روش‌های تمیز کردن کاست ورق تخت چیست؟

اگر در بیوتکنولوژی، تولید دارو، یا هر زمینه‌ای کار می‌کنید که از اولترافیلتراسیون برای تغلیظ، خالص‌سازی یا جداسازی بیومولکول‌ها (به پروتئین‌ها، آنتی‌بادی‌ها یا رویی‌های کشت سلولی فکر کنید) استفاده می‌کنید، احتمالاً با کاست‌های صفحه تخت کار کرده‌اید. من بیش از یک دهه است که تامین‌کننده این محصولات بوده‌ام، و یک سوال بیشتر از مشخصات محصول برایم پیش می‌آید: "روش صحیح برای تمیز کردن نوار کاست من چیست؟" از هک‌های عمومی شستشو و پاک کردن که ممکن است در کتابچه‌های راهنمای آزمایشگاهی قدیمی بیابید صرفنظر کنید – تمیز کردن فقط برای زیبا جلوه دادن آن نیست. این در مورد حفظ عملکرد فیلتراسیون شما، افزایش عمر کاست شما (که در درازمدت باعث صرفه جویی در پول نقد شما می شود) و جلوگیری از آلودگی متقابل بین دسته ها است. اگر اینجا هستید، احتمالاً می دانید که تمیز کردن بد منجر به مواردی مانند نرخ شار پایین تر، طول عمر کوتاه تر کاست یا حتی دسته های خراب می شود. بیایید این را گام به گام بررسی کنیم، بدون اصطلاحات فانتزی، فقط صحبت مستقیمی است که وقتی مشتریانم با وحشت از یک نوار کاست تماس می گیرند، صحبت می کنم.

اول از همه، بیایید مطمئن شویم که در مورد آنچه در مورد آن صحبت می کنیم، در یک صفحه هستیم. کاست‌های صفحه تخت ستون فقرات سیستم‌های فیلتراسیون جریان مماسی (TFF) هستند - آن‌ها واحدهای غشایی لایه‌ای و نازک هستند که جریان خوراک را به دو جریان تقسیم می‌کنند: نفوذ (آنچه از غشاء می‌گذرد) و محفوظ (آنچه به عقب نگه داشته می‌شود). اگر به دنبال مدل های خاصی هستید، ما یک خط کامل در اینجا داریم:سری کاست-TFF-فیلتراسیوناز جملهکاست های اولترافیلتراسیون جریان مماسی،کاست اولترافیلتراسیون 100 کیلویی، وکاست های اولترافیلتراسیون با صفحه معلق. حالا به قسمت تمیز کردن بروید. بیایید با شستشوی فوری پس از استفاده شروع کنیم - این مورد غیرقابل مذاکره است، مانند درآوردن کفش های خود پس از پیاده روی در باران. حتی یک ساعت منتظر ماندن پس از استفاده اجازه می دهد تا باقیمانده روی غشاء خشک شود و پروتئین خشک شده یا بقایای سلولی بسیار سخت تر است، مانند چسبی که چسبیده است. برای این مرحله اول، می‌خواهید از همان نوع آبی که برای آماده‌سازی یا تولید آزمایشگاه استفاده می‌کنید استفاده کنید - آب دیونیزه شده (DI) فیلتر شده، نه آب شیر. چرا؟ آب لوله کشی دارای مواد معدنی و کلر است که می تواند با مولکول های زیستی باقی مانده واکنش نشان دهد و آلودگی را بدتر کند. آب DI را با همان سرعت جریانی که در جریان فیلتراسیون استفاده کردید، از داخل کاست عبور دهید. فشار را فوراً بالا نبرید - فشار کم تا متوسط ​​(10 تا 15 psi) در اینجا بهترین است. در ابتدا خواهید دید که تراوش ابری می شود. ادامه دهید تا کاملاً شفاف شود و جریان محفوظ دیگر کفی نباشد. اگر کاست شما دارای غلظت بالایی از موادی مانند لیزات سلولی یا محلول های پروتئین متراکم بود، ممکن است به جای یک شستشوی سریع DI نیاز داشته باشید. این مرحله 5 تا 10 دقیقه طول می کشد، اما مهم ترین مرحله برای جلوگیری از ایجاد رسوب است.

