Mikrofiltrazzjoni ta' Brodu taċ-Ċelloli ta' -Irkupru Għoli b'Cassette PES ta' 0.22µm: Studju ta' Każ mil-Laboratorju

1. Informazzjoni dwar il-Prodott

0.22μm PES membrana cassette, 0.1 m² (N2PE2308GA04)

 

2. Riżultati Sperimentali

600 mL ta 'brodu tal-fermentazzjoni taċ-ċelluli ġew ipproċessati bl-użu ta' cassette tal-membrana 0.22μm, 0.1 m², ikkonċentrat sa 100 mL, segwit minn diafiltrazzjoni b'5 diavolumi ta 'ilma purifikat (jiġifieri, 100 mL ilma purifikat għal kull pass ta' diafiltrazzjoni, ripetut 5 darbiet). Wara l-5 diafiltrazzjoni, il-lott kien ikkonċentrat sal-volum finali. L-esperiment totali ħa 34 minuta, u wassal għal 48 mL ta 'retentat u 1054.5 mL ta' permeat totali, b'fluss medju ta '18.6 LMH. Matul il-proċess kollu, il-valv tar-retentat kien miftuħ għal kollox, u TMP varja minn 0.2 sa 0.85 bar. It-turbidità tal-għalf kienet 131 NTU, it-turbidità tal-permeat kienet 3.13 NTU.

Wara l-użu, il-cassette ġie mnaddaf u riġenerat. Il-bidla fil-fluss tal-ilma hija murija fit-Tabella 1.

 

Tabella 1: Rata ta 'Rkupru tal-Fluss tal-Ilma

	Rata tal-fluss tal-għalf (mL/min)	Pressjoni tal-għalf (bar)	Pressjoni tar-retentate (bar)	TMP(bar)	Rata tal-fluss tal-permeat (mL/min)	LMH	Irkupru tal-fluss (%)	Rimarki
Qabel l-użu	370	0.4	0	0.2	140	420	79	Retentate valv kompletament miftuħ
Wara t-tindif	370	0.6	0	0.3	166	332		Retentate valv kompletament miftuħ

Nota: L-irkupru tal-fluss ikkalkulat bħala 332/420 ≈ 79%.

Test ta 'integrità qabel u wara l-esperiment

It-test taż-żamma tal-pressjoni għadda

Il-kundizzjonijiet tal-proċess matul l-esperiment huma miġbura fil-qosor fit-Tabella 2. Runtime totali: 34 min.

 

Tabella 2: Kundizzjonijiet tal-proċess matul iż-żmien

Ħin (min)	Fluss tal-għalf (mL/min)	Pressjoni tal-għalf (bar)	Ret. pressjoni (bar)	TMP(bar)	Fluss tal-permeat (mL/min)	Rimarki
0	200	1.5	0	0.75	32	Ibda; valv tar-retentat miftuħ għal kollox; 500 mL għalf
5	200	1.2-1.4	0	0.6-0.7	33
10	200	1.0	0	0.5
10	200	1.6	0	0.8	25	+100mLfeed miżjud
15	200	1.6	0	0.8	15
20	200	1.6-1.7	0	0.8-0.85	11
22	200	1.6-1.7	0	0.8-0.85	25	100 mL fadal; ibda l-ewwel dijafiltrazzjoni b'100 mL ilma purifikat
25	200	1.3-1.4	0	0.65-0.7
26	200	1.0-1.1	0	0.5-0.55	43	100 mL fadal; It-tieni dijafiltrazzjoni (+100 mL ilma purifikat)
27	200	0.6	0	0.3
28	200	0.5	0	0.25	53	100 mL fadal; It-tielet dijafiltrazzjoni (+100 mL ilma purifikat)
30	200	0.4	0	0.2	61	100 mL fadal; Ir-4 dijafiltrazzjoni (+100 mL ilma purifikat)
32	200	0.4	0	0.2	68	100 mL fadal; Il-5 dijafiltrazzjoni (+100 mL ilma purifikat)
34						Tmiem: 48 mL retentat (turbidità 345 NTU); permeat totali 1054.5 mL (3.13 NTU); Permeat ta 'konċentrazzjoni 493.5 mL (2.58 NTU); L-ewwel 3 dijafiltrazzjoni permeates 305 mL (3.03 NTU); L-aħħar 2 dijafiltrazzjoni tgħaddi 256 mL (3.01 NTU)

 

 

Fażi ta 'konċentrazzjoni: Il-pressjoni tal-għalf naqset maż-żmien; iż-żieda ta '100 mL għalf ikkawżat pressjoni biex tiżdied imbagħad jistabbilizza. Il-fluss tal-permeat niżel minn 33 mL/min għal 11 mL/min (~ 33% tal-bidu).

Fażi tad-dijafiltrazzjoni: B'ilma purifikat, il-pressjoni tal-għalf naqset b'mod sinifikanti u l-fluss żdied notevolment.

Volum ipproċessat totali: 1054.5 mL fuq 0.11 m² (0.1 m² nominali + korrezzjoni); ħin totali 34 min; fluss medju permeat 31 mL/min → fluss medju 18.6 LMH.

 

 

Figura 2: Tqabbil tat-turbidità tal-għalf kontra l-permeat (immaġni oriġinali)

Turbidità tal-għalf 131 NTU, turbidità tal-permeat 3.13 NTU.

 

 

Figura 3: elettroforeżi tal-ġel SDS-PAĠNA

The SDS-PAGE result indicates target protein recovery >85% mill-cassette mikrofiltrazzjoni 0.22μm.

