通常流ろ過と接線流ろ過の違いは何ですか?

 

通常流量ろ過を理解する

通常フローろ過（デッドエンドろ過とも呼ばれる）は、溶液が膜を垂直に流れる従来のろ過方法です。膜の細孔より大きい分子は保持され、小さい分子は通過します。

利点:

通常流量ろ過は長年にわたりさまざまな業界で広く使用されており、適切なフィルターや膜を見つけやすくなります。通常流量ろ過システムは、TFF システムよりもシンプルでセットアップが簡単です。

不利益：

しかし、通常のフローろ過では、高分子が膜表面に蓄積し、フィルターケーキ濾過時間が長くなるにつれて、この層は厚くなり、濾過効率が低下し、膜の寿命が短くなります。

 

タンジェンシャルフローろ過を理解する

接線流ろ過では、流体が膜表面を接線方向に流れ、流体によって生じる膜間圧力差によって溶液の一部がフィルター膜に押し付けられ、保持された部分はシステム内を循環します。

 

利点:

1. フィルターケーキなし

タンジェンシャルフローろ過では、サンプルが流れて膜表面を洗い流すため、高分子の蓄積が防止され、流量の低下による濃度分極が最小限に抑えられます。そのため、一貫した流量が確保され、フィルター膜の寿命が大幅に延びます。さらに、膜間圧力が決定され、維持されるため、最適な膜表面積を使用して大量の処理が可能になります。

2. 穏やかな分離：

TFF は低い膜間圧力で動作するため、繊細な生体分子に対する穏やかな分離と最小限のせん断応力が保証されます。せん断速度は、供給流量を変更することで正確に制御できます。

3. 濃縮と透析

さらに、膜を通過した透過液は収集され、残りの液体はリサイクルされて濃縮されるため、接線流濾過中にバッファーを交換（透析濾過）することが可能になります。

4. 線形スケールアップ

最後に、TFF システムはモジュール式であるため、モジュールを追加したり長さを長くしたり (中空糸モジュール) することで、ろ過面積を柔軟に増やすことができます。このため、ほとんどの TFF デバイスは線形に拡張可能です。

5. 再利用可能

適切な洗浄と保管により、TFF デバイスを再利用できるため、通常のフローろ過よりも消耗品コストが大幅に削減されます。

 

不利益：

複雑：最適なパフォーマンスを実現するには、膜間圧力、クロスフロー速度、温度などの動作条件を微調整することが不可欠です。

したがって、TFF システムは、通常のフローろ過に比べてセットアップと操作が複雑になる可能性があり、ホルダー、ポンプ、圧力センサーなどの追加機器が必要になり、理想的な動作条件を維持するための堅牢な制御システムを実装するコストが発生します。これにより、初期投資コストも高くなります。