Polisher ST膜层析系列

PolisherST膜层析系列

  Polisher ST作为新一代的一次性技术产品,以“成本效益”为设计理念,能提高治疗性重组蛋白工艺中的生物产量。3M™ Polisher ST适用于替代分批补料或者连续流生产工艺中的下游阴离子交换AEX精纯层析柱,且能适合大多数工艺操作条件。 3M Polisher ST能提供多种规格产品,可适用于单克隆抗体(mAb)工艺的前期筛选和工艺开发,也适用于生产规模的精制工艺。

  Polisher ST外形紧凑,占地面积小,载量更高,能在下游精制单元操作中提供更高的纯度和产量,使下游连续操作变得更加灵活。

  Polisher ST提供了一种策略,能克服规模限制,以更具成本效益的生产方式支持日益增长的生物制品需求。

 

 

 

  Polisher ST创新设计

 

  Polisher ST介质包括三部分:Q-功能团无纺材料、胍功能团膜层,支撑膜层。Q-功能团部分由4层聚丙烯无纺材料组成,表面共价结合了季胺功能团聚合物。

  胍功能团部分由3层聚酰胺微孔膜组成,公称精度为0.8μm,共价结合胍功能团。该AEX介质底部由一层公称精度为0.8μm的单层聚酰胺膜支撑。

 

 

 

  Polisher ST的胍功能团膜层具有耐盐(ST)的特点, 能够在一定盐浓度条件下降低HCP和病毒水平;而传统Q 功能团介质仅仅依靠静电相互作用,而静电相互作用随着离子强度增加则会被屏蔽。

  胍功能团膜层适用于高产能的层析纯化工艺,与上游工艺相匹配,无需过多增加裕量。

  Polisher ST一次性膜层析纯化解决方案适用于流穿模式的单克隆抗体(mAb)及其它重组蛋白的下游纯化工艺。在大多数精细纯化工艺条件下,可以提高单抗的开发和生产工艺水平。

 

  生物制药纯化工艺的改进措施

 

  该工艺流程阐述了利用3M的各种产品,增强生产工艺,去除不必要工艺步骤。

 

 

  Polisher ST性能

 

  Polisher ST拥有更高的载量、更高的滤出液纯度、更低的总成本,用于替换Q功能团层析柱。无纺材料和膜层骨架增加了Polisher ST的机械强度和耐用性,而嫁接的水凝胶功能团则创建了一个巨大的三维表面积,其中包含高密度的功能基团,其孔结构互联交织,使通道对流,从而实现纯化过程中的高流速。

  Polisher ST高密度的结合位点,联合大孔结构,使其不仅对HCP吸附载量高,对诸如病毒和DNA大分子也有较高的吸附能力。高密度的结合位点,短暂的保留时间,提高了mAb的回收率(>95%)。

  Polisher ST先进的阴离子交换膜层析配基密度高,能有效去除杂质、降低病毒水平,mAb上样载量比层析填料高50到100倍,所需介质体积更小。而且,其杂质去除能力(HCP≤1000ppm,≤100ppb DNA及除病毒能力)独立于上样载量,上样载量可高达10kg/m²,这使得该单元操作更加简便。

  Polisher ST对抗体具有高动态结合载量(10kg/m²),而且保留时间短(大约0.2min,而传统Q填料1分钟),为实现高效的一次性纯化平台开辟了新道路。如下文数据所示,在不同缓冲体系和pH条件下,病毒去除表现很稳健,这为操作条件提供了宽泛的设计空间。即使在柠檬酸缓冲体系中、上样电导率较高条件下(20mS/cm),其性能表现也同样优异,使得工艺中无需进行稀释或者缓冲液置换,以更低的成本简化工艺。阴离子交换层析可去除HCP和DNA,另外,作为病毒清除技术平台正交方法之一,也能有效的去除病毒。Polisher STAEX能在pH5.5~7.5和电导率5~20mS/cm操作条件下实现4~7 LRV的病毒去除能力。

 

 

 

  Polisher ST测试数据

 

  ◆ 动态结合载量

  Polisher ST实验室规模和放大规 模产品,mAb上样载量覆盖1g至1kg。 可以处理2.25kg和16kg mAb的产品也 即将面世。以牛血清白蛋白(BSA) 模拟HCP,测试BSA的动态结合载量 (DBC),评估不同面积的产品,结 果显示其单位面积的BSA动态结合载 量相当恒定,其平均值为 22.6g/cm² ,标准偏差1.4g/cm² 。

