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Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 1 - 目目 录录 I. 概述概述.- 2 - A. 切向流过滤切向流过滤- 2 - B. PELLICON系统的应用系统的应用- 3 - II. PELLICON系统如何工作系统如何工作- 4 - III. PELLICON系统的组装系统的组装.- 6 - A拆箱拆箱- 6 - B 系统的装配系统的装配- 6 - C. 泵和管子的装配泵和管子的装配- 7 - D. 对泵的检查对泵的检查- 9 - F 膜包的安装膜包的安装.- 12 - G 压紧步骤压紧步骤.- 12 - H泵的操作泵的操作- 14 - I. 泵和连接件的更换泵和连接件的更换 .- 15 - J. 标准有机玻璃的夹具到低残留夹具的标准有机玻璃的夹具到低残留夹具的 转换转换- 15 - IV. Pellicon系统使用前的准备系统使用前的准备.- 16 - A. 预清洗和膜润湿预清洗和膜润湿- 16 - B. 标准水透过率标准水透过率(NWP)的测定的测定- 16 - C. 完整性测试完整性测试- 16 - D. 膜包的预先处理膜包的预先处理- 16 - V. Pellicon系统的操作系统的操作- 17 - A. 操作模式操作模式- 17 - B. 主要操作参数主要操作参数- 23 - C. 测定参数测定参数- 23 - VI 用双泵操作用双泵操作Pellicon系统用于悬浮液的分离系统用于悬浮液的分离 - 27 - A.为什么增加一个泵为什么增加一个泵.- 27 - B. 双泵系统的应用双泵系统的应用.- 27 - C. 增加透过液泵增加透过液泵/双泵系统的操作双泵系统的操作- 27 - VII PELLICON系统维护系统维护- 30 - A.泵泵.- 30 - B. 夹具和膜包夹具和膜包- 30 - 附录附录I 系统优化系统优化.- 32 - A流量曲线流量曲线(流通量与切向流速流通量与切向流速)- 32 - B流通量随压力变化曲线流通量随压力变化曲线- 33 - C流通量的衰减流通量的衰减- 34 - D优化运行条件优化运行条件- 35 - 附录附录II 问题与解决问题与解决- 37 - 附录附录 膜维护手册膜维护手册.- 39 - A.选择清洗方法：选择清洗方法：- 40 - B.冲洗步骤冲洗步骤.- 42 - C.清洗步骤清洗步骤.- 43 - D.清洗条件清洗条件.- 46 - E.消毒步骤消毒步骤.- 47 - F.除热原步骤除热原步骤.- 48 - G.水通量（水通量（NWP) 测量测量 - 49 - H.膜堆的完整性检测膜堆的完整性检测 .- 51 - I.保存步骤保存步骤 - 54 - Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 2 - I. 概述概述 A. 切向流过滤切向流过滤 在分离中通常有两种类型的过滤：垂直过滤和切向流过滤。在垂直过滤中，所 有的流体直接通过滤膜，被截留的物质堆积膜表面。由于这些物质的堆积，通 过滤膜的流量迅速下降直至完全停止; 在切向流过滤中，流体如图 1 所示十字地流过滤膜。 图图 1 切向流的清扫作用切向流的清扫作用 这种清扫作用避免了被膜截留的物质在膜表面形成累积层，即所谓的 “浓差极 化 ”。 切向流过滤通常用于浓缩，被膜截留溶液的脱盐，或用于收集透过膜的物质。 小于膜孔或名义分子量限制的物质能够通过膜，并且可能被除热源，澄清或从 大分子溶液中分离出来。大于膜孔或分子截留限制的物质被截留并且被浓缩， 洗涤并与小分子物质分开。 超滤膜的截留性能是通过名义分子量限制（NMWL）来表示的，NMWL 是作为 粗略指导对分子量截留的最好的表达方式。 NMWL 不是一个确定的数据，仅仅是作为对膜截留和透过性能的指导。对于任 何切向流过滤，分子的截留和透过还受到下列因素的影响：包括溶液的组份， 浓度，切向流速，压力，温度和 PH。 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 3 - B. PELLICON 系统的应用系统的应用 MILLIPORE 超滤膜应用图超滤膜应用图 应用 膜类型 NMWL 备注 多肽,激素的浓缩与 脱盐; 香料的脱色 PLAC* PLBC* PLCC* 1,000 3,000 5,000 低蛋白吸附 低蛋白吸附 低蛋白吸附 蛋白,白蛋白,球蛋白, 酶浓缩 与脱盐.细菌内毒素, 病毒的浓缩 PTGC PLGC* PTTK PLTK* 10,000 10,000 30,000 30,000 对蛋白有较高的截留 低蛋白吸附 对蛋白有较高的截留 低蛋白吸附 丙球的浓缩与脱盐; 病毒的浓缩; 稀蛋白混合物的初步 分离 PTHK PLHK* 100,000 100,000 病毒的截留,宽广的 PH 范围. 