Ultrafiltrācijas princips un pielietojums

Gada Pprincips unApieteikums Ultrafiltrācija

 

Ievads

Ultrafiltrācijas procesā izmantotā mākslīgā caurlaidīgā membrāna parasti ir izgatavota no polimērmateriāliem, piemēram: celulozes acetāta, celulozes acetāta estera, polietilēna, polisulfona un poliamīda un tā tālāk. Parasti, lai sagatavotu dažādu veidu membrānas moduļus, piemēram, caurules tipu, plākšņu tipu, ruļļa tipu un kapilāru tipu, un pēc tam samontētu vairākus membrānas moduļus, lai palielinātu filtrēšanas laukumu un atvieglotu apkopi.

 

Ultrafiltrācijas process

Parasti tiek uzskatīts, ka ultrafiltrācija ir skrīninga un atdalīšanas process. Statiskā spiediena starpībā kā virzītājspēks šķīdinātāja un mazās izšķīdušās daļiņas izejas šķīdumā iziet cauri membrānai no augstspiediena puses uz zema spiediena pusi, parasti to sauc par filtrātu. Tomēr lielo daļiņu komponentus bloķē membrāna, tāpēc to koncentrācija filtrātā palielinās.

Atdalīšanas mehānisms

Parasti tiek uzskatīts, ka ultrafiltrācijas membrānu atdalīšanas mehānisms ir skrīninga un atdalīšanas process, taču arī membrānas virsmas ķīmiskās īpašības ir svarīgi faktori, kas ietekmē ultrafiltrācijas atdalīšanu. Tas ir, izšķīdušās vielas pārtveršanai ultrafiltrācijas procesā ir trīs metodes: mehāniska pārtveršana uz membrānas virsmas, palikšana membrānas porās un noņemšana, kā arī adsorbcija uz membrānas virsmas un porās.

 

Apieteikums

Bioķīmisko produktu (timozīna, nātrija heparīna, citohroma C uc) atdalīšana, attīrīšana, koncentrēšana, atsāļošana un spirta atdalīšana

(2) Gēnu inženierijas produktu (interferons, EPO, TPO, G-CSF utt.) atdalīšana, attīrīšana, koncentrēšana un atsāļošana.

(3) Plazmas proteīnu (albumīna, globulīna, koagulācijas faktoru u.c.) atdalīšana, koncentrācija un alkohola samazināšana.

(4) Šūnu kultūras produktu (vīrusu, antivielu utt.) atdalīšana un koncentrēšana

(5) Bufera apmaiņa pirms un pēc proteīna produktu hromatogrāfijas vai pirms liofilizācijas

(6) Šūnu, baktēriju un vīrusu kolekcija

(7) Fermentācijas buljona vai kultūras buljona dzidrināšana, baktēriju un šūnu atlieku noņemšana

(8) Mazu molekulu produktu (piemēram, glikozes, antibiotiku, mazu peptīdu u.c.) depirogenēšana.

 

Svēlēšanasno ultrafiltrācijas kasete

(1) Membrānas materiāla izvēle

Parastie membrānu materiāli ir poliētersulfons (PESU) un reģenerēta celuloze (RC), kuriem abiem ir augsta atgrūšanas spēja, augsta plūsma un tie ir viegli tīrāmi.

• Poliētersulfonam ir lieliska PH saderība, un tas ir izturīgs pret skābju un sārmu tīrīšanu.

• Reģenerētai celulozei ir augsta hidrofilitāte, zema proteīnu adsorbcija, un tā nav izturīga pret spēcīgu sārmu. Tātad reģenerētās celulozes tīrīšanai un dezinfekcijai ir noteikti ierobežojumi.

(2) Membrānas poru izmēra izvēle

• Ja paredzams, ka mērķa viela iziet cauri membrānas porām, membrānas molekulmasas robežvērtība parasti tiek izvēlēta tā, lai tā būtu 5-10 reizes vai lielāka par mērķa vielas molekulmasu.

• Ja paredzams, ka mērķa viela tiks pilnībā pārtverta. Parasti membrānas molekulmasas robežvērtību izvēlas 1/3-1/5 no mērķa vielas molekulmasas.

(3) Ultrafiltrācijas kasetes tīrīšana

Ultrafiltrācijas kasetes tīrīšana galvenokārt ir paredzēta, lai noņemtu membrānas piesārņotājus, uzturētu membrānas veiktspēju un samazinātu piesārņojumu no vienas partijas uz otru. Piesārņotāji ir mikroorganismi, daļiņas, olbaltumvielas, pigmenti utt. Tāpēc tīrīšanas līdzekļi jāizvēlas atbilstoši piesārņotāju īpašībām un membrānas materiāla tolerancei. Izplatītākie tīrīšanas līdzekļi ir skābes (citronskābe, etiķskābe, fosforskābe utt.), sārmi (nātrija hidroksīds, nātrija hipohlorīts) un virsmaktīvās vielas (SDS, Triton X100).