Come scegliere un sistema di filtrazione a flusso tangenziale appropriato
TFF è la filtrazione a flusso tangenziale, che è un processo di separazione a membrana guidato dalla pressione in base alle dimensioni molecolari. Con TFF, la miscela campione non viene forzata attraverso un singolo percorso per passare attraverso la membrana come la filtrazione DC. Invece, il fluido circola tangenzialmente attraverso la superficie della membrana attraverso più volte. Questo comportamento di "spazzamento" causato dalla pressione applicata riduce l'accumulo di campioni iniziali sulla superficie della membrana. Le molecole bersaglio con un peso molecolare maggiore di quello intercettato dalla membrana sono state trattenute, ma le piccole molecole e il tampone sono passati attraverso la membrana. La filtrazione a flusso tangenziale è un metodo efficace per concentrare e dissalare da 10 ml a migliaia di litri di soluzione campione. Può essere utilizzato per separare grandi biomolecole da piccole biomolecole, catturare sospensioni cellulari e chiarire brodo di fermentazione e lisati cellulari. Il TFF può essere applicato a una vasta gamma di applicazioni, tra cui chimica delle proteine, biologia molecolare, immunologia, biochimica e microbiologia. Questo documento si concentrerà sul principio, i parametri principali e l'applicazione della tecnologia di filtrazione a flusso tangenziale.
Filtrazione convenzionale significa che sotto l'azione della pressione, il liquido passa direttamente attraverso la membrana del filtro ed entra nel downstream, mentre particelle o molecole di grandi dimensioni vengono intercettate a monte o all'interno della membrana, e piccole particelle o molecole entrano nel downstream attraverso la membrana. In questa modalità operativa, la direzione del flusso del liquido è perpendicolare alla superficie della membrana ed entra nel downstream, quindi è anche chiamata "filtrazione senza uscita". L'applicazione della filtrazione convenzionale include la filtrazione di chiarificazione, la filtrazione di sterilizzazione e la filtrazione di rimozione del virus, che non è al centro di questo documento. La filtrazione a flusso tangenziale significa che la direzione del flusso del liquido è parallela alla superficie della membrana. Sotto l'azione della pressione, solo una parte del liquido passa attraverso la membrana ed entra nel downstream. Questa modalità operativa è anche nota come "filtrazione a flusso incrociato". Poiché il flusso tangenziale "lava" continuamente la superficie del pacchetto di membrana durante il processo di filtrazione, questa modalità operativa può alleviare efficacemente l'accumulo di particelle e molecole di grandi dimensioni sulla membrana, il che rende questa modalità operativa con vantaggi unici in molte applicazioni.
Nella filtrazione a flusso tangenziale (noto anche come "flusso incrociato"), la pompa spinge il fluido attraverso la superficie della membrana filtrante per lavare via le molecole intrappolate, in modo da ridurre al minimo la scala sulla superficie della membrana filtrante. Allo stesso tempo, il fluido tangenziale genererà anche una pressione perpendicolare alla membrana del filtro, spingendo soluti e piccole molecole attraverso la membrana del filtro. In questo modo, il filtraggio può essere completato. Il test di simulazione della separazione di sabbia e ciottoli mediante schermo di suddivisione è utile per comprendere il meccanismo della filtrazione a flusso tangenziale: il foro dello schermo simboleggia i pori sulla membrana del filtro, mentre sabbia e ciottoli simboleggiano le molecole da separare. Nella filtrazione DC, la miscela di ciottoli di sabbia è costretta a muoversi verso il foro dello schermo e uno strato di ciottoli si forma sulla superficie dello schermo mentre alcune particelle di sabbia più piccole cadono attraverso il foro dello schermo, Impediscono alla sabbia superiore di muoversi verso lo schermo e passare attraverso la rete dello schermo. Nella filtrazione CC, l'aumento della pressione può solo esercitare una pressione sulla miscela, che non favorisce la promozione della separazione; Al contrario, nella modalità di filtrazione del flusso tangenziale, la formazione dello strato limitante è impedita dal ricircolo della miscela, che è simile alla vibrazione per rimuovere i ciottoli che bloccano la rete dello schermo, in modo che la sabbia nella parte superiore della miscela cada e passi attraverso la rete dello schermo. Pertanto, l'uso della filtrazione a flusso tangenziale per la separazione biomolecolare ha una maggiore efficienza e una maggiore concentrazione o velocità di filtrazione.
