PLA纳米胶束过滤困难，求大神支招（除菌过滤困难，且冻干品复溶后也难以过滤）

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各位大神，小弟目前在做一个PLA纳米粒制剂，TFF除去有机溶剂并浓缩后，粒径普遍在70nm左右，但就是无法顺利过滤，除了玻璃纤维的滤膜稍微好过一点点，其他的都是过一点就堵塞。
目前暂时用了大面积的PES滤芯，但还是指标不治本，求各位大神支支招。
希望能顺利完成大体积的过滤除菌，目前我这个样品浓度比较高，10%以上的浓度。冻干复溶后的产品过滤阻力更大，一个针头过滤器只能过几毫升

世间始终你好

针对高浓度（≥10%）PLA纳米粒过滤（尤其冻干复溶后堵塞）的实操建议下面把可能的堵塞机理、可选策略和一个**可直接操作的过滤流程（工艺列车）**按优先级列出来，尽量给出具体可试的参数/器材方向，方便你马上在车间/实验室验证。

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1) 堵塞的主要原因（先了解再对症下药）

• 团聚/凝集：粒子虽名义上70 nm，但冻干复溶、离心或高浓度时很容易形成可堵塞0.22 μm孔径的团聚体。
  
• 高黏度 / 高固含引起的界面阻塞与蛋糕层：10%+ 悬浮液黏度大，导致滤速慢、易在滤膜表面形成难以去除的滤渣层。
  
• 膜与粒子相互作用（吸附/粘附）：选错膜材料会吸附/粘住粒子，加速失效。
  
• 死端过滤（needle filter）固有缺陷：针头过滤器界面面积极小，承受的比通量压力高，很容易堵。
  
  

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2) 优先级最高（马上试）的修正手段

• 在过滤前把样品“解聚”／稳定化
  
  
  • 加入低量表面活性剂（常用：Poloxamer 188、Tween 80、0.01–0.1%范围起始试验）以抑制复溶后团聚。
    
  • 温和超声分散（短时、低能量，避免热/降解），或使用高速匀浆/二级均质短促处理，观察粒径分布恢复情况。
    
  • 调节pH和离子强度（减少静电屏蔽导致的聚集），在你配方允许范围内试验。
    
    
• 降低实际进入终端滤器的“表观浓度/黏度”
  
  
  • 产线上可做稀释+浓缩循环（洗脱/再次浓缩）：先把复溶液稀释到 1–3% 做无菌过滤，再通过TFF浓缩回目标浓度。这是工业上常用的“先灭菌后浓缩”思路（如果工艺允许）。
    
  • 或者用并联/串联大面积滤芯来增加有效过滤面积，降低单位面积负荷（见下）。
    
    
• 改用切向流（TFF）灭菌/过滤代替死端过滤
  
  
  • 对高固含悬浮液，**横流/切向流过滤（sterile TFF / tangential flow with 0.2 μm hollow fiber or cassette）**通常比死端过滤稳定得多，因为它不断扫除膜表面，减少蛋糕层形成。选用孔径 ~0.2–0.22 μm 的不易吸附材质（如低结合PVDF或PES空心纤维）并把进料旁路循环，使表面剪切力能抑制堆积。
    
  • 这也是工业放大时的首选方案，特别是你已在用TFF做除溶剂/浓缩，通常可以在TFF线上增加一个“灭菌级空心纤维步骤”或在终端用0.22 µm TFF模块做最后灭菌过滤。
    
    

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3) 具体推荐的过滤器/材料与操作要点

• 前置深层过滤器（必备）
  
  
  • 用 玻璃纤维 / 组合型深层滤材（depth filter） 作第一级（截留大聚集物、纤维、凝胶块）。你已发现玻纤滤膜相对好一些，这是因为它是深层滤材，承载力强。工业上用大面积深层滤芯（如纸芯/玻纤类）做预过滤。
    
  • 尺寸/型号按流量选，尽量选可更换式大面积滤芯/板框，避免频繁更换小针头滤器。
    
    
• 中间级（保护终端微滤）
  
  
  • 0.45 μm PES 或 PVDF 作为第二级，目的是捕获仍残存的较大聚集体，保护下面的0.22 µm。PES通常亲水而且低蛋白结合，常用。PVDF也能，但注意某些疏水PVDF会吸附颗粒。
    
