Single-Use-Aufkonzentrierung (Tangentialflussfiltration)

Die Single-Use-Aufkonzentrierung durch TFF ist ein anspruchsvoller Prozess. Denn dabei wird versucht, eine genaue Prozesssteuerung in einem System zu erzielen, das traditionelle hygienische Edelstahl-Messgeräte durch Einwegkomponenten ersetzt. Insbesondere bei der Aufkonzentrierung von Biologika sind TMP-Regelung, Durchflussmessung und die Überwachung der Aufkonzentrierung in Echtzeit die Instrumentierungsthemen, die die meisten Betriebsrisiken mit sich bringen und die größten Verbesserungsmöglichkeiten bieten.

• Messgenauigkeit und Regelung des Transmembrandrucks (Transmembrane Pressure, TMP): Bei der Aufkonzentrierung durch TFF ist der Transmembrandruck (TMP) oft die kritischste Prozessvariable. Einweg-Druckmesszellen haben im Allgemeinen eine geringere Genauigkeit und Stabilität als dauerhaft installierte hygienische Transmitter. Drift des Drucks kann zu falschen TMP-Berechnungen führen. Luftblasen in Single-Use-Schläuchen verursachen verrauschte Signale.
• Zuverlässige Durchflussmessung: In Single-Use-TFF-Systemen kommen oft Schlauchpumpen, Membranpumpen und Einwegschläuche zum Einsatz. Diese Komponenten können zu Pulsationen, veränderlicher Elastizität der Schläuche und zu einer durch die Pumpe bedingten Durchflussunsicherheit führen. In Einwegschläuchen können traditionelle magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte nicht ohne Weiteres eingebaut werden.
• Detektion des Endpunkts der Aufkonzentrierung: Festzustellen, wann die Zielkonzentration erreicht ist, stellt eine bedeutende Herausforderung dar. Single-Use-Systeme verfügen meistens nicht über eine vollständige Ausstattung mit PAT-Sensoren. Bediener arbeiten deshalb gegebenenfalls mit Offline-Probenahmen, wodurch allerdings nur noch eine halbautomatische Steuerung möglich ist.
• Luftmanagement und Erkennung von Blasen: Luft ist eines der am meisten unterschätzten Probleme bei der TFF und kann zu Abweichungen bei der Durchflussmessung, Druckschwankungen und Beschädigung der Membran führen. Die meisten Single-Use-TFF-Skids verfügen nicht über anspruchsvolle Inline-Messgeräte zur Erkennung von Luftblasen.