Membran serat berongga, apa aplikasi dan keuntungan dalam penyaringan?

Apa itu membran serat berongga?

Hollow Fiber Cighbane (HFM) adalah bahan penghalang transparan sintetis yang terdiri dari serat berongga kecil yang tak terhitung jumlahnya. Serat halus ini ditandai oleh saluran berlubang internal mereka dan ditutupi dengan mikropori. Mereka menyaring partikel-partikel yang mengalir melalui mereka dengan ukuran mikropori, hanya memungkinkan molekul dengan ukuran tertentu atau lebih kecil untuk dilewati, proses berdasarkan standar cut-off berat molekul (MWCO). Sejak pertama kali dikembangkan untuk osmosis terbalik pada 1960 -an, penerapan membran serat berongga telah berkembang menjadi pengolahan air, desalinasi, kultur sel, dan rekayasa obat dan jaringan. Dalam aplikasi komersial, membran ini biasanya diintegrasikan ke dalam elemen filter, memberikan cara yang efektif untuk pemisahan cairan yang tepat.

Apa prinsip filtrasi kolom serat berongga?

Prinsip kerja komponen kolom serat berongga didasarkan pada teknologi filtrasi membran. Singkatnya, kolom serat berongga terbuat dari membran yang digunakan untuk filtrasi ke dalam kolom berongga. Ketika filtrat mengalir melalui tengah membran serat berongga, teknologi filtrasi aliran tangensial (TFF) digunakan untuk mencapai pemisahan yang efektif dari molekul besar dan molekul kecil. TFF memungkinkan zat mengalir sejajar dengan permukaan membran alih -alih langsung melalui membran, sehingga mengurangi risiko penyumbatan dan meningkatkan efisiensi filtrasi.

Ketika cairan melewati, pori -pori membran hanya memungkinkan molekul dengan ukuran tertentu untuk dilewati, sementara molekul atau partikel yang lebih besar dipertahankan. Proses pemisahan ini biasanya melibatkan skrining ukuran fisik, dan juga dapat melibatkan pemisahan afinitas kimia secara selektif. Ukuran pori -pori pada membran menentukan zat apa yang dapat dilewati. Diameter pori -pori ini biasanya dalam kisaran beberapa nanometer hingga beberapa mikron, yang dapat disesuaikan sesuai dengan kebutuhan aplikasi. Untuk aplikasi yang membutuhkan penghapusan bakteri dan virus, membran serat berongga dapat memiliki pori -pori yang cukup kecil untuk menyediakan fungsi mikrofiltrasi atau ultrafiltrasi.

 

Pengantar komponen kolom serat berongga

Komponen kolom serat berongga meliputi:

1. Bigher serat berongga: Ini adalah bagian inti dari kolom serat berongga, yang terdiri dari beberapa membran serat berongga yang terbuat dari bahan MPE dan bertanggung jawab untuk pemisahan zat selama proses penyaringan. Membran serat berongga sebagian besar merupakan struktur asimetris, yang terdiri dari lapisan permukaan halus dan lapisan pendukung berpori.

2. Perumahan: Terbuat dari bahan polisulfon transparan yang tahan korosi, digunakan untuk melindungi serat internal dan mempertahankan integritas struktur.

3. Port Feed/Retentate: Terbuat dari Polysulfone Putih, terletak di bagian atas/bawah kolom, digunakan untuk memandu cairan masuk dan keluar dari kolom serat.

4. Port Permeat: Terbuat dari Polysulfone putih, terletak di sisi kolom, di mana cairan yang disaring meninggalkan membran.

5. Tutup ujung: Tutup kedua ujung bundel serat untuk memastikan bahwa cairan hanya dapat melewati bagian dalam serat berongga.

6. Segel internal: Terbuat dari resin poliuretan/epoksi, membungkus setiap kolom serat berongga, menyediakan situs dukungan untuk kolom serat berongga, dan sepenuhnya mengisolasi saluran aliran umpan dan saluran aliran permeat.

7. O-RING/SEAL: Terbuat dari silikon, untuk memastikan bahwa tidak ada kebocoran cairan di kolom dan mempertahankan integritas sistem tertutup.

Komponen -komponen kolom serat berongga ini bekerja bersama untuk memastikan efisiensi dan keandalan proses filtrasi, cocok untuk berbagai aplikasi industri dan laboratorium.

 

Apa keuntungan dari serat berongga?

1. Laju aliran tinggi dan kapasitas pemuatan tinggi.

Membran serat berongga memiliki rasio luas permukaan terhadap volume, yang berarti bahwa mereka dapat memproses sejumlah besar cairan dalam ruang kecil. Secara khusus, mereka dapat: (1) meningkatkan kapasitas pemrosesan: dalam peralatan dengan volume yang sama, membran serat berongga dapat memproses lebih banyak cairan karena luas permukaannya yang lebih besar, yang sangat penting untuk aplikasi industri yang membutuhkan pemrosesan sejumlah besar cairan. (2) Meningkatkan efisiensi pemisahan: Area permukaan yang lebih besar berarti lebih banyak peluang bagi cairan untuk menghubungi membran, dan pertukaran material yang lebih sering dan efektif selama proses pemisahan. Ini tidak hanya meningkatkan efisiensi pemisahan, tetapi juga memastikan kualitas dan kemurnian produk akhir.

