TFF(접선유동여과) 장비와 할로우 파이버(Hollow Fiber) 필터, 함께 고르는 4단계 : 시료 → MWCO → 모듈 → 장비
TFF(Tangential Flow Filtration, 접선유동여과)는 액을 막 표면을 따라 흘려 보내면서 걸러, 단백질·항체 같은 목표 물질을 농축(Concentration)하거나 버퍼를 바꾸는(Diafiltration, 정용여과) 공정입니다. TFF를 처음 준비할 때 「장비를 먼저 고르고, 거기에 맞는 필터를 찾는」 경우가 많습니다. 그런데 실제로는 시료와 부피 → 막(MWCO) → 모듈 → 장비 순서로 정해야 다시 사는 일이 줄어듭니다.
오늘은 RJ Bio TFF 시스템과 Cobetter Biophsep™ 할로우 파이버 필터를 예로 이 순서를 정리했습니다.
1. 시료와 처리 부피(Batch Volume)부터 적어 보세요
먼저 세 가지를 적습니다.
- 무엇을 남기고 무엇을 뺄지 — 남길 단백질·항체의 크기, 빼낼 버퍼·작은 분자
- 한 번에 처리할 부피 — 수백 mL인지, 수 L인지, 수십~수백 L인지
- 할 일 — 농축만 하는지, 버퍼 교환까지 하는지, 목표 농축 배율은 얼마인지
이 세 가지가 정해지면 막과 모듈 크기, 장비 유량이 거의 따라 정해집니다.
2. 막 고르기 — MWCO(분자량 컷오프)는 남길 분자보다 3~6배 작게
일반적인 기준은 남길 분자의 분자량보다 3~6배 작은 MWCO를 고르는 것입니다. 예를 들어 150 kDa 항체를 남기려면 25~50 kDa 막이 계산상 출발점입니다. 다만 실제 걸러지는 정도는 분자 모양, 압력, 버퍼 조건에 따라 달라지므로 실제 시료로 시험해 MWCO를 확정합니다.
Cobetter Biophsep™ 한외여과(UF) 할로우 파이버는 개질 PES(mPES) 막으로, 3 kDa부터 750 kDa까지 9가지 MWCO가 있습니다(섬유 굵기 1.0 mm는 5 kDa부터).
3. 모듈 고르기 — 배치 부피로 크기, 그다음 섬유 굵기·길이·연결 규격
Biophsep™ 할로우 파이버는 같은 막으로 크기만 다른 모듈 10가지가 있어, 실험실에서 공정 규모까지 이어 갈 수 있습니다. 제조사가 안내하는 배치 부피는 다음과 같습니다.
| 모듈(Module) | 배치 부피(Batch Volume) | 연결(공급·농축 / 투과) |
|---|---|---|
| Mini · MiniLab | 600 mL 미만 · 2 L 미만 | 암 루어락(Luer Lock) |
| Lab · Lab+ | 2~16 L (Lab) | 0.5" TC / 3/16" HB(Lab) · 3/8" HB(Lab+) |
| Pilot · Pilot+ | 15~80 L (Pilot) | 1.5" TC / 0.5" TC |
| MiniProcess · MidProcess · Process | 75~800 L (Process) | 1.5" TC / 0.5"·1.0" TC |
| Maxi | 800~1,500 L | 2.0" TC / 1.5" TC |
섬유 내경(Fiber ID) 0.5 · 1.0 mm: 섬유 굵기는 흐름의 압력과 전단(shear)에 영향을 줍니다. 점도가 높은 시료라면 굵은 섬유 쪽을 함께 검토합니다.
유효 길이(Path Length) 30 · 60 · 110 cm: 모듈마다 고를 수 있는 길이가 다릅니다.
연결 규격: 모듈 포트와 장비 배관 규격이 다르면 피팅 키트로 맞춥니다. 주문 전에 꼭 맞춰 보세요.
Biophsep™ 재사용형은 비멸균으로 공급되며, 쓰기 전에 0.5 M NaOH로 위생 처리하고 세척 후 다시 씁니다.
4. TFF 시스템 고르기 — 유량과 제어 방식(Manual · Desktop · Process)
장비는 모듈에 맞는 공급 유량을 낼 수 있는지, 압력을 어떻게 볼지로 고릅니다. RJ Bio TFF 시스템은 자사 4중 다이어프램 펌프에 압력 센서와 압력 조절 밸브(PCV)를 더해 막간차압(TMP)을 조절합니다.
| 구분 | RJ Bio 모델 | 제조사 표기 |
|---|---|---|
| 수동형(Manual) | iBio Manual TFF | 할로우 파이버 홀더·카세트 홀더 구성. 유량 형식 30형(1.5~30 L/h)부터 4400형(300~5,000 L/h)까지, 압력 센서 1개 기본·2개 추가 |
| 데스크톱형(Desktop) | VersaFlow 60 · 100 · 150 | 유량 0~60 / 0~100 / 0~150 L/h, 정압·TMP·시간 모드, 압력 센서 0~6 bar |
| 공정용 자동형(Process) | TFF 600 ~ 10T | 유량 60~10,000 L/h, 시스템 압력 6 bar, SS 316L 배관 |
압력을 눈으로 보며 조절해도 되는 단계면 수동형, 정해진 압력·TMP를 자동으로 유지하고 기록해야 하면 데스크톱형이나 자동형을 봅니다.
국내 납품 사례(2026년) — 실험실 모듈에서 파일럿으로
국내 한 바이오 기업은 Cobetter Biophsep™ Lab+ 할로우 파이버(100 kDa)로 시작해 Pilot · Pilot+ 모듈로 규모를 키웠고, RJ Bio iBio Manual TFF 150형과 함께 운용하고 있습니다. 필터는 같은 규격으로 다시 주문해 쓰고 있습니다.
두 회사 제품을 함께 쓸 때의 성능은 시료와 운전 조건에 따라 다릅니다. 위 사례는 규모를 맞춘 구성의 예이며, 실제 구성은 조건을 확인한 뒤 제안해 드립니다.
한 줄 정리
시료·부피를 먼저 적고 → MWCO는 남길 분자보다 3~6배 작게 → 배치 부피로 모듈 → 그 모듈에 맞는 유량과 제어 방식으로 장비.
