Adakah kaset TFF yang boleh diguna semula menjejaskan prestasi penapisan dari semasa ke semasa?

Sebagai pembekal kaset TFF (Tangential Flow Filtration) yang boleh diguna semula, saya mendapat soalan ini sepanjang masa: Adakah produk kami mengekalkan prestasi yang konsisten berbanding penggunaan berulang? Ini adalah satu yang adil—pasukan pemproses bio bergantung pada TFF untuk segala-galanya daripada menjelaskan budaya sel kepada menumpukan protein, dan masa henti daripada peralatan berprestasi rendah boleh menjejaskan keseluruhan jadual pengeluaran. Selepas 8 tahun bekerja dalam teknologi penapisan membran, saya telah melihat pasukan melompat antara kaset TFF guna sekali dan boleh guna semula, selalunya menganggap satu adalah lebih baik daripada yang lain. Tetapi kebenaran tentang prestasi dari semasa ke semasa adalah bernuansa, terikat bukan hanya pada kaset itu sendiri, tetapi pada cara ia dibersihkan, disimpan dan dikendalikan.

Mari kita mulakan dengan asas: Kaset TFF berfungsi dengan menolak bendalir selari dengan permukaan membran, membiarkan zarah kecil melaluinya sambil mengekalkan yang lebih besar. Untuk model yang boleh diguna semula, bingkai membran dan kaset direka bentuk untuk dibuka, dibersihkan dan diproses semula, dan bukannya dibuang selepas sekali digunakan seperti unit sekali guna. Perkara utama di sini ialah prestasi bukan sahaja merosot—ia merosot atas sebab tertentu yang boleh diramalkan, dan di situlah kaset boleh guna semula boleh sama ada mengatasi prestasi sekali guna (dengan penjagaan yang betul) atau kurang memberangsangkan jika diselenggara dengan tidak betul.

Salah satu mitos yang paling biasa ialah kaset boleh guna semula cepat haus. Saya telah melihat kaset melalui 50+ larian dan masih menyampaikan 90% daripada fluks awalnya (kadar aliran bendalir melalui membran) apabila dibersihkan dengan betul. Tetapi itu tidak berlaku jika anda melangkau langkah pembersihan kritikal. Apabila anda menggunakan kaset TFF, lapisan foulan—agregat protein, serpihan sel atau komponen media—terkumpul pada permukaan membran dan dalam liang. Jika anda hanya membilas air dengan cepat di antara larian, bahan kumuh tersebut mengeras, membenamkan diri dalam liang membran. Lama kelamaan, itu mengurangkan saiz liang yang berkesan dan menyekat aliran. Contohnya, Kaset Penapisan Mikro 0.22um yang bermula pada fluks penuh mungkin turun 30-40% selepas 10 larian jika dibersihkan dengan hanya air. Tetapi jika anda menggunakan larutan pembersih beralkali (seperti 0.1M NaOH) dengan peredaran semula, kemudian bilas dengan asid dan air, kaset yang sama kekal pada fluks 85% selepas 15 larian.

Itulah sebabnya kami membina barisan Kaset Membran TFF kami dengan bingkai yang mudah dibuka dan membran serasi yang menentang pengikatan protein. Pasukan R&D kami telah menguji 10 jenis membran yang berbeza untuk mencari yang mengeluarkan foulan tanpa degradasi, itulah sebabnya kaset boleh guna semula kami berprestasi secara konsisten merentasi larian. Kami juga mempunyai model khusus untuk kerja skala makmal—Kaset Penapisan Mikro Makmal Skala kami, contohnya, bersaiz untuk bioreaktor kecil dan berbilang larian kecil, jadi makmal tidak perlu berkompromi antara kos dan prestasi.

