Sind wiederverwendbare TFF-Kassetten in verschiedenen Geometrien erhältlich?

Hallo zusammen, wenn Sie schon einmal in der Biotechnologie, Pharmazie oder einem anderen Bereich gearbeitet haben, in dem Filtration nicht verhandelbar ist, wissen Sie, dass die Tangentialflussfiltration (TFF) das Rückgrat so vieler Prozesse ist – von der Klärung von Zellkulturen bis zur Konzentration von Antikörpern, vom Pufferaustausch bis zur Reinigung von Enzymen. Aber seien wir ehrlich: Die Einwegkassetten, die Sie vielleicht früher verwendet haben? Sie sind teuer, erzeugen eine Menge Plastikmüll und der Wechsel zwischen Prozessen oder die Skalierung bedeutet eine Menge Ärger. Hier kommen wiederverwendbare TFF-Kassetten ins Spiel, und da stellt sich mir eine Fragedie ganze ZeitDie Frage von Laboren, Bioherstellern und Verfahrenstechnikern lautet: „Sind diese Dinge in verschiedenen Geometrien erhältlich?“

Kurze Antwort? Verdammt, das sind sie. Aber lassen Sie uns das so aufschlüsseln, als würden wir am Labortisch plaudern und keinen spießigen Konferenzvortrag halten. Lassen Sie uns zunächst klären, was eine TFF-Kassette eigentlich ist. Wenn Sie neu hier sind: Eine TFF-Kassette ist im Grunde eine versiegelte Einheit mit einer Membran im Inneren – Sie pumpen Ihre Flüssigkeit hindurch und die Membran trennt, was Sie wollen (wie reines Protein) von dem, was Sie nicht wollen (wie Zelltrümmer oder kleine Salze). Wiederverwendbare Geräte sind so konzipiert, dass sie zerlegt, gereinigt, desinfiziert und immer wieder verwendet werden können. Dies ist ein entscheidender Faktor für die Kostensenkung und die Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks, den jeder Betrieb heutzutage zu verringern versucht.

Nun, Geometrien. Das ist nur ein anderes Wort für Form und Größe, oder? Und wenn es um TFF geht, ist die Geometrie wichtiger als man denkt. Wenn Sie sich für das falsche entscheiden, sinken Ihre Flussraten, Ihre Bindung leidet und Sie müssen tagelang Fehler beheben, anstatt Ihren Prozesszeitplan einzuhalten. Sehen wir uns hier die wichtigsten an, die wir anbieten: Wir sind [Name des unterdrückten Unternehmens] und unsere wiederverwendbaren TFF-Kassetten sind auf Vielseitigkeit ausgelegt, sodass für jeden Anwendungsfall etwas dabei ist.

Zuerst die flachen Mikrofiltrationskassetten. Warten Sie, warten Sie – manchmal werden flache TFF-Kassetten mit anderen Typen kombiniert, aber nein, flach ist eine ganz eigene Geometrie. Diese haben die klassische, flache, rechteckige Form, wie eine dünne Einbandseite, sind aber zum Filtern gedacht. Warum sind diese so beliebt? Sie sind superflexibel für kleine bis mittlere Auflagen, außerdem können Sie verschiedene Membranen problemlos austauschen (mehr dazu gleich). Viele Forschungs- und Entwicklungslabore verwenden flache Geräte, denn wenn Sie ein neues Protein testen oder einen Prozess optimieren, möchten Sie nicht sofort Geld in eine große, maßgeschneiderte Einheit stecken. Wenn Sie danach suchen, sehen Sie sich hier unsere flachen Mikrofiltrationskassetten an: [Linktext: Flache Mikrofiltrationskassetten] unter [URL]. Wir stellen Größen von 10 cm² bis hin zu 1 m² her. Egal, ob Sie eine 10-ml-Charge zum Testen oder einen 100-l-Durchlauf für Versuche in der Frühphase durchführen, es gibt eine flache Geometrie, die passt.

