Care sunt metodele de curățare pentru o casetă cu foi plate?

Dacă lucrați în biotehnologie, producție farmaceutică sau în orice domeniu care utilizează ultrafiltrarea pentru concentrarea, purificarea sau separarea biomoleculelor (gândiți-vă la proteine, anticorpi sau supernatanți de cultură celulară), probabil că ați lucrat cu casete plate. Sunt un furnizor al acestora de peste un deceniu și o întrebare pe care o primesc mult mai des decât specificațiile produsului este: „Care este modul corect de a curăța caseta mea plată?” Omiteți hackurile generice de clătire și ștergere pe care le puteți găsi în manualele vechi de laborator – curățarea nu înseamnă doar să-l faceți frumos. Este vorba despre menținerea performanței de filtrare la punct, prelungirea duratei de viață a casetelor (ceea ce vă economisește o tonă de bani pe termen lung) și evitarea contaminării încrucișate între loturi. Dacă sunteți aici, sunt șanse să știți deja că curățarea proastă duce la lucruri precum rate de flux mai mici, durate de viață mai scurte a casetei sau chiar loturi deteriorate. Să dezvăluim acest lucru pas cu pas, fără jargon fantezist, doar discuțiile sincere pe care le ofer clienților mei când sună panicați despre o casetă înfundată.

În primul rând, să ne asigurăm că suntem pe aceeași pagină despre ceea ce vorbim. Casetele plate sunt coloana vertebrală a sistemelor de filtrare cu flux tangențial (TFF) - sunt acele unități de membrană subțiri, stratificate, care împart fluxul de alimentare în două fluxuri: permeat (ce trece prin membrană) și retentat (ceea ce este reținut). Dacă sunteți în căutarea unor modele specifice, avem o linie întreagă aici:Seria Casete-TFF-filtrare, inclusivCasete de ultrafiltrare cu flux tangențial,Casete de ultrafiltrare de 100 kd, șiCasete de ultrafiltrare cu ecran suspendat. Acum, pe partea de curățare. Să începem cu clătirea imediată după utilizare - acest lucru nu este negociabil, cum ar fi să-ți scoți pantofii după o plimbare sub ploaie. Așteptarea chiar și la o oră după utilizare permite reziduurilor să se usuce pe membrană, iar proteinele uscate sau resturile celulare sunt mult mai greu de îndepărtat, ca lipiciul care este fixat. Pentru acest prim pas, doriți să utilizați același tip de apă pe care l-ați folosi pentru pregătirea în laborator sau pentru fabricare - apă deionizată (DI) filtrată, nu apă de la robinet. De ce? Apa de la robinet are minerale și clor care pot reacționa cu biomoleculele rămase, agravând murdărirea. Treceți apa DI prin casetă la același debit pe care l-ați folosit în timpul procesului de filtrare. Nu creșteți imediat presiunea foarte mare – presiunea scăzută până la moderată (10–15 psi) este cea mai bună aici. Veți vedea că permeatul iese tulbure la început; continuați până când curge complet limpede, iar fluxul de retentat nu mai este spumos. Dacă caseta dvs. avea concentrații mari de substanțe, cum ar fi lizat de celule sau soluții dense de proteine, ar putea fi necesar să faceți două clătiri DI rapide în loc de una. Acest pas durează 5-10 minute, dar este cel mai important pentru a preveni instalarea murdăriei.

