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在發酵中的過濾應用
创建于2024.09.14
发酵和细胞培养应用涉及准备发酵罐或生物反应器的液体和气体供应，以支持所需细胞的生长。在发酵过程中，需要保持液体和气体供应的无菌性，以支持所需细胞的生长。为了满足无菌要求，过滤应用起着至关重要的作用。
在這篇文章中，討論了過濾在發酵過程中的各種應用。這裡展示了一個典型的用於空氣過濾的應用。
進氣口的預過濾:
空气压缩机用于为制造工厂产生气流。有两种类型的压缩机，无油和润滑油。
进气预过滤对于去除油液滴在油润滑空气压缩机中变得必要。像玻璃纤维过滤器这样的凝聚过滤器可以提供大于99.9%的油液去除率，并且还可以去除更广范围内的水滴（露）。这种玻璃纤维过滤器还可以作为优秀的预过滤器，用于过滤进入发酵罐的进气的疏水膜折叠过滤器。
對於無油壓縮機，預過濾器的作用是去除空氣系統中的污垢，延長最終過濾器的壽命。用於發酵空氣時，細胞褶皺濾芯和聚丙烯濾芯用於此應用。
無菌空氣過濾:
细菌和噬菌体，当存在于空气中时，可以进入发酵罐或生物反应器并污染产品。这可能破坏所需的生产细胞并降低产量。因此，为发酵过程提供无菌空气至关重要。
用于灭菌发酵罐进气的方法有多种考虑。这些方法包括过滤、加热、辐照、用灭菌化学品清洗和静电沉降。其中，清洗和静电沉降对微生物的去除不起作用。加热和辐照不便宜。因此，过滤是唯一符合灭菌发酵罐进气要求的技术。
疏水膜折叠过滤器被广泛推荐。这些膜的疏水（排水）特性可以在潮湿或干燥的工作条件下提供100%的细菌和噬菌体去除效率。这是与玻璃纤维和滤芯相比的关键优势。
对于某些发酵过程，需要高温过滤空气。为此，使用具有疏水性的聚四氟乙烯（PTFE）制成的过滤器。
3. Sparging: 沖提:
在发酵罐或生物反应器中，Sparging作用是将空气均匀分散在含有生长培养基和产品的容器中。为了这种应用，使用多孔不锈钢Sparging元件，提供均匀和细致的气体分散。这些不锈钢元件由多孔金属一面和实心金属一面制成。
精细级多孔不锈钢（即3.0 µm）由于其高气体传递和低剪切通气能力，即使对于对剪切敏感的哺乳动物细胞培养也是理想的。
排气/废气过滤：
在无菌发酵罐上安装通风过滤器的目的有两个。
為了防止污染儲罐並提供儲罐內物料的封閉。對於涉及長時間發酵週期或需要敏感發酵培養基（例如組織培養基）的工藝，防止儲罐內的污染是可取的。
為了防止從發酵罐釋放生物體以保護環境並防止微生物從發酵罐逃逸。
重组或哺乳动物细胞发酵罐/生物反应器的排气过滤系统必须将无菌空气排放到环境中，并提供无菌屏障以防止污染物的进入。此外，它必须能够原位蒸汽灭菌，并且通常具有小于1 psid的清洁压差。
建議的排氣過濾系統設計分為兩個階段；
· 预过滤器（通常为1.2微米聚丙烯滤芯）：它可以从发酵废气或排气中去除含有细胞或培养基的气溶胶颗粒和液滴，并延长最终灭菌过滤器的使用寿命。
疏水性膜（PVDF或PTFE）过滤器滤芯（0.2μm）：它可以防止微生物进入或离开受控区域，即使存在水滴和饱和气体。
流体原料的过滤:
发酵和细胞培养生长介质经常通过过滤进行灭菌，特别是当存在热敏感成分时。0.xn--2-m-yyc亲水膜灭菌过滤器广泛用于这些应用。正电位亲水膜增强了从补充水中去除细菌内毒素（热原）的效果。
聚丙烯过滤器也是预过滤侵蚀性溶剂和粘稠流体以及需要高流量的应用的绝佳选择。
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