Sú opakovane použiteľné kazety TFF dostupné v rôznych geometriách?

Ahojte všetci, ak ste niekedy trávili čas prácou v biotechnológiách, farmácii alebo v akejkoľvek oblasti, kde sa o filtrácii nedá vyjednávať, viete, že filtrácia s tangenciálnym tokom (TFF) je základom mnohých procesov – od čírenia bunkových kultúr po koncentrovanie protilátok, od výmeny pufrov po čistenie enzýmov. Ale buďme skutoční: jednorazové kazety, ktoré ste možno používali v minulosti? Sú drahé, vytvárajú tony plastového odpadu a prepínanie medzi procesmi alebo zväčšenie znamená riešiť veľa problémov. Tu prichádzajú na rad opakovane použiteľné kazety TFF a dostávam jednu otázkucelý časz laboratórií, biovýrobcov a procesných inžinierov je: "Sú tieto veci dostupné v rôznych geometriách?"

Krátka odpoveď? Do pekla áno sú. Ale poďme to rozobrať, ako keby sme sa rozprávali pri laboratórnej lavici, nie dusno na konferencii. Najprv sa pozrime na to, čo kazeta TFF vlastne je. Ak ste tu nový, kazeta TFF je v podstate uzavretá jednotka s membránou vo vnútri – pumpujete cez ňu tekutinu a membrána oddeľuje to, čo chcete (napríklad čistý proteín) od toho, čo nechcete (napríklad zvyšky buniek alebo malé soli). Opätovne použiteľné sú skonštruované tak, aby sa dali rozobrať, vyčistiť, dezinfikovať a použiť znova a znova, čo mení hru v znižovaní nákladov a znižovaní ekologickej stopy, ktorú sa v súčasnosti každá prevádzka snaží znížiť.

Teraz geometrie. To je len iné slovo pre tvar a veľkosť, však? A pokiaľ ide o TFF, na geometrii záleží viac, než by ste si mysleli. Vyberte si ten nesprávny a vaše prietoky klesnú, vaša retencia utrpí a celé dni riešite problémy namiesto toho, aby ste sa dostali do časovej osi procesu. Poďme si prejsť hlavné, ktoré tu ponúkame – sme [potlačený názov spoločnosti] a naše opakovane použiteľné kazety TFF sú vyrobené s ohľadom na všestrannosť, takže pre každý prípad použitia je tu niečo.

Po prvé, ploché mikrofiltračné kazety. Počkajte, počkajte – niekedy ľudia kombinujú ploché kazety TFF s inými typmi, ale nie, plochá je geometria sama o sebe. Majú klasický, plochý, obdĺžnikový tvar, ako tenká väzobná stránka, ale sú určené na filtráciu. Prečo sú také populárne? Sú super flexibilné pre malé až stredné behy a navyše môžete ľahko vymeniť rôzne membrány (viac o tom za sekundu). Mnoho výskumných a vývojových laboratórií používa ploché, pretože ak testujete nový proteín alebo upravujete proces, nechcete hneď vrážať peniaze do veľkej, zákazkovej jednotky. Ak ich hľadáte, pozrite si naše ploché mikrofiltračné kazety tu: [text odkazu: Ploché mikrofiltračné kazety] na [URL]. Vyrábame veľkosti od 10 cm² až po 1 m², takže či už robíte 10 ml dávku na testovanie alebo 100 litrovú sériu na pokusy v počiatočnej fáze, je tu plochá geometria, ktorá sa hodí.

