बायोफार्मास्युटिकल क्षेत्र में अल्ट्राफिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन कैसेट की प्रक्रिया विशेषता पर अध्ययन (भाग 1)

प्रक्रिया विशेषता (पीसी) का अध्ययन मुख्य रूप से प्रक्रिया आउटपुट पर प्रक्रिया इनपुट के प्रभाव पर किया जाता है, और अध्ययन द्वारा प्रक्रिया मापदंडों की नियंत्रण सीमा निर्धारित की जा सकती है, जो प्रक्रिया स्थिरता में सुधार करेगी, बैच अंतर को कम करेगी और विफलता के जोखिम को कम करेगी। सुनिश्चित करें कि प्रक्रिया प्रदर्शन सत्यापन बैच (पीपीक्यू) और वाणिज्यिक उत्पादन बैच लगातार गुणवत्ता मानकों को पूरा करने वाले उत्पादों का उत्पादन करते हैं।

 

विशिष्ट लक्ष्य

उत्पाद की गुणवत्ता और उपज को प्रभावित करने वाले प्रक्रिया मापदंडों की पहचान करें: प्रक्रिया लक्षण वर्णन आपको यह निर्धारित करने की अनुमति देता है कि कौन से प्रक्रिया पैरामीटर किसी उत्पाद की प्रमुख गुणवत्ता विशेषताओं (सीक्यूए) पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं।

ऑपरेटिंग मापदंडों और स्वीकार्य मानकों की सीमा निर्धारित करें: इसमें यह सुनिश्चित करने के लिए प्रक्रिया मापदंडों की नियंत्रण सीमा का निर्धारण करना शामिल है कि उत्पादित उत्पाद पूर्व निर्धारित गुणवत्ता मानकों को पूरा करते हैं।

‌प्रक्रिया मापदंडों और प्रमुख गुणवत्ता मापदंडों के बीच संबंध निर्धारित करें: प्रक्रिया मापदंडों और प्रमुख गुणवत्ता मापदंडों के बीच संबंध का विश्लेषण करके, प्रक्रिया प्रवाह को अनुकूलित किया जा सकता है और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार किया जा सकता है।

जैसे-जैसे अधिक से अधिक बायोफार्मास्यूटिकल्स महत्वपूर्ण नैदानिक/पंजीकृत नैदानिक ​​​​अध्ययनों के चरण में प्रवेश करते हैं, प्रक्रिया लक्षण वर्णन, प्रक्रिया सत्यापन (पीवी) कार्य को धीरे-धीरे एजेंडे में रखा जाता है। क्यूबीडी अवधारणा पर आधारित प्रक्रिया लक्षण वर्णन और प्रक्रिया सत्यापन प्रीमार्केट फार्मास्युटिकल अनुसंधान में सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है।

 

