Notkun Tangential Flow Filtration (TFF) í bóluefni niðurstreymishreinsun

Hefðbundnar síunaraðferðir, eins og botnfall og skilvindu, geta fjarlægt hluta óhreininda úr gerjunarsoði. Hins vegar þjást þessar aðferðir oft af takmarkaðri vinnsluskilvirkni, mikilli mengunarhættu og minni sveigjanleika. Með yfirburða skilvirkni og litlum himnufótunareiginleikum hefur Tangential Flow Filtration (TFF) orðið sífellt mikilvægari tækni í líflyfjaiðnaðinum.

Ólíkt blindsíun- gerir TFF vinnsluvökvanum kleift að flæða samsíða himnuyfirborðinu, sem lágmarkar í raun stíflun himnuhola á meðan stöðugu síunarflæði er viðhaldið. Í bóluefnaframleiðslu fjarlægir TFF frumurusl, óleysanleg óhreinindi og gerjunarleifar úr ræktunarsoði á skilvirkan hátt og bætir þar með verulega hreinleika vöru og vinnsluafrakstur.

Þessi rannsókn rannsakar beitingu straumflæðissíunar við niðurstreymishreinsun bóluefnis, með sérstakri áherslu á áhrif mismunandi himnuefna og svitaholastærða á síunarafköst, himnuafgang og hreinleika endanlegrar vöru. Tilraunaniðurstöður sýna að TFF býður upp á umtalsverða kosti við hreinsun bóluefna með því að auka síunarvirkni, draga úr himnufótrunum og bæta gæði vörunnar. Ennfremur er fínstilling á himnuholastærð og hreinsunaraðferðum mikilvæg til að ná langtíma-frammistöðu í rekstri.

Tilraunahönnun

Síunartilraunir voru gerðar með því að nota pólýsúlfón (PSF) og pólýetersúlfón (PES) himnur með porastærð 0,1 μm, 0,2 μm og 0,5 μm. Staðlað Escherichia coli gerjunarsoð var valið sem fyrirmynd fóðurlausnarinnar.

Rekstrarskilyrðum var haldið sem hér segir:

Fóðurrennsli: 500 ml/mín

Yfirhimnuþrýstingur (TMP): 0,2 MPa

Síunartími: 3 klst

Við síun var fylgst með gegndræpi, rennslishraða og himnuafgangi með reglulegu millibili. Afköst himnunnar voru endurheimt með áætluðum hreinsunaraðferðum.

Gegndræpissýnum var safnað á 30 mínútna fresti til að ákvarða gegndræpi skilvirkni, en himnufóstur var metinn með því að bera saman gegndræpiframmistöðu fyrir og eftir himnuhreinsun. Veruleg minnkun á gegndræpi benti til alvarlegrar himnufótrunar.

Á 2ja tíma fresti var himnan hreinsuð með saltsýrulausn og síðan skolað af afjónuðu vatni. Endurheimt gegndræpi himnunnar eftir hreinsun þjónaði sem aðal vísbending um virkni hreinsunar.

Tilraunaniðurstöður

Áhrif himnuefnis og svitaholastærðar

Tilraunaniðurstöðurnar sýndu að aukin himnuholastærð úr 0,1 μm í 0,5 μm bætti marktækt gegndræpi.

Fyrir PSF himnuna jókst gegndræpihlutfallið úr 90,5% í 95,0%, ásamt aukningu á síunarflæðishraða. Hins vegar varð himnufótun einnig meira áberandi og jókst úr 3,2% við 0,1 μm í 7,8% við 0,5 μm.

Svipuð tilhneiging kom fram fyrir PES himnuna, þar sem himnuafgangur náði 8,5% þegar holastærðin var 0,5 μm.

Þessar niðurstöður benda til þess að þrátt fyrir að stærri himnuholur bæti gegnflæði og heildar síunarvirkni, þá flýta þær einnig fyrir gróðursetningu himnunnar. Þess vegna krefjast hagnýtar TFF-aðgerðir viðeigandi jafnvægi á milli síunarafkasta og óhreinindastýringar.

 

Áhrif himnuholastærðar á síunarafköst

Tilraunaniðurstöðurnar sýndu fram á að himnusvitastærð hefur veruleg áhrif á bæði gegndræpi skilvirkni og himnuafgang.

Þó himnur með minni svitahola (0.1 μm) héldu tiltölulega lágu óhreinindum, gegndræpi þeirra var tiltölulega takmarkað. Aftur á móti eru himnur með stærri svitahola (0.5 μm) náði umtalsvert hærra gegndræpi en sýndi talsvert meiri himnufóstur.

Eins og svitahola stærð jókst frá0,1 μm til 0,5 μm, gegndræpi hlutfallsinsPSF himnahækkað frá90,5% til 95,0%, á meðan að af thePES himnahækkaði úr87,3% í 94,1%.

Hins vegar jókst himnuafgangur samtímis. Fyrir PSF himnuna jókst gróðurhlutfallið frá3,2% til 7,8%, en PES himnan sýndi aukningu frá5,0% til 8,5%.

Himnuefni	Holastærðir/μm	Síunarafköst/%	Permeate flæði/(L/mín)	Himnuskemmdir/%
PSF	0.1	90.5	5.1	3.2
	0.2	93.2	5.6	5.4
	0.5	95	6.2	7.8
PES	0.1	87.3	4.8	5
	0.2	91.4	5.2	6.2
	0.5	94.1	6	8.5

Þessar niðurstöður benda til þess að stækkandi holastærð himnunnar eykur á áhrifaríkan hátt síunarafköst og gegnsýrandi flæði, en flýtir einnig fyrir því að himnur gróist. Þess vegna krefst þess að velja viðeigandi himnuholastærð að jafna síunarvirkni á móti langtímaframmistöðu himnu og kröfum um hreinsun.

