Vaktsinani quyi oqimda tozalashda tangensial oqim filtratsiyasini (TFF) qo'llash

Cho'kma va santrifüj kabi an'anaviy filtrlash usullari fermentatsiya bulonidagi aralashmalarning bir qismini olib tashlashga qodir. Biroq, bu usullar ko'pincha cheklangan ishlov berish samaradorligi, yuqori ifloslanish xavfi va miqyoslashning kamayishi bilan bog'liq. Yuqori ajratish samaradorligi va past membranani ifloslanish xususiyatlari bilan tangensial oqim filtrlash (TFF) biofarmatsevtika sanoatida tobora muhim texnologiyaga aylandi.

O'lik filtrlashdan farqli-, TFF texnologik suyuqlikning membrana yuzasiga parallel oqishiga imkon beradi, bu esa barqaror filtratsiya oqimini saqlab, membrana teshiklarining bloklanishini samarali ravishda kamaytiradi. Vaktsina ishlab chiqarishda TFF hujayra qoldiqlarini, erimaydigan aralashmalarni va qoldiq fermentatsiya materiallarini kulturali bulondan samarali ravishda olib tashlaydi va shu bilan mahsulot tozaligi va jarayon hosildorligini sezilarli darajada yaxshilaydi.

Ushbu tadqiqot turli membrana materiallari va teshik o'lchamlarining filtrlash samaradorligiga, membrananing ifloslanishiga va yakuniy mahsulot tozaligiga ta'siriga alohida e'tibor qaratib, vaktsinani quyi oqimda tozalash paytida tangensial oqim filtratsiyasini qo'llashni o'rganadi. Eksperimental natijalar shuni ko'rsatadiki, TFF filtrlash samaradorligini oshirish, membrananing ifloslanishini kamaytirish va mahsulot sifatini yaxshilash orqali vaktsinalarni tozalashda muhim afzalliklarni taqdim etadi. Bundan tashqari, membrana teshiklari hajmini optimallashtirish va tozalash strategiyasi uzoq muddatli operatsion samaradorlikka erishish uchun muhim-dir.

Eksperimental dizayn

Filtrlash tajribalari gözenek o'lchamlari 0,1 mkm, 0,2 mkm va 0,5 mkm bo'lgan Polisulfon (PSF) va Polietersulfon (PES) membranalari yordamida o'tkazildi. Standart Escherichia coli fermentatsiya bulyoni namunaviy ozuqa eritmasi sifatida tanlangan.

Ishlash shartlari quyidagicha saqlangan:

Ozuqa oqimi tezligi: 500 ml/min

Transmembran bosimi (TMP): 0,2 MPa

Filtrlash vaqti: 3 soat

Filtrlash vaqtida o'tkazuvchanlik tezligi, oqim tezligi va membrananing ifloslanishi muntazam ravishda kuzatilgan. Membrananing ishlashi rejalashtirilgan tozalash protseduralari orqali tiklandi.

O'tkazuvchanlik samaradorligini aniqlash uchun har 30 daqiqada permeat namunalari yig'ildi, membrana ifloslanishi esa membranani tozalashdan oldin va keyin o'tkazuvchanlik ko'rsatkichlarini solishtirish orqali baholandi. O'tkazuvchanlikning sezilarli darajada pasayishi membrananing qattiq ifloslanishini ko'rsatdi.

Har 2 soatda membrana xlorid kislota eritmasi yordamida tozalanadi, so'ngra deionlangan suv bilan yuviladi. Tozalashdan keyin membrana o'tkazuvchanligini tiklash tozalash samaradorligining asosiy ko'rsatkichi bo'lib xizmat qildi.

Tajriba natijalari

Membran materiali va gözenek hajmining ta'siri

Eksperimental natijalar shuni ko'rsatdiki, membrana gözenek hajmini 0,1 mkm dan 0,5 mkm gacha oshirish o'tkazuvchanlikni sezilarli darajada yaxshilagan.

PSF membranasi uchun filtratsiya oqimi tezligining oshishi bilan birga o'tkazuvchanlik darajasi 90,5% dan 95,0% gacha oshdi. Shu bilan birga, membrananing ifloslanishi ham aniqroq bo'lib, 0,1 mkm da 3,2% dan 0,5 mkm da 7,8% gacha ko'tarildi.

Xuddi shunday tendentsiya PES membranasida ham kuzatildi, membrananing ifloslanishi gözenek hajmi 0,5 mkm bo'lganida 8,5% ga etadi.

Ushbu topilmalar shuni ko'rsatadiki, kattaroq membrana teshiklari o'tkazuvchanlik oqimini va umumiy filtrlash samaradorligini oshirsa ham, ular membrananing ifloslanishini tezlashtiradi. Shu sababli, amaliy TFF operatsiyalari filtrlash samaradorligi va ifloslanish nazorati o'rtasida tegishli muvozanatni talab qiladi.

