本發(fā)明涉及用于連續(xù)的緩沖或介質(zhì)交換的超濾單元，用于超濾單元中的連續(xù)的緩沖或介質(zhì)交換的方法，以及具體用于生物制藥和生物大分子產(chǎn)品（具體諸如蛋白質(zhì)，例如單克隆抗體和疫苗）的（半）連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)施，其包括根據(jù)本發(fā)明的超濾單元。

現(xiàn)有技術(shù)

在應(yīng)用意義上，連續(xù)操作意味著將供給流輸入生物反應(yīng)器和從生產(chǎn)設(shè)施移除產(chǎn)品流在不存在停頓的情況下發(fā)生，并且許多步驟可以是半連續(xù)的。

經(jīng)嚴格控制的藥物生產(chǎn)需要大量時間、技術(shù)和人力，以便準備經(jīng)凈化和滅菌的生物反應(yīng)器以及確保無菌的產(chǎn)品。為了可靠地避免在多用途設(shè)施的產(chǎn)品更換中的或在兩個產(chǎn)品批次之間的錯流污染，除了清潔之外，需要非常費時費力的清潔確認，如果必要的話，在過程修改期間必須重復(fù)該確認。

這既應(yīng)用于上游處理USP，即，在發(fā)酵罐中生產(chǎn)生物產(chǎn)品，也應(yīng)用于下游處理DSP，即，發(fā)酵產(chǎn)品的提純。

在發(fā)酵時，無菌環(huán)境正是成功培養(yǎng)所必需的。為了分批式或補料分批式發(fā)酵罐的滅菌，常規(guī)使用SIP（SIP即現(xiàn)場滅菌）技術(shù)。

由準備程序?qū)е碌姆磻?yīng)器停機時間可與反應(yīng)器的能力量級大致相當(dāng)，特別是在利用時間短及產(chǎn)品更換頻繁的情形中。在USP中，生物技術(shù)生產(chǎn)（例如，介質(zhì)準備和發(fā)酵的過程步驟）受到影響，并且在DSP中，增溶、冷凍、融化、pH調(diào)整、產(chǎn)品分離（例如通過層析、沉淀或結(jié)晶）、緩沖交換以及病滅活受到影響。

為了滿足快速靈活地重新裝載生產(chǎn)設(shè)施的要求，同時保持最大的清潔度和滅菌度，優(yōu)選具有一次性技術(shù)的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)計在市場上享有不斷增長的關(guān)注。

WO2012/078677描述用于通過層析法連續(xù)準備生物制藥產(chǎn)品的方法和設(shè)施，及其在生產(chǎn)設(shè)施中的集成，特別是在一次性設(shè)施中。雖然WO2012/078677提供了用于連續(xù)生產(chǎn)生物制藥產(chǎn)品和生物產(chǎn)品的途徑，但所公開的方案在實踐中存在不足。

用于生產(chǎn)生物制藥和生物產(chǎn)品的方法通常包括以下相連在一起的生產(chǎn)步驟，

1. 灌注培養(yǎng)

2. 細胞停留系統(tǒng)，

并且，替代步驟1和2的是流加培養(yǎng)。

3. 細胞分離

4. 緩沖或介質(zhì)交換，優(yōu)選伴有濃縮

5. 優(yōu)選通過滅菌過濾減小生物負載

6. 俘獲層析

通常執(zhí)行進一步的步驟以便進一步提純產(chǎn)品流，具體是：

7. 病毒滅活

8. 中和

9. 可選地進一步減小生物負載（滅菌過濾）

鑒于生物制藥生產(chǎn)中的高品質(zhì)標準，這些步驟后面通常還跟隨有以下步驟：

10. 中級層析和精細提純

11. 減小生物負載，例如，滅菌過濾

12. 病毒過濾

13. 緩沖交換及優(yōu)選地濃縮

14. 滅菌過濾。

在上述生產(chǎn)過程中，在具有營養(yǎng)液的發(fā)酵罐中的細胞生產(chǎn)生物產(chǎn)品。在此情形中，營養(yǎng)液也是微生物（諸如細菌和孢子）的理想生長介質(zhì)。

因而，一個問題是降低在隨后過程步驟中微生物污染的風(fēng)險。過程越長，特別是在連續(xù)過程中，解決此問題就越加至關(guān)重要。在蛋白質(zhì)的生產(chǎn)中，在至少一個過程步驟中，執(zhí)行產(chǎn)品溶液的緩沖或介質(zhì)交換（=緩沖交換）。

