Al març del 2025, el "Global Biopharmaceutical Process Process Blanc" publicat per la Jinan International BieroMmentation Exhibition (Biochina) va demostrar que la cobertura d'aplicació de la tecnologia de filtració en la cultura i la fermentació cel·lular ha arribat al 98%, cosa que afecta directament la puresa del producte, l'eficiència i el compliment de la producció. El perfluorinatFiltre de càpsulesUn tercer exhibit per Hangzhou Hanzhikang Purification Equipment Co., Ltd., ha estat verificat per un tercer per augmentar la taxa d’eliminació de les deixalles cel·lulars fins al 99,9%, mantenint la taxa de recuperació de proteïnes objectiu superior al 95%. Aquest article combina les darreres tendències de la indústria i analitza el valor fonamental dels diferents filtres en el bioprocessament a partir de quatre dimensions: tipus de filtració, principi tècnic, escenari d’aplicació i estratègia de manteniment.
Menú de contingut
Diferències entre la fibra de vidre i els medis de cel·lulosa
Optimització de la capacitat de retenció de brutícia del disseny de la mida dels porus de gradient
Selecció d’obertura per a la microfiltració (MF) i la ultrafiltració (UF)
Compatibilitat química de la polietersulfona (PES) i el politetrafluoroetilè (PTFE)
Assegurança d’esterilitat de les membranes de PTFE hidrofòbiques
Necessitat de proves d’integritat en línia
Verificació d’intercepció bacteriana de 0. 22μm Membranes PES
Disseny de compliment dels sistemes de filtració redundants
Casos d'aplicació de filtració de virus (membrana de 20nm)
Reptes tècnics de l'eliminació de MyCoplasma (0.
Procediments de neteja i esterilització de filtres
Paràmetres bàsics de la certificació de la FDA i de la UE CE
Filtració profunda: aclariment eficient dels sistemes complexos
Diferències entre la fibra de vidre i els medis de cel·lulosa
A Cho en el cultiu cel·lular, la filtració profunda és un pas clau per eliminar les deixalles cel·lulars i els metabòlits. El filtre profund P43 de Hangzhou Hanzhikang utilitza medis de fibra de vidre per reduir la turbiditat del brou de fermentació de 12 0 NTU a per sota de 0,5NTU, mantenint una taxa de recuperació de l'activitat d'anticossos superior al 95%. En canvi, els mitjans de cel·lulosa (com Sartoclear® de Sartorius) són més adequats per a partícules semblants a virus (VLP) sensibles a les forces de cisalla. Les dades d’un projecte de producció de vacuna d’ARNm van mostrar que després d’utilitzar filtres de cel·lulosa, la integritat VLP va augmentar del 78% al 92%.
Optimització de la capacitat de retenció de brutícia mitjançant el disseny de la mida dels porus de gradient
El disseny de la mida del porus de gradient de diverses capes del medi de filtre profund (Pore de la capa superior 50 μm, capa inferior de 5 μm) pot millorar significativament la capacitat de retenció de la brutícia. La sèrie de profunditat de Hangzhou Hanzhikang redueix els residus de proteïna de cèl·lules hostes (HCP) de 500 ppm a menys de 10 ppm en la purificació del plasmidi d’edició gènica, mantenint una taxa de recuperació de plasmidi del 95%. En comparació amb els materials tradicionals de filtres d'una sola capa, el disseny de gradient estén la vida útil de l'element de filtre per 3 vegades i redueix el temps de purificació d'un sol lot durant dues hores.
MembranaFiltració: la tecnologia bàsica de la intercepció precisa
Selecció de la mida dels porus per a la microfiltració (MF) i la ultrafiltració (UF)
Microfiltration ({{0}}. 1-10 μm): 0. 22μm La membrana PES és el "estàndard d'or" per a la filtració estèril. Després que un fabricant d'anticossos monoclonal l'utilitzés, el residu d'endotoxina del producte acabat va caure de 0. 05EU/μL a 0,005EU/μL, que compleix els estàndards de la FDA.
UltraFiltration (10-100 KDA): La membrana de tall de pes molecular de 10kDa s'utilitza per a la concentració d'anticossos. Després que una empresa farmacèutica utilitzés l’element de filtre de la sèrie PA de Hangzhou Hanzhikang, va concentrar el brou de fermentació de 100L a 5L mantenint un 95% d’activitat d’anticossos, cosa que va reduir el consum d’energia en un 60% en comparació amb la centrifugació.
Compatibilitat química de la polietersulfona (PES) i el politetrafluoroetilè (PTFE)
Membrana PES: altament hidròfil, adequada per a esterilització de tampó i medi de cultiu. Les proves en un laboratori universitari mostren que es manté estable en el rang de pH de {{0}} i el valor de detecció de la matèria dissolta és inferior a 0,1ug/ml.
Membrana PTFE: bona hidrofobicitat, forta resistència a l’àcid i alcalí. L’element del filtre de la sèrie HPTG de Hangzhou Hanzhikang pot suportar la immersió del 75% d’etanol durant 48 hores sense matèria dissolta en fermentació d’aminoàcids, que és significativament millor que els materials de filtres industrials ordinaris.
