Protein Solution Viscosity Control in Ultrafiltration

O le puleaina o le mafiafia o vaifofo porotini e taua tele mo le faʻaleleia atili o faiga faʻatino o le ultrafiltration i le gaosiga o vailaʻau faʻapitoa. O le maualuga o le mafiafia i vaifofo porotini—aemaise lava i le maualuga o le mafiafia o porotini—e aʻafia saʻo ai le faʻatinoga o le membrane, le lelei o le faiga, ma le tamaoaiga i faʻaoga o le ultrafiltration protein concentration. E faʻateleina le mafiafia o vaifofo faʻatasi ai ma le aofaʻi o porotini ona o le faʻaputuga o le anti-body ma fegalegaleaiga eletise, lea e faʻateleina ai le teteʻe atu i le tafe ma le paʻu o le mamafa i luga o le ultrafiltration membrane. O lenei mea e mafua ai le maualalo o le permeate fluxes ma le umi o taimi faʻatino, aemaise lava i faiga faʻatino o le transverse flow filtration (TFF).

O le mamafa o le transmembrane (TMP), o le malosiaga autū lea i tua atu o le ultrafiltration, e fesoʻotaʻi vavalalata ma le viscosity. O le faʻagaoioia i fafo atu o le tulaga masani o le mamafa o le transmembrane e faʻavavevave ai le faʻaleagaina o le membrane ma faʻateteleina ai le concentration polarization—o le faʻaputuina o porotini e lata ane i le membrane lea e faʻateleina pea le viscosity i le lotoifale. O le concentration polarization ma le membrane fouling e mafua ai ona faʻaitiitia le faʻatinoga o le membrane ultrafiltration ma e mafai ona faʻapuʻupuʻu le umi e ola ai le membrane pe a le siakiina. O galuega faʻataʻitaʻi e faʻaalia ai o le faʻaleagaina o le membrane ma le concentration polarization i le ultrafiltration e sili atu ona iloga i tulaga maualuga o le TMP ma fafaga e sili atu le viscous, ma avea ai le pulea o le TMP i le taimi moni e taua tele e faʻateleina ai le throughput ma faʻaitiitia ai le tele o le faʻamamaina.

O le fa'aleleia atili o le maualuga o le ultrafiltration e mana'omia ai ni fuafuaga tu'ufa'atasia:

Fuaina o le mafiafia o le fofo porotiniIloiloga masani o le mafiafia—fa'aaogainamita viscometer i totonu o le laina—fesoasoani e vavalo i fua faatatau o le faamamāina ma vaʻaia ai faʻalavelave faʻagasologa, e lagolagoina ai suiga vave o le faagasologa.
Fa'atulagaina o mea'aiO le fetu'una'i o le pH, le malosi o le ionic, ma le vevela e mafai ona fa'aitiitia ai le viscosity ma fa'aitiitia ai le fa'aleagaina. Mo se fa'ata'ita'iga, o le fa'aopoopoina o le sodium ions e fa'aleleia atili ai le fete'ena'i o le hydration i le va o porotini, e fa'aitiitia ai le fa'aputuga ma le fa'aleagaina, ae o le calcium ions e masani ona fa'alauteleina le fa'afeso'ota'i ma le fa'aleagaina o porotini.
Faaaogāina o mea faaopoopoO le fa'aputuina o mea fa'aopoopo e fa'aitiitia ai le viscosity i totonu o vaila'au porotini e maualuga le malosi e fa'aleleia atili ai le permeability o le membrane ma fa'aitiitia ai le mamafa o le transmembrane i le ultrafiltration, ma fa'aleleia atili ai le lelei atoa.
Faiga tafe maualugaO le fa'ateleina o le saoasaoa o le tafe fa'alava, fa'aaogaina o le tafe fa'alava fesuia'i, po'o le fa'aaogaina o le tuiina o le ea e fa'alavelaveina ai vaega palapala. O nei metotia e fesoasoani e fa'atumauina le tafe o le vai ma fa'aitiitia ai le tele o le suia o le membrane e ala i le fa'aitiitia o le fa'aputuga o mea e teu ai.
Filifiliga ma le fa'amamaina o le membraneO le filifilia o membrane e malolosi i vailaʻau (e pei o le SiC poʻo thermosalient hybrids) ma le faʻaleleia atili o le tele o le faʻamamāina o le membrane i ni faiga talafeagai (e pei o le faʻamamāina o le sodium hypochlorite) e taua tele mo le faʻalauteleina o le umi e ola ai le membrane ma faʻaitiitia ai tau o galuega.

I le aotelega, o le pulea lelei o le viscosity ma le pulega o le TMP o le maa autu lea o le faʻatinoga manuia o le ultrafiltration concentration phase, e aʻafia saʻo ai le fua o le oloa, le tele o le faʻamamāina o le membrane, ma le umi o le ola o aseta taugata o le membrane.

Malamalama i le Viscosity o Fofo Porotini i le Ultrafiltration

1.1. O le ā le Viscosity o Vai Fa'aporotini?

O le viscosity e faʻamatalaina ai le teteʻe o se vai i le tafe; i vailaʻau porotini, e faʻailoa ai le tele o le feteʻenaʻiga molecular e faʻalavelaveina ai le gaioiga. O le iunite SI mo le viscosity o le Pascal-sekone (Pa·s), ae o le centipoise (cP) e masani ona faʻaaogaina mo vailaʻau faʻaola. O le viscosity e aʻafia saʻo ai le faigofie ona pamu pe faʻamamāina vailaʻau porotini i le taimi o le gaosiga ma e aʻafia ai le tuʻuina atu o vailaʻau, aemaise lava mo togafitiga faʻaola e maualuga le malosi.

O le tele o porotini o le mea autū lea e aʻafia ai le mafiafia. A o siʻitia le maualuga o porotini, e faʻateleina ai fegalegaleaiga faʻavaitaimi ma le tumutumu, ma mafua ai ona siʻitia le mafiafia, e masani ona lē laina. I luga aʻe o se tulaga faʻapitoa, o fegalegaleaiga a porotini ma porotini e taofia atili ai le sosolo i totonu o le fofo. Mo se faʻataʻitaʻiga, o fofo monoclonal antibody faʻapitoa e faʻaaogaina i vailaʻau e masani ona oʻo atu i le maualuga o le mafiafia e luʻitauina ai le tui i lalo o le paʻu pe faʻatapulaʻaina ai le saoasaoa o le faʻagasologa.

O faʻataʻitaʻiga e vavaloina le viscosity i fofo porotini faʻapitoa ua faʻaaogaina nei le geometry molecular ma aga masani o le faʻaputuga. O le foliga o porotini—pe faʻaloloa, lapotopoto, pe faigofie ona faʻaputuga—e matua aʻafia ai le viscosity i tulaga maualuga. O alualu i luma talu ai nei i le iloiloga o le microfluidic e mafai ai ona fuaina saʻo le viscosity mai le laʻititi o le aofaʻi o faʻataʻitaʻiga, ma faʻafaigofie ai le vave suʻesuʻeina o faʻatulagaga porotini fou.

1.2. Auala e Suia ai le Viscosity i le Taimi o le Ultrafiltration

I le taimi o le ultrafiltration, e vave ona faaputuputu e le concentration polarization ia porotini i le membrane-solution interface. O lenei mea e mafua ai ni concentration gradients i le lotoifale ma siitia ai le viscosity e lata ane i le membrane. O le viscosity maualuga i lenei vaega e faalavelaveina ai le mass transfer ma faaitiitia ai le permeate flux.

