Koje su metode čišćenja kasete s ravnim papirom?

Ako radite u biotehnologiji, farmaceutskoj proizvodnji ili bilo kojem području koje koristi ultrafiltraciju za koncentriranje, pročišćavanje ili odvajanje biomolekula (mislite na proteine, antitijela ili supernatante stanične kulture), vjerojatno ste radili s kazetama s ravnim listovima. Dobavljač sam ovih više od desetljeća i jedno pitanje koje dobivam puno češće od specifikacija proizvoda je: "Koji je pravi način za čišćenje moje kasete s ravnim listovima?" Preskočite generičke trikove ispiranja i brisanja koje možete pronaći u starim laboratorijskim priručnicima – čišćenje nije samo u tome da izgleda lijepo. Radi se o održavanju vaše učinkovitosti filtracije na mjestu, produljenju vijeka trajanja vaših kazeta (što vam dugoročno štedi tonu novca) i izbjegavanju unakrsne kontaminacije između serija. Ako ste ovdje, vjerojatno već znate da loše čišćenje dovodi do stvari kao što su niži protok, kraći životni vijek kazeta ili čak uništene serije. Razložimo ovo korak po korak, bez otmjenog žargona, samo iskren razgovor koji dajem svojim kupcima kada zovu u panici zbog začepljene kasete.

Prvo, provjerimo jesmo li na istoj stranici o čemu govorimo. Kazete s ravnim limom okosnica su sustava filtracije tangencijalnog protoka (TFF)—to su one tanke, slojevite membranske jedinice koje dijele protok hrane u dva toka: permeat (ono što prolazi kroz membranu) i retentat (ono što se zadržava). Ako tražite određene modele, ovdje imamo cijelu liniju:Kazete-TFF-filtracijska serija, uključujućiUltrafiltracijske kasete s tangencijalnim protokom,Ultrafiltracijske kasete od 100 kd, iUltrafiltracijske kasete s visećim ekranom. Sada, na dio čišćenja. Započnimo s ispiranjem odmah nakon uporabe—o tome se ne može pregovarati, kao da izuvate cipele nakon šetnje po kiši. Čekanje čak i sat vremena nakon upotrebe omogućuje da se ostaci osuše na membrani, a osušene proteine ​​ili stanične ostatke mnogo je teže skinuti, poput stvrdnutog ljepila. Za ovaj prvi korak želite koristiti istu vrstu vode koju biste koristili za laboratorijsku pripremu ili proizvodnju – filtriranu deioniziranu (DI) vodu, a ne vodu iz slavine. Zašto? Voda iz slavine ima minerale i klor koji mogu reagirati s ostacima biomolekula, pogoršavajući onečišćenje. Propustite DI vodu kroz kasetu istom brzinom protoka koju ste koristili tijekom filtracije. Nemojte odmah podizati super visoki tlak—ovdje je najbolji niski do umjereni tlak (10–15 psi). Vidjet ćete da je permeat isprva zamućen; nastavite dok ne postane potpuno bistro, a mlaz retentata više ne bude pjenast. Ako je vaša kazeta imala visoke koncentracije tvari poput staničnog lizata ili gustih proteinskih otopina, možda ćete morati napraviti dva brza DI ispiranja umjesto jednog. Ovaj korak traje 5-10 minuta, ali najvažnije je spriječiti stvaranje mrlja.

