آیا کاست‌های TFF قابل استفاده مجدد در هندسه‌های مختلف موجود است؟

سلام به همه، اگر زمانی را صرف کار در بیوتکنولوژی، داروسازی یا هر زمینه ای کرده اید که در آن فیلتراسیون غیرقابل مذاکره است، می دانید که فیلتراسیون جریان مماسی (TFF) ستون فقرات بسیاری از فرآیندها است - از شفاف سازی کشت سلولی گرفته تا تغلیظ آنتی بادی ها، از تبادل بافر تا تصفیه آنزیم ها. اما بیایید واقعی باشیم: نوارهای یکبار مصرف که ممکن است در گذشته استفاده کرده باشید؟ آنها گران هستند، زباله های پلاستیکی زیادی تولید می کنند، و جابجایی بین فرآیندها یا افزایش مقیاس به معنای پرداختن به دردسرهای زیادی است. اینجاست که کاست‌های TFF قابل استفاده مجدد وارد می‌شوند و یک سوال برای من پیش می‌آیدتمام وقتاز آزمایشگاه‌ها، تولیدکنندگان زیستی و مهندسین فرآیند این است: "آیا این چیزها در هندسه‌های مختلف موجود هستند؟"

پاسخ کوتاه؟ جهنم بله آنها هستند. اما بیایید این را تجزیه کنیم، مثل اینکه در حال گپ زدن در کنار نیمکت آزمایشگاه هستیم، نه یک سخنرانی خفه کننده در کنفرانس. ابتدا بیایید سطحی را تعیین کنیم که یک کاست TFF در واقع چیست. اگر در اینجا تازه کار هستید، یک کاست TFF اساساً یک واحد مهر و موم شده با یک غشاء درون آن است—شما مایع خود را از طریق آن پمپ می کنید و غشاء آنچه را که می خواهید (مانند پروتئین خالص) از آنچه که نمی خواهید (مانند بقایای سلولی یا نمک های کوچک) جدا می کند. موارد قابل استفاده مجدد برای جدا کردن، تمیز کردن، ضدعفونی کردن و استفاده بارها و بارها ساخته شده‌اند، که برای کاهش هزینه‌ها و کاهش ردپای محیطی که این روزها هر عملیاتی سعی در کاهش آن دارد، بازی را تغییر می‌دهد.

حالا هندسه ها این فقط یک کلمه دیگر برای شکل و اندازه است، درست است؟ و وقتی صحبت از TFF می شود، هندسه بیش از آنچه فکر می کنید اهمیت دارد. اشتباه را دریافت کنید، نرخ جریان شما کاهش می یابد، احتباس شما آسیب می بیند، و به جای اینکه به جدول زمانی فرآیند خود ضربه بزنید، روزها در حال عیب یابی هستید. بیایید موارد اصلی را که در اینجا ارائه می‌دهیم بررسی کنیم - ما [نام شرکت سرکوب‌شده] هستیم، و کاست‌های TFF قابل استفاده مجدد ما با در نظر گرفتن تطبیق‌پذیری ساخته شده‌اند، بنابراین برای هر موردی چیزی وجود دارد.

اول، کاست های میکروفیلتراسیون تخت. صبر کنید، صبر کنید—گاهی اوقات مردم کاست‌های TFF صفحه تخت را با انواع دیگر مخلوط می‌کنند، اما نه، فلت یک هندسه است. اینها دارای شکل کلاسیک، مسطح و مستطیلی هستند، مانند یک صفحه کلاسور نازک اما برای فیلتر کردن ساخته شده اند. چرا اینها اینقدر محبوب هستند؟ آنها برای دویدن در مقیاس کوچک تا متوسط ​​بسیار انعطاف پذیر هستند، به علاوه می توانید غشاهای مختلف را به راحتی تعویض کنید (در این مورد در یک ثانیه بیشتر). بسیاری از آزمایشگاه‌های تحقیق و توسعه از آزمایشگاه‌های مسطح استفاده می‌کنند، زیرا اگر در حال آزمایش پروتئین جدیدی هستید یا فرآیندی را تغییر می‌دهید، نمی‌خواهید فوراً پول را در یک واحد بزرگ و سفارشی فرو کنید. اگر به دنبال اینها هستید، کاست‌های میکروفیلتراسیون تخت ما را در اینجا بررسی کنید: [متن پیوند: کاست‌های میکروفیلتراسیون تخت] در [URL]. ما اندازه‌هایی را از 10 سانتی‌متر مربع تا 1 متر مربع می‌سازیم، بنابراین چه در حال انجام یک دسته 10 میلی‌لیتری برای آزمایش یا یک 100 لیتری برای آزمایش‌های اولیه، یک هندسه صاف وجود دارد که مناسب است.

