د پروټین محلولونو د واسکاسیټي کنټرول د بایوفارماسیوټیکل تولید کې د الټرا فلټریشن غلظت پروسو د غوره کولو لپاره خورا مهم دی. د پروټین محلولونو کې لوړ واسکاسیټي - په ځانګړي توګه د لوړ پروټین غلظت کې - په مستقیم ډول د غشا فعالیت، د پروسې موثریت، او د الټرا فلټریشن پروټین غلظت غوښتنلیکونو کې اقتصاد اغیزه کوي. د محلول واسکاسیټي د پروټین مینځپانګې سره د بدن ضد کلسترینګ او الکتروسټاتیک تعاملاتو له امله لوړیږي، کوم چې د الټرا فلټریشن غشا په اوږدو کې د جریان او فشار کمیدو مقاومت زیاتوي. دا د ټیټ نفوذ فلکس او اوږد عملیاتي وختونو پایله لري، په ځانګړي توګه د ټرانسورس فلو فلټریشن (TFF) پروسو کې.
د ټرانس میمبرین فشار (TMP)، چې د الټرا فلټریشن تر شا محرک ځواک دی، په کلکه د واسکاسیټي سره تړاو لري. د نورمال ټرانس میمبرین فشار حد څخه بهر فعالیت کول د غشا فاولینګ ګړندی کوي او د غلظت قطبي کیدو ته وده ورکوي - د غشا ته نږدې د پروټینونو جوړول چې په دوامداره توګه سیمه ایز واسکاسیټي زیاتوي. غلظت قطبي کیدل او د غشا فاولینګ دواړه د الټرا فلټریشن غشا فعالیت کموي او کولی شي د غشا عمر لنډ کړي که چیرې چک نه شي. تجربوي کار ښیې چې د الټرا فلټریشن کې د غشا فاولینګ او غلظت قطبي کیدل په لوړ TMP ارزښتونو او د ډیر واسکاسی فیډونو سره ډیر څرګند دي، چې د ریښتیني وخت TMP کنټرول د تروپټ اعظمي کولو او د پاکولو فریکونسي کمولو لپاره اړین کوي.
د الټرافلټریشن غلظت اصلاح کول مدغم ستراتیژیو ته اړتیا لري:
- د پروټین محلول د واسکاسیټي اندازه کول: د منظم واسکاسیټي ارزونه — په کارولو سرهپه لیکه کې ویسکومیټرونه— د فلټریشن نرخونو وړاندوینې کې مرسته وکړئ او د پروسې خنډونو اټکل وکړئ، د ګړندي پروسې تعدیلاتو ملاتړ وکړئ.
- د خوړو کنډیشن کول: د pH، ایونیک ځواک، او تودوخې تنظیم کول کولی شي واسکاسیټي کمه کړي او د فاضله موادو کمول کم کړي. د مثال په توګه، د سوډیم آیونونو اضافه کول د پروټینونو ترمنځ د هایډریشن مخنیوی زیاتوي، د راټولیدو او فاضله موادو کمولو کې مرسته کوي، پداسې حال کې چې د کلسیم آیونونه د پروټین پل جوړولو او فاضله موادو ته وده ورکوي.
- د اضافي موادو کارول: په لوړ غلظت لرونکي پروټین محلولونو کې د واسکاسیټي کمولو اضافي موادو شاملول د غشا نفوذ وړتیا ښه کوي او د الټرا فلټریشن په جریان کې د ټرانس میمبرین فشار کموي، چې ټولیز موثریت زیاتوي.
- د جریان پرمختللي رژیمونه: د کراس فلو سرعت زیاتول، د کراس فلو بدیل کارول، یا د هوا جیټ انجیکشن کارول د فاولینګ طبقو ګډوډوي. دا تخنیکونه د نفوذ جریان ساتلو کې مرسته کوي او د زیرمو جوړښت کمولو سره د غشا د ځای په ځای کولو فریکونسي کموي.
- د غشا انتخاب او پاکول: د کیمیاوي پلوه مقاومت لرونکي غشاګانو غوره کول (د بیلګې په توګه، SiC یا ترموسالینټ هایبرډونه) او د مناسبو پروتوکولونو سره د غشا پاکولو فریکونسۍ غوره کول (د بیلګې په توګه، د سوډیم هایپوکلورایټ پاکول) د غشا د عمر اوږدولو او عملیاتي لګښتونو کمولو لپاره خورا مهم دي.
په ټولیز ډول، د واسکاسیټي اغیزمن کنټرول او د TMP مدیریت د الټرا فلټریشن غلظت مرحلې د بریالي فعالیت بنسټ دی، چې په مستقیم ډول د محصول حاصل، د غشا پاکولو فریکونسۍ، او د قیمتي غشا شتمنیو اوږد عمر اغیزه کوي.
په الټرافلټریشن کې د پروټین محلول ویسکوسیټي پوهیدل
۱.۱. د پروټین محلولونو ویسکوسیټي څه ده؟
ویسکوسیټي د مایع د جریان په وړاندې مقاومت تشریح کوي؛ د پروټین محلولونو کې، دا په ګوته کوي چې څومره مالیکولي رګونه د حرکت مخه نیسي. د ویسکوسیټي لپاره د SI واحد پاسکل-دوهم (Pa·s) دی، مګر سینټیپویس (cP) معمولا د بیولوژیکي مایعاتو لپاره کارول کیږي. ویسکوسیټي مستقیم تاثیر کوي چې د پروټین محلولونه د تولید پرمهال څومره په اسانۍ سره پمپ یا فلټر کیدی شي او د درملو رسولو اغیزه کوي، په ځانګړي توګه د لوړ غلظت بایوتراپیوټکس لپاره.
د پروټین غلظت هغه غالب فکتور دی چې د واسکاسیټي اغیزه کوي. لکه څنګه چې د پروټین کچه لوړیږي، د مالیکولونو ترمنځ تعاملات او ګڼه ګوڼه زیاتیږي، چې د واسکاسیټي د لوړیدو لامل کیږي، ډیری وختونه غیر خطي. د یوې ټاکلې کچې څخه پورته، د پروټین-پروټین تعاملات د محلول دننه خپریدل نور هم فشاروي. د مثال په توګه، په درمل جوړولو کې کارول شوي متمرکز مونوکلونل انټي باډي محلولونه ډیری وختونه د واسکاسیټي کچې ته رسیږي چې د پوستکي لاندې انجیکشن ننګوي یا د پروسس نرخونه محدودوي.
هغه ماډلونه چې په متمرکز پروټین محلولونو کې د واسکاسیټي وړاندوینه کوي اوس د مالیکولي جیومیټري او د راټولولو تمایلات شاملوي. د پروټین مورفولوژي - که دا اوږد شوی وي، ګردي وي، یا د راټولولو لپاره لیواله وي - په لوړ غلظت کې د واسکاسیټي په پام وړ اغیزه کوي. د مایکرو فلوایډیک ارزونې کې وروستي پرمختګونه د لږترلږه نمونې حجمونو څخه دقیق واسکاسیټي اندازه کولو ته اجازه ورکوي، د نوي پروټین فورمولونو ګړندي سکرینینګ اسانه کوي.
۱.۲. د الټرافلټریشن په جریان کې د ویسکوسیټي بدلون څنګه راځي
د الټرافلټریشن په جریان کې، د غلظت قطبي کول په چټکۍ سره د غشا محلول په انٹرفیس کې پروټینونه راټولوي. دا د غلظت ځایي ګړندي تدریجي بدلونونه رامینځته کوي او د غشا ته نږدې د غلظت کچه لوړوي. پدې سیمه کې لوړ شوی غلظت د ډله ایز لیږد مخه نیسي او د نفوذ جریان کموي.
