使用中空纖維洗濾，實現自動化換液（一）

發布時間：2020-05-05 17:18 原文鏈接：使用中空纖維洗濾，實現自動化換液（一）

洗濾是指使用切向流過濾（TFF）技術進行“漂洗”或從溶液中去除某種較小的分子（如雜質、鹽離子、溶劑、小分子蛋白）。相對于透析膜管，洗濾操作速度更快，處理量更大。通過選擇合適的膜，也可以進行緩沖液置換、調整顆粒粒徑分布、改變鹽離子濃度、并在澄清操作中最大可能地提高收率。緩沖液置換，即使用超濾膜快速、溫和地改變蛋白溶液，是使用仕必純中空纖維膜組件進行洗濾操作最常見的應用之一。

通過洗濾進行分餾（Fractionation）操作成功與否，取決于選擇的膜是否合適。膜孔徑必需足夠大，以使小分子物質通過（進行分餾應用時），同時膜孔徑也必需足夠小，以截留大分子物質。仕必純提供多種規格的膜產品，可在最佳條件下進行超濾和微濾處理。

切向流過濾通過將料液在中空纖維膜內循環流動來達到處理目的。纖維管壁上的膜孔允許小分子物質通過，而大分子物質被截留在循環料液中（圖1）。通過向循環液流中補充置換緩沖液或清洗溶液，即可達到洗濾的目的。添加的緩沖液可與濾液流量相同（連續型洗濾），也可在達到一定濃度水平后，間歇性添加（非連續型洗濾）。在洗濾的過程中，溶液的組分逐漸從原始溶液向補充的緩沖液轉移。

典型的TFF系統包括泵、壓力監測設備、流量監測設備、樣品容器、緩沖液容器以及中空纖維膜組件。泵使料液以一定的流量和剪切力在工藝流路中循環。為控制過濾的驅動力——跨膜壓，需要監測膜組件進口、出口及濾液出口的壓力。監測過濾流率是工藝放大和工藝優化的前提條件。

有很多方法可進行洗濾操作。使用中空纖維膜組件、軟管和密封容器是進行連續型洗濾的有效方法。在連續型洗濾模式中，濾液排出會在樣品容器中產生負壓，洗濾緩沖液在負壓作用下，以與濾液排出相同的速率補充到到樣品容器（或工藝回路）。圖2所示為典型的洗濾流路設置。

洗濾前濃縮

料液體積和完成洗濾所需緩沖液的量成正比。

為減少緩沖液用量和操作時間，提高效率，可以在洗濾前對樣品進行濃縮。在切向流過濾操作時，如不向樣品容器中補充緩沖液而收集濾液，即可達到濃縮目的。由于大分子被膜截留，濃度會相應增加。而可透過膜的小分子（鹽離子或溶劑）濃度則保持不變。圖3所示為濃縮示意圖，樣品體積降低為起始體積的一半，被截留的大分子的濃度增加一倍。