工艺研发用切向流过滤技术简介

切向流过滤（TFF）是一种在生物制药和生物技术领域广泛应用的分离纯化技术，尤其在工艺研发中具有显著优势。TFF的核心在于利用平行于膜表面的切向流来持续清除因浓差极化形成的凝胶层，从而保持过滤效率，避免传统直流过滤中的堵塞问题。 TFF技术主要涉及两种类型的膜过滤：微滤和超滤。微滤适用于0.1μm至10μm孔径，主要用于澄清、除菌和细胞收获；超滤则涉及0.001μm至0.1μm孔径，适用于生物分子如蛋白质、核酸等的浓缩和脱盐。超滤膜通常以截留分子量（MWCO）作为规格标准。 TFF的优势在于其设置简便，只需要简单的软管和接头连接到泵和压力监测设备即可操作。相较于透析和离心，TFF更为快速高效，能够在单一系统内完成浓缩和洗涤两步操作，节约时间和样本。此外，TFF的规模可调，处理体积范围广泛，从小规模的10ml到大规模的数千升。同时，TFF系统经济实用，可通过清洗再生重复使用，或者一次性使用后废弃。 切向流过滤在实际应用中可以实现多种功能： 1. **蛋白质和多肽浓缩、脱盐**：通过选择合适的MWCO超滤膜，可以有效地浓缩目标分子，同时去除盐分。 2. **核酸浓缩、脱盐**：类似地，针对DNA/RNA/核苷酸，TFF可以实现高效浓缩和脱盐。 3. **抗体和重组蛋白的回收与纯化**：从细胞培养液中高效回收抗体或重组蛋白。 4. **质粒DNA和染色体DNA的回收**：从细胞裂解液或全血中提取DNA。 5. **蛋白质混合物的分馏**：通过不同MWCO的膜实现不同分子量蛋白质的分离。 6. **细胞裂解液和组织匀浆的净化**：清除杂质，提高目标分子纯度。 7. **除热源（内毒素去除）**：在水、缓冲液及注射剂中清除潜在有害的内毒素。 8. **柱层析样品制备**：为后续层析步骤提供高质量的样品。 9. **细胞收获**：从培养液中收集细胞。 10. **病毒回收或去除**：根据需要选择保留或移除病毒。 TFF的主要操作包括浓缩和洗滤，其中浓缩是通过选择适当MWCO的超滤膜，以确保目标分子被截留在膜的一侧，而溶剂被排除，从而实现分子浓度的提高。选择膜的MWCO通常为截留分子量的1/3-1/6，以平衡过滤速度和收率。在实际操作中，可以根据具体需求调整MWCO，以优化过滤性能和收率。 切向流过滤技术因其高效、灵活和经济性，在生物工艺研发中扮演着至关重要的角色，是生物分子分离纯化的重要工具。无论是实验室规模的小试还是工业化生产的大规模应用，TFF都能提供可靠且高效的方法，为各种生物制品的制备提供便利。