اما تخت تنها شکل نیست. اگر به تولید GMP افزایش می‌دهید، یا به توان عملیاتی بالاتری نیاز دارید، احتمالاً چیزی با مقاومت فشار کمی بیشتر و جریان ثابت می‌خواهید. اینجاست که کاست‌های TFF قابل استفاده مجدد به سبک قاب سفت‌تر ما وارد می‌شوند - آنها را به عنوان اسب‌های کار صنعتی در نظر بگیرید. اینها هنوز ورقه‌های غشایی مسطح در داخل دارند، اما هندسه بیرونی یک قاب محکم و مهر و موم شده است که مستقیماً به اکثر لغزش‌های استاندارد TFF می‌پیچد، که به معنای تعویض واحدهای خرابی کمتر و تکرارپذیری فرآیند بهتر است. دیگر از ناهماهنگی جریان عجیب و غریب خبری نیست، زیرا نوار کاست در لغزش شما کمی ناهماهنگ بود - ما این هندسه‌ها را با تلورانس‌های محکم می‌سازیم، بنابراین هر واحد یکسان است، پس از اجرا اجرا شود.

صبر کن، یکی دیگر بزرگ: زخم مارپیچی؟ نه، صبر کنید، صبر کنید، نه، کاست‌های قابل استفاده مجدد ما به صورت مارپیچی عمل نمی‌کنند، اما ما کاست‌هایی به شکل سفارشی برای موارد استفاده در طاقچه داریم. اوه درست است، بسیاری از مردم نمی دانند که هندسه فقط اشکال استاندارد نیست - ما می توانیم ابعاد را برای لغزش های خاص یا نیازهای فرآیندی تغییر دهیم. به عنوان مثال، اگر مشتری یک اسکید TFF از مدل قدیمی‌تری داشته باشد که فقط با یک اندازه کاست فوق‌العاده خاص و غیراستاندارد مناسب است، می‌توانیم کاست‌های TFF قابل استفاده مجدد خود را برای مطابقت با هندسه دقیق خود ماشین‌کاری کنیم، بنابراین آنها مجبور نیستند هزاران عدد را روی یک اسکید جدید فقط برای استفاده از یک واحد بهتر و قابل استفاده مجدد رها کنند. این زیبایی آن است - هندسه نباید یک اندازه باشد.

حالا بیایید از ممبران صحبت کنیم، زیرا هندسه به معنای جک نیست اگر ممبران شما مناسب نباشد. کاست های ما با انواع مختلفی از غشاء کار می کنند، از جمله کاست های میکروفیلتراسیون پلی اتر سولفون. PES برای TFF بسیار مورد استفاده قرار می گیرد زیرا بادوام است، اتصال پروتئینی کمی دارد و در برابر اتوکلاو یا ضدعفونی شیمیایی مقاومت می کند - کلیدی برای موارد قابل استفاده مجدد. اگر به غشاهای PES نیاز دارید، کاست های میکروفیلتراسیون پلی اتر سولفون ما را در اینجا بررسی کنید: [متن پیوند: کاست های میکروفیلتراسیون پلی اتر سولفون] در [URL]، و می توانید فقط ورق های غشایی را نیز بگیرید: [متن پیوند: غشای پلی اتر سولفون TFF] در [URL]. سطح غشاء به شکل هندسی نیز مرتبط است - کاست‌های مسطح ما دارای سطح قابل گسترش هستند، بنابراین اگر به فضای فیلتر بیشتری نیاز دارید، می‌توانید چندین ورق غشاء را در یک محفظه کاست قرار دهید، که یک ترفند هندسی است که برای متمرکز کردن حجم‌های بزرگ‌تر بدون تغییر به یک سیستم کاملاً متفاوت عالی است.