Aber flach ist nicht die einzige Form. Wenn Sie auf eine GMP-Fertigung umsteigen oder einen höheren Durchsatz benötigen, möchten Sie wahrscheinlich etwas mit etwas mehr Druckwiderstand und gleichmäßigem Durchfluss. Hier kommen unsere steiferen wiederverwendbaren TFF-Kassetten im Rahmenstil ins Spiel – betrachten Sie sie als die industriellen Arbeitstiere. Diese haben im Inneren immer noch flache Membranplatten, aber die äußere Geometrie ist ein stabiler, abgedichteter Rahmen, der direkt in die meisten Standard-TFF-Skids geschraubt wird, was weniger Ausfallzeiten beim Austauschen der Einheiten und eine bessere Prozessreproduzierbarkeit bedeutet. Keine seltsamen Flussinkonsistenzen mehr, weil die Kassette in Ihrem Skid leicht falsch ausgerichtet war – wir bearbeiten diese Geometrien mit engen Toleranzen, sodass jede Einheit bei jedem Durchgang gleich ist.

Moment, noch ein großes Problem: Spiralwunde? Nein, warten Sie – warten Sie, nein, unsere wiederverwendbaren Kassetten sind nicht spiralgewickelt, aber wir haben individuell geformte Kassetten für Nischenanwendungsfälle. Ach ja, vielen Leuten ist nicht klar, dass Geometrie nicht nur aus Standardformen besteht – wir können die Abmessungen für bestimmte Skids oder Prozessanforderungen anpassen. Wenn ein Kunde beispielsweise einen TFF-Schlitten von einem älteren Modell hat, der nur für eine ganz bestimmte, nicht standardmäßige Kassettengröße passt, können wir unsere wiederverwendbaren TFF-Kassetten so bearbeiten, dass sie genau dieser Geometrie entsprechen, sodass er nicht Tausende auf einen neuen Schlitten legen muss, nur um eine bessere, wiederverwendbare Einheit zu verwenden. Das ist das Schöne daran: Geometrie muss nicht eine Einheitslösung sein.

Lassen Sie uns nun über Membranen sprechen, denn Geometrie bedeutet nicht gleich Buchse, wenn Ihre Membran nicht passt. Unsere Kassetten funktionieren mit einer Vielzahl von Membrantypen, einschließlich Polyethersulfon-Mikrofiltrationskassetten. PES ist für TFF so beliebt, weil es langlebig ist, eine geringe Proteinbindung aufweist und Autoklavieren oder chemischer Desinfektion standhält – der Schlüssel für wiederverwendbare Produkte. Wenn Sie PES-Membranen benötigen, schauen Sie sich hier unsere Polyethersulfon-Mikrofiltrationskassetten an: [Linktext: Polyethersulfon-Mikrofiltrationskassetten] unter [URL], und Sie können auch nur die Membranblätter kaufen: [Linktext: TFF-Polyethersulfonmembran] unter [URL]. Die Oberfläche der Membran ist auch direkt mit der Geometrie verknüpft – unsere Flachkassetten verfügen über eine erweiterbare Oberfläche. Wenn Sie also mehr Filterraum benötigen, können Sie mehrere Membranblätter in einem Kassettengehäuse stapeln. Dies ist eine Geometrieoptimierung, die sich perfekt zum Konzentrieren größerer Volumina eignet, ohne auf ein völlig anderes System umsteigen zu müssen.

Sehen wir uns an, warum sich die Geometrie tatsächlich auf Ihren Prozess auswirkt. Ich habe gesehen, dass so viele Teams auf Probleme gestoßen sind, weil sie die falsche Form für ihre Durchflussrate gewählt haben. Zum Beispiel hat ein Freund bei einem kleinen Biotech-Unternehmen versucht, eine winzige, runde Kassette (Moment, ja – es gibt auch runde Geometrien für spezielle Mikrofiltration) für einen 50-Liter-Zellkultur-Klärungslauf zu verwenden. Die runde Form bedeutete, dass die Strömungsverteilung ungleichmäßig war – die Flüssigkeit strömte durch die Mitte der Kassette, wodurch die Kanten nicht ausreichend genutzt wurden, sodass der Prozess doppelt so lange wie geplant laufen musste und aufgrund der inkonsistenten Strömung eine geringere Rückgewinnung erzielt wurde. Als sie auf unsere rechteckige flache Kassette umstiegen, deren Größe an die Durchflussrate ihrer Pumpe angepasst war, verkürzte sich ihre Laufzeit um 30 % und ihre Proteinausbeute stieg um 12 %. Das ist der Unterschied, den die Geometrie macht.