د غلظت قطبي کول د غشا د ککړتیا څخه توپیر لري. قطبي کول متحرک او بیرته راګرځیدونکی دی، د فلټریشن پرمختګ سره په څو دقیقو کې پیښیږي. په پرتله کولو سره، ککړتیا د وخت په تیریدو سره وده کوي او ډیری وختونه د غشا په سطحه کې نه بدلیدونکي زیرمه کول یا کیمیاوي بدلون پکې شامل وي. دقیق تشخیص د غلظت قطبي کولو طبقې ریښتیني وخت تعقیب ته اجازه ورکوي، چې د کراس جریان سرعت او ټرانس میمبرین فشار ته د هغې حساسیت څرګندوي. د مثال په توګه، د سرعت زیاتول یا د ټرانس میمبرین فشار (TMP) کمول د ویسکوس باونډري طبقې ګډوډولو کې مرسته کوي، فلکس بیرته راولي.
عملیاتي پیرامیټرې په مستقیم ډول د ویسکوسیټي چلند اغیزه کوي:
- د ټرانس میمبرین فشار (TMP): لوړ TMP قطبي کېدل زیاتوي، سیمه ایز واسکاسیټي زیاتوي او جریان کموي.
- د متقابل جریان سرعت: د سرعت زیاتوالی د غشا ته نږدې د غلظت کمولو، د راټولیدو محدودولو لامل کیږي.
- د غشا پاکولو فریکونسي: په مکرر ډول پاکول د اوږدې مودې راټولیدل کموي او د واسکوسیټي له امله د فعالیت ضایع کموي.
د الټرافلټریشن غلظت مرحلې باید دا پیرامیټرې غوره کړي ترڅو د واسکوسیټي منفي اغیزې کمې کړي او د تولید دوام ومومي.
۱.۳. د پروټین محلول ځانګړتیاوې چې د ویسکوسیټي اغیزه کوي
مالیکولي وزناوجوړښتپه عمده توګه د غلظت ټاکل. لوی، ډیر پیچلي پروټینونه یا مجموعې د خنډ شوي حرکت او ډیر مهم بین مالیکولي ځواکونو له امله لوړ غلظت تولیدوي. د پروټینونو شکل نور هم جریان تنظیموي - اوږد شوي یا د راټولیدو خطر لرونکي زنځیرونه د کمپیکټ ګلوبولر پروټینونو په پرتله ډیر مقاومت رامینځته کوي.
pHد پروټین چارج او محلولیت په جدي توګه اغیزمن کوي. د پروټین د ایزو الیکټریک نقطې ته نږدې د محلول pH تنظیم کول خالص چارج کموي، د پروټین-پروټین تکرار کموي، او په لنډمهاله توګه د واسکاسیټي کموي، چې فلټریشن اسانه کوي. د مثال په توګه، د BSA یا IgG د ایزو الیکټریک نقطې ته نږدې د الټرا فلټریشن عملیات کولی شي د پام وړ د نفوذ جریان او جلا کولو انتخاب ته وده ورکړي.
د ایونیک ځواکد پروټینونو شاوخوا د بریښنایی دوه ګونی طبقې په بدلولو سره د واسکاسیټي اغیزه کوي. د ایونیک ځواک زیاتوالی د الکتروسټاتیک تعاملات سکرین کوي، د غشا له لارې د پروټین لیږد ته وده ورکوي مګر د راټولیدو او ورته واسکاسیټي سپیکونو خطر هم لوړوي. د لیږد موثریت او انتخاب ترمنځ سوداګري ډیری وختونه د مالګې غلظت او بفر جوړښت ښه کولو پورې اړه لري.
کوچني مالیکولي اضافه کونکي - لکه آرګینین هایدروکلورایډ یا ګوانایډین - د واسکاسیټي کمولو لپاره کارول کیدی شي. دا اجنټان د هایدروفوبیک یا الکتروسټاتیک جاذبې ګډوډوي، راټولول کموي، او د محلول جریان ملکیتونه ښه کوي. تودوخه د اضافي کنټرول متغیر په توګه کار کوي؛ ټیټ تودوخه واسکاسیټي زیاتوي، پداسې حال کې چې اضافي تودوخه ډیری وختونه دا کموي.
د پروټین محلول د واسکاسیټي اندازه کول باید په پام کې ونیول شي:
- د مالیکولي وزن ویش
- د محلول ترکیب (مالګې، اضافي مواد، اضافه کونکي)
- د pH او بفر سیسټم انتخاب
- د ایونیک ځواک تنظیم کول
دا فکتورونه د الټرافلټریشن جھلی فعالیت غوره کولو او د غلظت مرحلو او TFF پروسو کې د ثبات ډاډمن کولو لپاره خورا مهم دي.
د پروټین غلظت د الټرافلټریشن اساسات
د الټرافلټریشن غلظت مرحلې اصول
د پروټین د الټرافلټریشن غلظت د نیمه نفوذ وړ غشا په اوږدو کې د ټرانس میمبرین فشار (TMP) پلي کولو سره کار کوي، محلول او کوچني محلولونه د پروټینونو او لویو مالیکولونو ساتلو په وخت کې له لارې تیریږي. دا پروسه د مالیکولي اندازې پراساس انتخابي نفوذ څخه ګټه پورته کوي، د غشا د مالیکولي وزن کټ آف (MWCO) سره د هغو مالیکولونو اعظمي اندازه تعریفوي چې تیریږي. هغه پروټینونه چې د MWCO څخه ډیر وي د بیرته راګرځیدو اړخ کې راټولیږي، د دوی غلظت زیاتوي ځکه چې د نفوذ لرې کیږي.
د الټرافلټریشن غلظت مرحله د پروټین محلول د حجم کمولو او بډای کولو هدف لري. لکه څنګه چې فلټریشن پرمختګ کوي، د پروټین محلول واسکاسیټي معمولا لوړیږي، د فلکس او TMP اړتیاو باندې اغیزه کوي. ساتل شوي پروټینونه ممکن د یو بل سره او د غشا سره تعامل وکړي، چې د ریښتینې نړۍ پروسه د ساده اندازې جلا کولو په پرتله خورا پیچلې کوي. الیکټروسټیټیک تعاملات، د پروټین راټولول، او د محلول ځانګړتیاوې لکه pH او ایونیک ځواک د ساتلو او جلا کولو پایلو باندې اغیزه کوي. په ځینو مواردو کې، د اډیوکټیو ټرانسپورټ د خپریدو په پرتله غالب کیږي، په ځانګړې توګه په غشا کې چې لوی سوري لري، یوازې د MWCO انتخاب پراساس تمې پیچلې کوي [د څیړنې لنډیز وګورئ].
د ټرانسورس فلو فلټریشن (TFF) تشریح شوی
د ټرانسورس فلو فلټریشن، چې د ټانجینشل فلو فلټریشن (TFF) په نوم هم یادیږي، د پروټین محلول د غشا سطحې ته په تنجینشل ډول لیږدوي. دا طریقه د بند پای فلټریشن سره توپیر لري، چیرې چې جریان د غشا سره عمودي وي، ذرات په مستقیم ډول فلټر ته او دننه فشاروي.
مهم توپیرونه او اغیزې:
- د ککړتیا کنټرول:TFF د پروټینو او ذراتو طبقو د راټولیدو کچه کموي، چې د کیک جوړونې په نوم پیژندل کیږي، د غشا څخه په دوامداره توګه احتمالي فاولنټونه پاکوي. دا د ډیر باثباته نفوذ جریان او اسانه ساتنې پایله لري.
- د پروټین ساتنه:TFF د غلظت قطبي کولو غوره مدیریت ملاتړ کوي - د غشا ته نږدې د ساتل شوي مالیکولونو یوه طبقه - کوم چې که کنټرول نه شي، کولی شي د جلا کولو انتخاب کم کړي او فاولینګ ته وده ورکړي. په TFF کې متحرک جریان دا اغیز کموي، د لوړ پروټین ساتلو او جلا کولو موثریت ساتلو کې مرسته کوي.
