Στη βιοφαρμακευτική παραγωγή, χρησιμοποιούνται συνήθως τουλάχιστον δύο διαφορετικές μέθοδοι για την απομάκρυνση των ιών. Το φιλτράρισμα ιών και η ιική αδρανοποίηση με χαμηλό-pH είναι οι δύο πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι για την αφαίρεση και την απενεργοποίηση του ιού. Η ιική αδρανοποίηση με χαμηλό{3}}pH στοχεύει κυρίως ιούς με περίβλημα, ενώ οι μεμβράνες φιλτραρίσματος ιών μπορούν να αφαιρέσουν τόσο ιούς με περίβλημα όσο και μη{4}}. Τα φίλτρα ιών λειτουργούν σε αδιέξοδο-λειτουργία φιλτραρίσματος και διατηρούν σωματίδια ιού μεγαλύτερα από το μέγεθος των πόρων της μεμβράνης. Για προϊόντα πρωτεΐνης με μοριακό βάρος κάτω από 170 kDa, το ποσοστό ανάκτησης είναι γενικά μεγαλύτερο από 98%.

 

Κατά τη διήθηση του ιού, διάφοροι παράγοντες μπορεί να οδηγήσουν σε μείωση της ροής διήθησης και της ικανότητας φόρτωσης του φίλτρου. Αυτό το άρθρο περιγράφει τον τρόπο βελτιστοποίησης της ικανότητας φόρτωσης φίλτρου ιού μέσω επιλογής μεμβράνης, βελτιστοποίησης pH και αγωγιμότητας δείγματος, επιλογή συγκέντρωσης δείγματος, επιλογή πρόσθετου και επιλογή προφίλτρου, με στόχο τη μείωση του κόστους παραγωγής και τη μείωση του χρόνου φιλτραρίσματος.

 

Επιλογή μεμβράνης

Επί του παρόντος, οι μεμβράνες διήθησης ιών ταξινομούνται γενικά σε τρεις τύπους ανάλογα με το υλικό της μεμβράνης: πολυαιθεροσουλφόνη (PES), φθοριούχο πολυβινυλιδένιο (PVDF) και αναγεννημένη κοίλη ίνα κυτταρίνης.

Όταν φίλτρα που κατασκευάζονται από αυτά τα τρία υλικά μεμβράνης χρησιμοποιούνται για το φιλτράρισμα του ίδιου διαλύματος πρωτεΐνης στην ίδια συγκέντρωση, η ικανότητα φόρτωσης ακολουθεί τη σειρά:

Αναγεννημένη κυτταρίνη > PES > PVDF

Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, για αυτό το συγκεκριμένο δείγμα πρωτεΐνης, μια μεμβράνη αναγεννημένης κυτταρίνης είναι η καταλληλότερη επιλογή.

Τα διαφορετικά προϊόντα πρωτεΐνης απαιτούν διαφορετικά υλικά μεμβράνης. Επομένως, τα κατάλληλα υλικά μεμβράνης θα πρέπει να επιλέγονται σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά διαφορετικών δειγμάτων πρωτεΐνης.

Βελτιστοποίηση του pH και της αγωγιμότητας του δείγματος

Τόσο το pH όσο και η αγωγιμότητα του δείγματος μπορεί να επηρεάσουν την ικανότητα φόρτωσης των φίλτρων ιών.

Το ίδιο προϊόν μονοκλωνικού αντισώματος στην ίδια συγκέντρωση διηθήθηκε χρησιμοποιώντας το ίδιο φίλτρο ιού υπό συνθήκες ρΗ 4,3 και 5,3, αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ικανότητα φόρτωσης διήθησης σε pH 4,3 ήταν πολύ υψηλότερη από εκείνη σε pH 5,3.

Η αγωγιμότητα μπορεί επίσης να έχει σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοση του φίλτρου ιών. Επομένως, το βέλτιστο pH και η αγωγιμότητα θα πρέπει να καθορίζονται με βάση τις πραγματικές συνθήκες της διεργασίας.

Επιλογή συγκέντρωσης δείγματος

Κάτω από τις ίδιες συνθήκες pH, το ίδιο φίλτρο ιού χρησιμοποιήθηκε για να φιλτράρει την ίδια πρωτεΐνη σε διαφορετικές συγκεντρώσεις.

Όταν περίπου1.500 g πρωτεΐνης ανά τετραγωνικό μέτρο επιφάνειας μεμβράνηςείχε υποστεί επεξεργασία, το διάλυμα πρωτεΐνης με συγκέντρωση του10,25 mg/mLπαρουσίασε ταχεία μείωση της ροής διήθησης από220 ΛΜΗνα10 ΛΜΗ. Αντίθετα, το διάλυμα πρωτεΐνης με συγκέντρωση του6,895 mg/mLδιατηρούσε ακόμα μια ροή φιλτραρίσματος περίπου150 ΛΜΗ.

Όταν περίπου3.800 g πρωτεΐνης ανά τετραγωνικό μέτροείχε υποστεί επεξεργασία, το διάλυμα πρωτεΐνης με συγκέντρωση του6,895 mg/mLδιατηρούσε ακόμη μια ροή περίπου75 ΛΜΗ.

