再利用可能なTFFカセットは、様々な形状で入手可能ですか？
皆さん、バイオテクノロジー、製薬、またはろ過が交渉の余地のない分野で働いたことがあるなら、タンジェンシャルフローろ過 (TFF) が、細胞培養物の清澄から抗体の濃縮、緩衝液交換から酵素の精製に至るまで、非常に多くのプロセスのバックボーンであることをご存知でしょう。しかし、本当のことを言いましょう。過去に使っていたかもしれない使い捨てカセットはどうでしょうか？それらは高価で、大量のプラスチック廃棄物を生成し、プロセス間の切り替えやスケールアップには非常に多くの手間がかかります。そこで、再利用可能な TFF カセットが登場します。そこで 1 つの疑問が生じます。いつも研究室、バイオメーカー、プロセスエンジニアからの意見は、「これらのものはさまざまな形状で利用可能ですか?」です。
短い答えですか？ああ、そうだね。ただし、堅苦しいカンファレンスでの講演ではなく、研究室のベンチでおしゃべりするように、これを分解してみましょう。まず、TFF カセットが実際にどのようなものかをレベル設定しましょう。初めての方のために説明すると、TFF カセットは基本的に内部に膜を備えた密閉ユニットです。ポンプで液体を送り込むと、膜が必要なもの (純粋なタンパク質など) と不要なもの (細胞破片や小さな塩など) を分離します。再利用可能なものは、分解、洗浄、消毒して繰り返し使用できるように作られており、コストを削減し、最近あらゆる事業が削減しようとしている環境フットプリントの削減に大きな変革をもたらします。
さて、幾何学です。それは形と大きさを別の言葉で表したものですよね？そして、TFF に関しては、ジオメトリは思っている以上に重要です。間違った方法を選択すると、流量が低下し、保持力が低下し、プロセスのタイムラインに達することなく、トラブルシューティングに何日も費やすことになります。ここで当社が提供する主なものを見てみましょう。当社は [社名は伏せられています] で、当社の再利用可能な TFF カセットは多用途性を念頭に置いて作られているため、あらゆるユースケースに対応できるものがあります。
まずはフラット精密ろ過カセット。ちょっと待ってください。時々、フラット シート TFF カセットと他のタイプを混同する人がいますが、いいえ、フラットはそれ自体が独自の形状です。これらは、薄いバインダー ページのような古典的な平らな長方形の形状をしていますが、濾過用に作られています。なぜこれほど人気があるのでしょうか?小規模から中規模の実行に非常に柔軟であり、さらに、さまざまなメンブレンを簡単に交換できます (これについてはすぐに説明します)。新しいタンパク質をテストしたり、プロセスを微調整したりする場合、すぐに大きなカスタムユニットに資金をつぎ込みたくないため、多くの研究開発ラボはフラットなものを使用しています。これらをお探しの場合は、こちらのフラット精密濾過カセットをチェックしてください: [リンク テキスト: フラット精密濾過カセット] ([URL])。弊社では 10 cm² から 1 m² までの範囲のサイズを製造しているため、テスト用に 10 mL バッチを実行する場合でも、初期段階の試験用に 100 L を実行する場合でも、適合するフラットな形状が見つかります。
しかし、形状は平らだけではありません。 GMP 製造にスケールアップする場合、またはより高いスループットが必要な場合は、おそらくもう少し耐圧性と一貫した流れを備えたものが必要になります。そこで、当社のより剛性の高いフレーム スタイルの再利用可能な TFF カセットが登場します。これを産業用の主力製品と考えてください。これらの内部にはまだ平らな膜シートがありますが、外側の形状はほとんどの標準的な TFF スキッドにボルトで直接固定される頑丈な密閉フレームになっており、ユニット交換のダウンタイムが減り、プロセスの再現性が向上します。カセットがスキッド内でわずかにずれていたため、奇妙な流れの不一致が発生することはもうありません。これらの形状は厳しい公差に合わせて機械加工されているため、どのユニットも実行しても同じになります。
待ってください、もう 1 つの大きな問題: らせん状の傷?いいえ、待ってください。いいえ、当社の再利用可能なカセットはスパイラル巻きではありませんが、ニッチな用途向けにカスタム形状のカセットを用意しています。そうそう、多くの人はジオメトリが単なる標準的な形状ではないことを認識していません。特定のスキッドやプロセスのニーズに合わせて寸法を調整できます。たとえば、クライアントが非常に特殊な非標準カセット サイズにしか適合しない古いモデルの TFF スキッドをお持ちの場合、当社はその正確な形状に合わせて再利用可能な TFF カセットを機械加工することができるため、より優れた再利用可能なユニットを使用するためだけに新しいスキッドに数千ドルを費やす必要はありません。それが利点です。ジオメトリは画一的なものである必要はありません。