- د فلکس ثبات:TFF په دوامداره جریان کې د اوږدې مودې عملیاتي مودې ته اجازه ورکوي، د لوړ پروټین یا ذراتو بډایه فیډونو سره پروسو کې موثریت لوړوي. برعکس، د بند پای فلټریشن په چټکۍ سره د فاول کولو، د تولید کمولو او د پاکولو مکرر مداخلو ته اړتیا له امله خنډ کیږي.
د TFF پرمختللي ډولونه، لکه د بدلیدونکي تنګی جریان (ATF)، د تنګی سرعت بیرته راګرځولو یا بدلولو سره د فاولینګ او کیک جوړښت نور هم ګډوډوي، د فلټر عمر اوږدوي او د پروټین تروپټ ښه کوي [د څیړنې لنډیز وګورئ]. په کلاسیک او پرمختللي TFF دواړو ترتیباتو کې، عملیاتي ترتیبات - لکه TMP، د کراس فلو سرعت، او د پاکولو فریکونسي - باید د ځانګړي پروټین سیسټم، غشا ډول، او هدف غلظت سره سم تنظیم شي ترڅو فعالیت غوره کړي او فاولینګ کم کړي.
په الټرافلټریشن کې د ټرانس میمبرین فشار (TMP)
۳.۱. د ټرانس میمبرین فشار څه شی دی؟
د ټرانس میمبرین فشار (TMP) د فلټریشن غشا په اوږدو کې د فشار توپیر دی، چې محلول د فیډ اړخ څخه د پارمیټ اړخ ته حرکت کوي. TMP د الټرا فلټریشن کې د جلا کولو پروسې تر شا اصلي ځواک دی، چې محلول ته اجازه ورکوي چې د غشا له لارې تیر شي پداسې حال کې چې پروټینونه او نور میکرو مالیکولونه ساتي.
د TMP فورمول:
- ساده توپیر: TMP = P_feed − P_permeate
- د انجینرۍ طریقه: TMP = [(P_feed + P_retentate)/2] − P_permeate
دلته، P_feed د داخلي فشار دی، P_retentate د retentate اړخ کې د وتلو فشار دی، او P_permeate د permeate اړخ فشار دی. د retentate (یا متمرکز) فشار شاملول د غشا سطحې په اوږدو کې ډیر دقیق ارزښت چمتو کوي، د فشار تدریجي حساب کوي چې د جریان مقاومت او فاولینګ له امله رامینځته کیږي. - د تغذیې فشار او د جریان کچه
- د بیرته راګرځیدو فشار (کله چې تطبیق شي)
- د نفوذ فشار (ډیری وختونه اتموسفیر)
- د غشا مقاومت
TMP د غشا ډول، د سیسټم ډیزاین، او د پروسې شرایطو سره سم توپیر لري.
د متغیراتو کنټرول:
۳.۲. TMP او د الټرافلټریشن پروسه
TMP د پروټین په الټرافلټریشن غلظت کې مرکزي رول لوبوي، د غشا له لارې د پروټین محلولونه چلوي. فشار باید دومره لوړ وي چې د غشا او هر ډول راټول شوي موادو څخه مقاومت باندې بریالي شي مګر دومره لوړ نه وي چې د فاولینګ ګړندی کړي.
د محلول د ویسکوسیټي او پروټین غلظت اغیزه
- د پروټین محلولونو ویسکوسیټي:لوړ واسکاسیټي د جریان مقاومت زیاتوي، چې د ورته نفوذي جریان ساتلو لپاره لوړ TMP ته اړتیا لري. د مثال په توګه، په تغذیه کې د ګلیسیرول اضافه کول یا د متمرکز پروټینونو سره کار کول واسکاسیټي لوړوي او پدې توګه عملیاتي TMP ته اړتیا ده.
- د پروټین غلظت:لکه څنګه چې د الټرافلټریشن غلظت مرحلې په جریان کې غلظت زیاتیږي، د محلول واسکاسیټي لوړیږي، TMP زیاتیږي، او د غشا د خرابیدو یا غلظت قطبي کیدو خطر زیاتیږي.
- د ډارسي قانون:TMP، د نفوذ وړ جریان (J)، او واسکاسیټي (μ) د TMP = J × μ × R_m (د غشا مقاومت) له لارې تړاو لري. د لوړ واسکاسیټي پروټین محلولونو لپاره، د مؤثره الټرا فلټریشن لپاره د TMP احتیاطي تنظیم کول خورا مهم دي.
مثالونه:
- د انټي باډي د غليظ محلولونو الټرا فلټریشن د TMP محتاط مدیریت ته اړتیا لري ترڅو د زیاتیدونکي واسکاسیټي سره مقابله وکړي.
- د PEGylation یا د پروټین نور بدلونونه د غشا سره تعامل بدلوي، د مطلوب جریان لپاره اړین TMP اغیزه کوي.
۳.۳. د TMP څارنه او اصلاح کول
د TMP ساتل په دننه کېد نورمال ټرانس میمبرین فشار حدد الټرافلټریشن د غشا د باثباته فعالیت او د محصول کیفیت لپاره خورا مهم دی. د وخت په تیریدو سره، لکه څنګه چې الټرافلټریشن پرمختګ کوي، غلظت قطبي کول او فاول کول کولی شي د TMP د لوړیدو لامل شي، ځینې وختونه په چټکۍ سره.
د څارنې طریقې:
- په ریښتیني وخت کې څارنه:TMP د داخلېدو، بیرته راګرځېدو، او نفوذ له لارې تعقیب کیږيد فشار لیږدونکي.
- رامان سپیکٹروسکوپي:د پروټین او اکسیپنټ غلظت غیر برید کونکي څارنې لپاره کارول کیږي، د الټرا فلټریشن او ډای فلټریشن په جریان کې د تطبیق وړ TMP کنټرول اسانه کوي.
- پرمختللی کنټرول:پراخ شوي کالمن فلټرونه (EKF) کولی شي د سینسر ډیټا پروسس کړي، په اتوماتيک ډول TMP تنظیموي ترڅو د ډیر فاول کولو مخه ونیسي.
- لومړنی TMP په نورمال حد کې تنظیم کړئ:د جریان کمولو لپاره ډیر ټیټ نه وي، او نه ډیر لوړ وي چې د چټک فاولینګ څخه مخنیوی وشي.
- د واسکاسیټي زیاتوالي سره سم TMP تنظیم کړئ:د الټرافلټریشن غلظت مرحلې په جریان کې، یوازې د اړتیا په صورت کې TMP په تدریجي ډول لوړ کړئ.
- د خوړو جریان او pH کنټرول کړئ:د خوړو د جریان زیاتول یا د TMP کمول د غلظت قطبي کیدو او فاول کولو کمولو لامل کیږي.
- د غشا پاکول او بدلول:لوړ TMPs د ډیر ځله پاکولو او د غشا د عمر کمولو سره تړاو لري.
د ستراتیژیو اصلاح کول:
مثالونه:
- د پروټین پروسس کولو لینونو کې د زنګ وهلو له امله د TMP زیاتوالی او د فلکس کمیدو لامل کیږي، چې د نورمال فعالیت بیرته راګرځولو لپاره د غشا پاکولو یا بدیل ته اړتیا لري.
- د انزایمیک مخکې درملنه (د مثال په توګه، د پیکټیناز اضافه کول) کولی شي TMP کم کړي او د لوړ ویسکوسیټي ریپسیډ پروټین الټرا فلټریشن په جریان کې د غشا عمر وغځوي.
۳.۴. په TFF سیسټمونو کې TMP
د تنجینشل (ټرانسورس) جریان فلټریشن (TFF) د فیډ محلول د غشا له لارې د چینل کولو له لارې کار کوي نه دا چې مستقیم له هغې څخه تیریږي، چې د TMP متحرکاتو باندې د پام وړ اغیزه کوي.
د TMP مقررات او توازن
- د TFF ټرانس میمبرین فشار (TFF TMP):د فیډ جریان کچه او د پمپ فشار دواړه کنټرولولو سره اداره کیږي ترڅو د ډیر TMP څخه مخنیوی وشي پداسې حال کې چې د نفوذ جریان اعظمي شي.
