Сегменты процесса очистки

Состав и объем продукта непрерывно меняются в течение процесса очистки и, таким образом, изменяют требования на этапах очистки. Поэтому, удобно делить процесс очистки на сегменты, зависящие от главной цели на данный момент. Обычно процесс извлечения делят на четыре стадии: отделение от нерастворившихся частиц; выделение, основанное на физико-химических свойствах; высоко селективные хроматографические методы; заключительный сегмент – «полировка». Главными, почти всегда, являются сегменты гомогенизации, осаждения сульфатом аммония, IEC, AC и гель-фильтрации. Число шагов редко превышает шесть-восемь. Однако появление новой технологии для комбинирования этапов доказывает легкость регулирования сегментов процесса очистки, что суммировано в Таблице 3.

Таблица 3.

Сегменты процесса очистки.

Стадии	Цели	Требования	Подходящая техника
Начальная	Быстрое удаление критических примесей (например, для огра-ничения деградации продукта). Концентрирование раствора. Удаление мешающих частиц и примесей.	Селективность к примесям. Высокая емкость и извлечение продукта. Механическая и химическая устойчивость. Контроль частиц.	Адсорбирующие системы (например, ЕВА, бэтч, фильтр) Фильтрование/центрифу-гирование + осаждение солями. Фильтрование/центрифу-гирование + осаждение солями. Водное двухфазное рас-пределение.
Промежуточная	Удаление основных примесей.	Высокая селективность. Высокое извлечение продукта.	Хроматография (HIC, AC, IEC)
Конечная	Удаление близкород-ственных субстанций.	Очень высокая селективность. Высокая эффективность разделения. Высокое извлечение продукта.	Хроматография (GF, HIC, RPC, IEC)

Для типичного многоэтапного хроматографического процесса характерно, что первым шагом часто является тот, в котором продукт «захватывается», а большое количество примесей - не адсорбируется. Объем растворов процесса должен быть уменьшен этими ранними этапами захвата, на которых обычно используются сорбенты с частицами большого размера (100-300 мкм). Основные требования для этих ранних шагов - высокие емкость, селективность, извлечение продукта, и химико-физическая стабильность. Выход продукта должен составлять 85-90%. На этом этапе обычно стремятся получить чистоту продукта около 70% конечной очистки.

Поскольку потоки в начале процесса обычно содержат большие количества веществ, способных загрязнять сорбенты (например, существует риск наличия целых клеток), необходимо чтобы сорбенты были химически устойчивы и совместимы с известными методами очистки и санитаризации. Сорбенты должны также быть способны поддерживать свойств потока с повышенной вязкостью, с которой часто сталкиваются на этой ранней стадии процесса очистки. Методы, используемые на этой стадии, традиционно включают анионо- и катионообменную хроматографию, хотя более селективные хроматографические методы типа AC теперь также используются (как результат применения химически устойчивых лигандов при проведении жесткой процедуры санитаризации и очистки).

После первого захватывающего шага, на стадии промежуточн(ых)ого шаг(ов)а обычно используют сорбенты с меньшим размером частиц, порядка 30-100 мкм, чтобы удалить большинство остающихся примесей. Эти примеси могут включать НК, эндотоксины и белки клетки-хозяина. Более низкая скорость потока при связывании и градиентная элюция будут более предпочтительны для увеличения разделения. После этих шагов продукт обычно очищен на уровне 99% конечной чистоты. На этой стадии применяют методы с высоким разрешением типа HIC, IEC, иммобилизирующую металлы АС, RPC или обычную AC.

На заключительном «полировочном» этапе, когда это требуется, могут применяться сорбенты с размерами частицы в пределах от 5 до 50 мкм. Этот шаг часто необходим для обеспечения чистоты продукта терапевтической квалификации, т.е. для удаления любых агрегатов или любых примесей, следовые количества которых имеют подобие с продуктом. GF и RPC - наиболее распространенные полировочные этапы, однако и другие методы типа HIC и ІЕС могут также использоваться. В некоторых случаях этот заключительный хроматографический шаг также используется для переведения продукта в раствор для формуляции.

Итак, когда базовый проект процесса очистки был обсужден и принят для оптимизации индивидуальных шагов очистки, тогда, наконец, можно приступать к полному процессу.