Студија о карактеризацији процеса ултрафилтрационе мембранске касете у биофармацеутском пољу (1. део)

Карактеризација процеса (ПЦ) се углавном проучава о утицају инпута процеса на излаз процеса, а испитивањем се може одредити опсег контроле параметара процеса, чиме би се побољшала стабилност процеса, смањиле разлике у серијама и смањио ризик од отказа. Уверите се да серије за валидацију перформанси (ППК) и комерцијалне производне серије доследно производе производе који испуњавају стандарде квалитета.

 

Специфичан циљ

Идентификујте параметре процеса који утичу на квалитет производа и принос: Карактеризација процеса вам омогућава да одредите који параметри процеса имају значајан утицај на кључне атрибуте квалитета производа (ЦКА).

‌Одредите опсег радних параметара и прихватљивих стандарда: ово укључује одређивање опсега контроле параметара процеса како би се осигурало да произведени производи испуњавају унапред одређене стандарде квалитета.

‌Одредите однос између параметара процеса и кључних параметара квалитета: Анализом односа између параметара процеса и кључних параметара квалитета, ток процеса се може оптимизовати и квалитет производа може побољшати.

Како све више биофармацеутика улази у фазу критичних клиничких/регистрованих клиничких студија, рад на карактеризацији процеса, валидацији процеса (ПВ) постепено се ставља на дневни ред. Карактеризација процеса и валидација процеса заснована на концепту КбД један је од најважнијих задатака у фармацеутским истраживањима пре тржишта.

 

Процес ултрафилтрације постао је незаобилазан процес у процесу производње биофармацеута, па је равна мембранска касета постала кључни потрошни материјал у биофармацеутској производњи. Проучавање карактеризације процеса ултрафилтрационих мембранских касета у области биофармацеутске примене је несумњиво кључно, а везано је за суштинска интересовања и дугорочни развој производа. Сврха студије карактеризације процеса ултрафилтрационе мембранске касете је проучавање утицаја радних параметара процеса ултрафилтрације на перформансе процеса/квалитет производа, како би се одредили кључни параметри процеса и њихове задате тачке и прихватљиви опсег. Мембранска касета је важна мембранска компонента система за ултрафилтрацију тангенцијалног протока. Производни процес ултрафилтрације тангенцијалног протока је одређен многим параметрима, међу којима су кључни параметри процеса: избор материјала мембране, избор величине поре мембране, контрола тангенцијалног протока, ефективна ТМП контрола, верификација оптерећења, избор површине мембране, чишћење система, животни век мембране. верификацију, оптимизацију дијализе, итд. Ови параметри не само да утичу једни на друге већ и ограничавају једни друге. Да би се постигла сврха истовременог побољшања стабилности процеса и ефикасности производње, неопходно је прво оптимизовати ове параметре. У наставку укратко представљамо идеје за оптимизацију неколико кључних параметара процеса.

 

Избор материјала за мембрану

Материјали касете за ултрафилтрациону мембрану су полиетер сулфон (ПЕС), регенерисана целулоза (РЦ), поливинилиден флуорид (ПВДФ) и тако даље.

полиетер сулфон (ПЕС)

ПЕС је тренутно најчешће коришћена ултрафилтрациона мембрана. ПЕС има јаку хидрофобност или липофилност, тако да има мали проток воде и слабу способност против загађења. Дакле, већина ПЕС мембрана на тржишту су модификовани хидрофилни полиетер сулфон (ПЕСУ). ПЕСУ мембрану карактерише висок флукс, отпорност на киселине и алкалије, отпорност на притисак, отпорност на топлоту и отпорност на оксидацију. Углавном се користи у растворима протеина високе концентрације (као што су моноклонско антитело, ХСА, ИгГ, рекомбинантни протеин, итд.), Сакупљање ћелија, вакцине, антибиотици, контрастна средства, традиционална кинеска медицина, синтетички лекови итд.

 

Регенерисана целулоза (РЦ)

У поређењу са другим материјалима, највећа предност РЦ је изузетно ниска адсорпција протеина. Поред тога, целулоза је компатибилнија са органским растварачима од полиетар сулфона, али се не може очистити и сачувати високим концентрацијама НаОХ. РЦ мембрана се углавном користи у раствору протеина ниске концентрације, принос протеина има високе захтеве и раствор садржи органске раствараче, али не могу се сви органски растварачи ултрафилтрирати целулозном мембраном, потребно је одабрати у односу на компатибилност мембране.

Поливинилиден флуорид (ПВДФ)

ПВДФ је специјални полимерни материјал са одличном хемијском стабилношћу, термичком стабилношћу и отпорношћу на временске услове, и има добру механичку чврстоћу и отпорност на притисак. Ова мембрана има високу пропустљивост и ниску способност блокирања, може ефикасно пренети мале молекуле и воду, док блокира велике молекуле и чврсте честице. У области биомедицине, ПВДФ мембрана се може користити за припрему пречишћених протеина, ћелијске културе, одвајање крви, итд. Иако ПВДФ ултрафилтрациона мембрана има добре перформансе, често се користи у процесу микрофилтрације.

 

Избор отвора мембране

Величина ултрафилтрационих пора је један од важних индекса перформанси ултрафилтрационе мембране, који директно утиче на ефикасност раздвајања и проток мембране. Превелики отвор доводи до лошег ефекта филтрације и не може ефикасно уклонити нечистоће; Премали отвор бленде ће смањити брзину филтрације, па чак и довести до блокаде, што утиче на радни век ултрафилтрационе мембране. ‌

Избор величине поре на мембрани је генерално 3-6 пута молекулске тежине циљне супстанце, пожељно 5 пута, а постиже се висока брзина протока уз обезбеђивање високог опоравка. Следећа табела приказује најчешће коришћене отворе мембранске касете у неким сценаријима примене.