- د پیرامیټرو اصلاح کول:د خوړو د جریان زیاتول د پروټینونو سیمه ایز زیرمه کموي، TMP ثبات کوي، او د غشا فاولینګ کموي.
- محاسباتي ماډلینګ:د CFD ماډلونه د TFF TMP وړاندوینه کوي او د محصول اعظمي بیا رغونې، پاکوالي، او حاصلاتو لپاره یې غوره کوي - په ځانګړي توګه د mRNA یا د حجرو څخه بهر د ویسیکل جلا کولو په څیر پروسو لپاره خورا مهم دي.
مثالونه:
- په بایو پروسس کولو کې، غوره TFF TMP د تخریب پرته د 70٪ څخه ډیر mRNA بیا رغونه ترلاسه کوي، د الټرا سینټرفیوګیشن میتودونو څخه غوره فعالیت کوي.
- د تطبیق وړ TMP کنټرول، چې د ریاضيکي ماډلونو او سینسر فیډبیک لخوا خبر شوی، د غشا د بدلولو فریکونسۍ کموي او د غشا د عمر د کمولو له لارې لوړوي.
مهم ټکي:
- د TMP ټرانس میمبرین فشار باید په TFF کې په فعاله توګه اداره شي ترڅو د پروسې موثریت، جریان، او میمبرین روغتیا وساتي.
- د TMP سیستماتیک اصلاح عملیاتي لګښتونه کموي، د لوړ پاکوالي محصول بیا رغونه ملاتړ کوي، او د پروټین الټرا فلټریشن او اړوندو پروسو کې د غشا عمر اوږدوي.
د ککړتیا میکانیزمونه او د ویسکوسیټي سره د هغوی اړیکه
د پروټین الټرافلټریشن کې د ککړتیا اصلي لارې
د پروټین الټرا فلټریشن د څو مختلفو ککړتیا لارو لخوا اغیزمن کیږي:
د زنګ وهلو مواد:هغه وخت پیښیږي کله چې د زنګ وهلو محصولات - معمولا د اوسپنې اکسایډونه - د غشا په سطحو کې راټولیږي. دا جریان کموي او د معیاري کیمیاوي پاکولو اجنټانو سره لرې کول ستونزمن دي. د زنګ وهلو له امله د غشا فعالیت دوامداره ضایع کیدو لامل کیږي او د وخت په تیریدو سره د غشا د ځای په ځای کولو فریکونسي ډیروي. د دې اغیز په ځانګړي ډول د PVDF او PES غشاګانو سره شدید دی چې د اوبو درملنې او پروټین غوښتنلیکونو کې کارول کیږي.
عضوي ککړتیا:په عمده توګه د پروټینونو لکه د غواګانو سیرم البومین (BSA) لخوا هڅول کیږي، او ممکن د نورو عضوي موادو لکه پولیساکرایډونو (د مثال په توګه، سوډیم الجینیټ) په شتون کې شدت ومومي. میکانیزمونه د غشا په سوریو کې جذب کول، د سوریو پلګ کول، او د کیک طبقه جوړول شامل دي. Synergistic اغیزې هغه وخت رامینځته کیږي کله چې ډیری عضوي اجزا شتون ولري، د مخلوط فاولنټ سیسټمونو سره د واحد پروټین فیډونو په پرتله ډیر سخت فاولینګ تجربه کوي.
د غلظت قطبي کول:لکه څنګه چې الټرافلټریشن پرمختګ کوي، ساتل شوي پروټینونه د غشا سطحې ته نږدې راټولیږي، چې سیمه ایز غلظت او واسکاسیټي زیاتوي. دا د قطبي کولو طبقه رامینځته کوي چې د فاضله کولو تمایل زیاتوي او جریان کموي. دا پروسه د الټرافلټریشن غلظت مرحله پرمختګ سره ګړندۍ کیږي، چې مستقیم د ټرانس میمبرین فشار او جریان متحرکاتو لخوا اغیزمن کیږي.
کولایډل او مخلوط فاولنټ فاولنګ:د کولویډل مادې (د مثال په توګه، سیلیکا، غیر عضوي منرالونه) ممکن د پروټینونو سره تعامل وکړي، پیچلي مجموعې طبقې رامینځته کړي چې د غشا فاولینګ زیاتوي. د مثال په توګه، د کولویډل سیلیکا شتون د جریان کچه په څرګند ډول راټیټوي، په ځانګړي توګه کله چې د عضوي موادو سره یوځای شي یا د pH شرایطو لاندې وي.
د فاضله موادو په پراختیا باندې د محلول ویسکوسیټي اغیز
د پروټین محلولونو واسکاسیټي په کلکه د فاولینګ کایناتیک او د غشا ترکیب اغیزه کوي:
چټکه ککړتیا:د پروټین محلول لوړ واسکاسیټي د ساتل شویو محلولونو د بیرته لیږد په وړاندې مقاومت زیاتوي، چې د کیک طبقې چټک جوړښت اسانه کوي. دا د ټرانس میمبرین فشار (TMP) زیاتوي، د میمبرین تنګوالی ګړندی کوي او فاولینګ کوي.
د محلول د ترکیب اغیزې:د پروټین ډول د واسکاسیټي بدلون راولي؛ ګلوبولر پروټینونه (د مثال په توګه، BSA) او پراخ شوي پروټینونه د جریان او قطبي کولو په اړه په مختلف ډول چلند کوي. د پولی سیکرایډونو یا ګلیسیرول په څیر مرکباتو اضافه کول د پام وړ واسکاسیټي لوړوي، چې د فاول کولو هڅونه کوي. په لوړ غلظت کې اضافه کونکي او د پروټین راټولول هغه کچه نوره هم ګړندۍ کوي چې د غشا بندیږي، په مستقیم ډول د جریان او غشا عمر دواړه کموي.
عملیاتي پایلې:د ټرانسورس فلو فلټریشن پروسو کې د فلټریشن نرخونو ساتلو لپاره لوړ واسکاسیټي د TMP زیاتوالي ته اړتیا لري. د لوړ TMP سره اوږدمهاله تماس نه بدلیدونکي فاولینګ ته وده ورکوي، ډیری وختونه د غشا ډیر ځله پاکولو یا د غشا دمخه بدلولو ته اړتیا لري.
د خوړو د ځانګړتیاوو رول
د خوړو ځانګړتیاوې - په ځانګړې توګه د پروټین ځانګړتیاوې او د اوبو کیمیا - د ککړتیا شدت ټاکي:
د پروټین اندازه او ویش:لوی یا راټول شوي پروټینونه د سوریو د بندیدو او کیک جوړیدو لامل کیږي، چې د الټرافلټریشن پروټین غلظت په جریان کې د واسکاسیټي او ترکیب تمایل لوړوي.
پي اچ:لوړ pH د الکتروسټاتیک تخریب زیاتوي، د پروټینو د غشا ته نږدې د راټولیدو مخه نیسي، په دې توګه د ککړتیا کموي. برعکس، تیزابي شرایط د تخریب کموي، په ځانګړي توګه د کولویډال سیلیکا لپاره، د غشا ککړتیا زیاتوي او د جریان کچه کموي.
دحرارت درجه:د پروسې ټیټه تودوخه عموما حرکي انرژي کموي، کوم چې کولی شي د فاضله موادو کچه ورو کړي مګر د محلول واسکاسیټي هم زیاته کړي. لوړه تودوخه د فاضله موادو چټکتیا کوي مګر ممکن د پاکولو اغیزمنتوب هم لوړ کړي.
کولایډل/غیر عضوي مواد:د کولویډال سیلیکا یا فلزاتو شتون د غشا د ککړتیا شدت زیاتوي، په ځانګړې توګه د تیزابي شرایطو لاندې. د سیلیکا ذرات د محلول ټول واسکاسیټي زیاتوي او په فزیکي توګه د سوریو بندوي، چې د الټرا فلټریشن غلظت کم اغیزمن کوي او د غشا ټول عمر او فعالیت کموي.
