Introduzzjoni għall-prinċipju ta 'komponenti ta' fibra vojta
1. Sfond
Il-komponenti tal-fibra vojta huma tip ġdid ta 'materjal tal-fibra, li jikkonsisti fi struttura vojta ta' saffi multipli ta 'ċelluloża jew minerali. Dan il-materjal għandu l-karatteristiċi ta 'densità baxxa, erja speċifika għolja tal-wiċċ, u porożità għolja, u għalhekk jintuża ħafna fil-filtrazzjoni, is-separazzjoni, u l-adsorbiment.
Fl-aħħar għexieren ta 'snin, komponenti tal-fibra vojta ntużaw ħafna f'ħafna oqsma bħal bijomediċina, ikel u xorb, protezzjoni ambjentali, u industrija kimika. Pereżempju, fil-qasam tal-bijomediċina, il-komponenti tal-fibra vojta huma wżati biex iħejju prodotti bijofarmaċewtiċi u bioreactors. Fil-qasam tal-protezzjoni ambjentali, il-komponenti tal-fibra vojta jintużaw għat-trattament tal-ilma, it-trattament tad-drenaġġ u l-purifikazzjoni tal-arja.
L-isfond tal-komponenti tal-fibra vojta huwa rikk ħafna. Dan mhux biss ġie vverifikat b'mod wiesa 'f'applikazzjonijiet, iżda għandu wkoll fondazzjoni ta' riċerka fil-fond fl-oqsma tax-xjenza tal-materjali u t-teknoloġija tal-fibra. Minħabba l-istruttura u l-prestazzjoni uniċi tagħha, il-komponenti tal-fibra vojta għandhom potenzjal għoli u se jkomplu jkollhom rwol importanti fil-futur.
2. Prinċipju
Definizzjoni ta 'teknoloġija ta' separazzjoni tal-membrana:
Membrana tal-Iffiltra: Materjal tal-film irqiq magħmul minn polimeri porużi b'waħda jew aktar;
Teknoloġija ta 'separazzjoni tal-membrana: teknoloġija ta' separazzjoni li tuża kundizzjonijiet esterni bħal differenza fil-pressjoni jew differenza ta 'konċentrazzjoni bħala forza li tmexxi biss ċerti sustanzi speċifiċi f'komponenti multipli li jgħaddu, filwaqt li sustanzi oħra jiġu interċettati; Normalment jintuża fis-separazzjoni, il-purifikazzjoni, u l-konċentrazzjoni ta 'taħlitiet.
Metodu ta 'filtrazzjoni:
Filtrazzjoni tal-Kurrent Dirett: Magħruf ukoll bħala filtrazzjoni mejta, il-likwidu tal-għalf perpendikulari mal-wiċċ tal-membrana tal-filtru, il-likwidi kollha jgħaddu mill-mezz tal-filtru, u t-tniġġis jinżammu ġewwa jew fuq il-wiċċ tal-membrana tal-filtru.
Pereżempju: filtrazzjoni ta 'kjarifika, prefiltrazzjoni, filtrazzjoni ta' sterilizzazzjoni, filtrazzjoni għat-tneħħija tal-virus, filtru tal-vakwu, prinċipalment ikkonċentrata fil-kategorija ta 'mikrofiltrazzjoni.
Filtrazzjoni tal-fluss tanġenzjali: Magħruf ukoll bħala filtrazzjoni tal-fluss trasversali, il-likwidu tal-għalf jiċċirkola paralleli mal-wiċċ tal-membrana tal-filtru, parti mill-likwidu jgħaddi mill-mezz tal-filtru, u sustanzi li jniġġsu jinżammu fuq il-wiċċ tal-membrana tal-filtru jew riflu mill-tarf l-ieħor tal-membrana.
Pereżempju: pakkett tal-membrana, ultrafiltrazzjoni tal-fibra vojta, ikkonċentrata prinċipalment fil-kategorija ta 'ultrafiltrazzjoni.