 

Контрола тангенцијалног протока

Тангенцијални проток‌ је брзина течности која пролази кроз и паралелно са површином мембране, обично изражена у литрима у минути (Л/мин) или литрима по квадратном метру на сат (Л/㎡/х) ‌. Тангенцијални проток игра кључну улогу у ултрафилтрацији тангенцијалног тока, који одређује начин протока течности на површини мембране, чиме утиче на ефикасност филтрације и век трајања мембране. Тангенцијални проток има ефекат "чишћења" на површини филтерске мембране, а одговарајуће повећање тангенцијалне брзине протока помаже да се ублажи поларизација концентрације и повећа флукс. Међутим, превисок тангенцијални проток ће такође повећати силу смицања која је изложена производу, што може довести до смањења активности производа. Стога, избор одговарајуће тангенцијалне брзине протока треба да узме у обзир толеранцију узорка и захтеве процеса филтрације ‌.

Тангенцијални проток у великој мери зависи од структуре мембранске касете и одабраног типа сита. Различити добављачи ће препоручити различите тангенцијалне брзине протока у складу са карактеристикама њихових сопствених мембранских касета. Тангенцијални проток који препоручује Гуидлинг ултрафилтрациона мембрана је 4-6Л/м²/мин, али за неке осетљиве узорке може бити на одговарајући начин нижи од препорученог опсега у складу са стварном ситуацијом.

 

Ефективна контрола трансмембранског притиска (ТМП).

ТМП је кључни параметар у процесу ултрафилтрације тангенцијалног тока. Ефективни трансмембрански притисак (ТМП, јединица: бар или пси) се односи на просечну разлику притиска између две стране мембране. Флукс (Л/м²/х, Л/м²/х, ЛМХ) је количина течности која пролази кроз мембрану у јединици времена по јединици површине мембране. У процесу ултрафилтрације тангенцијалног тока, ТМП је блиско повезан са Флуком.

У процесу ултрафилтрације тангенцијалног протока са константним протоком, однос између Флук-а и ТМП-а може се поделити у две фазе.

ТМП= (Пин+Поут) /2-Пп (Пин= притисак напајања, Поут= повратни притисак, Пп= преносни притисак).

Регион који се односи на притисак: У почетку на флукс утиче само отпор филтерске мембране, тако да ће се флукс линеарно повећати када се ТМП повећа.

 

Област независна од притиска или контролна област слоја гела: Уз континуирано повећање ТМП, мембрана филтера се постепено поларизује концентрацијом, а део повећаног ТМП се надокнађује отпором слоја поларизације концентрације, тако да се повећање флукса постепено успорава . Док коначно, мембрана филтера није потпуно поларизована концентрацијом, а повећани ТМП је потпуно надокнађен отпором концентрацијско поларизованог слоја. У овом тренутку, Флук се више не повећава.

У процесу оптимизације ТМП тангенцијалног тока, Флук Флук и ТМП су исцртани да би се пронашла тачка прегиба ТМП (флукс се не мења са повећањем ТМП), и 70-80% вредности инфлексије тачка ТМП-а се генерално узима као најбоља ТМП тачка. У овом тренутку, мембрана филтера није потпуно поларизована концентрацијом, а вредност флукса је релативно висока.

 

Верификација учитавања

Капацитет (Л/м² или г/м²) се односи на запремину или масу филтерске течности по квадратном метру површине мембране. Ово је један од важнијих индикатора за мерење перформанси филтрације. Оптерећење различитих течности увелико варира, чак и ако се користи иста течност (као што су вакцине), због различитих процеса различитих произвођача, избор филтера и оптерећење и други индикатори учинка нису исти.

 

Следи препоручени капацитет Гуидлинг ултрафилтрационих мембранских касета за различите области мембране.

Пре него што се процес одреди, потребно је спровести експерименте истраживања и развоја, а {{0}}.11м² или 0.5м² мембранске касете се генерално користе у фази истраживања и развоја. Узимајући почетни тест коришћењем 1{{10}}кд 0.11м² мембранске касете у трајању од 45 минута за обраду 2Л течности као пример, да би се одредило оптерећење 10кд 0,11㎡ мембранске касете, прво је одређено време процеса, а забележено је време обраде од 4Л, 5Л и 6Л са тестним притиском ТМП < 1,0 бара док се не постигне одређено време процеса. У овом тренутку, одговарајући капацитет обраде је максимално оптерећење од 10кд 0,11м² мембранске касете у процењеном времену процеса. У стварној производњи може се извршити пропорционално појачање.

Ако желите да сазнате више о оптерећењу Гуидлинг ултрафилтрационих мембранских касета, можете нас контактирати за даљу детаљну дискусију.

 

О Гуидлингу

Гуидлинг Тецхнологи је национално високотехнолошко предузеће које се фокусира на биофармацеутике, ћелијску културу, пречишћавање и концентрацију биомедицине, дијагностику и индустријске течности. Успешно смо развили центрифугалне филтерске уређаје, касете за ултрафилтрацију и микрофилтрацију, филтер за вирусе, ТФФ систем, дубински филтер, шупља влакна, итд. Који у потпуности испуњавају сценарије примене биофармацеутика, ћелијске културе и тако даље. Наше мембране и мембрански филтери се широко користе у концентрацији, екстракцији и одвајању предфилтрације, микрофилтрације, ултрафилтрације и нанофилтрације. Наше бројне линије производа, од малих, за једнократну употребу лабораторијске филтрације до производних система филтрације, тестирања стерилности, ферментације, ћелијске културе и још много тога, задовољавају потребе тестирања и производње. Гуидлинг Тецхнологи се радује сарадњи са вама!