低蛋白吸附,较高的 病毒截留 细菌裂解液,细菌内 毒素和可溶蛋白的澄 清和纯化; 稀血液制品的初步分 离 PTMK PLMK* 300,000 300,000 胶体颗粒的截留,宽 广的 PH 范围 低蛋白吸附,胶质与 滤毒截留 * PL-系列膜被建议专门用于在如果膜对蛋白的吸附能引起蛋白收率下降或膜堵的应用系列膜被建议专门用于在如果膜对蛋白的吸附能引起蛋白收率下降或膜堵的应用 MILLIPORE 微孔滤膜应用图微孔滤膜应用图 过滤应用 膜型号 孔径 细胞裂解液和蛋白溶液的澄 清,滤毒培养液的澄清 VVPP 0.1 胶体悬浮液,细菌细胞的收集 与洗涤;蛋白溶液和病毒培养 液澄清 GVPP/GVLP 0.2 细菌与真菌细胞悬浮液的收集 与洗涤;蛋白溶液和病毒培养 液的澄清 HVMP/HVLP 0.45 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 4 - II. PELLICON 系统如何工作系统如何工作 选 择 PELLICON-05 或 PELLICON-25 的 盒 式 超 滤 或 微 滤 膜 包 安 装 到 PELLICON 滤器的夹具上.工艺流体被泵入进液口,沿着膜表面平行流动,被膜截 留的物质通过截留口流出,回到原来存样品的容器内;由于流体十字地通过膜表面, 一部分的流体透过膜被收集到透过液的流道内,流出透过液口,作为被分离组份而 收集.图 2 表示流体沿单个膜包的切向流程图 图图 2 切向流程图切向流程图 PELLICON 盒式膜堆是由预组装好的,并通过测试的膜和隔离层粘接和固定在一 起,盒式膜堆中每个膜片被固定于聚丙烯分离网之间,因此 PELLICON 膜堆里每 个膜层是平行的,这种盒式膜堆在较小的容积内能提供很大的膜表面积,流体被泵 入 PELLICON 系统的进液口,流入底部导流板的 5 个孔中,进入膜堆的奇数孔中, 流体切向地通过膜,没有通过膜的部分流入膜堆另一侧的奇数孔中,流出回流口. 透过膜的流体(透过液)流入膜堆偶数孔中,流进底部导流板的两侧的 4 个孔中,最 后流出透过液口. 如图 3 所示 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 5 - 图图 3 Pellicon 夹具流程图夹具流程图 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 6 - III. PELLICON 系统的组装系统的组装 A拆箱拆箱 PELLICON 夹具被包装在一个箱子内,含有下列配件 膜夹具 长柄套筒扳手 四组螺杆压力件 不锈钢手拷一套 3/4” (5 个) 1.5”(2 个) 3/4” 垫片一套(5 个)1.5”(2 个) 使用手册/PELLICON 膜堆维护指导 PELLICON 组件由一个夹具(以上所列)加上一套连接件(包装在另一个箱子)组成, 连接配件包括下列内容: 连接到夹具上的连接件 两块 0-100PSI(0-7bar)充甘油隔膜压力表 阀门（隔膜、蝶阀各一个） 喉箍 25 英尺长的硅胶管(连接到透过液口) PELLICON 系统由膜夹具,连接件,泵和 25 英尺的硅胶管组成(为带蠕动泵系统配 置) 拆开包装并且安装,请按下列步骤 1.解开泵的包装,按照泵的使用说明安装 2.拆开夹具和连接件的包装,按照连接件的安装说明,将这些配件连接到夹具上 B 系统的装配系统的装配 要装配一个可运行的 PELLICON 系统,泵必需接上管子,再连接到夹具上的进液 口,管子必须如下连接 . 从产品容器到泵的进口,再从泵的出口到夹具的进液口 从夹具的回流液口到产品容器内 从夹具的透过液口到透过液收集容器内(如果在 “全循环”方式下运行则回到 产品容器内) 因此,请按照下列方法组装 PELLICON 系统 1.把膜夹具和泵放在桌面上,使之相邻 2.按泵使用说明安装泵管 3.仔细阅读连接件的安装说明,在泵和夹具之间连接好管子,在夹具与制品容器和 透过液容器之间连接好 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 7 - C. 泵和管子的装配泵和管子的装配 请阅读泵的安装说明 安装管子到 EASY-LOAD 4 13L/MIN 的泵头上(见图 4) 1.确认泵处于关闭状态 2.抓住打开泵头的手柄使之从右到左滑动,打开泵头. 3.把管子放入泵头转轴的上方,并且使之放入两侧 V 型弹簧夹槽中间,确认 V 型夹 槽能被向上移动并能自如弹回;当泵头关闭时,V 型夹槽会抓住管子并且使之不移 位. 使用下列尺寸的管子 Catalog No 要求流量 硅胶 Tygon(聚乙烯) Norprene 62ml/min-4L/min XX801GS25 XX801GT25 N/A 125ml/min-8L/min XX802GS25 XX802GT25 N/A 200ml/min- 13L/min XX803GS25 N/A 4.转动泵头上的滑杆使之从左到右关闭泵头,“锁住”管子. 