Nguyên tắc và ứng dụng công nghệ lọc dòng chảy tiếp tuyến
Lọc dòng chảy tiếp tuyến là một phương pháp hiệu quả để tập trung và khử muối 10ml đến hàng ngàn lít dung dịch mẫu. Nó có thể được sử dụng để tách các phân tử sinh học lớn khỏi các phân tử sinh học nhỏ, thu giữ hệ thống treo tế bào và làm rõ nước dùng lên men và lysates tế bào. TFF có thể được áp dụng cho một loạt các ứng dụng, bao gồm hóa học protein, sinh học phân tử, miễn dịch học, hóa sinh và vi sinh học. Bài viết này sẽ tập trung vào nguyên tắc, thông số chính và ứng dụng công nghệ lọc dòng chảy tiếp tuyến.
Làm thế nào để chọn một hệ thống lọc dòng chảy tiếp tuyến thích hợp
TFF là lọc dòng chảy tiếp tuyến, là một quá trình tách màng điều khiển áp lực theo kích thước phân tử. Với TFF, hỗn hợp mẫu không bị ép qua một con đường duy nhất để đi qua màng như lọc DC. Thay vào đó, chất lỏng lưu thông tiếp tuyến qua bề mặt của màng thông qua nhiều lần. Hành vi "càn quét" này gây ra bởi áp lực áp dụng làm giảm sự tích tụ của các mẫu ban đầu trên bề mặt màng. Các phân tử mục tiêu có trọng lượng phân tử lớn hơn so với các phân tử bị chặn bởi màng được giữ lại, nhưng các phân tử nhỏ và bộ đệm đi qua màng. Lọc dòng chảy tiếp tuyến là một phương pháp hiệu quả để tập trung và khử muối 10ml đến hàng ngàn lít dung dịch mẫu. Nó có thể được sử dụng để tách các phân tử sinh học lớn khỏi các phân tử sinh học nhỏ, thu giữ hệ thống treo tế bào và làm rõ nước dùng lên men và lysates tế bào. TFF có thể được áp dụng cho một loạt các ứng dụng, bao gồm hóa học protein, sinh học phân tử, miễn dịch học, hóa sinh và vi sinh học. Bài viết này sẽ tập trung vào nguyên tắc, thông số chính và ứng dụng công nghệ lọc dòng chảy tiếp tuyến.
Lọc thông thường có nghĩa là dưới tác động của áp suất, chất lỏng trực tiếp đi qua màng lọc và đi vào hạ lưu, trong khi các hạt hoặc phân tử lớn bị chặn ngược dòng hoặc bên trong màng, và các hạt hoặc phân tử nhỏ đi vào hạ lưu qua màng. Trong chế độ hoạt động này, hướng dòng chảy của chất lỏng vuông góc với bề mặt màng và đi vào hạ lưu, vì vậy nó còn được gọi là "lọc ngõ cụt". Việc áp dụng lọc thông thường bao gồm lọc làm rõ, lọc khử trùng và lọc loại bỏ virus, không phải là trọng tâm của bài báo này. Lọc dòng chảy tiếp tuyến có nghĩa là hướng dòng chảy của chất lỏng song song với bề mặt màng. Dưới tác động của áp suất, chỉ có một phần của chất lỏng đi qua màng và đi vào hạ lưu. Chế độ hoạt động này còn được gọi là "lọc dòng chảy chéo". Bởi vì dòng tiếp tuyến liên tục "rửa" bề mặt của gói màng trong quá trình lọc, chế độ hoạt động này có thể làm giảm hiệu quả sự tích tụ của các hạt và phân tử lớn trên màng, làm cho chế độ hoạt động này có những lợi thế độc đáo trong nhiều ứng dụng.
Trong dòng chảy tiếp tuyến (còn được gọi là "dòng chảy chéo") lọc, máy bơm đẩy chất lỏng qua bề mặt của màng lọc để rửa trôi các phân tử bị mắc kẹt, để giảm thiểu quy mô trên bề mặt của màng lọc. Đồng thời, chất lỏng tiếp tuyến cũng sẽ tạo ra áp lực vuông góc với màng lọc, đẩy chất tan và các phân tử nhỏ qua màng lọc. Bằng cách này, việc lọc có thể được hoàn thành. Thử nghiệm mô phỏng tách cát và sỏi bằng màn hình phân khu rất hữu ích để hiểu cơ chế lọc dòng chảy tiếp tuyến: lỗ màn hình tượng trưng cho lỗ chân lông trên màng lọc, trong khi cát và sỏi tượng trưng cho các phân tử được tách ra. Trong lọc DC, hỗn hợp sỏi cát buộc phải di chuyển về phía lỗ màn hình và một lớp sỏi được hình thành trên bề mặt màn hình khi một số hạt cát nhỏ hơn rơi qua lỗ màn hình, Ngăn cát trên cùng di chuyển về phía màn hình và đi qua lưới màn hình (Hình 1). Trong lọc DC, tăng áp lực chỉ có thể gây áp lực lên hỗn hợp, điều này không có lợi cho việc thúc đẩy sự tách biệt; Ngược lại, trong chế độ lọc dòng chảy tiếp tuyến, sự hình thành của lớp giới hạn được ngăn chặn bằng cách tuần hoàn hỗn hợp, tương tự như rung động để loại bỏ các viên sỏi chặn lưới màn hình, để cát ở đầu hỗn hợp rơi xuống và đi qua lưới màn hình. Do đó, việc sử dụng lọc dòng chảy tiếp tuyến để tách phân tử sinh học có hiệu quả cao hơn và nồng độ hoặc tốc độ lọc nhanh hơn.
