Lọc tiếp tuyến là giải pháp ưu việt cho các cơ sở sản xuất chế phẩm sinh học bởi khả năng làm việc liên tục, hạn chế tắc màng và cho độ tinh sạch cao. Tham khảo bài viết sau của MT để hiểu rõ về công nghệ lọc tiếp tuyến, nguyên lý hoạt động, các loại màng lọc phổ biến cũng như những ưu điểm vượt trội so với phương pháp lọc truyền thống.

Giới thiệu lọc tiếp tuyến TFF

Lọc tiếp tuyến TFF là kỹ thuật sử dụng màng lọc để phân tách các chất dựa trên kích thước, dựa trên dòng chảy tiếp tuyến với bề mặt màng lọc – khác biệt với phương pháp lọc thông thường theo hướng thẳng đứng.

Trong quá trình này, dòng chất lỏng di chuyển song song với màng lọc, áp suất xuyên màng được sử dụng để đẩy các phân tử nhỏ hơn đi qua màng tạo thành permeate. Các phân tử lớn hơn được giữ lại trên bề mặt và liên tục lưu thông cùng dòng chất lỏng, giúp giảm tích tụ cặn.

Điểm đặc biệt của lọc tiếp tuyến là khả năng thực hiện đồng thời hai quá trình cô đặc và thẩm tích trong một chu trình vận hành duy nhất. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và tối ưu hóa hiệu suất xử lý. Hơn nữa, các thông số vận hành của thiết bị ở cấp độ nghiên cứu và cấp độ sản xuất thương mại có sự tương đồng cao, tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển đổi quy mô một cách chính xác và đơn giản.

Phương pháp lọc tiếp tuyến TFF

Nguyên lý cốt lõi của phương pháp lọc tiếp tuyến là xử lý toàn bộ dịch canh trường đầu vào bằng cách bơm áp suất qua hệ thống cột lọc hoặc cassette. Tại đây, quá trình phân tách diễn ra dựa trên kích thước và trọng lượng phân tử. Cụ thể:

• Các thành phần có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ màng (nước và các phân tử hòa tan trong canh trường) sẽ đi theo phương tiếp tuyến qua bề mặt màng và thoát ra qua đường dịch thấm.
• Các chất có kích thước lớn hơn cỡ lỗ màng như sinh khối vi sinh vật sẽ di chuyển theo đường hồi lưu và quay trở lại bình chứa ban đầu, từ đó làm tăng mật độ tế bào.

Theo phương pháp này, dịch canh trường sau lên men được vận chuyển theo hướng tiếp tuyến với màng có kích thước lỗ dao động từ 0,05 – 1 µm tùy thuộc vào mục tiêu ứng dụng cụ thể. Màng phân tách này thực hiện việc tách chọn lọc tế bào ra khỏi môi trường lên men nhờ vào sự chênh lệch áp suất, dẫn đến việc cô đặc sinh khối hiệu quả.

Độ chênh lệch áp suất này được gọi là áp suất xuyên màng, cùng với vận tốc dòng chảy áp dụng cho canh trường, là hai thông số đặc trưng quan trọng nhất trong quá trình lọc tiếp tuyến.

Các loại màng lọc tiếp tuyến TFF

Hệ thống lọc tiếp tuyến sử dụng 03 dạng màng chính (màng sợi rỗng, màng cassette, màng xoắn ốc), mỗi loại có cấu trúc và ứng dụng riêng biệt. Tuy nhiên, trong bài viết này MT tập trung giới thiệu màng Cassette – loại màng được ưa chuộng nhất trong sản xuất sinh học hiện đại.

Màng Cassette là dạng màng lọc tiếp tuyến phổ biến nhất trong công nghiệp sinh học nhờ thiết kế tối ưu và hiệu suất vượt trội. Cấu trúc của màng Cassette bao gồm các lớp màng phẳng được xếp chồng lên nhau trong một khung cassette chắc chắn, tạo thành nhiều kênh dòng chảy song song. Thiết kế này không chỉ tăng diện tích bề mặt lọc mà còn đảm bảo sự phân bố đồng đều của dòng chảy.