E ese le fa'apalapala o le concentration mai le fa'aleagaina o le membrane. E fa'agaoioia le fa'apalapala ma e mafai ona toe fa'afo'isia, e tupu i totonu o ni nai minute a'o fa'agasolo le fa'amamaina. I le fa'atusatusaga, e atia'e le fa'aleagaina i le aluga o taimi ma e masani ona aofia ai le fa'aputuga e le mafai ona toe fa'afo'isia pe suia o vaila'au i luga o le membrane. O su'esu'ega sa'o e mafai ai ona siaki i le taimi moni le vaega o le fa'apalapala o le concentration, e fa'aalia ai lona maaleale i le saoasaoa o le tafe ma le mamafa o le transmembrane. Mo se fa'ata'ita'iga, o le fa'ateleina o le saoasaoa po'o le fa'aitiitia o le mamafa o le transmembrane (TMP) e fesoasoani e fa'alavelave i le vaega tuaoi viscous, ma toe fa'afo'isia ai le tafe.

E a'afia sa'o lava e fa'asologa o galuega le amioga o le viscosity:

Mamafa o le transmembrane (TMP)O le maualuga o le TMP e fa'amalosia ai le polarization, e fa'ateleina ai le viscosity i le lotoifale ma fa'aitiitia ai le flux.
Saosaoa o le tafega fa'alava: O le fa'ateleina o le saoasaoa e fa'atapula'aina ai le fa'aputuga, fa'aitiitia ai le viscosity e lata ane i le membrane.
Fa'amama soo o le membraneO le fa'amamāina soo e fa'aitiitia ai le fa'aputuina umi o le kesi ma fa'aitiitia ai le pa'u o le lelei ona o le mafiafia.

E tatau i vaega o le faʻateleina o le ultrafiltration ona faʻaleleia atili nei faʻatulagaga e faʻaitiitia ai aafiaga leaga o le viscosity ma faʻatumauina ai le gaosiga.

1.3. Uiga o le Vaila'au Porotini e A'afia ai le Ma'alili

Mamafa molekiulamafa'atulagagae fuafua ai le mafiafia. O porotini tetele ma sili atu ona lavelave po'o ni fa'aputuga e maua ai le mafiafia maualuga ona o le fa'alavelaveina o le gaioiga ma le tele o malosiaga fa'ava-molecular. O le foliga o porotini e fa'atonutonu atili ai le tafe—o filifili uumi pe faigofie ona fa'aputu e mafua ai le tele o tete'e nai lo porotini lapotopoto laiti.

pHe matuā a'afia ai le malosi o le porotini ma le solubility. O le fetu'una'i o le pH o le vaila'au e lata ane i le isoelectric point o le porotini e fa'aitiitia ai le mamafa o le vai, fa'aitiitia ai le tete'e o le porotini i le va o porotini, ma fa'aitiitia ai le viscosity mo sina taimi, ma fa'afaigofie ai le fa'amamāina. Mo se fa'ata'ita'iga, o le fa'agaoioia o le ultrafiltration e lata ane i le isoelectric point o le BSA po'o le IgG e mafai ona fa'aleleia atili ai le permeate flux ma le separation selectivity.

Malosiaga fa'aionikaE aʻafia ai le mafiafia e ala i le suia o le vaega eletise e lua o loʻo siomia ai porotini. O le faʻateleina o le malosi ionic e puipuia ai fegalegaleaiga eletise, e faʻalauiloa ai le fesiitaiga o porotini e ala i membrane ae faʻateleina ai foʻi le lamatiaga o le faʻaputuga ma le faʻateleina o le mafiafia. O le fefaʻatauaʻiga i le va o le lelei o le fesiitaiga ma le filifiliga e masani ona faʻalagolago i le faʻaleleia atili o le maualuga o le masima ma le faʻatulagaina o le buffer.

E mafai ona fa'aaogaina ni mea fa'aopoopo laiti—e pei o le arginine hydrochloride po'o le guanidine—e fa'aitiitia ai le viscosity. O nei mea e fa'alavelaveina ai le tosina atu o le vai po'o le eletise, fa'aitiitia ai le fa'aputuga, ma fa'aleleia atili ai le tafe o le vai. O le vevela e fai ma isi mea e pulea ai; o le maualalo o le vevela e fa'ateleina ai le viscosity, a'o le vevela fa'aopoopo e masani ona fa'aitiitia ai.

O le fuaina o le mafiafia o le vaifofo porotini e tatau ona mafaufau i ai:

Fa'asalalauga o le mamafa o le molekiula
Fa'atulagaga o le vaifofo (masima, mea fa'aopoopo, mea fa'aopoopo)
Filifiliga o le pH ma le faiga o le buffer
Fa'atulagaina o le malosi fa'aion

O nei mea e taua tele mo le faʻaleleia atili o le faatinoga o le membrane ultrafiltration ma le faʻamautinoaina o le tutusa i vaega eseese o le faʻaputuga ma faiga o le TFF.

Fa'avae o le Fa'aputuga o Porotini Ultrafiltration

Mataupu Faavae o le Vaega o le Fa'aputuga o le Ultrafiltration

O le fa'aputuga o le porotini ultrafiltration e fa'agaoioia e ala i le fa'aogaina o le mamafa transmembrane (TMP) i luga o se membrane semi-permeable, e fa'aoso ai le solvent ma solutes laiti a'o taofia ai porotini ma molela'au tetele. O le faiga e fa'aaogaina ai le permeation filifilia e fa'atatau i le tele o molela'au, fa'atasi ai ma le tipiina o le mamafa molela'au o le membrane (MWCO) e fa'amatalaina ai le tele aupito maualuga o molela'au e pasia. O porotini e sili atu i le MWCO e fa'aputu i le itu retentate, ma fa'ateleina ai lo latou fa'aputuga a'o aveese le permeate.

O le vaega o le fa'aputuga o le ultrafiltration e fa'atatau i le fa'aitiitia o le voluma ma le fa'amauoa o le fofo porotini. A'o fa'agasolo le fa'amamāina, e masani ona si'itia le viscosity o le fofo porotini, ma a'afia ai le flux ma mana'oga o le TMP. O porotini ua taofia e ono fegalegaleai le tasi ma le isi ma le membrane, ma avea ai le faiga moni ma mea e sili atu ona faigata nai lo le faigofie ona fa'ate'aina o le tele. O fegalegaleaiga eletise, fa'aputuga porotini, ma uiga o fofo e pei o le pH ma le malosi o le ionic e a'afia ai le taofiga ma le vavae'eseina o taunuuga. I nisi tulaga, o le felauaiga fa'apitoa e pulea i luga o le diffusion, aemaise lava i membrane e tele pu, ma faigata ai fa'amoemoega e fa'avae na'o le filifiliga MWCO [tagai i le aotelega o su'esu'ega].

Fa'amatalaga o le Transverse Flow Filtration (TFF)

O le fa'amamāina o le tafe fa'alava, e ta'ua fo'i o le fa'amamāina o le tafe fa'alava (TFF), e fa'asolo atu ai le vaila'au porotini i le itu e tasi i luga o le membrane. O lenei auala e 'ese'ese mai le fa'amamāina o le pito e le mafai ona toe fa'amamāina, lea e fa'asaga sa'o ai le tafe i le membrane, ma tulei sa'o ai vaega i luga ma totonu o le fa'amamā.

Eseesega autū ma aafiaga:

Puleaina o le Eleelea:E fa'aitiitia e le TFF le fa'aputuga o porotini ma vaega o mea fa'apalapala, e ta'ua o le cake formation, e ala i le fa'aauau pea ona fufulu ese mea leaga mai le membrane. O lenei mea e mafua ai ona sili atu le mautu o le permeation flux ma faigofie ai le tausiga.
Taofiofia o Porotini:E lagolagoina e le TFF le pulega sili atu o le concentration polarization—o se vaega o mole mole e taofia e lata ane i le membrane—lea, afai e le pulea, e mafai ona faʻaitiitia ai le selectivity separation ma faʻaleleia atili ai le fouling. O le tafe malosi i le TFF e faʻaitiitia ai lenei aafiaga, e fesoasoani e faʻatumauina le maualuga o le taofia o porotini ma le lelei o le vavaeʻeseina.
Mausali o le Flux:E mafai e le TFF ona fa'aauau pea ona fa'agaoioia i se tulaga faifai pea, ma fa'aleleia atili ai le lelei o faiga e tele ai porotini po'o mea'ai e tele ai vaega laiti. O le fa'amamāina o le pito e le mafai ona fa'aaogaina, i se fa'atusatusaga, e vave ona fa'alavelaveina e le leaga, fa'aitiitia ai le gaosiga ma le mana'omia o le fa'amamāina soo.

