中空纤维在灌流工艺中的应用实例
时间：2023-03-03 阅读：382
近年来，随着生物技术的蓬勃发展，生物工艺开发、优化和放大已经成为主流趋势。作为生物工艺中的重要环节，过滤技术受到越来越多的关注。高载量、高流速、稳健截留效果的新型膜是新一代过滤器发展的必然。
根据液体的流动方向不同，过滤又可分为直流过滤和切向流过滤，直流过滤以其简便的操作和高流速的特点，常用于固形物和颗粒物的去除、支原体和细菌的截留、病毒去除等领域。
而在切向流过滤技术中，液体流动方向平行于膜，小于膜孔径的分子可以透过膜被清除，大于膜孔径的分子则被截留在膜的表面，在外部切向力的作用下，又可以被冲刷回循环罐，避免膜的彻底堵塞，这种巧妙的过滤方式可以高效的实现目标物的浓缩和小分子去除，成为生物工艺中必不可少的环节。
常用的切向流过滤方式有平板膜包和中空纤维两种。中空纤维以其开放式的流路设计，具有高容污能力和剪切力温和等特点，可应用于以下工艺环节：
1、细胞截留和培养基置换（灌流工艺）
2、菌体收集
3、细胞及菌体收获液的澄清
4、病毒及核酸类产品的浓缩和透析
5、脂质体的浓缩和透析
本文将通过实际案例，为您阐述中空纤维在生物工艺中的应用。
中空纤维在灌流工艺中的应用
在细胞培养灌流工艺中，营养物质被不断加入到生物反应器中，同时，细胞代谢的副产物通过外部截留装置被移除，保证细胞一直处于生长环境中，从而获得细胞密度。常用的细胞截留装置有ATF和TFF。
在一篇技术文献中，科学家对两种细胞截留装置分别进行了多次探索，实验中，CHO-DHFR细胞接种于某10L波浪式生物反应器中，一些实验中反应器与ATF-2连接，另一些实验则通过蠕动泵和中空纤维柱（PS材质，850cm2）实现细胞截留。当反应器内细胞密度达到2-3MCell/mL时开始进行灌流，灌流速率控制为1-10RV/day，培养时间为27天，实验结果如下表所示：
从表格数据可以看出，两种细胞截留装置均可以实现稳定的灌流工艺，细胞密度可达200MCell/mL。