Ein weiteres Beispiel: Wenn Sie eine Tangentialflussfiltration zum Pufferaustausch an einer stabilen Zelllinie durchführen, die rund um die Uhr läuft, möchten Sie eine Kassettengeometrie, die sich leicht zerlegen, reinigen und wieder zusammenbauen lässt, ohne die Dichtung zu beschädigen. Unsere wiederverwendbaren Kassetten verfügen über ein Klick- oder Bolzendesign, sodass Sie keine Spezialwerkzeuge benötigen, um Membranen auszutauschen oder die Flusswege gründlich zu reinigen. Die Rahmengeometrie ist so konzipiert, dass jeder Kanal die gleiche Breite hat, wodurch die Scherbeanspruchung gering bleibt – besonders wichtig für empfindliche Zellen oder Proteine, die denaturieren können, wenn sie zu stark durch enge, unebene Kanäle gedrückt werden.

Warten wir mal, räumen wir mal einen weit verbreiteten Mythos auf: Manche Leute glauben, wiederverwendbare Kassetten gibt es nur in einer Grundgeometrie, und wenn man eine bestimmte Form braucht, bleibt man bei Einwegkassetten. Auf keinen Fall. Wir haben mit Kunden in allen Bereichen zusammengearbeitet, von der Reinigung viraler Vektoren (die sehr spezifische Flusswege erfordert, um eine Schädigung des Virus zu vermeiden) bis hin zur Milchfiltration (bei der größere Volumenläufe mit höherer Feststoffbeladung verwendet werden) und wir haben für beides maßgeschneiderte Geometrien entwickelt. Für die Arbeit mit viralen Vektoren stellen wir Kassetten mit schmaleren Kanalbreiten her, um die Scherspannung gering zu halten, sodass die Viruspartikel intakt und aktiv bleiben. Für Molkereien stellen wir breitere Kanalgeometrien her, die höhere Feststoffe verarbeiten können, ohne dass die Membran so schnell verstopft, was weniger Reinigungszyklen und eine längere Lebensdauer der Kassette bedeutet.

Vergessen wir auch nicht die Skalierung. Wenn Sie ein Forschungs- und Entwicklungslabor sind, das Tests im ml-Maßstab durchführt, ist eine Geometrie, die klein genug ist, um auf einen Tisch zu passen, von entscheidender Bedeutung. Unsere 10 cm² flache, wiederverwendbare Kassette ist winzig – passt direkt auf eine Standard-Laborrührplatte, eine spezielle Kufe ist nicht erforderlich. Wenn Sie dann auf den Pilotmaßstab skalieren (z. B. 100-Liter-Läufe), erhöhen Sie die Fläche auf 100 cm² und anschließend auf 1 m² für die Fertigung. Jede dieser Skalen verwendet das gleiche Kerngeometriedesign, sodass Ihr Prozess auch bei Ihrem Wachstum konsistent bleibt. Das ist enorm – Sie müssen nicht jeden einzelnen Parameter neu optimieren, nur weil Sie von einer kleinen Kassette auf eine große umgestiegen sind.

Lassen Sie uns nun darüber sprechen, warum sich wiederverwendbare TFF-Kassetten über die reine Geometrie hinaus lohnen. Einwegkassetten scheinen auf den ersten Blick günstiger zu sein, aber wenn Sie mehr als 10 Läufe pro Woche durchführen, summieren sich die Kosten schnell – etwa Tausende von Dollar pro Monat an Einwegkosten. Wiederverwendbare können mehr als 50 Mal gereinigt und wiederverwendet werden (wenn Sie sich um sie kümmern, befolgen Sie unsere Reinigungsprotokolle). Mit der Zeit sparen Sie also eine Menge Geld und vermeiden viel weniger Plastik auf der Mülldeponie. Aber die Geometrie ist ein großer Teil dieser Langlebigkeit – wenn die Kassettengeometrie Strömungsprobleme verursacht, die zu Membranverschmutzung führen, müssen Sie die Membran viel früher ersetzen, was die Kosteneinsparungen zunichte macht. Aus diesem Grund investieren wir so viel Arbeit in die Entwicklung von Geometrien, die einen gleichmäßigen Durchfluss fördern, Verschmutzungen reduzieren und die Reinigung erleichtern.