Faktor lain yang mempengaruhi prestasi jangka panjang ialah kerosakan membran. Kaset boleh guna semula bergantung pada pengendalian fizikal semasa pembongkaran dan pembersihan. Jika juruteknik menggunakan berus yang keras atau menyental membran terlalu kuat, mereka boleh mengoyakkan lapisan membran nipis, yang membawa kepada kehilangan produk (terutamanya untuk protein yang disasarkan). Kaset kami termasuk permukaan membran lembut dan panduan pengendalian yang jelas untuk mengelakkannya, tetapi walaupun dengan itu, 15-20% kemerosotan prestasi datang daripada kesilapan manusia dalam pengendalian. Kaset sekali guna mengelakkan perkara ini sepenuhnya, tetapi penjimatan itu hilang dalam kos jangka panjang—pelanggan kami memberitahu kami bahawa mereka mengurangkan kos penapisan sebanyak 60% apabila bertukar daripada sekali guna kepada kaset TFF boleh guna semula kami, malah mengambil kira unit yang rosak sekali-sekala.

Mari lihat data daripada ujian lapangan kami baru-baru ini. Kami bekerjasama dengan syarikat bioteknologi yang menumpukan antibodi monoklonal (mAbs) untuk ujian klinikal. Mereka menjalankan bahan suapan mAb mereka pada Kaset Penapisan Mikro 0.65um, kemudian membersihkannya, menyimpannya dalam larutan penimbal, dan menggunakannya semula selama 22 larian. Fluks awal mereka ialah 120 LMH (liter per meter persegi sejam), dan selepas 22 larian, ia adalah 98 LMH—hanya penurunan 18%. Mereka juga menguji kaset boleh guna semula pesaing, yang mengalami penurunan fluks 45% selepas 15 larian, kerana membran mereka memerlukan pembersihan yang lebih agresif yang merendahkan struktur liang. Perbezaannya? Membran kami diperbuat daripada campuran polietersulfon (PES) yang menentang degradasi daripada agen pembersih standard, manakala pesaing menggunakan membran selulosa yang rosak dengan pendedahan alkali berulang.

Tunggu, tetapi bagaimana pula dengan kes di mana prestasi menurun secara mendadak? Itu hampir selalu disebabkan oleh penyimpanan yang tidak betul. Jika kaset yang boleh digunakan semula disimpan dalam keadaan kering, membran boleh retak atau mengecut, mengubah struktur liang. Jika ia disimpan dalam larutan kimia yang keras (seperti peluntur tidak cair), ia boleh menggores liang membran, menjadikannya lebih besar daripada yang dimaksudkan. Kami mengesyorkan menyimpan kaset kami dalam larutan etanol 20% pada suhu 4°C, yang menghalang pertumbuhan mikrob tanpa merosakkan membran. Pasukan yang mengikuti garis panduan itu melihat perubahan prestasi minimum sepanjang storan berbulan-bulan, manakala pasukan yang melangkau garis panduan itu sering melaporkan penurunan fluks sebanyak 50% atau lebih.

Perkara lain: pemulihan fluks. Metrik biasa untuk prestasi TFF ialah % pemulihan fluks selepas pembersihan. Kaset guna tunggal mempunyai pemulihan fluks 100% mengikut reka bentuk, kerana ia baharu setiap masa. Tetapi kaset boleh guna semula harus mencapai 90% atau lebih tinggi selepas setiap pembersihan yang betul. Jika kaset yang boleh diguna semula berada di bawah itu, ini menandakan sama ada pembersihan tidak mencukupi, membran rosak atau bahan kumuh dibenamkan secara kekal. Kami menyertakan kit ujian fluks dengan setiap kaset untuk membantu pelanggan menyemak prestasi antara larian, supaya mereka dapat mengetahui isu lebih awal sebelum ia memberi kesan kepada proses mereka. Ini amat penting untuk larian skala—kehilangan walaupun 10% fluks boleh menambah jam pada masa pengeluaran, yang menelan belanja ribuan dolar dalam masa henti.