Plochý však nie je jediný tvar. Ak sa prispôsobujete výrobe GMP alebo potrebujete vyššiu priepustnosť, pravdepodobne budete chcieť niečo s trochu väčšou odolnosťou voči tlaku a konzistentným prietokom. To je miesto, kde prichádzajú na rad naše pevnejšie opakovane použiteľné kazety TFF v rámovom štýle – predstavte si ich ako priemyselných pracantov. Stále majú vo vnútri ploché membránové listy, ale vonkajšia geometria je robustný, utesnený rám, ktorý sa priskrutkuje priamo do väčšiny štandardných lyžín TFF, čo znamená menej prestojov pri výmene jednotiek a lepšiu reprodukovateľnosť procesu. Už žiadne podivné nekonzistentnosti toku, pretože kazeta bola vo vašej sklznici mierne vychýlená – tieto geometrie obrábame s úzkymi toleranciami, takže každá jednotka je rovnaká, chod za chodom.

Počkaj, ďalší veľký: špirálovitá rana? Nie, počkajte – počkajte, nie, naše opakovane použiteľné kazety nerobia špirálové navinutie, ale máme kazety na mieru pre špecifické prípady použitia. Správne, veľa ľudí si neuvedomuje, že geometria nie sú len štandardné tvary – môžeme upraviť rozmery pre špecifické lyžiny alebo procesné potreby. Napríklad, ak má klient sklznicu TFF zo staršieho modelu, ktorý sa hodí len na super špecifickú, neštandardnú veľkosť kazety, vieme opracovať naše opakovane použiteľné kazety TFF tak, aby presne zodpovedali tejto geometrii, takže nemusí hádzať tisíce na novú sklznicu, len aby použil lepšiu, opakovane použiteľnú jednotku. V tom je tá krása – geometria nemusí byť univerzálna.

Teraz hovorme o membránach, pretože geometria neznamená zdvihák, ak vám membrána nesedí. Naše kazety pracujú s množstvom typov membrán, vrátane polyétersulfónových mikrofiltračných kaziet. PES je pre TFF taký obľúbený, pretože je odolný, má nízku väzbu na bielkoviny a odoláva autoklávovaniu alebo chemickej dezinfekcii – kľúčom pre opakovane použiteľné veci. Ak potrebujete PES membrány, pozrite si naše polyétersulfónové mikrofiltračné kazety tu: [text odkazu: Polyétersulfónové mikrofiltračné kazety] na [URL] a môžete si vziať aj membránové listy: [text odkazu: TFF Polyétersulfónová membrána] na [URL]. Plocha membrány je tiež priamo spojená s geometriou – naše ploché kazety majú rozšíriteľnú plochu povrchu, takže ak potrebujete viac filtračného priestoru, môžete naskladať viacero membránových listov do jedného kazetového puzdra, čo je geometria, ktorá je ideálna na sústredenie väčších objemov bez prechodu na úplne iný systém.

Poďme sa pozrieť na to, prečo geometria vlastne ovplyvňuje váš proces. Videl som toľko tímov, že narazili na problémy, pretože si vybrali nesprávny tvar pre svoj prietok. Napríklad priateľ z malej biotechnológie sa pokúsil použiť malú, okrúhlu kazetu (počkajte, áno – existujú aj okrúhle geometrie, pre nejakú špeciálnu mikrofiltráciu) na 50-litrový cyklus čistenia bunkovej kultúry. Okrúhly tvar znamenal, že distribúcia toku bola nerovnomerná – tekutina sa valila cez stred kazety, pričom okraje nechávali nedostatočne využité, takže museli proces spustiť dvakrát dlhšie, ako bolo plánované, a skončili s nižším zotavením kvôli tomuto nekonzistentnému toku. Keď prešli na našu obdĺžnikovú plochú kazetu, ktorej veľkosť zodpovedala prietoku ich pumpy, ich prevádzková doba sa skrátila o 30 % a ich regenerácia bielkovín sa zvýšila o 12 %. To je rozdiel, ktorý robí geometria.