3. Metodi Sperimentali

3.1 Installazzjoni

Installa s-sistema kif muri fil-Figura 2

 

 

3.2 Kejl tal-fluss tal-ilma

Uża ilma purifikat bħala għalf. Poġġi t-tubu ta 'l-għalf fl-għalf, it-tubi retentati u permeat fil-kontenitur ta' l-iskart. Ibda l-pompa peristaltika, aġġusta l-valv tad-dijaframma biex tikseb TMP xieraq sakemm ir-retentat u l-permeat ikunu newtrali (pH). Waqqaf il-pompa. Poġġi t-tubi ta 'l-għalf, ir-retentate u l-permeat f'ilma purifikat, ibda l-pompa, imxarrab membrana għal 15-il minuta. Waqqaf il-pompa, tiftaħ il-valv tad-dijaframma. Kejjel il-fluss tal-ilma: għalf u retentate tubi f'ilma purifikat, aġġusta għal TMP1, iġbor permeat għal minuta, ikkalkula fluss.

 

3.3 Test ta 'integrità (żamma tal-pressjoni / test tal-bużżieqa)

Neħħi t-tubu tal-għalf mill-ilma, poġġi retentat u permeat fl-iskart. Mexxi pompa biex tbattal il-likwidu mill-linji, waqqaf il-pompa. Agħlaq għal kollox il-valv tar-retentat. Mexxi pompa biex tintroduċi l-arja sakemm il-pressjoni tal-għalf tilħaq 0.65 bar, waqqaf il-pompa. Osserva tnaqqis fil-pressjoni fuq 10 minuti u iċċekkja l-port tal-permeat għal bżieżaq fl-ilma. Jekk l-ebda waqgħa fil-pressjoni u l-ebda bżieżaq → integrità OK. Jekk jidhru qtar tal-pressjoni u bżieżaq, kejjel ir-rata tad-diffużjoni tal-arja b'miter tal-fluss jew ċilindru mimli bl-ilma-invertit; qabbel mal-valur ta' referenza biex tiġi vvalutata l-integrità. Fl-aħħarnett, tiftaħ għal kollox il-valv tar-retentat u l-arja tal-arja.

 

3.4 Filtrazzjoni tanġenzjali tal-fluss (TFF)

Ipproċessa 600 mL brodu ta 'fermentazzjoni taċ-ċelluli b'0.22μm, 0.1 m² cassette, ikkonċentra sa 100 mL, imbagħad wettaq dijafiltrazzjoni b'ilma purifikat 5× volum (100 mL kull pass). Wara l-5 diafiltrazzjoni, ikkonċentra aktar sal-volum finali. Wara l-esperiment, iftaħ il-valv tar-retentat għal kollox, ixxotta l-likwidu biex tirkupra r-retentat.

 

3.5 Tindif

3.5.1 Laħlaħ bl-ilma

Uża 10–20 L/m² ilma purifikat bħala għalf. Tubu ta ' l-għalf fl-ilma, retentate u permeate għall-iskart. Ibda l-pompa, aġġusta t-TMP, mexxi sakemm il-linji tal-għalf jitbattlu. Waqqaf il-pompa, tiftaħ il-valv tad-dijaframma.

3.5.2 Tindif kawstiku

Uża 0.5 M NaOH bħala għalf. Poġġi t-tubi ta' l-għalf, ir-retentate u l-permeat fis-soluzzjoni ta' NaOH. Ibda l-pompa, aġġusta t-TMP, iċċirkola għal 30-60 min. Waqqaf il-pompa, tiftaħ il-valv tad-dijaframma.

 

3.6 Kejl tal-fluss tal-ilma wara-tindif

L-istess bħal 3.2, bl-użu tal-istess TMP (TMP2=TMP1). Kejjel il-volum tal-permeat fuq minuta u kkalkula l-fluss.

 

3.7 Test tal-integrità ta' wara-tindif

L-istess bħal 3.3.

 

3.8 Ħażna

Ipprepara soluzzjoni ta' NaOH 0.1 M bħala mezz ta' ħażna. Poġġi t-tubi tal-għalf, ir-retentate u l-permeat fis-soluzzjoni. Ibda l-pompa, aġġusta TMP, iċċirkola għal 5 minuti. Waqqaf il-pompa, tiftaħ il-valv tad-dijaframma. Neħħi l-cassette mis-sistema u aħżen f'0.1 M NaOH f'temperatura tal-kamra.

 

Dan l-istudju tal-każ juri mikrofiltrazzjoni effiċjenti ta' brodu tal-kultura taċ-ċelluli ta'-turbidità għolja bl-użu ta' cassette tal-membrana PES ta' 0.22µm. Benefiċċji ewlenin:

High product recovery (>85% mill-SDS-PAĠNA)

Ipproċessar rapidu - 34 minuta għal 600 mL b'dijafiltrazzjoni

Tnaqqis eċċellenti tat-turbidità - minn 131 NTU għal 3.13 NTU permeat

Tnaddaf tajba - 79% irkupru tal-fluss tal-ilma wara tindif kawstiku sempliċi

Assigurazzjoni tal-integrità - test ta 'żamma tal-pressjoni għadda qabel u wara l-użu

 

Il-cassette żammet prestazzjoni konsistenti, b'dijafiltrazzjoni li tikkawża tnaqqis qawwi fit-TMP u żieda fil-fluss korrispondenti, li turi propensità baxxa ta 'fouling u tlaħliħ faċli. Ideali għall-konċentrazzjoni u t-tneħħija tal-melħ tal-brodijiet tal-fermentazzjoni, supernatanti tal-kultura taċ-ċelluli, u flussi oħra ta 'bijoproċess.