制备工艺规模色谱柱的技巧

色谱柱已经使用多年,以成功地表征,纯化和制造用于食品和药物工业的产品。从实验室规模扩大到工艺规模的净化是制药行业**重要的制造活动之一。但是,这项活动存在许多挑战。一些问题从列选择开始,并顺利过渡工作流协议。色谱柱的尺寸范围从实验室规模的几毫米到工艺规模的两米或更多。对于较大直径的柱,可能出现介质填充,压力和流动不规则的问题。在这里,我们将讨论从小型列转换到较大型列时的一些关键注意事项。

优化程序

放大时,虽然化学反应通常保持一致,但程序上的差异往往被忽视。所用设备尺寸的差异将需要改变该方法的某些方面。例如,直径为0.5-5cm的小规模柱可以包括开放系统,其中操作者将柱顶部关闭以添加介质。净化过程可能是通过手动压缩的流动包装。当以中试规模进行时,色谱柱的直径可能为10-45厘米,但包装程序仍可与实验室规模相媲美。转向工艺规模,直径2米的色谱柱通常采用现场包装技术,无需拆卸顶部流量适配器(封闭系统)即可添加介质:在这些较大的尺寸下,活塞通常非常重且可以需要一个升降机才能抬起它。此外,cGMP制造空间通常使用封闭系统来避免污染。尽管化学性质保持不变,但从发现到工艺规模的条件在程序上可能非常具有挑战性。

包装工艺规模列

包装工艺规模的专栏可以成为一门艺术,而不是一门科学。通常,每个制造步骤都有不同的物理限制(空间考虑,天花板高度和泵尺寸等),并且需要改变供应商推荐的程序。此外,大量可用介质排除了针对不同实验情况的“一刀切”程序。除此之外,紧迫的期限通常要求包装“**次正确”。

那么,如何实现一个包装良好的列?尽管细节经常变化,但几个重要原则仍然相同。例如,压力和流量之间的关系以及了解树脂临界速度(压力 - 流量关系不再是线性的点)在放大期间非常重要。了解柱壁支撑也很重要。随着柱的直径增加,壁支撑减少。小柱具有更高的表面积与介质比率,这意味着更大部分的介质接触壁有助于支撑床,因为它抵抗流动的压缩效应。该比率在较大的柱中减小,因此临界速度也降低。对于具有**小背压的变化的流速稳定的柱床也需要填充到适当的压缩系数。虽然过度压缩的床可能不会在高流速下进一步压缩,但增加的压缩导致差的不良和更高的总背压。通常情况下,可能被忽视的小事情往往会在转换到制造规模时产生**多的问题。

提示:使用前,色谱柱应清洁,并检查组件是否有损坏。按照制造商的说明组装色谱柱并按照建议进行流体静力学完整性测试。

树脂填充良好

一个包装良好,均匀的床提供**佳的分离。目标是巩固介质,使其在顶部和底部之间以及从中心到柱壁之间是均匀的。填充良好的床的原因是为了保持产品的产量和运行之间的可重复性,以**大限度地减少批次之间的差异,并**大限度地延长床的稳定性。填充介质的不规则性会导致床内流动不均匀和压力变化导致背压增加。所有这些都可以改变峰保留时间和/或引起峰展宽,导致产物收率和产品质量的损失。柱填料的一致性导致成功的制造工作流程。

提示:如果可能,将您的色谱柱装配并装入要运行它的同一个房间。如果色谱柱在环境温度下组装并随后移**冷室,反之亦然,请检查配件和密封件,因为组件材料会发生不同的膨胀。这通常会影响密封或引起结构中的应力或收缩。

再现性**关重要

在工艺规模上,您可能会在更换柱床之前执行10-100次运行。由于重复使用,均匀填充色谱柱带来的重现性**关重要。话虽如此,打包两米柱并不是一件容易的事。有不同的就地包装方法需要考虑,例如流动填料,失速填料和动态轴向压缩(DAC)。在DAC中,活塞可以通过连接到中心活塞轴的外部电机向上或向下驱动。虽然所有这些方法都具有优点和含量,但通过压力或流量进行填充会导致床压缩和柱体积的变化,这将影响填料的再现性和床稳定性。使用DAC时,不需要高流量或高压力来填充色谱柱。DAC还可以提高床的均匀性和效率,同时速度非常快,只需一个填料步骤。它可以与可压缩和不可压缩的介质一起使用,使其成为任何类型的色谱树脂的通用包装方法。DAC可轻松扩展,在自动化方面表现良好,可确保再现性。这种方法的主要挑战是需要知道精确的浆料百分比和床高,但是有详细记录的计算这些变量的方法。根据您的情况选择正确的方法需要一些功课。重要的方面是获得均匀的填充柱,以确保重现性。DAC可轻松扩展,在自动化方面表现良好,可确保再现性。这种方法的主要挑战是需要知道精确的浆料百分比和床高,但是有详细记录的计算这些变量的方法。根据您的情况选择正确的方法需要一些功课。重要的方面是获得均匀的填充柱,以确保重现性。DAC可轻松扩展,在自动化方面表现良好,可确保再现性。这种方法的主要挑战是需要知道精确的浆料百分比和床高,但是有详细记录的计算这些变量的方法。根据您的情况选择正确的方法需要一些功课。重要的方面是获得均匀的填充柱,以确保重现性。

提示:一旦定义了生产规模,请确保您有一个反映较大规模的小规模流程。当需要验证,差异调查,故障排除和持续改进时,这会派上用场。

媒体选择

在媒体方面有很多选择,值得探索可用的内容。今天的树脂在开发时考虑了大规模的净化。有些提供独特的选择性,高回收率,多功能性以及在较高流速下的低背压。 Bio-Rad提供的Nuvia™cPrime™是这些多功能树脂之一。此外,一些公司在工艺规模上提供包装和色谱柱解决方案。探索前期可用的不同选项将为您节省时间。

提示:介质细粉或碎片会导致色谱柱堵塞并增加整体背压。删除媒体罚款或碎片的**佳方法之一是首先不创建它们。避免过度搅拌介质,因为搅拌会剪切珠子并产生细粉。特别遮挡底部柱筛的细粒可导致峰轮廓改变和分辨率降低。

问专家

好消息是,几家过程级媒体供应商不仅销售他们的媒体,还提供定制解决方案,以扩大净化工作流程。Bio-Rad等公司专注于与客户合作,通过确保他们拥有成功包装和使用色谱介质所需的知识来优化其中试或小规模纯化工艺。虽然扩大工作流程的过程看起来令人生畏,但与专家合作可以帮助您轻松成功地完成制造之旅。

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