Fallstudie: Tangentialflussfiltration (TFF) und Repligen

So erfüllen Sie die aktuellen und zukünftigen Anforderungen an die Biofiltration

In der Biochemie und bei der Entwicklung und Produktion von Biomolekülen ist eine der Schlüsseltechniken, die von der Forschung bis zur Produktion eingesetzt werden, die Tangentialflussfiltration.

Die Tangentialflussfiltration (TFF), auch bekannt als Querstromfiltration,lässt eine Flüssigkeit tangential über die Oberfläche eines porösen Filters oder einer Membran strömen. Alle Partikel, die größer sind als die Porengröße der Membran, verbleiben im Strömungsweg und alle, die kleiner sind, wandern durch die Membran. Diese Art der Filtration sorgt für eine höhere Ausbeute und eine längere Lebensdauer des Filters oder der Membran im Vergleich zur Direktstromfiltration, bei der die Flüssigkeit senkrecht durch das Filtrationsmedium gedrückt wird. Die TFF wird für viele verschiedene Filtrationsanwendungen eingesetzt, darunter:

• Aufreinigung und Konzentration von biopharmazeutischen Produkten und diagnostischen Partikeln
• Entsalzung von Lösungen
• Wasserfiltration am Ort der Verwendung
• Kaltsterilisation von Kulturmedien
• Proteinaufreinigung und -konzentration
• Virusentfernung und -konzentration
• Lysat-Klärung
• Perfusion von Bioreaktoren
• Ganzzellige Diafiltration

Ob im kleinsten Maßstab der Ultrafiltration, im größeren Maßstab der Mikrofiltration oder irgendwo dazwischen – viele flüssigkeitsverarbeitende Pharmaunternehmen, Biotech-Unternehmen und sogar kleinere F&E-Labors setzen in ihren Prozessen auf die TFF.

Einer der führenden Hersteller von Komplettsystemen und neuartigen Filtrationsmembranen auf dem Markt der TFF ist Repligen in Los Angeles, CA. In den letzten 15 Jahren hat Repligen mit Masterflex^® zusammengearbeitet, um die Hardware für die Peristaltikpumpen zu beschaffen, die in ihre Systeme eingebaut werden.

Herausforderung

Die modernen TFF-Systeme, die derzeit von Repligen produziert werden, wurden bereits im Jahr 2004 entwickelt. Damals traf das für seine Filtrationsprodukte bekannte Repligen die kommerzielle Entscheidung, ein eigenes TFF-basiertes Überwachungssystem zu entwickeln, das Pumpen umfasst. Sie wussten auch, dass es aufgrund der Art und Weise, wie ihre Kunden die Systeme verwenden würden, von entscheidender Bedeutung war, dass ein Großteil des gesamten Flüssigkeitsweges für den Einmalgebrauch geeignet und leicht sterilisierbar sein musste. Das bedeutete, dass die beste Pumpe für ihr System eine Peristaltikpumpe sein musste, wobei das Unternehmen diese Technologie nicht selbst produzierte.

Tony MacDonald, Präsident von Repligen, dazu: „Wir wollten das wirtschaftlichste und vollständigste System auf dem Markt entwickeln.“ In der Tat war es ihr Ziel, sich von der Konkurrenz abzuheben, indem sie Komplettsysteme entwickelten, die die notwendige Hardware, also Geräte, Schläuche, Armaturen und Zubehör – enthielten. Ein komplettes „gebrauchsfertiges“ System zu erhalten, würde es den Kunden ermöglichen, ihr neues Gerät sofort nach der Installation effektiv zu nutzen.

„Wir wussten jedoch von Anfang an, dass wir kein Pumpenhersteller sein wollten“, so MacDonald weiter. Daher musste Repligen einen Pumpenhersteller finden, mit dem das Unternehmen zusammenarbeiten konnte, um die benötigten maßgeschneiderten Pumpen zu entwickeln.

Lösung

Das erste Unternehmen, an das sich Repligen wandte, war nicht bereit, mit ihnen zusammenzuarbeiten, um die von ihnen benötigte maßgeschneiderte Pumpenlösung zu entwickeln. Daraufhin wandten sie sich an Masterflex und fanden den Partner, der ihre Anforderungen erfüllen konnte.

„Masterflex stellte die Produktlinie zur Verfügung, die unser Geschäft erfolgreich machte“, so MacDonald. „Von Anfang an waren sie sehr entgegenkommend, wenn es darum ging, ihre Pumpen an unsere Anforderungen anzupassen. Im Laufe der Jahre haben sie die Verpackung der Pumpe, die Firmware der Pumpe, die Steuerungssoftware und sogar die Farben des Pumpenkopfes und des Antriebs geändert. Masterflex war genau das, was wir von einem Lieferanten erwarteten, und leistete einen entscheidenden Beitrag zur erfolgreichen Entwicklung und Einführung der Systeme, die heute einen Großteil unserer Produktlinie ausmachen!“

Ergebnis

Mit mehr als einem Jahrzehnt erfolgreicher Verkaufsgeschichte hat Repligen die Grenzen der erschwinglichen Automatisierung immer weiter verschoben. Mit Blick auf die Zukunft sieht das Unternehmen eine starke Nachfrage nach noch fortschrittlicherer und dennoch leicht zugänglicher filtrationsbasierter Technologie. Da sich der Flüssigkeitsweg von Systemen immer mehr in Richtung Einmalgebrauch entwickelt und bereits ein verstärktes Interesse an der Ablösung der Größenausschluss-Chromatographie durch die TFF-Technologie zur Proteintrennung besteht, werden die Systeme von morgen wahrscheinlich anders aussehen als noch heute. Dennoch unternimmt Repligen zusammen mit wichtigen Zulieferern wie Masterflex bereits Schritte, um diesen Anforderungen gerecht zu werden, da der TFF-Markt zweifellos expandieren wird.

Wenn Sie an weiteren Informationen über die von Repligen hergestellten TFF-Systeme interessiert sind, besuchen Sie uns unter www.repligen.com oder senden Sie eine E-Mail an customerservice@repligen.com.

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