    
• 终端灭菌级（若必须做滤过灭菌）
  
  
  • 使用 0.22 μm PES（亲水）或低结合PVDF sterilizing-grade 卡式滤芯或空心纤维模块。选大面积（流量匹配）与多芯并联方式以降低单芯负荷。
    
  • 运行时采用恒压限压策略，避免瞬间过大压差推动颗粒堵塞膜孔。保持跨膜压差（TMP）尽可能低（例如 < 0.5–1 bar，视设备）。
    
    
• 膜选择要点
  
  
  • 亲水性膜（hydrophilic PES/PVDF）优先：比起疏水性膜它们通常更容易让水相悬浮液通过且较少吸附。
    
  • 避免硝酸纤维素（CN）等高吸附膜，会快速堵塞。
    
    
• 滤芯结构/尺寸
  
  
  • 使用 大表面积的无菌级卡式滤芯 / 多孔空心纤维模块，并联使用，且进料均匀分配到各支路。工业过滤很少用针头过滤器用于高浓度样品——表面积太小。
    
    

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4) 工艺流程举例（可直接试）

• 解聚/预处理：轻微超声（例如 30–60 s pulsed）、加 0.01–0.1% Poloxamer 188，短时静置/快速粒径复测（DLS）。
  
• 粗过滤（深层）：玻纤深层滤芯（1–5 μm）大面积，流速控制低。
  
• 保护过滤：0.45 μm PES 卡式滤芯（规模匹配），检查压差上升情况。
  
• 终端灭菌/精滤：0.22 μm PES 卡式滤芯或空心纤维 TFF（并联多个单元），恒压运行，或采用切向流 0.22 μm hollow-fiber module 在低TMP下循环通过（这一步如果粒子仍有聚集则容易堵，故前面解聚+前级保护关键）。
  
• 收集并回收（如需）：如果稀释了可回到TFF浓缩至目标浓度，或在无菌条件下进行无菌灌装。
  
  

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5) 其他可选/补救方案

• 用滤助剂（filter aid）/预涂层：如硅藻土（celite）能显著提升深层过滤，但对于药用级产品会带来残留/验证麻烦，仅在研发早期用作筛查可行性。
  
• 干法灭菌或无菌灌装：如果过滤不可行，考虑在无菌条件下组装/灌装（aseptic processing），即保持所有上游和下游流程无菌，避免终端灭菌。
  
• 替代除菌方式：高压均质、γ照射等通常不适合纳米粒（会损伤载体/药物），慎用。
  
• 物料/配方层面改进：增加冻干保护剂（如蔗糖/山梨醇）与表面活性剂组合，改进复溶步骤（慢速加水、用搅拌+超声），避免一次性强搅导致大聚集。
  
  

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6) 运行参数建议（起点）

• 进料流速：卡式滤芯以低速起始（例如 < 100 mL/min/m&#178; 的面通量，具体按滤芯厂商推荐调整）。
  
• 压差限制：单芯差压上升超过 0.5–1 bar 就考虑更换/并联或停机清洗。
  
• 温度：常温或略暖（室温~30°C）以降低黏度，注意热稳定性。
  
• 并联滤芯：若单芯能通过 50 mL/分钟，但你需要 10 L/hr，则并联10个或选更大表面积卡式滤芯。
  
  

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7) 小结（关键优先尝试的三件事）

• 先做解聚/加表面活性剂并确认粒径恢复单分散（最常见问题来自团聚）。
  
• 改用深层预过滤 + 0.45 μm 保护 + 大面积 0.22 μm 终端（或直接用 0.22 μm TFF 空心纤维），并联器件以降低单位负荷。
  
• 如果仍不可行，采用先灭菌后浓缩或采用无菌灌装替代终端过滤。
  
  

Henry1234567811

建議您可以先做濾膜通量的測試, 怎麼說PES濾膜治標不治本??
0.22 um濾膜過濾就是為了將微生物攔截, 如果您的樣品通量就是這麼小, 可以考慮加前處理過濾器, 或加大濾膜面積, 或是調整造粒工藝改善粒徑分布的ˋ狀況.
凍乾復溶後可以考慮使用前加孔徑5 um的過濾器避免在微血管阻塞.