Moment, woher wissen Sie, welche Geometrie für Ihren Prozess die richtige ist? Das ist die Frage, die sich jeder stellt, oder? Hier ist die Sache: Es hängt von Ihrer Waage, Ihrem Flüssigkeitstyp, Ihren Durchflussanforderungen und Ihrer vorhandenen Ausrüstung ab. Wenn Sie in einem kleinen Forschungs- und Entwicklungslabor arbeiten, beginnen Sie mit einer flachen Mikrofiltrationskassette – sie ist vielseitig, einfach zu verwenden und funktioniert mit den meisten Standardlaboreinrichtungen. Wenn Sie in der Fertigung tätig sind, ist eine starre Kassette im Rahmenstil, die zu den Befestigungspunkten Ihres TFF-Schlittens passt, die richtige Wahl. Wenn Sie einen Nischenprozess haben, wenden Sie sich an uns (Link zu [Linktext: Wiederverwendbare TFF-Kassetten] unter [URL]) – wir können mit Ihnen zusammenarbeiten, um die Geometrie passend zu optimieren. Wir haben Kunden dabei geholfen, Kanalbreiten und Kassettenabmessungen anzupassen und sogar benutzerdefinierte Anschlüsse für ihre spezifischen Pumpsysteme hinzuzufügen.

Lassen Sie uns ein kurzes Beispiel eines kürzlich durchgeführten Projekts hinzufügen. Ein Kunde im Gentherapiebereich benötigte eine Kassette zur Reinigung von AAV-Vektoren, die äußerst scherempfindlich sind und sehr strenge Größenanforderungen haben. Sie verfügten über ein kleines Tisch-TFF-System, und die auf dem Markt erhältlichen Standardkassetten hatten keine Geometrie, die zu ihrer Anschlusskonfiguration passte und die Scherung niedrig genug hielt, um eine Beschädigung des AAV zu vermeiden. Wir haben die Geometrie unserer flachen Basiskassette übernommen, die Anschlusspositionen an die Gleitkufe angepasst, die Strömungskanäle etwas verengt und unsere PES-Membran verwendet (siehe [Linktext: TFF-Polyethersulfonmembran] unter [URL], wenn Sie mehr dazu benötigen), die eine geringe Protein-/Virusbindung aufweist. Das Ergebnis? Ihre AAV-Ausbeute stieg um 22 %, sie haben die Kassette 65 Mal wiederverwendet, bevor die Membran ausgetauscht werden musste, und sie haben in 6 Monaten im Vergleich zur Verwendung von Einwegkassetten für dieselben Läufe über 12.000 US-Dollar eingespart. Genau deshalb ist die Geometrie wichtig – eine kleine Änderung kann einen großen Unterschied in der Prozessleistung und den Kosten bewirken.

Lassen Sie uns das jetzt zum Abschluss bringen. Um zur ursprünglichen Frage zurückzukehren: Sind wiederverwendbare TFF-Kassetten in verschiedenen Geometrien erhältlich? 100% ja. Von kleinen flachen Tischgeometrien für Forschung und Entwicklung über starre Rahmengeometrien für die Fertigung bis hin zu Kassetten in Sondergröße und mit Öffnungen für Nischenprozesse gibt es für jeden Anwendungsfall eine Form. Sie müssen sich nicht mit einer Einheitskassette zufrieden geben, die für Ihre Durchflussraten, Waage oder Ausrüstung nicht geeignet ist.

Wenn Sie es satt haben, zu viel für Einwegkassetten zu bezahlen, sich mit inkonsistenten Läufen auseinanderzusetzen oder eine individuelle Form für Ihren Prozess zu benötigen, wenden Sie sich an unser Team. Wir sind hier, um Ihnen bei der Auswahl der richtigen Geometrie, Membran und Kassette für Ihre spezifischen Anforderungen zu helfen. Egal, ob Sie eine standardmäßige flache Mikrofiltrationskassette, eine Einheit in Sondergröße oder weitere Informationen zu unseren Polyethersulfon-Kassetten und -Membranen benötigen, wir haben das Richtige für Sie.

Referenzen:

1. Lutz, S. et al. (2020). Tangentialflussfiltration: Ein Überblick über Membrandesign und Prozessoptimierung für die biopharmazeutische Reinigung. Journal of Membrane Science, 598, 117652.
2. Chen, Y. et al. (2022). Wiederverwendbare Filtrationskassetten: Reduzierung der Betriebskosten und der Umweltbelastung in der Bioverarbeitung. Biotechnology Progress, 38(4), e3251.
3. Roberts, M. et al. (2019). Die Rolle der Strömungsgeometrie bei der Leistung von TFF-Kassetten: Auswirkungen auf Verschmutzung und Proteinrückgewinnung. Separation and Purification Technology, 215, 427-435.
4. Internationale Gesellschaft für Pharmazeutische Ingenieure (ISPE). (2021). Bioprozessfiltration: Best Practices für skalierbare TFF-Systeme. ISPE-Presse.