바이오 및 제약 공정에서 사용되는 TFF(Tangential Flow Filtration) 필터는 제거하고자 하는 입자의 크기와 공정 목적에 따라 미세여과(MF)와 한외여과(UF) 멤브레인으로 분류됩니다. 최적의 분리 효율을 위해서는 각 멤브레인의 특성을 정확히 이해하는 것이 중요합니다.
미세여과 (Microfiltration, MF)
0.1μm ~ 0.65μm 공극. 주로 세포 회수(Cell Harvest) 및 단백질로부터 세포 찌꺼기 분리에 사용됩니다.
한외여과 (Ultrafiltration, UF)
1kD ~ 1000kD 분자량 컷오프. 단백질 농축, 탈염 및 바이러스 제거 공정에 필수적입니다.
UF 멤브레인 선택 시에는 폴리머 재질(mPES, RC), 화학적 호환성, 세척 시 사용하는 Solvent와의 반응성 등 공정 적합성을 반드시 검토해야 합니다.
Modified Polyethersulfone (mPES)
우수한 기계적 강도와 넓은 pH 범위를 자랑합니다. 특히 산화 저항성이 높아 고농도 가성소다(NaOH) 세척 환경에서도 안정적인 성능을 유지하며 대중적으로 가장 많이 활용됩니다.
Regenerated Cellulose (RC)
친수성이 강해 단백질 흡착이 매우 낮습니다. 높은 회수율(Yield)이 요구되는 고부가가치 바이러스 정제 및 펩타이드 분리에 탁월한 선택지입니다.
성공적인 농축 및 정제를 위해서는 타겟 물질의 크기에 따른 정교한 필터 선정이 필요하며, 멤브레인의 NMWL(Nominal Molecular Weight Limit) 상관관계를 고려해야 합니다.
용질 보유(Retention) 목적
타겟 사이즈 대비 1/3 ~ 1/5 수준의 NMWL 선정 (99% 이상 회수율 확보)
용질 투과(Passage) 목적
타겟 사이즈 대비 3 ~ 5배 이상 큰 NMWL 선정 (막힘 현상 최소화)
필터의 등급은 단순 수치가 아닌, 입자의 유효 크기와 단백질-단백질 상호작용 등 실제 공정 조건에 따른 성능 테스트가 병행되어야 합니다.
UF 멤브레인의 분리는 단순히 분자량이 아닌 입자의 실질적 크기(Size)에 의해 결정됩니다. 용액의 pH, 이온 강도, 농도 변화는 입자의 유효 크기에 영향을 미치며, 이는 곧 필터의 효율로 직결됩니다.
최적화된 공정 설계를 위해서는 초기 단계에서 Retention Test를 반드시 수행해야 하며, 이를 통해 고순도/고수율의 정제 결과를 얻을 수 있습니다.
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