در مرحله بعد، اگر گرفتگی خفیف تا متوسط ​​دارید - مانند تجمع پروتئین که در اولین شستشو از بین نمی رود - زمان شستشوی اولیه فرا رسیده است. بهترین راه حل در اینجا یک محلول قلیایی رقیق، معمولاً هیدروکسید سدیم (NaOH)، با غلظت 0.1-0.5 M است. من می دانم که برخی از شما به چه فکر می کنید: "NaOH خشن است، آیا به غشاء آسیب نمی رساند؟" تا زمانی که آن را برای مدت طولانی روشن نگذارید، کاملا بی خطر است. محلول‌های قلیایی پیوندهای پروتئینی را می‌شکنند، باقی مانده‌های آلی را حل می‌کنند و حتی میکروب‌هایی را که به داخل کاست نفوذ کرده‌اند را از بین می‌برند. نکته حرفه ای: محلول NaOH را قبل از اجرا در دمای 30 تا 40 درجه سانتیگراد (86 تا 104 درجه فارنهایت) گرم کنید. گرما باعث می شود محلول قلیایی سریعتر کار کند و زمان تماس را کاهش می دهد. آن را به مدت 15 تا 30 دقیقه از داخل کاست عبور دهید، همچنان با سرعت جریان متوسط. با این حال، اجازه ندهید محلول راکد در کاست قرار گیرد - قلیایی راکد می تواند باعث افزایش pH شود که به مرور زمان غشاء را از بین می برد. پس از شستشو، مجدداً با آب DI شستشو دهید تا PH ماده تراوش خنثی شود (آن را با یک نوار pH آزمایش کنید، به همین راحتی). اگر رسوب شما بسیار سرسخت است، مانند آنتی بادی های مونوکلونال باقیمانده یا اسیدهای نوکلئیک، می توانید مقدار کمی سورفکتانت - چیزی شبیه 0.1٪ Tween 20 - را به محلول NaOH اضافه کنید. سورفکتانت ها به برداشتن باقی مانده های آبگریز از سطح غشاء کمک می کنند، مانند صابون ظرفشویی برای چربی. فقط مطمئن شوید که پس از آن سورفکتانت را به خوبی بشویید، در غیر این صورت ممکن است نرخ شار فیلتراسیون بعدی شما را به هم بزند.

