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层析介质的寿命与层析介质的清洗验证
前言
在近 20-30 年生物技术在中国得到了迅猛的发展。随着生物 制药技术的
发展,生物药物的质量越来越得到重视。生物药 物从研究到上市,其过程包
括,实验室成果转化到临床试验,最终由患者广泛应用。药物研发成功的关键
是药物的有效性, 同时药物的安全性更为重要。我们需要在严格确保高质量
的 同时,不影响其有效性及工艺的稳定性。这就是法规部门的 要求。
清洗验证是工艺验证中的一项重要部分,验证是 cGMP 所要 求的“证明
任何程序、生产过程、设备、物料、活动或系统 确实能导致预期结果的有
文件证明的一系列活动”。
在生物药物的生产过程中,层析技术是其中最关键的步骤。 生物药物通
过培养,收集,经过层析介质的纯化,最终得到 符合要求的生物药物产品。
在生物制药的分离纯化过程中,培养的物料通过层析介质分离纯化,得到符
合要求的目标产 品。同时,物料中的杂质也污染了层析介质。这些污染物包
括:宿主的蛋白、核酸、脂类,培养过程中的代谢产物、内 毒素、杂菌以及
可能的层析系统的泄漏,试剂中的杂质。这 些污染物在下一次的分离纯化中
将污染目标产品。所以必须 去除或将其降低到安全水平。这就是我们所提到
的层析介质 的清洗(CIP) 过程。通过您的试验证明清洗有效且污染物的残 留
已经降低到安全水平的工作就是清洗验证。层析介质是一 种消耗品,层析介
质的经过一段时间使用,清洗后,污染物 的残留量超过了安全水平,那么层
析介质的寿命就到期了,只有更换新的层析介质才能保证生物药品的质量。
1、层析介质寿命的影响因素:
● 物料的类型以及该层析介质所在工艺中纯化步骤
● 层析介质的类型
● 层析柱的维护
● 整个层析系统的组成
● 层析柱的装柱质量
● 试剂等的质量
1.1 物料的类型: 物料是指生物生产过程中含有目标产品的料液。物料的类型 是影响
层析介质寿命的关键因素。不同的物料中含有的杂质 不同。如:大肠杆菌的培养液中,培
养液的上清液中约为10 种蛋白,在外膜与内膜间的胞质中约含 100 种蛋白质,而细 胞膜
内的细胞质中含有 2000 种蛋白质,在细胞质中还含有核 酸、脂类等非蛋白的杂质。所以如
果您的物料是大肠杆菌的 细胞破碎液,那么杂质就相当的多了。由于蛋白的种类不同,所以
在分离您的目标蛋白的时候,这些杂质可能发生沉淀、 变性、聚集等变化,污染堵塞层析
介质。
又如:在抗体生产中使用Protein A 介质纯化。物料是CHO 细胞表达
的上清液。在培养过程中如果培养的条件控制较好,上清液的杂质相对较少,
此Protein A 的介质寿命就会较长。但 是如果 CHO 细胞培养条件控制不好,
细胞裂解,细胞中的蛋 白/核酸等杂质就会影响纯化的条件,介质的寿命就
会受到 影响。如果想要延长介质的使用寿命,就必须使用较强烈的 清洗条
件清洗层析介质。例如: NaOH 或优化清洗剂的条件 等。
Streamline 介质的设计用于捕获步骤,所以此介质易受杂质的 污染,
在清洗时需优化清洗试剂及步骤。
物料: 杂交瘤细胞上清
层析介质:STREAMLINErProtein A
在位清洗步骤:
A: 1.0mM NaOH ,2M Nacl 溶于 20% 的乙醇中,处理 2 小时,
2500px/h 流速
B: 5% 月桂酰肌氨酸钠,20mM EDTA ,0.1M NaCl,20mM NaH2PO4,
pH 7.5
处理 1.5 小时
C: 50mM HAC,20% 乙醇
1.2 层析介质所在的纯化工艺中的步骤: 在纯化的工艺开发过程中,我
们建议采用三步法纯化工艺。 捕获→中度纯化→精纯→半成品。在三步纯化
工艺中,不同 的纯化步骤,其纯化工作的目的不同。捕获步骤主要的目的是:
从大量的杂质中捕获目标样品,缩小样品的体积,以便 于后续的纯化工作。
所以此步骤的工作面临的是物料中有大 量杂质。所以此步骤层析介质的清洗
需要比较强烈的试剂, 因此捕获步骤的层析介质的寿命相对较短。
在表 1 中血浆白蛋白纯化过程中使用的离子交换介质在不同 的分离步
骤中,DEAESepharose Fast Flow 阴离子交换介质, 在此工艺
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