Επομένως, για αυτή τη διαδικασία, μια συγκέντρωση πρωτεΐνης περίπου7 mg/mLπαρέχει καλύτερη ικανότητα φόρτωσης φίλτρου. Για να προσδιοριστεί το βέλτιστο εύρος συγκέντρωσης, απαιτούνται ακόμη πρόσθετα πειράματα με άλλες συγκεντρώσεις.

Το φιλτράρισμα του ιού θα πρέπει να προσδιορίζει ένα κατάλληλο εύρος συγκέντρωσης λαμβάνοντας υπόψη τον χρόνο διεργασίας, το κόστος κατασκευής και άλλους παράγοντες, προκειμένου να επιτευχθεί η καλύτερη ισορροπία απόδοσης-κόστους.

Επιλογή πρόσθετων

Τα δείγματα πρωτεΐνης είναι εγγενώς ασταθή και τείνουν να σχηματίζουν συσσωματώματα, τα οποία μπορούν να μειώσουν σημαντικά την ικανότητα φόρτωσης των φίλτρων ιών.

Η προσθήκη αμινοξέων, σακχάρων ή επιφανειοδραστικών μπορεί να σταθεροποιήσει τις πρωτεΐνες και έτσι να βελτιώσει την ικανότητα φόρτωσης του φίλτρου ιού.

 

Επιλογή Προφίλτρων

Η σωστή χρήση των προφίλτρων μπορεί να μειώσει σημαντικά την περιοχή της μεμβράνης που απαιτείται για τη διήθηση του ιού.

Τα προφίλτρα μπορούν να αφαιρέσουν διάφορες ακαθαρσίες και ρύπους, συμπεριλαμβανομένων των πρωτεϊνικών συσσωματωμάτων, του DNA και άλλων ιχνοουσιών. Διαφορετικά προφίλτρα είναι κατάλληλα για διαφορετικά υγρά διεργασίας.

Ταυτόχρονα, η επιφάνεια του προφίλτρου επηρεάζει επίσης την ικανότητα φόρτωσης του φίλτρου ιών. Μια μεγαλύτερη περιοχή προφίλτρου οδηγεί γενικά σε μεγαλύτερη χωρητικότητα φόρτωσης φίλτρου ιών.

Κάτω από τις ίδιες συνθήκες pH, χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικές περιοχές προφίλτρου για να φιλτράρουν το ίδιο διάλυμα πρωτεΐνης στην ίδια συγκέντρωση. Όταν τοΗ αναλογία περιοχής φίλτρου προφίλτρου-προς-ιού ήταν 4:1, η ροή διήθησης ήταν σημαντικά υψηλότερη από ό,τι όταν ήταν η αναλογία1:1.

Λαμβάνοντας υπόψη το κόστος του φίλτρου, εάν το πρόσθετο κόστος χρήσης ενός μεγαλύτερου προφίλτρου σε ααναλογία 4:1είναι χαμηλότερο από το πρόσθετο κόστος αύξησης της περιοχής φίλτρου ιών που απαιτείται σε ααναλογία 1:1, τότε τοαναλογία 4:1θα πρέπει να ληφθούν υπόψη για διήθηση ιών.

ΓιαΚαθοδήγηση

Η Guidling Technology είναι μια εταιρεία που ειδικεύεται στην ανάπτυξη και κατασκευή προϊόντων για βιοφαρμακευτική επεξεργασία, κυτταροκαλλιέργεια, καθαρισμό και διαχωρισμό. Τα προϊόντα μας χρησιμοποιούνται ευρέως στις διαδικασίες διήθησης, δοκιμών, διαύγασης, καθαρισμού και συγκέντρωσης βιοφαρμακευτικών, διαγνωστικών και βιομηχανικών υγρών.

Η Guidling έχει αναπτύξει φυγόκεντρες συσκευές υπερδιήθησης, κασέτες υπερδιήθησης/μικροδιήθησης, φίλτρα ιών, αποστειρωμένα φίλτρα, συστήματα διήθησης εφαπτομενικής ροής (TFF), μονάδες φίλτρου βάθους και μεμβράνες κοίλων ινών για εφαρμογές στη βιοφαρμακευτική παραγωγή και την κυτταροκαλλιέργεια.

Οι μεμβράνες και τα προϊόντα φιλτραρίσματος μεμβρανών μας χρησιμοποιούνται ευρέως για προδιήθηση, μικροδιήθηση, υπερδιήθηση, νανοδιήθηση, συμπύκνωση, εκχύλιση και διαχωρισμό. Διαχειριζόμαστε πολλαπλές γραμμές παραγωγής που κυμαίνονται από μικρής κλίμακας-προϊόντα εργαστηριακής διήθησης μιας χρήσης έως παραγωγικά-συστήματα διήθησης κλίμακας, αποστειρωμένα συστήματα δοκιμών, ζύμωση και εξοπλισμό κυτταροκαλλιέργειας, που πληρούν διάφορες απαιτήσεις τόσο για την έρευνα όσο και για τη βιομηχανική παραγωγή.

ΚαθοδήγησηΗ τεχνολογία ανυπομονεί να συνεργαστεί μαζί σας!