生产规模预装层析柱的设计特点：可靠的液流分布及层析性能

Original 瑞普利金 Repligen瑞普利金 2022-12-21

总结

近几年来，可抛弃型生产已经成为生物制药行业发展的一个主要趋势。在2011年的一项针对生物药生产的调研中，作者备注道“现在正处在使用一次性使用/可抛弃型系统的主流生物药产品开始获批的边缘”，而“一次性使用和可抛弃型层析单元将是未来五年最重要的发展趋势”。

生物制药行业采用可抛弃型技术，作为实现更快地产品轮转、更好的经济效益以及更高的安全性的一种手段。但是直到现在，市面上广泛适用的、针对可抛弃型层析步骤的解决方案仍不多见。

Repligen的OPUS™（Open Platform，User Specified；开放平台，用户定义）预装层析柱是一种新型的可抛弃型产品，可装填几乎所有的生物工艺填料，内径范围0.5cm – 80cm，柱高5cm及以上，可为生物制品的纯化提供一个宽泛的、可放大的解决方案。

液流分布的设计可实现所有尺寸层析柱中均匀的液流。

OPUS™预装层析柱在不同运输条件下均可维持其特性，所有适用于需在不同生产工厂使用的情况。

设计和结构材料

目标：设计简单、清洁、稳健且具备所需功能的预装、可抛弃型层析柱

图1：大规模OPUS™层析柱的截面图

产品接触材料：

1=聚丙烯

2=铂金硫化硅胶

非产品接触材料：

3=丙烯腈·丁二烯·苯乙烯（ABS）共聚物

图2：液流分配器的设计特点

图3：液流分配器截面图

图4：计算模拟液流分布图

结论：

工程技术可实现流动相的均匀液流分布
结构的简化可确保产品的简单易用性
USP VI 级认证的产品接触材料的使用可满足合规性要求

层析性能的评估

目的：通过体积排阻性能，实验性证实OPUS™预装层析柱的液流均一性

方法：

确定不同尺寸的OPUS™预装层析柱的塔板数和不对称性。层析柱注射1% CV的2%丙酮溶液，线性流速100cm/h。预装柱装填Sepharose® 6FF填料。预装柱高度均为20cm，内径1.2、2.5、8及20cm。
检测不同尺寸OPUS™层析柱上分子量标记物的分离分辨率。1% CV的2mg/mL分子量标记物溶液注射至预装柱，线性流速30cm/h。

接受标准：

层析柱质量属性通过接受测试：塔板数/m：>1500，不对称性：0.8-1.6
所有尺寸层析柱上，分子量标记物的分辨率一致

结果：

表1：预装Sepharose® 6FF的OPUS™预装柱的柱特性

图5：分子量标记物分离的色谱图

表2：不同尺寸OPUS™层析柱的分离分辨率

结论：

分离分辨率的一致性和层析柱特性证明了液流的均一性
层析性能得以证实，且在所有尺寸的OPUS™预装柱上可维持

运输验证

目的：证明用于GMP使用的预装可抛弃型OPUS™层析柱运输后可维持其性能。

方法：

使用国际安全运输协会（ISTA）程序1A，对一根20cm直径、10cm柱床高度的OPUS™预装柱进行了严格的运输研究

测试包括：

振动检测：64min内总共~15000振动影响

跌落测试：包装箱从70cm高度以面、边缘、角撞击跌落测试

装填SP Sepharose®的20x20cm预装柱经卡车和航空运输6000公里。通过检测塔板数和不对称性，评估柱效。

接受标准：

肉眼观察预装柱结构完整
装填柱床层析质量属性（塔板数和不对称性）可保持

结果：

肉眼观察：振动测试和跌落测试可导致外包装轻微的表面损坏。但层析柱未受损，且保持完整。包装通过ISTA 1A测试。

图6：运输前、后，层析柱质量检测；20 x 10 cm OPUS™层析柱

图7：运输前、后，层析柱质量检测；20 x 20 cm OPUS™层析柱

结论：

包装可耐受严格的商业运输环境
层析性能运输后可维持

总结

设计和结构材料的选择可确保OPUS™预装柱适用于生物制品的生产。
液流分配器的工程设计可确保流动相均匀的液流分散。
不同规模OPUS™预装柱体积排阻分辨率以及层析柱质量属性的一致性证实了设计的杰出性。
严格的运输测试证实了OPUS™预装柱的可运输性以及坚固性
OPUS™预装柱在柱尺寸以及可装填填料选择方面具有无可比拟的灵活性，且可维持最高的质量标准。

Sepharose为GEHC注册商标

CaptivA PriMab为Repligen Corporation注册商标

参考文献：

1. 8th Annual Report and Survey of Biopharmaceutical Manufacturing Capacity and Production
2. Dr. Stefan Schmidt, CSO, ERA Biotech

原文：D.C.Pentia, W.J.Wilde, F.L.Malcom., et al., Design Features of Pre-Packed Disposable, Development to Production Scale Chromatography Columns Confer Reliable Flow and Chromatographic Charateristics.

* 由于Repligen对产品的持续改进，部分产品规格和检测方法/标准可能发生变更，请以相关产品的最新说明和法规支持文件为准。

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