БИОФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ И ЦЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСТВОРЫ
Мембранное разделение биофармацевтических растворов
Для нуклеотидов, продуктов ферментации, железодекстрана и других ценных биохимических потоков мембранную схему осветления, фракционирования, очистки и концентрирования выбирают по целевой молекуле, примесям и методам анализа.
Страница предназначена для первичной оценки мембранной схемы. Мембрану, назначение потоков, параметры качества и реализуемость определяют по образцам, аналитическим методам и непрерывным пилотным испытаниям. Страница не подтверждает нормативное соответствие, стерильность или разрешение на выпуск продукции.
Определите целевой компонент, допустимые потери и метод анализа.
Определите, в какие потоки попадут частицы, микробные клетки, макромолекулы, ионы и другие примеси.
Испытания образца и непрерывное пилотирование формируют материальный баланс, данные по восстановлению после мойки и исходные параметры проектирования.
ОПРЕДЕЛИТЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКУЮ ЖИДКОСТЬ
Сначала определите источник и место потока в процессе
Для биофармацевтических потоков нет универсальных условий подачи. Молекулярные характеристики, профиль примесей, методы анализа, а также следующие стадии влияют на выбор материала мембраны, класс разделения и назначение потоков.
Ферментационные и экстракционные потоки нуклеотидов и малых молекул
Оцените клетки и твёрдые частицы, остаточные макромолекулы, соли и ионы, стабильность целевого компонента, а также требования к используемой ионообменной смоле, NF, процессу кристаллизации или этапу сушки.
Ферментационные и другие макромолекулярные потоки
Оцените молекулярно-массовое распределение, агрегаты и коллоиды, чувствительность к температуре, риски, связанные с силой сдвига и поляризацией концентрации, а также цели фракционирования и регулирования концентрации.
осветление
При необходимости отделяют микробные клетки, частицы, взвешенные твёрдые вещества и коллоиды с целью обеспечения стабильного очищенного исходного потока для последующих этапов переработки.
Фракционирование макромолекул
UF применяют для оценки задержания и прохождения целевой молекулы и макромолекулярных примесей.
Очистка и контроль примесей
Для регулирования уровня конкретных примесей, ионов или распределения компонентов применяется NF, при условии подтверждения его пригодности в ходе испытаний.
Концентрирование и подготовка продукта на следующих стадиях
Для концентрирования потока и его передачи на ионообменную смолу, хроматографию, кристаллизацию, сушку или другие операции по необходимости применяют NF либо RO.
Границы технологической схемы:Мембраны могут выполнять одну или несколько стадий разделения, но не заменяют автоматически ферментацию, приготовление рецептуры, все операции очистки, стерильную обработку, спецификацию продукта или нормативное подтверждение.
ОЦЕНКА РИСКОВ И ТРЕБОВАНИЙ К КАЧЕСТВУ
Шесть групп данных для выбора мембранной схемы
Условия реализованных проектов не переносятся на новый исходный поток. Предварительная оценка совместно рассматривает цели продукта, примеси, физические свойства, методы контроля качества и условия очистки.
Целевая молекула и метод анализа
Молекулярная масса, концентрация, активность или характеристики качества, а также методы, позволяющие оценить состав каждого потока.
Профиль и биологическое происхождение примесей
Микробные клетки, частицы, белки, полисахариды, коллоиды, агрегаты, пигменты, соли и остатки процесса.
молекулярный размер и класс разделения
Определите требуемый класс MF, UF, NF или RO, затем испытаниями подтвердите задержание и прохождение компонентов.
Температура и физико-химические свойства
pH, температура, вязкость, осмотическое давление, содержание твердых включений, растворители или добавки, а также стабильность целевого компонента.
Критерии качества и микробиологические требования
Аналитические методы, цели и сферы ответственности в отношении биобурдена, эндотоксинов и других показателей качества требуют отдельного определения.
Материалы, CIP и требования к безопасности
Материалы, контактирующие с продуктом, средства очистки, условия работы CIP/SIP, процедуры смены партий, меры предотвращения контаминации и требования к инженерным сетям.
МОДУЛЬНАЯ СХЕМА РАЗДЕЛЕНИЯ
Модульная мембранная схема вместо фиксированного процесса
Последовательность показывает логику инженерной оценки, а не обязательные шесть стадий. Материал мембраны, поры или MWCO, возврат потоков и последующие операции определяют испытаниями и материальным балансом.