Sljedeće, ako imate blage do umjerene mrlje - poput nakupina proteina koji se nisu skinuli prvim ispiranjem - vrijeme je za osnovno pranje. Najbolji izbor ovdje je razrijeđena alkalna otopina, obično natrijev hidroksid (NaOH), u koncentraciji od 0,1-0,5 M. Znam što neki od vas misle: "NaOH je grub, neće li to oštetiti membranu?" Sve dok ga ne ostavljate uključenim predugo, potpuno je siguran. Alkalne otopine razgrađuju proteinske veze, otapaju organske ostatke i čak ubijaju sve mikrobe koji su se ušuljali u kasetu. Stručni savjet: zagrijte otopinu NaOH na 30–40°C (86–104°F) prije nego što je provučete. Toplina čini da alkalna otopina djeluje brže, skraćujući vrijeme kontakta. Pustite ga kroz kasetu 15-30 minuta, i dalje pri umjerenoj brzini protoka. Ne dopustite da otopina stagnira u kazeti, ali alkalna stagnacija može uzrokovati skokove pH koji s vremenom troše membranu. Nakon pranja ponovno isperite DI vodom sve dok pH propusne tvari ne bude neutralan (testirajte pH trakom, jednostavno). Ako je vaše mrlje jako tvrdokorno, poput ostataka monoklonskih protutijela ili nukleinskih kiselina, možete dodati malu količinu surfaktanta—nešto poput 0,1% Tween 20—u otopinu NaOH. Surfaktanti pomažu u uklanjanju hidrofobnih ostataka s površine membrane, poput sredstva za pranje posuđa za masnoću. Samo pazite da nakon toga dobro isperete taj surfaktant ili bi mogao pokvariti brzinu protoka vaše sljedeće filtracije.

Sada, razgovarajmo o ozbiljnijim zaprljanjima, jer ponekad ni najbolje početno pranje nije dovoljno. Možda ste obradili supernatant stanične kulture s puno netopivog otpada ili šaržu s visokim razinama polisaharida koji se lijepe za membranu. Za ovo vam je potrebno jače kemijsko čišćenje, koje se ponekad naziva "sanitarno čišćenje" ili "CIP (čišćenje na mjestu)" korak ako pokrećete cijeli sustav. Ovdje preporučam enzimsko sredstvo za čišćenje—mislite na to kao na posebnu mješavinu enzima koja proždire žilave organske ostatke. Enzimska sredstva za čišćenje djeluju mnogo bolje od oštrih kiselina za biološko prljanje jer ciljano djeluju na specifične spojeve bez oštećenja membrane. Potražite sredstvo za čišćenje dizajnirano za sustave ultrafiltracije, a ne samo za opće laboratorijske enzime. Slijedite upute proizvođača, ali općenito ga pustite na 35–45°C (95–113°F) 30–60 minuta pri malo većem protoku (20–25 psi) kako biste bili sigurni da će ući u sve kutove i pukotine strukture ravne ploče. Ako ga enzimsko sredstvo za čišćenje ne reže (rijetko, ali moguće za jako prljavštinu poput biofilma), možete upotrijebiti razrijeđenu otopinu kiseline—na primjer limunsku kiselinu od 0,5–1 M. Limunska kiselina otapa mineralne naslage, a budući da je blaga kiselina, manje je oštra od klorovodične kiseline. Opet ga zagrijte, propuštajte kroz njega 15-20 minuta, zatim temeljito isperite dok pH permeata ne bude neutralan. Napomena: nikada ne miješajte kisele i alkalne otopine u kazeti - te dvije burno reagiraju i to je brz način da uništite svoju kazetu (a možda i dan). Isperite jako dobro s DI vodom između alkalnog pranja i pranja kiselinom ako morate učiniti oboje.

Čekaj, postoji još jedna stvar koju ljudi zaboravljaju: čišćenje izvana i brtvila. Unutrašnja membrana je zvijezda, ali rubovi i brtve koje brtve slojeve također se mogu stvrdnuti od ostataka. Ako rastavljate kasetu (neke kasete s ravnim limom dizajnirane su za rastavljanje, druge su za jednokratnu upotrebu, stoga uvijek provjerite svoj model), obrišite površine brtve krpom koja ne ostavlja dlačice navlaženom DI vodom. Nemojte koristiti papirnate ručnike - oni ostavljaju sitna vlakna koja se zaglave. Za okvir kasete možete koristiti mekanu četku da nježno izribate osušene ostatke, a zatim isperite. Ako imate kasetu za jednokratnu upotrebu, poputKasete Ultrafiltracijaliniju, nećete ga rastaviti, pa samo dobro isperite i kemijski ga operite čim završite s korištenjem—ne ostavljajte ga za sutra.

