切向流过滤系统的制作方法

本申请涉及切向流过滤，具体涉及切向流过滤系统。

背景技术：

1、超滤(uf)和微滤(mf)膜不但在生物制品分离和纯化中的应用越来越重要，也广泛的应用于水处理等领域。生物制品生产，无论其规模如何，通常都采用一个或多个过滤步骤。压力驱动膜分离技术的优势在于分离能力强和操作简单，只要通过控制流速和压差等即可实现目的产品分离。

2、膜过滤通常有两种形式，一种是目标物质被截留，在这种情况下，分离的目的通常是去除较小的污染物，浓缩目标物质，或使用渗滤进行缓冲液交换。另一种是目标物质不被过滤器截留，这种情况下，通常是去除较大的污染物，如微生物，或杂质颗粒等。在微滤中，截留的物质通常是杂质颗粒、细胞器、细菌或其他微生物，而透过的物质是蛋白质、胶体、肽、小分子和离子。在超滤中，截留的物质通常是蛋白质，是大分子，而穿透的是肽、离子，是小分子。

3、过滤过程中，料液中的溶液在压力驱动下透过膜，溶质(离子或不同分子量溶质)被截留，在膜与本体溶液界面或临近膜界面区域浓度越来越高。在浓度梯度作用下，溶质又会由膜面向本体溶液扩散，形成边界层，使流体阻力与局部渗透压增加，从而导致溶剂透过通量下降，这种现象被称为浓差极化。在微滤和超滤工艺中，克服浓差极化效应的一种常规方法是以切向流过滤(tff)模式操作分离过程。

4、切向流过滤系统料液通过流道，切向流过膜表面。流体的切向移动，能减少浓差极化效应，从而保持高的和稳定的通量。传统的切向流过滤料液需要多次流经过滤系统，使用泵将料液打进过滤系统，并将滤膜截留的料液送回进料罐中再次通过系统过滤。产品存在着在再循环过程中受到损害的风险。特别是随着生物药物给药方式从静脉注射到肌肉注射的改变，目标蛋白浓度越来越高(原液中达到150mg/m1)，传统的切向流无法满足工艺要求。

5、单向切向流在整个超滤过程中以恒定的操作条件运行，简化了所需的硬件，可以获得更高的浓缩因子。通过减少死体积，在不显着稀释目标产品的情况下提高了产品回收率，并降低了再循环对的产品损害风险。单向切向流也是一个连续过程，可以与其他步骤连续运行。特别是在现有设施空间受限的情况下，可以减少设备系统体积，消除中转储罐的瓶颈并减小层析柱体积。

6、针对新型的sp-tff工艺进行研究，因为sp-tff工艺复杂，特别是洗滤(df)阶段的工艺，不同过滤级数、不同洗滤方式都对应着不同的工艺系统，每种工艺系统都需采用专门的设备来实现，或者自行用一次性耗材或专用膜包，和若干独立设备搭建流路，并根据实际流路情况进行清洗、完整性检测等准备工作，成本较大，投入时间较多，效率低下，不够灵活。因此现在亟需一种通用型过滤系统来改善此类情况。

7、中国专利申请cn 108434990 a公开了一种连续单程切向流过滤系统及方法，但是该方法无法实现灵活实现多种切向流过滤及单程切向流过滤功能。中国专利申请cn108434990a公开了单次过滤系统和工艺，其是一次性系统，无法构建获得其他功能，使用成本较高。

8、本领域仍然需要寻找一种能兼具传统切向流功能，也能进行单向切向流操作，同时实现多种不同的过滤和洗滤(体系置换)功能，避免使用一次性耗材或者多种专用过滤系统，以低成本灵活构建和使用的系统。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本申请提供一种切向流过滤系统，其包括：

2、进样组件，位于所述进样组件下游的并联或串联的m个膜包组件，和位于所述m个膜包组件下游的收集组件，其中m≥1，

3、其中，所述进样组件包括样品容器和与所述样品容器流体连通的进样管路，

4、所述膜包组件包括滤膜、所述滤膜一侧的进口端和回流端以及另一侧的透过端，

5、所述收集组件包括收集容器、泵送装置和与两者流体连通的收集管路，

6、当所述膜包组件并联时，各膜包组件的进口端与进样管路流体连通，各膜包组件的进口端和回流端之间间插循环容器，各膜包组件的透过端与收集管路流体连通，

7、当所述膜包组件串联时，第一膜包组件的进口端与进样管路流体连通，除第一膜包组件外，后一膜包组件的进口端与前一膜包组件的回流端流体连通，并且各膜包组件的透过端与收集管路流体连通，

8、任选地，其中所述系统还包括间插在所述膜包组件之间和/或所述进样管路和所述膜包组件之间的洗滤组件，所述洗滤组件包括泵送装置和与所述泵送装置流体连通的洗滤管路，其中所述收集组件还包括洗滤容器，并且所述洗滤管路与所述洗滤容器流体连通。

技术特征：

1.一种切向流过滤系统，所述系统包括：

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括间插在所述膜包组件之间和/或所述进样管路和所述膜包组件之间的洗滤组件，所述洗滤组件包括泵送装置和与所述泵送装置流体连通的洗滤管路，所述收集组件还包括洗滤容器，并且所述洗滤管路与所述洗滤容器流体连通。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括位于膜包组件下游的用于监测产物的监控装置。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述监控装置包括以下的一种或多种：温度传感装置、重量检测装置、压力检测装置、流量检测装置、紫外检测装置、电导率检测装置和ph检测装置。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述膜包组件的进口端还包括混合装置，进入所述膜包组件的液体通过所述混合装置。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括流动控制装置，所述流动控制装置位于各组件、装置或管路中一个或多个的前后，任选地，所述流动控制装置包括阀，所述阀包括调节控制阀和关断阀。

7.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述膜包组件串联，并且所述膜包组件中的一个或多个的进口端与洗滤管路流体连通。

8.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述膜包组件串联，最后膜包组件的进口端与洗滤管路流体连通，最后膜包组件的透过端与前一膜包组件的进口端流体连通，直至第n+1膜包组件的透过端与第n膜包组件的进口端流体连通，并且第一膜包组件至第n膜包组件的透过端与收集管路流体连通，其中m≥n+1且n≥1。

9.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述膜包组件串联，最后膜包组件的回流端与洗滤容器流体连通，最后膜包组件的进口端与洗滤管路流体连通。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述膜包组件串联，除第一膜包组件以外，后一膜包组件的进口端与前一膜包组件的透过端流体连通，最后膜包组件的透过端与监控装置流体连通，并且各膜包组件的进口端和回流端之间间插循环容器。

技术总结
本申请公开了切向流过滤系统。该系统包括：进样组件，位于进样组件下游的并联或串联的m个膜包组件，和位于m个膜包组件下游的收集组件，其中m≥l，其中，进样组件包括样品容器和与样品容器流体连通的进样管路，膜包组件包括滤膜、滤膜一侧的进口端和回流端以及另一侧的透过端，收集组件包括收集容器、泵送装置和与两者流体连通的收集管路，并联时，各膜包组件的进口端与进样管路流体连通，进口端和回流端之间间插循环容器，透过端与收集管路流体连通，串联时，第一膜包组件的进口端与进样管路流体连通，除第一膜包组件外，后一膜包组件的进口端与前一膜包组件的回流端流体连通，并且各膜包组件的透过端与收集管路流体连通。

技术研发人员：葛鹏程,唐思远,王龙刚,宋陶冶,王影,沈克强,陈智胜
受保护的技术使用者：无锡药明生物技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12