Saya juga telah melihat pasukan menganggap bahawa kaset boleh guna semula hanya berfungsi untuk aplikasi tertentu. Contohnya, sesetengah berpendapat ia tidak boleh digunakan untuk penjelasan sel, tetapi Kaset Penapisan Mikro 0.22um kami kerap digunakan untuk menjelaskan kultur sel CHO. Kami mempunyai pelanggan dalam pembuatan vaksin yang menggunakannya untuk menapis vektor virus, dan mereka mempunyai prestasi yang konsisten sepanjang 30 larian. Kuncinya ialah memadankan saiz liang kaset dan jenis membran dengan aplikasi. Jika anda menapis serpihan sel yang besar, saiz liang yang lebih besar (seperti 0.65um) adalah lebih baik dan lebih tahan lama daripada liang yang lebih kecil, yang lebih mudah tersumbat.

Terdapat kaveat di sini: kaset boleh guna semula memang mempunyai kitaran hayat. Walaupun dengan penjagaan yang sempurna, membran akhirnya akan merosot selepas 50-60 larian, bergantung pada aplikasi. Itulah masanya untuk menggantikan membran, bukan keseluruhan kaset. Bingkai kaset kami direka bentuk untuk digunakan semula, jadi anda hanya membayar untuk membran baharu, yang mengurangkan kos lebih banyak lagi. Kaset guna tunggal memerlukan pembelian unit baharu setiap kali, jadi kos kitaran hayat bertambah dengan cepat—lebih 20 larian, pelanggan boleh membelanjakan 3x lebih banyak untuk unit guna sekali berbanding kaset boleh guna semula kami dengan penggantian membran.

Jadi, untuk kembali kepada soalan asal: Adakah kaset TFF boleh guna semula menjejaskan prestasi penapisan dari semasa ke semasa? Jawapannya tidak—jikaia dikendalikan, dibersihkan dan disimpan dengan betul. Isu prestasi yang dilaporkan pasukan hampir tidak pernah wujud dalam teknologi boleh guna semula, tetapi pada cara mereka menggunakan (atau menyalahgunakan) kaset. Sebagai pembekal, kami telah bekerjasama dengan beratus-ratus pelanggan untuk melaraskan proses mereka, daripada menukar ejen pembersihan kepada melaksanakan protokol storan, dan hampir semua telah melihat prestasi mereka stabil atau bertambah baik berbanding dengan alternatif sekali guna untuk jangka panjang.

Jika anda sedang mempertimbangkan untuk beralih kepada kaset TFF boleh guna semula, atau ingin menyelesaikan masalah prestasi dengan persediaan semasa anda, kami sedia membantu. Pasukan kami boleh bekerjasama dengan aplikasi khusus anda, sama ada penyelidikan skala makmal atau pembuatan bio berskala besar, untuk mengesyorkan kaset yang betul dan membimbing anda melalui langkah pembersihan dan penyelenggaraan untuk memastikan prestasi konsisten dari semasa ke semasa.

Jangan teragak-agak untuk menghubungi pasukan kami untuk mendapatkan butiran perolehan dan penyelesaian tersuai yang disesuaikan dengan keperluan penapisan anda.

Rujukan

1. Zydney, AL (2018). Penapisan aliran tangen: Prinsip, reka bentuk dan aplikasi bioproses. Springer.
2. Lue, B., et al. (2020). Perbandingan prestasi kaset TFF boleh guna semula dan sekali guna untuk kepekatan antibodi monoklonal. Jurnal Sains Membran, 598, 117682.
3. FDA. (2022). Panduan untuk industri: Sistem penapis membran boleh guna semula untuk pemprosesan biofarmaseutikal. Pentadbiran Makanan dan Dadah AS.
4. Chen, Y., et al. (2019). Penyingkiran foulan daripada membran penapisan aliran tangen: Kesan protokol pembersihan pada prestasi jangka panjang. Bioteknologi dan Bioengineering, 116(10), 2645-2655.
5. Penjagaan Kesihatan GE. (2021). TFF boleh guna semula lwn. sekali guna: Jumlah kos analisis pemilikan. Laporan Teknologi Pemprosesan Bio.