Filtrēšanas iekārtas biofarmācijas rūpniecībai
Filtrācija ir obligāts un viens no svarīgākajiem soļiem biofarmācijas un biotehnoloģiju ražošanas procesos. Filtri tiek veiksmīgi lietoti, gatavojot ražošanai izejvielas, sargājoties no bakteriālām infekcijām starp ražošanas stadijām, noņemot procesā radušās nogulsnes vai cita rakstura cietās daļiņas un sterili filtrējot gala/komerciālā produkta preparātu. Filtrējot šķidrumus un gāzes, ir ļoti svarīgi pareizi izvēlēties membrānu. Membrāna jāizvēlas atkarībā no filtrējamā produkta ķīmiskajiem un fizikālajiem parametriem. Filtrējot gāzi un organiskos šķīdinātājus, visbiežāk tiek izmantoti hidrofobie filtri, kas veic arī ventilācijas atveres funkciju. Ar šiem filtriem rezervuārā tiek uzturēts spiediens, kas līdzīgs vides spiedienam, vienlaikus nodrošinot produkta sterilitāti. Lietojot ārējo gāzi – rezervuāra ventilācijas filtrs likvidē gāzē esošos mikroorganismus. Šķidriem ūdens šķīdumiem tiek izmantoti hidrofilie filtri.
Attīstoties biofarmācijas un biotehnoloģiju rūpniecības procesiem, paātrinoties produkta izlaišanas tirgū termiņiem, gandrīz par svarīgāko kritēriju kļūst piegādātāju piedāvāto membrānas filtru sortiments, nepieciešamas papildu iekārtas un komponenti. Pārstāvot uzņēmumu „Merck”, kas uzkrājusi 50 gadu darba pieredzi sterilās filtrēšanas jomā, piedāvājam izcilas kvalitātes produktus Aervent®, Durapore®, Merck Express®. Visi membrānu filtri tiek pārdoti sterilās vienreizlietojamās kapsulās Opticap XL formātā vai var nopirkt daudzkārt lietojamos autoklavējamos filtrus (angļu val. cartridge), izmantojot tos ar nerūsējošā tērauda turētājiem.Galvenais dziļumfiltru lietošanas mērķis ir ātri, pietiekami efektīvi un lēti atdalīt lielas molmasas vai liela izmēra piemaisījumus. Šāds priekšfiltrs palielina membrānu filtru efektivitāti, pagarina to kalpošanas laiku un samazina procesa izmaksas.
Vieni no dziļumfiltriem, kas strauji kļūst aizvien populārāki, ir „Merck” ražotie Millistak+® Pod filtri. Filtri ir piemēroti šķīdumu filtrēšanai dažādu līmeņu laboratorijās, ražošanas procesos, tostarp šūnu kultūru dzidrināšanai, raugiem un E.coli lizātiem, vidēm, vakcīnām, asins plazmas olbaltumvielām un serumam. Biotehnoloģiju un biofarmācijas procesos nereti tiek lietoti starp ražošanas stadijām – olbaltumvielu agregātu un citu redzamu makromolekulāru struktūru izņemšanai no šķīdumiem.
Millistak+® Pod priekšrocības: liels produkta patēriņš; tiek piedāvāti 23 veidu filtrējošie pildījumi, vienā filtra elementā tiek komplektēts viens vai vairāki slāņi; Millistak+® HC divu tipu filtrējošie pildījumi atvieglo šķīduma dzidrināšanas procesu; pateicoties moduļa elastīgajam formātam, var filtrēt no 5 līdz 12000 litriem un vairāk; tiek izmantoti patentēti vienreizlietojami filtri, kas neprasa tīrīšanas validāciju (angļu val. cleaning validation); vienreizlietojamā Pod sistēma atbilst drošības prasībām un aizsargā darbiniekus no saskares ar bioloģisko apdraudējumu; izturīgā konstrukcija ir vienkārši lietojama; aizņem maz vietas laboratorijā, tāpēc ir īpaši piemērota mazās telpās.
