Dalinio srauto filtravimo įrenginys: membraniniai ir giluminiai filtrai biofarmacijos procesuose
Naujos kartos interaktyvus GIDAS, skirtas efektyviam gamybinių procesų modeliavimui ir susijusių rizikų valdymui. Normaliojo filtravimo filtrai pagal medžiagų sulaikymo-atskyrimo mechanizmą skirstomi į membraninius ir giluminius. Naudojant membraninius filtrus pagrindinis mechanizmas yra atskyrimas pagal dydį, todėl parinkus tinkamą filtrą medžiagas galima atskirti 99,99999% efektyvumu y.y. parinkus 0,2 µm filtrą tirpalą galima steriliai nufiltruoti. Filtravimas yra privalomas ir vienas svarbiausių žingsnių biofarmacijos bei biotechnologijos gamybiniuose procesuose. Filtrai sėkmingai naudojami ruošiant gamybai žaliavas, saugantis nuo bakterinių užkratų tarp gamybos stadijų, eliminuojant iš proceso susidariusias nuosėdas ar kitos prigimties kietąsias daleles ir steriliai filtruojant galutinę/komercinę produkto formuluotę.
Filtruojant skysčius ir dujas labai svarbu tinkamai pasirinkti membraną. Membrana pasirenkama priklausomai nuo filtruojamo produkto cheminių ir fizikinių parametrų. Filtruojant dujas ir organinius tirpiklius dažniausiai naudojami hidrofobiniai filtrai, kurie taip pat atlieka ir ventiliacinės angos funkciją. Šiais filtrais rezervuare palaikomas slėgis, panašus į aplinkos slėgį, bei tuo pačiu užtikrinamas produkto sterilumas. Naudojant išorines dujas - rezervuaro ventiliacijos filtras pašalina dujose esančius mikroorganizmus.
Vystantis biofarmacijos ir biotechnologijos pramonės procesams, spartėjant produkto išleidimo į rinką terminams bene svarbiausiu kriterijumi tampa tiekėjo siūlomų membraninių filtrų asortimentas, reikalinga papildoma įranga ir komponentai. Atstovaudami kompaniją Merck, sukaupusią 50 metų darbo patirtį sterilaus filtravimo srityje siūlome išskirtinės kokybės produktus Aervent®, Durapore®, Merck Express®. Visi membraniniai filtrai parduodami sterilios vienkartinio naudojimo kapsulės Opticap XL formatu arba galima pirkti daugkartinio naudojimo autoklavuojamo filtrus (Mobius FlexReady sistema buferių ir terpių ruošimui vienkartiniu režimu). Ši sistema buvo suprojektuota siekiant optimizuoti ir padaryti lankstų buferinių tirpalų bei terpių gamybos procesą. Įdiegta inovatyvi procesų paruošimo programinė sistema. Mobius FlexReady sistema gali būti naudojama tiek klinikinėje gamyboje, tiek nedidelės apimties komercinėje gamyboje naudojamų buferių ir terpių ruošimui.
Pagrindinis giluminių filtrų panaudojimo tikslas yra greitai, pakankamai efektyviai ir nebrangiai atskirti didesnės molekulinės masės arba didesnio dydžio priemaišas. Vieni sparčiausiai populiarėjančių giluminio filtrų yra Merck gamintojo Millistak+® Pod. Filtrai tinkami tirpalų filtravimui įvairaus lygio laboratorijose, gamybos procesuose, įskaitant ląstelių kultūrų skaidrinimui, mielių ir E.colilizatus, terpes, vakcinas, kraujo plazmos baltymus ir serumą. Millistak+® Pod privalumai: didelė produkto išeiga; siūlomi net 23 rūšių filtruojantys užpildai, viename filtro elemente komplektuojami vienu ar keliais sluoksniais; Millistak+® HC dviejų tipų filtruojantys užpildai palengvina tirpalo skaidrinimo procesą; Dėl lankstaus modulinio formato galima filtruoti nuo 5 iki 12000 litrų ir daugiau; naudojami patentuoti vienkartiniai filtrai, nereikalingas valymo validavimas.
Tangentinio filtravimo principas: tangentinio filtravimo metodas - mikrofiltravimo ir ultrafiltravimo pasiskirstymas pagal porų dydžius. Mikrofiltravimas gamybos procesuose pakeičia centrifugavimą ir sėkmingai naudojamas šalinant iš tirpalų ląstelių sienelių nuolaužas, baltymų agregatus ir kitus didesnius komponentus. Tuo tarpu ultrafiltravimo pritaikymas yra gerokai platesnis - ultrafiltruojant galima nudruskinti baltymo tirpalą, atskirti baltymus pagal molekulinę masę (jei dydis skiriasi bent trys kartus), paruošti galutinę baltymo formuluotę, sukoncentruoti baltymą ir pan. Visoms tangentinio filtravimo aplikacijoms tiekiame Merck gaminamas ir bene labiausiai pasaulyje paplitusias Pellicon® kasetes. Kasečių konfigūracija turi kelis pagrindinius privalumus lyginant su konkuruojančiomis - plaušais (Hollow fibre) ar spiralinėmis (spiral wound).
Viduje sumontuoti tinkliukai leidžia pasiekti tangentinius srautus ties membranos paviršiumi esant labai mažiems siurblio greičiams. Vadinasi nereikalauja didelių investicijų į pačia TFF įranga - siurbliai, vamzdyno skersmuo ir pan. Pellicon® kasetės yra tiesiškai maštabuojamos - panaudojus filtrų laikiklius galima sudėti linijiškai didesnį filtrų plotą ir sėkmimgai vykdyti didesnę gamybą. Senosios kartos Pellicon® 2 tangentinio filtravimo kasetės naudojamos koncentravimui, diafiltravimui, gryninimui ir ląstelių surinkimui (ląstelių tirpalų skaidrinimui) - gali būti celioliozinės (Ultracel), PES (Biomax) ar PVDF (Durapore).