Ďalší príklad: ak robíte filtráciu s tangenciálnym prietokom na výmenu pufra na stabilnej bunkovej línii, ktorá beží 24 hodín denne, 7 dní v týždni, chcete geometriu kazety, ktorá sa dá ľahko rozobrať, vyčistiť a znova zložiť bez toho, aby sa pokazilo tesnenie. Naše opakovane použiteľné kazety majú dizajn click-lock alebo skrutkový spoj, takže na výmenu membrán alebo hlboké čistenie prietokových ciest nepotrebujete špeciálne nástroje. Geometria rámu je navrhnutá tak, aby mal každý kanál rovnakú šírku, čo udržuje nízke šmykové napätie – čo je mimoriadne dôležité pre jemné bunky alebo proteíny, ktoré sa môžu denaturovať, ak sú príliš silno zatlačené cez úzke, nerovné kanály.

Počkajte, poďme sa venovať bežnému mýtu: niektorí ľudia si myslia, že opakovane použiteľné kazety majú iba jednu základnú geometriu a že ak potrebujete konkrétny tvar, zostanete pri jednorazových. V žiadnom prípade. Spolupracovali sme s klientmi, ktorí robili všetko od purifikácie vírusových vektorov (ktorá si vyžaduje veľmi špecifické cesty toku, aby nedošlo k poškodeniu vírusu) až po filtráciu mlieka (ktorá využíva väčší objem s vyšším obsahom pevných látok) a pre obe sme prispôsobili geometrie. Pre prácu s vírusovými vektormi vyrábame kazety s užšou šírkou kanálov, aby sme udržali nízke šmykové napätie, takže vírusové častice zostanú neporušené a aktívne. Pre mliečne výrobky vyrábame širšie geometrie kanálov, ktoré dokážu zvládnuť vyššie pevné častice bez upchávania membrány tak rýchlo, čo znamená menej čistiacich cyklov a dlhšiu životnosť kazety.

Taktiež nezabúdajme na vodný kameň. Ak ste laboratórium výskumu a vývoja, ktoré robí testovanie v mierke ml, geometria, ktorá je dostatočne malá, aby sa zmestila na pracovný stôl, je kľúčová. Naša 10 cm² plochá opakovane použiteľná kazeta je malá – zmestí sa priamo na štandardnú laboratórnu miešaciu platňu, nie je potrebná žiadna špeciálna sklznica. Potom, keď sa zväčšíte na pilotné meradlo (napríklad 100 l série), prejdete na 100 cm², potom 1 m² na výrobu. Každá z týchto váh používa rovnaký dizajn základnej geometrie, takže váš proces zostáva konzistentný, keď rastiete. To je obrovské – nemusíte znova optimalizovať každý jeden parameter len preto, že ste prešli z malej kazety na veľkú.

Teraz si povedzme, prečo sa oplatí opakovane použiteľné kazety TFF, okrem geometrie. Jednorazové kazety sa môžu zdať vopred lacnejšie, ale keď spúšťate 10+ behov týždenne, náklady sa rýchlo zvyšujú – napríklad tisícky dolárov mesačne v jednorazových nákladoch. Opätovne použiteľné je možné vyčistiť a znova použiť 50+-krát (ak sa o ne staráte, dodržujte naše čistiace protokoly), takže vám postupom času ušetria veľa peňazí a zo skládok sa odváža oveľa menej plastov. Geometria je však veľkou súčasťou tejto životnosti – ak geometria kazety spôsobuje problémy s prietokom, ktoré vedú k zanášaniu membrány, budete musieť membránu vymeniť skôr, čo neguje úspory nákladov. To je dôvod, prečo dávame toľko práce do navrhovania geometrií, ktoré podporujú rovnomerný tok, znižujú znečistenie a uľahčujú čistenie.