Filtració de gas: "Guardian de respiració" del bioreactor
Garantia d’esterilitat de la membrana PTFE hidrofòbica
Es requereix un filtre de membrana PTFE hidrofòbica a l’entrada d’aire del bioreactor per interceptar espores de fongs (més grans o iguals a {{{0}}. 3μm) a l’aire. L’element del filtre HPTG de Hangzhou Hanzhikang utilitza una membrana PTFE hidrofòbica amb una pressió del punt de bombolla superior o igual a 3. 0, que pot suportar l’esterilització de vapor (121 graus, 30 minuts). Per tant, un projecte de fermentació de llevats pot controlar la taxa de contaminació inferior al 0,1%.
Necessitat de proves d’integritat en línia
El sistema de filtració de gas ha de ser provat per al flux de difusió cada setmana per assegurar el segellat de la membrana. Després que una fàbrica biofarmacèutica utilitzés el sistema integritat de Hangzhou Hanzhikang, el nombre de colònies de cultiu microbià del producte filtrat va caure de 10CFU/ml a sota del límit de detecció, evitant pèrdues de contaminació de més de 20 milions de iuan a l'any.
Filtració estèril: barrera de seguretat per als productes finals
Verificació de retenció bacteriana de 0. 22μm Membrana PES
En la producció de vacunes d'ARNm, la taxa de retenció de 0. 22μm Membrana PES per al bacteriòfag (MS2) arriba a 10^6 Log. La prova real d’una empresa de vacunes demostra que després d’utilitzar l’element de filtre de sèries bioaxèniques de Hangzhou Hanzhikang, la taxa de pas de la prova d’esterilitat dels productes acabats ha passat del 92% al 100%.
Disseny de compliment del sistema de filtració redundant
Per tal de complir els estrictes requisits de la FDA per a injeccions, una empresa farmacèutica adopta un esquema de filtració de tres etapes de "filtració profunda (eliminació de restes cel·lulars) → ultrafiltració (concentració de LNP) → filtració esterilització terminal ({0. 22μM PES membrana)" per controlar les impuritats residuals a:
ADN de cèl·lules hostes:<100pg/dose (far exceeding the FDA requirement of <10ng/dose)
Endotoxina:<0.01EU/dose (better than the European Pharmacopoeia's <0.2EU/dose)
Filtració d’escenari especial: solucions personalitzades
Cas d'aplicació de filtració de virus (membrana de 20nm)
En la teràpia de cèl·lules CAR-T, la membrana PVDF de 20nm pot interceptar eficaçment el virus associat a l’adeno (AAV, diàmetre 20-26 nm). Després que una empresa l’utilitzés, el virus residual es va reduir de 10^4 còpies/ml a per sota del límit de detecció, mantenint una taxa de recuperació de l’activitat de cèl·lules CAR-T del 90%.
Reptes tècnics de l'eliminació de MyCoplasma (0.
L’eliminació de MyCoplasma (diàmetre {{0}}. 1-0. 3μm) requereix l’ús de 0. En un experiment CRISPR-CAS9, un institut de recerca va reduir la taxa de contaminació de Mycoplasma del 8% a 0.
Manteniment i compliment: gestió del cicle de vida completa
Procediments de neteja i esterilització per a filtres
Cicle de neteja: després de cada 5 lots, utilitzeu 0.
Mètode d’esterilització: L’esterilització de vapor en línia requereix una temperatura de 121 graus i una pressió de 3,5 bar, i la dosi d’esterilització de radiació fora de línia ha de ser superior o igual a 25kGy.
Paràmetres bàsics dels estàndards de certificació global
Requisits de la FDA: Els materials de filtre utilitzats per a les injeccions han de passar la prova del mètode de gel de reactiu de cranc de ferradura i el residu d'endotoxina ha de ser inferior o igual a 0. 05EU/μL.
Certificació CE: la força mecànica ha de suportar la tensió axial 50N sense deformació (EN 10204 3.
Sumari
Les pràctiques de la indústria el 2025 mostren que la tecnologia de filtració s'ha actualitzat des d'un "pas auxiliar" fins a un "procés bàsic" per a la cultura i la fermentació cel·lulars. Els laboratoris principals internacionals adopten una estratègia de filtració de Trinity "Medmed + Membrana + Gas". Per exemple, en el camp biofarmacèutic, es prefereix la filtració de fibra de vidre + 0. 22μm PES Membrana + filtració de gas PTFE hidrofòbica, mentre que els experiments d’edició de gens solen utilitzar filtres de profunditat de porus de gradient + 0. En el futur, amb la popularització de la tecnologia d’AI, els sistemes de filtració intel·ligents amb sensors integrats s’adonaran del bucle tancat de tot el procés de “control en temps real - optimització automàtica - traçabilitat de dades”, millorant encara més l’eficiència i el compliment de la producció. Els gestors de laboratori han d’establir procediments de gestió de filtració normalitzats i realitzar verificació de rendiment regularment per assegurar la precisió i la fiabilitat dels resultats experimentals.