ایونیک جوړښت:د ځینو ایونیک ډولونو اضافه کول (Na⁺, Zn²⁺, K⁺) کولی شي د پروټینونو او غشاګانو ترمنځ د الکتروسټاتیک او هایډریشن ځواکونو په تعدیل سره د فاولینګ کم کړي. په هرصورت، د Ca²⁺ په څیر ایونونه ډیری وختونه راټولیدو ته وده ورکوي او د فاولینګ ظرفیت زیاتوي.
مثالونه:
- د ټرانسورس فلو فلټریشن په جریان کې، هغه خواړه چې د لوړ مالیکولر وزن لرونکي پروټینونو او لوړ واسکاسیټي څخه بډایه وي، د جریان چټک کمښت، د پاکولو او بدلولو معمولونو زیاتوالي تجربه کوي.
- کله چې د خوړو اوبه کولایډل سیلیکا ولري او تیزابي شي، د سیلیکا راټولول او جمع کول زیاتیږي، چې د فاضله موادو کچه خورا زیاتوي او د غشا فعالیت کموي.
په لنډه توګه، د محلول د واسکاسیټي، د فاضله موادو ډولونو او د خوړو ځانګړتیاوو ترمنځ د تعامل پوهیدل د الټرا فلټریشن غلظت غوره کولو، د غشا د فاضله موادو کمولو، او د غشا د عمر اعظمي کولو لپاره اړین دي.
د تمرکز قطبي کول او د هغې مدیریت
د تمرکز قطبي کول څه شی دی؟
د غلظت قطبي کول د الټرافلټریشن په جریان کې د غشا/محلول په انٹرفیس کې د ساتل شوي محلولونو - لکه پروټینونو - ځایی راټولیدل دي. د پروټین محلولونو په شرایطو کې، لکه څنګه چې مایع د نیمه نفوذ وړ غشا په وړاندې جریان لري، د غشا لخوا رد شوي پروټینونه د سطحې سره نږدې په یوه پتلي سرحد طبقه کې راټولیږي. دا جوړیدل د غلظت لوړ تدریجي پایله لري: د غشا په سمه توګه د پروټین لوړ غلظت، په لوی محلول کې خورا ټیټ. دا پدیده بیرته راګرځیدونکې ده او د هایدروډینامیک ځواکونو لخوا اداره کیږي. دا د غشا د فاول کولو سره مخالف دی، کوم چې د غشا دننه یا په غشا کې ډیر دایمي جمع کول یا جذب شامل دي.
د غلظت قطبي کول څنګه د ویسکوسیټي او ککړتیا زیاتوالی راولي
د غشا په سطحه کې، د پروټینونو دوامداره راټولیدل یو سرحدی طبقه جوړوي چې د محلول محلولونو غلظت زیاتوي. دا دوه مهمې اغیزې لري:
په ویسکوسیټي کې ځایی زیاتوالی:لکه څنګه چې د پروټين غلظت د غشا سره نږدې لوړېږي، په دې کوچني سیمه کې د پروټین محلول واسکاسیټي هم زیاتېږي. لوړ واسکاسیټي د غشا څخه د محلول د بیرته لیږد مخه نیسي، د غلظت تدریجي نور هم ګړندي کوي او د جریان په وړاندې د مقاومت د زیاتوالي لپاره د فیډبیک لوپ رامینځته کوي. دا د نفوذ کم جریان او د دوامداره فلټریشن لپاره د لوړې انرژۍ اړتیا لامل کیږي.
د غشا د ککړتیا اسانتیا:د غشا ته نږدې د پروټین لوړ غلظت د پروټین د راټولیدو احتمال زیاتوي او په ځینو سیسټمونو کې د جیل طبقې رامینځته کیدل. دا طبقه د غشا سوري بندوي او د جریان مقاومت نور هم زیاتوي. دا ډول شرایط د نه بدلیدونکي ککړتیا پیل لپاره مناسب دي، چیرې چې د پروټین مجموعې او ناپاکۍ په فزیکي یا کیمیاوي ډول د غشا میټریکس سره تړل کیږي.
تجربوي انځورګري (د مثال په توګه، الکترون مایکروسکوپي) په غشا کې د نانو-سائز شوي پروټین کلسترونو چټک راټولیدل تاییدوي، کوم چې کولی شي د پام وړ زیرمو ته وده ورکړي که چیرې عملیاتي ترتیبات په سمه توګه اداره نشي.
د تمرکز قطبي کولو کمولو لپاره ستراتیژۍ
د پروټین غلظت یا ټرانسورس فلو فلټریشن کې د غلظت قطبي کولو اداره کول دوه ګونی چلند ته اړتیا لري: د هایدروډینامیک تنظیم کول او د عملیاتي پیرامیټرو تنظیم کول.
د متقابل جریان سرعت اصلاح کول:
د کراس فلو سرعت لوړول د غشا په اوږدو کې د تنزین جریان زیاتوي، د قیر کولو هڅونه کوي او د غلظت حد طبقه نري کوي. ډیر قوي قیر د غشا له سطحې څخه راټول شوي پروټینونه پاکوي، د قطبي کیدو او د فاول کیدو خطر دواړه کموي. د مثال په توګه، د جامد مکسرونو کارول یا د ګاز سپرینګ معرفي کول د محلول طبقه ګډوډوي، په ځانګړي توګه د ټرانسورس جریان فلټریشن پروسې کې د نفوذ جریان او موثریت ښه کوي.
د عملیاتي پیرامیټرو تعدیل:
د ترانس میمبرین فشار (TMP):TMP د غشا په اوږدو کې د فشار توپیر او د الټرافلټریشن لپاره محرک ځواک دی. په هرصورت، د فلټریشن ګړندي کولو لپاره د TMP لوړ فشار ورکول کولی شي د غلظت قطبي کولو شدت سره برعکس اغیزه وکړي. د نورمال ټرانس میمبرین فشار حد ته غاړه ایښودل - د پروټین الټرافلټریشن لپاره ټاکل شوي حدونو څخه تجاوز نه کول - د ډیر محلول جوړیدو او د محلي واسکاسیټي کې اړونده زیاتوالي مخنیوي کې مرسته کوي.
د قات کولو کچه:د قشر اندازه، چې د کراس فلو سرعت او چینل ډیزاین فعالیت دی، د محلول ټرانسپورټ متحرکاتو کې مرکزي رول لوبوي. لوړ قشر د قطبي کولو طبقه نری او ګرځنده ساتي، چې د غشا ته نږدې د محلول له منځه تللې سیمې مکرر نوي کولو ته اجازه ورکوي. د قشر اندازه زیاتول د پروټینونو د راټولیدو وخت کموي او په انٹرفیس کې د واسکاسیټي زیاتوالی کموي.
د خوړو ځانګړتیاوې:د راتلونکي پروټین محلول د ملکیتونو تنظیم کول - لکه د پروټین محلول د واسکاسیټي کمول، د مجموعي محتوا کمول، یا د pH او ایونیک ځواک کنټرول کول - کولی شي د غلظت قطبي کولو حد او اغیز کمولو کې مرسته وکړي. د تغذیې دمخه درملنه او فورمول بدلونونه ممکن د الټرا فلټریشن غشا فعالیت ته وده ورکړي او د غشا پاکولو فریکونسي کمولو سره د غشا عمر وغځوي.
د غوښتنلیک مثال:
یو نبات چې د مونوکلونل انټي باډیز د غلظت لپاره د تنجینتي جریان فلټریشن (TFF) کاروي په احتیاط سره مطلوب کراس فلو سرعت پلي کوي او TMP د یوې سختې کړکۍ دننه ساتي. د دې کولو سره، چلونکي د غلظت قطبي کولو او د غشا د ککړتیا کمولو، د غشا د بدلولو فریکونسۍ او د پاکولو دورې دواړه کموي - په مستقیم ډول عملیاتي لګښتونه کموي او د محصول حاصل ښه کوي.
