Tangential Flow Filtration 소개

CFF(Cross Flow Filtration)라고도 하는 TFF(Tangential Flow Filtration)는 생체 분자 또는 입자(바이러스, 박테리아, 세포 물질 등)가 포함된 용액을 여과하고 분리하는 데 신속하고 효율적인 방법입니다. 이는 제품은 멤브레인 표면을 따라 Tangential Flow (feed)가 흐르며, 용액 대부분은 공급 탱크로 돌아가는 공정입니다.

멤브레인 전반에서 일어나는 feed 용액의 빠른 유동은 표면을 '쓸어내면서' 농도 분극(멤브레인 표면의 제품 농도)을 감소시키는 작용을 합니다. 또한 멤브레인 표면의 공극을 막을 수 있는 오염 물질의 증가를 방지합니다. 이 신속한 cross flow는 압력을 떨어뜨리는데 이 때문에 멤브레인의 공극보다 작은 피드 용액과 용해 분자 중 일부가 멤브레인 필터를 통과하도록 힘을 받을 수 있습니다. 멤브레인을 통과한 용액을 여과액 또는 투과액이라고 합니다. 멤브레인 공극보다 큰 분자 또는 입자는 피드 용액에 남게 되어 효과적으로 농축됩니다.

멤브레인 여과는 MF(microfiltration) 또는 UF(ultrafiltration) 공정으로 분류할 수 있습니다. 보통 공극 크기가 0.1 - 1마이크론 사이인 Microfiltration 멤브레인은 일반적으로 미세 입자의 정화, 제균 및 제거 또는 세포 채집(harvest)에 사용됩니다. 공극 크기가 훨씬 작아 0.001 - 0.1마이크론 사이인 Ultrafiltration 멤브레인은 용해된 분자(단백질, 펩티드, 핵산, 탄수화물 및 기타 생체 분자)의 농축 및 탈염, 완충액 교환, 분획, 정수에 사용됩니다. Ultrafiltration 멤브레인은 일반적으로 공극 크기보다는 MWCO(Molecular Weight Cut Off)에 따라 분류됩니다.

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cross flow filtration의 fluid dynamics은 멤브레인 파울링을 줄이고, 더 오랜 사용 기간 동안 여과율(유량)을 유지하므로, 기존 카트리지(직접 유량) 여과에 비해서 멤브레인 처리량(더 많은 용량)이 증가합니다. TFF의 추가 이점으로는 필터 모듈을 재사용할 수 있다는 점과 상대적으로 저렴한 자본 비용이 있습니다. 

TFF는 광범위한 생물학 분야에 적용할 수 있습니다. R&D 발견 용도는 물론 파일럿급 및 최대 규모 생산에까지 적용 가능합니다. TFF는 몇 밀리리터에서 수천 리터에 이르는 시료 용액을 농축하고 탈염하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 작은 생체 분자에서 큰 생체 분자를 분류하고, 세포 현탁액을 채집(harvest)하고, 발효액 및 세포 용해물을 정화하는 데 사용할 수 있습니다.

TFF 용도

tangential flow filtration 또는 cross flow filtration가 포함되어 있는 Microfiltration 및 Ultrafiltration 공정은 광범위한 생물의약품 용도에 활용됩니다. 몇 가지 일반적인 용도의 예는 다음과 같습니다.

  1. 단백질, 펩티드 및 올리고뉴클레오티드 용액의 농축 및 탈염
  2. 항체 또는 재조합 단백질의 정제 및 회수
  3. 백신 및 공액 농축 및 Diafiltration
  4. 단백질 혼합물의 분획
  5. 혈장 분획 및 정제
  6. 세포액 정화, 농축
  7. Mab(단클론 항체) 생산 등에서의 세포 배양 관류
  8. 발효액 정화
  9. 박테리아 세포의 농축 및 세정
  10. 정수 및 완충액 정제(내독소 제거)

Ultrafiltration 용도

Omega™ PES(polyethersulfone) 및 Delta regenerated 셀룰로스 멤브레인 카세트와 관련 하드웨어 및 시스템은 멤브레인 특성을 정밀하게 조정해야 하고 부드러운 처리를 요구하는 용도에서 최고의 선택입니다. 멤브레인 카세트는 재조합 단백질 및 기타 생물 공정 유체를 위한 농축 및 Diafiltration 용도로 선호되는 기술입니다.

Microza 중공섬유는 완충액 조제 및 의약품 용수 용도에서 내독소를 제거하는 데 유리합니다.

Microfiltration 용도

PallSep™ 생명공학 시스템은 고입자 하중, 고점착성 또는 여과하기 어려운 용액(예: 발효액 또는 세포 용해물)의 농축 및 정제와 같은 복잡한 생명공학 채집(harvest) 및 정제 용도에서 부드러우면서 효율적인 분리 기능을 제공합니다.

Microza* 중공섬유 모듈은 발효액 및 세포 배양 유체를 정화하는 데 선호되는 제품입니다. 이 모듈은 세포에서 봉입체 및 재조합 단백질을 용해 및 회수하기에 앞서 박테리아 세포를 농축, 세정 및 회수하는 데 사용하는 경우가 많습니다. 신뢰성, 기계적 강도, 단순한 유동 구조, 증기 제균 능력을 갖춘 Microza 중공섬유 모듈은 관류 세포 배양을 위한 탁월한 선택입니다.

Supor® TFF suspended 스크린 채널 멤브레인 카세트는 박테리아, 포유동물 또는 곤충 세포를 수확하는 배치 용도로 사용할 수 있습니다. 또한 세포 용해물 정화에도 사용할 수 있습니다.

*Microza는 Asahi Chemical Company의 상표입니다.