O fesuiaiga o le TFF fa'atekonolosi, e pei o le alternating tangential flow (ATF), e fa'alavelave atili ai i le fa'aleagaina ma le fausiaina o keke e ala i le fesuia'i pe fa'afesuia'i o saoasaoa o le tangential i lea taimi ma lea taimi, fa'alauteleina ai le umi e fa'amama ai ma fa'aleleia atili ai le gaosiga o porotini [tagai i le aotelega o su'esu'ega]. I fa'atulagaga masani ma fa'atulagaga fa'atekonolosi fa'atekonolosi, o fa'atulagaga fa'atino—e pei o le TMP, saoasaoa o le tafe fa'atasi, ma le tele o le fa'amamāina—e tatau ona fa'atulagaina i le faiga fa'apitoa o porotini, ituaiga membrane, ma le fa'aputuga fa'amoemoega e fa'aleleia atili ai le fa'atinoga ma fa'aitiitia ai le fa'aleagaina.

Mamafa o le Transmembrane (TMP) i le Ultrafiltration

3.1. O le ā le Mamafa o le Transmembrane?

O le mamafa o le transmembrane (TMP) o le eseesega o le mamafa i luga o le membrane filtration, e tuleia ai le solvent mai le itu e fafagaina ai agai i le itu e permeate. O le TMP o le malosiaga autu lea i tua atu o le faagasologa o le vavaeesega i le ultrafiltration, e mafai ai e le solvent ona ui atu i le membrane a'o taofia ai porotini ma isi macromolecules.

TMP Formula:

Eseesega faigofie: TMP = P_feed − P_permeate
Metotia fa'ainisinia: TMP = [(P_feed + P_retentate)/2] − P_permeate
O iinei, o le P_feed o le mamafa e ulufale mai ai, o le P_retentate o le mamafa e alu ese ai i le itu retentate, ma o le P_permeate o le mamafa o le itu permeate. O le aofia ai o le mamafa o le retentate (po'o le concentrate) e maua ai se tau sili atu ona sa'o i luga o le membrane, e aofia ai le suiga o le mamafa e mafua mai i le tete'e o le tafe ma le leaga.
Mamafa o le fafaga ma le fua faatatau o le tafe
Fa'aauau le mamafa (pe a talafeagai)
Fa'asusuina o le mamafa (e masani lava i le ea)
Tete'e o le membrane
E eseese le TMP e fuafua i le ituaiga o le membrane, mamanu o le faiga, ma tulaga o le faagasologa.

Puleaina o Fesuiaiga:

3.2. TMP ma le Fa'agasologa o le Ultrafiltration

E taua tele le matafaioi a le TMP i le fa'aputuina o porotini ultrafiltration, e fa'aoso ai vaila'au porotini i totonu o le membrane. E tatau ona lava le maualuga o le mamafa e fa'ato'ilalo ai le tete'e mai le membrane ma so'o se mea ua fa'aputuina ae aua le maualuga tele e fa'avavevave ai le fa'aleagaina.

Aafiaga o le Viscosity o le Solution ma le Concentration o le Porotini

Malōlō o vaifofo porotini:O le maualuga o le viscosity e faʻateleina ai le teteʻe o le tafe, e manaʻomia ai se TMP maualuga e faʻatumauina ai le tafe tutusa o le permeate. Mo se faʻataʻitaʻiga, o le faʻaopoopoina o le glycerol i le fafaga poʻo le faʻaaogaina o porotini faʻapitoa e faʻateleina ai le viscosity ma o lea e manaʻomia ai le TMP faʻatino.
Fa'aputuga o porotini:A'o fa'ateleina le malosi o le vaila'au i le taimi o le fa'aputuga o le ultrafiltration, e fa'ateleina fo'i le viscosity o le vaila'au, fa'ateleina le TMP, ma fa'ateleina ai le lamatiaga o le fa'aleagaina o le membrane po'o le fa'apalapala o le malosi o le vaila'au.
Tulafono a Darcy:E feso'ota'i le TMP, permeate flux (J), ma le viscosity (μ) e ala i le TMP = J × μ × R_m (tete'e o le membrane). Mo ni fofo porotini e maualuga le viscosity, e taua tele le fetu'una'iga ma le fa'aeteete o le TMP mo le ultrafiltration lelei.

Faʻataʻitaʻiga:

O le ultrafiltration o vailaʻau mafiafia o le antibody e manaʻomia ai le pulega faʻaeteete o le TMP e teteʻe atu ai i le siʻitia o le viscosity.
O le PEGylation poʻo isi faʻaleleia o porotini e suia ai fegalegaleaiga ma le membrane, e aʻafia ai le TMP e manaʻomia mo le flux manaʻomia.

3.3. Mata'ituina ma Fa'aleleia atili le TMP

Tausiga o le TMP i totonu o lele mamafa masani o le membranee taua tele mo le fa'atinoga mautu o le membrane ultrafiltration ma le lelei o oloa. I le aluga o taimi, a'o fa'agasolo le ultrafiltration, o le concentration polarization ma le fouling e mafai ona mafua ai ona si'itia le TMP, o nisi taimi e vave lava.

Faiga o le Mata'ituina:

Mata'ituina i le taimi moni:E siaki le TMP e ala i le inlet, retentate, ma le permeatemasini fa'asalalau o le mamafa.
Fa'ailoga Raman:Fa'aaogaina mo le siakiina e le fa'alavelaveina o le tele o porotini ma mea fa'aopoopo, fa'afaigofieina ai le puleaina o le TMP fetu'una'i i le taimi o le ultrafiltration ma le diafiltration.
Pulea fa'apitoa:E mafai e le Extended Kalman Filters (EKF) ona fa'agasolo fa'amaumauga o le sensor, ma fa'asa'o otometi ai le TMP e 'alofia ai le tele o le fa'aleagaina.
Seti le TMP muamua i totonu o le tulaga masani:Aua le maualalo tele e fa'aitiitia ai le tafe, ae aua fo'i le maualuga tele e 'alofia ai le vave fa'aleagaina.
Fetuuna'i le TMP pe a fa'ateleina le viscosity:I le taimi o le faʻateleina o le ultrafiltration, faʻasolosolo malie ona faʻateleina le TMP pe a manaʻomia.
Pulea le tafe o mea'ai ma le pH:O le fa'ateleina o le tafe o mea'ai po'o le fa'aitiitia o le TMP e fa'aitiitia ai le fa'aputuga o mea'ai ma le fa'aleagaina.
Fa'amamaina ma le suia o le membrane:O TMPs maualuluga e fesoʻotaʻi ma le faʻamamāina soo ma le faʻaitiitia o le umi e ola ai le membrane.

Fuafuaga Fa'aleleia:

Faʻataʻitaʻiga:

O le faaleagaina o le ele i laina gaosi o porotini e mafua ai le faateleina o le TMP ma le faaitiitia o le tafe, ma e manaomia ai le faamamaina po o le sui o le membrane e toe faafoisia ai le galuega masani.
O le togafitiga muamua e fa'aaoga ai le enzyme (e pei o le fa'aopoopoina o le pectinase) e mafai ona fa'aitiitia ai le TMP ma fa'ateleina ai le umi e ola ai le membrane i le taimi o le high-viscosity rapeseed protein ultrafiltration.

3.4. TMP i totonu o Faiga TFF

O le tangential (transverse) flow filtration (TFF) e faʻagaoioia e ala i le faʻasalalauina o le vailaʻau fafaga i luga o le membrane nai lo le tuʻusaʻo i totonu, ma e matua aʻafia ai lava le gaioiga a le TMP.