注意注意:对管子不合适的压力会导致管子在转轴内的位置的不正确对管子不合适的压力会导致管子在转轴内的位置的不正确,在运行过程中会 损坏管子 在运行过程中会 损坏管子,管子应该被固定在转轴和管子应该被固定在转轴和 V 型夹槽的中间型夹槽的中间,而且当泵头被锁住时而且当泵头被锁住时,管子 被 管子 被 V 型夹槽“抓住型夹槽“抓住”. 5.泵头上面带数字的旋钮用于控制泵头对管子的压紧程度,一般设置旋钮在中间 值;数字越高对管子压的越紧,操作压力可以提高,但会缩短管子寿命,数字越低会 延长管子的寿命,但操作压力较低. 注意:如果操作时间过长,泵头内部这段管子会破损,因此使用 6-7 小时后应更换管 子或用下列步骤 处理. 停泵,打开泵头 管子向前移动一段,使用一段新的管子接触泵的转轴,关闭泵头,压紧管 子 重新启动泵 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 8 - 图图 4 安装管子到安装管子到 EASY-LOAD 泵头上泵头上 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 9 - D. 对泵的检查对泵的检查 在装配 Pellicon 系统之前先检查泵的运行是很重要的 Tubing 泵泵: 1.阅读泵的说明书,安装好泵头和管子. 2.接上电源,打开泵的开关至顺时针的位置 3.使泵在低速下运行,检查管子,确认泵头和管子吻合,确认管子在泵头里运行是正 常的,没有扭曲. 注意:在系统不使用的状态下,不建议泵管被长时间压在泵头里,否则会引起管子的 弯曲变形,在运行过程中会导致“咯”“咯”的噪音或较低的流量,并且会导致管子 的损坏.如果泵管出现弯曲现象,应重新更换泵管。 E 配件配件,附件的安装附件的安装 4L/min 系统的安装说明系统的安装说明(XX42PK160) 1.从包装箱中取出夹具. 2.拧下螺母,取下垫片,夹具压力件,顶部铝盖和有机玻璃板及保护导流板的垫,放 在旁边. 3.小心取下底部的有机玻璃导流板,在压力表的螺纹上缠 3 圈 Teflon 带,拧入导流 板的压力表安装口,紧好后,使压力表的正面向上,向前倾斜约 10 度,千万小心不要 使压力表拧得过紧以免损坏导流板. 4.小心将导流板放在夹具上,使流体的进出液连接口向前. 5.按操作手册说明(后面)安装 Pellicon 膜堆,每一个 Pellicon 膜包里均有安装说明. 6.重新依次装上顶部的玻璃板,铝盖,压力件,垫片螺母. 7.按使用说明书中的压紧步骤将膜包压紧. 8.将球阀连接到透过液接口上,用 3/4”TC 手拷及 3/4”硅胶垫片连接. 9.连接 3/4”TC*1/4”软管接头到进口和回流液口上, 用 3/4”TC 手拷及 3/4”硅胶垫 片连接. 10.切一段 1/4”内径的硅胶管接到透过液软管接头上, 用 3/4”TC 手拷及 3/4”硅胶 垫片连接. 11.按照该手册中的操作模式来选定管子的流径并且切至合适的长度. 流量流量 8-13L/min 系统的安装说明系统的安装说明(XX42PK260) 标准的有机玻璃夹具：标准的有机玻璃夹具： 1.从包装箱中取出夹具. 2.拧下螺母,取下垫片,夹具压力件,顶部铝盖和有机玻璃板及保护导流板的垫,放 在旁边. Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 10 - 3.小心取下底部的有机玻璃导流板,在压力表的螺纹上缠 3 圈 Teflon 带,拧入导流 板的压力表安装口,紧好后,使压力表的正面向上,向前倾斜约 10 度,千万小心不要 使压力表拧得过紧以免损坏导流板. 4.小心将导流板放在夹具上,使流体的进出液连接口向前. 5.按操作手册说明(后面)安装 Pellicon 膜堆,每一个 Pellicon 膜包里均有安装说明. 6.重新依次装上顶部的玻璃板,铝盖,压力件,垫片螺母. 7.按使用说明书中的压紧步骤将膜包压紧. 8.将球阀连接到透过液接口上,用 3/4”TC 手拷及 3/4”硅胶垫片连接. 9.连接 3/4”TC*1/2”软管接头到进口和回流液口上, 用 3/4”TC 手拷及 3/4”硅胶垫 片连接. 10.切一段 1/4”内径的硅胶管接到透过液软管接头上, 用 3/4”TC 手拷及 3/4”硅胶 垫片连接. 11.对 8L/min 的系统,选择 3/8”硅胶管连接到进口和回流液口的软管接头上,用喉 箍固定之. 12.对 13L/min 的系统,选择 1/2”硅胶管连接到进口和回流液口的软管接头上,用 喉箍固定之. 13. 按照该手册中的操作模式来选定管子的流径并且切至合适的长度. 不锈钢夹具：不锈钢夹具： 1. 从包装箱中取出夹具. 2. 拧下螺母,取下垫块,夹具压力件,顶部不锈钢盖和导流板的垫,放在旁边. 3. 小心将隔膜压力表用手拷安装到压力表安装口,造成要注意在表接口下加上压 力表专用的大口硅胶垫片，手工紧好手拷后,使压力表的正面向前. 4. 按操作手册说明(后面)安装 Pellicon 膜堆,每一个 Pellicon 膜包里均有安装说 明. 5. 重新依次装上顶部的不锈钢盖、压力件、垫片、螺母. 6. 按使用说明书中的压紧步骤将膜包压紧. 7. 将隔膜阀连接到循环液接口上,用 3/4”TC 手拷及 3/4”硅胶垫片连接. 