此外，有時對許多過程步驟來說必須對供給流/產(chǎn)品流的一個或更多個參數(shù)（具體是濃度、體積/流速、pH和傳導(dǎo)性）進行費時費力的調(diào)整。具體地，各種層析步驟可使對供給流的一個或更多個參數(shù)的新調(diào)整成為必需。此外，對于連續(xù)過程，優(yōu)選必須找到連續(xù)過程方案。

WO2012/07867未給出緩沖或介質(zhì)交換和供給流的調(diào)整的（特別是剛好在層析單元之前的）細節(jié)，從而使得所公開的連續(xù)設(shè)施的適用性受限于不需要特定的調(diào)整（特別是關(guān)于濃度、pH和傳導(dǎo)性）的層析。

在現(xiàn)有技術(shù)水平下，緩沖交換被認為是在分批式過程中調(diào)整供給參數(shù)的措施。通常，使用具有超濾膜的分批式透濾裝置。就此，產(chǎn)品溶液最初位于容器中。溶液經(jīng)由超濾膜被泵送至回路中，其中，產(chǎn)品盡可能多地被膜保留，而鹽/緩沖液作為滲透物通過膜被移除。產(chǎn)品容器中的填充水平通常保持恒定，因為滲透體積被替換成沖洗流體。于是，如下理想地計算產(chǎn)品中鹽的剩余濃度：

C=Co*exp（沖洗體積/體積產(chǎn)品溶液），其中，Co是鹽的初始濃度。在文獻中此過程一般被不正確地稱作連續(xù)透濾，但它是分批式過程，因為供給流未被連續(xù)供給到容器并且為從容器連續(xù)地移除產(chǎn)品流。這是由于緩沖液被連續(xù)地供給到系統(tǒng)直到該批被處理完的事實[Alois Jungbauer, "Continuous downstream processing of biopharmaceuticals", Trends in Biotech., 2013 (8), 479-492, WO2009017491]。

超濾模塊也用于血液透析、血液過濾和血液透濾。血液透析與其他超濾方法的區(qū)別在于，它是純粹的擴散性而非壓力驅(qū)動的過程。但是，在過程技術(shù)方面，血液透析也是分批式過程，其中，人體可被視作產(chǎn)品容器，并且患者血液照例必須被沖洗若干小時。此外，在現(xiàn)有技術(shù)水平下，已知透析在實驗室中用于對蛋白質(zhì)溶液進行脫鹽和緩沖交換。但是，由于被認為是緩慢的擴散，透析僅是用于較小實驗室體積的方法[ThermoScientific http://www.piercenet.com/browse.cfm?fldID=5753AFD9-5056-8A76-4E13-5F9E9B4324DA, CN102703550]。

動態(tài)透析利用流體動力學(xué)以增加透析的速率和效率。通過循環(huán)樣品和/或透析液，生產(chǎn)可能的最高的濃度梯度，以便相當(dāng)大地縮短透析時間。來流的另外的優(yōu)點是防止膜臟污，同時在許多情形中產(chǎn)生壓力差。此額外的驅(qū)動力增大跨過半滲透膜的低滲性傳質(zhì)速率，并許可透析程序期間的樣品濃縮。根據(jù)應(yīng)用，有兩種基本方法，其中，透析流和樣品可以是靜態(tài)的或流動的。出于各種原因并且處于各種目的，在動態(tài)透析中使用這些方法。在現(xiàn)有技術(shù)水平下，如果樣品流動，則其在包括產(chǎn)品器皿的循環(huán)系統(tǒng)中被傳送[http://de.spectrumlabs.com/dialysis/Dynamic.html]。此方法也是分批方法。

在應(yīng)用的意義上，連續(xù)透濾意味著供給流和沖洗流被連續(xù)地供給到超濾單元中。在應(yīng)用的意義上，半連續(xù)操作意味著一般被理解為分組或分批提純的操作，即，來自一個或更多個容器的一組或多組蛋白質(zhì)溶液被連續(xù)地供給到超濾單元中，其中，在此，沖洗流體也被連續(xù)地供入。

在現(xiàn)有技術(shù)水平下，實際的連續(xù)透濾可通過在并流或逆流中將若干個透濾級連接在一起來起作用。但是，此時的裝備成本相應(yīng)地高[Alois Jungbauer, "Continuous downstream processing of biopharmaceuticals", Trends in Biotech., 2013 (8), 479-492]。