 

Membrana gözenek hajmining filtrlash samaradorligiga ta'siri

Eksperimental natijalar shuni ko'rsatdiki, membrana teshiklarining o'lchami o'tkazuvchanlik samaradorligiga ham, membrananing ifloslanishiga ham sezilarli ta'sir ko'rsatadi.

Kichikroq teshik o'lchamiga ega bo'lgan membranalar (0.1 μm) nisbatan past ifloslanish darajasini saqlab qoldi, ularning o'tkazuvchanlik ko'rsatkichlari nisbatan cheklangan edi. Bundan farqli o'laroq, kattaroq gözenek hajmiga ega membranalar (0.5 μm) sezilarli darajada yuqori o'tkazuvchanlik tezligiga erishdi, lekin membrananing sezilarli darajada ifloslanishini ko'rsatdi.

Kabi gözenek hajmi dan oshdi0,1 mkm dan 0,5 mkm gacha, o'tkazuvchanlik darajasiPSF membranasidan oshdi90,5% dan 95,0% gacha, bu esaPES membranasidan ko'tarildi87,3% dan 94,1% gacha.

Shu bilan birga, membrananing ifloslanishi bir vaqtning o'zida ortdi. PSF membranasi uchun ifloslanish nisbati dan oshdi3,2% dan 7,8% gacha, PES membranasi esa dan o'sishni ko'rsatdi5,0% dan 8,5% gacha.

Membran materiali	Teshik o'lchamlari/mkm	Filtrlash o'tkazuvchanligi/%	O'tkazuvchanlik oqimi/(L/min)	Membrananing ifloslanishi/%
PSF	0.1	90.5	5.1	3.2
	0.2	93.2	5.6	5.4
	0.5	95	6.2	7.8
PES	0.1	87.3	4.8	5
	0.2	91.4	5.2	6.2
	0.5	94.1	6	8.5

Ushbu topilmalar shuni ko'rsatadiki, membrana gözenek hajmini kengaytirish filtrlash o'tkazuvchanligini va o'tkazuvchanlik oqimini samarali ravishda oshiradi, lekin membranani ifloslanishini tezlashtiradi. Shuning uchun, mos membrana gözenek hajmini tanlash filtrlash samaradorligini uzoq muddatli membrana ishlashi va tozalash talablari bilan- muvozanatlashni talab qiladi.

 

 

Membranani tozalash samaradorligi

Membranani tozalash protsedurasidan so'ng ikkala membrana materialining ishlashi sezilarli darajada tiklandi.

Teshik o'lchamlari/mkm	PSF filtrlash o'tkazuvchanligi/%	PSF membranasining ifloslanishi/%	PES filtrlash o'tkazuvchanligi/%	PES membranasi ifloslanishi/%
0.1	90.5	3.2	87.3	5
0.2	93.2	5.4	91.4	6.2
0.5	95	7.8	94.1	8.5

uchunPSF membranasidan tiklangan o'tkazuvchanlik darajasi88.2%tozalashdan oldin92.5%tozalashdan so'ng, membrananing ifloslanish darajasi dan kamaydi8.0%uchun3.2%.

Xuddi shunday,PES membranasidan o'tkazuvchanligi oshishini ko'rsatdi84.1%uchun87.3%dan kamayadi membrana ifloslanishi bilan9.5%uchun5.0%.

Teshik o'lchamlari/mkm	Tozalashdan oldin o'tkazuvchanlik /%	Tozalashdan keyin o'tkazuvchanlik /%	Tozalashdan oldin Membranning ifloslanishi /%	Membranni tozalashdan keyin ifloslanish /%
PSF	88.2	92.5	8	3.2
PES	84.1	87.3	9.5	5

Ushbu natijalar shuni ko'rsatadiki, membranani davriy tozalash membrananing o'tkazuvchanligini samarali tiklashi va ifloslanishni sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Tozalashdan so'ng, membranani filtrlash ko'rsatkichlari deyarli dastlabki ish darajasiga qaytdi.

Tadqiqot shuningdek, ishlab chiqaruvchilarga membranani almashtirish chastotasini kamaytirish, operatsion xarajatlarni kamaytirish va umumiy jarayon iqtisodiyotini yaxshilash imkonini beruvchi TFF membranalarining mukammal qayta ishlatilishini tasdiqlaydi.

 

 

Munozara

Tangensial Oqim Filtrlash ozuqa eritmasining membrana yuzasiga parallel harakatlanishiga imkon berib, yuqori-kesuvchi oqim maydoni hosil qiladi. Ushbu o'zaro oqim mexanizmi zarrachalar cho'kishi va membrana teshiklarining bloklanishini samarali ravishda kamaytiradi, an'anaviy filtrlashda tez-tez kuzatiladigan oqimning tez pasayishini bartaraf etadi.