 

 

Afköst himnuhreinsunar

Eftir himnuhreinsunarferlið batnaði árangur beggja himnuefna verulega.

Holastærðir/μm	PSF síunarafköst/%	PSF himnuafgangur/%	PES síunarafköst/%	PES himnuskekkja/%
0.1	90.5	3.2	87.3	5
0.2	93.2	5.4	91.4	6.2
0.5	95	7.8	94.1	8.5

FyrirPSF himna, gegndræpihlutfallið endurheimt af88.2%áður en hreinsað er til92.5%eftir hreinsun, á meðan himnufóluststigið lækkaði frá8.0%til3.2%.

Á sama hátt, thePES himnasýndi aukningu á gegndræpi frá84.1%til87.3%, með himnuflóð minnkað frá9.5%til5.0%.

Holastærðir/μm	Áður en þú hreinsar afköst/%	Eftir hreinsun afköst/%	Áður en þú hreinsar Himnuafgang/%	Eftir hreinsun Himnuafgangur/%
PSF	88.2	92.5	8	3.2
PES	84.1	87.3	9.5	5

Þessar niðurstöður sýna að reglubundin himnuhreinsun getur á áhrifaríkan hátt endurheimt gegndræpi himnunnar á sama tíma og hún dregur verulega úr óhreinindum. Eftir hreinsun fór himnusíunarafköst aftur í næstum því upphafsstig.

Rannsóknin staðfestir einnig framúrskarandi endurnýtanleika TFF himna, sem gerir framleiðendum kleift að draga úr tíðni himnuskipta, lækka rekstrarkostnað og bæta heildarhagkvæmni í ferlinu.

 

 

Umræða

Tangential Flow Filtration myndar mikið-flæðisvið með því að leyfa fóðurlausninni að hreyfast samsíða himnuyfirborðinu. Þessi þverflæðisbúnaður lágmarkar á áhrifaríkan hátt agnaútfellingu og himnuholablokkun, sigrast á hröðu flæðishruninu sem almennt sést í hefðbundinni blindsíun.

Fyrir vikið viðheldur TFF stöðugri síunarafköstum yfir langan notkunartíma á sama tíma og endingartími himnunnar lengist. Tæknin er sérstaklega hagstæð til að vinna úr sviflausnum með mikilli-frumu-þéttleika og líffræðilegum gerjunarsoði.

Efnisval á himnu gegnir mikilvægu hlutverki í heildarframmistöðu kerfisins.

Oft notuð himnuefni eru:

• Pólýsúlfón (PSF)- býður upp á framúrskarandi vélrænan styrk og efnafræðilegan stöðugleika, sem gerir það mjög hentugur fyrir flókin gerjunarferli.
• Pólýetersúlfón (PES)- veitir meiri gegndræpi en er hlutfallslega næmari fyrir himnufótrunum.
• Pólýtetraflúoretýlen (PTFE)- sýnir framúrskarandi efna- og tæringarþol fyrir krefjandi vinnsluumhverfi.

Dæmigert himnuholastærðir eru á bilinu frá0,1 μm til 0,5 μm. Með því að hámarka bæði yfirhimnuþrýsting (TMP) og krossflæðishraða geta TFF kerfi samtímis hámarkað endurheimt markvöru á sama tíma og viðhalda mikilli síunarskilvirkni.

Niðurstöður tilrauna sýndu enn fremur að regluleg bakskolun ásamt efnahreinsun endurheimti meira en90%af upprunalegu himnuflæðinu, sem undirstrikar mikilvæga kosti TFF hvað varðar skilvirkan aðskilnað, litla gróður og endurnýtanleika himnunnar. Þessir eiginleikar gera TFF að mjög áreiðanlegri tækni til að hreinsa bóluefnisgerjunarsoð.

 

Niðurstaða

Tilraunaniðurstöðurnar sýna fram á að himnusvitastærð hefur bein áhrif á gegndræpiframmistöðu og himnufótrunar meðan á straumflæðissíun stendur.

Himnur með minni holastærð (0,1 μm) drógu í raun úr himnufótrunum og héldu stöðugum síunarafköstum, þó gegndræpi þeirra væri tiltölulega lægra. Aftur á móti bættu himnur með stærri svitahola (0,5 μm) marktækt gegndræpi skilvirkni en leiddu einnig til aukinnar himnufóts, sem undirstrikar skiptið -á milli síunarafkösts og líftíma himnunnar.

Við stöðuga síun minnkaði gegndræpihlutfallið smám saman úr 90,5% í 88,7%. Eftir himnuhreinsun fór gegndræpi aftur í 92,4%, sem gefur til kynna að samsetning bakskolunar og efnahreinsunar fjarlægir á áhrifaríkan hátt útsettar aðskotaefni, endurheimtir afköst himnunnar og lengir endingartíma himnunnar.

Frekari greining bendir til þess að fínstilling á millihimnuhreinsun og rekstrarþrýstingi geti bætt síunarflæði verulega en viðhalda gæðum vörunnar. Viðeigandi rekstrarskilyrði auka ekki aðeins skilvirkni skilvirkni heldur draga einnig úr orkunotkun og himnufótrunum.

Á heildina litið er frammistaða Tangential Flow Filtration í lífvinnsluforritum undir áhrifum af himnueiginleikum og hreinsunaraðferðum. Samræmd hagræðing þessara tveggja þátta er nauðsynleg til að bæta áreiðanleika kerfisins, hámarka skilvirkni ferlisins og draga úr framleiðslukostnaði.

Þessar niðurstöður styðja enn frekar beitingu TFF sem skilvirka og stigstærða niðurstreymishreinsunartækni fyrir bóluefnaframleiðslu og önnur líflyfjaframleiðsluferli.