Fa'atonutonuina ma le Paleni o le TMP

Mamafa o le TFF transmembrane (TFF TMP):E pulea e ala i le puleaina o le fua faatatau o le tafe o le fafaga ma le mamafa o le pamu e aloese ai mai le tele o le TMP a'o fa'ateleina le permeate flux.
Fa'aleleia atili o tapula'a:O le faʻateleina o le tafe o meaʻai e faʻaitiitia ai le teuina o porotini i le lotoifale, faʻamautu le TMP, ma faʻaitiitia ai le faʻaleagaina o le membrane.
Fa'ata'ita'iga fa'akomepiuta:O faʻataʻitaʻiga CFD e vavalo ma faʻaleleia atili le TFF TMP mo le toe faʻaleleia atili o oloa, mama, ma le fua—aemaise lava le taua mo faiga e pei o le mRNA poʻo le vavaeʻeseina o vesicle i fafo atu o le sela.

Faʻataʻitaʻiga:

I le fa'agasologaina o meaola (bioprocessing), o le TFF TMP sili ona lelei e maua ai le >70% o le toe fa'aleleia o le mRNA e aunoa ma le fa'aleagaina, e sili atu nai lo metotia o le ultracentrifugation.
O le puleaina o le TMP fetuutuunai, e faʻamatalaina e faʻataʻitaʻiga faʻamatematika ma le tali mai o le sensor, e faʻaitiitia ai le tele o le suia o le membrane ma faʻaleleia atili ai le umi e ola ai le membrane e ala i le faʻaitiitia o le palapala.

Manatu autū:

E tatau ona pulea lelei le mamafa o le TMP transmembrane i le TFF ina ia faatumauina ai le lelei o le faagasologa, le fesuiaʻiga o le malosi, ma le soifua maloloina o le membrane.
O le faʻaleleia atili faʻapitoa o le TMP e faʻaitiitia ai tau o faʻagaioiga, lagolagoina le toe faʻaleleia o oloa mama maualuga, ma faʻalauteleina le umi e ola ai le membrane i le protein ultrafiltration ma isi faiga e fesoʻotaʻi i ai.

Faiga o le Fa'aleagaina ma lo Latou Sootaga i le Viscosity

Auala Autū o le Fa'aleagaina i le Protein Ultrafiltration

E aʻafia le protein ultrafiltration i ni auala eseese o le faʻaleagaina:

Fa'aleagaina ona o le 'Ele:E tupu pe a faaputuputu oloa e faaleagaina ai le ele—e masani lava o oxides o le u'amea—i luga o luga o le membrane. O nei mea e fa'aitiitia ai le tafe ma faigata ona aveese i vaila'au fa'amama masani. O le faaleagaina o le ele e mafua ai le leiloa pea o le faatinoga o le membrane ma fa'ateleina ai le tele o le suia o le membrane i le aluga o taimi. O lona aafiaga e matua ogaoga lava i membrane PVDF ma PES e fa'aaogaina i togafitiga vai ma fa'aoga porotini.

Fa'aleagaina Fa'alenatura:E tele lava ina fa'aosofia e porotini e pei o le bovine serum albumin (BSA), ma e ono fa'amalosia i le i ai o isi mea ola e pei o le polysaccharides (e pei o le sodium alginate). O auala e aofia ai le fa'apipi'iina i luga o pu o le membrane, le pupuni o pu, ma le fausiaina o se keke. E tutupu aafiaga fa'atasi pe a iai ni vaega ola e tele, fa'atasi ai ma faiga fa'afefiloi-foulant e sili atu ona ogaoga le fa'aleagaina nai lo mea'ai e tasi-porotini.

Fa'apolarisasi o le Fa'aputuga:A'o fa'agasolo le ultrafiltration, e fa'aputuina porotini e taofia i tafatafa o le membrane, ma fa'ateleina ai le fa'aputuga ma le viscosity i le lotoifale. O lenei mea e fausia ai se vaega o le polarization e fa'aleleia atili ai le fa'aleagaina ma fa'aitiitia ai le flux. E fa'avavevave le fa'agasologa a'o fa'agasolo le vaega o le fa'aputuga o le ultrafiltration, e a'afia sa'o lava e le mamafa o le transmembrane ma le flow dynamics.

Fa'aleagaina fa'a-Colloidal ma fa'aleagaina fefiloi:E ono fegalegaleai mea fa'a-colloidal (e pei o le silica, minerale inorganic) ma porotini, ma fausia ai ni vaega fa'aputuga lavelave e fa'ateteleina ai le pala o le membrane. O le iai o le colloidal silica, mo se fa'ata'ita'iga, e fa'aitiitia ai le fua o le tafe, aemaise lava pe a tu'ufa'atasia ma mea fa'a-organic po'o lalo o tulaga pH e le lelei tele.

Aafiaga o le Viscosity o le Fofo i le Atina'eina o le Fouling

O le mafiafia o vailaʻau porotini e matua aʻafia ai le gaioiga o le pala ma le faʻamaʻaʻaina o le membrane:

Fa'avavevaveina o le Fa'aleagaina:O le maualuga o le viscosity o le vailaʻau porotini e faʻateleina ai le teteʻe atu i le toe aveina o solutes ua taofia, ma faʻafaigofie ai le fausiaina o le keke layer. O lenei mea e faʻateleina ai le mamafa o le transmembrane (TMP), faʻavavevave ai le faʻapipiʻiina o le membrane ma le faʻaleagaina.

Aafiaga o le Fa'atulagaina o le Fofo:E suia e le ituaiga porotini le viscosity; o porotini lapotopoto (e pei o le BSA) ma porotini fa'alautele e eseese a latou amioga e tusa ai ma le tafe ma le polarization. O le fa'aopoopoina o mea e pei o polysaccharides po'o le glycerol e fa'ateleina ai le viscosity, ma fa'atupuina ai le pala. O mea fa'aopoopo ma le fa'aputuga o porotini i le maualuga o le malosi e fa'ateleina ai le saoasaoa o le poloka o membrane, ma fa'aitiitia ai le umi o le tafe ma le membrane.

Taunuuga Fa'atino:O le maualuga o le viscosity e manaʻomia ai le faʻateleina o le TMP e faʻatumauina ai le fua faatatau o le faʻamamaina i faiga faʻamamāina o le tafe transverse. O le umi o le faʻaalia i le TMP maualuga e faʻateleina ai le leaga e le toe faʻaleagaina, e masani ona manaʻomia ai le faʻamamāina soo o le membrane poʻo le vave suia o le membrane.

Matafaioi o Uiga o Meaʻai

O uiga o mea'ai—e pei o uiga o porotini ma le kemisi o le vai—e fuafua ai le ogaoga o le palapala:

Tele ma le Tufatufaina o Porotini:O porotini tetele pe fa'aputu fa'atasi e sili atu ona mafua ai le poloka o pu ma le fa'aputuina o keke, e fa'ateleina ai le viscosity ma le fa'ama'a'aina i le taimi o le fa'ateleina o le porotini i le ultrafiltration.

pH:O le pH maualuga e faʻateleina ai le teteʻe atu i le eletise, e taofia ai porotini mai le faʻaputuina i tafatafa o le membrane, ma faʻaitiitia ai le faʻaleagaina. I se faʻatusatusaga, o tulaga faʻasusu e faʻaitiitia ai le teteʻe atu, aemaise lava mo le colloidal silica, e faʻateleina ai le faʻaleagaina o le membrane ma faʻaitiitia ai le fua o le tafe.

Vevela:O le maualalo o le vevela o le faagasologa e masani ona faʻaitiitia ai le malosi faʻatino, lea e mafai ona faʻagesegese ai le fua o le faʻaleagaina ae faʻateleina ai foʻi le mafiafia o le vai. O le maualuga o le vevela e faʻavavevave ai le faʻaleagaina ae mafai foʻi ona faʻaleleia atili ai le aoga o le faʻamamaina.

