Quais são os métodos de limpeza para uma gaveta de lençóis planos?

Se você trabalha em biotecnologia, fabricação farmacêutica ou qualquer área que use ultrafiltração para concentrar, purificar ou separar biomoléculas (pense em proteínas, anticorpos ou sobrenadantes de culturas celulares), provavelmente já trabalhou com cassetes de folhas planas. Sou fornecedor deles há mais de uma década e uma pergunta que recebo com muito mais frequência do que as especificações do produto é: “Qual é a maneira certa de limpar meu cassete de folhas planas?” Evite os truques genéricos de enxaguar e limpar que você pode encontrar em manuais de laboratório antigos - limpar não é apenas torná-lo bonito. Trata-se de manter o desempenho da filtragem correto, prolongar a vida útil dos seus cassetes (o que economiza muito dinheiro a longo prazo) e evitar a contaminação cruzada entre lotes. Se você está aqui, provavelmente já sabe que uma limpeza inadequada leva a coisas como taxas de fluxo mais baixas, vida útil mais curta do cassete ou até mesmo lotes estragados. Vamos detalhar isso passo a passo, sem jargões sofisticados, apenas a conversa direta que dou aos meus clientes quando eles ligam em pânico por causa de uma fita entupida.

Primeiro, vamos ter certeza de que estamos na mesma página sobre o que estamos falando. Cassetes de folhas planas são a espinha dorsal dos sistemas de filtração de fluxo tangencial (TFF) – são aquelas unidades de membrana fina e em camadas que dividem o fluxo de alimentação em dois fluxos: permeado (o que passa através da membrana) e retentado (o que é retido). Se você procura modelos específicos, temos aqui uma linha completa:Série de filtração Cassetes-TFF, incluindoCassetes de ultrafiltração de fluxo tangencial,gavetas da ultrafiltração 100kd, eCassetes de ultrafiltração com tela suspensa. Agora, vamos à parte de limpeza. Vamos começar com o enxágue imediato pós-uso – isso não é negociável, como tirar os sapatos depois de uma caminhada na chuva. Esperar até uma hora após o uso permite que os resíduos sequem na membrana, e proteínas secas ou restos de células são muito mais difíceis de remover, como a cola que endurece. Para esta primeira etapa, você deseja usar o mesmo tipo de água que usaria para preparação ou fabricação de laboratório - água deionizada filtrada (DI), não água da torneira. Por que? A água da torneira contém minerais e cloro que podem reagir com sobras de biomoléculas, piorando a incrustação. Passe a água DI pelo cassete na mesma vazão usada durante a execução de filtração. Não aumente a pressão imediatamente - pressão baixa a moderada (10–15 psi) é melhor aqui. Você verá o permeado ficar turvo no início; continue até que fique totalmente limpo e o fluxo de retentado não seja mais espumoso. Se o seu cassete tiver altas concentrações de coisas como lisado celular ou soluções densas de proteínas, talvez seja necessário fazer duas lavagens rápidas de DI em vez de uma. Esta etapa leva de 5 a 10 minutos, mas é a mais importante para evitar o aparecimento de incrustações.

Em seguida, se você tiver incrustações leves a moderadas - como acúmulo de proteína que não saiu no primeiro enxágue - é hora de uma lavagem básica. A melhor opção aqui é uma solução alcalina diluída, geralmente hidróxido de sódio (NaOH), em uma concentração de 0,1–0,5 M. Eu sei o que alguns de vocês estão pensando: “NaOH é forte, isso não danificará a membrana?” Contanto que você não deixe agir por muito tempo, é totalmente seguro. As soluções alcalinas quebram as ligações proteicas, dissolvem resíduos orgânicos e até matam quaisquer micróbios que tenham entrado no cassete. Dica profissional: aqueça a solução de NaOH a 30–40°C (86–104°F) antes de aplicá-la. O calor faz com que a solução alcalina atue muito mais rápido, reduzindo o tempo de contato. Passe-o pelo cassete por 15–30 minutos, ainda com aquela taxa de fluxo moderada. Porém, não deixe a solução ficar estagnada no cassete - a alcalina estagnada pode causar picos de pH que desgastam a membrana com o tempo. Após a lavagem, enxágue novamente com água deionizada até que o pH do permeado fique neutro (teste com uma tira de pH, fácil assim). Se a sua incrustação for muito teimosa, como restos de anticorpos monoclonais ou ácidos nucleicos, você pode adicionar uma pequena quantidade de surfactante – algo como 0,1% de Tween 20 – à solução de NaOH. Os surfactantes ajudam a remover resíduos hidrofóbicos da superfície da membrana, como uma espécie de detergente para gordura. Apenas certifique-se de enxaguar muito bem o surfactante depois, ou isso pode atrapalhar as taxas de fluxo da sua próxima execução de filtração.

