经典的技术，创新的设计--培养基除菌过滤应用

近十年，生物技术的快速发展意味着如今能够生产出治疗一系列疾病的药物和疫苗亦非难事。生物技术发展的进程势必也对生物制品生产加工工艺产生了一定的影响，比如不断提高生产效率，加强药品质量的可靠性，又或是如单克隆抗体(MAbs)或疫苗以及血液制品的稳定生产。在生物制品特别是重组药物工艺中，用于CHO细胞培养的细胞系特定培养基如今依然是代表着最先进的技术水平，同样显而易见的是细胞培养方面，产品表达量可高达5g/L，细胞密度达到10-20X106cell/mL。

这么多技术的快速发展同时也为整个生物制药过程中各个工艺技术带来了极大的挑战，如培养基市场的发展或者以及其灭菌方式的挑战。培养基的灭菌方法主要有两种，高压除菌及0.2um微孔滤膜过滤除菌。与过滤相比，高压灭菌的工作强度小，成本较低，但易造成营养成分的流失，因此在工业培养基过滤领域，采用除菌过滤的方式进行培养基灭菌已成为市场主流的趋势，在很多专业技术人士看来，随着几十年过滤技术的发展，培养基过滤已然是一件很简单的事情，但事实又是怎样呢?是否真的如大多数人想象的那么简单呢?其实并不然。现如今，“一款过滤器满足所有应用”的方法也仅仅在小部分工艺范围内有效。正是鉴于这个原因，膜式过滤器的新生代产品应运而生，应用于生物制药产品与细胞培养基的无菌过滤，或是预过滤及细菌降低方面，以可靠确保高效率的生产工艺。

在重组生物技术制造药品过程中，用于细胞培养的培养基中均包含了高热敏性的成分，如蛋白质、营养素、维生素、酶和多肽等多种成分。这些培养基均是无法通过高温灭菌，只可采用除菌过滤的形式进行除菌。随着上世纪90年代末聚醚砜(PES)膜式过滤器滤芯的引进，聚醚砜已然成为生物制药生产中除菌过滤膜材的优先选择，就在那时，我们研制并推出了全球知名的Sartopore^® 2除菌过滤器滤芯。

但是，基于培养基成分的差异以及特性，“一款过滤器满足所有培养基除菌过滤应用”的策略也已经满足不了广大用户的需求，为此，我们从PES膜材以及过滤器设计开发的经验出发，对培养基进行有效的分类，并对开发不来的不同设计的过滤器在培养基过滤上的截留性能做了系统的比对研究。从细胞培养基的成分分析角度出发，大致也可以分为以下三类(如下表)，组成成分的不同意味着化学及物理特性方面具有丰富的多样性，对过滤性能自然也产生了极大的影响。

正是由于此原因，我们致力于数十年过滤技术研究以及过滤器设计开发的经验基础上，进一步开发研制了Sartopore^® 2 XLG和Sartopore^® 2 XLI，这两款新型的除菌过滤器可应用于传统培养基以及新型无血清或化学限定培养基的更加经济可靠的除菌过滤。

Sartopore^® 2 XLG —复杂组分的培养基除菌过滤具有最长的使用寿命

在过滤测试中采用无血清(a)和含大豆(b)的细胞培养基，测试结果显示具有0.8µm+ 0.2µm的膜组合的Sartopore^® 2 XLG过滤器与PES除菌过滤器滤芯相比，明显具有更长的使用寿命(参见图1和图2)。

图1：不同的PES除菌过滤器使用寿命的比较，过滤细胞培养基EX-CELL^® 325 PF CHO，进口压力1 bar，无预过滤。

图2：不同的PES除菌过滤器使用寿命的比较，过滤某用户特定的无血清细胞培养基(含大豆)，进口压力1 bar，无预过滤。

通过传统的PES除菌过滤器与Sartopore^® 2 XLG使用寿命的比较，清楚地显示了专为复杂成分细胞培养基的过滤而开发的XLG过滤器，可显著确保更优异的过滤性能以及更长的使用寿命。Sartopore^® 2 XLG除菌过滤器无疑是现今复杂成分细胞培养基的可靠、经济、高效过滤的最佳选择。

Sartopore^® 2 XLI——化学限定的细胞培养基的高效除菌过滤

新一代的化学限定培养基在MAbs和疫苗生产中应用越来越广泛，同时亦变得日益重要，由于其不含蛋白并且完全不含动物来源的组分，不会存在病原性污染的风险。与复杂的含蛋白胨的细胞培养基相比，采用0.35µm+0.2µm的膜组合对化学限定的细胞培养基进行过滤可获得更长的使用寿命。在本研究中我们也发现， 0.35µm PES预过滤膜为0.2µm终端过滤膜提供了更为显著而有效的保护效果，成功开发除了0.35µm+0.2µm的PES膜组合的Sartopore^® 2 XLI系列，专用于化学限定的细胞培养基高效过滤。如图3显示所示，当采用市场上在售的化学限定细胞培养基进行过滤时，Sartopore^® 2 XLI与传统除菌过滤器相比，在使用寿命方面则更具优势。

图3：不同的PES除菌过滤器使用寿命的比较，过滤化学限定细胞培养基，进口压力1 bar，无预过滤。

通过传统的PES除菌过滤器与Sartopore^® 2 XLI使用寿命的比较，清楚地显示了专为化学限定细胞培养基的过滤而开发的XLI过滤器，可显著确保更优异的过滤性能以及更长的使用寿命，再次证实了Sartopore^® 2 XLI是过滤化学限定细胞培养基的最佳选择。

自从1923年德国研究人员Seitz开发了用于滤除药品中的细菌和热原的EK级滤板(石棉+纤维素)开始，到1925年Richard Zsigmondy发明膜过滤器获得诺贝尔奖，直至赛多利斯公司研制出第一张0.45µm绝对过滤精度的乙酸乙酯微孔过滤膜以来，膜过滤分离技术孕育而生并应用到药品工业化生产中去。近数十年来，除菌过滤膜技术一直在不断地演化和发展，到现如今，针对特殊过滤应用而开发的膜式除菌过滤器Sartopore^® 2 XLG/XLI，一切都是膜过滤技术发展的最好见证。

二十一世纪，生物工艺生产技术的不断革新以及新药和诊断试剂的持续开发都将意味着过滤应用正面临着一个全新的挑战。赛多利斯斯作为这一领域的技术佼佼者，也正积极面对并勇于迎接新一轮的挑战。立足于经典的膜过滤技术，采用创新的预过滤层设计，在过滤器开发过程中，充分考虑特定料液的特性，从中找寻出共性，针对其特定的理化性质开发出更符合市场需求的、性能卓越的过滤器系列产品，如Sartopore^® 2 XLG & XLI，它们不仅展示了膜过滤技术不断进步和发展，同时代表了生物制药生产工艺过程中过滤应用方面最高的效率和性能，同时具备了更优势的可靠性与经济性。

来源：实验与分析