En mars 2025, le "Global Biopharmaceutical Process White Paper" publié par la Jinan International Biofermentation Exhibition (Biochina) a montré que la couverture de l'application de la technologie de filtration dans la culture et la fermentation cellulaire a atteint 98%, ce qui affecte directement la pureté des produits, l'efficacité de la production et la conformité. Le perfluorinéfiltre à capsulePrésenté par Hangzhou Hanzhikang Purification Equipment Co., Ltd. a été vérifié par un tiers pour augmenter le taux d'élimination des débris cellulaires à 99,9%, tout en maintenant le taux de récupération des protéines cible de plus de 95%. Cet article combine les dernières tendances de l'industrie et analyse la valeur fondamentale des différents filtres dans la bioprocédésage à partir de quatre dimensions: type de filtration, principe technique, scénario d'application et stratégie de maintenance.
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Différences entre la fibre de verre et les milieux de cellulose
Optimisation de la capacité de maintien de la saleté de la conception de la taille des pores du gradient
Sélection de l'ouverture pour la microfiltration (MF) et l'ultrafiltration (UF)
Compatibilité chimique de la polyéthersulfone (PES) et du polytétrafluoroéthylène (PTFE)
Assurance stérilité des membranes PTFE hydrophobes
Nécessité des tests d'intégrité en ligne
Vérification d'interception bactérienne de 0. 22 μm de membranes PES
Conception de la conformité des systèmes de filtration redondants
Cas d'application de filtration virus (membrane 20 nm)
Défis techniques de l'élimination des mycoplasmes (0. 1 μm de membrane)
Procédures de nettoyage et de stérilisation filtrant
Paramètres de base de la certification FDA et UE CE
Filtration profonde: clarification efficace des systèmes complexes
Différences entre la fibre de verre et les milieux de cellulose
Dans le CHO dans la culture cellulaire, la filtration profonde est une étape clé pour éliminer les débris cellulaires et les métabolites. Le filtre profond P43 de Hangzhou Hanzhikang utilise des milieux de fibres de verre pour réduire la turbidité du bouillon de fermentation de 12 0} Ntu à moins de 0,5NU, tout en conservant un taux de récupération d'activité d'anticorps de plus de 95%. En revanche, les milieux de cellulose (tels que Sartoclear® de Sartorius) sont plus adaptés aux particules de type viral (VLP) qui sont sensibles aux forces de cisaillement. Les données d'un projet de production de vaccins d'ARNm ont montré qu'après avoir utilisé des filtres à cellulose, l'intégrité de la VLP est passée de 78% à 92%.
Optimisation de la capacité de maintien de la saleté par conception de la taille des pores à gradient
La conception de la taille des pores à gradient multicouche du milieu du filtre profond (couche supérieure supérieure de 50 μm de pore à la couche inférieure 5 μm) peut améliorer considérablement la capacité de maintien de la saleté. La série Depthplus de Hangzhou Hanzhikang réduit les résidus de protéines de cellules hôtes (HCP) de 500 ppm à moins de 10 ppm dans la purification du plasmide d'édition de gènes, tout en maintenant un taux de récupération du plasmide à 95%. Par rapport aux matériaux de filtre monocouche traditionnels, la conception du gradient étend la durée de vie de l'élément filtrant de 3 fois et raccourcit le temps de purification d'un seul lot de 2 heures.
MembraneFiltration: la technologie de base d'une interception précise
Sélection de la taille des pores pour la microfiltration (MF) et l'ultrafiltration (UF)
Microfiltration ({{0}}. 1-10 μm): 0. 22μm pes membrane est la "Gold Standard" pour la filtration stérile. Après qu'un fabricant d'anticorps monoclonal l'a utilisé, le résidu d'endotoxine dans le produit fini est passé de 0. 05EU / μl à 0,005EU / μl, qui répond aux normes de la FDA.
Ultrafiltration (10-100 KDA): 10kda La membrane de coupure de poids moléculaire est utilisée pour la concentration en anticorps. Après qu'une entreprise pharmaceutique ait utilisé l'élément filtrant de la série PA de Hangzhou Hanzhikang, il a concentré 100 L de fermentation du bouillon de fermentation à 5L tout en maintenant une activité d'anticorps à 95%, ce qui a réduit la consommation d'énergie de 60% par rapport à la centrifugation.
Compatibilité chimique de la polyéthersulfone (PES) et du polytétrafluoroéthylène (PTFE)
Membrane PES: hautement hydrophile, adapté à la stérilisation du tampon et du milieu de culture. Les tests dans un laboratoire universitaire montrent qu'il reste stable dans la plage de pH de {{0}}, et la valeur de détection de la matière dissoute est inférieure à 0,1UG / ml.
Membrane PTFE: bonne hydrophobicité, forte résistance à l'acide et aux alcalins. L'élément filtre de la série HPTG de Hangzhou Hanzhikang peut résister à 75% d'immersion d'éthanol pendant 48 heures sans matière dissous dans la fermentation des acides aminés, ce qui est nettement meilleur que les matériaux de filtre de qualité industrielle ordinaires.
