Kuidas valida sobivat tangentsiaalse voolu filtreerimissüsteemi
TFF on tangentsiaalne voolufiltreerimine, mis on rõhuga juhitav membraanieraldusprotsess vastavalt molekuli suurusele. TFF-i puhul ei suruta proovisegu membraani läbimiseks läbi ühe tee, nagu alalisvoolu filtreerimine. Selle asemel ringleb vedelik tangentsiaalselt läbi membraani pinna mitu korda. See rakendatud rõhust põhjustatud "pühkimine" vähendab esialgsete proovide kogunemist membraani pinnale. Sihtmolekulid, mille molekulmass oli suurem kui see, mille membraan kinni püüdis, jäeti alles, kuid väikesed molekulid ja puhver läbisid membraani. Tangentsiaalne voolufiltreerimine on tõhus meetod 10 ml kuni tuhandete liitrite proovilahuse kontsentreerimiseks ja soola eemaldamiseks. Seda saab kasutada suurte biomolekulide eraldamiseks väikestest biomolekulidest, rakususpensioonide hõivamiseks ning fermentatsioonipuljongi ja rakulüsaatide selgitamiseks. TFF-i saab rakendada paljudes rakendustes, sealhulgas valgukeemias, molekulaarbioloogias, immunoloogias, biokeemias ja mikrobioloogias. See artikkel keskendub tangentsiaalse voolu filtreerimise tehnoloogia põhimõttele, peamistele parameetritele ja rakendusele.
Tavaline filtreerimine tähendab, et rõhu toimel läbib vedelik otse filtrimembraani ja siseneb allavoolu, samas kui suured osakesed või molekulid püütakse kinni ülesvoolu või membraani sees ning väikesed osakesed või molekulid sisenevad membraani kaudu allavoolu. Selles töörežiimis on vedeliku voolu suund risti membraani pinnaga ja siseneb allavoolu, seega nimetatakse seda ka "tupikfiltreerimiseks". Tavalise filtreerimise rakendamine hõlmab selgitavat filtreerimist, steriliseerimisfiltreerimist ja viiruste eemaldamise filtreerimist, mis ei ole käesoleva artikli keskmes. Tangentsiaalne voolufiltreerimine tähendab, et vedeliku voolu suund on paralleelne membraani pinnaga. Surve mõjul läbib membraani ainult osa vedelikust ja siseneb allavoolu. Seda töörežiimi tuntakse ka kui "ristvoolu filtreerimist". Kuna tangentsiaalne vool "pesab" filtreerimisprotsessi ajal pidevalt membraanipakendi pinda, võib see töörežiim tõhusalt leevendada suurte osakeste ja molekulide kogunemist membraanile, mistõttu on sellel töörežiimil unikaalsed eelised paljudes rakendustes.
Tangentsiaalse voolu (tuntud ka kui "ristvoolu") filtreerimisel surub pump vedeliku läbi filtrimembraani pinna, et pesta kinni jäänud molekulid, et minimeerida katlakivi filtri membraani pinnal. Samal ajal tekitab tangentsiaalne vedelik ka filtrimembraaniga risti olevat rõhku, surudes lahustunud ained ja väikesed molekulid läbi filtrimembraani. Sel viisil saab filtreerimise lõpule viia. Tangentsiaalse voolu filtreerimise mehhanismi mõistmiseks aitab simulatsioonikatse liiva ja kivikeste eraldamiseks jaotussõelaga: sõelaauk sümboliseerib filtrimembraanil olevaid poore, liiv ja veerised aga eraldatavaid molekule. Alalisvoolu filtreerimisel on liivakivisegu sunnitud liikuma sõelaava poole ja sõela pinnale tekib veerisekiht, kuna mõned väiksemad liivaosakesed langevad läbi sõela augu, takistavad pealmise liiva liikumist ekraani poole ja läbimist. ekraani võrk. Alalisvoolu filtreerimisel võib rõhu suurendamine avaldada segule ainult survet, mis ei soodusta eraldumist; Seevastu tangentsiaalse voolu filtreerimise režiimis takistab piirava kihi teket segu retsirkulatsioon, mis sarnaneb vibratsiooniga, et eemaldada sõelavõrku blokeerivad kivikesed, nii et segu ülaosas olev liiv langeb ja läbib ekraani võrgusilma. Seetõttu on tangentsiaalse voolu filtreerimise kasutamisel biomolekulaarseks eraldamiseks suurem efektiivsus ja suurem kontsentratsioon või filtreerimiskiirus.