尚未已知存在用于調(diào)整供給參數(shù)，具體是用于產(chǎn)品流的緩沖交換的簡單連續(xù)方案。

US4963264A公開了可用于提純抗體的層析單元和方法。使用中空纖維模塊。以逆流方式供給產(chǎn)品和沖洗溶液，其中，溶液不循環(huán)。憑借親和吸附劑，目標種類被提取到膜的另一側(cè)，并因此在滲透物中被取回。在特定實施例中，US4963264A稱，對于一些實驗，使用反壓裝置，以便設(shè)定可變的壓力，未給出進一步細節(jié)。

US3582488A公開了用于層析、緩沖交換和/或生物種類（例如蛋白質(zhì)）的濃縮的單元和方法。對此，使用平膜模塊并且在小通道（其也可被視作毛細管）中運送流。以逆流方式操作單元。US3582488A描述了一種作為出口中的壓力裝置的夾具，以便通過產(chǎn)生凈流實現(xiàn)產(chǎn)品濃縮，但是未實現(xiàn)緩沖交換的改進。

KURNIK et al.公開了一種在不需要調(diào)節(jié)出口流量以控制凈流量的，憑借逆流層析利用串聯(lián)連接的若干個中空纖維膜模塊進行的蛋白質(zhì)緩沖交換?？蓪崿F(xiàn)100倍增濃（KURNIK RONALD T ET AL: "Buffer exchange using size exclusion chromatography, countercurrent dialysis, and tangential flow filtration: Models, development, and industrial application", BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING - COMBINATORIAL CHEMISTRY, WILEY, NEW YORK, NY, US, Vol. 45, No. 2, 1st January 1995 (1995-01-01), pages 149-157, XP002311649）。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，第一個問題在于提供一種方案使通過緩沖交換產(chǎn)品流的調(diào)整成為可能，具體是調(diào)整連續(xù)產(chǎn)品流的濃度、pH和/或傳導(dǎo)性。具體地，所述方案應(yīng)該是靈活的，并且使調(diào)整產(chǎn)品流以滿足一個或更多個不同層析提純步驟的要求成為可能。

通過下述方式解決所述問題，即，利用至少一個以并流、逆流或錯流操作的中空纖維超濾模塊（=毛細管超濾模塊），優(yōu)選逆流地，優(yōu)選是超濾單元中的血液透析模塊，產(chǎn)品流（=供給流）和沖洗流體（=透析液）所述模塊中流動，其中，在不在中心纖維超濾模塊中循環(huán)產(chǎn)品流和沖洗流的情況下進行緩沖交換。

在所述應(yīng)用中，被運送到毛細管的產(chǎn)品流在膜技術(shù)中照常也被稱作供給流或供給物。在所述應(yīng)用中，被運送出毛細管的產(chǎn)品流在膜技術(shù)中照常也被稱作保留物。

在所述應(yīng)用中，被運送到毛細管的沖洗流體在膜技術(shù)中照常也被稱作透析液、透析緩沖液或滲透物。被運送出毛細管的沖洗流體在所述應(yīng)用中也被稱作廢液流。

通常使用可商購的中空纖維超濾模塊/毛細管超濾模塊。在此，應(yīng)該選擇超濾膜的截留分子量（MWCO），使得膜以下列方式將目標產(chǎn)品保留在中空纖維/毛細管中，即不超過產(chǎn)量損失≤90%，優(yōu)選≤30%，特別優(yōu)選≤10%的標準。同時，膜不保留較小的分子和離子。產(chǎn)量損失意味著與供給流中的產(chǎn)品相比滲透通過膜的產(chǎn)品的損失，并且通常通過測量利用一種已知方法（諸如例如，層析方法、ELISA等）的樣品來測量或分析。

有利的是，毛細管超濾模塊是可商購的蒸汽滅菌或γ滅菌的，并與制藥工業(yè)的要求相一致的。例如，在一個測試設(shè)施中，使用來自Gambro的血液透析模塊Revaclear 300 Capillary Dialyzer，其包括使用了內(nèi)徑為190μm壁厚為35μm的聚芳醚砜（PAES）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的聚合物共混物的毛細管。（http://www.gambro.com/PageFiles/21256/Revaclear%20White%20Paper.pdf?epslanguage=en）。替代性地，還可使用中空纖維模塊，諸如例如GE Healthcare的Process Scale Ultrafiltration Hollow Fiber Cartridge （UFP-750-E-55A）。