Karatteristiċi tal-filtrazzjoni TFF:
Il-prinċipju tax-xogħol tal-filtrazzjoni tal-fluss tanġenzjali (TFF) huwa li s-soluzzjoni tgħaddi f'direzzjoni parallela mal-membrana. Taħt il-pressjoni, molekuli iżgħar mill-pori tal-membrana jgħaddu mill-membrana u jsiru permeate, filwaqt li molekuli ikbar mill-pori tal-membrana jinżammu u jsiru konċentrati.
Kunċetti relatati ma 'fibri vojta:
Differenza tal-Pressjoni Transmembrane (TMP): Id-differenza medja tal-pressjoni fuq iż-żewġ naħat tal-membrana hija l-forza tas-sewqan biex il-likwidu jgħaddi mill-membrana. Differenza tal-pressjoni transmembrane=(pin + preturn) / 2- ppermeate
Flux: L-ammont ta 'fluwidu li jgħaddi mill-membrana għal kull unità ta' żona tal-membrana għal kull unità ta 'ħin. LMH, L / (M2.H)
Fluss tal-ilma normalizzat (NWP: Permeabilità tal-Ilma Normalizzata): Il-fluss tal-ilma fil-pressjoni tal-unità u t-temperatura standard. L / (m2.h.psi)
Cutoff tal-piż molekulari (MWCO): jikkaratterizza d-daqs tal-pori tal-membrana ultrafiltrazzjoni.
Volum minimu tax-xogħol: Il-volum minimu tax-xogħol tas-sistema ta 'filtrazzjoni tal-fluss tanġenzjali jirreferi għall-volum tal-likwidu li jiċċirkola meħtieġ biex tħaddem is-sistema f'kundizzjonijiet speċifiċi ta' fluss tanġenzjali. Il-volum minimu tax-xogħol jiddependi fuq il-volum taż-żamma u r-rata tal-fluss taċ-ċirkolazzjoni tas-sistema u tal-komponenti. F'applikazzjonijiet ta 'konċentrazzjoni għolja, bħall-konċentrazzjoni tal-virus, il-volum minimu tax-xogħol huwa konsiderazzjoni importanti, u l-volum ta' konċentrazzjoni ta 'rifluss fil-mira għandu jkun ogħla mill-volum minimu tax-xogħol tas-sistema.
Rata ta 'shear: Ir-rata tal-bidla tal-veloċità tal-fluss tal-fluwidu relattiva mar-raġġ tal-kanal tal-fluss ċirkolari. B'differenza mill-pakkett tal-membrana, f'esperimenti ta 'fibra vojta, ir-rata ta' shear ġeneralment tintuża minflok ir-rata tal-fluss tanġenzjali biex tikkaratterizza l-fluss ta 'ċirkolazzjoni parallel mal-membrana.
Polarizzazzjoni tal-Konċentrazzjoni: Matul il-proċess ta 'ultrafiltrazzjoni, is-soluti li ma jistgħux jgħaddu mill-membrana jakkumulaw fuq il-wiċċ tal-membrana taħt pressjoni biex jiffurmaw saff tal-ġel. Il-konċentrazzjoni fiż-żona ħdejn l-interface tal-membrana qed tiżdied u ogħla. Taħt l-azzjoni tal-gradjent tal-konċentrazzjoni, id-diffużjoni tas-solut mill-wiċċ tal-membrana għas-soluzzjoni tiżdied, li żżid ir-reżistenza tal-fluwidu u l-pressjoni osmotika lokali, li tirriżulta fi tnaqqis fil-fluss.
Saff tal-ġel: Huwa l-fattur ewlieni fir-reżistenza tal-membrani ultrafiltrazzjoni.
