Nagy-visszanyerésű sejtleves mikroszűrés 0,22 µm-es PES kazettával: Esettanulmány a laboratóriumból

1. Termékinformáció

0,22 μm-es PES membránkazetta, 0,1 m² (N2PE2308GA04)

 

2. Kísérleti eredmények

600 ml sejtfermentációs táptalajt feldolgoztunk egy 0,22 μm-es, 0,1 m²-es membránkazettával, 100 ml-re koncentráltuk, majd diaszűrtük 5 diavolumen tisztított vízzel (azaz 100 ml tisztított víz diaszűrési lépésenként, 5-ször ismételve). Az 5. diaszűrés után az adagot a végső térfogatra betöményítettük. A teljes kísérlet 34 percig tartott, és 48 ml retentátumot és 1054,5 ml teljes permeátumot eredményezett, átlagosan 18,6 LMH fluxussal. A folyamat során a visszatartó szelep teljesen nyitva volt, és a TMP 0,2 és 0,85 bar között volt. A takarmány zavarossága 131 NTU, a permeátum zavarossága 3,13 NTU volt.

Használat után a kazettát megtisztították és regenerálták. A vízáram változását az 1. táblázat mutatja.

 

1. táblázat: Vízáram-visszanyerési arány

	Átfolyási sebesség (ml/perc)	Előtolási nyomás (bar)	Tartós nyomás (bar)	TMP (sáv)	Permeátum áramlási sebessége (mL/perc)	LMH	Fluxus visszanyerése (%)	Megjegyzések
Használat előtt	370	0.4	0	0.2	140	420	79	A visszatartó szelep teljesen nyitva
Tisztítás után	370	0.6	0	0.3	166	332		A visszatartó szelep teljesen nyitva

Megjegyzés: A fluxus-visszanyerés számítása 332/420 ≈ 79%.

Integritási teszt a kísérlet előtt és után

A nyomástartási teszt sikeres

A kísérlet során a folyamat körülményeit a 2. táblázat foglalja össze. Teljes futási idő: 34 perc.

 

2. táblázat: A folyamat feltételei az idő függvényében

Idő (perc)	Átfolyás (mL/perc)	Előtolási nyomás (bar)	Ret. nyomás (bar)	TMP (sáv)	Permeátum áramlás (mL/perc)	Megjegyzések
0	200	1.5	0	0.75	32	Indul; retentáns szelep teljesen nyitva; 500 ml táp
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 hozzáadva
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 maradt; indítsa el az első diaszűrést 100 ml tisztított vízzel
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 maradt; 2. diaszűrés (+100 ml tisztított víz)
27	200	0.6	0	0.3
28	200	0.5	0	0.25	53	100 ml maradt; 3. diaszűrés (+100 ml tisztított víz)
30	200	0.4	0	0.2	61	100 ml maradt; 4. diaszűrés (+100 ml tisztított víz)
32	200	0.4	0	0.2	68	100 ml maradt; 5. diaszűrés (+100 ml tisztított víz)
34						Vége: 48 ml retentátum (turbiditás 345 NTU); teljes permeátum 1054,5 ml (3,13 NTU); Koncentrációs permeátum 493,5 ml (2,58 NTU); Az első 3 diaszűrés 305 ml-t (3,03 NTU) permeál; Az utolsó 2 diaszűrés 256 ml-t (3,01 NTU) hatol át

 

 

Koncentrációs fázis: Az adagolási nyomás idővel csökkent; 100 ml betáplálás hozzáadásával a nyomás megemelkedett, majd stabilizálódott. A permeátum áramlása 33 ml/percről 11 ml/percre csökkent (a kezdeti érték kb. 33%-a).

Diafiltrációs fázis: Tisztított vízzel a betáplálási nyomás jelentősen csökkent, és a fluxus jelentősen megnőtt.

Teljes feldolgozott térfogat: 1054,5 ml 0,11 m² felett (0,1 m² névleges + korrekció); teljes idő 34 perc; átlagos permeátum áramlás 31 ml/perc → átlagos fluxus 18,6 LMH.

 

 

2. ábra: Betáplálás és permeátum zavarosság összehasonlítása (eredeti kép)

Betáplálás zavarossága 131 NTU, permeátum zavarossága 3,13 NTU.

 

 

3. ábra: SDS-PAGE gélelektroforézis

The SDS-PAGE result indicates target protein recovery >85% a 0,22μm-es mikroszűrő kazettával.