बायोफार्मास्युटिकल उत्पादन प्रक्रिया में अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रक्रिया एक अपरिहार्य प्रक्रिया कदम बन गई है, और इसलिए फ्लैट झिल्ली कैसेट बायोफार्मास्युटिकल उत्पादन में एक प्रमुख उपभोग्य वस्तु बन गई है। बायोफार्मास्युटिकल अनुप्रयोगों के क्षेत्र में अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली कैसेट की प्रक्रिया लक्षण वर्णन का अध्ययन निस्संदेह महत्वपूर्ण है, और यह उत्पादों के मूल हितों और दीर्घकालिक विकास से संबंधित है। अल्ट्राफिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन कैसेट प्रक्रिया लक्षण वर्णन अध्ययन का उद्देश्य मुख्य प्रक्रिया मापदंडों और उनके निर्धारित बिंदुओं और स्वीकार्य सीमा को निर्धारित करने के लिए प्रक्रिया प्रदर्शन/उत्पाद की गुणवत्ता पर अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रक्रिया संचालन मापदंडों के प्रभाव का अध्ययन करना है। मेम्ब्रेन कैसेट स्पर्शरेखीय प्रवाह अल्ट्राफिल्ट्रेशन सिस्टम का एक महत्वपूर्ण झिल्ली घटक है। स्पर्शरेखा प्रवाह अल्ट्राफिल्ट्रेशन की उत्पादन प्रक्रिया कई मापदंडों द्वारा निर्धारित की जाती है, जिनमें से प्रमुख प्रक्रिया पैरामीटर हैं: झिल्ली सामग्री चयन, झिल्ली छिद्र आकार चयन, स्पर्शरेखा प्रवाह नियंत्रण, प्रभावी टीएमपी नियंत्रण, लोड सत्यापन, झिल्ली क्षेत्र चयन, सिस्टम सफाई, झिल्ली जीवन सत्यापन, डायलिसिस अनुकूलन, आदि। ये पैरामीटर न केवल एक दूसरे को प्रभावित करते हैं बल्कि एक दूसरे को प्रतिबंधित भी करते हैं। एक ही समय में प्रक्रिया स्थिरता और उत्पादन दक्षता में सुधार के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए, पहले इन मापदंडों को अनुकूलित करना आवश्यक है। नीचे हम कई प्रमुख प्रक्रिया मापदंडों के अनुकूलन विचारों का संक्षेप में परिचय देते हैं।

 

झिल्ली सामग्री चयन

अल्ट्राफिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन कैसेट की सामग्री पॉलीथर सल्फोन (पीईएस), पुनर्जीवित सेलूलोज़ (आरसी), पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड (पीवीडीएफ) इत्यादि हैं।

पॉलीथर सल्फोन (पीईएस)

पीईएस वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली है। पीईएस में मजबूत हाइड्रोफोबिसिटी या लिपोफिलिसिटी होती है, इसलिए इसमें पानी का प्रवाह कम होता है और प्रदूषण-विरोधी क्षमता कम होती है। इसलिए, बाजार में अधिकांश पीईएस झिल्ली संशोधित हाइड्रोफिलिक पॉलीथर सल्फोन (पीईएसयू) हैं। PESU झिल्ली की विशेषता उच्च प्रवाह, एसिड और क्षार प्रतिरोध, दबाव प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध और ऑक्सीकरण प्रतिरोध है। इसका उपयोग मुख्य रूप से उच्च-सांद्रण प्रोटीन समाधान (जैसे मोनोक्लोनल एंटीबॉडी, एचएसए, आईजीजी, पुनः संयोजक प्रोटीन, आदि), सेल हार्वेस्टिंग, टीके, एंटीबायोटिक्स, कंट्रास्ट एजेंट, पारंपरिक चीनी दवा, सिंथेटिक दवाओं आदि में किया जाता है।

 

पुनर्जीवित सेलूलोज़ (आरसी)

अन्य सामग्रियों की तुलना में, आरसी का सबसे बड़ा लाभ बेहद कम प्रोटीन सोखना है। इसके अलावा, सेलूलोज़ पॉलीथर सल्फोन की तुलना में कार्बनिक सॉल्वैंट्स के साथ अधिक संगत है, लेकिन इसे NaOH की उच्च सांद्रता के साथ साफ और संरक्षित नहीं किया जा सकता है। आरसी झिल्ली का उपयोग मुख्य रूप से कम सांद्रता वाले प्रोटीन समाधान में किया जाता है, प्रोटीन उपज की उच्च आवश्यकताएं होती हैं और समाधान में कार्बनिक सॉल्वैंट्स होते हैं, लेकिन सभी कार्बनिक सॉल्वैंट्स को सेलूलोज़ झिल्ली के साथ अल्ट्राफिल्टेड नहीं किया जा सकता है, झिल्ली की अनुकूलता के अनुसार चयन करना आवश्यक है।

पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड (पीवीडीएफ)