În continuare, dacă aveți murdărie ușoară până la moderată - cum ar fi acumularea de proteine ​​care nu s-a desprins la prima clătire - este timpul pentru o spălare de bază. Cea mai bună soluție este o soluție alcalină diluată, de obicei hidroxid de sodiu (NaOH), la o concentrație de 0,1–0,5 M. Știu la ce gândești unii dintre voi: „NaOH este dur, nu va deteriora membrana?” Atâta timp cât nu îl lași prea mult timp, este absolut sigur. Soluțiile alcaline descompun legăturile proteice, dizolvă reziduurile organice și chiar ucid orice microbi care s-au strecurat în casetă. Sfat profesionist: încălziți soluția de NaOH la 30–40°C (86–104°F) înainte de a o rula. Căldura face ca soluția alcalină să funcționeze mult mai rapid, reducând timpul de contact. Treceți-l prin casetă timp de 15-30 de minute, încă la acel debit moderat. Totuși, nu lăsați soluția să stea în casetă - alcalinul stagnant poate provoca vârfuri de pH care uzează membrana în timp. După spălare, clătiți din nou cu apă DI până când pH-ul permeatului este neutru (testați-l cu o bandă de pH, atât de ușor). Dacă murdăria dvs. este foarte încăpățânată, cum ar fi anticorpii monoclonali sau acizii nucleici rămasi, puteți adăuga o cantitate mică de surfactant - ceva de genul 0,1% Tween 20 - la soluția de NaOH. Agenții tensioactivi ajută la îndepărtarea reziduurilor hidrofobe de pe suprafața membranei, un fel de săpun de vase pentru grăsime. Doar asigurați-vă că clătiți foarte bine acel surfactant după aceea, altfel s-ar putea să distrugă ratele de flux ale următoarei curse de filtrare.

Acum, să vorbim despre murdăria mai severă, pentru că uneori nici cea mai bună spălare inițială nu este suficientă. Poate ați procesat un supernatant de cultură celulară cu multe resturi insolubile sau un lot cu niveluri ridicate de polizaharide care se lipesc de membrană. Pentru aceasta, aveți nevoie de o curățare chimică mai puternică, uneori numită „curățare de igienizare” sau un pas de „CIP (curățare la loc)” dacă utilizați un întreg sistem. Recomand aici un detergent enzimatic - gândiți-vă la el ca la un amestec special de enzime care mănâncă prin reziduurile organice dure. Detergenții enzimatici funcționează mult mai bine decât acizii duri pentru murdărirea biologică, deoarece vizează compuși specifici fără a deteriora membrana. Căutați un produs de curățare conceput pentru sistemele de ultrafiltrare, nu doar pentru enzime generale de laborator. Urmați instrucțiunile producătorului, dar, în general, îl rulați la 35–45°C (95–113°F) timp de 30–60 de minute la un debit puțin mai mare (20–25 psi) pentru a vă asigura că intră în toate colțurile și colțurile structurii foii plate. Dacă agentul de curățare enzimatic nu îl taie (rar, dar posibil pentru murdări foarte proaste, cum ar fi biofilmul), puteți utiliza o soluție acidă diluată - acid citric la 0,5-1 M, de exemplu. Acidul citric dizolvă depozitele minerale și, deoarece este un acid ușor, este mai puțin dur decât acidul clorhidric. Din nou, încălziți-l, rulați-l timp de 15-20 de minute, apoi clătiți bine până când pH-ul permeatului este neutru. O notă aici: nu amestecați niciodată soluții acide și alcaline în casetă - cele două reacționează violent și aceasta este o modalitate rapidă de a vă distruge caseta (și poate ziua). Clătiți foarte bine cu apă DI între o spălare alcalină și o spălare acidă dacă trebuie să faceți ambele.

Stai, mai este un lucru pe care oamenii îl uită: curățarea exteriorului și a garniturilor. Membrana din interior este steaua, dar marginile și garniturile care etanșează straturile se pot înfunda și cu reziduuri. Dacă demontați caseta (unele casete plate sunt concepute pentru dezasamblare, altele sunt de unică folosință, deci verificați întotdeauna modelul), ștergeți suprafețele garniturii cu o cârpă fără scame umezită cu apă DI. Nu folosiți prosoape de hârtie - ele lasă fibre minuscule care se blochează. Pentru cadrul casetei, puteți folosi o perie moale pentru a curăța ușor orice reziduu uscat, apoi clătiți. Dacă aveți o casetă de unică folosință, cum ar fiCasete Ultrafiltrarenu o veți demonta, așa că asigurați-vă că faceți o clătire amănunțită și o spălare chimică de îndată ce ați terminat de folosit - nu o lăsați deoparte pentru mâine.