- 01Предварительная обработка и контроль условий работы
Приём, усреднение, регулирование температуры или иные виды предварительной обработки, определённые проектом, защищают целевой компонент и обеспечивают стабильность исходного потока для мембраны.
- 02Осветление с использованием трубчатых мембран MF / UF
При необходимости отделяют микробные клетки, продукты реакции, частицы и коллоиды и определяют состав осветлённого потока и концентрата.
- 03Фракционирование с применением мембран UF
Подберите мембраны с учетом размеров целевой молекулы и макромолекулярных примесей.
- 04Очистка с применением мембран NF при необходимости
Испытания показывают, в какие потоки попадут целевые компоненты, ионы и другие примеси.
- 05концентрация NF / RO
Если физические свойства и стабильность продукта позволяют, поток концентрируют или подготавливают к следующей стадии.
- 06Сопряжение с доочисткой и контролем качества
Мембранные стадии согласуют с ионообменной смолой, хроматографией, кристаллизацией, сушкой или стерилизацией и отдельно определяют ответственность за проектирование и валидацию.
Задачи сегмента с мембранами:Мембранная установка может выполнять только те функции физического разделения, которые были проверены и подтверждены экспериментально. Для определения того, в каком потоке окажется целевой компонент — в пермеате или концентрате, требуется испытать исходный поток; кроме того, необходимо установить, требуется ли использование нескольких мембранных стадий, а также возможность их сочетания с традиционными методами очистки.
КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА И ПРОВЕРКИ
Четыре контрольных этапа до выбора оборудования
Биофармацевтические и другие ценные технологические растворы нельзя оценивать только по удельному потоку. Методы анализа, назначение потоков, микробиологические границы и система очистки должны рассматриваться в единой программе испытаний.
Проверяемые требования к продукту и методы анализа
Определите методы анализа целевых компонентов, критических примесей и каждого потока: оценивать нужно результат разделения, а не только параметры оборудования.
Подтвержденное распределение продукта и примесей
Испытания и материальный баланс определяют потоки целевого компонента, примесей и возврата; название мембраны не задаёт выход продукта.
Границы микробиологии и качества
Контроль клеток, микробная нагрузка, эндотоксины и последующая стерилизация — разные задачи с отдельными методами контроля, валидацией и ответственностью.
Проверьте материалы и систему мойки
Подтвердите контактные материалы, CIP/SIP, смену партий, прослеживаемость и параметры качества следующих стадий.
Потоки определяют анализом и материальным балансом
Пермеат, концентрат и промывные потоки не следует заранее считать продуктом или отходами. Для каждого такого потока необходимо определить его состав, место назначения и ответственные звенья обработки.
Этот поток может быть как пермеатом, так и ретентатом; необходимо уточнить содержание целевого компонента, наличие примесей и условия его последующей обработки.
Следует оценить возможность извлечения компонентов, возврата их в процесс, дальнейшей обработки или способов утилизации, вместо того чтобы автоматически считать ретентат отходом.
Эти потоки необходимо включить в полный материальный баланс и план смены партий с учетом требований к извлечению компонентов, сбросу отходов и предотвращению перекрестного загрязнения.
ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПИЛОТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
От методов анализа к проектным данным
Лабораторные испытания сравнивают мембраны и распределение компонентов. Непрерывное пилотирование показывает влияние партий, загрязнение, восстановление после мойки, материальный баланс и работу интерфейсов. Эти этапы не взаимозаменяемы.
- 01Проведение обзора имеющейся информации.
Уточните источник потока, целевые компоненты, методы анализа, действующую схему, требования к качеству и отбор проб.
- 02Анализ проб и подтверждение методов анализа.
Необходимо определить методы испытаний, способы взятия проб и логику принятия решений, позволяющие сравнивать различные варианты потоков.
- 03Оценка мембран и материалов.
Сравните материалы мембран, классы разделения, распределение потоков и начальное загрязнение.
- 04Материальный баланс в лабораторных условиях
Зафиксируйте назначение и качество потоков целевого компонента, критических примесей, промывки и концентрата.
- 05Пилотные испытания в непрерывном режиме и восстановление после мойки
Оцените рабочий диапазон, различия между партиями, тенденции загрязнения мембран, восстановление характеристик после CIP и стабильность сопряжения с последующими ступенями.