 

 

 

  ◆ HCP去除

  病毒灭活中和液(VIN)~500ppm HCP 磷酸盐缓冲体系HCP去除率>60%, 柠檬酸盐缓冲体系HCP去除率>22%

 

 

 

  ◆ 宽泛的pH和电导率,稳定的DBC

  25mM Tris,pH 8,50mM NaCl条件 下,仅胍功能团膜层(FM)的BSA动态结合载量为7.8-12mg BSA/cm²。高 盐(20mS/cm)条件下胍功能团膜层的载量降低2-3mg/cm²。低电导率 (< ~10mS/cm)条件下,Q功能团无纺材料(FNW)能进一步提高动态结合载量。

 

 

 

  25mM Tris,pH 8,50mM NaCl,流 速1mL/min/cm²条件下,胍功能团膜层的差压(△P)小于10 psid。由于Q功能团无纺材料的作用,低盐(<6 mS/cm)会使压差略微增加。最大允许压差(所有规格产品)为35 psid。

 

 

 

  ◆ 对比Q柱

  Polisher ST对抗体具有高动态结合载量(10kg/m²),而且保留时间短(大约0.2min,而传统Q填料1分钟),为实现高效的一次性纯化平台开辟了新道路。传统Q柱捕获病毒以及纯化的载量有限,体积庞大,投资成本高,且生产重组蛋白 的速度较为缓慢。

 

 

 

  ◆ mAb回收率

  Polisher ST无需对pH和电导做大幅调整,HCP和DNA去 除效果表现稳定,mAb回收率更高。

 

 

 

  ◆ DNA去除

  右侧表格记录了在不同缓冲体 系(醋酸盐、柠檬酸盐、磷酸 盐、三氨基甲烷盐酸)和不同 电导率条件下,针对不同DNA 初始浓度(~10-1000ppb), DNA均可降低至检出限(0.05ppb)以下。

 

 

 

  传统、现代和下一代mAb工艺中, HCP、DNA去除率及mAb回收率

 

 

 

  ◆ 不同浊度物料下的性能表现

  Polisher ST处理不同浊度的物料,用以模拟不同的下游工艺。

 

 

  不同浊度物料条件下,HCP去除率均大于50%,DNA去除率均大于4LRV,mAb回收率均大于97%。上样量达到10kg/m2时,3M Polisher ST的ΔP无显著变化。

 

 

 

  ◆ 不同缓冲体系中的病毒去除率

  病毒XMuLV、Reo-3、PrV和MVM

  Polisher ST在单价(醋酸盐/Tris)和多价(柠檬酸盐/磷酸盐)缓冲体系中,pH 5-7.5, 电导率3-20 mS/cm条件下,对XMuLV、Reo-3和PrV的去除率(检出限)均 >6 LRV。

  Polisher ST在单价(醋酸盐/Tris)和多价(柠檬酸/磷酸盐)缓冲体系中,pH 5.5-7.5, 电导率 5-20 mS/cm条件下,对MVM的去除率 >4 LRV。

  对MVM和XMuLV的病毒去除研究,采用了代表传统、现代和下一代工艺的mAb物料。MVM的研究 (Tris,pH 7.5,5mS/cm)在Charles River完成。所有其他研究均在Texcell完成。

 

 

 

 

  作为新一代生物工艺解决方案,3M™ Polisher ST旨在支持生物制药公司采用全新生产工艺,实现持续增长及不断创新。预计在 未来5年内,约35%的生物制品将强化工艺。设备体积将更小, 产能会更大。

  该革新的关键在于使用诸如连续生物工艺技术,其中包括一次性技术,这将缩小设备规模和缩短生产周期。同时,变革所需的潜 在成本,也给生物工艺行业的企业创新带来了挑战。

  Polisher ST作为新一代的一次性技术产品,以“成本效益” 为设计理念,能提高治疗性重组蛋白工艺中的生物产量。 Polisher ST适用于替代分批补料或者连续流生产工艺中的下游阴 离子交换AEX精纯层析柱,且能适合大多数工艺操作条件。

  Polisher ST外形紧凑,占地面积小,载量更 高,能在下游精制单元操作中提供更高的纯度和产量,使下游连续操作变得更加灵活。

  Polisher ST提供了一种策略,能克服规模限 制,以更具成本效益的生产方式支持日益增长的生物制品需求。

 

 

 

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