使用小型切向流过滤 (TFF) 系统对于样品浓缩和缓冲液交换的实际意义

无论是用于结构生物学还是一般生物化学需求，蛋白质浓缩和缓冲液交换步骤对于任何制备规模的蛋白质生产都是不可或缺的。这些步骤在纯化实验方案结束时必须至少完成一次，甚至在不同的色谱步骤之间必须至少完成一次，因而这会大大增加实验时间。

当前方法

超滤是目前浓缩蛋白质的标准，而在实验室规模上，超滤通常涉及一次性离心机驱动设备。这些设备本质上是死角（流动垂直于膜）并在膜处产生浓度梯度。膜处的浓度可能远远超过目标，从而减慢滤液的流动并由于聚集/沉淀而增加材料损失。监测浓缩过程或混合样品的唯一方法是定期中断离心，这让此成为一种相当实用的方法。

膜透析是最流行的缓冲液交换方法，而且这种方法与由渗透压驱动的截留分子量膜有关。虽然它是一种无需人工干预的方法，但它需要大量过剩的透析缓冲液、较长的透析时间（8-12 小时）以及随后要进行浓缩步骤。

在工业规模上，缓冲液交换和浓缩均通过采用切向流过滤 (TFF) 的单个设备完成。除了滤液渗过膜外，TFF 系统还将有一个与膜平行（或切向）的主动流。这种流实时混合样品（截留物），如果将所需缓冲液添加到渗余物中，则会显着降低浓度梯度并能实现过滤器透析（渗滤）。然而，即使对于死体积为数十到数百毫升的最小 TFF 设备，其也不适合典型的实验室工作流程。

µPULSE TFF 系统

在这里，我们展示了我们的小型 TFF 系统，它是同类产品中最小的设备之一，专门用于实验室规模的纯化实验。它有着低于 1 毫升的完全可回收死体积，如果进行渗滤，一次可容纳高达 50 mL 的体积，如果仅进行浓缩，则一次最高可容纳 100 mL。与 可容纳 15 mL 的离心设备相比，µPULSE TFF 系统的超滤速度最高可提高 5 倍，并且通过非接触式液体传感完全自动化，能够把截留物体积降至指定的设定值。

µPULSE TFF 系统具有一个可消耗的替换盒，该盒包含了一个微流体泵和一个比典型的 15 mL 离心装置稍大的膜（~7.1 cm^2 vs 12.4 cm^2 ），以实现更快的样品浓缩。

注意：

* 实验使用的是 1 mg/mL BSA

** FORMULATRIX® 膜尺寸比 Amicon 大 60%

*** 通过用蛋白质溶液填充两个离心管，容纳体积可能达到 100 mL

使用 TFF 更快地浓缩样品

与使用传统死端过滤的离心机不同,μPULSE 可防止在过滤膜上形成高浓度梯度。这意味着渗透流速没有降低并且样品回收率提高了。使用 TFF,浓缩过程是连续和渐进的,使得样品的浓缩速度比使用死端过滤的离心机快 5 倍以上。

与使用传统的死端过滤的离心机相比，µPULSE TFF 系统使用更大的过滤膜（约大 60%）。这种更大的膜具有更高的膜通量,让用户可以更快地浓缩样品,以便继续进行其他研究。

简单渗滤（缓冲液交换、脱盐）

除了浓缩样品,还可以选择自动渗滤以促进缓沖液交换或脱盐过程。设置简单:系统前端有两个50mL离心管：一管放样品溶液，另一管放缓冲液或其他所需溶液。该系统可以设置为连续渗滤模式或设置为离散渗滤步骤。用户可以通过基于网页的软件应用程序监控渗滤的状态。

使用一次性过滤芯片易于维护

μPULSE - TFF 系统使用一次性过滤芯片,便于保持系统清洁并防止交叉污染。内置隔膜泵在真空(-10-0 psi)和压力(40-50 psi)之问切换,使溶液在浓缩膜上循环。同时加压芯片和渗滤液体收集罐(15-20 psi) 以帮助强制渗透并加速该过程。提供四种不同浓度的 PES(聚醚砜)膜,截留分子量分别为 10kDa、 30 kDa、 50kDa和100kDa，以覆盖各种蛋白尺寸。

可重复使用性和高效能

PULSE TFF 的耗材可以多次重复使用，效能几乎没有损失。在标准离心过滤器的浓缩率呈指数衰减的情况下，PULSE TFF 的耗材能够以稳定的速度完成浓缩，只有在达到极高浓度时速度才会减慢。

即使在浓缩比截留分子量大 6 倍的蛋白质时，PULSE TFF 耗材的性能也优于标准离心管数倍，在需要重新更换前能轻松浓缩 5-10 倍的溶液。

注意：

*实验使用的是 1mg/mL BSA (~66kDa)

**实验使用的是 1mg/mL 细胞色素 c (~12kDa)