पीवीडीएफ उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता, थर्मल स्थिरता और मौसम प्रतिरोध के साथ एक विशेष बहुलक सामग्री है, और इसमें अच्छी यांत्रिक शक्ति और संपीड़न प्रतिरोध है। इस झिल्ली में उच्च पारगम्यता और कम अवरोधन क्षमता होती है, यह बड़े अणुओं और ठोस कणों को अवरुद्ध करते हुए छोटे अणुओं और पानी को प्रभावी ढंग से स्थानांतरित कर सकती है। बायोमेडिसिन के क्षेत्र में, पीवीडीएफ झिल्ली का उपयोग शुद्ध प्रोटीन, सेल कल्चर, रक्त पृथक्करण आदि की तैयारी के लिए किया जा सकता है। हालांकि पीवीडीएफ अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली का प्रदर्शन अच्छा है, लेकिन इसका उपयोग अक्सर माइक्रोफिल्ट्रेशन प्रक्रिया में किया जाता है।

 

झिल्ली एपर्चर चयन

अल्ट्राफिल्ट्रेशन छिद्र का आकार अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली के महत्वपूर्ण प्रदर्शन सूचकांकों में से एक है, जो सीधे झिल्ली की पृथक्करण दक्षता और प्रवाह को प्रभावित करता है। बहुत बड़ा एपर्चर खराब निस्पंदन प्रभाव की ओर जाता है और अशुद्धियों को प्रभावी ढंग से दूर नहीं कर सकता है; एपर्चर बहुत छोटा है जिससे निस्पंदन गति कम हो जाएगी, और यहां तक ​​कि रुकावट भी हो सकती है, जिससे अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली का सेवा जीवन प्रभावित होगा। ‌

झिल्ली छिद्र आकार का चयन आम तौर पर लक्ष्य पदार्थ के आणविक भार का 3-6 गुना होता है, अधिमानतः 5 गुना, और उच्च पुनर्प्राप्ति सुनिश्चित करते हुए उच्च प्रवाह दर प्राप्त की जाती है। निम्न तालिका कुछ अनुप्रयोग परिदृश्यों में झिल्ली कैसेट के आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले एपर्चर को दिखाती है।

 

स्पर्शरेखीय प्रवाह नियंत्रण

स्पर्शरेखीय प्रवाह एक झिल्ली की सतह से गुजरने वाले और उसके समानांतर तरल पदार्थ का वेग है, जिसे आमतौर पर लीटर प्रति मिनट (एल/मिनट) या लीटर प्रति वर्ग मीटर प्रति घंटे (एल/㎡/एच) में व्यक्त किया जाता है। स्पर्शरेखा प्रवाह, स्पर्शरेखा प्रवाह अल्ट्राफिल्ट्रेशन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो झिल्ली की सतह पर द्रव के प्रवाह मोड को निर्धारित करता है, इस प्रकार निस्पंदन दक्षता और झिल्ली की सेवा जीवन को प्रभावित करता है। स्पर्शरेखा प्रवाह का फिल्टर झिल्ली की सतह पर "सफाई" प्रभाव होता है, और स्पर्शरेखा प्रवाह दर को उचित रूप से बढ़ाने से एकाग्रता ध्रुवीकरण को कम करने और फ्लक्स को बढ़ाने में मदद मिलती है। हालाँकि, बहुत अधिक स्पर्शरेखीय प्रवाह उत्पाद के अधीन कतरनी बल को भी बढ़ा देगा, जिससे उत्पाद गतिविधि में कमी आ सकती है। इसलिए, उपयुक्त स्पर्शरेखीय प्रवाह दर के चयन के लिए नमूने की सहनशीलता और निस्पंदन प्रक्रिया की आवश्यकताओं पर विचार करना आवश्यक है।