Natijada, TFF membrananing xizmat qilish muddatini uzaytirish bilan birga, uzoq ish vaqtlarida barqaror filtrlash ko'rsatkichlarini saqlab qoladi. Bu texnologiya, ayniqsa, yuqori{1}}hujayra{2}}zichlikdagi suspenziyalar va biologik fermentatsiya bulonlarini qayta ishlash uchun foydalidir.

Membran materialini tanlash tizimning umumiy ishlashida hal qiluvchi rol o'ynaydi.

Odatda ishlatiladigan membrana materiallari quyidagilardan iborat:

• Polisulfon (PSF)- mukammal mexanik kuch va kimyoviy barqarorlikni ta'minlaydi, bu murakkab fermentatsiya jarayonlari uchun juda mos keladi.
• Polietersulfon (PES)- yuqori o'tkazuvchanlikni ta'minlaydi, lekin membrana ifloslanishiga nisbatan ko'proq sezgir.
• Politetrafloroetilen (PTFE)- qiyin ishlov berish muhitlari uchun ajoyib kimyoviy va korroziyaga chidamliligini namoyish etadi.

Odatda membrana gözenek o'lchamlari oralig'ida0,1 mkm dan 0,5 mkm gacha. Transmembran bosimi (TMP) va o'zaro oqim tezligini optimallashtirish orqali TFF tizimlari bir vaqtning o'zida yuqori filtrlash samaradorligini saqlab, maqsadli mahsulotni qayta tiklashni maksimal darajada oshirishi mumkin.

Tajriba natijalari shuni ko'rsatdiki, muntazam ravishda qayta yuvish kimyoviy tozalash bilan birgalikda ko'proq tiklanadi90%original membrana oqimining, samarali ajratish, past ifloslanish va membranani qayta ishlatish nuqtai nazaridan TFFning muhim afzalliklarini ta'kidlaydi. Bu xususiyatlar TFFni vaksinali fermentatsiya bulonini tozalash uchun juda ishonchli texnologiyaga aylantiradi.

 

Xulosa

Tajriba natijalari shuni ko'rsatadiki, membrana g'ovaklarining o'lchami tangensial oqim filtrlash paytida membrananing o'tkazuvchanligi va ifloslanishiga bevosita ta'sir qiladi.

Kichikroq gözenek o'lchamiga ega bo'lgan membranalar (0,1 mkm) membrananing ifloslanishini samarali ravishda kamaytiradi va ularning o'tkazuvchanlik darajasi nisbatan pastroq bo'lsa-da, barqaror filtrlash ko'rsatkichlarini saqlab qoladi. Aksincha, kattaroq gözenek o'lchamli membranalar (0,5 mkm) o'tkazuvchanlik samaradorligini sezilarli darajada oshirdi, lekin filtrlash o'tkazuvchanligi va membrananing ishlash muddati o'rtasidagi savdoni-ko'rsatib, membrana ifloslanishini ham oshirdi.

Uzluksiz filtrlash jarayonida o'tkazuvchanlik darajasi asta-sekin 90,5% dan 88,7% gacha kamaydi. Membranani tozalashdan so'ng, o'tkazuvchanlik 92,4% gacha tiklandi, bu qayta yuvish va kimyoviy tozalashning kombinatsiyasi to'plangan ifloslantiruvchi moddalarni samarali ravishda yo'q qilishini, membrananing ishlashini tiklaydi va membrananing xizmat qilish muddatini uzaytiradi.

Keyingi tahlillar shuni ko'rsatadiki, membranani tozalash oraliqlari va ish bosimini optimallashtirish mahsulot sifatini saqlab, filtrlash oqimini sezilarli darajada yaxshilashi mumkin. Tegishli ish sharoitlari nafaqat ajratish samaradorligini oshiradi, balki energiya sarfini va membranani ifloslanishini kamaytiradi.

Umuman olganda, bioprotsess dasturlarida tangensial oqim filtratsiyasining ishlashi membrana xususiyatlari va tozalash strategiyalari bilan birgalikda ta'sir qiladi. Ushbu ikki omilni muvofiqlashtirilgan optimallashtirish tizim ishonchliligini oshirish, jarayon samaradorligini oshirish va ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirish uchun juda muhimdir.

Ushbu topilmalar TFFni vaktsina ishlab chiqarish va boshqa biofarmatsevtik ishlab chiqarish jarayonlari uchun samarali va kengaytiriladigan quyi oqim tozalash texnologiyasi sifatida qo'llashni qo'llab-quvvatlaydi.