Лабораторная фильтрация: роль вакуумных фильтрующих установок

Стерильность и эффективность процессов являются критичными показателями для каждого этапа производства, от культивирования клеток до очистки. В лаборатории одним из наиболее часто используемых инструментов является вакуумный фильтр — компактная автономная система (объемом от 100 мл до 1 л), которая обеспечивает эффективную стерильную фильтрацию жидкостей лабораторного масштаба с минимальным риском загрязнения.

В этой статье рассматривается основная роль вакуумных фильтрующих установок, их применение в биотехнологических процессах, процесс выбора подходящей установки в соответствии с потребностями, а также как инженерные решения от Cobetter отвечают растущим требованиям современных биотехнологических процессов.

Вакуумная фильтрующая установка — это одноразовая система фильтрации, предназначенная для очистки жидкостей от твердых частиц или микроорганизмов под действием отрицательного давления. В отличие от шприцевых или напорных фильтров, вакуумные фильтрующие устройства используют вакуумный насос для прокачивания жидкости через мембрану в стерильный сборный сосуд, обеспечивая тем самым эффективное средство фильтрации чувствительных биологических жидкостей.

Фильтрующая мембрана: обычно изготавливается из PES, PVDF, нейлона или PTFE; каждый из этих материалов выбирается для конкретных применений в зависимости от химической совместимости и характеристик потока.
Фильтрующая воронка: в нее заливается нефильтрованная жидкость.
Вакуумный порт: подключается к источнику вакуума для создания перепада давления, который обеспечивает фильтрацию.
Приемная бутыль: стерильный сосуд (в основном одноразовый), в который собирается отфильтрованная жидкость.

1. Жидкость заливается в верхнюю воронку устройства.
2. Вакуумное давление проталкивает жидкость через мембранный фильтр.
3. Отфильтрованный раствор собирается в стерильной приемной бутылке.

Этот механизм позволяет фильтровать жидкость за очень короткий промежуток времени, поэтому вакуумные установки считаются надежными для выполнения лабораторных задач с большим объемом.

Подготовка стерильных жидкостей предполагает использование вакуумных фильтрующих установок на всех этапах лабораторных биотехнологических и аналитических рабочих процессов.

Подготовка сред и буферов: стерильная фильтрация культурных сред, подпиток и буферов перед использованием в небольших объемах культуры или анализах.
Очистка проб: удаление частиц или клеточных остатков из биологических проб перед дальнейшей обработкой.
Подготовка стерильных образцов: фильтрация небольших объемов образцов или буферных растворов перед аналитическими испытаниями и анализами контроля качества.
Очистка культуральной жидкости (в лабораторных условиях): предварительная фильтрация небольших образцов культуральной жидкости для снижения биологической нагрузки перед очисткой или анализом.

Эти области применения делают вакуумные фильтрующие установки удобным и надежным средством обеспечения стерильности и прозрачности в небольших лабораторных рабочих процессах.

Выбор подходящего вакуумного фильтра зависит от объема образца, свойств жидкости и требований к стерильности. Некоторые факторы, которые следует учитывать:

Тип мембраны:
– PES (полиэфирсульфон): высокая скорость потока, низкое связывание белков — идеально подходит для сред культивирования клеток и биологических жидкостей.
– Гидрофильный PVDF (поливинилиденфторид): сверхнизкое связывание белков, хорошая химическая стойкость (не устойчив к сильным щелочам), подходит для растворов с высоким содержанием белков и слабых органических растворов.
– Нейлон: естественно гидрофильный, низкая экстрагируемость. Широкая совместимость как с водными, так и с органическими растворами.
– Гидрофильный PTFE: с высокой химической стойкостью; используется в основном для органических растворов.

Размер пор:
0,1 мкм: защищает от загрязнения микоплазмой.
0,2 мкм: для стерильной фильтрации, удаляет бактерии и более крупные микробы.
0,45 мкм и 0,8 мкм: для осветления и предварительной фильтрации.

Объем:
Доступны различные размеры — 150 мл, 250 мл, 500 мл, 1000 мл — в зависимости от объема образца и производительности лаборатории.

Материал бутылки и корпуса:
Полипропилен: устойчив к химическим веществам и подходит для автоклавирования.
Полистирол: отличная прозрачность для визуального осмотра. Не подходит для автоклавирования.

Сертификаты и стерилизация:
Соответствует требованиям USP <87> Тест на биологическую реактивность in vitro.
Соответствует требованиям USP <88> Тест на биологическую реактивность для пластмасс класса VI.
Водный экстракт содержит < 0,25 EU/мл, как определено LAL, USP <85>.