د دې متغیرونو مناسب تنظیم او څارنه - په شمول د ریښتیني وخت پروټین محلول واسکاسیټي اندازه کول - د الټرا فلټریشن غلظت فعالیت غوره کولو او د پروټین پروسس کې د غلظت قطبي کیدو پورې اړوند منفي اغیزو کمولو لپاره بنسټیز دي.
د لوړ ویکوسیټي پروټین محلولونو لپاره د الټرا فلټریشن اصلاح کول
۶.۱. د عملیاتي غوره طریقې
د لوړ واسکاسیټي پروټین محلولونو سره د الټرا فلټریشن غوره فعالیت ساتل د ټرانس میمبرین فشار (TMP)، پروټین غلظت، او محلول واسکاسیټي ترمنځ نازک توازن ته اړتیا لري. TMP - د غشا په اوږدو کې د فشار توپیر - په مستقیم ډول د الټرا فلټریشن پروټین غلظت کچه او د غشا د فاول کولو درجې اغیزه کوي. کله چې د مونوکلونل انټي باډیز یا د لوړ غلظت سیرم پروټینونو په څیر د ویسکوس محلولونو پروسس کول، په TMP کې هر ډول ډیر زیاتوالی ممکن په پیل کې جریان زیات کړي، مګر دا د غشا په سطحه کې د فاول کولو او پروټین راټولولو ته هم په چټکۍ سره سرعت ورکوي. دا د جوړجاړي او بې ثباته فلټریشن پروسې لامل کیږي، چې د امیجنگ مطالعاتو لخوا تایید شوی چې د لوړ TMP او د 200 mg/mL څخه پورته د پروټین غلظت کې د پروټین غلظت د کثافت پرتونو رامینځته کول ښیې.
غوره طریقه د سیسټم چلول دي چې د مهم TMP سره نږدې وي، مګر له هغې څخه زیات نه وي. پدې مرحله کې، تولید اعظمي کیږي مګر د نه بدلیدونکي فاولینګ خطر لږترلږه پاتې کیږي. د خورا لوړ واسکوسیټي لپاره، وروستي موندنې د TMP کمولو او په ورته وخت کې د فیډ جریان (ټرانسورس فلو فلټریشن) زیاتولو وړاندیز کوي ترڅو د غلظت قطبي کولو او پروټین زیرمو کمولو کې مرسته وکړي. د مثال په توګه، د Fc-فیوژن پروټین غلظت کې مطالعې د ټیټ TMP ترتیبات ښیې چې د محصول ضایع کمولو په وخت کې د مستحکم جریان ساتلو کې مرسته کوي.
د الټرافلټریشن په جریان کې د پروټین غلظت کې تدریجي او میتودیک زیاتوالی خورا مهم دی. د غلظت ناڅاپي ګامونه کولی شي محلول ډیر ژر لوړ واسکاسیټي رژیم ته اړ کړي، چې د راټولیدو خطرونه او د فاول کولو شدت دواړه زیاتوي. پرځای یې، د پروټین کچه په تدریجي ډول لوړول د پروسې پیرامیټرو لکه TMP، د کراس فلو سرعت، او pH ته اجازه ورکوي چې په موازي ډول تنظیم شي، چې د سیسټم ثبات ساتلو کې مرسته کوي. د انزایم الټرافلټریشن قضیې مطالعات تاییدوي چې د دې مرحلو په جریان کې د ټیټ عملیاتي فشارونو ساتل په غلظت کې کنټرول شوی زیاتوالی تضمینوي، د فلکس کمښت کموي پداسې حال کې چې د محصول بشپړتیا ساتي.
۶.۲. د غشا د بدلولو فریکونسي او ساتنه
د الټرافلټریشن په جریان کې د غشا د بدلولو فریکونسي د فاول کولو او کمیدونکي فلکس شاخصونو سره په کلکه تړاو لري. د ژوند پای شاخص په توګه یوازې د نسبي فلکس کمیدو باندې تکیه کولو پرځای، د ځانګړي فاول کولو مقاومت څارنه - یو کمیتي اندازه چې د راټول شوي موادو لخوا وضع شوي مقاومت استازیتوب کوي - ډیر باوري ثابت شوی، په ځانګړي توګه په مخلوط پروټین یا پروټین - پولیساکرایډ فیډونو کې، چیرې چې فاول کول ډیر ګړندي او شدید واقع کیدی شي.
د اضافي فاولینګ شاخصونو څارنه هم مهمه ده. د سطحې د جمع کیدو، غیر مساوي نفوذ جریان، یا په TMP کې دوامداره زیاتوالی (سره له دې چې پاکول) لیدل شوي نښې نښانې د غشا د ناکامۍ څخه مخکې د پرمختللي فاولینګ خبرداری نښې دي. تخنیکونه لکه د تعدیل شوي فاولینګ شاخص (MFI-UF) تعقیب کول او د غشا فعالیت سره یې اړیکه کول د غبرګوني بدلونونو پرځای د ځای په ځای کولو وړاندوینې مهالویش ته اجازه ورکوي، پدې توګه د بندیدو وخت کموي او د ساتنې لګښتونه کنټرولوي.
د غشا بشپړتیا نه یوازې د عضوي ککړتیا د راټولیدو له امله زیانمن کیږي، بلکې د زنګ وهلو له امله هم زیانمن کیږي، په ځانګړې توګه په هغو پروسو کې چې په لوړ pH یا د مالګې لوړ غلظت سره روان وي. منظم تفتیشونه او د کیمیاوي پاکولو معمولونه باید د زنګ وهلو او ککړتیا د جمع کولو د مدیریت لپاره تنظیم شي. کله چې د زنګ وهلو پورې اړوند ککړتیا مشاهده شي، د غشا پاکولو فریکونسي او د ځای په ځای کولو وقفې باید تنظیم شي ترڅو د غشا دوامداره ژوند او د الټرا فلټریشن غشا دوامداره فعالیت ډاډمن شي. د دې مسلو اغیزې کمولو او د اغیزمن عملیات اوږدولو لپاره بشپړ، مهالویش شوی ساتنه اړینه ده.
۶.۳. د پروسې کنټرول او د انلاین ویسکوسیټي اندازه کول
د پروټین محلول د واسکاسیټي دقیق، ریښتیني وخت اندازه کول د الټرا فلټریشن په پروسه کې د پروسې کنټرول لپاره اړین دي، په ځانګړي توګه کله چې غلظت او واسکاسیټي زیاتیږي. د انلاین واسکاسیټي اندازه کولو سیسټمونه دوامداره څارنه چمتو کوي، سمدستي فیډبیک ته اجازه ورکوي او د سیسټم پیرامیټرو ته متحرک سمونونه فعالوي.
مخ پر ودې ټیکنالوژیو د پروټین محلول د واسکاسیټي اندازه کولو منظره بدله کړې ده:
د کلمان فلټر کولو سره د رامان سپیکٹروسکوپي: د رامان ریښتیني وخت تحلیل، چې د پراخ شوي کالمن فلټرونو لخوا ملاتړ کیږي، د پروټین غلظت او بفر ترکیب قوي تعقیب ته اجازه ورکوي. دا طریقه حساسیت او دقت زیاتوي، د الټرا فلټریشن غلظت او ډای فلټریشن لپاره د پروسې اتومات کولو ملاتړ کوي.
اتوماتیک کینیماتیک کیپیلري ویسکومیټري: د کمپیوټر لید په کارولو سره، دا ټیکنالوژي په اتوماتيک ډول د محلول واسکاسیټي اندازه کوي، د لاسي غلطیو څخه مخنیوی کوي او د ډیری پروسې جریانونو کې د تکرار وړ، څو اړخیزه څارنه وړاندې کوي. دا د معیاري او پیچلي پروټین فورمولونو دواړو لپاره تایید شوی او د الټرا فلټریشن غلظت مرحلې په جریان کې مداخله کموي.