Fatturi li għandek tikkunsidra meta tagħżel membrani tal-fibra vojta:
1
2. Għażla tad-dijametru tal-fibra: 0. 5mm dijametru ta 'ġewwa huwa preferut għall-konċentrazzjoni tal-kampjun / dijafiltrazzjoni; 1. 0 mm dijametru ta 'ġewwa huwa preferut għal kjarifika tal-kampjun;
3 Id-daqs xieraq tal-pori għandu jintgħażel skont ir-rekwiżiti tal-applikazzjoni speċifika biex tiġi żgurata filtrazzjoni effettiva tas-sustanza fil-mira. Dawn li ġejjin huma bosta għażliet ta 'applikazzjoni komuni:
① Konċentrazzjoni / Diafiltrazzjoni: Sabiex tinterċetta b'mod effettiv il-molekula fil-mira u tiżgura r-rendiment, daqs tal-pori tal-membrana ta '1 / 3-1 / 5 tal-molekula tal-kampjun fil-mira huwa ġeneralment irrakkomandat. Fl-istess ħin, sabiex jitnaqqas il-kontenut ta 'impuritajiet matul il-proċess ta' konċentrazzjoni u dijafiltrazzjoni, id-daqs tal-pori għandu jkun kbir kemm jista 'jkun taħt il-kondizzjoni li r-rendiment tal-molekula fil-mira huwa garantit;
② Kjarifika: Huwa rrakkomandat li tagħżel daqs tal-pori tal-membrana li huwa 5-10 drabi akbar mill-molekula fil-mira biex tiżgura li r-rendiment tal-molekula fil-mira kemm jista 'jkun, speċjalment jekk il-kampjun huwa ħafna "maħmuġ", daqs tal-pori tal-membrana ta' aktar minn 10 darbiet għandu jkun magħżul;
③ Separazzjoni molekulari: Jekk trid tuża membrana tal-filtrazzjoni tal-fluss tanġenzjali biex tissepara żewġ molekuli fil-mira ta 'daqsijiet differenti, il-piż molekulari tal-molekula fil-mira għandu jkun mill-inqas 10 darbiet differenti, u d-dijafiltrazzjoni għandha tkun biżżejjed;
④ Ġbir taċ-ċelloli: Jekk il-proteina fil-mira hija espressa f'borża ta 'E. coli, l-ewwel pass biex tinġabar il-batterja huwa li tuża membrana ta' ultrafiltrazzjoni ta '500K / 750K.
4. Tul effettiv: Il-karatteristika ta 'amplifikazzjoni tal-proċess ta' fibri vojta hija li sakemm it-tul effettiv jinżamm konsistenti, tista 'titwettaq amplifikazzjoni tal-proċess dirett. Madankollu, komponenti ta 'tulijiet differenti ma jistgħux jiġu amplifikati lineari minħabba d-differenza sinifikanti fit-tnaqqis tal-pressjoni fiż-żewġt itruf, u d-distribuzzjoni tal-pressjoni interna u r-rata tal-fluss tal-kanal tal-fluss jinbidlu wkoll. Normalment, il-komponenti b'tulijiet tal-kanal tal-fluss iqsar għandhom it-tendenza li jintgħażlu meta jiġu ttrattati materjali b'viskożità għolja u fouling għoli.
Applikazzjoni ta 'komponenti tal-fibra vojta
Żoni ta 'Applikazzjoni:
Purifikazzjoni, konċentrazzjoni u dijalisi tal-vaċċini
Purifikazzjoni, konċentrazzjoni u dijalisi ta 'vettori virali
Kjarifika u filtrazzjoni taċ-ċelloli u batterji fil-brodu tal-fermentazzjoni
Irkupru u ħasil taċ-ċelloli u batterji
Konċentrazzjoni u dijalisi tal-proteini
Karatteristiċi tal-prodott:
Fluss aktar baxx minn pakketti tal-membrana
Ġentili għall-materjali
Kanal tal-fluss sempliċi u miftuħ
Faċli biex tgħaqqad
Faċli biex tbattal
Għażla MWCO:
Huwa meħtieġ li titqies is-selettività tas-separazzjoni tal-membrana u r-riskju ta 'imblukkar matul il-proċess ta' trattament. Għalhekk, taħt il-premessa li tiżgura s-selettività u l-fluss, membrani b'pori relattivament żgħar għandhom jintgħażlu kemm jista 'jkun biex jitnaqqsu d-dħul bil-mod ta' partiċelli ta 'impurità fil-pori tal-membrana u jestendu l-ħajja tas-servizz. Xenarji ta 'proċessar komuni huma kif ġej:
Konċentrazzjoni tal-virus, purifikazzjoni, tneħħija: 100kd, 300kd, 500kd, 750kd
Kjarifika ta 'proteina / antikorpi rikombinanti: 500kd, 750kd
Konċentrazzjoni tal-batterja: 500kd, 750kd
