导读
在进行参数优化之前,要明确以下意凯乳化机小编为你陈列的以下三点:
- 首先,要明确超滤目的,只有明确了超滤目的,才能选择合适的超滤系统及操作参数:比较重要的操作目的有最终产品的浓度、杂质去除的程度、缓冲液置换的水平和减少样品体积等。
- 其次,需明确并量化衡量超滤过程是否成功的标准:通常一个成功超滤过程的主要目标是高收率、高质量(或活性)、高纯度、控制内毒素和生物负荷的水平。
- 第三,超滤系统应该能够精确放大,能够直接验证,并且在连续的工业生产中,保持稳定、可靠的性能。最后,超滤器的成本应该与预算相符,并且必须能够满足对超滤时间、超滤量及缓冲液耐受的要求。
超滤系统
超滤系统最重要的部分就是膜的材质和膜堆的形式。在开发阶段,就为将来的生产考虑,选择最适合的超滤形式,会为将来选择正确的生产型超滤设备提供保证。针对不同的应用,可以远择不同材质的超滤膜,最常用的两种是再生纤维素和聚醚砜。不同材质的膜耐污性和化学兼容性不同,每种材质的膜都有多种分子量可供选择。
例如,某知名公司生产的Ultracel系列超滤膜的材质是改良纤维素,其中UltracelPL膜是标准改良纤维素材质,相对分子质量从1000至30万;UltracelPLC是改良纤维素复合膜,相对分子质量从5000到10()万。
UltracelPLC复合在微孔聚乙烯基质上,与PL膜相比其耐反压性能非常出色。所有改良纤维素膜都是亲水性的,并且表现出极低的蛋白质吸附和低结垢性能(图2.94)。在pH要求不太苛刻、蛋白质浓度比较低或高污染性原料时,通常建议选用纤维素超滤膜。
图2.94电子显微镜扫描不同超滤膜的剖面图
聚醚砜膜
传统的聚醚砜膜比较容易吸附蛋白质及类似的生物组分,从而造成膜的污染和流速的下降。Biomax膜是通过对聚醚砜进行亲水性改良,改善其耐污染性能。其相对分子质量范围是5000〜100万,聚醚砜膜的操作温度范围宽,在pH1~14范围内都具有极好的稳定性,但耐受溶剂的性能较差。
不同超滤膜对蛋白质的吸附量
表2.6列出了用蛋白质样品进行测试的不同超滤膜对蛋白质的吸附量结果,并且计算了在两个理想过程中,膜吸附造成的蛋白质收率的损失。其中“低蛋白质浓度的例子”是用l0m2的超滤器将浓度为0.lg/L的1000L蛋白质溶液浓缩到2g/L,“高蛋白质浓度的例子”是用20m2的超滤器把浓度为10g/L的1000L溶液浓缩到200g/L。
表2.6超滤膜对蛋白质的吸附量对照表
膜材质 | 蛋白康吸附量/(g/m2) | 祗蛋白质浓度的例子收率损失/% | 高蛋白质浓度的例子收率损失/% |
聚醚砜 | 0.5 | 5.0 | 0.10 |
Biomax9(聚醚砜) | 0.2 | 2.0 | 0.04 |
改良纤维素 | 0.1 | 1.0 | 0.02 |