無論是用于結構生物學還是一般生物化學需求，蛋白質濃縮和緩沖液交換步驟對于任何制備規模的蛋白質生產都是不可或缺的。這些步驟在純化實驗方案結束時必須至少完成一次，甚至在不同的色譜步驟之間必須至少完成一次，因而這會大大增加實驗時間。
 
當前方法
超濾是目前濃縮蛋白質的標準，而在實驗室規模上，超濾通常涉及一次性離心機驅動設備。這些設備本質上是死角（流動垂直于膜）并在膜處產生濃度梯度。膜處的濃度可能遠遠超過目標，從而減慢濾液的流動并由于聚集/沉淀而增加材料損失。監測濃縮過程或混合樣品的唯一方法是定期中斷離心，這讓此成為一種相當實用的方法。
 
膜透析是最流行的緩沖液交換方法，而且這種方法與由滲透壓驅動的截留分子量膜有關。雖然它是一種無需人工干預的方法，但它需要大量過剩的透析緩沖液、較長的透析時間（8-12 小時）以及隨后要進行濃縮步驟。
 
在工業規模上，緩沖液交換和濃縮均通過采用切向流過濾 (TFF) 的單個設備完成。除了濾液滲過膜外，TFF 系統還將有一個與膜平行（或切向）的主動流。這種流實時混合樣品（截留物），如果將所需緩沖液添加到滲余物中，則會顯著降低濃度梯度并能實現過濾器透析（滲濾）。然而，即使對于死體積為數十到數百毫升的最小 TFF 設備，其也不適合典型的實驗室工作流程。
 
µPULSE TFF 系統

在這里，我們展示了我們的小型 TFF 系統，它是同類產品中最小的設備之一，專門用于實驗室規模的純化實驗。它有著低于 1 毫升的完全可回收死體積，如果進行滲濾，一次可容納高達 50 mL 的體積，如果僅進行濃縮，則一次最高可容納 100 mL。與 可容納 15 mL 的離心設備相比，µPULSE TFF 系統的超濾速度最高可提高 5 倍，并且通過非接觸式液體傳感完全自動化，能夠把截留物體積降至指定的設定值。
 
µPULSE TFF 系統具有一個可消耗的替換盒，該盒包含了一個微流體泵和一個比典型的 15 mL 離心裝置稍大的膜（~7.1 cm^2 vs 12.4 cm^2 ），以實現更快的樣品濃縮。
   
注意：
* 實驗使用的是 1 mg/mL BSA
** FORMULATRIX® 膜尺寸比 Amicon 大 60%
*** 通過用蛋白質溶液填充兩個離心管，容納體積可能達到 100 mL
 
使用 TFF 更快地濃縮樣品
與使用傳統死端過濾的離心機不同,μPULSE 可防止在過濾膜上形成高濃度梯度。這意味著滲透流速沒有降低并且樣品回收率提高了。使用 TFF,濃縮過程是連續和漸進的,使得樣品的濃縮速度比使用死端過濾的離心機快 5 倍以上。
 
與使用傳統的死端過濾的離心機相比，µPULSE TFF 系統使用更大的過濾膜（約大 60%）。這種更大的膜具有更高的膜通量,讓用戶可以更快地濃縮樣品,以便繼續進行其他研究。
 
簡單滲濾（緩沖液交換、脫鹽）
除了濃縮樣品,還可以選擇自動滲濾以促進緩沖液交換或脫鹽過程。設置簡單:系統前端有兩個50mL離心管：一管放樣品溶液，另一管放緩沖液或其他所需溶液。該系統可以設置為連續滲濾模式或設置為離散滲濾步驟。用戶可以通過基于網頁的軟件應用程序監控滲濾的狀態。
 
使用一次性過濾芯片易于維護
μPULSE - TFF 系統使用一次性過濾芯片,便于保持系統清潔并防止交叉污染。內置隔膜泵在真空(-10-0 psi)和壓力(40-50 psi)之問切換,使溶液在濃縮膜上循環。同時加壓芯片和滲濾液體收集罐(15-20 psi) 以幫助強制滲透并加速該過程。提供四種不同濃度的 PES(聚醚砜)膜,截留分子量分別為 10kDa、 30 kDa、 50kDa和100kDa，以覆蓋各種蛋白尺寸。
  可重復使用性和高效能
PULSE TFF 的耗材可以多次重復使用，效能幾乎沒有損失。在標準離心過濾器的濃縮率呈指數衰減的情況下，PULSE TFF 的耗材能夠以穩定的速度完成濃縮，只有在達到極高濃度時速度才會減慢。
 
即使在濃縮比截留分子量大 6 倍的蛋白質時，PULSE TFF 耗材的性能也優于標準離心管數倍，在需要重新更換前能輕松濃縮 5-10 倍的溶液。  
注意：
*實驗使用的是 1mg/mL BSA (~66kDa)
**實驗使用的是 1mg/mL 細胞色素 c (~12kDa)