د مایکرو فلویډیک ریولوژي وسایل: مایکرو فلویډیک سیسټمونه مفصل، دوامداره ریولوژیکي پروفایلونه وړاندې کوي، حتی د غیر نیوټونین، لوړ ویسکوسیټي پروټین حلونو لپاره. دا په ځانګړي ډول د درملو تولید، د پروسې تحلیلي ټیکنالوژۍ (PAT) ستراتیژیو ملاتړ او د فیډبیک لوپونو سره یوځای کولو کې ارزښتناکه دي.
د دې وسیلو په کارولو سره د پروسې کنټرول د واسکوسیټي بدلونونو په ځواب کې د TMP، فیډ نرخ، یا د کراس فلو سرعت د ریښتیني وخت تنظیم کولو لپاره د فیډبیک لوپونو پلي کولو ته اجازه ورکوي. د مثال په توګه، که چیرې انلاین سینسنګ د واسکوسیټي کې ناڅاپي زیاتوالی ومومي (د غلظت زیاتوالي یا راټولیدو له امله)، TMP په اتوماتيک ډول کم کیدی شي یا د کراس فلو سرعت لوړ کیدی شي ترڅو د الټرا فلټریشن کې د غلظت قطبي کیدو پیل محدود کړي. دا طریقه نه یوازې د غشا عمر اوږدوي بلکه د پروټین محلولونو واسکوسیټي په متحرک ډول اغیزمن کولو عوامل اداره کولو سره د دوامداره محصول کیفیت ملاتړ هم کوي.
د تر ټولو مناسب ویسکوسیټي څارنې ټیکنالوژۍ انتخاب د الټرا فلټریشن غوښتنلیک ځانګړو اړتیاو پورې اړه لري، پشمول د متوقع ویسکوسیټي حد، د پروټین فورمولیشن پیچلتیا، د ادغام اړتیاوې، او لګښت. د ریښتیني وخت څارنې او متحرک پروسې کنټرول کې دې پرمختګونو د لوړ ویسکوسیټي پروټین حلونو لپاره د الټرا فلټریشن غوره کولو وړتیا د پام وړ ښه کړې، چې عملیاتي ثبات او لوړ محصول حاصل دواړه تضمینوي.
د پروټین الټرافلټریشن کې ستونزې حل کول او عامې ستونزې
۷.۱. نښې نښانې، لاملونه او درملنه
د ټرانس میمبرین فشار زیات شوی
د الټرافلټریشن په جریان کې د ټرانس میمبرین فشار (TMP) زیاتوالی د غشا په اوږدو کې د مقاومت زیاتوالي ته اشاره کوي. د الټرافلټریشن په اړه د ټرانس میمبرین فشار اغیزې مستقیمې دي: د نورمال ټرانس میمبرین فشار حد معمولا په پروسه پورې اړه لري، مګر دوامداره د څیړنې وړتیا زیاتوي. دوه عام لاملونه څرګند دي:
- د پروټین محلول لوړ غلظت:لکه څنګه چې د پروټین محلولونو واسکاسیټي زیاتیږي - معمولا د لوړ الټرا فلټریشن پروټین غلظت کې - د جریان لپاره اړین فشار لوړیږي. دا په وروستي غلظت او ډای فلټریشن مرحلو کې څرګندیږي چیرې چې محلولونه خورا چپکونکي وي.
- د غشا ککړتیا:فاولنټونه لکه د پروټین مجموعې یا پولیساکرایډ-پروټین مخلوط کولی شي د غشا سوریو سره وصل شي یا بند کړي، چې په پایله کې د TMP چټک زیاتوالی رامینځته کیږي.
درملنې:
- د TMP ټیټول او د فیډ فلکس زیاتول: د TMP کمول پداسې حال کې چې د تغذیې سرعت لوړوي د غلظت قطبي کیدو او د جیل طبقې جوړښت کموي، چې باثباته جریان هڅوي.
- د غشا منظم پاکول: د غشا د پاکولو لپاره د راټولو شویو فاولنټونو د لرې کولو لپاره د غوره فریکونسۍ رامینځته کول. د پاکولو وروسته د پروټین محلول د واسکاسیټي اندازه کولو له لارې د اغیزمنتوب څارنه وکړئ.
- د زړو غشاګانو ځای په ځای کول: که چیرې پاکول کافي نه وي یا د غشا عمر ته رسیدلی وي، د غشا د بدلولو فریکونسۍ زیاتول ممکن اړین وي.
د فلکس کچه کمیدل: تشخیصي ونې
د الټرافلټریشن غلظت مرحلې په جریان کې د جریان دوامداره کمښت د تولید اندیښنې په ګوته کوي. دا تشخیصي طریقه تعقیب کړئ:
- د TMP او واسکاسیټي څارنه:که دواړه زیات شوي وي، د ګنډلو یا جیل پرت شتون وګورئ.
- د خوړو ترکیب او pH معاینه کړئ:دلته بدلونونه کولی شي د پروټین محلولونو واسکاسیټي بدله کړي او د ککړتیا لامل شي.
- د غشا فعالیت ارزونه:د پاکولو سره سره د نفوذي جریان کمول د غشا احتمالي زیان یا نه بدلیدونکي ککړتیا نښه کوي.
حل لارې:
- په خوراک کې د تودوخې، pH، او ایونیک ځواک غوره کړئ ترڅو د الټرا فلټریشن په جریان کې د ککړتیا او غلظت قطبي کیدو کچه راټیټه شي.
- د جیل طبقو د ګډوډولو او د جریان د بیرته راګرځولو لپاره د سطحې تعدیل شوي یا څرخیدونکي غشا ماډلونو څخه کار واخلئ.
- د پروټین محلول د واسکاسیټي معمول اندازه کول ترسره کړئ ترڅو هغه بدلونونه اټکل کړئ چې جریان اغیزمن کوي.
د چټک فاولینګ یا جیل طبقې جوړښت
د جیل طبقې چټک جوړښت د غشا په سطحه کې د ډیر غلظت قطبي کیدو پایله ده. د ټرانسورس فلو فلټریشن (TFF) ټرانس میمبرین فشار په ځانګړي ډول د لوړ واسکاسیټي یا لوړ پروټین تغذیه شرایطو لاندې حساس دی.
د کمولو ستراتیژۍ:
- د پروټین تړل او نښلول کمولو لپاره د هایدروفیلیک، منفي چارج شوي غشا سطحې (د بیلګې په توګه، پولی وینیلایډین فلورایډ [PVDF] غشا) تطبیق کړئ.
- د الټرا فلټریشن څخه مخکې د لوړ ککړونکي موادو د لرې کولو لپاره د کوګولیشن یا الیکټروکوګولیشن په کارولو سره د خوړو دمخه درملنه وکړئ.
- د کیک طبقې ضخامت کمولو او د جیل طبقې جوړښت ځنډولو لپاره د ټرانسورس فلو فلټریشن پروسې کې میخانیکي وسایل لکه څرخیدونکي ماډلونه مدغم کړئ.
۷.۲. د تغذیې تغیر سره سمون ورکول
د پروټین الټرافلټریشن سیسټمونه باید د خواړو پروټین ملکیتونو یا ترکیب کې تغیر سره تطابق وکړي. هغه عوامل چې د پروټین محلولونو واسکاسیټي اغیزه کوي - لکه د بفر ترکیب، د پروټین غلظت، او د راټولولو تمایل - کولی شي د سیسټم چلند بدل کړي.
د غبرګون ستراتیژۍ
- د ریښتیني وخت د واسکاسیټي او ترکیب څارنه:د فیډ بدلونونو د چټک کشف لپاره، د میراثي UV یا IR میتودونو څخه غوره فعالیت لپاره ان لاین تحلیلي سینسرونه (رامان سپیکٹروسکوپي + کالمان فلټر کول) ځای په ځای کړئ.