Filtration de gaz: "Gardien respiratoire" du bioréacteur
Garantie de stérilité de la membrane PTFE hydrophobe
Un filtre à membrane PTFE hydrophobe est requis à l'entrée d'air du bioréacteur pour intercepter les spores fongiques (supérieures ou égales à {{0}}. 3μm) dans l'air. L'élément de filtre HPTG de Hangzhou Hanzhikang utilise une membrane PTFE hydrophobe avec une pression de point de bulle de plus ou égale à 3. 0 bar, qui peut résister à la stérilisation à la vapeur (121 degrés, 30 minutes). Par conséquent, un projet de fermentation de levure peut contrôler le taux de contamination inférieur à 0,1%.
Nécessité des tests d'intégrité en ligne
Le système de filtration du gaz doit être testé pour le flux de diffusion chaque semaine pour assurer le scellement de la membrane. Après qu'une usine biopharmaceutique ait utilisé le système Integritytest de Hangzhou Hanzhikang, le nombre de colonies de culture microbienne dans le produit filtré est passé de 10cfu / ml à inférieur à la limite de détection, évitant les pertes de pollution de plus de 20 millions de yuans par an.
Filtration stérile: barrière de sécurité pour les produits finaux
Vérification de la rétention bactérienne de 0. 22 μm de pes membrane
Dans la production de vaccins d'ARNm, le taux de rétention de 0. 22 μm de membrane PES pour le bactériophage (MS2) atteint 10 ^ 6 log. Le test réel d'une entreprise de vaccins montre qu'après avoir utilisé l'élément filtrant de la série bioaxénique de Hangzhou Hanzhikang, le taux de stérilité du test de stérilité des produits finis est passé de 92% à 100%.
Conception de la conformité du système de filtration redondant
Afin de répondre aux exigences strictes de la FDA pour les injections, une entreprise pharmaceutique adopte un schéma de filtration à trois étapes de "Filtration profonde (élimination des débris cellulaires) → ultrafiltration (concentration de LNP) → Filtration de stérilisation terminale ({1}}.
ADN de cellules hôtes:<100pg/dose (far exceeding the FDA requirement of <10ng/dose)
Endotoxine:<0.01EU/dose (better than the European Pharmacopoeia's <0.2EU/dose)
Filtration spéciale du scénario: solutions personnalisées
Cas d'application de filtration du virus (membrane de 20 nm)
Dans la thérapie des cellules CAR-T, la membrane PVDF 20 nm peut intercepter efficacement le virus adéno-associé (AAV, diamètre 20-26 nm). Une fois qu'une entreprise l'a utilisée, le virus résiduel a été réduit de 10 ^ 4 copies / ml à inférieur à la limite de détection, tout en maintenant un taux de récupération d'activité des cellules CAR-T de 90%.
Défis techniques de l'élimination des mycoplasmes (0. 1 μm de membrane)
La suppression de MyCoplasma (diamètre {{0}}. 1-0. 3μm) nécessite l'utilisation de 0. 1 μm pes. Dans une expérience CRISPR-CAS9, un institut de recherche a réduit le taux de contamination des mycoplasmes de 8% à 0.
Entretien et conformité: gestion du cycle de vie complet
Procédures de nettoyage et de stérilisation pour les filtres
Cycle de nettoyage: Après tous les 5 lots, utilisez 0. 1M NaOH pour le nettoyage en ligne (CIP) pour garantir que le taux de récupération de flux de membrane est supérieur ou égal à 95%.
Méthode de stérilisation: La stérilisation en ligne à la vapeur nécessite une température de 121 degrés et une pression de 3,5 bars, et la dose de stérilisation de rayonnement hors ligne doit être supérieure ou égale à 25kgy.
Paramètres de base des normes de certification mondiales
Exigences de la FDA: les matériaux de filtre utilisés pour les injections doivent passer le test de la méthode du gel de réactif de crabe en fer à cheval, et le résidu d'endotoxine doit être inférieur ou égal à 0. 05EU / μl.
Certification CE: La résistance mécanique doit résister à la tension axiale 50N sans déformation (en 10204 3. 1b), et la compatibilité chimique doit passer à 75% d'immersion d'éthanol pendant 48 heures sans dissolution (ISO 10993-1).
Résumé
Les pratiques de l'industrie en 2025 montrent que la technologie de filtration a été passée d'une "étape auxiliaire" vers un "processus de base" pour la culture et la fermentation cellulaire. Les laboratoires internationaux traditionnels adoptent une stratégie de filtration de la trinité "moyenne + membrane + gaz". Par exemple, dans le champ biopharmaceutique, la filtration profonde de la fibre de verre + 0. 22μm PES Membrane + La filtration de gaz PTFE hydrophobe est préférée, tandis que les expériences d'édition de gènes ont tendance à utiliser des filtres de profondeur de pores gradient + 0. À l'avenir, avec la vulgarisation de la technologie de l'IA, les systèmes de filtration intelligents avec des capteurs intégrés réaliseront la boucle fermée de l'ensemble du processus de "surveillance en temps réel - optimisation automatique - traçabilité des données", améliorant encore l'efficacité de la production et la conformité. Les directeurs de laboratoire doivent établir des procédures de gestion de filtration standardisées et effectuer régulièrement une vérification des performances pour garantir la précision et la fiabilité des résultats expérimentaux.