- 06Рекомендации по инженерному масштабированию
Сформируйте исходные данные для производительности мембранной ступени, управления процессом, материального баланса, CIP и условий сопряжения.
Результаты анализа и материальный баланс для целевых компонентов, критических примесей и каждого бокового потока.
Утверждённые диапазоны для рассматриваемых мембран, параметров температуры, давления, концентрации, а также параметров управления процессом.
Тенденции загрязнения мембран, этапы CIP, возврат компонента и условия, требующие внимания при смене партий продукции.
Рекомендации по производительности мембранных стадий, оборудованию, управлению, материалам, инженерным сетям и следующим операциям
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Для оценки нужны данные по продукту, потоку, качеству и процессу
Чем ближе данные к реальным условиям производства, тем проще определить целесообразность проведения испытаний, необходимый перечень анализов и секцию мембран, наиболее подходящую для выполнения задач.
- Источник исходного потока и место его включения в технологическую схему.
- Участок ферментации, извлечения, реакции, промывки или существующий участок переработки, работающий в режиме пакетной или непрерывной продукции.
- Целевая молекула и метод анализа
- Целевой компонент, его молекулярная масса или распределение, концентрация, а также доступные в настоящее время методы анализа.
- Характеристики примесей и компоненты биологического происхождения.
- Микробные клетки, частицы, белки, полисахариды, коллоиды, агрегаты, соли, пигменты и остатки продукта процесса.
- Физические свойства и диапазон стабильности.
- pH, температура, вязкость, содержание твердых веществ, осмотическое давление, растворители или добавки, а также условия чувствительности целевого компонента.
- Производительность и темп возврата.
- Часовой расход, объём и цикл партии, пиковые колебания, время переходной мойки и доступное время работы.
- Действующая технологическая схема и следующие стадии.
- Требования к исходному потоку для процессов центрифугирования, фильтрации, использования ионообменной смолы, хроматографии, выпаривания, кристаллизации, сушки или стерилизации.
- Качество, материалы и CIP/SIP.
- Технические характеристики продукта, соответствующие показатели качества, материалы, соприкасающиеся с раствором, средства очистки, температура очистки и ответственность за верификацию.
- Образцы и дополнительные материалы.
- Объём имеющихся образцов, условия хранения и транспортировки, SDS, аналитические отчёты, схемы технологических процессов и существующие записи испытаний.
Границы распространения данных:Историческая производительность, результаты отдельных испытаний и гарантии нового проекта — разные категории данных. Параметры новых проектов требуют отдельной проверки с помощью анализа проб, технического соглашения и определения границ ответственности.
ПРОЕКТНЫЕ ДАННЫЕ
Три проектных примера мембранных стадий
Для фиксации опыта работы по технологической схеме публикуются только обезличенные показатели производительности, тип исходного потока и соответствующие секции мембран. Информация о заказчике, годе реализации, результатах контроля качества и обязательствах по новым проектам не разглашается.
Ферментационный поток для извлечения нуклеотидов
Проектная запись включает трубчатую UF и NF-стадию. Конкретное распределение компонентов и рабочие условия не являются проектными значениями для нового объекта.
ABA — ферментационный раствор
В проектной записи указаны трубчатые MF/UF и RO-стадия. Условия работы каждой из этих мембран определяются исходным потоком и поставленными целями проекта.
Раствор железодекстрана
В проектной записи указана NF-стадия очистки и концентрирования. Информация о качестве продукта, выходе продукта и нормативных требованиях здесь не представлена.
ГРАНИЦЫ ОТВЕТСТВЕННОСТИ
Разделяйте возможности мембран и ответственность за продукт
Plum может обеспечить испытания и инженерную поддержку мембранной ступени. Участники проекта совместно определяют полный производственный процесс, порядок выпуска продукта и систему нормативного соответствия.