Sada, razgovarajmo o tome što izbjegavati. Vidio sam da toliko mnogo kupaca čini ove pogreške, a na kraju im je potrebna nova kaseta prije nego što bi trebali. Prvo, nemojte koristiti vodu iz slavine za ništa drugo osim za prvo brzo ispiranje—minerali vode iz slavine mogu se nakupiti na membrani i uzrokovati kamenac. Drugo, nemojte koristiti oštre abrazive ili čeličnu vunu za ribanje membrane—grebanje površine stvara sićušne rupe koje kvare izvedbu rezanja molekularne težine (MWCO) i nećete dobiti potrebno odvajanje. Treće, nemojte dopustiti da otopine za čišćenje stoje u kaseti satima ili preko noći. Čak i "nježne" otopine poput NaOH mogu razgraditi materijal membrane ako se ostave predugo, osobito na visokim temperaturama. Četvrto, nemojte preskočiti provjeru valjanosti nakon čišćenja. Uložili ste sav ovaj posao da očistite kasetu—uvjerite se da stvarno radi. Ispitajte brzinu fluksa s DI vodom prije korištenja za pravu šaržu. Usporedite to s brzinom protoka kad je kaseta bila nova. Ako je manji od 70% od izvornog, to znači da još uvijek ima zaostalog mrlja, tako da sljedeći put trebate prilagoditi korake čišćenja.

Kratka napomena o kazetama za jednokratnu upotrebu naspram kazeta za višekratnu upotrebu, jer to je trenutno velika tema u bioproizvodnji. Kazete za jednokratnu upotrebu izvrsne su za izbjegavanje unakrsne kontaminacije između različitih proizvoda ili staničnih linija, ali to ne znači da ih možete jednostavno baciti u ladicu nakon upotrebe. Čak je i kazeta za jednokratnu upotrebu potrebno brzo isprati odmah nakon upotrebe kako se membrana ne bi osušila. Kasete za višekratnu upotrebu, poputUltrafiltracijske kasete od 100 kdkoje proizvodimo, mogu izdržati do 10–15 upotreba ako ih pravilno očistite — imali smo klijente koji su ih koristili 20 puta kada su slijedili naš protokol čišćenja do T. Kompromis je u tome što oni za višekratnu upotrebu trebaju više brige, ali uštede su ogromne ako koristite više serija.

Završimo ovo brzim šablonom korak po korak, tako da se ne morate pomicati unatrag. 1. Neposredno nakon uporabe: isperite DI vodom pri 10–15 psi 5–10 minuta dok permeat ne postane bistar. 2. Blago onečišćenje: 0,1–0,5 M NaOH na 30–40°C, pustite 15–30 minuta, isperite do neutralnog pH. 3. Teško onečišćenje: Enzimsko sredstvo za čišćenje na 35–45°C, pustite 30–60 minuta ili razrijedite limunsku kiselinu ako je potrebno, temeljito isperite. 4. Očistite brtve/okvir: krpa koja ne ostavlja dlačice za brtve, mekana četka za okvire, bez vlakana ili ogrebotina. 5. Potvrdite: testirajte protok vode DI kako biste osigurali da je iznad 70% izvorne brzine.

Na kraju dana, čišćenje kazete s ravnim listovima nije velika znanost – radi se o dosljednosti i ne čekanju predugo nakon upotrebe. Ako još uvijek shvaćate koja je kaseta prava za vašu primjenu ili želite detaljnije specifikacije čišćenja za naše proizvode kao što suUltrafiltracijske kasete s visećim ekranom, slobodno se obratite našem timu. Surađujemo s laboratorijima i proizvodnim pogonima posvuda kako bismo bili sigurni da njihova oprema za filtriranje traje i radi prema očekivanjima.

Reference

1. Janson, JC (2011). Pročišćavanje proteina: principi, metode visoke razlučivosti i primjene (3. izdanje). Wiley-VCH.
2. Porter, MC (1972). Priručnik industrijske membranske tehnologije. Noyes Publications.
3. Priručnik za operacije filtracije tangencijalnog protoka (TFF). (2020). Thermo Fisher Scientific.