Agora vamos falar de incrustações mais severas, porque às vezes até a melhor lavagem inicial não é suficiente. Talvez você tenha processado um sobrenadante de cultura celular com muitos detritos insolúveis ou um lote com altos níveis de polissacarídeos que aderem à membrana. Para isso, você precisa de uma limpeza química mais forte, às vezes chamada de etapa de “limpeza de sanitização” ou “CIP (limpeza no local)” se estiver executando um sistema completo. Eu recomendo um limpador enzimático aqui - pense nele como uma mistura especial de enzimas que corrói resíduos orgânicos resistentes. Os produtos de limpeza enzimáticos funcionam muito melhor do que os ácidos agressivos para incrustações biológicas porque têm como alvo compostos específicos sem danificar a membrana. Procure um limpador projetado para sistemas de ultrafiltração, não apenas para enzimas de laboratório em geral. Siga as instruções do fabricante, mas geralmente você o executa a 35–45°C (95–113°F) por 30–60 minutos a uma vazão um pouco mais alta (20–25 psi) para garantir que ele entre em todos os cantos e recantos da estrutura de folha plana. Se o limpador enzimático não funcionar (raro, mas possível para incrustações muito graves, como biofilme), você pode usar uma solução de ácido diluído - ácido cítrico a 0,5–1 M, por exemplo. O ácido cítrico dissolve depósitos minerais e, por ser um ácido suave, é menos agressivo que o ácido clorídrico. Novamente, aqueça, deixe passar por 15–20 minutos e depois enxágue bem até que o pH do permeado seja neutro. Uma observação aqui: nunca misture soluções ácidas e alcalinas no cassete – essas duas reagem violentamente e essa é uma maneira rápida de arruinar o seu cassete (e talvez o seu dia). Enxágue muito bem com água desionizada entre uma lavagem alcalina e uma lavagem ácida, se precisar fazer as duas.

Espere, tem outra coisa que as pessoas esquecem: limpar a parte externa e as juntas. A membrana interna é a estrela, mas as bordas e as juntas que vedam as camadas também podem ficar cheias de resíduos. Se você estiver desmontando o cassete (alguns cassetes de folha plana são projetados para desmontagem, outros são descartáveis, portanto, verifique sempre o seu modelo), limpe as superfícies da gaxeta com um pano sem fiapos umedecido com água deionizada. Não use toalhas de papel – elas deixam pequenas fibras que ficam presas. Para a moldura do cassete, você pode usar uma escova macia para esfregar suavemente qualquer resíduo seco e depois enxaguar. Se você tiver um cassete descartável, como oUltrafiltração de Casseteslinha, você não vai desmontá-lo, então apenas certifique-se de fazer um enxágue completo e uma lavagem química assim que terminar de usá-lo - sem deixá-lo de lado para amanhã.

Agora, vamos falar sobre o que evitar. Já vi tantos clientes cometerem esses erros e acabarem precisando de um novo cassete muito mais cedo do que deveriam. Primeiro, não use água da torneira para nada além do primeiro enxágue rápido - os minerais da água da torneira podem se acumular na membrana e causar descamação. Em segundo lugar, não use abrasivos fortes ou lã de aço para esfregar a membrana – arranhar a superfície cria pequenos buracos que atrapalham o desempenho do corte de peso molecular (MWCO) e você não obterá a separação necessária. Terceiro, não deixe as soluções de limpeza permanecerem no cassete por horas ou durante a noite. Mesmo soluções “suaves” como o NaOH podem quebrar o material da membrana se deixadas por muito tempo, especialmente em altas temperaturas. Quarto, não pule a validação pós-limpeza. Você fez todo esse trabalho para limpar o cassete – certifique-se de que ele realmente funciona. Teste a taxa de fluxo com água deionizada antes de usá-la em um lote real. Compare-a com a taxa de fluxo quando o cassete era novo. Se for menos de 70% do original, isso significa que ainda há incrustações residuais, então você precisará ajustar as etapas de limpeza na próxima vez.

Uma observação rápida sobre cassetes descartáveis ​​versus cassetes reutilizáveis, porque essa é uma grande conversa no momento na biofabricação. Os cassetes descartáveis ​​são ótimos para evitar a contaminação cruzada entre diferentes produtos ou linhas celulares, mas isso não significa que você pode simplesmente jogá-los na gaveta após o uso. Mesmo os cassetes descartáveis ​​precisam de um enxágue rápido logo após o uso para evitar que a membrana seque. Cassetes reutilizáveis, como ogavetas da ultrafiltração 100kdque fazemos, podem durar de 10 a 15 usos se você limpá-los adequadamente - tivemos clientes que obtiveram 20 usos deles quando seguiram nosso protocolo de limpeza ao máximo. A desvantagem é que os reutilizáveis ​​precisam de mais cuidado, mas a economia de custos é enorme se você estiver executando vários lotes.

Vamos encerrar com uma rápida folha de dicas passo a passo, para que você não precise rolar para trás. 1. Pós-uso imediato: enxágue com água deionizada a 10–15 psi por 5–10 minutos até que o permeado fique transparente. 2. Incrustações leves: NaOH 0,1–0,5 M a 30–40°C, deixar funcionar por 15–30 minutos, enxaguar até pH neutro. 3. Incrustação grave: Limpador enzimático a 35–45°C, deixe funcionar por 30–60 minutos ou dilua ácido cítrico, se necessário, enxágue abundantemente. 4. Limpe as juntas/estrutura: pano sem fiapos para vedações, escova macia para as molduras, sem fibras ou arranhões. 5. Validar: Teste o fluxo de água DI para garantir que esteja acima de 70% da taxa original.

No final das contas, limpar um cassete de folha plana não é ciência de foguetes - trata-se de ser consistente e não esperar muito após o uso. Se você ainda está descobrindo qual cassete é ideal para sua aplicação ou deseja especificações de limpeza mais detalhadas para nossos produtos, como oCassetes de ultrafiltração com tela suspensa, sinta-se à vontade para entrar em contato com nossa equipe. Trabalhamos com laboratórios e instalações de fabricação em todo o mundo para garantir que seus equipamentos de filtragem durem e tenham o desempenho esperado.

Referências

1. Janson, JC (2011). Purificação de Proteínas: Princípios, Métodos de Alta Resolução e Aplicações (3ª ed.). Wiley-VCH.
2. Porter, MC (1972). Hanbook de Tecnologia de Membranas Industriais. Publicações Noyes.
3. Manual de operações da filtragem de fluxo tangencial (TFF). (2020). Termo Fisher Científico.