缩小规模以实现放大：实验室级切向流过滤 (TFF) 的关键作用
2025-08-06 来源:本站 点击次数:107样品浓缩与缓冲液置换的普遍需求
几乎在生物技术的每个角落，从开发抗体药物偶联物 (ADC) 和 mRNA 疫苗到蛋白质纯化，样品浓缩和缓冲液置换都是基础步骤。这些过程的质量和效率直接影响实验结果、影响开发时间表，并决定最终产品的可行性。数十年来，切向流过滤 (TFF) 一直是工业规模进行这些工作流程的黄金标准。
虽然 TFF 在中试和生产环境中是首选，但传统的 TFF 系统对于典型的研究实验室通常不切实际。它们占地面积大、死体积大（导致小体积样品时出现产品损失）以及操作复杂，使其不适合研发中灵活、低体积的需求。
这一困境促使研究界为实验室规模的工作采用了不同的方法：死端过滤 (DEF)，最常见的形式是离心超滤装置。它们体积小、操作简单且专为小体积设计，使其成为事实上的解决方案，对于无法使用大型 TFF 系统的科学家来说是一个合理的折中选择。
死端过滤的隐性成本
任何在实验室花费数小时使用离心装置处理样品的人都知道，这种折中伴随着显著的缺点。这些传统工具虽然常用，但存在关键限制：
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过滤速度慢： DEF 本质上迫使液体和溶质直接压向膜表面。这导致膜快速污染和浓度极化，显著减慢过滤过程，延长本已繁琐的任务。
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样品损失和聚集风险： 高浓度的分子被直接压在膜表面，加上离心的剪切力，可能导致蛋白质发生不可逆的聚集和变性。这导致具有活性的功能产品的产量降低。
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劳动密集型操作： 死端装置需要手动操作，需要人工干预、仔细的样品处理，并且常常仅仅为了跟踪体积而中断流程。
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可放大性有限： 死端装置用于更大实验室规模量的可放大性受限，常常迫使用户并行运行多个装置或对同一装置进行重复处理。
构想理想方案：实验室级规格的 TFF 性能
这就引出了一个关键问题：如果研究人员不必妥协呢？理想的实验室级系统会是什么样子？
它需要结合两种技术的最佳特性。它应具备 TFF 的高过滤速率和温和处理特性，同时保留小体积适用性和死体积（这正是死端过滤最初吸引人的地方）。这样的系统将提供更快的处理速度、更高的产品回收率、减少手动操作时间以及有价值的工艺数据——所有这些都集成在一个紧凑的台式设备中。
µPulse® - TFF 系统：弥合差距
这一理想如今已成为现实。µPulse - TFF 系统专为弥合这一差距而设计，在具备 TFF 强大功能的同时，满足了实验室规模工作的便捷性需求。它通过整合两个领域的优势，直接解决了死端装置的局限性：
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采用微流控技术的微型化 TFF
µPulse 的功能核心是其滤芯芯片，该芯片的设计融合了 TFF 与微流控泵送技术。这种集成将死体积减少至仅 650 µL，且可 100% 回收，确保对于珍贵的小体积样品实现最小的产品损失。
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快速样品处理
样品持续循环流动，切向流保持膜孔畅通，从而使渗透流速比死端离心装置快达四倍。
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自动化体积追踪
µPulse 利用基于重量的体积传感进行实时、精确的体积追踪，无需人工检查。通过设定目标浓缩因子或缓冲液置换体积，研究人员可以放心地让系统无人值守运行，在确保工艺重现性的同时释放宝贵时间。
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可放大工艺
无论用户是想放大还是缩小规模，µPulse 都能让用户在研究规模上控制工业 TFF 的所有参数。
结论
µPulse 系统的出现代表着一次明显的进步，它用自动化、高效且温和的工艺取代了离心装置缓慢、易样品损失且依赖人工的特性，最终将 TFF 的真正性能优势带入了研究实验室。
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