Возможности PLUM
- Анализ данных об исходном потоке и предварительная оценка возможных вариантов технологической схемы
- Оценка материала мембраны, класса разделения и конфигурации модулей
- Испытания образца, пилотные испытания и материальный баланс
- Проектирование мембранной установки, CIP, КИПиА, управления и технологических интерфейсов
- Пусконаладка, инженерное масштабирование, а также поддержка при работе смежных стадий
Согласовывается для каждого проекта
- Ферментация, экстракция, реакционные стадии, приготовление рецептуры и реагентное хозяйство
- Методы анализа, спецификация продукта, показатели качества и выпуск готовой продукции
- Ионообменная смола, процессы хроматографии, кристаллизации, сушки и прочие операции по очистке
- Уровень микробной нагрузки, концентрация эндотоксинов, процессы стерилизации и системы их верификации
- Системы GMP, регистрационная документация, инженерные ресурсы и окончательное распределение ответственности
СВЯЗАННЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
Связанные маршруты и условия испытаний
Обзор бизнес-аспектов проектаМембранное разделение технологических жидкостей
Фракционирование и очисткаСелективная нанофильтрация и фракционирование
Возможности проведения проверок эффективностиИспытания образца и пилотные испытания
ИНЖЕНЕРНЫЕ ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ
Частые вопросы по мембранным процессам в биофармацевтике
Чем эта страница отличается от страницы, посвящённой осветлению ферментационной жидкости с использованием трубчатой мембраны?
Страница ферментационных растворов посвящена предварительному удалению микробных клеток, твердых частиц и коллоидов. Эта страница дополнительно рассматривает фракционирование, очистку, концентрирование, методы анализа качества, назначение потоков и сопряжение с последующей доочисткой ценных технологических растворов.
Можно ли осуществлять выбор мембраны непосредственно на основе молекулярной массы целевого компонента?
Нет. Важными факторами являются молекулярная форма, агрегация, профиль примесей, концентрация, pH, температура, вязкость, растворитель, взаимодействие с материалом мембраны, а также методы анализа; оптимальный вариант определяют испытаниями образца.
Находится ли целевой продукт всегда в пермеате мембраны?
Это не всегда так. Целевой компонент может находиться в пермеате, ретентате или в потоке, получаемом на следующих стадиях. Для определения характеристик каждого потока необходимы результаты аналитических исследований и материальный баланс.
Обеспечивает ли контроль мембраной микробных клеток подтверждение стерильности?
Нет. Контроль микробных клеток или микроорганизмов является частью процесса разделения, осуществляемого с использованием определённых аналитических методов и условий проекта. Система контроля качества проекта должна отдельно определять и проверять микробную нагрузку (bioburden), содержание эндотоксинов и эффективность стерильной обработки.
Может ли мембранная система заменить ионообменную смолу или хроматографию?
Это нельзя утверждать без дополнительных исследований. Мембраны способны обеспечивать осветление, фракционирование, контроль примесей и концентрирование, а также могут использоваться совместно с ионообменной смолой, хроматографией, методами кристаллизации и сушки. Необходимо провести испытания образца и определить цели производства, чтобы оценить возможность сокращения или корректировки существующих технологических операций.
Почему именно потоки в биофармацевтических процессах требуют проведения испытаний образца и пилотных испытаний?
Целевые молекулы, примеси и методы контроля качества в значительной степени зависят от состава исходного потока. Лабораторные испытания позволяют оценить подбор мембран и распределение компонента по потокам; непрерывные пилотные испытания помогают выявить мембранное загрязнение, восстановление после мойки, изменчивость партий продукции, соблюдение материального баланса и корректность технологических взаимосвязей.
Могут ли указанные здесь значения производительности служить гарантиями для нового проекта?
Нет. Значения 10, 300 и 50 m³/d относятся только к трём обезличенным проектным записям. Для нового проекта необходимо провести новую оценку и подтверждение параметров выбора мембран, производительности системы, качества продукта и условий эксплуатации в соответствующих технических документах.
Какая информация необходима для первоначальной оценки?
Укажите источник потока и место его подачи в технологической схеме, целевую молекулу и методы анализа, характеристики примесей, pH, температуру, вязкость, содержание твердых частиц, растворитель или добавки, расход и объём партий, действующую схему обработки, требования к следующим стадиям, допустимые показатели качества, условия CIP/SIP, паспорт безопасности (SDS) и объём доступного образца.
ЗАПРОС ИСПЫТАНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАСТВОРА
Передайте состав потока и требования к качествуЗапросить испытания и пилотную проверку
Предоставьте данные о целевой молекуле, методах анализа, примесях, физических свойствах, режимах работы, действующей технологии, следующих стадиях, критериях качества, мойке и объёме образца. После анализа Plum определит программу сравнительных и пилотных испытаний.
Данные предназначены для первичной оценки и не устанавливают сроки испытаний, качество или выход продукта, стерильность, нормативное соответствие, инженерные показатели или объём поставки.