如何选择除病毒预过滤器
1、為(wèi)什么需要预过滤器？
除病毒过滤在生物(wù)制药的过程中是一个关键步骤。然而即使是层析纯化后的样品，蛋白聚體(tǐ)和杂质也会限制除病毒过滤器的载量，导致过滤膜面积增加。
除病毒滤器堵塞主要是基于以下原因：
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除病毒膜孔需要透过蛋白拦截病毒，对膜孔径要求较高。
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细小(xiǎo)病毒直径约為(wèi)18-24nm，单抗分(fēn)子约為(wèi)8-12nm。聚體(tǐ)将导致膜孔堵塞。
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随着蛋白浓度提高，蛋白单體(tǐ)产生聚體(tǐ)的几率变大，增加了堵塞除病毒滤器的风险。
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蛋白不稳定导致结构改变或碎片，以及其他(tā)未分(fēn)离杂质，也有(yǒu)可(kě)能(néng)导致堵塞。
对样品进行预过滤处理(lǐ)能(néng)够有(yǒu)效的去除这些堵膜因素，因此许多(duō)工艺会加入预过滤器来提高除病毒过滤器的载量从而降低工艺成本。通过研究和大量实践表明，增加预过滤器后的除病毒滤器的平均载量能(néng)比未增加提高2倍以上。
2、如何选择预过滤器
预滤器的选择需要根据样品特性和工艺需求来决定。一般对于去除单抗工艺中的聚體(tǐ)来说，吸附比基于分(fēn)子大小(xiǎo)的尺寸排阻的预过滤方式更有(yǒu)效。
默克提供了表面改性膜和吸附型深层滤器这两种预过滤器，针对于不同的需求，达成稳健的工艺目的。
Viresolve®Pro Shield Viresolve® Pro Shield H
3、不同预过滤器的特点
3.1表面改性膜滤器
表面改性膜滤器有(yǒu)Viresolve Pro Shield （简称Shield）和Viresolve Pro Shield H（简称Shield H）两种，它们具有(yǒu)以下特点：
- * 阳离子交换膜，带有(yǒu)负電(diàn)荷，能(néng)够吸附带有(yǒu)正電(diàn)荷的聚體(tǐ)
- * 0.2um聚醚砜材质，低析出
- * 膜表面修饰：交联聚合磺酸基团（Shield），交联混合模式基团（Shield H）
Shield和Shield H均為(wèi)带有(yǒu)负電(diàn)荷的预过滤器，因此对于带有(yǒu)正電(diàn)荷的聚體(tǐ)有(yǒu)非常显著的去除效果。因此对于聚體(tǐ)导致堵膜的蛋白样品，优先考虑表面改性膜滤器作為(wèi)预过滤器。
由于Shield和Shield H都是基于電(diàn)荷吸附的预过滤器，因此样品缓冲液环境会对化學(xué)吸附产生较大影响。而Shield和Shield H正是基于不同的pH和電(diàn)导来區(qū)分(fēn)适用(yòng)场景。Shield有(yǒu)效操作范围：pH<5.5且电导率<25mS/cm；Shield H有效操作范围：pH>5.5或電(diàn)导率>25mS/cm；其余范围两者皆可(kě)。
3.2吸附型深层滤器
表面改性膜滤器有(yǒu)Viresolve Prefilter（简称VPF）和 Millistak+ HC pro X0SP（简称X0SP）。
VPF是除病毒过滤工艺中最為(wèi)常用(yòng)的预过滤器，它具有(yǒu)以下特点：
- * 深层滤器，带有(yǒu)正電(diàn)荷，能(néng)够吸附带负電(diàn)和疏水性质的杂质
- * 对于绝大部分(fēn)杂质都有(yǒu)较好的去除效果
- * 由硅藻土，纤维素和含阳离子亚胺基团粘合而成
- * 下端添加小(xiǎo)孔径纤维素膜层，减少潜在脱落并分(fēn)配流速
- * 成本低
吸附式深层预过滤器吸附力较强，操作范围也广泛，在pH4-8和電(diàn)导率 5-45 mS/cm范围内均能(néng)有(yǒu)效发挥作用(yòng)。适用(yòng)于绝大多(duō)数的料液环境，对各种类型的杂质均有(yǒu)良好的去除效果。尤其是当样品状态不稳定时，VPF能(néng)够消除各种不稳定因素达成稳健的工艺目的。
在没有(yǒu)预滤器的情况下，平均质量载量=5kg/m²，约50％测试的MAb达到5kg/m²，使用(yòng)VPF后，平均质量载量=13kg/m²。
但深层预过滤器的美中不足是由于其材质的特殊性，在进行预过滤时会有(yǒu)产生析出物(wù)的风险。VPF在滤器下端添加小(xiǎo)孔径纤维素膜层以减少潜在脱落的方法来解决这一隐患。
X0SP相对于VPF来说则是升级版本，它将VPF所含有(yǒu)的硅藻土和纤维素纤维更换為(wèi)了二氧化硅和聚丙烯纤维，在保留吸附杂质能(néng)力的基础上，解决了析出物(wù)的问题。
总结
在除病毒过滤的工艺中，加入预过滤器能(néng)够提高除病毒过滤器的载量，降低工艺成本，并让除病毒过滤工艺更加稳健。
在实际工艺开发的过程中，预滤器的选择需要根据样品特性，工艺需求以及滤器性质来决定。
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