8. 将蝶阀连接到进液口,用 3/4”TC 手拷及 3/4”硅胶垫片连接 9. 连接 3/4”TC-1/2”软管接头到进液口,回流液口,透过液口上, 用 3/4”TC 手拷及 3/4”硅胶垫片连接. 10. 对 8L/min 的系统,选择 3/8”硅胶管连接到进口,回流和透过液口的软管接头上, 用喉箍固定之. 11. 对 13L/min 的系统,选择 1/2”硅胶管连接到进口,回流和透过液口的软管接头 上,用喉箍固定之. 12. 按照该手册中的操作模式来选定管子的流径并且切至合适的长度. Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 11 - 图图 6 用蠕动泵操作用蠕动泵操作 Pellicon 系统的夹具和配件系统的夹具和配件 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 12 - F 膜包的安装膜包的安装 通则 1.松掉 Pellicon 夹具上的四个螺母,取下螺母,垫片,压力件. 2.取下上面带手柄的铝盖,放在一边,再小心取下上面的有机玻璃板. 3.选择您所选用的 Pellicon 膜包. 如果您在选择膜包上有疑问如果您在选择膜包上有疑问,请与请与 Millipore 技术服务部或应用专家联系以获取 帮助 技术服务部或应用专家联系以获取 帮助 在一个膜夹具上每次只能安装一种类型的膜包,不能混装不同孔径或不同分子量 的膜包,膜包的数量取决于您应用的要求.有机玻璃 Pellicon 夹具最多能容纳 10 块 1ft2 的膜包,或 5 块 5ft2 的膜包,或一块 25ft2 的膜包;带加长螺杆(XX42P0064) 的有机玻璃夹具最多能容纳 50f t2 的膜包;低残留体积(LRV)的 Pellicon 夹具只能 容纳 5ft2 的膜包,通常用小型盒式膜包(1ft2). 膜面积和切向流速的选择指导膜面积和切向流速的选择指导 对于每 10L 的处理流体,至少要选择用 1ft2 的膜面积,要保证足够的过滤效率,对 于每平方英尺的膜面积,泵的能力应该至少达到 1.2L/min,如果泵的流量过低会引 起过滤速率的下降. 微型盒式膜堆微型盒式膜堆,盒式膜堆的安装盒式膜堆的安装 1.在底部导流板上放一块洁净的硅胶垫片(每个膜包的包装里均有两块,或订货产 品编号是 PSSP00 C10),使硅胶垫的孔与导流板的孔对齐. 注意注意:将垫片两面的塑料膜揭掉将垫片两面的塑料膜揭掉 2.在硅胶垫片上放上膜包,在每两个膜包之间放一个垫片. 3.小心放上顶部的有机玻璃板. 4.重新放上带手柄的顶部铝盖,装上压力件,垫圈,螺母(如图 6),先用手对角拧紧螺 母,拧紧次序见图 11. G 压紧步骤压紧步骤 随 Pellicon 盒式系统附有一个板手和一个 15/16”的内六角套筒 对 Pellicon-15 和 Pellicon-25 膜包 拧夹具上每一个螺母每次不超过 1/8 圈,次序如图 11,压至白色压力件中的黑色条 纹不见为止,如果使用一段时间以后,重新可见黑色条纹的话,应重新拧紧. Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 13 - 注意:如果超滤器从冷的房间移至热的房间,要松掉所有的螺母,使整个系统温度升 至环境温度,再紧好螺母,以免铝盖的变形. 图图 10 弹簧压力件紧固时情形弹簧压力件紧固时情形 黑色条纹可见,需要再紧 杯盖合在一起,不需再紧 黑色条纹不见,不需再紧 图图 11 Pellicon 夹具螺母紧固次序夹具螺母紧固次序 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 14 - 对小型膜包对小型膜包(1ft2),Minicassettes 为了安装小型膜包,必须另购力矩扳手(Cat.No YY2029336),力矩扳手可调范围 150in-lb1000in-lb,调节刻度每格 10in-lb,当预设的力矩值到达以后,力矩扳手会 出现“咯”“咯”的声音,不要超过所设的力矩值,内六角套筒是 15/16”. 1.顺时针旋转力矩扳手手柄上凸边,解开扳手的锁定状态. 2.设置力矩值 300in-lb. 3.设置好以后,逆时针拧手柄上的凸边使之锁定. 4.拧夹具上的螺母每次不超过 1/8 圈,次序如图 11,直至力矩扳手出现 “咯”“咯” 的现象为止,不 要超过所设力矩值. 5.再对前面所设力矩值检查一边. 注意:如果超滤器从冷的房间移至热的房间,要松掉所有的螺母,使整个系统温度升 至环境温度,再紧好螺母,以免铝盖的变形. H泵的操作泵的操作 蠕动泵的操作 1.使泵速控制钮在 0 的位置,泵电源开关在关的位置. 2.插上电源. 3.打开泵开关至 “CCW”逆时针位置,红灯即亮. 4.设置所需要的转速,用量筒和秒表来测量流速. 管子在运行状态下会很快损坏,如果泵在高速下运行,压力达到 20psi,我们建议应 该在每 6-7hr 的运行后更换管子或将泵头内这段管子移动至泵头外. 为了最大限度延长管子声明并且防止对泵电机的损坏,应该使用质量较好的管子. 