生物制药生产中,细胞收获液纯化是一项关键工艺。此工艺需收集培养液并进行澄清处理,以去除细胞和细胞碎片,从而为后续目标产品的精制纯化提供基础。细胞培养液中包含目标产物(如单克隆抗体)、细胞、碎片、培养基成分及杂质(如宿主细胞蛋白(HCP)、DNA)等。澄清后的滤液中含有目标产品以及众多其他生物大分子。这些物质将在下游纯化过程中分离出来。细胞收获液纯化技术主要涵盖深层过滤、离心、微孔过滤及层析式澄清等,其中深层过滤和离心是当前应用最为广泛的方法。
随着上游细胞培养工艺强化,细胞密度可达2.5×10⁷ml
-1,杂质(细胞碎片、HCP、DNA等)含量显著增加,这对下游澄清纯化工艺提出了更高要求。澄清的核心目标是去除不溶性杂质,避免层析柱堵塞,并减少可溶性杂质与捕获层析柱的结合,进而减轻层析柱的处理压力。深层过滤技术具备浊度控制精准、载量高、收率高且无需助滤剂等特点,因而在细胞收获液纯化工艺中被广泛应用。
深层过滤与表面过滤相比,具有纳污能力强、适用于处理浑浊物料的特性。深层过滤器具有逐渐紧密的迷宫式结构,便于拦截不同粒径杂质。
深层过滤拦截原理
深层滤芯除机械拦截作用外,还具有静电吸附功能。在水溶液中,细胞、细胞碎片、内毒素、污染DNA以及病毒均带有负电荷。当颗粒粒径小于机械拦截孔径时,带正电荷的深层过滤器对小粒径颗粒去除效果显著。
深层滤芯具有多种不同的规格型号,能够满足从实验室测试到大规模生产应用需求。并且滤芯的稳定性好,具备良好的线性放大性能。
深层滤芯可针对不同产品的应用需求,提供低热原、低溶出物、强电荷、除脂、除病毒等不同类型可供选择。
对于细胞收获液的精制过滤,可采用一次性膜层析技术。一次性膜层析材料由三部分构成:Q-功能团无纺材料、胍功能团膜层,支撑膜层。Q-功能团部分由4层聚丙烯无纺材料组成,表面共价结合了季胺功能团聚合物;胍功能团部分由3层聚酰胺微孔膜组成,公称精度为0.8μm,共价结合胍功能团;支撑膜层为公称精度为0.8μm的单层聚酰胺膜。
在下游纯化中,DNA、HCP等可溶性杂质是去除的重点对象。一次性层析过滤器采用先进的阴离子交换膜,层析配基密度高,能够有效去除杂质、降低病毒水平,单克隆抗体(mAb)的上样载量比层析填料高50-100倍,所需介质体积更小。而且其杂质去除能力(HCP≤1000ppm,≤100ppb DNA及除病毒能力)独立于上样载量,上样载量可高达10kg/m²,这使得该层析操作更为简便。一次性层析过滤器中高密度的结合位点与大孔结构相结合,不仅对HCP吸附载量高,对病毒和DNA大分子也具有较高的吸附能力。高密度的结合位点,短暂的保留时间,提高了mAb的回收率(>95%)。
一次性层析过滤器作为新一代生物工艺解决方案,外形紧凑,占地面积小,载量更高,能够在下游精制单元操作中提供更高的纯度和产量,使下游连续操作更加灵活。能有效提高治疗性重组蛋白工艺中的生物产量,支持生物制药公司采用全新生产工艺,实现持续增长及不断创新。
国初科技(厦门)有限公司自成立以来,以膜分离技术为核心,致力于新型分离技术推广,不断探索新型膜分离技术在生物制药、电力、化工、微电子、冶金、机械、食品、乳品、饮料、环境等领域的新应用,根据不同客户的高度差异化需求,提供针对性的过滤及纯化综合解决方案,提高产品的品质,满足客户的需求。