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Filtration

Mit Cross-Flow-Filtration größere Volumina aufkonzentrieren

18.09.2008 | Autor / Redakteur: Noushin Delmdahl* / Marc Platthaus

1 Mit dem Cross-Flow-System Vivaflow 200 können Proben mit einem Volumen von bis zu fünf Litern verarbeitet werden. (Bilder: Sartorius Stedim Biotech)
1 Mit dem Cross-Flow-System Vivaflow 200 können Proben mit einem Volumen von bis zu fünf Litern verarbeitet werden. (Bilder: Sartorius Stedim Biotech)

Die Cross-Flow-Filtrationsanlagen Vivaflow wurden speziell für die Bedürfnisse im Labor konzipiert. Lesen Sie, wie die Systeme die Probenaufbereitung erleichtern.

Die Cross-Flow- oder Tangential-Flow-Filtration, zu deutsch Querstromfiltration, ist eine Methode zum Filtrieren oder Konzentrieren von Flüssigkeiten. Sie wird besonders in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie angewandt, wenn es um die Filtration bzw. Diafiltration von Proben mit mehreren 1000 Litern Volumen geht. Im Gegensatz zu statischen Filtrationstechniken sind Cross-Flow-Filtrationssysteme in der Lage, Flüssigkeiten mit relativ hohen Trübstoffgehalten zu klären. Dies wird durch eine Querströmung von etwa 2,5 bis 3 m/sec an der Membran erreicht, die die Ablagerung von Trübpartikeln und damit eine rasche Verblockung und Filterkuchenbildung verhindert. Diese industriellen Cross-Flow-Anlagen müssen in Bezug auf Reinigung, Wiederverwendbarkeit und Kontrollierbarkeit sehr hohen Qualitätsstandards gerecht werden. Zahlreiche Normen wie GMP (Good Manufacturing Practice) oder GHP (Good Hygenic Practice) müssen beachtet werden.

Unterschiedliche Filtrationstechniken im Labor verfügbar

Im Labor wird üblicherweise mit sehr viel kleineren Volumina gearbeitet. Für Probenvolumen unter 100 Milliliter bieten sich z.B. Zentrifugationseinheiten für das Konzentrieren und Umpuffern von Proben an. Diese sind als Einwegartikel in vielen Volumenkapazitäten und mit Membranen verschiedener Porengrößen erhältlich (s. Abb. 1). Für Proben über 100 Milliliter stehen Rühr- oder Druckzellen zur Verfügung, die nach einem ähnlichen Fitrationsprinzip wie die Zentrifugaleinheiten arbeiten (Dead-End-Filtration). Bei der Dead-End-Filtration wird die einmal aufkonzentrierte Probe aufgefangen und nicht rezirkuliert wie bei der Cross-Flow-Filtration. Doch auch im Labor können Cross-Flow-Techniken erfolgreich eingesetzt werden. Fallen Probenvolumen von 100 Milliliter bis fünf Liter an, die ebenfalls konzentriert oder umgepuffert werden müssen, z.B. Zellkulturüberstände vor der Aufreinigung, so ist die Querstromfiltration die Technik der Wahl. Diese Volumen sind einerseits zu groß, um mit zentrifugalen oder druckbetriebenen Ultrafiltrationseinheiten konzentriert zu werden, anderseits zu gering für eine industrielle Cross-Flow-Anlage. Dies gilt sowohl in technischer Hinsicht als auch hinsichtlich der mit einer solchen Anlage verbundenen, hohen Kosten.

Diese Kosten entstehen vor allem durch Anforderungen, die im Labor nicht gefragt sind z.B. GMP-gerechte Herstellung und exaktes Monitoring des Konzentrationsverlaufes. Für solche Fälle bieten sich die Cross-Flow-Einheiten Vivaflow von Sartorius Stedim Biotech an. Gefertigt aus Polycarbonat oder Acryl, bieten sie eine schnelle und einfache Lösung für die Konzentrierung von biologischen Proben bis zu fünf Liter Volumen. Die Einheiten sind nach einem Plug-and-Play-Prinzip zu bedienen: Eingebaute Schläuche zu der Einheit müssen lediglich in den Pumpenkopf einer peristaltischen Pumpe eingehängt werden. Diese fördern dann das Probenvolumen kontinuierlich über die eingesetzte Cross-Flow-Kassette, bis das gewünschte Volumen erreicht wird.

Für die Aufbereitung von Gewässerproben geeignet

Durch ihre einfache Handhabung eignen sich Vivaflow-Kassetten besonders für die Wasseranalytik. Im norwegischen Bergen werden Vivaflow-Einheiten z.B. eingesetzt, um Salmon Amenia Virus (ISAV) in Lachszuchtbecken nachzuweisen [1].

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