生物制药典型工艺之深层过滤简介

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2021-08-05   环球过滤分离技术网  nanopuretech2

随着细胞培养工艺灌流和连续流工艺革新和改进，抗体产量从每升几百mg提高到5-10g甚至更高到50g/L以上，因此对提高纯化通量和效率，降低成本的需求越来越大。提高生物医药生产效率一方面可以通过优化现有纯化工艺设备、方法和工艺，挖掘现有技术的潜力。另一方面则可以通过开发创新性的介质和工艺，从根本上突破现有技术障碍。本文主要围绕深层过滤工艺进行展开，满满干货，这才是打好生物药入门培训的正确方式。

胞收获液的澄清是生物制药工艺中下游纯化的第一步，通常使用离心机、深层过滤或切向流技术(TFF)，对适用于“大批量”、一次性使用的深层过滤技术，因其可以提高产品品质、简化操作，而越来越受到业内推崇。

图1-澄清收获

澄清目的是有效分离收获液中的细胞、细胞碎片和其他胶状物质，如图1所示，离心、切向流(TFF)以及深层过滤，通常采用多种技术组合的方式。如果只采用深层过滤技术，通常使用两级过滤：第一级使用孔径较大的过滤介质，去除细胞或者细胞碎片;第二级使用孔径紧密的过滤介质，去除胶体杂质（图2）。

图2 深层滤器选择原则

深层过滤器主要以纤维素纤维加硅藻土等助滤剂做过滤介质（图3）。纤维素组成了滤芯中的网状结构，纤维之间的空隙用于捕捉料液中的颗粒，随着过滤的进行，颗粒堆积在表面形成滤饼，会提高过滤的效率。同时随着滤饼越来越厚，也会降低过滤速度。在纤维中加入硅藻土，可以提高在形成滤饼后的过滤速度。肉眼观察硅藻土是非常细小的颗粒，在放大电镜下，可以看到它表明有很多亚微米的空隙，可以拦截细小颗粒。深层过滤介质的第三个组分是树脂，它有2方面作用，一是粘结纤维，二是提供过滤介质表面的正电荷。这些正电荷可以吸附带负电、比过滤孔径小很多的细胞碎片等杂质。因此，悬浊液在通过过滤介质时，固体颗粒物被随机吸附或截留在这些孔隙中，即微孔截留、电荷吸附。

市面上比较常用的是Millipore,Pall, Sartorius，3M等（表1）。近年由于新冠疫情的影响，供应链都受到较大的挑战，很多大的制药公司也将目光转到比较出色的国产厂家，例如科百特。科百特主要为全球生命科学和工业领域的客户提供多元化服务，为客户提供先进的解决方案，帮助他们探索、研发和生产生物制品、疫苗、细胞治疗和通用药品.

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