縮小規(guī)模以實現(xiàn)放大：實驗室級切向流過濾 (TFF) 的關(guān)鍵作用
樣品濃縮與緩沖液置換的普遍需求
幾乎在生物技術(shù)的每個角落，從開發(fā)抗體藥物偶聯(lián)物 (ADC) 和 mRNA 疫苗到蛋白質(zhì)純化，樣品濃縮和緩沖液置換都是基礎(chǔ)步驟。這些過程的質(zhì)量和效率直接影響實驗結(jié)果、影響開發(fā)時間表，并決定最終產(chǎn)品的可行性。數(shù)十年來，切向流過濾 (TFF) 一直是工業(yè)規(guī)模進(jìn)行這些工作流程的黃金標(biāo)準(zhǔn)。
雖然 TFF 在中試和生產(chǎn)環(huán)境中是首選，但傳統(tǒng)的 TFF 系統(tǒng)對于典型的研究實驗室通常不切實際。它們占地面積大、死體積大（導(dǎo)致小體積樣品時出現(xiàn)產(chǎn)品損失）以及操作復(fù)雜，使其不適合研發(fā)中靈活、低體積的需求。
這一困境促使研究界為實驗室規(guī)模的工作采用了不同的方法：死端過濾 (DEF)，最常見的形式是離心超濾裝置。它們體積小、操作簡單且專為小體積設(shè)計，使其成為事實上的解決方案，對于無法使用大型 TFF 系統(tǒng)的科學(xué)家來說是一個合理的折中選擇。
死端過濾的隱性成本
任何在實驗室花費數(shù)小時使用離心裝置處理樣品的人都知道，這種折中伴隨著顯著的缺點。這些傳統(tǒng)工具雖然常用，但存在關(guān)鍵限制：
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過濾速度慢： DEF 本質(zhì)上迫使液體和溶質(zhì)直接壓向膜表面。這導(dǎo)致膜快速污染和濃度極化，顯著減慢過濾過程，延長本已繁瑣的任務(wù)。
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樣品損失和聚集風(fēng)險： 高濃度的分子被直接壓在膜表面，加上離心的剪切力，可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆的聚集和變性。這導(dǎo)致具有活性的功能產(chǎn)品的產(chǎn)量降低。
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勞動密集型操作： 死端裝置需要手動操作，需要人工干預(yù)、仔細(xì)的樣品處理，并且常常僅僅為了跟蹤體積而中斷流程。
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可放大性有限： 死端裝置用于更大實驗室規(guī)模量的可放大性受限，常常迫使用戶并行運行多個裝置或?qū)ν谎b置進(jìn)行重復(fù)處理。
構(gòu)想理想方案：實驗室級規(guī)格的 TFF 性能
這就引出了一個關(guān)鍵問題：如果研究人員不必妥協(xié)呢？理想的實驗室級系統(tǒng)會是什么樣子？
它需要結(jié)合兩種技術(shù)的最佳特性。它應(yīng)具備 TFF 的高過濾速率和溫和處理特性，同時保留小體積適用性和死體積（這正是死端過濾最初吸引人的地方）。這樣的系統(tǒng)將提供更快的處理速度、更高的產(chǎn)品回收率、減少手動操作時間以及有價值的工藝數(shù)據(jù)——所有這些都集成在一個緊湊的臺式設(shè)備中。
µPulse® - TFF 系統(tǒng)：彌合差距
這一理想如今已成為現(xiàn)實。µPulse - TFF 系統(tǒng)專為彌合這一差距而設(shè)計，在具備 TFF 強大功能的同時，滿足了實驗室規(guī)模工作的便捷性需求。它通過整合兩個領(lǐng)域的優(yōu)勢，直接解決了死端裝置的局限性：
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采用微流控技術(shù)的微型化 TFF
µPulse 的功能核心是其濾芯芯片，該芯片的設(shè)計融合了 TFF 與微流控泵送技術(shù)。這種集成將死體積減少至僅 650 µL，且可 100% 回收，確保對于珍貴的小體積樣品實現(xiàn)最小的產(chǎn)品損失。
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快速樣品處理
樣品持續(xù)循環(huán)流動，切向流保持膜孔暢通，從而使?jié)B透流速比死端離心裝置快達(dá)四倍。
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自動化體積追蹤
µPulse 利用基于重量的體積傳感進(jìn)行實時、精確的體積追蹤，無需人工檢查。通過設(shè)定目標(biāo)濃縮因子或緩沖液置換體積，研究人員可以放心地讓系統(tǒng)無人值守運行，在確保工藝重現(xiàn)性的同時釋放寶貴時間。
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可放大工藝
無論用戶是想放大還是縮小規(guī)模，µPulse 都能讓用戶在研究規(guī)模上控制工業(yè) TFF 的所有參數(shù)。
結(jié)論
µPulse 系統(tǒng)的出現(xiàn)代表著一次明顯的進(jìn)步，它用自動化、高效且溫和的工藝取代了離心裝置緩慢、易樣品損失且依賴人工的特性，最終將 TFF 的真正性能優(yōu)勢帶入了研究實驗室。
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