접선 흐름 여과 최적화

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접선유동여과(TFF)는 액체 용액에서 분자 또는 입자를 크기별로 분리하는 유용한 방법이며 농축과 완충액 구성 변경 기능을 모두 가능하게 합니다.1 TFF는 거의 모든 바이오의약품 제조 다운스트림 공정에서 부드럽고 빠른 농축 및 농축을 제공하는 데 사용됩니다. 정용여과 - 성분을 제거하거나 분리하는 희석 공정. 이에 비해 겔 여과 크로마토그래피는 분자를 크기별로 분리하고 완충액 구성을 변경하는 기능을 제공하지만 이 기술은 표적 개체를 농축할 수 없습니다.

정상 흐름 여과(NFF)에서 고형물은 종종 멤브레인 위에 케이크 또는 두 번째 층을 형성합니다. 생체분자나 더 작은 입자를 처리할 때 멤브레인의 얇은 두 번째 층만으로도 오염이 발생하여 여과 과정이 줄어들거나 중단되는 경우가 많습니다.

Cytiva의 수석 제품 관리자인 Fredrik Lundström은 “압력과 흐름은 제어하고 모니터링하는 핵심 매개변수입니다. "세 가지 흐름(공급, 보유, 투과) 모두에서 압력을 모니터링하는 것이 좋습니다."

필터 멤브레인 영역은 최대한 효율적으로 활용되어야 하며, 멤브레인을 오염시키지 않는 높은 유속(투과 흐름/멤브레인 영역)에서 작동하도록 프로세스가 최적화되어야 합니다. Lundström은 “높은 ​​유속을 달성하기 위해 충분한 막횡단 압력(TMP)을 적용하는 균형이 있지만 막이 오염될 정도로 높지는 않습니다.”라고 말합니다.

필터 기공이 큰 정밀 여과 작업에서 오염을 방지하려면 투과 흐름(플럭스)을 제어하고 제한하는 것이 중요합니다. 기공이 작은 한외여과에서는 TMP가 너무 높지 않은 것이 중요합니다.

Lundström에 따르면 공정에 정용여과와 완충액 교환이 포함된 경우 정용여과 시작점(농축할 대상 제품의 양)을 최적화하여 완충액 사용과 여과 시간을 최소화하는 것이 중요합니다. TFF 재순환 용기에 지속적으로 공급되는 정용여과 완충액은 더욱 효율적이며 시간과 완충액을 절약합니다.

Lundström은 "완충제 중량과 제품 용기를 모니터링하여 농축 계수(제품이 농축된 횟수)와 정용여과 계수(제품이 노출된 정용여과 완충액 교환 횟수)를 결정하는 것이 중요합니다"라고 권장합니다.

TFF는 완충액 교환을 통한 수확, 정화 및 최종 농축을 위한 고전적인 생물공정 작업입니다. TFF는 바이러스 벡터나 mRNA 응용과 같은 새로운 양식에도 사용됩니다. 이러한 응용 분야에서 여과 기술은 기존 mAb 처리보다 공정 초기에 더 널리 사용됩니다.

TFF 장치에는 카세트와 중공 섬유라는 두 가지 일반적인 유형이 있습니다. 카세트는 더 높은 플럭스를 제공하므로 일반적으로 mAb 농도에 적용되며 중공 섬유는 표적 개체가 전단에 민감한 경우 유용합니다. Lundström은 “이것은 세포와 렌티바이러스와 같은 전단에 민감한 바이러스 처리에 대한 필요성이 증가함에 따라 중공 섬유를 더욱 흥미롭게 만들었습니다.”라고 말했습니다.

TFF 기술은 생산 또는 N-1 생물반응기에서 연속 배양(관류)으로 구현될 수도 있으며, 여기서 ATF(교류 접선 흐름 여과)에 비해 추가 제어를 제공할 수 있습니다.

TFF 필터 카세트를 직렬로 배치하면 여러 번이 아닌 TFF 멤브레인 위로 액체를 한 번 통과시켜 농축할 수 있습니다. Lundström은 "이 경우 단일 패스 TFF에는 배치 유형의 작업이 필요하지 않기 때문에 연속 처리 영역에 많은 관심을 불러일으켰습니다."라고 말합니다.

연동 펌프가 공극 크기가 200nm와 30nm인 두 개의 막을 통해 스트림을 공급하는 이중 순환 TFF 시스템2은 직접 여과 또는 단일 순환 TFF에 비해 30~200nm 크기 범위의 세포외 소포를 분리하는 데 더 나은 옵션으로 간주됩니다. 이중 사이클 TFF와 버퍼 교환을 결합하면 오염 물질 제거에 더욱 도움이 됩니다.

“우선 적용 유형과 농축 계수, 완충액 교환, 대상 물질, 액체 구성 등 단위 작업의 대상이 무엇인지 고려하십시오. 이를 통해 시작해야 할 TFF 장치 유형과 멤브레인의 기공 크기를 알 수 있습니다.”라고 Lundström은 말합니다. "그러면 다양한 필터를 선별할 수 있습니다."