स्पर्शरेखीय प्रवाह दर काफी हद तक झिल्ली कैसेट संरचना और चयनित स्क्रीन प्रकार पर निर्भर करती है। विभिन्न आपूर्तिकर्ता अपने स्वयं के झिल्ली कैसेट की विशेषताओं के अनुसार विभिन्न स्पर्शरेखीय प्रवाह दरों की सिफारिश करेंगे। गाइडलिंग अल्ट्राफिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन द्वारा अनुशंसित स्पर्शरेखीय प्रवाह दर 4-6L/m²/मिनट है, लेकिन कुछ संवेदनशील नमूनों के लिए, यह वास्तविक स्थिति के अनुसार अनुशंसित सीमा से उचित रूप से कम हो सकती है।

 

प्रभावी ट्रांसमेम्ब्रेन दबाव (टीएमपी) नियंत्रण

टीएमपी स्पर्शरेखीय प्रवाह अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रक्रिया में एक प्रमुख पैरामीटर है। प्रभावी ट्रांसमेम्ब्रेन दबाव (टीएमपी, इकाई: बार या पीएसआई) झिल्ली के दोनों किनारों के बीच औसत दबाव अंतर को संदर्भित करता है। फ्लक्स (एल/एम²/एच, एल/एम²/एच, एलएमएच) प्रति यूनिट झिल्ली क्षेत्र में प्रति यूनिट समय झिल्ली से गुजरने वाले तरल पदार्थ की मात्रा है। स्पर्शरेखीय प्रवाह अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रक्रिया में, टीएमपी फ्लक्स से निकटता से संबंधित है।

निरंतर प्रवाह स्पर्शरेखा प्रवाह अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रक्रिया में, फ्लक्स और टीएमपी के बीच संबंध को दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है।

टीएमपी= (पिन+पाउट) /2-पीपी (पिन= फ़ीड दबाव, पाउट{4}} रिटर्न दबाव, पीपी= ट्रांसमिशन दबाव)।

दबाव से संबंधित क्षेत्र: प्रारंभ में, फ्लक्स केवल फिल्टर झिल्ली के प्रतिरोध से प्रभावित होता है, इसलिए टीएमपी बढ़ने पर फ्लक्स रैखिक रूप से बढ़ेगा।

 

दबाव स्वतंत्र क्षेत्र या जेल परत नियंत्रण क्षेत्र: टीएमपी की निरंतर वृद्धि के साथ, फिल्टर झिल्ली को धीरे-धीरे एकाग्रता द्वारा ध्रुवीकृत किया जाता है, और बढ़ी हुई टीएमपी का हिस्सा एकाग्रता ध्रुवीकरण परत के प्रतिरोध से ऑफसेट होता है, इसलिए फ्लक्स में वृद्धि धीरे-धीरे धीमी हो जाती है . अंत तक, फ़िल्टर झिल्ली पूरी तरह से एकाग्रता द्वारा ध्रुवीकृत हो जाती है, और बढ़ी हुई टीएमपी एकाग्रता ध्रुवीकृत परत के प्रतिरोध से पूरी तरह से ऑफसेट हो जाती है। इस समय, फ्लक्स अब नहीं बढ़ता है।

स्पर्शरेखीय प्रवाह टीएमपी की अनुकूलन प्रक्रिया में, फ्लक्स फ्लक्स और टीएमपी को टीएमपी के विभक्ति बिंदु को खोजने के लिए प्लॉट किया जाता है (फ्लक्स टीएमपी की वृद्धि के साथ नहीं बदलता है), और विभक्ति के मूल्य का 70-80% टीएमपी का बिंदु आम तौर पर सर्वोत्तम टीएमपी बिंदु के रूप में लिया जाता है। इस समय, फ़िल्टर झिल्ली को एकाग्रता द्वारा पूरी तरह से ध्रुवीकृत नहीं किया गया है, और फ्लक्स मान अपेक्षाकृत अधिक है।

 

