洗濾是指使用切向流過濾（TFF）技術進行“漂洗”或從溶液中去除某種較小的分子（如雜質、鹽離子、溶劑、小分子蛋白）。相對于透析膜管，洗濾操作速度更快，處理量更大。通過選擇合適的膜，也可以進行緩沖液置換、調整顆粒粒徑分布、改變鹽離子濃度、并在澄清操作中最大可能地提高收率。緩沖液置換，即使用超濾膜快速、溫和地改變蛋白溶液，是使用仕必純中空纖維膜組件進行洗濾操作最常見的應用之一。

通過洗濾進行分餾（Fractionation）操作成功與否，取決于選擇的膜是否合適。膜孔徑必需足夠大，以使小分子物質通過（進行分餾應用時），同時膜孔徑也必需足夠小，以截留大分子物質。仕必純提供多種規格的膜產品，可在最佳條件下進行超濾和微濾處理。

切向流過濾通過將料液在中空纖維膜內循環流動來達到處理目的。纖維管壁上的膜孔允許小分子物質通過，而大分子物質被截留在循環料液中（圖1）。通過向循環液流中補充置換緩沖液或清洗溶液，即可達到洗濾的目的。添加的緩沖液可與濾液流量相同（連續型洗濾），也可在達到一定濃度水平后，間歇性添加（非連續型洗濾）。在洗濾的過程中，溶液的組分逐漸從原始溶液向補充的緩沖液轉移。

典型的TFF系統包括泵、壓力監測設備、流量監測設備、樣品容器、緩沖液容器以及中空纖維膜組件。泵使料液以一定的流量和剪切力在工藝流路中循環。為控制過濾的驅動力——跨膜壓，需要監測膜組件進口、出口及濾液出口的壓力。監測過濾流率是工藝放大和工藝優化的前提條件。

有很多方法可進行洗濾操作。使用中空纖維膜組件、軟管和密封容器是進行連續型洗濾的有效方法。在連續型洗濾模式中，濾液排出會在樣品容器中產生負壓，洗濾緩沖液在負壓作用下，以與濾液排出相同的速率補充到到樣品容器（或工藝回路）。圖2所示為典型的洗濾流路設置。

洗濾前濃縮

料液體積和完成洗濾所需緩沖液的量成正比。

為減少緩沖液用量和操作時間，提高效率，可以在洗濾前對樣品進行濃縮。在切向流過濾操作時，如不向樣品容器中補充緩沖液而收集濾液，即可達到濃縮目的。由于大分子被膜截留，濃度會相應增加。而可透過膜的小分子（鹽離子或溶劑）濃度則保持不變。圖3所示為濃縮示意圖，樣品體積降低為起始體積的一半，被截留的大分子的濃度增加一倍。

大分子濃度的增加可影響過濾流率及小分子的透過率。隨著被截留分子在膜表面濃度的增加，濾液通過膜的阻力將變大，導致濾液流量降低，亦即工藝流量J降低（見公式1）。

J,(L/M²/hr)=濾液流量/膜面積         (公式1)

在某些應用中，隨著膜表面截留分子濃度的提高，滲透性小分子通過膜的阻力會增大。小分子在濾液及進樣中的相對濃度可用透過率表示（%T），透過率也可以在濃縮過程中通過測量進樣和濾液中小分子的濃度計算而得。

T=C_濾液/C_進樣 (2a)

T(%)=C_濾液/C_進樣× 100 (2b)

公式2：透過系數(2a)和%透過率(2b)

了解濃縮對過濾流率及透過率的影響，對洗濾和分餾工藝的優化很有幫助。

洗濾（緩沖液置換）

洗濾即向樣品容器中添加清洗緩沖液，漂洗出可透過膜的小分子物質。在連續型洗濾過程中，緩沖液被連續補充到料液中，其流量與流出中空纖維膜組件的濾液的流量相同。見圖4所示。

連續型洗濾如圖2所示，在密封系統內進行，緩沖液添加量可自動調節，以保持料液總體積不變。

[注意：也可以使用額外的雙泵頭來同時調節補充緩沖液和濾液的流量，兩者可以相同的流量向樣品容器添加緩沖液和抽出濾液（常用于切向流微濾操作）]。

清楚了解洗濾體積VD的概念非常重要。洗濾體積，為容器內料液的體積和循環回路中料液的體積之和。

進行洗濾處理所需緩沖液的總體積常用洗濾次數或體積倍數n來表示：

緩沖液體積=n ×V樣品體積  公式3

預估“漂洗掉”某一小分子所需的洗濾體積倍數，可使用圖5查找，也可由圖表下方所示公式4計算。

如果已知透過系數T以及所用洗濾體積倍數，即可計算得到清除的滲透性分子的百分比。

公式4

總結

洗濾，或濃縮/洗濾，是一種快速、溫和、可工藝放大的切向流過濾過程（超濾或微濾），用于漂洗掉可透過膜的小分子或鹽離子。小分子可以是低分子量的雜質、緩沖液鹽離子、非反應成分或者目的產物（MF TFF，微孔切向流過濾）。通過選擇正確的膜孔徑并確定濃度與透過率之間的關系，可優化洗濾操作，從而實現穩定、可重復的純化過程，繼而，保證每次操作得到一致的產品。

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