TFF memodui įgaunant vis svarbesnį vaidmenį Biofarmacijos procese Pellicon® 2 keičiamas naujos kartos kasetėmis Pellicon® 3. Naujųjų kasečių privalumas yra kasetės struktūroje įmontuota silikoninė tarpinė gerokai pagreitinanti kasetės instaliacivimo į laikiklį darbus. Kasetės gaminamos pilnai robotizuotu metodu - išvengiant kokybei įtakos turinčių žmogiškųjų faktorių. Visos kasetės gali būti perkamos mažu formatu - 50 cm2 Pellicon XL arba 88 cm2 Pellicon 3. Naudojamos procesų tyrimams, optimizavimo darbams ar palyginimui.
Pagrindinis TFF komponentas yra membrana, tačiau nemažiau svarbi yra darbui naudojama sistema. Cogent® μScale yra pusiau automatinė stalinė tangentinio filtravimo sistema. Ji puikiai tinka kasdieniam mažų tūrių ultrafiltravimui/koncentravimui ir diafiltravimui (UF/DF) biofarmacijos moksliniuose tyrimuose. Cogent® μScale tangentinio filtravimo sistema gali dirbti esant mažam darbiniam tūriui (16 ml), slėgiui neviršijant 80 psi (5.5 bar) ir esant mažam pulsavimui (≤3 psi).
Cogent® M1 TMP Control yra stalinė tangentinio filtravimo sistema, kuri gaminama su 10 litrų tūrio talpa bei svarstyklėmis proceso automatizavimui. Ši sistema gali veikti koncentravimo arba diafiltravimo režimu, naudodama papildomą peristaltinį siurblį sistema galima apdoroti iki 100 ar daugiau litrų produkto, priklausomai nuo produkto bei membranos savybių. Cogent® Process Scale tangentinio filtravimo sistema yra pilnai automatizuota ir naudojama atskirti ir išgryninti monokloninius antikūnus, vakcinas, plazmą ir terapinius baltymus. Ji puikiai tinka mažos ir bandomosios gamybos bei pramoninės gamybos apimtims.
Direct flow 400 ST - tiesioginio srauto filtravimo sistema RO400 teikia tyriausią vandenį visoms reikmėms. Naudojant šią sistemą sutaupo pinigų, nes nereikia pirkti vandens buteliuose. RO400 ST filtravimo sistema - naujos kartos vandens valymo sprendimas, teikiantis tyriausią vandenį. Sistema montuojama po kriaukle, naudotojo įranga - elektra ir vandens slėgio pakėlimo siurbliukas. RO membrana išvalo vandenį iki 0,0001 µm, pašalina bakterijas, virusus ir kitus teršalus. Galinis filtras pagerina skonį.“
RO400 ST naudoja atvirkštinį osmosą ir penkių pakopų filtravimą. Trys „paruošiamieji“ filtrai apsaugo RO membraną. Būtent RO membrana išvalo vandenį 96-99% visų teršalų. El. Bionet tangentinio srauto filtravimo (TFF) sistemos siūlo pažangius sprendimus baltymų koncentravimui, diafiltravimui ir ląstelių surinkimui. Šios sistemos užtikrina tikslią filtravimo parametrų kontrolę ir didelę išeigą bei grynumą.
Interaktyvioms gamybos tyrimams yra M15 l talpos indai: 5 litrų talpos indas; nuotolinio programinės įrangos valdymas; kompaktiškas dizainas; M1 PLUS 10 l indas su didesne talpa ir integruota programine įranga. MS sistemos užtikrina lengvą techninę priežiūrą ir patogų naudojimą laboratorijose. Didesnis filtravimo plotas ir galimybė dirbti su įvairiais membranų tipais leidžia pritaikyti sistemą skirtingoms reikmėms. Tiesioginis prijungimas prie bandomojo fermentoriaus užtikrina efektyvų veikimą. Patogus dizainas ir optimalaus produkto vientisumo užtikrinimas - MS sistemose įdiegta siurblių technologija, pritaikyta prie gaminio pobūdžio.
Naujos kartos interaktyvus GIDAS integruoja skirtingus filtravimo sprendimus: membraniniai filtrai skirti dideliems ir smulkiems dalelių dydžiams atskirti, giluminiai filtrai - didesnės molekulinės masės priemaišoms atskirti. Pasirenkant filtrą svarbu įvertinti cheminius ir fizinius parametus, siekiant aukštos išeigos ir steriliumo.
Kaip įrankiai gali būti taikomi klinikinėje ir nedidelės apimties komercinėje gamyboje, Cogent sistemas galima pritaikyti įvairiose kryptyse: nuo kasdieniško ultrafiltravimo iki monokloninių antikūnų atskyrimo su pilna automatizacija. Pagrindiniai pritaikymo scenarijai apima ląstelių kultūrų skaidrinimą, vakcinų plėtotę, plazmos baltymų išskyrimą ir terapinių baltymų apdorojimą.
RO400 ST ir TFF sprendimai apjungia švaros užtikrinimą, patikimą veikimą ir lankstumą gamybos procesuose. Su jais intensyvi procesų plėtra yra įmanoma, o Membraniniai ir giluminiai filtrai sudaro pagrindą moderniai biologinei gamybai.
tags: #dalinio #srauto #filtravimo #irenginys