3. Kísérleti módszerek

3.1 Telepítés

Telepítse a rendszert a 2. ábrán látható módon

 

 

3.2 Vízáram mérés

Takarmányként tisztított vizet használjon. Helyezze az adagolócsövet a takarmányba, a retentálja és a permeátum csöveket a hulladéktartályba. Indítsa el a perisztaltikus szivattyút, állítsa be a membránszelepet a megfelelő TMP eléréséhez, amíg a retentátum és a permeátum semleges (pH) lesz. Állítsa le a szivattyút. Helyezze a táp-, retentátum- és permeátumcsöveket tisztított vízbe, indítsa el a szivattyút, nedves membránt 15 percre. Állítsa le a szivattyút, nyissa ki a membránszelepet. Mérje meg a vízfluxust: táplálja be és tartsa vissza a csöveket tisztított vízben, állítsa be TMP1-re, gyűjtse össze a permeátumot 1 percig, számítsa ki a fluxust.

 

3.3 Integritásteszt (nyomástartás / buborék teszt)

Távolítsa el a tápcsövet a vízből, helyezze a retentátumot és a permeátumot a hulladékba. Járassa a szivattyút a folyadék kiürítéséhez a vezetékekből, állítsa le a szivattyút. Zárja le teljesen a visszatartó szelepet. Működtesse a szivattyút a levegő bevezetéséhez, amíg a tápnyomás el nem éri a 0,65 bar-t, állítsa le a szivattyút. Figyelje meg a nyomásesést 10 perc alatt, és ellenőrizze, hogy a permeátum nyílásában nincsenek-e buborékok a vízben. Ha nincs nyomásesés és nincs buborék → integritás OK. Ha nyomásesés és buborékok jelennek meg, mérje meg a levegő diffúziós sebességét áramlásmérővel vagy fordított vízzel töltött -hengerrel; összehasonlítani a referenciaértékkel az integritás értékeléséhez. Végül nyissa ki teljesen a visszatartó szelepet, és engedje ki a levegőt.

 

3.4 Tangenciális áramlási szűrés (TFF)

600 ml sejtfermentációs táptalajt dolgozzon fel 0,22 μm-es, 0,1 m²-es kazettával, sűrítse 100 ml-re, majd végezzen diaszűrést 5-szörös térfogatú tisztított vízzel (100 ml lépésenként). Az 5. diaszűrés után tovább koncentráljuk a végső térfogatig. A kísérlet után nyissa ki teljesen a retentát szelepet, és engedje le a folyadékot a retentátum visszanyeréséhez.

 

3.5 Tisztítás

3.5.1 Öblítés vízzel

Takarmányként 10-20 l/m² tisztított vizet használjon. Tegye be a csövet vízbe, tartsa vissza és permeálja a hulladékba. Indítsa el a szivattyút, állítsa be a TMP-t, működtesse, amíg a tápvezetékek kiürülnek. Állítsa le a szivattyút, nyissa ki a membránszelepet.

3.5.2 Maró tisztítás

Használjon 0,5 M NaOH-t takarmányként. Helyezze a takarmány-, retentátum- és permeátumcsöveket a NaOH-oldatba. Indítsa el a szivattyút, állítsa be a TMP-t, keringesse 30-60 percig. Állítsa le a szivattyút, nyissa ki a membránszelepet.

 

3.6 Tisztítás utáni vízáramlásmérés-

Ugyanaz, mint a 3.2, ugyanazzal a TMP-vel (TMP2=TMP1). Mérje meg a permeátum térfogatát 1 percen keresztül, és számítsa ki a fluxust.

 

3.7. A tisztítás sértetlenségi tesztje-után

Ugyanaz, mint a 3.3.

 

3.8 Tárolás

Tárolóközegként 0,1 M NaOH-oldatot készítsen. Helyezzen táp-, retentátum- és permeátumcsöveket az oldatba. Indítsa el a szivattyút, állítsa be a TMP-t, keringesse 5 percig. Állítsa le a szivattyút, nyissa ki a membránszelepet. Vegye ki a kazettát a rendszerből, és tárolja 0,1 M NaOH-ban szobahőmérsékleten.

 

Ez az esettanulmány bemutatja a nagy-turbiditású sejttenyésztő táptalaj hatékony mikroszűrését 0,22 µm-es PES membránkazettával. Főbb előnyök:

High product recovery (>85% SDS által-OLDAL)

Gyors feldolgozás – 34 perc 600 ml-hez diaszűréssel

Kiváló zavarosságcsökkentés – 131 NTU-ról 3,13 NTU permeátumra

Jó tisztíthatóság – 79%-os vízáramlás visszanyerése egyszerű maró tisztítás után

Integritás-biztosítás – megfelelt a nyomástartási teszt használat előtt és után

 

A kazetta egyenletes teljesítményt nyújtott, a diafiltráció pedig a TMP éles csökkenését és ennek megfelelő fluxusnövekedést eredményezett, ami alacsony szennyeződési hajlamot és könnyű öblítést mutat. Ideális fermentációs táplevesek, sejtkultúra felülúszók és más biofolyamatok sűrítésére és sómentesítésére.