Mea Fa'akolloidal/E le Fa'aola:O le i ai o le colloidal silica po'o metala e fa'ateleina ai le fa'aleagaina, aemaise lava i lalo o tulaga 'āsi. O fasi silica e fa'ateleina ai le mafiafia atoa o le fofo ma poloka ai pu, ma fa'aitiitia ai le lelei o le fa'aputuina o le ultrafiltration ma fa'aitiitia ai le umi atoa o le membrane ma le fa'atinoga.

Fa'atulagaga Ionic:O le fa'aopoopoina o nisi ituaiga ionic (Na⁺, Zn²⁺, K⁺) e ono fa'aitiitia ai le fa'aleagaina e ala i le suia o le malosiaga eletise ma le fa'asusu i le va o porotini ma membrane. Peita'i, o ions e pei o le Ca²⁺ e masani ona fa'alauteleina ai le fa'aputuga ma fa'ateleina ai le gafatia o le fa'aleagaina.

Faʻataʻitaʻiga:

I le taimi o le faamamāina o le tafe transverse, o le mea'ai e tele ai porotini mamafa molecular ma maualuga le viscosity o le a vave ona fa'aitiitia le tafe, ma fa'ateleina ai le fa'amamāina ma le suia o mea.
A iai le colloidal silica i le vai fafaga ma ua fa'a'asa, e fa'ateleina ai le fa'aputuina ma le fa'aputuina o le silica, ma fa'ateleina ai le fua o le fa'aleagaina ma fa'aitiitia ai le lelei o le membrane.

I se aotelega, o le malamalama i le fegalegaleaiga i le va o le viscosity o le fofo, ituaiga o mea e faaleagaina ai, ma uiga o mea e fafaga ai e taua tele mo le faaleleia atili o le maualuga o le ultrafiltration, faaitiitia ai le faaleagaina o le membrane, ma faateleina ai le umi e ola ai le membrane.

Fa'aputuga o le Fa'aputuga ma lona Pulega

O le ā le Polarization o le Fa'aputuga?

O le concentration polarization o le faaputuputuina lea o le solute ua taofia—e pei o porotini—i le membrane/solution interface i le taimi o le ultrafiltration. I le tulaga o protein solutions, a o tafe le vai e faasaga i le semi-permeable membrane, o porotini e teena e le membrane e masani ona faaputu i se vaega manifinifi e lata ane i le fogāeleele. O lenei faaputuputuga e mafua ai se concentration gradient maualuga: maualuga le concentration o le porotini i le membrane, e matua maualalo lava i le bulk solution. O le mea e tupu e mafai ona toe suia ma pulea e malosiaga hydrodynamic. E ese mai i le membrane fouling, lea e aofia ai le teuina tumau pe adsorption i totonu po o luga o le membrane.

E fa'apefea ona fa'ateleina e le Concentration Polarization le Viscosity ma le Fouling

I luga o le membrane, o le faaputuputuina pea o porotini e fausia ai se vaega tuaoi e faateleina ai le maualuga o le solute i le lotoifale. E lua aafiaga taua o lenei mea:

Fa'ateleina o le Viscosity i le Nofoaga:A'o si'itia le tele o le porotini e lata ane i le membrane, e fa'ateleina fo'i le viscosity o le vaila'au porotini i totonu o lenei vaega la'ititi. O le si'itia o le viscosity e fa'alavelaveina ai le toe fa'afo'isia o le solute mai le membrane, ma fa'ateleina ai le concentration gradient ma faia ai se feedback loop o le fa'ateleina o le tete'e atu i le tafe. O lenei mea e mafua ai le fa'aitiitia o le permeate flux ma le mana'omia o le malosi mo le fa'aauau pea o le fa'amamāina.

Fa'afaigofieina o le Fa'aleagaina o le Membrane:O le maualuga o le porotini e lata ane i le membrane e faʻateleina ai le avanoa e faʻaputu ai porotini ma, i nisi faiga, e faʻatupuina ai se vaega gel. O lenei vaega e poloka ai pu o le membrane ma faʻateleina atili ai le teteʻe atu i le tafe. O ia tulaga ua sauni mo le amataga o le faʻaleagaina e le toe mafai ona toe faʻafoʻisia, lea e faʻaputu ai porotini ma mea leaga e pipii faʻaletino pe faʻakemikolo i le matrix o le membrane.

O ata fa'ata'ita'i (e pei o le microscopy eletise) e fa'amaonia ai le vave fa'aputuina o fa'aputuga porotini nano i le membrane, lea e mafai ona tupu a'e ma avea ma ni mea tetele pe afai e le pulea lelei tulaga fa'atino.

Fuafuaga e Fa'aitiitia ai le Fa'aputuga o le Va'aiga

O le puleaina o le polarization o le concentration i le ultrafiltration protein concentration poʻo le transverse flow filtration e manaʻomia ai se auala lua: fetuʻunaʻi o le hydrodynamics ma le faʻaleleia o faʻasologa o galuega.

Fa'aleleia atili o le saoasaoa o le tafega fa'alava:
O le fa'ateleina o le saoasaoa o le tafe fa'alava e fa'ateleina ai le tafe fa'alava i luga o le membrane, e fa'aleleia ai le sele ma fa'aitiitia ai le vaega tuaoi o le concentration. O le sele malosi e sele ese ai porotini ua fa'aputuina mai luga o le membrane, e fa'aitiitia ai le polarization ma le lamatiaga o le fa'aleagaina. Mo se fa'ata'ita'iga, o le fa'aaogaina o mea fa'afefiloi tumau po'o le fa'alauiloaina o le gas sparging e fa'alavelaveina ai le vaega solute, aemaise lava le fa'aleleia atili o le permeate flux ma le lelei i le fa'agasologa o le transverse flow filtration.

Suiga o Fa'atulagaga Fa'atino:

Mamafa o le Transmembrane (TMP):O le TMP o le eseesega o le mamafa i luga o le membrane ma le malosiaga e faʻamalosia ai le ultrafiltration. Peitaʻi, o le tuleia o le TMP i luga e faʻavavevave ai le filtration e mafai ona toe afaina ai le siosiomaga ona o le faʻamalosia o le concentration polarization. O le pipiimau i le tulaga masani o le mamafa o le transmembrane—e le sili atu i tapulaʻa ua setiina mo le protein ultrafiltration—e fesoasoani e puipuia ai le tele o le solute buildup ma le faʻateleina o le viscosity i le lotoifale.

Fua Fa'atatau o le Selese:O le fua faatatau o le sele, o se galuega tauave o le saoasaoa o le tafega ma le mamanu o le auala, e taua tele i le faagasologa o felauaiga o le solute. O le maualuga o le sele e taofia ai le manifinifi ma le gaoioi o le vaega o le polarization, ma mafai ai ona toe faafouina soo le vaega ua uma ona faaputuputuina le solute e lata ane i le membrane. O le faateleina o le fua faatatau o le sele e faaitiitia ai le taimi e faaputu ai porotini ma faaitiitia ai le siitia o le viscosity i le va.

Meatotino o Fafaga:O le fetu'una'i o meatotino o le fofo porotini o lo'o o'o mai—e pei o le fa'aitiitia o le viscosity o le fofo porotini, fa'aitiitia o le aofa'i o mea e fa'aputu ai, po'o le puleaina o le pH ma le malosi o le ionic—e mafai ona fesoasoani e fa'aitiitia ai le tele ma le a'afiaga o le concentration polarization. O le togafitiga muamua o mea'ai ma suiga o le fa'atulagaga e mafai ona fa'aleleia atili ai le fa'atinoga o le ultrafiltration membrane ma fa'alauteleina ai le umi e ola ai le membrane e ala i le fa'aitiitia o le tele o taimi e fa'amamā ai le membrane.