如果管子破了,不要让溶液(尤其是生理盐水)遗留在轴上或泵头的滚轴上,应该取下 轴的连接件,用纯水清洗,并且彻底干燥后再装好.泵轴和泵头的连接件应定期检查, 如果出现腐蚀或损坏现象,应更换之. 变速蠕动泵有个可调旋钮用于设置泵速从 0-100. 注意注意:控制钮的量程不是绝对精确控制钮的量程不是绝对精确,只是表示相对的速度只是表示相对的速度 蠕动泵开始运行时速度应该在零点,然后逐渐提高,当启动泵以后速度不在零点时, 不允许突然改变运转方向,否则会造成保险丝的熔断或齿轮的折断. 蠕动泵的最大操作压力是 30psi,在正常操作情况下让泵的正反向开关一直在正向 位置.在逆时针位置泵会逆时针运转,在逆时针运转之前,必须先停泵,以避免损坏泵 的控制线路. 注意:为防止泵电机的过热,应确保前面和泵电路板后面的空气排气口没有堵塞. Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 15 - I. 泵和连接件的更换泵和连接件的更换 如果您想更换新的泵用于 Pellicon 系统的操作,订购下列连接件用于新泵的连接. 蠕动泵 定购配件编号 适用于 6mm(1/4”)内径的管子 XX42PK160 适用于 9mm 或 12.7mm(3/8”或 1/2”)内 径的管子 XX42PK260 J. 标准有机玻璃的夹具到低残留夹具的标准有机玻璃的夹具到低残留夹具的 转换转换 定购下列 Pellicon 配件 XX42PRB68 LVR 底部导流板 XX42T1906 一套(4个)聚丙烯接 头,1/4”NPTM*3/4TC XX42PK160 LRV 连接配件 XX801GS25 ”内径硅胶管 然后 1.拧下螺母,取下垫片,压力件,顶部铝盖,有机玻璃板以及 Pellicon 膜包,放在一边, 取下标准的底部有 玻璃导流板. 2.从导流板上拧下压力表,去净旧的 Teflon 带,重新缠上新的 Teflon 带,将压力表拧 到 LRV 的导流板上,紧好后,压力表面应向上,向前倾斜约 10 度. 3.将 LRV 的导流板放在夹具上,三个接口向前. 4.将 3/4”TC*1/4”NPTM 的聚丙烯接头拧到 LRV 导流板的三个接口上. 5.重新装上 Pellicon 膜包. 6.安装 4-13L/min 的易装蠕动泵,检查泵的操作. 7.连接好泵管至夹具的进口. Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 16 - IV. Pellicon 系统使用前的准备系统使用前的准备 Pellicon 盒式膜包的维护程序的拷贝件(P17514)随 Pellicon 系统有一份,也可以从 MILLIPORE 技术部门定购. A. 预清洗和膜润湿预清洗和膜润湿 在制品之前,Pellicon 膜包应该被冲洗,预清洗和彻底润湿,为了防止由于储存的保 护剂或制造过程的 残留物污染产品.有关详细步骤可参阅 Pellicon 盒式膜包的维护手册. B. 标准水透过率标准水透过率(NWP)的测定的测定 如果您想监测清洗膜的效果,测定 NWP 是非常重要的,在维护手册中有详细介绍, 请参阅该手册. C. 完整性测试完整性测试 完整性测试方法(压力保持和空气扩散测试),在使用 Pellicon 盒式膜包之前必须先 进行膜包的完整性测试,这种测试可以保证膜包的封存完好,并且膜包对产品的截 留能在它所指定的范围内.膜在处理过程中的任何缺陷都会在测试中显露出来,为 了顺利进行测试,膜包必须彻底润湿.详细步骤,参阅 Pellicon 盒式膜包的维护手册. D. 膜包的预先处理膜包的预先处理 为了使 Pellicon 膜包在最佳条件下运行,因此可以先通过缓冲液或培养基(与制品 比较接近的)在系统中循环,应该考虑液体的温度,PH 和盐的组分,膜包的预处理可 以改善 “溶解性”,防止在开始运行时产品的沉淀与吸附,最大限度地提高产品收率. Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 17 - V. Pellicon 系统的操作系统的操作 A. 操作模式操作模式 浓缩流程 图 12 表示了最常用的浓缩蛋白,病毒或细胞的流程,在此过程中,被膜截留的物质 从回流口流出又回到原来的产品容器内,透过膜的物质流出透过液口进入透过液 的收集容器. 制品罐 制品进液 可调速泵 透过液收集罐 进液口压力表 透过液阀 回流液阀回流压力表 膜 截留液 透过液 图 12图 12 浓缩流程浓缩流程 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 18 - 恒体积透析流程恒体积透析流程 恒体积透析模式(见图 13)常常被用于洗涤被膜截留 的产品或 用于回收透过膜的 付产品.例蛋白脱 盐,分离小分子物质,细胞洗涤等,在此过程中应向产品容器内加纯水或缓冲液,并使 加入的流速与从膜包中透出的流速相等,该流程可以用图 14 所示的系统来运行,使 产品容器通过一个有三孔的橡皮塞来密封,当产品容器内的液体减少时会产生真 孔,洗涤溶液会自动补偿到产品容器内,而且流速与透出液的流速相等.