लोड सत्यापन

क्षमता (एल/एम² या जी/एम²) झिल्ली क्षेत्र के प्रति वर्ग मीटर फिल्टर तरल की मात्रा या द्रव्यमान को संदर्भित करती है। निस्पंदन प्रदर्शन को मापने के लिए यह अधिक महत्वपूर्ण संकेतकों में से एक है। विभिन्न तरल पदार्थों का भार बहुत भिन्न होता है, भले ही एक ही तरल (जैसे टीके) का उपयोग किया जाता है, विभिन्न निर्माताओं की विभिन्न प्रक्रियाओं के कारण, फ़िल्टर चयन और लोड और अन्य प्रदर्शन संकेतक समान नहीं होते हैं।

 

विभिन्न झिल्ली क्षेत्रों के लिए गाइडलिंग अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली कैसेट की अनुशंसित क्षमता निम्नलिखित है।

प्रक्रिया निर्धारित करने से पहले, अनुसंधान और विकास प्रयोग किए जाने की आवश्यकता होती है, और {{0}}.11m² या 0.5m² झिल्ली कैसेट आमतौर पर अनुसंधान और विकास चरण में उपयोग किए जाते हैं। उदाहरण के तौर पर 10kd 0.11㎡ झिल्ली कैसेट के भार को निर्धारित करने के लिए, 2L तरल को संसाधित करने के लिए 45 मिनट के लिए 1{10}}kd 0.11m² झिल्ली कैसेट का उपयोग करके प्रारंभिक परीक्षण लेना। प्रक्रिया समय पहले निर्धारित किया गया था, और निर्दिष्ट तक टीएमपी <1.0बार के परीक्षण दबाव के साथ क्रमशः 4 एल, 5 एल और 6 एल का प्रसंस्करण समय दर्ज किया गया था। प्रक्रिया का समय पूरा हो गया था. इस समय, संबंधित प्रसंस्करण क्षमता अनुमानित प्रक्रिया समय में 10kd 0.11m²झिल्ली कैसेट का अधिकतम भार है। वास्तविक उत्पादन में आनुपातिक प्रवर्धन किया जा सकता है।

यदि आप गाइडलिंग अल्ट्राफिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन कैसेट के लोड के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो आप अधिक गहन चर्चा के लिए हमसे संपर्क कर सकते हैं।

 

गाइडलिंग के बारे में

गाइडलिंग टेक्नोलॉजी एक राष्ट्रीय उच्च तकनीक उद्यम है जो बायोफार्मास्यूटिकल्स, सेल कल्चर, बायोमेडिसिन, निदान और औद्योगिक तरल पदार्थों की शुद्धि और एकाग्रता पर ध्यान केंद्रित करता है। हमने सेंट्रीफ्यूगल फिल्टर डिवाइस, अल्ट्राफिल्ट्रेशन और माइक्रोफिल्ट्रेशन कैसेट, वायरस फिल्टर, टीएफएफ सिस्टम, डेप्थ फिल्टर, हॉलो फाइबर आदि सफलतापूर्वक विकसित किए हैं, जो बायोफार्मास्यूटिकल्स, सेल कल्चर आदि के अनुप्रयोग परिदृश्यों को पूरी तरह से पूरा करते हैं। हमारे झिल्ली और झिल्ली फिल्टर व्यापक रूप से पूर्व-निस्पंदन, माइक्रोफिल्ट्रेशन, अल्ट्राफिल्ट्रेशन और नैनोफिल्ट्रेशन की एकाग्रता, निष्कर्षण और पृथक्करण में उपयोग किए जाते हैं। छोटी, एकल-उपयोग प्रयोगशाला निस्पंदन से लेकर उत्पादन निस्पंदन सिस्टम, बाँझपन परीक्षण, किण्वन, सेल संस्कृति और अधिक तक हमारी कई उत्पाद लाइनें, परीक्षण और उत्पादन की जरूरतों को पूरा करती हैं। गाइडलिंग टेक्नोलॉजी आपके साथ सहयोग करने के लिए तत्पर है!