FlexStand 中试规模：UFP-50-E-6A, 0.28m2
mg唾液酸/g粗糖 (>400)
Flux通量(LMH)
处理量 (L/m2)
mg核酸/g粗糖 (2030)
EU内毒素/g粗糖 (<300)
CWF recovery
括号内为 IPC内控指标 W群流脑多糖疫苗
HF 50k 437 33 89 < 10
Time
PFC vs Unrestrict Permeate Flow
洗滤过程的优化
优化洗滤方法
直接稀释法 间断稀释法 连续流稀释法
洗滤方法的选择
Buffer Concentration (%)
100.0 90.0 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0
通用病毒疫苗生产工艺（狂犬、流感等）
传代Vero或BHK21细胞培养/原代地鼠肾细胞 1-2µm死端过滤（澄清）
750kD浓缩（浓缩50-100倍/洗滤）
4FF/6FF凝胶过滤（精纯）
Q Sepharose FF离子交换（穿透式，可选）
750kD膜超滤浓缩 Formulation
纯化的病毒疫苗
流脑多糖疫苗浓缩
0
dilution
Discoontinous
Continuous
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Diafiltration Volume (DV)
中空纤维膜的清洗
化学试剂: 以NaOH试剂为主（0.1-1M NaOH） 适当添加部分清洗剂
清洗时间: 30min--2hr 清洗温度: 25oC--50oC, 更高的温度可以更容易去
Sharp
Rejection %
Diffusive
Ideal
0 1
10
100
NMWC (KD)
膜孔径选择基本原则
• 样品透过:膜孔径至少为目标分子量的5-10倍以上 - (CHO细胞培养液澄清过滤, e.g. 0.2-0.45 μm HF 抗体)
• 样品截留:膜孔径大小应该为目标分子量的1/3-1/5 - (蛋白浓缩/缓冲液置换, e.g. 50-100kD MW抗体的浓缩)
0.2µm NFF除菌过滤 注射用抗体
中空纤维一步澄清
0.2/0.45µm
• 开放式结构可直接处理细胞培养 液，无需预处理
Membrane Feed
• 低剪切力防止聚集 • 高载量可重复使用，成本低
Crude culture
• 可在位清洗防止污染
• 线性放大
Retentate Permeate
PP PFC
• 较高的膜载量
Flow Pressure
Time
Cross Flow Permeate Flow
中空纤维的组成
中空纤维切向流过滤装置示意图
内容
膜分离技术的基本概念 切向流过滤技术的优化 中空纤维的应用举例 中空纤维膜分离产tion Curves 100
中空纤维的应用
菌体收集、菌体裂解液澄清
高固含量料液的固液分离
胞内可溶蛋白的纯化
发酵 菌体收集/清洗 细胞破碎/裂解
裂解液澄清 层析纯化 ……
纯化的蛋白
培养基去除/浓缩 细胞碎片去除
菌体收集 : 酵母, E.Coli, Insect cell等
750kD /0.1µm中空纤维
特点：
开放式孔道可处理较脏的料液 不需要离心/预过滤 设备投资少，步骤简单快速 完全代替离心机 寿命长，成本低 易于线性放大
300K HF polishing
concentration
PlasmidSelect Xtra supercoiled plasmid
DNA capture
Sepharose 6FF RNA-removal
中空纤维的应用
细胞灌注培养
中空纤维膜进行连续灌注培养
Retentate return or recycle stream carries retentate, concentrate or rejects.
戊二醛解毒 HF UFP 去除戊二醛
B. 包涵体收集(重组蛋白) HF 柱上复性
HF 缓冲液置换
1psi
PP
PP 2psi
PP
6psi
中空纤维的应用
细胞培养液澄清 (MAbs)
抗体整体下游分离过程
高密度细胞培养液 中空纤维微滤一步澄清
MabSelect Sure捕获 病毒灭活与去除
Capto Adhere精细纯化 50kD膜包浓缩/洗滤（换缓冲液）
根据过滤原理分类
死端过滤
• 过程控制简单 • 用于溶液预处理，除菌 • 用于低浓度样品的处理 • 膜载量较低
Flow Pressure
Time
Feed Flow Filtrate Flow
根据过滤原理分类
切向流过滤
• 过程控制复杂（过膜压力， 切向流流速）
• 用于培养液收集，样品浓 缩以及交换缓冲液
流体
滤膜
流体
有机合成膜
Polysulfone (PS) 聚砜
O
CH3
O
S
O
C
O
CH3
n
Polyethersulfone (PES) 聚醚砜
Polyvinylidene Fluoride (PVDF) 聚偏氟乙烯
O
O
S
O n
HF CC HF
n
纤维素材质
Cellulose 纤维素
H
H
H
O H
Cellulose Triacetate 醋酸纤维素
除污染物中的一些脂蛋白 循环流速度: 等同或者超过操作的循环流速的50%
膜清洗结果例证
Challenge protein solution used for this study: 0.5% or 1% BSA
Cleaning Methods
0.5M NaOH for 30min at room temperature
Fresh media or air
Backpressure valve
Outlet or retentate pressure
Bioreactor
The permeate or the retentate may be the product.
Ultrafiltration or microfiltration
2psi
PP
Clarified
PP
culture
6 psi
膜孔径选择结果
Cross Flow Permeate Flow
洗滤体积的选择
Recovery %
120
105
90
75 65 64 60
45
30
25
15
15
6 11 3.5 5
2.5 2
1.5
0
105 92
DV5 pool
DV4
DV3
DV2
透过端控制 (PFC, permeate flow control )
Crude culture
1 psi PP PFC
Allows for PFC and a steadier flux
Permeate Flux
2psi
PP
PP
6 psi
Clarified culture
Unrestricted Permeate Flow Permeate Flow Control (PFC)
中空纤维技术以及应用简介
Yang Chao (杨超), GE Product Specialist 1391-184-5817 2012.08.09
内容
膜分离技术的基本概念 切向流过滤技术的优化 中空纤维技术的应用举例 中空纤维膜分离产品 总结
膜分离技术的定义及原理
滤膜：多孔的高分子聚合物制成的一层或多层的薄膜状物质; 膜分离：利用滤膜将目标物分开的一种物理操作方法.
Storage Solutions
Water NaOH @ RT NaOH @ 4oC
Concentrations
0.1M 0.05-0.1M
Max. Storage Time
1-3 days 3 months
1 year
内容
膜分离技术的基本概念 切向流过滤技术的优化 中空纤维的应用举例 中空纤维膜分离产品 总结
DV1
permeate
DV1-4
+
Permeate
Exp 2 Exp 1
中空纤维的应用
浓缩、洗滤 (Vaccine)
经典应用案例： • 750kD HF 狂犬疫苗浓缩/洗滤 • 750kD HF 流感疫苗浓缩/洗滤 • 50kD 流脑多糖疫苗浓缩/洗滤 • 300kD HF 腺病毒的浓缩/洗滤 • 300kD HF 乙肝疫苗浓缩/洗滤 • 300kD HF DNA疫苗浓缩/洗滤
透过端
入口端 Feed
回流端 Retentate
超滤过程的优化
超滤应用：
•浓缩/换液 •除去小分子 •部分用于收集细胞以及菌体
Optimal TMP 最佳透膜压力
Filtrate Flux (LMH)
Membrane Control Region
Water
Gel Layer Control Region Sample Solution
高压灭菌&在线蒸汽灭菌可选
OH
H
n
Regenerated Cellulose (RC) 再生纤维素
CH2OCOCH3
OCOCH3
OCOCH3 n
CH2OH