Ưu điểm nổi bật của màng Cassette là khả năng mở rộng quy mô linh hoạt, có thể dễ dàng tăng công suất xử lý bằng cách thêm số lượng cassette mà không cần thay đổi toàn bộ hệ thống. Ngoài ra, màng Cassette cũng dễ dàng lắp đặt, thay thế và bảo trì, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của dây chuyền sản xuất.

Ưu điểm của hệ thống lọc tiếp tuyến TFF

Công nghệ lọc tiếp tuyến TFF mang lại nhiều lợi ích vượt trội so với các phương pháp tách và tinh chế truyền thống, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất sinh học. Dưới đây là những ưu điểm nổi bật giúp lọc tiếp tuyến trở thành lựa chọn ưu tiên của các nhà sản xuất:

• Đáp ứng linh hoạt các yêu cầu xử lý: Hệ thống cung cấp các giải pháp lọc đa dạng như siêu lọc theo chu kỳ và bán chu kỳ, phù hợp với nhiều loại sản phẩm sinh học khác nhau.
• Khả năng chuyển đổi quy mô chính xác: Thiết kế công nghiệp tiên tiến cho phép chuyển đổi thông số vận hành một cách chính xác và liên tục khi mở rộng quy mô sản xuất.
• Kỹ thuật đa năng trong thu hoạch: Lọc tiếp tuyến là phương pháp hiệu quả để thu hoạch tế bào và loại bỏ các mảnh vỡ tế bào trong quá trình sản xuất và thu hồi các sản phẩm nội bào.
• Tiết kiệm chi phí đầu tư và vận hành: Vốn đầu tư và chi phí bảo trì của hệ thống lọc màng thấp hơn đáng kể so với phương pháp ly tâm, mặc dù chi phí thay thế màng lọc có thể tương đối cao.
• Hiệu suất thu hồi cao: Có thể thu hồi gần như 100% sinh khối tế bào, trong khi phương pháp ly tâm thường chỉ đạt dưới 90%.
• Bảo vệ tính chất sinh học của sản phẩm: Quy trình lọc tiếp tuyến ít gây tác động tiêu cực đến nồng độ tế bào, hoạt động sinh học và đặc tính chức năng của tế bào sau lọc. Đồng thời cũng không ảnh hưởng đến trạng thái sinh lý của tế bào, giúp duy trì khả năng sống, hàm lượng enzyme, hoạt chất và tính ổn định của tế bào, từ đó đảm bảo chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.
• Cô đặc hiệu quả: Có thể cô đặc huyền phù tế bào đạt nồng độ 20-25% trọng lượng khô.
• Kiểm soát nhiễm khuẩn tối ưu: Lọc tiếp tuyến có lợi thế vượt trội so với ly tâm trong việc kiểm soát nhiễm chéo, đặc biệt quan trọng khi xử lý sinh vật gây bệnh trong sản xuất vaccine hoặc trong công nghệ DNA tái tổ hợp và sản xuất vi sinh.
• Giảm thiểu tắc màng: Hạn chế đáng kể sự hình thành lớp cặn bám trên bề mặt màng và hiện tượng tắc nghẽn thường gặp ở công nghệ lọc truyền thống. Điều này cho phép xử lý chất lỏng chứa lượng lớn chất rắn lơ lửng trên quy mô công nghiệp, rất phù hợp trong sản xuất chế phẩm sinh học.

Ứng dụng lọc tiếp tuyến trong chế phẩm sinh học

Với tính linh hoạt và hiệu quả cao, phương pháp lọc tiếp tuyến được ứng dụng rộng rãi trong chế sản phẩm sinh học.