该方法只能 用于蠕动泵的系统,如果在此过程中使用 Procon 泵会出现气蚀现象. 5-10 倍的洗脱体积一般足够用于除去所有的盐和能被膜滤过的分子. 进行恒体积透析的另一个方法是用一台辅助泵用于向截留溶液的容器内补加缓冲 液或稀释剂,辅助泵的流量 Q1 应该被调节至与滤出液流量 Q2 相等(见图 15). 制品罐 制品进液 可调速泵 透过液收集罐 进液口压力表 透过液阀 回流液阀回流压力表 膜膜 截留液 透过液 图 13图 13 恒体积透析流程恒体积透析流程 缓冲液 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 19 - 洗脱缓冲液 制品烧杯 截留液 进泵 恒体积透析流程 （用带三孔橡皮塞的烧杯） 恒体积透析流程 （用带三孔橡皮塞的烧杯） Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 20 - 制品罐 制品进液 可调速泵 透过液收集罐 进液口压力表 透过液阀 回流液阀回流压力表 膜膜 截留液 透过液 图 15图 15 使用辅助泵进行透析流使用辅助泵进行透析流 Q2 Q1 透过液/洗脱液泵 洗脱溶液 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 21 - 全循环模式全循环模式 在该模式中,截留液和透过液都循环到产品容器内,保持恒定的体积和恒定的浓度, 该模式可用于测定过滤流速随时间,压力和切向流速的变化情况而不受浓度的影 响.全循环模式流程也常常用于清洗程序中彻底地清洗膜的截留和透过液两侧,以 及截留和透过液管路,见图 16. 制品罐 制品进液 可调速泵 透过液收集罐 进液口压力表 透过液阀 回流液阀 回流压力表 膜 截留液 透过液 图 16图 16 全循环流程全循环流程 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 22 - 冲洗模式冲洗模式 我们建议在进行清洗程序之前先用水或缓冲液进行冲洗以除去膜包和系统里的残 留产品以减轻清洗负担,截留液和透过液全部排放,对系统的冲洗会减少清洗时间 和化学清洗剂的用量,见图 17. 制品罐 制品进液 可调速泵 透过液收集罐 进液口压力表 透过液阀 回流液阀回流压力表 膜 截留液 透过液 图 17图 17 冲洗流程冲洗流程 排放排放 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 23 - B. 主要操作参数主要操作参数 推荐的切向流速(对每个膜包): 1.5US 加仑/分(6L/min)每 0.5m2的膜包 4.5US 加仑/分(18L/min)每 1.5m2的膜包 7.5US 加仑/分(30L/min)每 2.5m2的膜包 对小型膜包(Minicassette) 调节泵速至所需流量,保持进口和回流口的压差在 20psi(1.3bar) 例如: 进口 25psi 回流口 5psi P=20psi 用蠕动泵和硅胶管. 膜透压 TMP=(Pin+Pout)/2-Pp (透过液压力 Pp 通常是零,除非透过液用阀控制或用辅助泵控制) 蠕动泵: 设置回流口压力至 5psi(0.3bar),如果用硅胶管,减少回流压力,保证进口压力低于 25psi(1.7bar),以防止管子胀破. C. 测定参数测定参数 FLUX: 流通量流通量 流通量定义:流体通过每单位膜面积的流量,对一定的膜面积,流通量通常用测定值 ml/min 或 L/min 来表示,据此测定值可转换成标准单位,例每小时每平方米升(LMH) 或每 24 小时(1 天)每平方英尺加仑(GFD) 1.0LMH=0.6GFD 截留率和透过率截留率和透过率 截留率定义了膜的性质,计算公式如下: R=1-(Cp/Cr) Cp 是透过液中目标溶质的浓度 Cr 是截留液中目标溶质的浓度 R 是截留率 Passage 定义如下定义如下: P=1-R=Cp/Cr P 是透过率 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 24 - 收率与损失收率与损失 收率=系统运行结束后收集的产物的量/运行开始时产物的量 损失的途径 1.如果用膜截留产物,透过膜的产物便损失了. 2.如果产物是透过膜的,一些被膜截留的产物便丢失了. 3.没有收集到的系统里残留的液体是损失的原因之一,但通过冲洗可以使损失减少 到最小程度. 4.由于材质的吸附,例膜,管子,其它表明包括玻璃面通常是无法收集的,但它的损失 较小,当工作体积 比较小或浓度较低时,使用低蛋白吸附膜能减少蛋白损失. 5.化学性质不稳定的产品在生产过程中会引起损失,必须选择好盐浓度和 PH 值来 控制产品的稳定, 热不稳定的产品应该通过控制温度使损失减少至最低限度. 6.泡沫和气蚀是蛋白失活的主要原因,在泵和罐里避免泡沫的产生. 