- د تطبیق وړ پروسې کنټرول:د پیرامیټر ترتیبات تنظیم کړئ (د جریان کچه، TMP، د غشا انتخاب) د کشف شویو بدلونونو په ځواب کې. د مثال په توګه، د پروټین محلول د واسکاسیټي زیاتوالی ممکن د ټیټ TMP او لوړ شین نرخونو ته اړتیا ولري.
- د غشا انتخاب:د اوسني تغذیې ځانګړتیاو لپاره غوره شوي د سوري اندازې او سطحې کیمیا سره غشاګانې وکاروئ، د پروټین ساتلو او جریان توازن کړئ.
- د خوړو مخکې درملنه:که چیرې د خوړو په طبیعت کې ناڅاپي بدلونونه د ککړتیا لامل شي، د الټرا فلټریشن پورته برخه کې د کوګولیشن یا فلټریشن مرحلې معرفي کړئ.
مثالونه:
- په بایو پروسس کولو کې، د بفر سویچونه یا د انټي باډي مجموعو کې بدلونونه باید د کنټرول سیسټم له لارې د TMP او جریان تنظیمات رامینځته کړي.
- د کروماتګرافي سره تړلي الټرافلټریشن لپاره، د تطبیق وړ مخلوط-انټیجر اصلاح کولو الګوریتمونه کولی شي تغیر کم کړي او عملیاتي لګښتونه کم کړي پداسې حال کې چې د الټرافلټریشن جھلی فعالیت ساتي.
د پروټین محلول د واسکاسیټي اندازه کولو معمول تعقیب او د پروسې شرایطو سره سمدلاسه سمون د الټرا فلټریشن غلظت غوره کولو، د تروپټ ساتلو، او د غشا د ککړتیا او غلظت قطبي کولو کمولو کې مرسته کوي.
پوښتل شوې پوښتنې
۸.۱. د پروټین محلولونو د الټرا فلټریشن په وخت کې د ټرانس میمبرین فشار لپاره نورمال حد څومره دی؟
د الټرافلټریشن پروټین غلظت سیسټمونو کې د نورمال ټرانس میمبرین فشار (TMP) حد د غشا ډول، ماډل ډیزاین، او د تغذیې ځانګړتیاو پورې اړه لري. د ډیری پروټین الټرافلټریشن پروسو لپاره، TMP معمولا د 1 څخه تر 3 بار (15-45 psi) ترمنځ ساتل کیږي. د 0.2 MPa (شاوخوا 29 psi) څخه پورته د TMP ارزښتونه کولی شي د غشا زیان، چټک فاولینګ، او د غشا لنډ عمر خطر ولري. په بایو میډیکل او بایو پروسس کولو غوښتنلیکونو کې، وړاندیز شوی TMP باید عموما د غشا د ماتیدو څخه مخنیوي لپاره د 0.8 بار (~12 psi) څخه ډیر نشي. د ټرانسورس جریان فلټریشن په څیر پروسو لپاره، د دې TMP حد کې پاتې کیدل حاصلات او پروټین بشپړتیا دواړه ساتي.
۸.۲. د پروټین محلولونو واسکاسیټي د الټرا فلټریشن فعالیت څنګه اغیزه کوي؟
د پروټین محلول واسکاسیټي مستقیم د الټرافلټریشن غلظت فعالیت اغیزه کوي. لوړ واسکاسیټي د جریان مقاومت زیاتوي او TMP لوړوي، چې په پایله کې د نفوذ جریان کموي او د غشا چټک فاولینګ رامینځته کیږي. دا اغیزه د مونوکلونل انټي باډیز یا Fc-فیوژن پروټینونو سره په لوړ غلظت کې څرګندیږي، چیرې چې د پروټین-پروټین تعاملاتو او چارج اغیزو له امله واسکاسیټي زیاتیږي. د اکسیپینټونو یا انزایمیک درملنې سره د واسکاسیټي اداره کول او غوره کول فلکس ښه کوي، فاولینګ کموي، او د الټرافلټریشن غلظت مرحلې په جریان کې د لوړ لاسته راوړلو وړ غلظت ته اجازه ورکوي. د پروټین محلول واسکاسیټي اندازه کول څارنه د مؤثره پروسس ساتلو لپاره خورا مهم دي.
۸.۳. د غلظت قطبي کول څه شی دی او ولې په TFF کې مهم دی؟
په الټرافلټریشن کې د غلظت قطبي کول د غشا په سطحه کې د پروټینونو راټولیدل دي، چې د بلک محلول او غشا انٹرفیس ترمنځ تدریجي رامینځته کوي. د ټرانسورس جریان فلټریشن کې، دا د محلي واسکاسیټي زیاتوالي او احتمالي بیرته راګرځیدونکي فلکس کمیدو لامل کیږي. که چیرې غیر منظم پاتې شي، دا ممکن د غشا فاولینګ ته وده ورکړي او د سیسټم موثریت کم کړي. په الټرافلټریشن کې د غلظت قطبي کولو ته رسیدګي د کراس فلو نرخونو، TMP، او غشا انتخاب غوره کول شامل دي ترڅو د پتلي قطبي کولو طبقه وساتي. دقیق کنټرول د تروپوټ لوړ او د فاولینګ خطر ټیټ ساتي.
۸.۴. زه څنګه پریکړه کولی شم چې کله زما د الټرا فلټریشن غشا بدله کړم؟
کله چې تاسو د تروپټ (فلکس) کې د پام وړ کمښت وګورئ، په TMP کې دوامداره زیاتوالی وګورئ چې معیاري پاکول یې نشي حل کولی، یا د پاکولو وروسته پاتې کیدونکی فاولینګ وګورئ، نو د الټرا فلټریشن غشا بدل کړئ. اضافي شاخصونو کې د انتخاب ضایع کول (د تمې سره سم د هدف پروټینونو ردولو کې پاتې راتلل) او د فعالیت مشخصاتو ته د رسیدو ناتواني شامل دي. د منظم فلکس او انتخابي ازموینې سره د غشا د ځای په ځای کولو فریکونسۍ څارنه د پروټین محلول الټرا فلټریشن غلظت پروسو کې د غشا د عمر اعظمي کولو لپاره بنسټ دی.
۸.۵. په TFF کې د پروټین د ککړتیا کمولو لپاره زه کوم عملیاتي پیرامیټرې تنظیمولی شم؟
د ټرانسورس فلو فلټریشن کې د پروټین فاولینګ کمولو لپاره کلیدي عملیاتي پیرامیټرې عبارت دي له:
- د محلي پروټین جوړیدو کمولو او د غلظت قطبي کیدو اداره کولو لپاره د کراس فلو مناسب سرعت وساتئ.
- د وړاندیز شوي TMP حد کې کار وکړئ، معمولا 3-5 psi (0.2-0.35 bar)، ترڅو د محصول اضافي لیکیدو او غشا زیان مخه ونیول شي.
- د غشا د پاکولو منظم پروتوکولونه پلي کړئ ترڅو د نه بدلیدونکي ککړتیا مخه ونیسئ.
- د خوړو محلول څارنه وکړئ او که اړتیا وي، د واسکاسیټي کنټرول لپاره یې مخکې له مخکې درملنه وکړئ (د مثال په توګه، د پیکټیناز په څیر د انزایمیک درملنې کارول).
- د هدف پروټین اندازې او پروسې اهدافو لپاره مناسب غشا مواد او د سوریو اندازه (MWCO) غوره کړئ.
د هایدروسایلون پری فلټریشن یا انزایمیک پری درملنې یوځای کول کولی شي د سیسټم فعالیت ښه کړي، په ځانګړي توګه د لوړ ویسکوسیټي فیډونو لپاره. د فیډ ترکیب په دقت سره تعقیب کړئ او تنظیمات په متحرک ډول تنظیم کړئ ترڅو د غشا فاولینګ کم کړئ او د الټرا فلټریشن غلظت مرحله غوره کړئ.
د پوسټ وخت: نومبر-۰۳-۲۰۲۵
