層析填料在生物科技中的發展趨勢

層析技術是功能強大的純化工具，廣泛應用于多種行業。尤其在生物制藥工業領域，不斷改進完善的層析技術正在幫助制藥廠家應對不斷出現的產能挑戰。近年來，為了滿足對無雜質的蛋白質、病毒、核酸、酶和酶抑制物不斷增長的需求，生產廠家不斷增加層析技術在藥物純化方面的應用，隨著應用的增加，層析工藝技術也出現了很多新的趨勢。

　　■定制個性化層析

　　目前有大量不同來源的基于重組細胞的治療方法，包括哺乳動物和非哺乳動物細胞、轉基因牛奶，以及玉米和煙草類植物。原料的多樣性要求層析工藝的個性化，以達到最高的效能。在某些情況下，藥物純化過程可能包含多達6個獨立的層析步驟。慶幸的是，層析工程技術能幫助生產廠家根據具體應用定制適合的解決方案。

　　對重組細胞治療性藥物的生產廠家而言，柱層析是下游生產過程中最常用、也是功能最強大的純化方法，可采用包括親和、離子交換、疏水作用以及金屬螯合和凝膠過濾等在內的多種方法。隨著要求高劑量和長期監管的藥物數量不斷增加，要以更快的速度增加產量以滿足需求，這已為廠商帶來巨大壓力。通過擴大柱層析設備實現產能增加，目前生產中所使用的最大層析柱直徑超過兩米，而且在某些生產設備中可能還需要更大的層析柱。

　　■層析柱裝填自動化

　　近年來，柱層析方法進行了許多方面的創新，尤其表現在自動化和過程控制領域中。用于流體傳送和數據采集的新式精確控制器以及先進的處理系統都提高了柱層析的可靠性和重現性。

　　自動化促進柱層析科學發展的一個領域是裝填工序。將介質裝填到層析柱中曾經被認為是一項需要熟練技巧、勞動強度大的生產活動，需要大量的操作培訓才能保證一致性。但是，事實上，再純熟的人工操作也會導致不定因素出現，并可能破壞批次生產的重復性。對藥品的研發而言，重復性是非常關鍵的，若層析柱裝填沒有達到標準，產品純度和產率就會受影響。最嚴重的結果是，該批生產會遭到破壞，導致成本大幅超支和生產停工。

　　層析柱裝填的創新突破在于采用自動原位裝填技術，即在裝填過程中，通過獨立的裝填工作站，重懸介質并泵入組裝好的柱內。原位裝填有利于介質均勻裝填到柱內，帶來更好的分辨率和產率。它還確保了填充床更穩定，從而提高了批次間的一致性。

　　自動原位裝填的另一優點是使整個過程更加符合衛生要求，因為操作員使用的是全封閉系統。所有裝填和在位清潔工序無需拆卸柱頭，消除了生產過程中的污染風險，并且在某些情況下還可防止操作員在處理生物危險性物品時受到傷害。目前，全球有超過70%的新型柱層析操作設備采用原位裝填系統。

　　柱層析最重要的發展之一是采用超聲波技術監測柱內填料床的密度。盡管仍處于發展階段，但以超聲波輔助層析柱裝填的應用遲早會商業化。其性能直接決定了它具有很大的潛力，可以為操作員判斷層析柱的裝填情況提供精確的工具。

　　超聲波檢測器對層析柱中的柱床壓縮、流動組成和可溶成分的存在非常敏感。超聲波可檢測層析柱使用之前所記錄和驗證的"實時"組成數據，與來自裝填工作站的動態反饋控制，能幫助確保在使用之前裝填的一致性和準確性。

　關鍵詞：層析填料 疏水層析