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中空纖維在灌流工藝中的應(yīng)用實例
近年來，隨著生物技術(shù)的蓬勃發(fā)展，生物工藝開發(fā)、優(yōu)化和放大已經(jīng)成為主流趨勢。作為生物工藝中的重要環(huán)節(jié)，過濾技術(shù)受到越來越多的關(guān)注。高載量、高流速、穩(wěn)健截留效果的新型膜是新一代過濾器發(fā)展的必然。
根據(jù)液體的流動方向不同，過濾又可分為直流過濾和切向流過濾，直流過濾以其簡便的操作和高流速的特點，常用于固形物和顆粒物的去除、支原體和細菌的截留、病毒去除等領(lǐng)域。
而在切向流過濾技術(shù)中，液體流動方向平行于膜，小于膜孔徑的分子可以透過膜被清除，大于膜孔徑的分子則被截留在膜的表面，在外部切向力的作用下，又可以被沖刷回循環(huán)罐，避免膜的徹底堵塞，這種巧妙的過濾方式可以高效的實現(xiàn)目標物的濃縮和小分子去除，成為生物工藝中必不可少的環(huán)節(jié)。
常用的切向流過濾方式有平板膜包和中空纖維兩種。中空纖維以其開放式的流路設(shè)計，具有高容污能力和剪切力溫和等特點，可應(yīng)用于以下工藝環(huán)節(jié)：
1、細胞截留和培養(yǎng)基置換（灌流工藝）
2、菌體收集
3、細胞及菌體收獲液的澄清
4、病毒及核酸類產(chǎn)品的濃縮和透析
5、脂質(zhì)體的濃縮和透析
本文將通過實際案例，為您闡述中空纖維在生物工藝中的應(yīng)用。
中空纖維在灌流工藝中的應(yīng)用
在細胞培養(yǎng)灌流工藝中，營養(yǎng)物質(zhì)被不斷加入到生物反應(yīng)器中，同時，細胞代謝的副產(chǎn)物通過外部截留裝置被移除，保證細胞一直處于生長環(huán)境中，從而獲得細胞密度。常用的細胞截留裝置有ATF和TFF。
在一篇技術(shù)文獻中，科學(xué)家對兩種細胞截留裝置分別進行了多次探索，實驗中，CHO-DHFR細胞接種于某10L波浪式生物反應(yīng)器中，一些實驗中反應(yīng)器與ATF-2連接，另一些實驗則通過蠕動泵和中空纖維柱（PS材質(zhì)，850cm2）實現(xiàn)細胞截留。當反應(yīng)器內(nèi)細胞密度達到2-3MCell/mL時開始進行灌流，灌流速率控制為1-10RV/day，培養(yǎng)時間為27天，實驗結(jié)果如下表所示：
從表格數(shù)據(jù)可以看出，兩種細胞截留裝置均可以實現(xiàn)穩(wěn)定的灌流工藝，細胞密度可達200MCell/mL。
