Downstream оборудование: сепараторы, центрифуги, фильтрация, хроматография и сушка

Продолжаем разбирать downstream. В прошлый раз говорили, что это и зачем. Теперь — про оборудование, по порядку.

Центрифуги и сепараторы — первый этап отделения биомассы от культуральной жидкости.

Центрифуга — проще и доступнее. Хорошо отделяет биомассу, даёт высокое содержание сухого вещества. Выгрузка и очистка ротора выполняются вручную оператором. Поэтому центрифуги применяют там, где продукт безопасен для человека и требования к стерильности невысокие.

Сепаратор — технически сложнее. Может оснащаться мойкой на месте (CIP) и стерилизацией (SIP). Процесс полностью закрытый, что позволяет работать с опасными бактериями и при высоких требованиях к стерильности. Минус — опции CIP/SIP существенно увеличивают стоимость оборудования.

Существуют также проточные центрифуги с CIP/SIP. По цене они сравнимы с сепараторами, но пропускная способность ниже. Такие центрифуги необходимы, когда требуется максимальное сгущение осадка — например, если в жидкой фазе остаются вещества, мешающие очистке или вредные для пациента. Это закрытая система, при этом «отжимает» осадок эффективнее сепаратора. Уникальное решение, представленное только в компании «Биотехно».

Фильтрация — обычно следует после сепаратора или центрифуги, реже применяется самостоятельно.

Компания «Биотехно» производит установки тангенциальной фильтрации. Это универсальное решение от лабораторного до промышленного масштаба. Фильтроэлементы могут быть различных типов (керамика, кассеты, полые волокна), что позволяет подбирать конфигурацию под разные температуры и значения pH.

Процесс часто включает два этапа:

— Первый этап: крупный порог отсечения (0,45 или 0,22 мкм) — удаление крупных частиц и клеточного дебриса.

— Второй этап: тонкая мембрана (10–100 кДа) — концентрирование целевого белка и удаление солей.

Подбор порога отсечения возможен по справочным данным (молекулярная масса белка) либо экспериментальным путём. Специалисты компании могут выехать на место с тестовым набором мембран для определения оптимальных параметров под конкретный продукт.

Хроматография — самый дорогой этап downstream. Позволяет получить чистоту целевого продукта 98–99%. Требует значительного количества расходных материалов (сорбент). Используется преимущественно в фармацевтике.

Сушка — финальный этап при необходимости.

Основные типы — распылительная и лиофильная. Компания «Биотехно» фокусируется на лиофильных сушилках, так как биофармацевтика требует именно этого типа. Преимущество лиофилизации — максимальное сохранение активности целевого вещества и возможность длительного хранения без сверхнизких температур, иногда даже при комнатной.

Возможные исполнения:

— Поддоны для сушки наливом (биомасса после отбивки на сепараторе или центрифуге).

— Укупорка во флаконах (для фармацевтики). Процесс полностью закрыт: розлив, загрузка, сушка и укупорка пробок происходят под вакуумом или в инертной газовой среде.

Лиофильные сушилки, как и сепараторы, могут оснащаться опциями CIP/SIP, что является необходимым требованием в биофармацевтическом производстве.

В следующих видео разберём каждый тип оборудования подробно.

01 / 04