Вакуумные фильтрующие установки Cobetter учитывают новые требования, возникающие в биофармацевтической промышленности. Эти установки сочетают в себе передовые технологии фильтрации и надежную конструкцию одноразового использования, что обеспечивает точность, стерильность и эффективность фильтрации.

Основные характеристики:

1. Варианты мембран PES и PVDF для совместимости с широким спектром биопроцессных жидкостей.
2. Предварительно стерилизованная одноразовая конструкция обеспечивает асептическую обработку.
3. Высокая пропускная способность поддерживает операции фильтрации, чувствительные ко времени, без ущерба для стерильности.
4. Мембраны с низким уровнем связывания белков защищают ценные биологические вещества и оптимизируют их извлечение.
5. Материалы с подтвержденным содержанием экстрагируемых, выщелачиваемых веществ и частиц в соответствии с отраслевыми стандартами.

Следующие методы эксплуатации позволяют добиться максимальной производительности вакуумных фильтрующих установок и сохранить целостность процесса:

Установка и окружающая среда:
Всегда проводите фильтрацию в ламинарном боксе или биологически безопасном шкафу, чтобы минимизировать риск загрязнения.
Перед использованием проверьте установки на целостность (например, на наличие трещин, ненадлежащих уплотнений).

Использование мембран:
Выбирайте мембраны, подходящие для фильтрации данной жидкости, чтобы избежать химической несовместимости или засорения.

Условия эксплуатации:
Оптимизируйте вакуумное давление до примерно -0,5–0,8 бар; более высокое вакуумное давление приводит к повреждению мембран.
Не переполняйте воронку, чтобы избежать обратного потока или загрязнения.

Обращение после использования:
Обращайтесь с использованными фильтрующими устройствами как с биологически опасными отходами.
Не используйте одноразовые вакуумные блоки повторно; после первого использования их целостность и стерильность не могут быть гарантированы.

Документация:
Записывайте номера партий вместе с параметрами фильтрации для обеспечения прослеживаемости.
Убедитесь, что все используемые фильтрующие элементы имеют срок годности и хранятся надлежащим образом.

Вакуумные фильтрующие установки имеют относительно простую конструкцию, но могут играть важную роль в поддержании стерильности и эффективности процессов в научных исследованиях и небольших биофармацевтических производствах. От подготовки среды до стерильного отбора проб — эти компактные системы разработаны с учетом гибкости и простоты использования в лабораторных условиях.

Вакуумные фильтрующие установки Cobetter поддерживают самые сложные сценарии применения благодаря надежным мембранным технологиям, проверенным материалам и надежному контролю качества.

Для получения дополнительной информации о фильтрующих системах Cobetter или для запроса предложения по индивидуальной конфигурации для вашего конкретного рабочего процесса, пожалуйста, свяжитесь с компанией Alianbio. Наши технические специалисты всегда готовы помочь вам.

1. Для чего используется вакуумный фильтр в биотехнологических процессах?

Вакуумные фильтры используются для стерильной фильтрации, осветления среды и приготовления буфера путем прокачивания жидкости через фильтрующую мембрану с помощью отрицательного давления.

2. Какие типы мембран доступны в вакуумных фильтрах?

К распространенным типам мембран относятся PES, что означает полиэфирсульфон; гидрофильный PVDF, что означает поливинилиденфторид; гидрофильный PTFE; и нейлон. Все они обеспечивают различную химическую совместимость с различными характеристиками производительности.

3. Можно ли использовать вакуумные фильтрующие устройства для стерильной фильтрации?

Да, устройства с мембранами с размером пор 0,2 мкм предназначены для стерильной фильтрации и используются во многих научно-исследовательских лабораториях.

4. Совместимы ли вакуумные фильтрующие устройства с культуральными средами?

Да, мембраны PES имеют низкую степень связывания белков и подходят для фильтрации культуральных сред и биологических растворов.

5. Какой объем жидкости может обработать вакуумное фильтрующее устройство?

Обычно устройства доступны в объемах 150 мл, 250 мл, 500 мл и 1000 мл, в зависимости от объема образца.

6. Являются ли вакуумные фильтрующие устройства многоразовыми?

Нет. Одноразовые вакуумные фильтрующие устройства предназначены для однократного использования, чтобы сохранить стерильность и избежать перекрестного загрязнения.

7. Какое типичное рекомендуемое давление вакуума для работы?

Типичный уровень вакуума составляет от -0,5 до -0,8 бар. Более высокий вакуум может привести к повреждению мембраны или снижению эффективности фильтрации.