교대접선유동여과 (Alternating Tangential Flow Filtration)
한 줄 정의: 배양액을 필터 막과 나란한 방향으로 앞뒤로 왕복시켜 세포를 반응기 안에 남기면서 배지만 교환하는 세포 잔류 기법입니다.
쉽게 풀면
세포를 오래, 그리고 고밀도로 키우려면 노폐물이 쌓인 배지는 빼내고 신선한 배지를 계속 넣어주어야 하는데, 이때 소중한 세포까지 함께 빠져나가면 곤란합니다. 교대접선유동여과는 배양액을 필터 표면과 나란하게 앞뒤로 왔다갔다 흘려보내서, 세포는 반응기 안에 남기고 작은 분자의 배지만 걸러서 교체하는 기술입니다. 체로 물은 거르되 건더기는 남기는 것과 비슷한 원리입니다.
왜 중요한가
이 기법은 세포를 잃지 않으면서 배지를 지속적으로 갱신할 수 있게 해주어, 세포 밀도를 크게 높이는 관류 배양을 가능하게 합니다. 그 결과 같은 반응기 부피로 더 많은 산물을 생산할 수 있어 연속 바이오공정과 고밀도 세포 배양 연구에서 핵심 기술로 다뤄집니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"Cell retention was achieved using an alternating tangential flow filtration system, enabling sustained perfusion culture at high cell densities."
교대접선유동여과 시스템을 이용해 세포를 잔류시켜 고밀도에서 지속적인 관류 배양이 가능했다는 뜻입니다.
"Membrane fouling during alternating tangential flow filtration was mitigated by periodic flow reversal and reduced permeate flux."
주기적인 흐름 방향 전환과 여과 유속 감소를 통해 교대접선유동여과 과정에서 발생하는 막 오염을 완화했다는 의미입니다.
조금 더 깊게 보면
이 방식은 다이어프램 펌프 등을 이용해 배양액을 중공사막 필터를 통해 반복적으로 왕복시키며, 이 왕복 흐름이 막 표면에 세포나 찌꺼기가 쌓이는 것을 줄여주는 역할을 합니다. 정방향으로만 흐르는 접선유동여과 방식과 달리 방향을 번갈아가며 흐르게 하는 것이 이름의 유래이며, 이를 통해 막 오염을 완화하고 장기간 운전을 가능하게 합니다.
주의할 점
장시간 운전 시에도 막 오염이 완전히 사라지는 것은 아니어서 주기적인 필터 세정이나 교체가 필요하며, 흐름 조건 설정이 세포 손상 정도에 영향을 줄 수 있습니다.