[发明专利]自动模块化过滤系统

说明书

一种自动模块化过滤系统，其特别是用于小体积切向流过滤过程，包括被形成为分离组件的多个过滤模块(10)。每个过滤模块(10)包含至少一个单独过滤单元(12)，其被设计用于独立于过滤系统的其他过滤单元(12)执行过滤过程。每个过滤模块(10)包括用于接收第一类型流体的第一输入端口。第一类型流体是专用于单独过滤单元(12)中执行的相应过滤过程的过程流体。每个过滤模块(10)包括用于接收第二类型流体的第二输入端口。第二类型流体是非专用于单独过滤单元(12)中执行的相应过滤过程的系统流体。每个过滤模块(10)包括用于输出未使用的系统流体的排出端口，第二输入端口和排出端口被设计用于建立模块间连接，使得系统流体可以从过滤系统的一个过滤模块(10)转送至相邻过滤模块(10)。模块化过滤系统还包括至少一个控制单元(14)，其被设计用于共同控制在单独过滤单元(12)中执行的过滤过程。

本发明涉及自动模块化过滤系统，特别是用于小体积切向流过滤过程。

在生物制药领域，超滤(UF)和渗滤(DF)通常用作制品浓缩和/或缓冲液交换的下游处理步骤。UF和DF处理两者的基础是用膜过滤，这会保留制品并且使得非目标分子(例如水、盐、残留物等)能够通过膜流至废物。UF最常用于浓缩稀释的制品流，而DF最常用于将制品交换到所需的缓冲液中(例如，从洗脱缓冲液交换到最终的制剂缓冲液中)。

在UF期间，使用选定孔隙尺寸的膜(过滤器)基于尺寸分离溶液中的分子。根据切向流过滤(TFF)的概念，进给流平行于膜表面流动并且连续地再循环穿过膜，主要目的是从进给流中去除过量的水和缓冲液。平行于膜流动的目标分子作为保留制品(“回流物”)离开，而由于作为驱动力的跨膜压力(TMP)而引起的不需要的分子(例如水或缓冲液组分)作为废物(“渗透物”)穿过膜。

DF的基本设置类似于UF的基本设置。DF通常用于在恒定体积下改变所保留溶液的化学性质。不需要的颗粒穿过膜，同时通过添加替代溶液将进给流的组成改变为更理想的状态。因此，DF缓冲液以与渗透物离开系统相同的速率进给到回流物容器中(与UF过程不同，其中没有缓冲液添加到系统，或者在至少一个浓缩(UF)阶段之前或之后添加DF缓冲液)。

对于大多数UF/DF过程，执行一系列限定的步骤，包括消毒和使用前测试、校准、浓缩、渗滤、制品回收(收获)、清洁和使用后测试以及存储。

当使用可重复使用的膜时，通常保持在过滤器盒中的膜的清洁或消毒是必要的。在不重复使用膜的情况下消毒也是可选的，以减少污染或降低生物负荷。与膜结构材料相容的消毒溶液通过膜再循环达限定的接触时间，以便在与制品接触之前从系统中去除任何微生物污染。此后，执行水通量测试。用水冲洗膜和系统，并且在初始使用之前测量膜的标准化水渗透性(NWP)以获得通量和压力基线。如果没有适当地清洁膜使得孔被部分堵塞，或者如果膜在储存或消毒期间受损，则测量的NWP值将显著偏离膜的初始NWP值。在将制品本身引入系统中并且如前所述执行超滤和渗滤之前，使用适合于制品的缓冲溶液或水在完整性测试中“校准”包括膜的过滤器盒。

然后从系统中回收经浓缩和渗滤的制品。还可以执行使用渗滤缓冲液冲洗包括膜的系统，以回收由膜和由UF/DF设备保持的任何残留制品。如前所述，由于成本原因，UF和DF膜通常重复用于多个产品批次(即，循环)。因此，使用后膜清洁和用于评估清洁效果的测试对于确保膜可以被接受用于继续使用是重要的。通常，用于使用前消毒步骤的相同程序和溶液也用于使用后清洁步骤。

在每个处理批次之后，在使用后膜清洁步骤之后再次测量膜的NWP。通过将使用后NWP值与先前和/或初始NWP值进行比较，确定膜被清洁的有效程度。NWP通常随着膜的重复使用而降低，这可能对随后的实验过程不利。如果没有立即跟随另一处理批次，则将膜储存在溶液中，这会防止膜在储存时段期间变干并且被微生物污染。