حالا بیایید در مورد رسوب شدیدتر صحبت کنیم، زیرا گاهی اوقات حتی بهترین شستشوی اولیه کافی نیست. شاید شما یک مایع رویی کشت سلولی را با مقدار زیادی بقایای نامحلول، یا یک دسته با سطوح بالایی از پلی ساکاریدها که به غشاء می‌چسبند، پردازش کرده‌اید. برای این کار، اگر یک سیستم کامل را اجرا می‌کنید، به یک پاک‌کننده شیمیایی قوی‌تر نیاز دارید، که گاهی اوقات به آن مرحله «تمیز کردن پاک‌سازی» یا «CIP (تمیز کردن در محل)» می‌گویند. من یک پاک کننده آنزیمی را در اینجا توصیه می کنم - آن را به عنوان یک ترکیب آنزیمی خاص در نظر بگیرید که از باقی مانده های آلی سخت می خورد. پاک کننده های آنزیمی برای رسوب بیولوژیکی بهتر از اسیدهای خشن عمل می کنند زیرا ترکیبات خاصی را بدون آسیب رساندن به غشاء هدف قرار می دهند. به دنبال پاک کننده ای باشید که برای سیستم های اولترافیلتراسیون طراحی شده است، نه فقط آنزیم های آزمایشگاهی عمومی. دستورالعمل های سازنده را دنبال کنید، اما به طور کلی، آن را در دمای 35 تا 45 درجه سانتی گراد (95 تا 113 درجه فارنهایت) به مدت 30 تا 60 دقیقه با سرعت جریان کمی بالاتر (20 تا 25 psi) اجرا می کنید تا مطمئن شوید که به تمام گوشه ها و شکاف های ساختار ورق مسطح وارد می شود. اگر پاک کننده آنزیمی آن را برش نمی دهد (نادر است، اما ممکن است برای رسوب بسیار بد مانند بیوفیلم)، می توانید از محلول اسید رقیق استفاده کنید - برای مثال اسید سیتریک با 0.5-1 M. اسید سیتریک رسوبات معدنی را حل می کند و از آنجایی که اسیدی ملایم است، سختی کمتری نسبت به اسید هیدروکلریک دارد. دوباره آن را گرم کنید، آن را به مدت 15 تا 20 دقیقه بشویید، سپس آن را کاملا بشویید تا PH تراوش خنثی شود. یک نکته در اینجا: هرگز محلول های اسید و قلیایی را در نوار کاست مخلوط نکنید - این دو به شدت واکنش نشان می دهند، و این راهی سریع برای خراب کردن نوار کاست شما (و شاید روز شما) است. در صورت نیاز به انجام هر دو، بین شستشوی قلیایی و اسیدشویی، با آب DI به خوبی بشویید.

صبر کنید، چیز دیگری وجود دارد که مردم فراموش می کنند: تمیز کردن بیرون و واشرها. غشای داخل ستاره است، اما لبه‌ها و واشرهایی که لایه‌ها را می‌بندند نیز می‌توانند با باقیمانده‌ها آغشته شوند. اگر کاست را جدا می‌کنید (بعضی از کاست‌های صفحه تخت برای جداسازی طراحی شده‌اند، برخی دیگر یکبار مصرف هستند، بنابراین همیشه مدل خود را بررسی کنید)، سطوح واشر را با یک پارچه بدون پرز و مرطوب شده با آب DI پاک کنید. از دستمال کاغذی استفاده نکنید زیرا الیاف ریز باقی می‌گذارند که گیر می‌کنند. برای قاب کاست، می توانید از یک برس نرم استفاده کنید تا به آرامی باقی مانده های خشک شده را پاک کنید، سپس آبکشی کنید. اگر یک کاست یکبار مصرف دارید، ماننداولترافیلتراسیون کاستخط، شما آن را از هم جدا نخواهید کرد، بنابراین فقط مطمئن شوید که به محض اتمام استفاده از آن، شستشوی کامل و شیمیایی انجام دهید – بدون اینکه آن را برای فردا کنار بگذارید.

حالا بیایید در مورد آنچه باید اجتناب کنیم صحبت کنیم. من مشتریان بسیاری را دیده ام که این اشتباهات را مرتکب می شوند و در نهایت زودتر از آنچه باید به یک نوار کاست جدید نیاز دارند. اول، از آب لوله کشی برای هیچ چیز دیگری غیر از اولین شستشوی سریع استفاده نکنید – مواد معدنی آب لوله کشی می توانند روی غشاء جمع شوند و باعث پوسته پوسته شدن شوند. دوم، از ساینده‌های خشن یا پشم فولادی برای مالش غشاء استفاده نکنید – خراش دادن سطح سوراخ‌های ریزی ایجاد می‌کند که عملکرد قطع وزن مولکولی (MWCO) را مختل می‌کند و جداسازی مورد نیاز را به دست نمی‌آورید. سوم، اجازه ندهید محلول‌های تمیزکننده ساعت‌ها یا یک شب در کاست بنشینند. حتی محلول‌های ملایم مانند NaOH می‌توانند مواد غشایی را در صورت طولانی ماندن، به ویژه در دماهای بالا، تجزیه کنند. چهارم، از تأیید اعتبار پس از تمیز کردن غافل نشوید. شما تمام این کارها را برای تمیز کردن کاست انجام می دهید—مطمئن شوید که واقعا کار می کند. قبل از استفاده از آن برای یک دسته واقعی، نرخ شار را با آب DI آزمایش کنید. آن را با نرخ شار زمانی که کاست جدید بود مقایسه کنید. اگر کمتر از 70 درصد نمونه اصلی است، به این معنی است که هنوز رسوب باقی مانده است، بنابراین باید دفعه بعد مراحل تمیز کردن خود را تنظیم کنید.