بیایید به این موضوع بپردازیم که چرا هندسه در واقع بر روند شما تأثیر می گذارد. من تیم های زیادی را دیده ام که به دلیل اینکه شکل اشتباهی را برای سرعت جریان خود انتخاب کرده اند، با مشکل مواجه شده اند. به عنوان مثال، یکی از دوستان در یک بیوتکنولوژی کوچک سعی کرد از یک کاست کوچک و گرد استفاده کند (صبر کنید، بله، هندسه های گرد نیز وجود دارد، برای برخی از میکروفیلتراسیون های تخصصی) برای اجرای شفاف سازی کشت سلولی 50 لیتری. شکل گرد به این معنی بود که توزیع جریان ناهموار بود - سیال از مرکز کاست هجوم می‌آورد و لبه‌ها را کم استفاده می‌کرد، بنابراین آنها مجبور بودند این فرآیند را دوبرابر زمان برنامه‌ریزی شده اجرا کنند و به دلیل آن جریان ناسازگار، بازیابی کمتری داشتند. هنگامی که آنها به کاست مستطیلی مسطح ما، که اندازه آن مطابق با دبی پمپ آنها بود، رفتند، زمان کار آنها 30٪ کاهش یافت و بازیابی پروتئین آنها 12٪ افزایش یافت. تفاوت هندسه همین است.

مثال دیگر: اگر فیلتراسیون جریان مماسی را برای تبادل بافر روی یک خط سلولی پایدار انجام می‌دهید که 24/7 کار می‌کند، هندسه نواری می‌خواهید که به راحتی جدا شود، تمیز شود و دوباره سرهم شود بدون اینکه آب‌بند را خراب کند. کاست های قابل استفاده مجدد ما دارای طراحی قفل کلیک یا پیچ و مهره هستند، بنابراین برای تعویض غشاها یا تمیز کردن عمیق مسیرهای جریان به ابزار خاصی نیاز ندارید. هندسه قاب طوری طراحی شده است که عرض هر کانال یکسان باشد، که تنش برشی را پایین نگه می‌دارد - برای سلول‌ها یا پروتئین‌های ظریفی که در صورت فشار بیش از حد به کانال‌های باریک و ناهموار، می‌توانند دناتوره شوند.

صبر کنید، بیایید به یک افسانه رایج بپردازیم: برخی از مردم فکر می‌کنند کاست‌های قابل استفاده مجدد فقط در یک هندسه اولیه وجود دارند، و اینکه اگر به شکل خاصی نیاز دارید، با یکبار مصرف گیر کرده‌اید. به هیچ وجه. ما با مشتریانی کار کرده‌ایم که همه کارها را انجام می‌دهند، از تصفیه ناقل ویروسی (که به مسیرهای جریان بسیار خاصی برای جلوگیری از آسیب رساندن به ویروس نیاز دارد) گرفته تا فیلتراسیون لبنیات (که از حجم بیشتری استفاده می‌کند با بارگیری مواد جامد بالاتر) و هندسه‌هایی را برای هر دو تنظیم کرده‌ایم. برای کار بردار ویروسی، ما کاست هایی با عرض کانال های باریک تر می سازیم تا تنش برشی را کم نگه داریم، بنابراین ذرات ویروس دست نخورده و فعال باقی می مانند. برای لبنیات، ما کانال‌های هندسی وسیع‌تری می‌سازیم که می‌توانند مواد جامد بالاتر را بدون گرفتگی غشاء به همان سرعتی تحمل کنند، که به معنای چرخه تمیز کردن کمتر و عمر طولانی‌تر کاست است.

