高浓度单抗溶液制备
使用中空纤维过滤组件，可进行单克隆抗体的高倍浓缩，最高浓度可达295g/L。
尽管超滤已经被用于几乎所有治疗性重组蛋白的浓缩和最终制剂，但通过膜技术达到极高浓缩的单克隆抗体制剂，以提供当前治疗应用所需的剂量，仍是不小的挑战。高度浓缩的蛋白质溶液具有较高的渗透液和粘度，通常会导致较低的滤液通量。
有不少方法被提出来用于提高超滤工艺的性能，如一些研究人员在较高温度下（46℃）进行超滤，此时料液的粘度可降低2倍，从而增加滤液通量，也有研究人员提出使用合适的赋形剂、pH和缓冲液条件，以降低溶液粘度。
而使用特定构型的超滤组件，同时优化操作条件，是提高工艺性能的另一个考虑方向。例如，尽管抗体超滤传统上会使用平面膜包进行，因一般认为其内的筛网可提高物质传递，但商业化的中空纤维组件也可用于抗体制剂。
使用超滤制备高度浓缩的蛋白质溶液时，需考虑在高蛋白浓度条件下，与分子间蛋白质互作相关的热动力学驱动力，以及由于溶液粘度增加导致的蛋白质流动性的降低。此外，料液流过组件时，会产生较大的压力降，结合极高的蛋白质浓度的作用，容易形成“反滤”现象，即渗透压高于局部跨膜压，特别是在出口部位，可能会形成反向驱动力。
实验研究了使用中空纤维组件进行单克隆抗体溶液高倍浓缩时的超滤行为，并将实验结果与膜包结果以及理论模型进行比较。
实验使用分子量为142kD的高度纯化的单克隆抗体，等电点8.16。中空纤维超滤组件使用仕必纯MicroKros中空纤维组件，组件含6根30kD改性聚醚砜（mPES）中空纤维，纤维内径0.5mm。实验测试了纤维长度20、40和65cm的组件，相应的膜表面积分别为19、38和57cm^2。中空纤维组件垂直安装，使用前先用200mL DI水冲洗，然用50%异丙醇溶液润洗。蛋白质超滤强，用100mL特定缓冲液平衡冲洗。
实验前用DI水测试膜渗透性能，确认水通量>20LMH/psi，符合标准的组件用于实验。然后将抗体溶液装入进样容器，以泵驱动液流循环进样，通过回流管路上的阀调节跨膜压，并通过随时间变化的滤液收集量的变化，计算滤液流速。实验在恒定跨膜压条件下，以批量浓缩模式进行，回流液循环回流至进样溶液，滤液连续去除。从滤液和进样容器中周期性取样，紫外离线检测抗体浓度。
此外，实验对不同缓冲液条件对单克隆抗体浓缩的影响进行了分析。
使用中空纤维组件对抗体溶液进行批量浓缩时的压力降和滤液通量曲线。
在相当的进样流速条件下，中空纤维组件内的压力降显著小于膜包内的值。例如蛋白浓度200g/L时，20cm组件内的轴向压力降低于100kPa（~15psi），而膜包内的值为200kPa，甚至接近300kPa。但随着高蛋白质浓度的提高和/或纤维长度的增加，组件压力降相应增加。
而对于滤液通量，在低抗体浓度条件下，中空纤维组件内的滤液通量低于膜包，如在40g/L的抗体浓度条件下。但是，在极高抗体浓度条件下的情况会非常不同，甚至在>290g/L蛋白浓度时，20cm中空纤维组件内的滤液通量仍可保持正向流出，而膜包则因为较大的压力降，出现“反滤”现象。
不同长度中空纤维组件可达到的最高抗体浓度。
组件长度较短时，由于组件两端的压力降较小，不会出现“反滤”现象，而随着长度的增加，会提高出现“反滤”的可能性，相应地降低最高可达到浓度。结合比较膜包和不同长度中空纤维组件实验结果，可见，20cm组件可达到最高的单抗溶液浓度（295g/L）。
在极高蛋白质浓度（>200g/L）条件下，单克隆抗体产品的制剂需求，对用于单克隆抗体最终制剂的超滤工艺提出了不小的挑战。使用具有较低压力降的组件，产生的附加压力损失更低，这可使反滤的程度最小化，提高可达到的最高抗体浓度。另外，超滤系统的设计和优化也取决于抗体的详细特性、剂型的特殊性以及下游工艺的总体限制，如可用的设备、生产程序以及工艺限制。
参考文献：E.Binabaji, J.Ma,S.Rao.,et al, Ultrafiltration of Highly Concentrated Antibody Solutions:Experiments and Modeling for the Effects of Module and Buffer Conditions. Biotechnol.Prog.,2016,Vol.32,No.3.
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