基因治疗作为现代医学领域的前沿方向,正以迅猛之势重塑医疗格局。在全球范围内,基因治疗产业规模一路高歌猛进。随着国内外细胞与基因治疗临床试验的大量开展、产品陆续获批上市。届时,基因治疗药物的商业化生产也将迎来进一步扩张。
超滤工艺在基因治疗药物临床商业化生产中承担着浓缩、除盐、缓冲液置换等重要功能,是病毒载体、质粒DNA、mRNA等基因治疗产品纯化过程中的核心环节。然而,由于基因治疗药物的特殊性,如产物结构复杂、对环境敏感、规模化生产难度大等,超滤工艺面临着诸多技术挑战。解决这些挑战对于提高基因治疗药物的可及性、降低生产成本、加速产品上市至关重要。
Cytiva作为行业的先行者,一直致力于为客户提供前沿的解决方案。如今,全新的?KTA readyflux TFF 500正式发布,它将为小体积超滤带来怎样的变革呢?让我们一同深入了解?KTA readyflux TFF system 500的核心性能。
紧凑设计
更低的工作体积与高回收率
基因治疗药物如病毒载体、质粒DNA、mRNA等,多为大分子或复杂结构,在超滤过程中容易因膜吸附、剪切力破坏导致损失。研究表明,采用合适的膜材料和操作条件,病毒载体在超滤过程中的损失率仍可能达到5-15%,这对于高价值的基因治疗产品来说是不可忽视的问题。此外,mRNA等基因治疗产品对环境因素极为敏感,在超滤过程中容易发生降解或变性,进一步降低产物回收率。
对于0.1 to 1 L IVT规模mRNA超滤工艺或50 L以下的病毒载体生产工艺,传统超滤系统的最小工作体积通常较大,系统不可回收体积大导致产品损失增加,收率降低。?KTA readyflux TFF 500专为这些应用量身定制,在250 mL/min流速下,最小工作体积仅20 ml,Flow Kit不可回收体积小于3 mL。实现样品的高倍数浓缩和高产品回收率。最大限度地减少产品损失。为企业降低生产成本。
图1:?KTA readyflux TFF系统500流路套件在不同补料流速下的最小工作体积(再循环管路不包括过滤器)
一次性流路设计
降低交叉污染风险
2023年国家药监局审核查验中心(CFDI)发布的《药品共线生产质量风险管理指南》提到“对于体内(in vivo)基因治疗用产品(如病毒载体类产品、核酸类产品、细菌载体类产品)存在活体/可复制性分子(如质粒)或复合体(如病毒等)可能繁殖或者复制的特点,在共线生产时需要采取与风险等级相适应的控制措施来防止污染和交叉污染。”相对于传统的生产系统(如不锈钢系统),一次性使用技术是更好防止交叉污染的方式。
?KTA readyflux TFF 500采用完全单次使用的流路套件(Flow Kit),配备1 L循环罐和主动磁力搅拌功能,可在15分钟内完成快速更换,大幅减少洁净室停机时间。流路套件经过伽马辐照(25-40 kGy)处理,双袋包装,可使用Tri?Clamp接头或AseptiQuik S接头进行无菌连接。整个流路套件作为一个整体组装完好后交付,确保无菌性和安全性。
图2:?KTA readyflux TFF 500一次性Flow Kit
丰富配置
完美匹配工艺自动化需求
超滤工序关键工艺参数包括切向流速、跨膜压力、温度、pH、压力降、通量、产品浓度等。在超滤工序生产记录中应该记录这些参数并进行合理控制,以保证超滤工艺的稳定。
?KTA readyflux TFF 500一次性Flow Kit包括一个带主动磁性混合功能的1 L再循环罐、一个一次性使用的四元隔膜泵泵头和流路套件。集成传感器可实时监测循环罐的体积/重量、压力、电导率、温度、透过流速、UV和pH值。实现工艺过程参数实时记录保证数据完整性。
输送管路有三个进口,可分别连接洗滤缓冲液、产品补料和平衡缓冲液,蠕动泵可将缓冲液或产品输送到再循环管路中,无需手动切换管路,通过阀门切换实现工艺过程全自动化运行。该泵也可用于自动进料分批操作。补液流路上空气传感器可以实现样品完全上样,防止空气进入系统。输送管路上的空气过滤器,用于在样品回收期间过滤空气实现空气吹扫。预留的二级空气过滤器可与外部空气完整性检测仪相连,无需拆装膜包即可实现在线过滤器完整性测试。
图3:在基本流路套件(A)中,电导率/温度传感器位于回流管路上,流量计位于透过管路上,而附加流路套件(B)则包含位于透过管路上的附加 UV、电导率/温度和pH传感器。
专业的UNICORN超滤工艺软件
同时满足研发和生产需求
UNICORN软件作为Cytiva层析、生物反应器和过滤系统控制软件。自30年前问世以来,始终紧跟技术革新步伐,并不断满足和实现用户所需功能,不仅适用于研究和工艺开发的小型台面式系统、还可用于全面的GMP生产工艺。?KTA readyflux TFF 500搭载的UNICORN软件在满足工艺自动化运行的基础上,进行了更多超滤衍生功能的开发。
图4:UNICORN软件的流程图可对CPP进行实时监测和全面控制
参数实时控制:
