单抗纯化工艺的降本增效策略：Sartobind® Rapid A高流速、高载量！
引言
在过去的20年里，行业对纯化mAb和其它生物药的膜层析技术表现出了浓厚的兴趣，抗体药物市场的快速扩大，同时也对企业大规模生产药物的能力提出了更高的要求。在过去的几十年时间里，行业对上游工艺流程优化的高度关注导致生产率大幅度提高。随着生产规模的扩大以及蛋白表达量的进一步增加，对下游纯化工艺的效能和成本要求也越高。
尤其是上游细胞培养的培养基和下游蛋白纯化的层析填料，仍然是mAb生产成本中两个最关键的因素，原材料性质和生产效率的突破成为重点。
在mAb下游层析中，传统的纯化模式是以树脂填料为主的层析模式。这种传质模式主要是扩散传质，因此，其在实现相对高的动态结合载量的情况下，需要更长的保留时间，通常为4~6分钟，极大的限制了其生产效率。
在过去的十年中，行业对上游工艺流程优化的高度关注导致生产率提高了10到100倍。根据目前的趋势，未来的分批补料表达量可能会进一步提高到10–15g/L。这样的结果就导致了，业界的注意力正在转向可以提高下游纯化工艺生产率的技术。
摘要
材料与方法
缓冲液、试剂和单克隆抗体
用于缓冲液制备的化学品购自Carl Roth（德国卡尔斯鲁厄)，缓冲液成分见表1。
表1：用于层析实验的缓冲液
蛋白A层析膜
所用的蛋白A层析膜是新型Sartobind® Rapid A ，膜体积（MV）为1.2 mL。
测量动态结合载量（DBC）
层析填料寿命的衰减是一个层析性能逐渐退化的过程，主要原因是生产过程中层析填料需要重复性的接触各种原料和缓冲液。一般我们会把动态结合载量（DBC），收率等的改变作为监控层析填料性能的指标。
动态结合载量（DBC）是指在真实实验条件下测得的可装载到固定相上且不会造成不必要损失的最大靶蛋白量。DBC10%是指在10%穿透时装载的蛋白量（每升膜捕获的单克隆抗体克数）。
结果显示，与蛋白A树脂类似，Sartobind® Rapid A 也有扩散区域，因此表现出结合载量与保留时间有关。但由于Sartobind® Rapid A 具备大孔径对流孔，可以用更少的保留时间实现高结合载量。
想下载完整手册了解详细方法与分析，或直接申领试用，请扫码下方二维码：
确定产量
所用层析装置中不同单克隆抗体的纯化产量根据以下公式计算得出：
其中，PR[g/L×h]是产量，mmAb[g]是单克隆抗体的平均洗脱质量，Vmembrane[L]是层析装置中的膜体积，tc [h]是整个工艺的平均循环时间。
讨论
完整结果显示，长保留时间和低流量可以达到最大 DBC10%。但两者结合不会自动实现最高产量，如图 5所示。当进料浓度为10 g/L 时，在3 MV/min条件下的产量最高，为219.4 g/ L×h （见表 4）。一般来说，随着滴度降低，通过提高流速可以达到最佳效果。具体研究结果见表4。
图5：Sartobind® Rapid A 产量与产品滴度和上样期间流量的函数关系。数据点基于内部研究和计算。
表4：不同滴度、上料期间流量和DBC10%条件下达到的最高产量
Sartobind® Rapid A 具备优异的特性和稳定性，为快速循环层析（RCC）提供了解决方案。该方法通过一系列连续的结合和洗脱循环来纯化大量目标成分。在快速循环层析（RCC）模式下，膜吸附器可在同一批次的纯化过程中实现高产量并充分利用膜使用寿命。在同一批次的纯化过程中充分利用膜吸附器的使用寿命是关键，可以克服当前最先进的行业工艺（即填充床层析）缺点。首先，快速循环可缓解蛋白 A 树脂利用不足的问题，减少大量树脂采购需求，能够以较低成本生产临床材料。其次，使用Sartobind® Rapid A 可以显著减少与实际纯化过程相关的非生产性活动（例如，层析柱填料、清洁验证、储存等）。最后也是最重要的一点，Sartobind® Rapid A可以最大限度地降低与填充床层析柱相关的生物负荷风险，因为它不需要在批次之间储存层析柱，也不需要在多个批次中重复使用填充床。
扫描下方二维码，了解更多层析工艺应用
参考文献：
[1] Cytiva, data sheet CY553-17Sep20 - DF "MabSelectTM
PrismA" 2020
[2] Cytiva, data sheet CY7145-08Apr20- DF "HiTrapTM Fibro PrismA and HiScreenTM Fibro PrismA units" 2020