分析生物制药深层过滤技术.docxVIP

?

?

分析生物制药深层过滤技术

?

?

【摘要】随着时代的发展和科学技术的进步，在生物制药领域，开始广泛的应用过滤技术，过滤产品也得到了广泛的应用。比如：抗生素和氨基酸生产、发酵液和培养液澄清以及生物制品灭菌等等，并且将其作为了生物制药工作中的关键质量控制点。此外，在医药生产过程中也开始广泛的应用过滤技术。本文分析深层过滤技术在生物制药工艺中的应用，希望可以得到一些有价值的参考性意见。

【关键词】生物制药；深层过滤；技术

引言：

生物技术药品在国际药品市场已经占据了很大份额，欧美等发达经济体生物制药技术始终保持着领先地位。我国生物制药起步较晚，随着国内近年生物仿制药的迅猛发展，生物制药技术也得到了很大的提升，先进的制药工艺和装备也得到了广泛的应用，深层过滤技术及其装备就是其中之一，具有较好的发展前景。

1.深层过滤技术及滤材的发展历程

在生物制药工艺中，企业对于过滤介质的精度有着十分高的要求，为了提高过滤产品的精度，过滤产品供应商为了获得较小的孔径，往往采用的方式是增加滤材的密度。但是，采用这种方式存在着一些弊端，如果过滤介质有着较高的密度，在过滤过程中，过滤介质就会有较大的压差，降低流速，这样过滤性能就会受到影响；如果介质没有很高的强度，还会出现一些其他的现象，比如：滤材击穿等，这样就无法保证下游流体的质量。在上个世纪七十年代，美国在过滤介质方面做出了明确的规定，不得采用石棉材料，这是因为石棉材料有着致癌物质。后来，某科学家发明了ZETAPLUS滤材，这种滤材没有使用石棉材料，但是却拥有比石棉更强正电荷，这样精密过滤中的压差问题以及流速问题，就可以得到很好的解决。ZETAPLUS滤材是由两种材料混合制成的，分别是助滤剂和木质纤维基体。在生产过程中，利用化学功能团，高分子树脂可以与基本组分连接，这种高分子树脂是带电荷的，这样就会形成稳定的化学连接，这样滤材就可以带有静电捕捉的正电荷。

2.生物制药过滤技术的分类

通常人们将过滤技术分为两种：表面过滤和深层过滤，这种划分的依据是机理的不同。目前，在生物制药行业，已经开始广泛使用这两类过滤。表面过滤：表面过滤是通过滤材表面对颗粒的捕捉来实现过滤功能，需要统一的布置上下滤材的孔径。其中，滤网、薄膜等是非常有代表性的表面滤材。结合表面过滤理论我们可以得知，过滤介质在对流体中的固体颗粒杂质进行拦截时，依靠的主要是孔径的大小，这样滤材的表面就会停留以及堆积一些料液中的悬浮杂质颗粒；深层过滤：一般来说，都是由纤维构成滤材，过滤介质空隙形成的通道往往都十分的曲折和细长，介质内部的空隙要大于被过滤的杂质颗粒，这样滤材就会在纵向深度中捕捉颗粒。并不是在介质的外表面发生过滤作用，而是在介质的全部空隙体内发生。在热运动和流体的动力作用下，通道壁面会流一些料液中的细小杂质颗粒，静电吸附以及表面张力会截留这些杂质颗粒。近些年来，随着膜技术的不断发展，很多的企业和研究机构都研究出来了高性能过滤膜，这种过滤膜具有很强的深层过滤性能。

3.深层过滤介质在生物制药领域的应用

在生物制药的工艺料液中，负电荷存在于很多的介质中，比如：细胞及细胞碎片、污染DNA、内毒素等等。通常情况下，可以将深层过滤的工作原理分为两个部分，一种是机械过滤，另外一种是静电吸附，通过机械过滤可以直接过滤那些比孔径大的颗粒，如果颗粒小于孔径，在较低PH的条件下，就会带有负电荷，这样就会吸附于树脂上，这是因为树脂带有正电荷。运用带有正电位的深层滤材，可以实现过滤效率提高的目的。

3.1澄清发酵液的工艺

在发酵完成后，料液在粗分离后依然有很多带有负电荷的杂物混合在上清液中，比如：胶体物质、少量细胞、部分细胞碎片等等。ZETAPLUS系列滤材具有多精度不同孔径，能够逐级精制有效成分，结合静电吸附和机械拦截两种方式，简化操作工艺，使过滤效率得到有效提高，同时也对下游的精纯化设备有一定的保护作用。

3.2精制小分子

在传统的生产过程中，精制抗生素类的小分子物质需要经过冗长的过程，包括：过滤、萃取、浓缩和结晶等，不仅能耗大，收率不高，而且还会残留微量的大分子杂质，比如：核酸、蛋白质等，对药品的质量造成影响。而深层过滤技术不仅简化操作工艺，也可以有效除去大分子的杂质。深层过滤技术还能够有效除去中药工艺料液中的无效成分，比如相对分子质量高的蛋白质、多糖、树脂等，都能够采用静电吸附去除。深层过滤技术相比于传统的化学分离具有操作简便、成本低、效率高、经济效益好等诸多优势，在生物制药行业得到越来越广泛的应用。

3.3除热原工艺

热原是从革兰阴性细菌外壁产生，也就是细胞碎片，又被称为内毒素。热原本质上是产生于不同细菌种类的一种脂多糖物质，其分子量不一，有的是几万，多的能达到几百万。除热原是制药工艺的一个主要问题，因为热原会对机体造成严重的损害，必须做好其