切向流超滤系统在生物制药中的应用

切向流超滤（Tangential Flow Filtration，简称TFF），是指液体流动方向与过滤方向呈垂直方向的过滤形式。

不同孔径的切向流过滤

1 死端过滤之痛

传统液体死端过滤和切向流过滤示意图

传统的液体死端过滤(dead end)是大部分微孔过滤(MF，微滤)，包括除菌过滤所采用的过滤形式，其液体的流动方向与过滤方向一致，随着过滤的进行，过滤膜表面形成的滤饼层或凝胶层厚度逐渐增大，流速逐渐降低。当过滤介质为孔径细小的超滤膜或微滤膜时或料液中固形物含量很高时，采取死端过滤方式，流速将急速降低，因此死端过滤只能适合小体积、大颗粒或者固含量低料液的处理。

2 切向流超滤

切向流超滤，是指液体流动方向与过滤方向呈垂直方向的过滤形式，即液体沿着与膜平行的方向流动，在过滤的同时对滤膜表面进行冲刷，使膜表面不会形成凝胶层，保持稳定的超滤速度。

切向流超滤广泛应用于研发、中试及工业生产中，对于较大规模的料液过滤时，采用切向流超滤方式，液体流动在过滤介质表面产生剪切力，减小了滤饼层或凝胶层的堆积，保证了稳定的过滤速度。

 Hanbon Bio-TFF 4400全自动超滤UF/DF 系统

3 切向流超滤应用

血液制品： 白蛋白、球蛋白及其他血液产品的脱醇、浓缩、金属离子去除

疫苗： 细胞培养液澄清，病毒溶液的浓缩、洗滤，缓冲液热源去除

基因工程产品： 蛋白浓缩，缓冲液置换，菌体收集

抗生素： 发酵液澄清，抗生素原料药热源去除，大分子杂质去除

生化产品： 蛋白液浓缩、洗滤，大小分子分离

中药产品： 中药注射液除热源，去除大分子，料液澄清，多糖分子分离

注射用水系统： 水系统除热源、除菌及澄清

4 半自动VS全自动超滤系统

密理博Cogent ® μ Scale 超滤系统

半自动化超滤系统，更适合应用于日常小规模到中试规模超滤实验( 浓缩、澄清、细胞收集、透析等) 及工艺优化或中试规模的生产过程。

HANBON Bio-TFF4400超滤系统P&ID图

全自动超滤系统适合用于中试及工业生产过程。

汉邦科技Bio-TFF全自动超滤系统具备以下特点：

• 系统配备的工作站可编辑方法实现自动CIP/SIP 、自动浓缩、等体积洗虑、自动收集高级模式运行。

• 系统自动检测滤膜出入口和滤出端压力，并自动计算TMP，记录TMP曲线。

• 系统运行过程中的各项参数均有专门的文件记录，并且实时绘制图谱供查询参考、审计追踪。

• 滤膜出口配置精密阀门，可精确控制出口阀开度，实现跨膜压精确控制。

• 可根据工艺用户工艺需求定制不同的检测监测设备如质量流量计、电导率检测、pH计、 UV检测器。

5 超滤膜材

超滤膜材：中空纤维柱

超滤膜材：膜包

生物制药行业超滤系统根据膜组件的不同，常用的是膜包式和中空纤维式两种类型的超滤系统。通常来讲：中空纤维更适合颗粒较大/较脏的样品（如固液分离、细胞裂解液等），而膜包更适合较干净的样品（如蛋白浓缩、样品缓冲液置换或蛋白复性等）。相对来说，类似膜孔径的膜包样品通量会比中空纤维大但如果样品较脏，膜包容易堵。但因二者膜材质不同、内部结构不同，在分离样品方面各有优势，分离工艺也有较大差别，故无优劣上下之分。

——The end——