為了節(jié)約成本和提升生產(chǎn)效率，連續(xù)流工藝在生物醫(yī)藥生產(chǎn)中日益受到各大生物制藥公司青睞。以單抗生產(chǎn)為例，連續(xù)層析跟傳統(tǒng)的批次層析相比，可以節(jié)約2.5倍左右的親和填料投入，減少30%左右緩沖液的消耗以及提升大概3倍的產(chǎn)能。
?KTA pcc 75作為連續(xù)層析工藝開發(fā)和中試級別生產(chǎn)設(shè)備，使用周期性逆流Periodic Counter Current (PCC) 色譜層析技術(shù)，支持3C或4C柱位設(shè)置，按照非上樣步驟時(shí)間小于或等于上樣步驟時(shí)間原則設(shè)計(jì)工藝。運(yùn)行過程中柱位會自動切換，串聯(lián)兩根柱子上樣的同時(shí)實(shí)現(xiàn)滿載柱的淋洗、洗脫、清洗和再生步驟（如圖1）。
圖1：3柱位和4柱位PCC運(yùn)行邏輯
使用?KTA pcc 75運(yùn)行連續(xù)層析工藝的上樣終點(diǎn)判斷，除了可以基于時(shí)間和體積外，還可以依靠更加靈活的ΔUV動態(tài)控制。
圖2：ΔUV動態(tài)控制邏輯
ΔUV動態(tài)控制可以更好地應(yīng)對上樣樣品濃度變化（圖3）以及層析柱的柱體積不同和每根柱子表現(xiàn)不同（圖4）的影響。
圖3：上樣濃度從1.1 g/L上升到1.4 g/L，每一個(gè)層析柱都實(shí)現(xiàn)了如一的結(jié)果
圖4：Column 1：MabSelect SuRe medium；Column 2/3：MabSelect Sure LX media (higher capacity)；ΔUV動態(tài)控制檢測到柱1的低載量；對比于柱2和3，從柱1洗脫下來較少的mAb總量
連續(xù)流層析工藝通常利用ΔUV動態(tài)控制去判斷上樣終點(diǎn)，使用更小直徑的層析柱，充分利用每根柱子填料載量以節(jié)省填料用量。下面以一個(gè)上游CHO細(xì)胞表達(dá)mAb的連續(xù)親和捕獲洗脫工藝實(shí)例來考察PCC層析工藝中填料利用率的提升：
上游發(fā)酵液處理 | ||
CHO細(xì)胞表達(dá) | ||
Fed-batch培養(yǎng) | ||
3000*g離心取上清，4.5g mAb/L | ||
ULTA Cap HC 0.2 μm filters除菌過濾 |
Mab捕獲步驟使用填料和層析柱 | ||
MabSelect SuRe LX protein A medium | ||
HiScreen columns (CV 4.7 mL) |
連續(xù)捕獲層析設(shè)定方法 | ||
?KTA pcc 75 system | ||
Dynamic control, Breakthrough level : 50% | ||
Residence time: 5 min | ||
10 cycles | ||
3C PCC setup |
Process step | Buffer | Column volumes (CV) | Residence time (min) |
Equilibration | 20 mM phosphate + 150 mM NaCl, pH 7.4 | 5 | 3.4 |
Sample load | 67 g mAb/L medium | 50% BT | 5 |
Wash 1 (post-load wash) | 20 mM phosphate + 150 mM NaCl, pH 7.4 | 1.5 | 5 |
Wash 1 | 20 mM phosphate + 150 mM NaCl, pH 7.4 | 3.5 | 3.4 |
Wash 2 | 50 mM acetate, pH 6 | 1 | 3.4 |
Elution | 50 mM acetate, pH 3.5 | 4 | 4 |
Strip | 100 mM acetate, pH 2.9 | 2 | 3.4 |
CIP | 100 mM NaOH | 3 | 5 |
Re-equilibration | 20 mM phosphate + 150 mM NaCl, pH 7.4 | 5 | 2 |
圖5：The loading step from each of the three columns of the 3C PCC setup over 10 cycles
結(jié)果和分析
1
從UV curve post-column 1可以看出上樣過程表現(xiàn)出了相同的UV吸收峰高度，峰寬和外形。整個(gè)連續(xù)捕獲階段表現(xiàn)出很強(qiáng)的穩(wěn)定性。
2
10個(gè)Cycle下來，相比較于43g mAb/L傳統(tǒng)批次層析捕獲的載量 (70% of the DBC at 10% breakthrough (QB10) ) ，連續(xù)層析捕獲67g mAb/L載量提升了56%填料載量利用率。
?KTA pcc是基于成熟的?KTA色譜層析平臺設(shè)計(jì)，旨在簡化系統(tǒng)交互和操作處理。該系統(tǒng)由?KTA pcc和UNICORN系統(tǒng)控制軟件組成。更多有關(guān)?KTA pcc特點(diǎn)以及定制的工業(yè)規(guī)模的BioProcess pcc解決方案。
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