整个过程无相变、操作条件温、易放大等特点。通过选择不同膜材及膜的不同截留孔径，完成不同分子量物质的筛分或者固液分离，应用广泛，特别是制药和生物大分子领域，小核酸和基因治疗药物等。

过滤膜是超滤技术的核心，膜材料对应用选择有重要影响。当前，超滤膜主要以各向异性不对称膜为主。膜通常为两层，下层为多孔支撑层，多数为聚烯烃材质。

超滤膜的上层为非常薄的近似“皮肤”的截留层，号称皮层（2-8微米左右），主要起分子拦截作用。皮层材料主要有亲水改性聚醚砜、聚砜、纤维素等。聚（醚）砜膜有良好的机械性能，更高的耐温效果、低蛋白吸附、高通量等特点，能满足多数应用要求。纤维素膜材具有天然的亲水性，表现出更低的蛋白吸附及抗污堵能力等。纤维素膜对有机溶剂的兼容性也更好，例如对DMA、DMSO、乙腈等有机溶剂的耐受性。对于高浓、高粘度及ADC等应用可以优先尝试纤维素材质。微滤膜则主要以对称膜为主，材质主要有聚醚砜、PVDF、纤维素等。 

但关于截留分子量选择的规律只是经验性的，因为实际样品往往复杂的多。例如分子在溶液中的形态也会对分离效果有影响，比如线性的分子比球形的更易穿过膜孔，样品中分子量的分布范围越窄分离度越好。所以适合具体工艺的截留分子量最终需要通过测试来决定。

过滤膜的使用可以加工成不同的形式，比如平板膜包、中空纤维柱和卷式膜等。其中平板膜包和中空纤维柱在制药中用得较多。

平板膜包的设计通过一张张平面的膜堆叠起来以增加过滤面积，液体样品在膜的表面流动。为了增加传质效率，在膜与膜之间通常会增加筛网结构。筛网与滤膜之间的位置和筛网的粗细对于液体样品的传质效果有明显影响。悬浮筛网因为流道更开放，对流体阻力小，压降从而更小，更适合粘度大、浓度高、甚至有颗粒物的样品。普通筛网或者精细筛网有更高的传质效率，从而有更高的透过转化效率，比较适合中低浓度的样品。筛网提供的湍流也可以有效减缓凝胶层的过早出现，从而提高过滤效率。

中空纤维柱通过一根根细长开口的纤维丝并联一起，增加过滤膜的面积。样品在开放的中空纤维丝中流动，由内向外透过。开放的流道，是中空纤维的主要特点，相对较低的剪切力是中空纤维的特点。没有类似平板膜包中筛网对流体力学的复杂影响，中空纤维的剪切力主要受流速和纤维半径的影响，从而能够依据流速和纤维半径大致判断剪切力的范围，为剪切力敏感的样品提供参考或者测试样品对于剪切力的敏感程度。

我们常说的切向流过滤技术主要为通过反复循环以实现浓缩、换液洗滤目的工艺。由于凝胶效应的影响，当样品需要浓缩到较高浓度时，往复循环的模式可能会面临挑战。且往复循环模式也增加了样品暴露的时间，对不稳定样品影响较大。随着高浓抗体药物应用的兴起，对新型疫苗、复杂递送技术、基因治疗领域病毒载体滴度的更高要求，备受推崇的连续流工艺等都在呼吁TFF技术的创新。专利保护单向切向流过滤 (SPTFF) 的设计正是基于满足这些需求。

与传统TFF过滤相比，单向切向流料液仅一次通过工作泵和膜包，利用空间换时间，样品无需经过反复循环，加料罐没有滋生泡沫的困恼，从而有效减少样品受到剪切力的影响。

因此，在LNP、外泌体等新型递送颗粒的制备中，SPTFF技术具有明显优势。快速浓缩和低剪切力可以保证颗粒在浓缩换液中的完整和包封率。

SPTFF采用更低的进口流速，因而SPTFF过滤可以采用更小管路和工作泵，具有更小的死体积和更高的回收率 (>98%) 。

另一个非常显著的特点是最终的顶洗，SPTFF采用更小的顶洗体积和更少的顶洗次数，因此，SPTFF技术可以获得更高的浓缩倍数。

在抗体或血液制品高浓制剂的工艺中，可以更为稳定地实现最终蛋白浓度大于220 g/L的浓缩要求，最高浓度可以达到250 g/L以上。

课程题目：切向流过滤操作视频

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