さて、メンブレンについて話しましょう。メンブレンが適合しない場合、ジオメトリはジャックを意味しないからです。当社のカセットは、ポリエーテルスルホン精密濾過カセットを含む、数多くの種類の膜に対応しています。 PES は、耐久性があり、タンパク質結合が低く、オートクレーブや化学的消毒に耐えることができるため、TFF に最適です。再利用可能な材料の鍵となります。 PES メンブレンが必要な場合は、ここでポリエーテルスルホン精密濾過カセットをチェックしてください: [リンク テキスト: ポリエーテルスルホン精密濾過カセット] ([URL])、膜シートのみを入手することもできます: [リンク テキスト: TFF ポリエーテルスルホン膜] ([URL])。メンブレンの表面積は形状にも直接関係しています。当社のフラットカセットは拡張可能な表面積を備えているため、より多くのろ過スペースが必要な場合は、1 つのカセットハウジングに複数のメンブレンシートを積み重ねることができます。これは、まったく別のシステムに切り替えることなく、より大量の濃縮を行うのに最適な形状の調整です。
ジオメトリが実際にプロセスに影響を与える理由を見てみましょう。流量に対して間違った形状を選択したために、多くのチームが問題に遭遇するのを見てきました。たとえば、小規模バイオテクノロジー企業の友人は、50 L の細胞培養清澄化の実行に、小さな丸いカセットを使用しようとしました (待ってください。特殊な精密ろ過には丸い形状も存在します)。丸い形状は、流量の分布が不均一であることを意味しました。流体がカセットの中心を勢いよく流れ、端が十分に使用されないままになったため、プロセスを計画の 2 倍の時間実行する必要があり、その不均一な流量のために回収率が低下しました。ポンプの流量に合わせたサイズの当社の長方形フラット カセットに切り替えたところ、稼働時間が 30% 短縮され、タンパク質回収率が 12% 向上しました。それが幾何学が生み出す違いです。
別の例: 24 時間 365 日稼働する安定した細胞株でバッファー交換のためのタンジェンシャル フロー フィルトレーションを行っている場合、シールを汚さずに分解、洗浄、再組み立てが簡単なカセット形状が必要です。当社の再利用可能なカセットはクリックロックまたはボルトで締める設計になっているため、メンブレンの交換や流路の徹底的な洗浄に特別な工具は必要ありません。フレームの形状は、すべてのチャネルが同じ幅になるように設計されているため、せん断応力が低く抑えられます。これは、狭くて凹凸のあるチャネルに強く押し込まれると変性する可能性がある繊細な細胞やタンパク質にとって非常に重要です。
ちょっと待ってください。よくある俗説に対処しましょう。再利用可能なカセットには基本的な形状が 1 つしかなく、特定の形状が必要な場合は使い捨てしかないと考えている人もいます。とんでもない。当社は、ウイルスベクターの精製 (ウイルスへの損傷を避けるために非常に特殊な流路が必要) から乳製品の濾過 (固形分負荷が高く、大容量の分析を使用する) まであらゆる作業を行うクライアントと協力し、両方の形状に合わせて調整してきました。ウイルスベクターの作業では、せん断応力を低く保つためにチャネル幅が狭いカセットを作成し、ウイルス粒子が無傷で活性な状態を維持できるようにします。乳製品の場合、膜を目詰まりさせることなくより高い固形物を処理できる幅広のチャネル形状を採用しています。これは、洗浄サイクルが減り、カセットの寿命が長くなることを意味します。
また、スケールについても忘れてはいけません。 mL スケールのテストを行っている研究開発ラボの場合、ベンチトップに収まるほど小さい形状が重要です。当社の 10 cm² の平らな再利用可能なカセットは非常に小さく、標準的なラボ用撹拌プレートにぴったりフィットし、特別なスキッドは必要ありません。次に、パイロット スケール (100 L の実行など) にスケールアップすると、製造用に 100 cm²、次に 1 m² に上がります。これらの各スケールは同じコア ジオメトリ設計を使用しているため、成長してもプロセスの一貫性が保たれます。これは非常に大きなことです。小さなカセットから大きなカセットに移行したからといって、すべてのパラメーターを再最適化する必要はありません。
