浅析缓冲液除菌过滤器选择

guolvfenlitech2 · 发表于 2023-8-12 07:54:17

2023-08-12. 环球过滤分离技术网 guolvfenlitech2

浅析缓冲液除菌过滤器选择

除菌过滤工艺是生物制药行业常用的技术，以消除微生物对药物产品质量的负面影响，来达到最终保证患者用药安全的目标。2018年我国国家药品监督管理局（NMPA）已专门针对其技术起草了相关的应用指南，内容囊括了除菌过滤的设计、验证、操作等细节，可见其重要性。

因除菌过滤牵涉的工艺及应用较多，今天本文主要围绕液体滤器膜材类型及测试选型角度，介绍除菌过滤器在缓冲液方面的应用。

在生物制药除菌工艺中液体的除菌过滤常用滤膜包括：

聚醚砜膜材（PES）
聚偏二氟乙烯膜材（PVDF）
尼龙膜材（Nylon）
醋酸纤维素膜材（CA）
聚四氟乙烯膜材（PTFE）

其中聚醚砜与聚偏二氟乙烯较广泛地应用于生物制药行业中的缓冲液及料液的除菌过滤。

亲水性聚醚砜（PES）膜，具有天然的亲水性能，其上大下小的非对称膜结构使得具有高流速和高载量的优点，出色的化学兼容性也保证了其广泛的应用范围。

在缓冲液过滤中，关注点是通量高、载量大。故聚醚砜膜材的除菌滤器在缓冲液过滤中为最佳选择，可帮助缩短工艺时间、降低生产成本、提高经济效益。以下3个实验数据可了解具体数值情况：

缓冲液一

研究员以磷酸盐缓冲盐溶液（PBS）为样品，对乐纯生物0.2 μm单层膜滤器分别在5 psi、10 psi、15 psi、20 psi的压力下进行恒压测试（Vmax），过滤载量及通量随时间的变化曲线如下图所示：

图1：时间与载量的曲线

图2：时间与通量的曲线

表1

通过Vmax分析得出在5 psi、10 psi、15 psi、20 psi的过滤压力下，乐纯生物 0.2 μm除菌膜达到Vmax体积载量分别为7389.00 L/m2、7157.70 L/m2、7281.80 L/m2、7346.60 L/m2；图2和表1主要是说明载量和通量随着时间的变化，实验数据显示，当载量达到2898.55 L/m2时滤速衰减分别为62.00%、61.80%、61.00%、60.00%。

缓冲液二

研究员以75 mM乙酸钠pH 3.7的缓冲液，对乐纯生物0.45+0.2 μm双层膜片进行了恒流测试（Pmax），缓冲液过滤载量及压力随时间的变化曲线如下图所示：

在整个测试时间内，平均通量为1045.83 LMH。用Pmax过滤模型计算，压力达2 Bar时，过滤载量可达22239.93 L/m2。

缓冲液三

研究员以20 g/L Tween80（上海安谱#CFLD-T104866-500 mL ）溶液作为样品，对乐纯生物0.45+0.2 μm双层膜片进行了恒流测试（Pmax），缓冲液过滤载量及压力随时间的变化曲线如下图所示：

在整个测试时间内，平均通量为938.66 LMH，至测试结束时压力无变化（0.10 Bar），载量为1454.93 L/m2。

从如上实验可以看出，在缓冲液过滤中，聚醚砜膜材的除菌滤器通量高、载量大、化学兼容性强，助力缩短工艺时间、降低生产成本。

采用聚醚砜膜材，其主要特点归结如下：