深层过滤技术在生物制药工艺中的应用研究

[摘要]现今生物制药在社会中应用越来越广泛，并且在生物制药中，深层过滤的技术为生物制药发展提供了帮助。为了进一步使生物制药的应用更加科学有效，本文从深层过滤在生物制药的应用现状入手，就深层过滤存在的一些问题提出解决的策略。

[关键词]深层过滤；生物制药；应用研究

在生物制药广为流行的大背景下，为了使深层过滤技术更好的适应社会对于生物制药的要求，就需要加强对其研究，以此促进深层过滤在生物制药的应用上更加符合社会的需要，也能够对规范我国制药行业产生一定的指导意义。

一、深层过滤在生物制药的主要形式

（一）过滤器材澄清发酵液

发酵液澄清技术是指在结束了发酵之后，将粗分离后的料液根据不同机理分离的一种工艺。目前，这种建立在物理分离的技术在生物制药行业已经开始广泛应用。但是这种分离后的料液里依然会混合一些其他的成分，比如在料液里会残余一些细胞、胶体物质、细胞碎片等。这些成分都包含了负电荷。如果在此时运用ZEATPLUSS系统再进行表面过滤，即通过滤材表面的缝隙实现对颗粒的捕捉，此时深层过滤的产品就可以很容易的收集这些有效成分，并且在经过有机的结合后形成新的功能产品。

要实现料液的澄清过滤，首先就要求用统一布置的有上下孔径的滤材，其中滤网包括薄膜、拦截和静电吸附等。通过药企的实践证明，这种方式压降的幅度很小，但是这种过滤的方式是非常有代表性的一种方式。结合表面过滤理论之后，可以很容易了解到通过这些过滤器材的使用，可以使过滤的效率得到很大的提升。

（ 二） 除热原过滤方式

热原这个词在生活中应用的不多，但它实际上就是人们常说的内毒素。内毒素主要是细胞的碎片构成的，主要在细胞颗粒中的阴性细菌外壁产生，它主要是一种脂多糖物质。

一般来说，除热原的过滤方式主要是由纤维构成滤材，由于细胞结构的极其渺小，因此在热原的处理上难度相对比较大。显然在过滤介质内部的空隙应该要远远大于被过滤的物质直径，但是直径又不能大于不需要的那些物质的直径大小。所以依靠简单的器材过滤往往不能达到除去热原的目的。

因此，除热原并不是在料液里清理热原。因为这种方法很难产生有用的效果，并且如果采用这种方法还需要较大的介质来进行过滤作用。显然这种方式会耗费大量的人力损耗。而采用ZETAPLUSP则可以有效地解决热运动和流体的动力给过滤带来的难度。并且由于热源往往会在通道壁面残余一些料液中的细小杂质，为了解决这些问题，在料液中使用静电吸附以及机械拦截的方法来使颗粒在静电吸附力和表面张力的作用下有效地到拦截。这就是料液处理中的热源过滤方式。

（三） 小分子精制技术

在深层过滤中，还有一种比较常用的方式是小分子精致技术，这种方式主要应用于抗生素类的小分子药品上。因为在抗生素制作上，依靠前面的两种方式都不能取得有效的成果。

在抗生素制作过程中，采用传统的2深层过滤技术以及使用滤材的方法都难以奏效。这使得小分子制作技术有了施展的空间。因为在抗生素制药工艺的过程中，药物要取得良好的疗效药物本身对于过滤介质的要求特别高，否则在大量大分子环境下，加上一些残留在精制过程的一些杂质，将会使药品的质量受到很大的不良影响。为了提高过滤产品的纯度，就可以用小分子精致技术将大分子残余物去除掉。

二、深层过滤在生物制药存在的问题

（一）行业内尚未建立有效的资源共享机制

由于药业行业自身的特殊性，掌握了技术就相当于掌握了财富。基于这个原因，学术资源的共享和商业价值下要求的“技术垄断”产生了比较大的矛盾。这在很大程度上，使得我国在行业并没有建立有效的过滤技术共享机制。

这种现状使得行业内对于过滤技术的掌握上良莠不齐，由于缺乏有效的资源共享机制，药企自身很难知道自身对于过滤技术的掌握程度在整个行业的水平如何。这在另一方面也使得药企难以在行业技术水平提升的同时加紧对自身过滤水平的提高，这也使得部分过滤水平不达标的企业也在市场中存在。这一方面使得药品质量存在安全隐患，另一方面也加重了制药企业之间的不公平竞争。

（二）过滤研究机构不健全

目前，在我国的并没有建立完善的过滤技术研究机构，这种不完善无论是从科研领域还是学术领域来说，这种情况都表现的比较明显。

相反专注于生产过滤技术的厂商则显得特别多，这和不完善的科研体系对比的话，则显得科研力量和生产力量发展很不平衡。虽然在生产过滤技术的厂商内会有研究过滤技术的研究小组，但是由于这种形式的研究小组缺乏再学习的机会，并且厂商之间技术部门之间的联系和交流相对较少。因此他们在进行研究的过程中往往难以摆脱旧的思维模式，难以取得具有突破性的技术成果。

（三）过滤过程的复杂性和瞬态性难以有效控制

在过滤过程中，精密过滤中的压差问题以及流速问题是影响整个过滤效果的重要因素。虽然近些年在这些领域已经取得了不错的成绩，但是依然存在着很多的问题。比如对于过滤过程中瞬态的一些变化就难以有效的加强控制。

生物制药工艺中的过滤过程一直都是复杂的，这种复杂一方面是由于需要去除的杂质种类多样导致的，另一方面也是在过滤过程中对于过滤中出现的瞬态性把握不准导致的。由于药物在过滤的过程中并不总是按照预期的结果一样的，很多时候往往会出现一些瞬态的变化。而这种变化如果处理不当的话，那将可能使药物的药效受到很大的影响。

三、如何进一步有效使用深层过滤技术

深层过滤在生物制药的过程中发挥了重要的作用，但与此同时有一些问题也不可避免的出现在实际的生产过程中。为了进一步使深层过滤技术在生物制药中发挥作用，本文接下来将就如何进一步有效利用深层过滤技术提出相关的策略。

首先需要做好的一点就是加强行业内关于过滤技术的实质流，在通过不同企业间的交流中真正促进过滤技术的进步。因为加强交流的同时并不只是使对方企业受益，药企自身应该树立起相互学习的心态。其次，在整个过滤工艺领域，应该要建立起完善的研究机构。建立的研究机构一方面是将新进的科研成果投入于过滤技术的实际生产中，另一方面也是为了使过滤技术能够研究出新的成果，从而使新的科研成果可以有效应用到新的生产环境，在此基础上用新的科研成果突破过滤技术上存在的技术难题。最后相关的工作人员应该要能够在实际的生产中积累经验，将深层过滤过程中瞬态变化的一些经验加以总结，用实际的经验来做好应对深层过滤中可能会出现的问题。

结束语

在现今的制药条件下，制药过程中重要会用到两种工艺，表面过滤和深层过滤。但是由于有的药品有特殊的需要，加上我国对于深层过滤技术掌握的程度并不够精准。因此在制药的工艺上往往还会出现一些问题。这些问题可以通过行业交流、加强科研建设、做好工作积累的方式来解决。当深层过滤的这些技术性难题得到解决之后，相信在今后的生产中深层过滤的作用将会发挥的更加明显。

参考文献

[1]吴章平，李桂水.深层过滤的研究及评述[J].过滤与分离，2003，03：25-28.

作者简介

蔡琳琳（1986年-），女，籍贯江苏南通，学士学位，工艺工程师，主要从事医药化工工艺工程设计工作。