表 1 Pellicon 盒式膜包的流通量(近似值) 流量 LMH 2.6 6.412.925.838.751.664.5 129 安装膜包 膜面积 过滤流量 ml/min 1 Mini- cassatte 0.1m2 4 10 20 40 60 80 100 200 2 Mini- cassatte 0.2m2 8 20 40 80 120 160 200 400 1 Cassatte 0.5m2 20 50 100200 300 400 500 1000 2 Cassatte 1.0m2 40 100200400 600 800 1000 2000 3 Cassatte 1.5m2t 60 150300600 900 12001500 3000 4 Cassatte 2.0m2 80 200400800 120016002000 4000 5 Cassatte 2.5m2 100 2505001000150020002500 5000 聚砜流量计可用于在线测量透过液的流量,Millipore 定购编号 XX42PFP04,流量 范围 0.4-4L/min 堵塞和浓差极化堵塞和浓差极化 MILLIPORE 切向流过滤和系统的维护指南的拷贝件(SD002)随每一个 Pellicon 系统有一份,该指南解释了堵塞的原因和膜为什么必须清洗,在使用 Pellicon 系统 之前请阅读该指南. 控制堵塞控制堵塞 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 25 - 膜的堵塞在一定程度上能被控制,主要方法讨论如下: 1. 膜的选择 2. 操作条件 3. 流体的预处理 4. 膜的清洗 膜的选择膜的选择 流体内化合物的吸附或相互作用受膜材很大影响,例如再生纤维素膜比聚砜膜具 有较低的蛋白吸附性能,会使膜堵减少并且稳定较高的过滤流量. 膜的形状也是一个非常重要的因素,对低分子量的分子象抗生素,多肽或果汁的澄 清,一种各向异性的超滤膜比微孔膜具有较高的过程流量,由于孔的堵塞会出现在 较多 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 26 - 操作条件操作条件 操作条件象压力和流量会影响流量的稳定性,例如 R.O 应用中,在较高的流速下操 作会在膜表面形成湍流避免不溶盐的析出,防止可变形蛋白的沉淀的最好方法是 在低的 TMP 条件下操作,以避免由于压力原因造成在膜表明的沉淀. 流体的预处理流体的预处理 通过预处理来除去可能堵塞的物质对减少膜堵非常有帮助,尤其对除去由于悬浮 物引起的堵塞,可用粗一点的预处理.另一些预处理方法包括流体性质的改变,通过 调节 pH 或离子强度,它能改变流体内化合物吸附性能.当然,这些选择并不是都行 得通的,尤其在制药或生物工程行业中,流体的性质不能被改变的. 膜的清洗由于以上提到的方法不能完全有效防止堵塞,因此大部分膜系统必须有 一个清洗规程.由于时间长造成的流量减少不是清洗膜的主要原因,其它一些重要 原因已经讨论过了.然而作为一种控制膜堵的方法,对膜进行清洗保证堵塞的物质 被除去,使得一批到一批膜堵的渐增影响能被消除,并且在下一批生产之前膜堵能 被恢复到原来的清洁状况. Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 27 - VI 用双泵操作用双泵操作 Pellicon 系统用于悬浮液的分离系统用于悬浮液的分离 A.为什么增加一个泵为什么增加一个泵 在切向流过滤中某些应用要求较高的切向流速,并且要求较低的流通量和膜透压, 以避免浓差极化或堵塞.在这些应用中,操作者必须找出一系列的流量与压力条件 优化方案和提高收率,而不是流通量,这些应用要求使用第二台泵来控制滤过液流 量,PTMK 和 PLMK(UF)膜（300,000NMWL）或 Durapore 微孔膜经常应用在这 些应用中. 在下列所列的应用中,如果流通量过高,产物很可能在膜表面形成浓差极化或吸附. 因此为了保持膜表面的清洁,应该维持或缓慢减少切向流速率,降低膜透压和透过 液流量. 由于流体粘度,组份,流道设计和切向流速的联合作用会使平均膜透压超出最佳范 围,如果没有对透出液流量加以限制.因此操作者必须通过限制透过液出口来减慢 透过液的流量.在在 Pellicon 盒式膜包系统中虽然可以部分地关闭透出液阀门来控 制流量 盒式膜包系统中虽然可以部分地关闭透出液阀门来控 制流量,但大部分情况是用一台带变速的辅助泵来控制透过液流量,这样操作者只 用设定一个指定的流量条件,就可以在一个稳定的流速下操作以避免流通量的衰 减.最终,使用可编程的蠕动泵,每批的流量可以被设置和监测而不受操作者影响. B. 双泵系统的应用双泵系统的应用 病毒收集,增加透过率和除去小分子蛋白 哺乳动物细胞收集,可得到 95-100%细胞收率 哺乳动物细胞洗涤,最大限度地除去血清蛋白 细菌细胞的收集和洗涤,最大限度透过溶解的蛋白或其它生物多聚体 细胞裂解液的工艺过程 上面所列的某些应用要求最大平均膜透压在 0.12PSI 之间(0.713.8Kpa),为了 获得最佳的收率或方案. C. 