Предпосылки и значение исследования
При производстве вакцины против ящура супернатанты клеточных культур содержат большое количество клеточного мусора. При непосредственной стерилизующей фильтрации через фильтр с порами 0,2 мкм фильтрующие мембраны быстро загрязняются, что снижает эффективность и потенциально влияет на проницаемость и выход целевого антигена (вирусных частиц 146S).
Данное исследование сосредоточено на трех ключевых вопросах:
Сравнивается эффективность поверхностной и глубинной фильтрации с точки зрения производительности, снижения мутности и защиты последующих стерилизующих фильтров.
Подтверждение уникального преимущества мощных положительно заряженных глубинных фильтров в удалении клеточного мусора.
Разработка масштабируемых схем фильтрации, адаптированных для культуральных жидкостей с различным уровнем мутности, с целью удовлетворения потребностей промышленного производства.
Основные эксперименты и результаты
Поверхностная фильтрация против глубинной фильтрации
Эксперимент:Жидкости инактивированной вакцины против ящура фильтровали с использованием полипропиленовой мембраны с размером пор 0,45 мкм и глубинных фильтрующих листов, после чего проводили стерилизующую фильтрацию через мембрану с размером пор 0,2 мкм.
Результаты:
Начальная мутность: 77 NTU.
Глубинная фильтрация:Производительность 641 л/м²; снижение мутности до 9,65 NTU (чистый и прозрачный).
Поверхностная фильтрация:Пропускная способность составляла всего 46 л/м²; мутность оставалась на уровне 41 NTU.
Фильтрация для стерилизации на выходе:После глубинной фильтрации фильтры с размером пор 0,2 мкм обеспечили пропускную способность 655 л/м², по сравнению с всего лишь 91 л/м² после поверхностной фильтрации — улучшение в 7,2 раза.
Выход 146S:Более глубокая фильтрация, чем поверхностная.
Заключение:Производительность глубинной фильтрации была в 13,9 раза выше, чем у поверхностной фильтрации, мутность фильтрата была на 76,5% ниже, а срок службы стерилизующего фильтра увеличился более чем в 7 раз. С точки зрения стоимости и производительности глубинная фильтрация превосходит поверхностную.
Фильтрация по глубине с положительным и сильным положительным зарядом
Эксперимент:Были протестированы два типа фильтрующих листов одинакового размера пор, но с разной плотностью заряда (нормальный положительный заряд против сильного положительного заряда) на инактивированных жидкостях для фильтрации через мембрану.
Результаты:
Профили производительности и давления были схожими.
Нормальная положительная глубинафильтр:Мутность фильтрата 25 NTU.
Сильная положительная глубинафильтр:Мутность фильтрата 9,65 NTU (всего 38,6% от нормы).
Высокая емкость заряда обеспечивается специальными лигандами смолы, которые усиливают электростатическую адсорбцию.
В литературе подтверждаются данные о том, что мощные положительные фильтры глубины также способны удалять белки клеток-хозяев (HCP) и ДНК.
Заключение:Мощные глубинные фильтры обеспечивают значительно лучшее снижение мутности (<10 NTU), защищают фильтрацию на последующих этапах ультрафильтрации/стерилизации и удаляют дополнительные примеси, связанные с технологическим процессом.
1. Технические принципы и преимущества глубинной фильтрации
Поверхностная фильтрация:Задерживает частицы только на поверхности мембраны; в основном, осуществляется просеивание по размеру.
Глубинная фильтрация:Удаляет частицы по всей матрице как путем улавливания, так и путем электростатической адсорбции.
Основные преимущества:
В составе отсутствует асбест (в отличие от ранних фильтрующих материалов).
Изготовлено из высокочистых целлюлозных волокон, фильтрующих добавок и полимерных смол.
Функциональные группы с положительным зарядом обеспечивают сильную адсорбцию мелких частиц и примесей.
Полностью соответствует нормативным требованиям в области биофармацевтики.
2. Масштабируемые схемы фильтрации для различных уровней мутности
На основе сравнительных исследований:
Низкиймутностьжидкости:Достаточно более легкой предварительной фильтрации.
Серединамутностьжидкости:Рекомендуется двухслойная глубинная фильтрация.
Высокиймутностьжидкости:Для снижения мутности ниже 10 NTU необходима мощная глубинная фильтрация, обеспечивающая эффективную последующую обработку и высокий выход антигена.
3. Внедрение продукта: Глубинные фильтры Great Wall Filtration.
Компания Great Wall Filtration предлагает системы глубинной фильтрации, разработанные для биофармацевтических процессов.
Основные характеристики:
Фильтрующие листы глубинного типа высокой производительности для удаления клеток, мусора и крупных твердых частиц.
Применимо к культурам клеток млекопитающих, бактериальным/дрожжевым лизатам.
Способен удалять HCP, ДНК, вирусы, эндотоксины и пеногасители.
Компактная конструкция, линейная масштабируемость, подходит для последовательного или параллельного использования.
Стабильная скорость потока, длительный срок службы и низкие эксплуатационные расходы.
Заключение
Технология глубокой фильтрации с высоким положительным зарядом значительно повышает эффективность осветления и извлечения антигенов при производстве вакцин против ящура. Помимо вакцин против ящура, она обеспечивает надежный способ очистки других биологических препаратов. По мере продолжения оптимизации биопроцессов, передовые технологии фильтрации останутся необходимыми для безопасного и эффективного производства вакцин.
Данная статья основана на реальных экспериментальных данных и приведена исключительно в справочных целях.ВалидацияРекомендуется использовать в условиях реального производства.
