Compartint literatura|Discussió sobre estratègies d'optimització per a la filtració de virus
Jul 03, 2026| 
La filtració de virus és una part important del procés de fabricació biofarmacèutica i garanteix la seguretat dels productes biofarmacèutics. Els productes biològics com els anticossos monoclonals i els anticossos biespecífics són anticossos terapèutics que es produeixen normalment mitjançant línies cel·lulars animals. Durant el cultiu cel·lular i la purificació aigües avall, són altament susceptibles a la contaminació viral, la qual cosa pot afectar greument la seguretat dels productes biofarmacèutics.
El procés de purificació aigües avall dels anticossos monoclonals inclou generalment la captura d'afinitat, la inactivació viral de baix -pH, la purificació intermèdia, la purificació de poliment, la filtració de virus i la ultrafiltració/diafiltració (UF/DF). Entre aquests passos, els filtres de virus són cars i s'utilitzen principalment com a consumibles d'un sol -ús, la qual cosa representen una proporció important dels costos de purificació posteriors. Per tant, és especialment important optimitzar la capacitat de càrrega dels filtres de virus. Una capacitat de càrrega més alta pot reduir l'amortització de l'equip, la validació de neteja i el consum de serveis públics, escurçar els cicles de producció, millorar la robustesa del procés i donar suport al desenvolupament de processos d'alta-concentració.
En la fabricació biofarmacèutica, normalment s'utilitzen almenys dos mètodes diferents per eliminar virus. La filtració de virus i la inactivació viral de baix -pH són els dos mètodes més utilitzats per eliminar i inactivar virus. La inactivació viral de pH-baix s'adreça principalment als virus amb embolcall, mentre que les membranes de filtració de virus poden eliminar tant els virus amb embolcall com els no-. Els filtres de virus funcionen en mode de filtració-sense sortida i retenen partícules de virus més grans que la mida dels porus de la membrana. Per als productes proteics amb pesos moleculars inferiors a 170 kDa, la taxa de recuperació generalment és superior al 98%.
Durant la filtració del virus, diversos factors poden provocar una disminució del flux de filtració i la capacitat de càrrega del filtre. En aquest article s'explica com optimitzar la capacitat de càrrega del filtre de virus mitjançant la selecció de membrana, l'optimització del pH i la conductivitat de la mostra, la selecció de la concentració de la mostra, la selecció d'additius i la selecció del prefiltre, amb l'objectiu de reduir els costos de producció i escurçar el temps de filtració.
Selecció de membrana
Actualment, les membranes de filtració de virus generalment es classifiquen en tres tipus segons el material de la membrana: polietersulfona (PES), fluorur de polivinilidè (PVDF) i fibra buida de cel·lulosa regenerada.
Quan s'utilitzen filtres fets amb aquests tres materials de membrana per filtrar la mateixa solució de proteïnes a la mateixa concentració, la capacitat de càrrega segueix l'ordre:
Cel·lulosa regenerada > PES > PVDF
Com es mostra a la figura 1, per a aquesta mostra de proteïna en particular, una membrana de cel·lulosa regenerada és l'opció més adequada.
Els diferents productes proteics requereixen diferents materials de membrana. Per tant, s'han de seleccionar materials de membrana adequats segons les característiques de les diferents mostres de proteïnes.
Optimització del pH i la conductivitat de la mostra
Tant el pH com la conductivitat de la mostra poden afectar la capacitat de càrrega dels filtres de virus.
El mateix producte d'anticossos monoclonals a la mateixa concentració es va filtrar utilitzant el mateix filtre de virus en condicions de pH de 4,3 i 5,3, respectivament. Els resultats van mostrar que la capacitat de càrrega de filtració a pH 4,3 era molt més gran que a pH 5,3.
La conductivitat també pot tenir un impacte significatiu en el rendiment del filtre de virus. Per tant, el pH i la conductivitat òptims s'han de determinar en funció de les condicions reals del procés.