همچنین، مقیاس را فراموش نکنیم. اگر یک آزمایشگاه تحقیق و توسعه هستید که آزمایش‌هایی در مقیاس میلی‌لیتر انجام می‌دهید، هندسه‌ای که به اندازه کافی کوچک باشد تا روی یک میز قرار بگیرد، مهم است. کاست مسطح 10 سانتی‌متر مربعی قابل استفاده مجدد ما بسیار ریز است - درست روی یک صفحه همزن آزمایشگاهی استاندارد قرار می‌گیرد، بدون نیاز به لغزش خاصی. سپس، هنگامی که به مقیاس آزمایشی (مانند دویدن 100 لیتر) می رسید، به 100 سانتی متر مربع و سپس 1 متر مربع برای تولید می رسید. هر یک از این مقیاس ها از طرح هندسه هسته یکسانی استفاده می کنند، بنابراین روند شما با رشد شما ثابت می ماند. این بسیار بزرگ است - شما مجبور نیستید همه پارامترها را مجدداً بهینه کنید فقط به این دلیل که از یک نوار کاست کوچک به نوار بزرگ منتقل شده اید.

حال، بیایید در مورد اینکه چرا کاست های TFF قابل استفاده مجدد، فراتر از هندسه، ارزش آن را دارند، صحبت کنیم. کاست‌های یکبار مصرف ممکن است در ابتدا ارزان‌تر به نظر برسند، اما وقتی بیش از 10 بار در هفته اجرا می‌کنید، هزینه آن به سرعت افزایش می‌یابد – مانند هزاران دلار در ماه هزینه یکبار مصرف. موارد قابل استفاده مجدد را می توان بیش از 50 بار تمیز و مجدداً استفاده کرد (اگر از آنها مراقبت می کنید، پروتکل های تمیز کردن ما را دنبال کنید) بنابراین با گذشت زمان، هزینه زیادی برای شما صرفه جویی می شود و پلاستیک کمتری را از محل های دفن زباله منحرف می کنید. اما هندسه بخش بزرگی از این طول عمر است - اگر هندسه کاست باعث ایجاد مشکلاتی در جریان شود که منجر به رسوب غشاء شود، باید زودتر غشا را جایگزین کنید، که صرفه جویی در هزینه را نفی می کند. به همین دلیل است که ما برای طراحی هندسه‌هایی که جریان یکنواخت را افزایش می‌دهند، رسوب‌زدگی را کاهش می‌دهند و تمیز کردن را آسان‌تر می‌کنند، کار زیادی می‌کنیم.

صبر کنید، چگونه می دانید که کدام هندسه برای فرآیند شما مناسب است؟ این سوالی است که همه می پرسند، درست است؟ نکته اینجاست: این به مقیاس شما، نوع مایع شما، نیازهای سرعت جریان شما و تجهیزات موجود شما بستگی دارد. اگر در یک آزمایشگاه تحقیق و توسعه کوچک کار می کنید، با یک کاست میکروفیلتراسیون تخت شروع کنید - همه کاره، آسان برای استفاده، و با اکثر تنظیمات آزمایشگاهی استاندارد کار می کند. اگر در حال تولید هستید، یک نوار کاست سفت و سخت به سبک قاب که متناسب با نقاط نصب اسکید TFF شما باشد، راه حلی است. اگر فرآیند تخصصی دارید، با ما تماس بگیرید (پیوند به [متن پیوند: کاست‌های قابل تکرار TFF] در [URL])—ما می‌توانیم با شما همکاری کنیم تا هندسه را متناسب با آن تغییر دهیم. ما به مشتریان کمک کرده ایم تا عرض کانال، ابعاد نوار کاست را تنظیم کنند، حتی پورت های سفارشی را برای سیستم های پمپاژ خاص خود اضافه کنند.