根據(jù)本發(fā)明，供給流以受控方式被運送到超濾模塊的中空纖維/毛細管中，并且沖洗流體以受控方式被運送到夾套側(cè)。保留物以受控方式被運送出中空纖維/毛細管并被傳遞到設(shè)施中。驚人地，發(fā)現(xiàn)可在不循環(huán)產(chǎn)品流的情況下成功地執(zhí)行緩沖交換。這在使用單個超濾模塊的情況下已經(jīng)發(fā)生。但是，串聯(lián)或并聯(lián)地連接若干個超濾模塊可以是有利的。在所述方法中，與供給流并流地、錯流地或逆流地，優(yōu)選錯流地，特別優(yōu)選逆流地，泵送沖洗流體。在逆流操作中，產(chǎn)品流（例如，緩沖液A中的蛋白質(zhì)溶液）在此從下向上流動通過超濾模塊的中空纖維/毛細管，而夾套側(cè)的沖洗流體（緩沖液S）通常從上向下穿過中空纖維/毛細管，該逆流地操作使用較少的沖洗流體獲得更高的純度（緩沖交換效率）成為可能。同樣，產(chǎn)品流可從上向下流動通過血液透析模塊的毛細管，而夾套側(cè)的沖洗流體從下向上穿過毛細管。驚人地，發(fā)現(xiàn)此簡潔的方案使產(chǎn)品流的高效緩沖交換成為可能，即使在連續(xù)操作中也是這樣。

為了運送產(chǎn)品流（=供給流）和沖洗流體（=滲透物），在每個情況下使用一個泵。為了從毛細管受控地移除產(chǎn)品流（=保留物），使用另一個泵或控制閥作為用于受控地移除產(chǎn)品流的裝置。通過利用用于受控地移除保留物的泵（=保留物泵），簡化了對保留物移除的控制。正是在使用滅菌一次性技術(shù)時，這在低流速下特別有利，因為在此不存在可靠地測量較低流速（≤100ml/min）的合適的流量傳感器。特別優(yōu)選地，在此可使用蠕動泵，其優(yōu)點是，一次性蠕動泵可商購，從而可實現(xiàn)滅菌以及一次性技術(shù)。

如果僅有三個泵，即，用于運送供給流（=供給泵）和滲透物（=滲透物泵）的兩個泵以及保留物泵，第四流是不受控的。這三個泵之一中可能發(fā)生的故障可保持未被注意到。因此，優(yōu)選地，為了受控地移除沖洗流體，調(diào)整毛細管和夾套側(cè)（=外側(cè)）的壓力比。這也通常通過將用于移除沖洗流體的另一個泵或控制閥用作用于受控地移除沖洗流體的裝置來實現(xiàn)。包括毛細管超濾模塊的根據(jù)本發(fā)明的超濾單元在圖1和2以舉例的方式示出但不受其限制。

經(jīng)由泵產(chǎn)生供給流和沖洗流體流（=層析緩沖液）。優(yōu)選經(jīng)由容積泵，諸如蠕動泵（圖1），或替代性地經(jīng)由控制閥和流量控制器（實施例未示出）產(chǎn)生保留物流。

優(yōu)選地，調(diào)節(jié)進入流（圖1，供給物和層析緩沖液）的壓力比，以便避免從膜的一側(cè)到另一膜側(cè)的短路流。為此，如圖1所示，可使用滲透物出口中的額外的第四泵（圖1），或優(yōu)選地，通過閥或流體靜壓對滲透物出口進行節(jié)流（圖2）。

在具有四個泵的實施例中，三個泵，用于運送供給流和沖洗流體（=滲透物泵）的兩個泵和保留物泵，優(yōu)選在控制下運轉(zhuǎn)，而經(jīng)由壓力傳感器調(diào)節(jié)用于受控地移除沖洗流體的泵（=廢液泵）。更準確地說，廢液泵被觸發(fā)，從而使得血液透析模塊中的壓力被控制，例如，從滲透物側(cè)測量為，200毫巴。此壓力控制的廢液泵于然后必須精確地傳送供給泵的體積流量/流速（volume flow/flow rate）。在較低流速下，向內(nèi)運送泵中的一個、供給物或滲透物泵、或向外運送泵（保留物或廢液泵）中的一個是不完善的。以此方式，在不進行流測量的情況下，可以監(jiān)控是否所有泵都正確地泵送。

