切向流過濾(TFF)是生物制品下游工藝中必不可少的步驟,可有效用于產(chǎn)品的澄清和提純。膜過濾作為一種固液分離技術,在生物技術行業(yè)有著悠久的使用歷史。根據(jù)膜孔的特點,該技術可分為微濾和超濾。膜孔選擇的經(jīng)驗法則是,所選膜的截留分子量需要是要保留的蛋白質的 1/3-1/5。 TFF 常用于蛋白質濃縮、脫鹽、液體交換和分餾。近年來,TFF 還被用于細胞收集和細胞裂解物的澄清。
傳統(tǒng)上,離心通常用于細胞裂解物澄清和細胞收獲,因為它在小規(guī)模加工中更容易處理,加工時間也更快。但是,當規(guī)模擴大時,情況就大不相同了,因為實驗室規(guī)?;蚺_式離心機和大型工業(yè)離心機是兩個不同的概念。同樣,如果離心過程要按比例縮小以進行驗證或過程優(yōu)化,也會出現(xiàn)同樣的問題。通過保持流道規(guī)格不變,TFF 可以很容易地按比例放大或縮小。這對生物制藥尤為重要,因為其中,工藝開發(fā)和技術改造更為復雜和精細。
此外,支持將TFF用于細胞裂解液澄清等應用的另一個原因是新一代膜功能更強大,可以獲得高通量和高效率的過程。在生物過程流程開始時使用 TFF 的優(yōu)勢在于它可以在下游過程的初始步驟中實現(xiàn)澄清和濃縮。通過濃縮目標蛋白,TFF 可以減少下游操作的泵尺寸、緩沖液體積和儲罐體積。如果后續(xù)操作單元是色譜,則在上柱前使用 TFF 可以減少處理時間、柱尺寸和填充體積,還可以提高柱壽命和性能。
另一個常見問題是,與離心相比,使用 TFF 進行細胞裂解液澄清需要使用更多的緩沖液,但這取決于膜對目標產(chǎn)物和雜質的保留系數(shù)。保留系統(tǒng)可以通過分析注射液、回流液和濾液來計算。解決高緩沖液用量的一種方法是在需要保留雜質時使用目標蛋白保留率較低而雜質保留率較高的膜。另一種方法是使用串聯(lián) TFF 單元操作。串聯(lián)操作可以減少緩沖液的需求,因為如果后一個單元的目的是保留蛋白質,這一步的濾液可以作為前一個TFF單元的進樣。