Faataitaiga o le Talosaga:
O se falegaosimea e faʻaaogaina le tangential flow filtration (TFF) e faʻaputu ai monoclonal antibodies e faʻaaogaina ma le faʻaeteete le saoasaoa o le cross-flow ma faʻatumauina le TMP i totonu o se faʻamalama faʻapitoa. O le faia o lea mea, e faʻaitiitia ai e le au faʻagaoioia le polarization o le concentration ma le faʻaleagaina o le membrane, ma faʻaitiitia ai le tele o le suia o le membrane ma taʻamilosaga faʻamamāina—e faʻaitiitia saʻo ai tau o galuega ma faʻaleleia atili ai le fua o oloa.

O fetuunaʻiga talafeagai ma le mataʻituina o nei fesuiaʻiga—e aofia ai le fuaina moni o le viscosity o le fofo porotini—e taua tele i le faʻaleleia atili o le faʻatinoga o le ultrafiltration concentration ma le faʻaitiitia o aʻafiaga leaga e fesoʻotaʻi ma le concentration polarization i le gaosiga o porotini.

Fa'aleleia atili o le Ultrafiltration mo ni fofo porotini e maualuga le malosi

6.1. Faiga Sili Ona Lelei mo le Fa'agaioiga

O le tausia o le faatinoga sili ona lelei o le ultrafiltration ma ni vaifofo porotini e maualuga le viscosity e manaʻomia ai se paleni lelei i le va o le mamafa o le transmembrane (TMP), le maualuga o le porotini, ma le viscosity o le vaifofo. O le TMP—le eseesega o le mamafa i luga o le membrane—e aʻafia saʻo ai le fua faatatau o le maualuga o le porotini ultrafiltration ma le tulaga o le fouling o le membrane. Pe a faʻagasoloina ni vaifofo viscous e pei o monoclonal antibodies poʻo ni porotini serum e maualuga le concentration, soʻo se faʻateleina tele o le TMP e ono faʻateleina ai le flux i le taimi muamua, ae e vave foʻi ona faʻavavevaveina le fouling ma le faʻaputuina o porotini i luga o le membrane. O lenei mea e oʻo atu ai i se faiga faʻamamāina e le mautu ma le le mautu, ua faʻamaonia e suʻesuʻega ata o loʻo faʻaalia ai ni vaega mafiafia o porotini o loʻo fausia i le maualuga o le TMP ma le maualuga o le porotini e sili atu i le 200 mg/mL.

O le auala sili ona lelei e aofia ai le fa'agaoioia o le faiga e lata ane, ae aua le sili atu i le TMP taua. I le taimi nei, ua fa'ateleina le gaosiga ae o le lamatiaga o le fa'aleagaina e le toe mafai ona toe fa'afo'isia e tumau pea le la'ititi. Mo viscosities maualuga tele, o su'esu'ega talu ai nei ua fautuaina ai le fa'aitiitia o le TMP ma le fa'ateleina fa'atasi o le tafe o mea'ai (transverse flow filtration) e fesoasoani e fa'aitiitia ai le polarization o le concentration ma le fa'aputuina o porotini. Mo se fa'ata'ita'iga, o su'esu'ega i le Fc-fusion protein concentration o lo'o fa'aalia ai le maualalo o le TMP o fa'atulagaga e fesoasoani e fa'atumauina le mautu o le flux a'o fa'aitiitia ai le leiloa o oloa.

E matuā tāua tele le fa’ateleina malie ma le fa’atulagaina o le maualuga o le porotini i le taimi o le ultrafiltration. O la’asaga fa’afuase’i o le fa’ateleina e mafai ona fa’amalosia ai le fofo i se faiga maualuga-viscosity i se taimi vave tele, ma fa’ateleina ai le lamatiaga o le fa’aputuga ma le ogaoga o le fa’aleagaina. Nai lo lea, o le fa’ateleina malie o le maualuga o le porotini e mafai ai ona fetu’una’i fa’atasi fa’asologa o le fa’agasologa e pei o le TMP, le saoasaoa o le tafe, ma le pH, e fesoasoani ai e fa’atumauina le mautu o le faiga. O su’esu’ega o mataupu o le enzyme ultrafiltration e fa’amaonia ai o le tausia o le maualalo o le mamafa o galuega i le taimi o nei la’asaga e fa’amautinoa ai le fa’ateleina o le maualuga, e fa’aitiitia ai le pa’u’ū o le flux a’o puipuia le tulaga lelei o oloa.

6.2. Sootaga ma le Tausiga o le Suiga o le Membrane

O le tele o le suia o le membrane i le ultrafiltration e fesoʻotaʻi vavalalata ma faʻailoga o le faʻaleagaina ma le faʻaitiitia o le flux. Nai lo le faʻalagolago naʻo le faʻaitiitia o le flux faʻatatau e fai ma faʻailoga o le iʻuga o le olaga, o le mataʻituina o le teteʻe faʻapitoa o le faʻaleagaina—o se fua faʻatatau e faʻatusalia ai le teteʻe e mafua mai i mea ua faʻaputuina—ua faʻamaonia le sili atu ona faʻatuatuaina, aemaise lava i meaʻai fefiloi-porotini poʻo porotini-polysaccharide, lea e mafai ona vave ma ogaoga ai le faʻaleagaina.

E taua tele fo'i le mata'ituina o fa'ailoga fa'aopoopo o le palapala. O fa'ailoga va'aia o le fa'aputuina o le fogā'ele'ele, le tafe tutusa o le permeate, po'o le fa'ateleina pea o le TMP (e ui lava i le fa'amamaina) o fa'ailoga lapata'i uma ia o le palapala fa'asolosolo e muamua atu i le fa'aletonu o le membrane. O auala e pei o le siakiina o le modified fouling index (MFI-UF) ma le fa'afeso'ota'i ma le fa'atinoga o le membrane e mafai ai ona fa'atulagaina le suiga nai lo suiga e tali atu ai, ma fa'aitiitia ai le taimi e le toe fa'aaogaina ai ma pulea ai tau o le tausiga.

E le gata ina fa'aleagaina le tulaga lelei o le membrane ona o le fa'aputuina o mea leaga fa'aola ae fa'apea fo'i i le 'ele, aemaise lava i faiga e fa'atinoina i le pH maualuga pe maualuga fo'i le masima. E tatau ona fa'atinoina asiasiga masani ma faiga fa'amama vaila'au e pulea ai le 'ele ma le fa'aputuina o mea leaga. A matauina le 'ele e feso'ota'i ma le 'ele, e tatau ona fetu'una'i le tele o taimi e fa'amama ai le membrane ma le taimi e sui ai ina ia mautinoa le umi e ola ai le membrane ma le fa'atinoina tutusa o le ultrafiltration membrane. E taua tele le tausiga mae'ae'a ma le fa'atulagaina mo le fa'aitiitia o le a'afiaga o nei fa'afitauli ma le fa'aumiumiina o le fa'agaioiga lelei.

6.3. Puleaina o Faiga ma le Fuaina o le Viscosity i totonu

O le fuaina sa'o ma le taimi moni o le viscosity o le vaila'au porotini e taua tele mo le puleaina o le faagasologa i le ultrafiltration, aemaise lava pe a fa'ateleina le maualuga ma le viscosities. O faiga fuaina viscosity inline e maua ai le mata'ituina faifai pea, e mafai ai ona vave toe fa'afo'i mai ma mafai ai ona fetu'una'i fa'asolosolo i fa'atulagaga o le faiga.

Ua suia e tekinolosi fou le tulaga o le fuaina o le mafiafia o fofo porotini:

Fa'ata'ita'iga Raman ma le Fa'amamāina o KalmanO le su'esu'ega Raman i le taimi moni, e lagolagoina e Kalman filters fa'alauteleina, e mafai ai ona mata'ituina lelei le maualuga o le porotini ma le fa'atulagaina o le buffer. O lenei auala e fa'ateleina ai le maaleale ma le sa'o, e lagolagoina ai le fa'aautomatika o le fa'agasologa mo le maualuga o le ultrafiltration ma le diafiltration.