„Biotecha” komanda ir apmācīta un atestēta gan dziļumfitru, gan membrānu filtru izvēles studiju (eksperimentu) veikšanā – to laikā atkarībā no šķīdumu ķīmiskā sastāva un kompleksuma tiek izvēlēts filtru materiāls, porainība un procesam vajadzīgais optimālais filtra izmērs ar Pmax un Vmax metodēm.Tangenciālā filtrācija pēc būtības ir nepārtrauktas darbības šķīdumu filtrācijas metode, kas pēc filtra poru lieluma tiek iedalīta mikrofiltrācijā un ultrafiltrācijā. Mikrofiltrācija ražošanas procesos aizstāj centrifugēšanu un tiek veiksmīgi izmantota, izņemot no šķīdumiem šūnu sieniņu atlūzas, olbaltumvielu agregātus un citus lielākus komponentus. Savukārt ultrafiltrācijas izmantojums ir krietni plašāks – ultrafiltrējot var atsāļot olbaltumvielu šķīdumu, atdalīt olbaltumvielas pēc molmasas (ja izmērs atšķiras vismaz trīs reizes), sagatavot olbaltumvielas gala preparātu, koncentrēt olbaltumvielu u.tml. Visiem tangenciālās filtrācijas lietojumiem piedāvājam „Merck” ražotās pasaulē vienas no populārākajām Pellicon® kasetēm. Kasešu konfigurācijai ir vairākas galvenās priekšrocības, salīdzinot ar konkurējošajām – šķiedrām (Hollow fibre) vai spirālvītajām blīvplāksnēm (spiral wound). Tajā iemontētie tīkliņi ļauj panākt tangenciālās plūsmas pret membrānas virsmu pie ļoti maziem sūkņa ātrumiem. Tātad nav nepieciešamas lielas investīcijas pašās TFF iekārtās – sūkņi, caurules diametrs u.tml. Pellicon® kasetes ir lineāri mērogojamas – izmantojot filtru turētājus, var salikt lineāri lielāku filtra laukumu un veiksmīgi veikt lielāku ražošanu. Nav nepieciešama sarežģītu inženiertehnisku cauruļu izveide, pievienojot pieaugušo membrānu skaitu, kas tiek izmantots alternatīvu konfigurāciju membrānām.
Vecās paaudzes Pellicon® 2 tangenciālās filtrācijas kasetes tiek izmantotas koncentrēšanai, diafiltrēšanai, attīrīšanai un šūnu savākšanai (šūnu šķīdumu dzidrināšanai) – var būt celulozes (Ultracel), PES (Biomax ) vai PVDF (Durapore). Atkarībā no tā, cik sarežģīts ir šķīdums – kasete ir piemērota darbam ar zemas koncentrācijas olbaltumvielu šķīdumiem – A screen, koncentrētiem olbaltumvielu šķīdumiem – C screen, lielas viskozitātes šķīdumiem – V screen.
TFF metodei iegūstot aizvien nozīmīgāku lomu biofarmācijas procesā, Pellicon® 2 tiek aizstāts ar jaunās paaudzes kasetēm Pellicon® 3. Jauno kasešu priekšrocība ir kasetes struktūrā iemontētā silikona blīve, kas krietni paātrina kasetes ievietošanu turētājā. Kasetes tiek ražotas pilnībā robotizēti – izvairoties no cilvēciskā faktora, kas ietekmē kvalitāti. Pellicon® 3 saimi ir papildinājušas D screen tipa membrānas, kas paredzētas darbam ar ļoti koncentrētiem antivielu šķīdumiem, >250 mg/mL. Pateicoties pilnveidotajam ražošanas procesam, Pellicon® 3 ir krietni izturīgāka pret tradicionālo ķīmiju, kas tiek lietota to tīrīšanai.
Visas kasetes var pirkt mazā formālā – 50 cm2 Pellicon XL vai 88cm2 Pellicon 3. Lietojamas procesu izpētei, optimizācijas darbiem vai salīdzināšanai. „Biotecha” kolektīvs veic TFF pētījumus ar pielāgotām iekārtām procesa izpētei un optimizēšanai.
Galvenais TFF komponents ir membrāna, taču ne mazāk svarīga ir arī darbam lietotā sistēma. TFF sistēmu saime Cogent® ir pusautomātiskas/automātiskas filtrācijas sistēmas – izstrādātas, bet ne ierobežotas darbam ar Pellicon kasetēm.
Cogent® μScale ir pusautomātiska galda tangenciālās filtrācijas sistēma. Tā ir lieliski piemērota mazu tilpumu ikdienas ultrafiltrācijai/koncentrēšanai un diafiltrēšanai (UF/DF) biofarmācijas zinātniskajos pētījumos. Cogent® μScale tangenciālās filtrācijas sistēma var darboties pie maza darba tilpuma (16 ml), spiedienam nepārsniedzot 80 psi (5.5 bar), un pie mazas pulsācijas (≤3 psi). Tā ir piemērota monoklonālo antivielu, rekombinanto olbaltumvielu, vakcīnu, gēnu terapijas produktu un citu no šūnām iegūto komponentu attīrīšanai un koncentrēšanai.
Cogent® M1 TMP Control ir galda tangenciālās filtrācijas sistēma, kas tiek ražota ar 10 litru tilpuma tvertni un svariem procesa automatizācijai. Šī sistēma var darboties koncentrēšanas vai diafiltrēšanas režīmā, izmantojot papildu peristaltisko sūkni, sistēma var apstrādāt līdz 100 vai vairāk litru produkta atkarībā no produkta un membrānas īpašībām. Membrānu tipa turētājs ir izprojektēts ar integrētiem sensoriem un sanitārajiem savienojumiem, tas ietekmē darba tilpuma mazināšanu.
Cogent® Process Scale tangenciālā filtrācijas sistēma ir pilnībā automatizēta un lietojama, lai atdalītu un attīrītu monoklonālās antivielas, vakcīnas, plazmu un terapijas olbaltumvielas. Tā ir lieliski piemērota mazas un eksperimentālas ražošanas apjomiem. Sistēma tiek izgatavota pēc pasūtītāja vajadzībām un ir piemērota sarežģītāko biofarmācijas procesu veikšanai.
