タンジェンシャルフローろ過技術の原理と応用

タンジェンシャルフローろ過は、10mlから数千リットルのサンプル溶液を濃縮および脱塩するための効果的な方法です。 大きな生体分子を小さな生体分子から分離し、細胞懸濁液を捕捉し、発酵ブロスと細胞溶解物を清澄化するために使用できます。 TFFは、タンパク質化学、分子生物学、免疫学、生化学、微生物学など、さまざまなアプリケーションに適用できます。 この論文では、接線流ろ過技術の原理、主なパラメータ、および応用に焦点を当てます。

適切なタンジェンシャルフローろ過システムの選び方

TFFはタンジェンシャルフローろ過であり、分子サイズに応じた圧力駆動の​​膜分離プロセスです。 TFFを使用すると、サンプル混合物は、DCろ過のように、単一のパスを強制的に通過して膜を通過することはありません。 代わりに、流体は膜の表面を接線方向に複数回循環します。 加えられた圧力によって引き起こされるこの「掃引」挙動は、膜表面への初期サンプルの蓄積を減らします。 膜によって遮断されたものよりも大きな分子量の標的分子は保持されたが、小分子と緩衝液は膜を通過した。 タンジェンシャルフローろ過は、10mlから数千リットルのサンプル溶液を濃縮および脱塩するための効果的な方法です。 大きな生体分子を小さな生体分子から分離し、細胞懸濁液を捕捉し、発酵ブロスと細胞溶解物を清澄化するために使用できます。 TFFは、タンパク質化学、分子生物学、免疫学、生化学、微生物学など、さまざまなアプリケーションに適用できます。 この論文では、接線流ろ過技術の原理、主なパラメータ、および応用に焦点を当てます。

従来のろ過とは、圧力の作用下で、液体がフィルター膜を直接通過して下流に入り、大きな粒子または分子が膜の上流または内部で遮断され、小さな粒子または分子が膜を通って下流に入るということです。 この運転モードでは、液体の流れ方向が膜表面に垂直で下流に流入するため、「行き止まりろ過」とも呼ばれます。 従来のろ過の適用には、清澄ろ過、滅菌ろ過、ウイルス除去ろ過が含まれますが、この論文では焦点を当てていません。 タンジェンシャルフローろ過とは、液体の流れの方向が膜表面に平行であることを意味します。 圧力の作用下で、液体の一部だけが膜を通過して下流に入ります。 この操作モードは「クロスフローろ過」とも呼ばれます。 接線流はろ過プロセス中に膜パッケージの表面を継続的に「洗浄」するため、この操作モードは膜上の大きな粒子や分子の蓄積を効果的に軽減でき、この操作モードには多くのアプリケーションで独自の利点があります。

タンジェンシャルフロー（「クロスフロー」とも呼ばれます）ろ過では、ポンプが流体をフィルター膜の表面に押し出し、トラップされた分子を洗い流して、フィルター膜の表面のスケールを最小限に抑えます。 同時に、接線方向の流体はフィルター膜に垂直な圧力を生成し、溶質と小分子をフィルター膜に押し出します。 このようにして、フィルタリングを完了することができます。 サブディビジョンスクリーンによって砂と小石を分離するシミュレーションテストは、接線流ろ過のメカニズムを理解するのに役立ちます。スクリーンの穴はフィルター膜の細孔を表し、砂と小石は分離される分子を表します。 DCろ過では、砂の小石の混合物がスクリーンの穴に向かって移動し、小さな砂の粒子がスクリーンの穴から落ちるときに小石の層がスクリーンの表面に形成されます。上部の砂がスクリーンに向かって移動して通過するのを防ぎます。スクリーンメッシュ（図1）。 DCろ過では、圧力を上げると混合物に圧力がかかるだけで、分離の促進にはつながりません。 対照的に、タンジェンシャルフローろ過モードでは、混合物の再循環によって制限層の形成が防止されます。これは、スクリーンメッシュをブロックしている小石を除去するための振動と同様であり、混合物の上部の砂が落下し、スクリーンメッシュを通過します。 したがって、生体分子の分離にタンジェンシャルフローろ過を使用すると、効率が高くなり、濃縮またはろ過速度が速くなります。