Viscometry o le Capillary Kinematic Fa'aautomatika: Fa'aaogaina le va'ai fa'akomepiuta, o lenei tekinolosi e fuaina otometi ai le mafiafia o le fofo, fa'ato'ilaloina ai mea sese fa'atino ma ofoina atu le mata'ituina soo, fa'atelevaveina i le tele o auala o le fa'agasologa. Ua fa'amaonia mo fa'atulagaga masani ma fa'aputuga fa'aporotini faigata ma fa'aitiitia ai le fa'alavelave i le taimi o le fa'aputuga o le ultrafiltration.

Masini Rheology MicrofluidicO faiga fa'a-microfluidic e tu'uina atu ai fa'amatalaga auiliili ma faifai pea o le rheological, e o'o lava i fofo porotini e le o Newtonian, e maualuga le viscosity. E taua tele nei mea i le gaosiga o vaila'au, lagolagoina ai fuafuaga fa'atekinolosi fa'agasologa (PAT) ma le tu'ufa'atasia ma feedback loops.

O le puleaina o le faagasologa e faʻaaogaina ai nei meafaigaluega e mafai ai ona faʻatinoina ni faʻasologa o tali mo le fetuʻunaʻiga moni o le TMP, le fua faatatau o le fafagaina, poʻo le saoasaoa o le tafe o le vai e tali atu ai i suiga o le viscosity. Mo se faʻataʻitaʻiga, afai e iloa e le inline sensing se siʻitia faʻafuaseʻi o le viscosity (ona o le faʻateleina o le maualuga poʻo le faʻaputuga), e mafai ona faʻaitiitia otometi le TMP pe siʻitia le saoasaoa o le tafe o le vai e faʻatapulaʻa ai le amataga o le polarization o le maualuga i le ultrafiltration. O lenei auala e le gata ina faʻalauteleina ai le umi o le membrane ae lagolagoina ai foʻi le lelei tutusa o oloa e ala i le puleaina o mea e aʻafia ai le viscosity o fofo o porotini i se auala faʻafuaseʻi.

O le filifilia o le tekinolosi sili ona talafeagai mo le mata'ituina o le viscosity e fa'alagolago i mana'oga fa'apitoa o le fa'aogaina o le ultrafiltration, e aofia ai le tele o le viscosity e fa'amoemoeina, le faigata o le fa'atulagaina o porotini, mana'oga fa'apipi'i, ma le tau. O nei alualu i luma i le mata'ituina i le taimi moni ma le puleaina o le fa'agasologa fa'aonaponei ua fa'aleleia atili ai le gafatia e fa'aleleia atili ai le ultrafiltration mo fofo porotini maualuga-viscosity, ma fa'amautinoa ai le mautu o le fa'agaioiga ma le maualuga o le fua o oloa.

Fofoina o Fa'afitauli ma Fa'afitauli Masani i le Protein Ultrafiltration

7.1. Fa'ailoga, Mafua'aga, ma Togafitiga

Fa'ateleina o le Mamafa o le Transmembrane

O le si'itia o le mamafa o le transmembrane (TMP) i le taimi o le ultrafiltration e fa'ailoa mai ai le fa'atupula'ia o le tete'e i luga o le membrane. O a'afiaga o le mamafa o le transmembrane i le ultrafiltration e tuusa'o: o le maualuga masani o le mamafa o le transmembrane e masani lava ona fa'alagolago i le fa'agasologa, ae o le fa'aauau pea ona fa'ateleina ai le taua o su'esu'ega. E lua mafua'aga masani e tu matilatila mai:

Maualuga le mafiafia o le vailaʻau porotini:A'o fa'ateleina le mafiafia o vaila'au porotini—e masani lava i le maualuga o le malosi o le porotini ultrafiltration—e fa'ateleina fo'i le mamafa e mana'omia mo le tafe. E iloa lelei lenei mea i le fa'aputuga mulimuli ma la'asaga o le diafiltration lea e sili ona mafiafia ai vaila'au.
Fa'aleagaina o le membrane:O mea fa'aleagaina e pei o fa'aputuga porotini po'o fa'afefiloi o polysaccharide-porotini e mafai ona pipii pe poloka ai pu o le membrane, ma i'u ai i le vave oso a'e o le TMP.

Togafitiga:

Fa'aitiitia le TMP ma fa'ateleina le tafe o mea'aiO le fa'aitiitia o le TMP a'o fa'ateleina le saoasaoa o le fafaga e fa'aitiitia ai le polarization o le concentration ma le fausiaina o le gel layer, ma fa'alauiloa ai le flux mautu.
Fa'amamaina masani o le membraneFa'atulaga se taimi sili ona lelei e fa'amamā ai le membrane e aveese ai mea leaga ua fa'aputuina. Siaki le aoga e ala i le fuaina o le mafiafia o le vaila'au porotini pe a uma ona fa'amamā.
Suia pa'u ua leva ona matutuaAtonu e manaʻomia le faʻateleina o le suiina o le membrane pe afai e le lava le faʻamamāina pe ua oo i le umi e aoga ai le membrane.

Fa'aitiitia o le Saosaoa o le Felauaiga: La'au Fa'ama'i

O le fa'aitiitia pea o le tafe i le taimi o le fa'aputuga o le ultrafiltration e fa'ailoa mai ai ni popolega i le gaosiga. Mulimuli i lenei auala su'esu'e:

Siaki le TMP ma le viscosity:Afai ua fa'ateleina uma ia mea e lua, siaki pe iai se palapala pe iai se vaega o le gel.
Siaki le tuufaatasiga o mea'ai ma le pH:O suiga iinei e mafai ona suia ai le mafiafia o vailaʻau porotini ma faʻaosofia ai le leaga.
Iloilo le faatinoga o le membrane:O le fa'aitiitia o le permeate flux e ui i le fa'amamaina o lo'o fa'ailoa mai ai le ono fa'aleagaina o le membrane po'o se palapala e le toe mafai ona toe fa'aleleia.

Tali:

Fa'aleleia le vevela, pH, ma le malosi o le ionic i totonu o mea'ai e fafaga ai ina ia fa'aitiitia ai le fa'aleagaina ma le fa'aputuga o le fa'apalapala i le taimi o le ultrafiltration.
Faaaoga ni vaega o le membrane ua suia i luga po'o ni vaega e fa'ata'amilomilo e fa'alavelave ai vaega gel ma toe fa'afo'i mai le tafe lelei.
Fai se fua masani o le mafiafia o le vaifofo porotini e iloa ai suiga e aʻafia ai le tafe.

Fa'aleagaina vave pe Fausiaina o le Gel Layer

E mafua le vave o le fausiaina o le vaega gel mai le tele naua o le polarization i luga o le membrane. O le mamafa o le transverse flow filtration (TFF) transmembrane e matua faigofie lava ona a'afia i lalo o tulaga maualuga o le viscosity po'o tulaga e tele ai porotini.

Fuafuaga Fa'aitiitia:

Fa'aoga ni membrane e hydrophilic ma e le'i fa'atumuina lelei (e pei o membrane Polyvinylidene fluoride [PVDF]) e fa'aitiitia ai le pipii ma le fa'apipi'i o porotini.
Togafitia muamua mea'ai e fa'aaoga ai le fa'aputuga po'o le electrocoagulation e aveese ai mea e tele le palapala a'o le'i fa'amamāina (ultrafiltration).
Tuufaatasia masini fa'amekanika e pei o vaega e fa'ata'amilomilo i le fa'agasologa o le fa'amamāina o le tafe transverse e fa'aitiitia ai le mafiafia o le vaega keke ma fa'atuai ai le fausiaina o le vaega gel.

7.2. Fetuuna'iga i le Fesuia'iga o Mea'ai

E tatau i faiga fa'amamāina o porotini ona fetu'una'i i le eseesega o meatotino po'o le tu'ufa'atasiga o porotini i mea'ai. O mea e a'afia ai le mafiafia o vaila'au porotini—e pei o le tu'ufa'atasiga o le buffer, le tele o porotini, ma le uiga o le fa'aputuina—e mafai ona suia ai amioga a le faiga.

