絮凝技術在高細胞密度和高產(chǎn)物滴度的細胞培養(yǎng)中的應用

隨著生物制藥技術的發(fā)展，高細胞密度和高產(chǎn)物滴度的細胞培養(yǎng)已經(jīng)成為一種趨勢，這給傳統(tǒng)下游澄清工藝帶來了越來越大的負擔，使得我們傳統(tǒng)深層過濾器載量下降，整體純化效率降低。

什么是絮凝技術？
絮凝技術，是通過改變pH值或離子環(huán)境，誘導小的易堵塞雜質(zhì)絮凝或沉淀的方法，從而增加雜質(zhì)顆粒粒徑，減少難以通過離心方式分離且會堵塞下游過濾器的微小顆粒，進一步通過Clarisolve^®深層過濾器一步澄清，實現(xiàn)高細胞密度料液（>10^7/ml）的高效澄清。

絮凝原理示意圖：
不同絮凝方式處理后粒徑變化：
絮凝方案如何實現(xiàn)?
針對高密度細胞收獲液，默克可提供兩款GMP級別絮凝劑：pDADMAC和mPAA。二者均為陽離子聚合物，料液可在絮凝劑加入后30分鐘內(nèi)高效完成絮凝過程。
絮凝劑& Clarisolve^®深層過濾器：
經(jīng)過絮凝處理后的料液，顆粒物直徑會提高2-4倍，往往會大于傳統(tǒng)深層過濾器的截留孔徑，容易造成濾器的迅速堵塞，載量降低。
Clarisolve^® 深層過濾器是首款針對絮凝處理后料液的粒徑分布而特別設計的，具有梯度密度結(jié)構(gòu)的澄清濾器。
Clarisolve^® 深層過濾器示意圖
優(yōu)點：
孔徑分布范圍大，適用于顆粒粒徑范圍廣的雜質(zhì)去除
梯度過濾，載量高
單級過濾即可有效降低濁度，減少深層過濾使用面積
對于HCP/DNA有較高的去除能力

傳統(tǒng)澄清過濾VS絮凝技術
相較于傳統(tǒng)深層過濾而言，采用絮凝技術進而進行深層過濾，可達到更高的過濾載量，從而降低深層過濾膜包的使用面積和使用前沖水量。同時，絮凝所需時間在30-60min，相比于兩級深層過濾，大大降低了澄清過濾的時間成本。
以2000L生產(chǎn)工藝為例，對兩種技術進行對比：
* 細胞密度>20*10^6 cells/mL

絮凝劑的殘留
絮凝劑通常是一類帶正電荷高分子聚合物，在抗體純化的工藝中，每一個步驟都會對絮凝劑有一定去除作用，大部分的絮凝劑會在陽離子層析后被大量去除，在最終制劑前的蛋白料液中，絮凝劑殘留量滿足毒理要求，經(jīng)過細胞血紅蛋白釋放檢測，殘留的絮凝劑劑量不具有細胞毒性。
 
絮凝劑pDADMAC通過層析工藝后的殘留：
絮凝劑mPAA通過層析工藝后的殘留：
絮凝劑毒性反應對比：
隨著上游培養(yǎng)技術的迅速發(fā)展，高密度細胞培養(yǎng)將成為趨勢，在這種情況下，采用傳統(tǒng)深層過濾會迅速堵塞，造成澄清工藝的載量大幅度降低。而采用絮凝技術，則能夠有效地解決澄清濾器低載量的挑戰(zhàn)，與此同時，對HCP和DNA有更好的去除能力。


 
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