增加透过液泵增加透过液泵/双泵系统的操作双泵系统的操作 推荐步骤 Pellicon 夹具高流量(HRTF)接头: 产品编号 XX42PHRTF 透过液流量计: 产品编号 XX42PFP04 对手动操作双泵: 透过液泵,最大流量可达 1.6l/min XX8000230(230V) 透过液泵头 Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 28 - XX8000003, 480ml/min Maximum XX8000004, 1000ml/min Maximum XX8000005, 1600ml/min Maximum 硅胶管 XX8000023, 480ml/min Maximum XX8000024, 1000ml/min Maximum XX8000025, 1600ml/min Maximum 对可编程的透过液泵: Barnant 公司部件号 7527-00 膜夹具的调整膜夹具的调整 1.从透过液接口上取下透过液球阀 2.安装 HRTF 接头到 3/4”TC 的透过液接口上. 3.连接透过液泵到 HRTF 接头之间的管子,并且用喉箍固定之. 4.从透过液出口到透过液泵之间的管子长度应该尽可能短. 5.不要限制截留液的流量,回流压力应该接近零. 6.对双泵系统计算 TMP 公式如下: TMP=(Pfeed in +Pretentate out)/2 Ppermeate 7.设置进液泵的速度至推荐的切向流速的 50%,约 1317L/min/m2,在透过液泵关 闭状态下记录 Pin 和 Pp. 8.透过液泵操作只能顺时针方向运转,透过液出口从泵头左侧至右侧,不要从透过 液进口泵入液体 进膜包,逆向流动可能会损坏某些膜. 9.在最低速度下启动透过液泵,记录透过液流量,切向流速和压力,在记录单记录数 据,并且计算 TMP. 10.小步增加透过液泵速,比如一次 10ml/min,根据产品的敏感性进行设置,同时测 量 TMP 和透过液流量,注意当透过液压力到达零时,对操作双泵系统就获得了最 大的流通量. 11.在每一个数据点取样透过液和回流液测定产品收率,并且分析质量或活性,记 录下这些数据. 12.在可接受的产品收率的范围内,尽可能选择较快的流通量,相应地对透过液泵 的最佳速度是在透过液压力较稳定,不随时间下降情况下维持最大的透过液流量. 如果透过液压力开始下降,减慢透过液泵速直至透过液压力重新稳定. Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 29 - 数据记录单数据记录单 设备: 孔径: 日期: 产品: 处理量: 页数: 目的: 膜面积: 操作者: 时间 流速 (lpm) 温 度 P in (psi) P out (psi) Pperm (psi) TMP (psi) 流通量 (lpm) Vperm (liters) C/R X 备注 初始体积 Vf= l 总透过液体积 Vp= l 最终浓缩液体积 Vc= l 初始水通量= lpm 实验后水通量= lpm 清洗后水通量= lpm 清洗条件: TMP=(Pin+Pout)/2 - Pperm X= Vf/Vc Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司 - 30 - VII PELLICON 系统维护系统维护 A.泵泵 如果泵在高速下运行,并且压力达到 20psi,建议每 6-7 小时更换管子或移动与泵 头接触的这段管子. 为了使管子寿命达到最大并且防止损坏泵电机,只有较精密的管子,该手册中指定 的才能使用,如果管子破了,不要让溶液(尤其是生理盐水)遗留在轴或齿轮上,取下 轴的连接件,用纯水清洁之并彻底干燥.管子应该用不锈钢的喉箍固定在胶管接头 上.取下管子,先松掉喉箍上的螺丝,从胶管接头上拔下管子.同时建议当系统不运 行时把管子从泵头上取下. 取下易装蠕动泵头取下易装蠕动泵头(见图见图 18) 1.关掉泵的开关并拔下电源线. 2.松掉联轴器上两个内六角螺丝,使电机轴与泵头分开,这部需(随泵提供的)1/8”内 六角长柄板手. 3.松掉泵头上的 3 个长螺丝,使泵头向你所在方向取下. 泵头滚轴的检查泵头滚轴的检查 滚轴表面必须光滑并且没有腐蚀,滚轴必须在针型轴承上轻松滑动.粗糙的滚轴或 滚轴旋转不灵活 会使管子撕破,磨破或损失产品. 安装透过液管路安装透过液管路 参阅连接件的安装说明 安装压力表安装压力表 重新安装压力表到 Pellicon 有机玻璃夹具上(见图 6 和 7) 1.松掉 4 个螺母并取下,拿下顶端铝盖,有机玻璃板以及膜包. 2.小心取下下面的有机玻璃导流板. 3.在压力表的螺纹上缠上 3 圈 Teflon 带(先除去原来的 Teflon 带). 4.将压力表拧进底部导流板的压力表孔内,最终压力表的面应向上,与水平方向夹 角约 10 度. 5.将装好压力表的底部导流板放到夹具上. 6.安装膜包和夹具,然后按前面所讲的紧固步骤紧好. B. 夹具和膜包夹具和膜包 详见 PELLICON 膜包维护手册. Pellicon 切向流超滤系统 用户使用手册 密理博中国有限公司