ここで、単なる形状を超えて、再利用可能な TFF カセットに価値がある理由について話しましょう。使い捨てカセットは最初は安いように思えるかもしれませんが、週に 10 回以上の実行を実行すると、コストはすぐに加算され、使い捨てのコストが月に数千ドルかかるなどです。再利用可能なものは洗浄して 50 回以上再利用できるため (大切に扱っている場合は、当社の洗浄手順に従ってください)、時間が経つにつれて、大量のお金を節約し、埋め立て地から転用されるプラスチックの量を大幅に減らすことができます。しかし、その寿命には形状が大きく影響します。カセットの形状が膜の汚れにつながる流れの問題を引き起こした場合、膜をより早く交換する必要があり、コスト削減が台無しになります。だからこそ、私たちは均一な流れを促進し、汚れを減らし、掃除を容易にする形状の設計に多大な労力を費やしています。
待ってください。プロセスに適した形状はどのようにしてわかるのでしょうか?それは誰もが尋ねている質問ですよね？ここで重要なのは、スケール、流体の種類、流量のニーズ、および既存の機器によって異なります。小規模な研究開発ラボで作業している場合は、多用途で使いやすく、ほとんどの標準的なラボ設定で動作するフラット精密ろ過カセットから始めてください。製造業の場合は、TFF スキッドの取り付けポイントに適合する剛性の高いフレーム スタイルのカセットが最適です。ニッチなプロセスをお持ちの場合は、当社までご連絡ください ([URL] の [リンク テキスト: 再使用可能な TFF カセット] へのリンク)。お客様と協力して形状を微調整して適合させることができます。当社は、クライアントがチャネル幅やカセットの寸法を調整したり、特定のポンプ システムにカスタム ポートを追加したりできるよう支援してきました。
私たちが行った最近のプロジェクトの簡単な例を紹介しましょう。遺伝子治療分野のクライアントは、剪断に非常に敏感でサイズ要件が非常に厳しい AAV ベクターを精製するためのカセットを必要としていました。彼らは小型のベンチトップ TFF システムを持っていましたが、市場の標準カセットはポート構成に適合する形状を持たず、AAV の損傷を避けるために十分に低い剪断力を維持していませんでした。基本のフラットカセット形状を採用し、スキッドに合わせてポートの位置を調整し、流路を少し狭め、タンパク質/ウイルス結合が低い PES 膜 (詳細が必要な場合は、[URL] の [リンクテキスト: TFF ポリエーテルスルホン膜] を確認してください) を使用しました。結果？ AAV 回収率は 22% 向上し、メンブレンの交換が必要になるまでにカセットを 65 回再利用し、同じ操作で使い捨てカセットを使用した場合と比較して 6 か月で 12,000 ドル以上を節約しました。まさにそれが形状が重要な理由です。1 つの小さな調整がプロセスのパフォーマンスとコストに大きな違いをもたらす可能性があります。
さて、これで終わりにしましょう。元の質問に戻ると、再利用可能な TFF カセットはさまざまな形状で使用できますか? 100%そうです。研究開発用の小さなベンチトップのフラット形状から、製造用の剛性フレーム形状、ニッチなプロセス用のカスタムサイズで移植されたカセットまで、あらゆるユースケースに適した形状があります。流量、スケール、機器に適合しない汎用のカセットに妥協する必要はありません。
使い捨てカセットの過剰な支払いにうんざりしている場合、一貫性のない実行に対処している場合、またはプロセスに合わせてカスタム形状が必要な場合は、当社のチームにお問い合わせください。当社は、お客様の特定のニーズに合わせて適切な形状、メンブレン、カセットを選択するお手伝いをいたします。標準のフラット精密ろ過カセット、カスタムサイズのユニット、または当社のポリエーテルスルホンカセットとメンブレンに関する詳細情報が必要な場合でも、当社が対応します。
参考文献:
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- チェン、Y.ら。 （2022年）。再利用可能な濾過カセット: バイオプロセスにおける運用コストと環境への影響を削減します。バイオテクノロジーの進歩、38(4)、e3251。
- ロバーツ、M.ら。 （2019年）。 TFF カセットのパフォーマンスにおけるフロー ジオメトリの役割: ファウリングとタンパク質の回収への影響。分離精製技術、215、427-435。
- 国際製薬技術者協会 (ISPE)。 （2021年）。バイオプロセス濾過: スケーラブルな TFF システムのベスト プラクティス。 IPEプレス。