• Cô đặc và khử muối: Áp dụng hiệu quả cho protein, peptide và axit nucleic (DNA, RNA), giúp tăng nồng độ sản phẩm và loại bỏ các ion không mong muốn.
• Tách và tinh sạch: Sử dụng để tinh chế enzyme, kháng thể, protein tái tổ hợp, virus và vaccine, đảm bảo độ tinh khiết cao cho sản phẩm cuối.
• Trao đổi đệm: Loại bỏ dung môi và thực hiện thẩm tích để chuyển đổi môi trường dung dịch của sản phẩm sinh học.
• Làm trong: Xử lý dịch phá vỡ tế bào và mẫu mô đồng nhất, loại bỏ các mảnh vỡ tế bào và tạp chất.
• Khử nội độc tố: Ứng dụng quan trọng trong việc loại bỏ endotoxin từ nước, dung dịch đệm và môi trường nuôi cấy, đảm bảo an toàn cho sản phẩm dược phẩm.
• Tiền xử lý mẫu trước sắc ký cột: Chuẩn bị mẫu để tối ưu hóa hiệu quả của quá trình sắc ký tiếp theo.
• Thu gom tế bào: Thu hoạch tế bào hiệu quả trong quy trình nuôi cấy quy mô lớn.
• Cô đặc virus: Ứng dụng chuyên biệt trong cô đặc các loại virus như virus sởi oncolytic phục vụ nghiên cứu và điều trị.
• Ứng dụng lâm sàng: Sử dụng trong chạy thận nhân tạo và tinh sạch hemoglobin, mang lại lợi ích trực tiếp cho y học lâm sàng.

MT – Cung cấp Housing lọc chất lỏng TFF chính hãng

Với nhiều năm kinh nghiệm, MT tiên phong cung cấp các hệ thống lọc dòng chéo, thiết bị xử lý sinh học chất lượng cao được thiết kế riêng cho từng ứng dụng quy mô từ pilot đến công nghiệp như: Bioreactors, Fermenters; Cross-flow filtration system; Liquid processing systems; CIP & SIP modules; Autoclave, Bioprocessing units.

Khi lựa chọn MT, khách hàng hoàn toàn yên tâm bởi:

• Sản phẩm chính hãng 100%: Tất cả thiết bị Housing lọc tiếp tuyến TFF đều được nhập khẩu trực tiếp châu Âu, đảm bảo công nghệ tiên tiến theo tiêu chuẩn của Đức.
• Đa dạng cấu hình: Cung cấp đầy đủ các loại housing phù hợp với nhiều quy mô sản xuất, từ nghiên cứu phòng thí nghiệm đến sản xuất công nghiệp quy mô lớn.
• Tư vấn kỹ thuật chuyên sâu: Đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm sẵn sàng tư vấn lựa chọn thiết bị phù hợp với yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng và quy trình sản xuất.
• Hỗ trợ lắp đặt và đào tạo: Dịch vụ lắp đặt chuyên nghiệp và đào tạo vận hành chi tiết, giúp khách hàng khai thác hiệu quả khả năng sử dụng thiết bị.
• Dịch vụ sau bán hàng: Cam kết bảo hành, bảo trì định kỳ và cung cấp phụ tùng thay thế nhanh chóng, đảm bảo hoạt động liên tục của dây chuyền sản xuất.

MT cam kết đồng hành cùng doanh nghiệp trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất, đảm bảo chất lượng sản phẩm và tiết kiệm chi phí vận hành. Hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để được tư vấn chi tiết về sản phẩm Housing lọc tiếp tuyến TFF phù hợp nhất.

Một số sản phẩm đang được MT phân phối và cung cấp trên thị trường bao gồm:

• Hệ thống lên men
• Máy lên men vi sinh Fermenter
• Housing lọc chất lỏng
• Bơm GEA Hilge, Bơm ly tâm GEA

Công nghệ lọc tiếp tuyến là phương pháp được ứng dụng rộng rãi trong các quy trình tách, tinh chế và cô đặc trong sản xuất sinh học hiện đại. Với những ưu điểm vượt trội về hiệu suất, khả năng bảo vệ sản phẩm sinh học, khả năng mở rộng quy mô linh hoạt và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, lọc tiếp tuyến đang dần thay thế các phương pháp truyền thống trong nhiều ứng dụng.