Fuafuaga Tali Atu

Mata'ituina o le mafiafia ma le tu'ufa'atasiga i le taimi moni:Fa'aaoga masini su'esu'e fa'apitoa (Raman spectroscopy + Kalman filtering) mo le vave iloa o suiga o le fafaga, e sili atu nai lo metotia tuai o le UV po'o le IR.
Puleaina o le faagasologa fetuutuunai:Fetuuna'i fa'atulagaga o parakalafa (fua faatatau o le tafe, TMP, filifiliga o le membrane) e tali atu ai i suiga ua iloa. Mo se faʻataʻitaʻiga, o le faʻateleina o le viscosity o le fofo porotini atonu e manaʻomia ai le maualalo o le TMP ma le maualuga o le shear rates.
Filifiliga o le membrane:Faaaoga membrane e lapopo'a pu ma fa'alelei le kemisi o luga e fa'alelei mo meatotino o mea'ai o lo'o iai nei, fa'apaleni le taofia ma le fesuia'iga o porotini.
Togafitiga muamua o mea'ai:Afai o suiga faafuaseʻi i le natura o meaʻai e mafua ai le leaga o le palapala, faʻatino laʻasaga o le faʻaputuga poʻo le faʻamamāina aʻo leʻi faia le ultrafiltration.

Faʻataʻitaʻiga:

I le faʻagasologaina o meaola, o suiga o le buffer poʻo suiga i faʻaputuga antibody e tatau ona faʻaosofia ai le TMP ma fetuunaiga o le tafe e ala i le faiga faʻatonutonu.
Mo le chromatography-linked ultrafiltration, e mafai e le adaptive mixing-integer optimization algorithms ona faʻaitiitia le fesuisuiaʻiga ma faʻaitiitia tau o faʻagaioiga aʻo faʻatumauina pea le faʻatinoga o le membrane ultrafiltration.

O le siakiina masani o le fuaina o le viscosity o le vailaʻau porotini ma le fetuʻunaʻiga vave i tulaga o le faagasologa e fesoasoani e faʻaleleia atili ai le maualuga o le ultrafiltration, faʻatumauina le throughput, ma faʻaitiitia ai le faʻaleagaina o le membrane ma le concentration polarization.

Fesili e Masani Ona Fesiligia

8.1. O le a le tulaga masani mo le mamafa o le transmembrane i le ultrafiltration o fofo porotini?

O le tulaga masani o le mamafa o le transmembrane (TMP) i totonu o faiga fa'aputuga porotini ultrafiltration e fa'alagolago i le ituaiga o membrane, mamanu o le module, ma uiga o le fafaga. Mo le tele o faiga fa'aputuga porotini, e masani ona tausia le TMP i le va o le 1 i le 3 pa (15–45 psi). O tau o le TMP i luga atu o le 0.2 MPa (pe tusa ma le 29 psi) e ono lamatia ai le fa'aleagaina o le membrane, vave ona pala, ma fa'apu'upu'u ai le umi o le membrane. I fa'aoga fa'afoma'i ma fa'agasologa fa'anatura, e le tatau ona sili atu le TMP fautuaina i le 0.8 pa (~12 psi) e 'alofia ai le malepe o le membrane. Mo faiga e pei o le transverse flow filtration, o le tumau i totonu o lenei tulaga TMP e puipuia ai le fua ma le saogalemu o porotini.

8.2. E faapefea ona aafia le faatinoga o le ultrafiltration i le viscosity o vaifofo porotini?

O le mafiafia o le vailaʻau porotini e aʻafia saʻo ai le faʻatinoga o le faʻaputuga o le ultrafiltration. O le mafiafia maualuga e faʻateleina ai le teteʻe o le tafe ma faʻateleina ai le TMP, ma iʻu ai i le faʻaitiitia o le permeate flux ma le vave o le fouling o le membrane. O lenei aafiaga e iloa lelei i monoclonal antibodies poʻo Fc-fusion proteins i le maualuga o le faʻaputuga, lea e faʻateleina ai le mafiafia ona o fegalegaleaiga o le porotini-porotini ma aafiaga o le charge. O le puleaina ma le faʻaleleia atili o le mafiafia ma mea e fesoasoani i ai poʻo togafitiga enzymatic e faʻaleleia atili ai le flux, faʻaitiitia ai le fouling, ma faʻatagaina ai le maualuga o le maualuga o le mafai ona ausia i le taimi o le ultrafiltration concentration phase. O le mataʻituina o le fuaina o le mafiafia o le vailaʻau porotini e taua tele mo le faʻatumauina o le lelei o le faʻagasologa.

8.3. O le ā le concentration polarization ma aiseā e tāua ai i le TFF?

O le concentration polarization i le ultrafiltration o le faaputuputuina lea o porotini i luga o le membrane, ma mafua ai ona iai se gradient i le va o le bulk solution ma le membrane interface. I le transverse flow filtration, e mafua ai ona faateleina le viscosity i le lotoifale ma ono mafai ona toe suia le flux decline. Afai e le pulea, e ono faʻateleina ai le pala o le membrane ma faʻaitiitia ai le lelei o le faiga. O le taulimaina o le concentration polarization i le ultrafiltration e aofia ai le faʻaleleia atili o le cross-flow rates, TMP, ma le filifiliga o le membrane e tausia ai se vaega manifinifi o le polarization. O le pulea saʻo e faʻamautu ai le throughput maualuga ma le lamatiaga o le pala maualalo.

8.4. E fa'apefea ona ou filifili po'o afea e sui ai la'u membrane ultrafiltration?

Sui le membrane ultrafiltration pe a e matauina se fa'aitiitia tele o le throughput (flux), fa'ateleina pea o le TMP e le mafai e le fa'amamaina masani ona fo'ia, pe va'aia fo'i le palapala e totoe pe a uma ona fa'amamaina. O isi fa'ailoga e aofia ai le leai o se selectivity (le mafai ona teena polotini fa'atatau e pei ona fa'amoemoeina) ma le le mafai ona ausia tulaga fa'atulagaina o le fa'atinoga. O le mata'ituina o le tele o le suia o le membrane i le flux masani ma le su'ega selectivity o le fa'avae lea mo le fa'ateleina o le umi o le membrane i faiga fa'aputuga o le protein solution ultrafiltration.

8.5. O a ni fa'atulagaga fa'atino e mafai ona ou fetu'una'i e fa'aitiitia ai le fa'aleagaina o porotini i le TFF?

O tapula'a autū tau galuega e fa'aitiitia ai le fa'aleagaina o porotini i le fa'amamāina o le tafe fa'alava e aofia ai:

Ia faatumauina le saoasaoa o le tafega e lava ina ia faaitiitia ai le faaputuputuina o porotini i le lotoifale ma pulea ai le fefiloi o le tele o porotini.
Fa'agaoioia i totonu o le vaega fautuaina o le TMP, e masani lava 3–5 psi (0.2–0.35 pa), e puipuia ai le tele o le tafe o le oloa ma le fa'aleagaina o le membrane.
Fa'aaoga faiga masani e fa'amamā ai membrane e fa'aitiitia ai le palapala e le toe fa'aleagaina.
Siaki ma, afai e manaʻomia, togafitia muamua le vai fafaga e pulea ai le mafiafia (mo se faʻataʻitaʻiga, faʻaaogaina togafitiga faʻaenzyme e pei o le pectinase).
Filifili mea e fai ai le membrane ma le lapopo'a o pu (MWCO) e fetaui ma le lapopo'a o le porotini fa'amoemoeina ma sini o le fa'agasologa.

O le tu'ufa'atasia o le hydrocyclone prefiltration po'o le enzymatic pretreatment e mafai ona fa'aleleia atili ai le fa'atinoga o le masini, aemaise lava mo mea'ai e maualuga le viscosity. Siaki toto'a le fa'atulagaga o mea'ai ma fetu'una'i tulaga fa'atino e fa'aitiitia ai le fa'aleagaina o le membrane ma fa'aleleia atili ai le vaega o le ultrafiltration concentration.