Selecció de la concentració de la mostra
En les mateixes condicions de pH, es va utilitzar el mateix filtre de virus per filtrar la mateixa proteïna a diferents concentracions.
Quan aproximadament1.500 g de proteïna per metre quadrat d'àrea de membranas'havia processat, la solució de proteïnes amb una concentració de10,25 mg/mlva experimentar una ràpida disminució del flux de filtració de220 LMHa10 LMH. En canvi, la solució de proteïnes amb una concentració de6,895 mg/mlmantenia encara un flux de filtració d'aproximadament150 LMH.
Quan aproximadament3.800 g de proteïna per metre quadrats'havia processat, la solució de proteïnes amb una concentració de6,895 mg/mlmantenia encara un flux d'aproximadament75 LMH.
Per tant, per a aquest procés, una concentració de proteïnes d'aproximadament7 mg/mlproporciona una millor capacitat de càrrega del filtre. Per determinar el rang de concentració òptim, encara es necessiten experiments addicionals amb altres concentracions.
La filtració de virus ha d'identificar un rang de concentració adequat tenint en compte el temps del procés, el cost de fabricació i altres factors per tal d'aconseguir el millor equilibri cost-rendiment.
Selecció d'additius
Les mostres de proteïnes són inherentment inestables i tendeixen a formar agregats, que poden reduir significativament la capacitat de càrrega dels filtres de virus.
L'addició d'aminoàcids, sucres o tensioactius pot estabilitzar les proteïnes i, per tant, millorar la capacitat de càrrega del filtre de virus.
Selecció de Prefiltres
L'ús adequat dels prefiltres pot reduir significativament l'àrea de membrana necessària per a la filtració de virus.
Els prefiltres poden eliminar diverses impureses i contaminants, inclosos els agregats de proteïnes, l'ADN i altres substàncies traça. Els diferents prefiltres són adequats per a diferents fluids de procés.
Al mateix temps, la superfície del prefiltre també afecta la capacitat de càrrega del filtre de virus. Una àrea de prefiltre més gran generalment comporta una major capacitat de càrrega del filtre de virus.
En les mateixes condicions de pH, es van utilitzar diferents àrees de prefiltre per filtrar la mateixa solució de proteïnes a la mateixa concentració. Quan elLa proporció de prefiltre-a-àrea de filtre de virus era de 4:1, el flux de filtració era significativament més alt que quan ho era la relació1:1.
Tenint en compte els costos del filtre, si el cost addicional d'utilitzar un prefiltre més gran a aRelació 4:1és inferior al cost addicional d'augmentar l'àrea de filtre de virus requerida a aRelació 1:1, després elRelació 4:1s'ha de tenir en compte per a la filtració de virus.
SobreGuiar
Guidling Technology és una empresa especialitzada en el desenvolupament i fabricació de productes per al processament biofarmacèutic, cultiu cel·lular, purificació i separació. Els nostres productes s'utilitzen àmpliament en els processos de filtració, assaig, clarificació, purificació i concentració de productes biofarmacèutics, diagnòstics i fluids industrials.
Guidling ha desenvolupat dispositius d'ultrafiltració centrífuga, cassets d'ultrafiltració/microfiltració, filtres de virus, filtres estèrils, sistemes de filtració de flux tangencial (TFF), mòduls de filtre de profunditat i membranes de fibra buida per a aplicacions en la fabricació biofarmacèutica i el cultiu cel·lular.
Les nostres membranes i productes de filtració de membrana s'utilitzen àmpliament per a prefiltració, microfiltració, ultrafiltració, nanofiltració, concentració, extracció i separació. Operem diverses línies de producció que van des de productes de filtració de laboratori d'un sol ús a petita-escala fins a sistemes de filtració de producció-escala, sistemes de proves estèrils, fermentació i equips de cultiu cel·lular, que compleixen diversos requisits tant per a la investigació com per a la producció industrial.
GuiarLa tecnologia espera cooperar amb vosaltres!