Contextul și importanța cercetării
În producerea vaccinului împotriva febrei aftoase, supernatantele culturilor celulare conțin o cantitate mare de resturi celulare. Dacă sunt supuse direct unei filtrări sterilizante de 0,2 μm, membranele filtrante sunt predispuse la murdărire rapidă, reducând eficiența și afectând potențial permeabilitatea și randamentul antigenului țintă (particule virale 146S).
Acest studiu se concentrează pe trei întrebări cheie:
Compararea performanței filtrării de suprafață și a filtrării în adâncime în ceea ce privește debitul, reducerea turbidității și protecția filtrelor de sterilizare din aval.
Verificarea avantajului unic al filtrelor de adâncime puternice încărcate pozitiv în îndepărtarea resturilor celulare.
Stabilirea de scheme de filtrare scalabile, adaptate fluidelor de cultură cu diferite niveluri de turbiditate, pentru a satisface nevoile producției industriale.
Experimente și rezultate de bază
Filtrare de suprafață vs. filtrare de adâncime
Experiment:Fluidele vaccinale inactivate împotriva FMD au fost filtrate folosind o membrană de suprafață din polipropilenă de 0,45 μm și foi de filtru de adâncime, urmate de o filtrare sterilizantă de 0,2 μm.
Constatări:
Turbiditate inițială: 77 NTU.
Filtrare în adâncime:debit 641 L/m²; turbiditate redusă la 9,65 NTU (clar și luminos).
Filtrare de suprafață:debit de doar 46 L/m²; turbiditatea a rămas la 41 NTU.
Filtrare sterilizantă în aval:După filtrarea în adâncime, filtrele de 0,2 μm au avut un debit de 655 L/m², comparativ cu doar 91 L/m² după filtrarea superficială - o îmbunătățire de 7,2×.
Randamentul 146S:Filtrare în adâncime mai mare decât în filtrarea de suprafață.
Concluzie:Randamentul filtrării în adâncime a fost de 13,9 ori mai mare decât cel al filtrării de suprafață, turbiditatea filtratului a fost cu 76,5% mai mică, iar durata de viață a filtrului de sterilizare a fost prelungită cu peste 7 ori. Atât din punct de vedere al costurilor, cât și al randamentului, filtrarea în adâncime este superioară.
Filtrare în adâncime cu încărcare pozitivă vs. încărcare puternică pozitivă
Experiment:Două tipuri de foi de filtrare de adâncime cu aceeași dimensiune a porilor, dar densitate de sarcină diferită (normal pozitivă vs. puternic pozitivă) au fost testate pe fluide FMD inactivate.
Constatări:
Profilurile de debit și presiune au fost similare.
Adâncime pozitivă normalăfiltra:turbiditatea filtratului 25 NTU.
Adâncime pozitivă puternicăfiltra:turbiditatea filtratului 9,65 NTU (doar 38,6% din normal).
Capacitatea mare de încărcare provine de la liganzi speciali din rășină care îmbunătățesc adsorbția electrostatică.
Rapoartele din literatura de specialitate confirmă că filtrele de adâncime pozitive puternice pot elimina, de asemenea, proteinele celulelor gazdă (HCP) și ADN-ul.
Concluzie:Filtrele puternice de adâncime pozitivă oferă o reducere semnificativ mai bună a turbidității (<10 NTU), protejează ultrafiltrarea/filtrarea sterilizantă în aval și elimină impuritățile suplimentare legate de proces.
1. Principii tehnice și avantaje ale filtrării în adâncime
Filtrare de suprafață:Capturează particulele doar pe suprafața membranei; cernere bazată în principal pe dimensiune.
Filtrare în adâncime:Îndepărtează particulele din matrice atât prin captare, cât și prin adsorbție electrostatică.
Avantaje cheie:
Fără azbest (spre deosebire de mediile filtrante anterioare).
Fabricat din fibre de celuloză de înaltă puritate, agenți de filtrare și rășini polimerice.
Grupurile funcționale cu sarcină pozitivă asigură o adsorbție puternică pentru particule fine și impurități.
În deplină conformitate cu cerințele de reglementare biofarmaceutică.
2. Scheme de filtrare scalabile pentru diferite niveluri de turbiditate
Pe baza studiilor comparative:
Scăzutturbiditatefluide:o prefiltrare mai ușoară este suficientă.
Mediuturbiditatefluide:Se recomandă filtrarea în adâncime cu două straturi.
Ridicatturbiditatefluide:Filtrare puternică în adâncime pozitivă necesară pentru a reduce turbiditatea sub 10 NTU, asigurând o procesare eficientă în aval și un randament ridicat al antigenului.
3. Implementarea produsului: Filtre de adâncime Great Wall Filtration
Great Wall Filtration oferă sisteme de filtrare în adâncime concepute pentru procese biofarmaceutice.
Caracteristici cheie:
Foi de filtrare în adâncime de mare capacitate pentru îndepărtarea celulelor, resturilor și solidelor mari.
Aplicabil culturilor celulare de mamifere, lizatelor bacteriene/de drojdie.
Capabil să îndepărteze HCP, ADN, virusuri, endotoxine și agenți antispumanți.
Design compact, scalabil liniar, potrivit pentru utilizare în linie sau în paralel.
Debite stabile, durată lungă de viață și costuri de operare reduse.
Concluzie
Tehnologia puternică de filtrare în adâncime încărcată pozitiv îmbunătățește semnificativ eficiența clarificării și recuperarea antigenului în producția de vaccinuri împotriva febrei aftoase. Dincolo de vaccinurile împotriva febrei aftoase, aceasta oferă o cale fiabilă pentru purificare în alte produse biologice. Pe măsură ce optimizarea bioproceselor continuă, tehnologia avansată de filtrare va rămâne esențială pentru fabricarea sigură și eficientă a vaccinurilor.
Acest articol se bazează pe date experimentale reale, doar cu titlu de referință.Validareîn condiții reale de producție.