بیایید یک مثال سریع از پروژه اخیری که انجام دادیم بیاوریم. یک مشتری در فضای ژن درمانی به یک کاست برای خالص سازی وکتورهای AAV نیاز داشت که نسبت به برش فوق العاده حساس هستند و نیاز به اندازه بسیار تنگ دارند. آنها یک سیستم TFF رومیزی کوچک داشتند و کاست‌های استاندارد موجود در بازار هندسی متناسب با پیکربندی پورت خود نداشتند و برش را به اندازه کافی پایین نگه می‌داشتند تا از آسیب رساندن به AAV جلوگیری شود. هندسه کاست تخت پایه خود را گرفتیم، موقعیت پورت ها را طوری تنظیم کردیم که با لغزش آنها مطابقت داشته باشد، کانال های جریان را کمی باریک کردیم و از غشای PES خود استفاده کردیم ([متن پیوند: TFF Polythersulfone Membrane] را در [URL] در صورت نیاز بیشتر در مورد آن بررسی کنید) که اتصال پروتئین/ویروس کم دارد. نتیجه؟ بازیابی AAV آنها 22 درصد افزایش یافت، آنها قبل از نیاز به تعویض غشاء 65 بار از کاست مجدد استفاده کردند و در 6 ماه بیش از 12 هزار دلار در مقایسه با استفاده از کاست های یکبار مصرف برای همان اجراها صرفه جویی کردند. دقیقاً به همین دلیل است که هندسه مهم است - یک تغییر کوچک می تواند تفاوت بزرگی در عملکرد و هزینه فرآیند ایجاد کند.

حالا بیایید این را جمع بندی کنیم. بنابراین برای بازگشت به سوال اصلی: آیا کاست های TFF قابل استفاده مجدد در هندسه های مختلف موجود هستند؟ 100% بله. از هندسه‌های تخت رومیزی کوچک برای تحقیق و توسعه، هندسه‌های قاب سفت و سخت برای ساخت، تا کاست‌های با اندازه سفارشی و پورت‌شده برای فرآیندهای طاقچه، برای هر موردی یک شکل وجود دارد. لازم نیست به یک کاست یک‌اندازه بسنده کنید که برای نرخ جریان، مقیاس یا تجهیزات شما کار نمی‌کند.

اگر از پرداخت بیش از حد برای کاست‌های یکبار مصرف، مواجهه با اجراهای ناسازگار، یا نیاز به شکل سفارشی برای فرآیند خود خسته شده‌اید، با تیم ما تماس بگیرید. ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم هندسه، غشاء و کاست مناسب را برای نیازهای خاص خود انتخاب کنید. چه به یک کاست استاندارد میکروفیلتراسیون تخت، یک واحد با اندازه سفارشی یا اطلاعات بیشتر در مورد کاست ها و غشاهای پلی اتر سولفون ما نیاز داشته باشید، ما شما را تحت پوشش قرار می دهیم.

مراجع:

1. لوتز، اس و همکاران. (2020). فیلتراسیون جریان مماسی: مروری بر طراحی غشاء و بهینه‌سازی فرآیند برای تصفیه بیودارویی. Journal of Membrane Science, 598, 117652.
2. Chen, Y. و همکاران. (2022). کاست های فیلتراسیون قابل استفاده مجدد: کاهش هزینه های عملیاتی و اثرات زیست محیطی در پردازش زیستی. پیشرفت بیوتکنولوژی، 38 (4)، e3251.
3. رابرتز، ام و همکاران. (2019). نقش هندسه جریان در عملکرد کاست TFF: تاثیر بر رسوب و بازیابی پروتئین. فناوری جداسازی و تصفیه، 215، 427-435.
4. انجمن بین المللی مهندسین داروسازی (ISPE). (2021). فیلتراسیون فرآیندهای زیستی: بهترین روش ها برای سیستم های TFF مقیاس پذیر. مطبوعات ISPE.