切向流过滤是生物制药产业常用的下游处理技术，而新型改性聚醚砜中空纤维膜过滤器的使用，进一步提升了过滤的效率、处理量和分离效果，配合高效的工艺控制和优化系统，使这一技术成为制药企业有效提高从研发到中试及生产各阶段运营效率、降低综合成本的关键。

高效率的下游过滤工艺开发是高科技生物技术医药企业的核心竞争力之一，很大程度上决定了产品的研发、生产及验证进程，关系到产品的上市能否抢占先机，为企业赢得最大的利润空间。所以选择合适的过滤方案、提高产能是生物制药企业的重中之重。

切向流过滤技术

切向流过滤是生物技术中最常使用下游纯化技术，与传统技术相比，其高通量、高选择性的特点，使其成为诸多应用的不二之选。理想的切向流技术应具备以下特质：操作简单，节省入门耗时；运行可靠，避免不必要的工作中断；使用范围广，以适应工艺开发过程中常见的条件更改；可自动进行参数监测和数据记录，并自动调节关键控制点，保证小试数据的精确可靠。

KrosFlo研发用IIi切向流过滤系统专门针对研发阶段切向流过滤工艺需求设计，系统将动力传输装置与监测控制设备完美整合，结构紧凑，同时配备数字压力传感系统及KF Comm实时数据采集、绘图软件，可监测入口、回流及滤液压力，并自动计算跨膜压（TMP）、滤液流速、浓缩因子等重要参数，方便了工艺的控制和优化，保证工艺的可重复性和规模放大可行性，而自动背压阀的使用，可维持系统在稳定的TMP或滤液背压条件下运行，以达到最佳工艺效率。

图1 KrosFlo研发用IIi切向流过滤系统

系统的规模放大可行性也是工艺开发的重要考量因素，系列化的过滤设备可为后期中试及产业化生产的过滤应用提供更多选择。而适用于不同规模的系统使用一致的数据采集软件，可实现从研发到中试乃至生产的无缝过渡。

中空纤维过滤组件

过滤器的选择亦是过滤工艺达到事半功倍效果的关键，完美的过滤器除高通量、高选择性的基本要求外，其蛋白结合率应极低，以避免产物损失，同时，其应具有良好的化学耐受性及生物相容性，以降低对产物的影响。

传统的聚砜材质中空纤维膜理化性质稳定，机械强度和韧性均较出色，已在生物医药产业中得到了广泛的应用，但其固有的疏水特性会导致蛋白质在膜表面及膜孔内的吸附，改变膜的有效过滤孔径，降低过滤通量和过滤操作的稳定性。

为了改善膜的性能，膜科学家们通过去除特定膜材质的疏水基团，缓解了传统过滤用膜的这些缺陷，改善了过滤通量。仕必纯的研发团队在这些基础上进一步研发了全新的改性聚醚砜系列中空纤维膜，优化了膜的亲水性，且因膜表面带有的一定程度的电荷，最大限度地降低了绝大多数蛋白质、病毒、糖或胶乳颗粒的吸附率，从而在过滤过程中，维持更平稳的流体动力，保证稳定的较高水平过滤通量，简化工艺控制，提高工艺的可靠性和可重复性。此系列中空纤维膜可提供3kD~0.65μm的12种不同孔径规格，几乎可满足所有常规应用，并可针对特殊应用进行定制。

图2 改性聚醚砜系列中空纤维过滤组件

应用实例

切向流过滤系统在诸多领域均有出色表现，包括疫苗生产、动物细胞培养表达单克隆抗体、细菌或酵母发酵生产基因工程重组蛋白、以及血液制品、抗生素、生化药物和天然产物的制备等，特别是在诊断用胶乳颗粒制备的下游处理方面，配用中空纤维过滤组件的切向流过滤技术几乎已成为通用的标准方法，得到了众多厂商的认可。

大肠杆菌发酵液澄清

工艺目的为对245L裂解液做澄清处理，并分离具有抗肿瘤活性目的蛋白。采用孔径0.2μm、膜表面积1m2的KrosFlo中空纤维过滤器，配合MiniKros高性能蠕动泵和工艺监测系统，维持循环流速为57L/min，入口压力为11~13psig，整个处理过程可于60min内完成，料液总体积浓缩30倍，目的蛋白通过率高达99%以上，滤液中无细胞碎片或其它大颗粒物质。

图3 改性聚醚砜（mPES）中空纤维过滤组件与其他公司相关产品的水通量比较

高效、大规模慢病毒载体浓缩

使用KrosFlo研发用IIi切向流过滤系统，配合孔径500kD、膜表面积615cm2及孔径500kD、膜表面积20cm2中空纤维过滤器，进行两步串联切向流过滤，可在3hr内将5.5L病毒载体原液浓缩至1ml左右，且回收率高达97%以上，同时不影响病毒载体性状。

连续洗滤纯化均质胶乳颗粒

使用MiniKros Plus切向流过滤系统，配用孔径0.1μm、膜表面积945cm2的中空纤维过滤器，以洗滤模式处理200ml聚苯乙烯（0.255μm）胶乳颗粒悬液，维持循环流速10L/min，入口压力10psig，14min内即可完成12.5个洗滤体积的操作，游离蛋白清除率达99.99%，且确保胶乳颗粒无损失。

小结

切向流过滤是生物技术行业最常用的下游处理技术，其稳定性、规模放大可行性以及处理能力对于产品从研发到生产的进程以及必要的验证工作至关重要。仕必纯切向流过滤系统结合高性能中空纤维过滤器组件，在保证过滤工艺高通量、高选择性的同时，提供独创性的自动数据采集及控制功能，进一步提升工艺的可控制和重复性，有利于制药企业更好地把控产品的研发和生产，加快产品上市，应对市场需求的快速变化。