كيفية اختيار نظام ترشيح التدفق العرضي المناسب

TFF هو ترشيح تدفق عرضي ، وهو عبارة عن عملية فصل غشاء مدفوع بالضغط وفقًا للحجم الجزيئي. مع TFF ، لا يتم إجبار خليط العينة من خلال مسار واحد للمرور عبر الغشاء مثل ترشيح التيار المستمر. بدلاً من ذلك ، يدور السائل بشكل عرضي عبر سطح الغشاء عدة مرات. هذا السلوك "الكاسح" الناتج عن الضغط المطبق يقلل من تراكم العينات الأولية على سطح الغشاء. تم الاحتفاظ بالجزيئات المستهدفة ذات الوزن الجزيئي الأكبر من تلك التي اعترضها الغشاء ، لكن الجزيئات الصغيرة والعازل مرت عبر الغشاء. يعتبر ترشيح التدفق المماسي طريقة فعالة لتركيز وتحلية 10 مل إلى آلاف اللترات من محلول العينة. يمكن استخدامه لفصل الجزيئات الحيوية الكبيرة عن الجزيئات الحيوية الصغيرة ، والتعليق الخلوي ، وتوضيح مرق التخمير ومحللات الخلية. يمكن تطبيق TFF على مجموعة من التطبيقات ، بما في ذلك كيمياء البروتين ، والبيولوجيا الجزيئية ، وعلم المناعة ، والكيمياء الحيوية ، وعلم الأحياء الدقيقة. ستركز هذه الورقة على المبدأ والمعاملات الرئيسية وتطبيق تقنية ترشيح التدفق العرضي.

يعني الترشيح التقليدي أنه تحت تأثير الضغط ، يمر السائل مباشرة عبر غشاء المرشح ويدخل المصب ، بينما يتم اعتراض الجزيئات أو الجزيئات الكبيرة في اتجاه التيار أو داخل الغشاء ، وتدخل الجزيئات الصغيرة أو الجزيئات المصب من خلال الغشاء. في وضع التشغيل هذا ، يكون اتجاه تدفق السائل عموديًا على سطح الغشاء ويدخل في اتجاه مجرى النهر ، لذلك يُطلق عليه أيضًا "الترشيح المسدود". يتضمن تطبيق الترشيح التقليدي ترشيح التنقية ، وفلترة التعقيم ، وفلترة إزالة الفيروسات ، وهي ليست محور هذه الورقة. يعني ترشيح التدفق المماسي أن اتجاه تدفق السائل موازٍ لسطح الغشاء. تحت تأثير الضغط ، يمر جزء فقط من السائل عبر الغشاء ويدخل المصب. يُعرف وضع التشغيل هذا أيضًا باسم "ترشيح التدفق المتقاطع". نظرًا لأن التدفق العرضي "يغسل" باستمرار سطح حزمة الغشاء أثناء عملية الترشيح ، فإن وضع التشغيل هذا يمكن أن يخفف بشكل فعال من تراكم الجزيئات الكبيرة والجزيئات على الغشاء ، مما يجعل وضع التشغيل هذا له مزايا فريدة في العديد من التطبيقات.

في ترشيح التدفق العرضي (المعروف أيضًا باسم "التدفق العرضي") ، تدفع المضخة السائل عبر سطح غشاء المرشح لغسل الجزيئات المحاصرة ، وذلك لتقليل المقياس على سطح غشاء المرشح. في الوقت نفسه ، سيولد السائل المماسي ضغطًا عموديًا على غشاء المرشح ، ويدفع المذابات والجزيئات الصغيرة عبر غشاء المرشح. بهذه الطريقة ، يمكن إتمام التصفية. يعد اختبار المحاكاة لفصل الرمل والحصى عن طريق شاشة التقسيم مفيدًا لفهم آلية ترشيح التدفق العرضي: يرمز ثقب الشاشة إلى المسام الموجودة على غشاء المرشح ، بينما يرمز الرمل والحصى إلى الجزيئات المراد فصلها. في ترشيح التيار المستمر ، يُجبر خليط الحصى الرمل على التحرك نحو فتحة الشاشة ، وتتشكل طبقة حصاة على سطح الشاشة حيث تسقط بعض جزيئات الرمل الصغيرة من خلال فتحة الغربال ، مما يمنع الرمال العلوية من التحرك نحو الشاشة والمرور من خلالها شبكة الشاشة. في ترشيح التيار المستمر ، يمكن أن يؤدي زيادة الضغط إلى الضغط على الخليط فقط ، وهو ما لا يؤدي إلى تعزيز الفصل ؛ في المقابل ، في وضع ترشيح التدفق العرضي ، يتم منع تكوين الطبقة المحددة عن طريق إعادة تدوير الخليط ، وهو مشابه للاهتزاز لإزالة الحصى التي تسد شبكة الغربال ، بحيث تسقط الرمال الموجودة أعلى الخليط وتتساقط يمر عبر شبكة الشاشة. لذلك ، فإن استخدام ترشيح التدفق العرضي للفصل الجزيئي الحيوي له كفاءة أعلى وتركيز أسرع أو سرعة ترشيح.