Skip to Primary Navigation Skip to Site Navigation Skip to Main Content All 3M.com Site Map

Zeta Plus™ Dieptefiltratie en Alternatieve Technologieën voor Celkweek-Clarificatie

De productie van therapeutische proteïnen wordt steeds geavanceerder om te kunnen voldoen aan de recente vraag naar grotere celdichtheden, verbeterde productiviteit, grotere flexibiliteit, lagere fabricagekosten met betere opbrengsten.

Na de fermentatie is de eerste zuiveringsstap, waarbij de cellen en/of het celdebris worden gescheiden van extracellulair geproduceerde proteïnen, cruciaal. Deze stap moet robuust zijn. In het algemeen wordt er een keuze gemaakt tussen Zeta Plus-dieptefiltratie, tangentiële flowfiltratie (TFF) en centrifugeren.

Deze technologieën moeten meerdere belangrijke prestatiekenmerken hebben:

Als u een van deze toepassingen of uw specifieke vereisten wilt bespreken met een van onze technici, kunt u contact met ons opnemen

De 3M™ Zeta Plus-filtersystemen zijn verkrijgbaar vanaf capsules met 25 cm2 (BC25) werkzaam oppervlak tot 16''-cartridges van productieafmetingen of het volledig disposable 3M™ Zeta Plus™ Encapsulated Systeem (EZP).

Bij scale-up experimenten wordt een constante flux gebruikt (stroomsnelheid per eenheid oppervlak), die vervolgens, onder gelijkblijvende condities, wordt opgeschaald naar volledige grootte.

Tangentiële flowfiltratiesystemen kunnen ook op een kleine schaal worden geëvalueerd. De gevonden gegevens worden gebruikt voor de specificatie van systemen op productieformaat. Om een nauwkeurige bepaling van de afmetingen voor TFF-systemen te verkrijgen, moeten er testfilterapparaten worden gebruikt die dezelfde stroombaanlengte hebben als de te gebruiken productiesystemen.

Bij centrifugeren is opschalen moeilijker. Om de juiste informatie voor opschalen te verkrijgen, moet een apparaat met dezelfde g-krachten en dezelfde flow path configuratie worden gebruikt.

  • De kwaliteit van de celscheidingstap heeft invloed op de verwerking downstream.
  • Zeta Plus-dieptefilters en TFF-systemen produceren een filtraatkwaliteit van hoog niveau.
  • Centrifuges scheiden celdebris op basis van dichtheid.
  • Omdat de dichtheid van hele cellen varieert, kan de kwaliteit ook variëren. Vaak is er verdere clarificatie met een polishing filter nodig.

Opbrengst heeft een rechtstreekse invloed op de kosten. Bij TFF-systemen en centrifuges kan de productopbrengst beperkt worden. Als er centrifuges worden gebruikt die vaste stoffen uitscheiden, is de droogte van de vaste stof 50-70%, waardoor de productopbrengst 30-50% lager wordt. TFF-systemen worden beperkt door de volumeconcentratiefactor (VCF) die zorgt voor een totale opbrengst van 90%, oftewel een productopbrengstverlies van 10%. Zeta Plus-dieptefiltratiesystemen werken met een directe stroom en eventueel resterend product wordt doorgespoeld met een recovery wash na de filtratie. Het disposable 3M™ Zeta Plus™ Encapsulated System (EZP) heeft een restvloeistofvolume van minder dan 100 ml voor 11 m2 werkzaam oppervlak, waardoor de opbrengsten hoog zijn en de restvolumes laag.

Als er grotere volumes moeten worden verwerkt, of als er rekening moet worden gehouden met variaties in de fermentatie, hoeft alleen het filteroppervlak van de Zeta Plus-dieptefiltratiesystemen te worden uitgebreid. Het systeem wordt vaak ingezet als de voorkeurs platformtechnologie.

TFF-systemen voor celscheiding worden geoptimaliseerd en moeten opnieuw worden geoptimaliseerd voor andere processen en volumes. De afmetingen van centrifugesystemen zijn ook afgestemd op specifieke procesparameters. Het is niet eenvoudig om centrifugecapaciteit uit te breiden als de batchgrootte toeneemt.

Zeta Plus is erg flexibel verkrijgbaar met traditionele roestvrijstalen behuizingen, of als volledig disposable Zeta Plus Encapsulated System.

TFF zijn verkrijgbaar in disposable systemen, maar zijn in het algemeen beperkt tot kleinere volumes.

Disposable centrifuges zijn ook beperkt als het gaat om de fermentatievolumes die zij kunnen verwerken.

Samengevat: voor celscheiding na fermentatie kunnen verschillende technieken worden gebruikt.

Hieronder in tabel 1 ziet u een overzicht van de vergelijkingen.

Onderwerp Zeta Plus Dieptefilter Cartridges Disposable Dieptefilter Cartridges Zeta Plus Encapsulated Systeem TFF Centrifuge
Scale-up Ja, lineair Ja, lineair Ja, lineair Moeilijk
Kwaliteit van effluent Uitstekend Uitstekend Mogelijk extra filtratie nodig Extra filtratie nodig
Opbrengst Uitstekend>95% Uitstekend>95% Goed, mogelijk diafiltratie nodig Afhankelijk van droogte vaste stof
Systeemflexibiliteit Up- en downscaling Up- en downscaling Moeilijk op te schalen Geen - vast design
Vast procesdesign Nee Nee Ja Ja
Dwarskrachten Laag Laag Gemiddeld Hoog
CIP-validatie Ja Niet vereist Complex, hergebruik membranen Complex, mogelijk demontage nodig
Cross Batch contaminatie Nee, filters voor eenmalig gebruik Nee Ja, hergebruik membranen Ja, complexe CIP
Mogelijkheid tot SIP Ja Nee Nee Ja
Investeringskosten Laag Laag Hoog Hoog
Onderhoudskosten Laag Laag Gemiddeld Hoog
Verbruiksmaterialen Gemiddeld, filter Gemiddeld Laag/Hoog, afhankelijk van levensduur membranen Gemiddeld, energieverbruik
Disposable systemen Nee Ja, eenvoudig te gebruiken Ja Beperkt