2. Gaya geser ringan dan rendah.

Membran serat berongga memiliki struktur saluran aliran tubular terbuka bebas layar, yang menghindari turbulensi yang tidak teratur dan keras selama sirkulasi cairan biologis, sehingga mereka memiliki gaya geser yang lebih rendah. Kondisi ringan dapat secara efektif mencegah agregasi dan perubahan konformasi makromolekul biologis seperti protein, yang bermanfaat untuk melindungi integritas makromolekul seperti protein virus dan meningkatkan hasil aktivitas sampel target.

Dalam beberapa proses produksi biofarmasi, langkah TFF memiliki persyaratan khusus, menghasilkan tingkat pemulihan yang rendah, termasuk penyumbatan, stres berlebihan, sensitivitas geser molekul target, atau viskositas tinggi.

3. Operasi sederhana dan produksi yang mudah.

Kolom membran serat berongga dirancang untuk mencapai pengembangan dan produksi obat yang lebih sederhana dan lebih cepat dengan meminimalkan langkah -langkah operasi peralatan seperti pembasahan dan sterilisasi. Kolom membran sekali pakai menghilangkan kebutuhan untuk solusi pembersihan dan validasi pembersihan.

4 .bility.

Kolom serat berongga dapat dibersihkan dan diregenerasi menggunakan 0. 5m NaOH. Dengan hanya mengedarkan larutan NaOH melalui kolom serat berongga, residu yang melekat pada permukaan membran dapat dihilangkan secara efisien, sehingga dengan cepat memulihkan efisiensi filtrasi aslinya, sehingga menghindari tingginya biaya penggantian membran yang sering.

5. Kinerja amplifikasi linier yang andal.

Jalur aliran tubular serat berongga sederhana, kehilangan penurunan tekanan aliran fluida kecil, dan tekanan membran TMP seragam di sepanjang jalur aliran, yang kondusif untuk meningkatkan pemanfaatan area membran secara keseluruhan. Model mekanika fluida jalur aliran tubular dewasa memberikan dasar teoritis yang sempurna untuk amplifikasi linier langsung dan memastikan tingkat keberhasilan amplifikasi proses.

 

Aplikasi khas kolom serat berongga

Kolom serat berongga memainkan peran penting dalam industri bioteknologi dan farmasi, dan area aplikasinya luas, terutama termasuk:

1. Pemurnian dan konsentrasi vaksin: Kolom serat berongga dapat memusatkan preparasi vaksin dan meningkatkan konsentrasi mereka dalam produk akhir, sambil menghilangkan pengotor molekul kecil yang tidak diinginkan melalui dialisis untuk meningkatkan kemurnian dan keamanan vaksin.

2. Pemurnian dan konsentrasi vektor virus: dalam terapi gen dan perkembangan vaksin, kemurnian vektor virus yang tinggi adalah suatu keharusan. Kolom serat berongga dapat secara efisien memisahkan vektor virus melalui penyortiran ukuran fisik, mempertahankan integritas dan aktivitasnya, dan menghilangkan molekul kecil melalui dialisis untuk meningkatkan efisiensi pemurnian.

3. Klarifikasi dan penyaringan sel dan bakteri dalam kaldu fermentasi: Kolom serat berongga dapat dengan cepat menghilangkan sel dan bakteri dari campuran biologis yang dihasilkan oleh fermentasi, kekeruhan bening, dan menyediakan bahan awal yang bersih untuk langkah ekstraksi dan pemurnian berikutnya.

4. Pemulihan dan pencucian sel dan bakteri: Setelah kultur sel dan proses fermentasi mikroba, sel perlu dipulihkan untuk analisis lebih lanjut atau ekstraksi produk. Kolom serat berongga dapat secara efektif mengumpulkan sel dan menghilangkan kotoran dari media kultur sambil menyediakan lingkungan pencuci yang lembut untuk mempertahankan integritas sel.

5. Konsentrasi dan dialisis protein: Kolom serat berongga sangat penting dalam rekayasa protein. Mereka tidak hanya dapat memusatkan larutan protein, tetapi juga menghilangkan garam dan kotoran molekul kecil lainnya, yang sangat penting untuk pengembangan dan produksi obat protein.

Area aplikasi ini menunjukkan keserbagunaan dan efisiensi kolom serat berongga dalam bioproses modern, sehingga memainkan peran kunci dalam persiapan, pembersihan dan pemrosesan produk biologis.