Acum, haideți să vorbim despre ce să evitați. Am văzut atât de mulți clienți care fac aceste greșeli și ajung să aibă nevoie de o nouă casetă mai devreme decât ar trebui. În primul rând, nu folosiți apă de la robinet pentru altceva decât pentru prima clătire rapidă - mineralele apei de la robinet se pot acumula pe membrană și pot provoca detartraj. În al doilea rând, nu folosiți abrazivi dure sau vată de oțel pentru a curăța membrana - zgârierea suprafeței creează găuri minuscule care distrug performanța de reducere a greutății moleculare (MWCO) și nu veți obține separarea de care aveți nevoie. În al treilea rând, nu lăsați soluțiile de curățare să stea în casetă ore întregi sau peste noapte. Chiar și soluțiile „blânde” precum NaOH pot descompune materialul membranei dacă sunt lăsate prea mult timp, în special la temperaturi ridicate. În al patrulea rând, nu sări peste validarea post-curățare. Depuneți toată această muncă pentru a curăța caseta - asigurați-vă că funcționează cu adevărat. Testați rata fluxului cu apă DI înainte de a o folosi pentru un lot real. Comparați-l cu rata de flux când caseta era nouă. Dacă este mai mică de 70% din original, înseamnă că există încă murdărie reziduală, așa că trebuie să ajustați pașii de curățare data viitoare.

O notă rapidă despre casetele de unică folosință versus casetele reutilizabile, pentru că aceasta este o conversație mare în acest moment în bioproducție. Casetele de unică folosință sunt excelente pentru a evita contaminarea încrucișată între diferite produse sau linii celulare, dar asta nu înseamnă că le puteți arunca într-un sertar după utilizare. Chiar și casetele de unică folosință au nevoie de o clătire rapidă imediat după utilizare pentru a preveni uscarea membranei. Casete reutilizabile, cum ar fiCasete de ultrafiltrare de 100 kdle facem, poate dura până la 10–15 utilizări dacă le curățați corespunzător — clienții le-au primit 20 de utilizări atunci când urmează protocolul nostru de curățare până la un T. Compensația este că cele reutilizabile au nevoie de mai multă grijă, dar economiile de costuri sunt masive dacă rulați mai multe loturi.

Să încheiem acest lucru cu o fișă rapidă pas cu pas, astfel încât să nu fie nevoie să derulați înapoi. 1. După utilizare imediată: clătiți cu apă DI la 10–15 psi timp de 5–10 minute până când permeatul este limpede. 2. Murdărire ușoară: 0,1–0,5 M NaOH la 30–40°C, rulați 15–30 minute, clătiți până la pH neutru. 3. Murdărire severă: Detergent enzimatic la 35–45°C, rulați 30–60 de minute sau diluați acidul citric dacă este necesar, clătiți bine. 4. Curățați garniturile/cadru: cârpă fără scame pentru garnituri, perie moale pentru rame, fără fibre sau zgârieturi. 5. Validați: Testați fluxul de apă DI pentru a vă asigura că este peste 70% din rata inițială.

La sfârșitul zilei, curățarea unei casete cu folie plată nu este știință rachetă - este vorba de a fi consecventă și de a nu aștepta prea mult după utilizare. Dacă încă vă dați seama ce casetă este potrivită pentru aplicația dvs. sau doriți specificații de curățare mai detaliate pentru produsele noastre, cum ar fiCasete de ultrafiltrare cu ecran suspendat, nu ezitați să contactați echipa noastră. Lucrăm cu laboratoare și unități de producție peste tot pentru a ne asigura că echipamentele lor de filtrare durează și funcționează conform așteptărilor.

Referințe

1. Janson, JC (2011). Purificarea proteinelor: principii, metode de înaltă rezoluție și aplicații (ed. a treia). Wiley-VCH.
2. Porter, MC (1972). Manual de tehnologie a membranelor industriale. Noyes Publications.
3. Manual de operațiuni pentru filtrarea cu flux tangențial (TFF). (2020). Thermo Fisher Scientific.