یادداشتی سریع در مورد کاست‌های یکبار مصرف در مقابل کاست‌های قابل استفاده مجدد، زیرا این یک بحث بزرگ در حال حاضر در تولید زیستی است. کاست های یکبار مصرف برای جلوگیری از آلودگی متقاطع بین محصولات مختلف یا خطوط سلولی عالی هستند، اما این بدان معنا نیست که می توانید آنها را بعد از استفاده در کشو بیندازید. حتی کاست های یکبار مصرف نیز بلافاصله پس از استفاده نیاز به شستشوی سریع دارند تا غشا خشک نشود. کاست های قابل استفاده مجدد، مانندکاست اولترافیلتراسیون 100 کیلوییاگر آنها را به درستی تمیز کنید، می‌توانند تا 10 تا 15 استفاده دوام بیاورند—ما مشتریانی داشته‌ایم که وقتی از پروتکل تمیز کردن ما به یک T پیروی می‌کنند، 20 بار از آنها استفاده می‌کنند. نقطه مقابل این است که موارد قابل استفاده مجدد نیاز به مراقبت بیشتری دارند، اما در صورت استفاده از چندین دسته، صرفه‌جویی در هزینه‌ها بسیار زیاد است.

بیایید این را با یک برگه تقلب گام به گام جمع بندی کنیم، بنابراین مجبور نیستید به عقب بروید. 1. بلافاصله پس از استفاده: با آب DI با 10 تا 15 psi به مدت 5 تا 10 دقیقه بشویید تا تراوش شفاف شود. 2. رسوب خفیف: 0.1-0.5 مولار NaOH در 30-40 درجه سانتیگراد، 15-30 دقیقه بشویید، تا PH خنثی بشویید. 3. گرفتگی شدید: پاک کننده آنزیمی در دمای 35 تا 45 درجه سانتیگراد، 30 تا 60 دقیقه استفاده کنید یا در صورت نیاز اسید سیتریک را رقیق کنید، کاملاً بشویید. 4. واشر/قاب تمیز: پارچه بدون پرز برای مهر و موم، برس نرم برای قاب، بدون الیاف یا خراش. 5. اعتبارسنجی: شار آب DI را آزمایش کنید تا مطمئن شوید که بالای 70 درصد نرخ اصلی است.

در پایان روز، تمیز کردن نوار کاست ورق مسطح علم موشکی نیست، بلکه به ثابت بودن و عدم انتظار زیاد پس از استفاده است. اگر هنوز در حال تشخیص این هستید که کدام نوار برای برنامه شما مناسب است، یا می خواهید مشخصات تمیز کردن دقیق تری برای محصولات ما مانندکاست های اولترافیلتراسیون با صفحه معلق، با خیال راحت با تیم ما تماس بگیرید. ما با آزمایشگاه‌ها و امکانات تولیدی در سرتاسر کار می‌کنیم تا مطمئن شویم تجهیزات فیلتراسیون آنها دوام می‌آورند و همانطور که انتظار می‌رود کار می‌کنند.

مراجع

1. جانسون، جی سی (2011). خالص سازی پروتئین: اصول، روش های با وضوح بالا و کاربردها (ویرایش سوم). Wiley-VCH.
2. پورتر، ام سی (1972). کتاب راهنمای فناوری غشای صنعتی. انتشارات نویس.
3. راهنمای عملیات فیلتراسیون جریان مماسی (TFF). (2020). علمی ترمو فیشر.