Počkajte, ako viete, ktorá geometria je vhodná pre váš proces? To je otázka, ktorú si kladie každý, však? Tu je vec: závisí to od vašej váhy, typu tekutiny, vašich potrieb prietoku a vášho existujúceho vybavenia. Ak pracujete v malom výskumnom a vývojovom laboratóriu, začnite s plochou mikrofiltračnou kazetou – všestranná, ľahko sa používa a funguje s väčšinou štandardných laboratórnych nastavení. Ak pracujete vo výrobe, tuhá kazeta v štýle rámu, ktorá sa hodí k montážnym bodom vášho TFF lyžiny, je tou správnou cestou. Ak máte špecializovaný proces, kontaktujte nás (odkaz na [text odkazu: Resuable TFF Cassettes] na [URL]) – môžeme s vami spolupracovať na vyladení geometrie tak, aby vyhovovala. Klientom sme pomohli upraviť šírky kanálov, rozmery kaziet, dokonca pridať vlastné porty pre ich špecifické čerpacie systémy.

Uveďme rýchly príklad nedávneho projektu, ktorý sme realizovali. Klient v priestore génovej terapie potreboval kazetu na čistenie AAV vektorov, ktoré sú super citlivé na strih a majú veľmi prísne požiadavky na veľkosť. Mali malý stolný systém TFF a štandardné kazety na trhu nemali geometriu, ktorá by vyhovovala ich konfigurácii portov a udržiavali dostatočne nízky strih, aby sa zabránilo poškodeniu AAV. Zobrali sme našu základnú geometriu plochej kazety, upravili sme pozície portov tak, aby zodpovedali ich sklzu, trochu sme zúžili prietokové kanály a použili našu PES membránu (ak potrebujete viac, pozrite si [text odkazu: TFF Polyethersulfone Membrane] na [URL]), ktorá má nízku väzbu proteínov/vírusov. Výsledok? Ich obnova AAV vzrástla o 22 %, kazetu opätovne použili 65-krát, kým museli vymeniť membránu, a za 6 mesiacov ušetrili viac ako 12 000 dolárov v porovnaní s použitím jednorazových kaziet na rovnaké série. To je presne dôvod, prečo na geometrii záleží – jedno malé vylepšenie môže znamenať obrovský rozdiel vo výkonnosti procesu a nákladoch.

Teraz to zhrňme. Aby som sa vrátil k pôvodnej otázke: Sú opakovane použiteľné kazety TFF dostupné v rôznych geometriách? 100% áno. Od malých stolových plochých geometrií pre výskum a vývoj, cez pevné rámové geometrie pre výrobu až po kazety s vlastnou veľkosťou a portami pre špecializované procesy, existuje tvar pre každý prípad použitia. Nemusíte sa uspokojiť s kazetou jednej veľkosti, ktorá sa nehodí pre vaše prietoky, váhu alebo vybavenie.

Ak vás už nebaví preplácať jednorazové kazety, riešiť nekonzistentné chody alebo potrebujete vlastný tvar pre váš proces, obráťte sa na náš tím. Sme tu, aby sme vám pomohli vybrať správnu geometriu, membránu a kazetu pre vaše špecifické potreby. Či už potrebujete štandardnú plochú mikrofiltračnú kazetu, jednotku vlastnej veľkosti alebo viac informácií o našich polyétersulfónových kazetách a membránach, máme pre vás všetko.

Referencie:

1. Lutz, S. a kol. (2020). Tangenciálna prietoková filtrácia: Prehľad návrhu membrány a optimalizácie procesu pre biofarmaceutické čistenie. Journal of Membrane Science, 598, 117652.
2. Chen, Y. a kol. (2022). Opakovane použiteľné filtračné kazety: Zníženie prevádzkových nákladov a vplyvu na životné prostredie pri biospracovaní. Biotechnology Progress, 38(4), e3251.
3. Roberts, M. a kol. (2019). Úloha geometrie toku vo výkone kazety TFF: Vplyv na znečistenie a obnovu bielkovín. Separačná a purifikačná technológia, 215, 427-435.
4. Medzinárodná spoločnosť farmaceutických inžinierov (ISPE). (2021). Bioprocess Filtration: Best Practices pre škálovateľné TFF systémy. ISPE Press.