UNICORN软件的System Control模块用于工艺过程实时启动、监测、编辑和控制。?KTA readyflux 500可以对以下参数进行实时控制:
过滤工艺参数的自动反馈控制(如TMP、Δ压力、透过通量、循环罐液位恒定);
在不同的运行模式(超滤/微滤/直流过滤)下,过滤的终点监测(例如,浓缩倍数、换液倍数、透过体积、回流体积、电导率等条件);
基于组件及工艺要求定义的报警参数。
这些参数在手动或程序控制运行过程中可以进行灵活修改,并将修改值记录在运行日志中。通过丰富的参数控制,实现超滤工序从膜包准备、样品处理、膜包CIP、水冲洗、保存全流程的自动化运行降低人为操作误差。提高生产效率。
高效配方编辑:
UNICORN软件内置预定义方法模块,方便工艺步骤方法的编辑。操作人员无需具备深厚的编程知识,即可轻松完成操作,大大缩短了批次切换的时间,最大限度地降低了对专业技能的依赖,提高生产效率。在?KTA readyflux TFF 500系统上开发或生产的参数可直接匹配生产规模。实现放大参数的一致性。
图5:通过在UNICORN软件的Method Editor中拖放阶段,可以快速轻松地创建自动化方法
强大数据处理能力:
UNICORN 7.13或更新版本的软件,Evaluation模块提供了一个简化的用户界面,该界面针对最常用的超滤结果处理工作流程进行了优化,可以进行快速评估和结果比较,如下图6。几个主要快捷功能包括:
Process optimization:用于超滤工艺参数优化实验,基于全自动的超滤工艺优化模板方法,用户在实验中测试一系列TMP及切向流速设定点。实验过程无需研发人员值守。方法运行结束后,process optimization功能可以快速绘制通量与TMP的关系曲线,帮助用户确定工艺操作范围。
Diafiltration time optimization:通过浓缩实验可以确定完成洗滤所需时间最少的浓缩系数及浓度。
Normalized water permeability (NWP):在标准超滤工艺开发过程中,需要研究膜包使用寿命,因此在膜包使用前后均需要进行NWP平均标准水通量测试,这项测试是为了确保过滤器的清洗工艺仍然有效,并确定过滤器的使用寿命。UNICORN软件内置的NWP功能不仅可以帮助用户从结果文件中自动计算 NWP,还可以将多个循环的结果绘制在一个图上,帮助用户进行膜包寿命评估。
Any vs any:Any vs any用于图形化显示浓缩、缓冲液置换或澄清工艺过程中产生的任意两条曲线的数据。该分析提供了绘制过滤工艺过程中的任何工艺参数曲线的可能性。方便研究不同参数间的相互影响。比如TMP与flux,换液因子与flux,浓缩因子与flux等。
图6:UNICORN evaluation模块
全面技术文档
更高的法规符合性
在生物制药领域,完善的技术文档不仅是合规生产的基础,更是工艺开发、设备验证和审计追溯的核心支撑。Cytiva的?KTA readyflux TFF system 500凭借其系统化的文档体系,为用户提供了从安装到生产的全生命周期支持。
材料安全与可追溯性:流路套件(Flow Kit)的过流部件材料均通过USP <88> Class VI生物相容性测试,符合EMA 410/01标准,且不含动物源成分。提供完整的材料声明和可追溯性文件,包括生产批次号、辐照剂量(25-40 kGy)。
流路套件同时提供Validation Guide验证指南,包括流路套件生产过程的描述、验证测试和可提取信息,更好的为一次性生产服务。设备可选配由Cytiva专家执行的IQ/OQ(安装/运行确认)服务,加速GMP环境下的设备验收。
?KTA readyflux系列
从毫升到百升的全面覆盖
将工艺从一个开发阶段转移到另一个阶段,是药物研发过程中既复杂又耗时的环节。?KTA readyflux TFF 500的推出,简化了过滤工艺技术转移流程。?KTA readyflux系列产品实现了从毫升到百升不同规模的药物开发与生产的全面覆盖。
从?KTA readyflux TFF 500的小体积精准处理,到?KTA readyflux在中试及小规模生产中的灵活应用,再到?KTA readyflux XL在大规模生产中的高效运作,这一系列产品为生物制药的企业提供了全流程的支持,全面加速变革性药物的上市。
成为mRNA、病毒载体、单克隆抗体(mAb)和抗体药物偶联物(ADC)等疗法的理想选择。如果您有小体积超滤工艺开发和生产的需求,不妨考虑?KTA readyflux TFF 500,让它成为您的得力伙伴。
图7:可放大的readyflux一次性超滤解决方案
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了解?KTA readyflux TFF system 500
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