優(yōu)選地，閥或流體靜壓可用于滲透物出口的壓力控制。

超濾單元的另一實施例概略地示出在圖3中，但不受其限制。泵M0303將體積流運送到一個或更多個血液透析模塊（DF模塊）。優(yōu)選地，一個或更多個血液透析模塊串聯(lián)連接。壓力傳感器P0303優(yōu)選監(jiān)控超濾單元的供給壓力。如果供給壓力升高到最大壓力以上，則該級停用。在超濾單元之后，泵M0304優(yōu)選精確地與M0303一樣快地泵送，以便防止血液透析模塊中的產(chǎn)品濃度改變以及在膜上形成凝膠層。泵M0304將透析的保留物運送到中間袋B0302中。泵M0305以比M0303快的流速將沖洗流體泵送到血液層析模塊的滲透物側(cè)（=毛細管的夾套側(cè)）。在此，泵M0303的流速被設(shè)定成足夠高，以便達到保留物中的緩沖液的期望濃度。用過的沖洗流體被收集在袋B0304中。

本申請的第一個主題是用于連續(xù)超濾包含生物制藥和生物大分子產(chǎn)品的產(chǎn)品流的單元，包括至少一個毛細管超濾模塊，其特征在于：

—至少一個泵將所述產(chǎn)品流運送到所述超濾模塊的毛細管，

—泵從毛細管運送所述產(chǎn)品流，以及

—至少一個進一步的泵使沖洗流體通過到毛細管外側(cè)，

—不具有用于使所述產(chǎn)品流和所述沖洗流體循環(huán)通過所述超濾模塊的裝置。

優(yōu)選地，使用用于從所述超濾模塊受控地移除所述沖洗流體的裝置。

本申請的另一個主題是一種用于供給流的連續(xù)超濾的方法，所述供給流包含在根據(jù)本發(fā)明的用于連續(xù)超濾的單元中的生物制藥和生物大分子產(chǎn)品，其特征在于，經(jīng)由毛細管超濾模塊的至少一個毛細管超濾膜利用沖洗流體沖洗所述供給流，所述供給流被運送到所述毛細管并且使所述沖洗流體通過到所述毛細管外側(cè)，所述供給流被連續(xù)地供給到所述超濾模塊中，并且所述沖洗流體被連續(xù)地供給入所述超濾模塊并且從所述超濾模塊被連續(xù)地移除，所述供給流和所述沖洗流體不循環(huán)通過所述超濾模塊。

為了實現(xiàn)在膜側(cè)之間的小分子和離子的高效交換，盡可能最小化跨膜凈體積流，從而使得，如在透析方法中，盡可能通過擴散進行運輸。特別是，在稀釋或濃縮非滲透物質(zhì)至多1至5倍，優(yōu)選1至2倍，特別優(yōu)選1倍時，實現(xiàn)擴散運輸。

根據(jù)本發(fā)明，若干個毛細管超濾模塊可串聯(lián)或并聯(lián)連接。在此串聯(lián)的超濾模塊的數(shù)量應(yīng)該被選擇成，使得跨過所述毛細管超濾模塊的總壓力損失不超過1巴。并聯(lián)連接的超濾模塊的數(shù)量應(yīng)該被選擇成，使得供給到毛細管中的供給流不會超過制造商推薦的最大流速；推薦流速的0.1%至15%的流速，特別是此流速的0.1%至15%，是優(yōu)選的。

例如，在測試設(shè)施中，使用Gambro的血液透析模塊Revaclear 300 Capillary Dialyzer。在這些模塊中，供給流應(yīng)該不超過每個模塊500ml/min，優(yōu)選75ml/min，更好地25ml/min。模塊可串聯(lián)連接，使得模塊入口和出口之間的總壓力差（=跨過毛細管超濾模塊的膜的壓力損失）不超過1巴的推薦流速。

為了實現(xiàn)盡可能高地消耗保留物中的雜質(zhì)，沖洗流體（=透析物流）與供給流的流量比通常被選擇得盡可能高。此比率的精確水平取決于要求的最小消耗以及分子的擴散速率。同時，一個模塊中的透析物流也不應(yīng)該超過制造商推薦的最大流。此外從經(jīng)濟角度看，可取的是限制透析物流。對于分批操作的透濾過程，常見的做法是將沖洗流體體積與供給流體體積的比率設(shè)定為3-6，有時設(shè)定為10。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，將透析流與供給流的比率類似地設(shè)定為3-6可被選擇作為第一途徑，并且照例通過實驗方法適于產(chǎn)品特性。

驚人地發(fā)現(xiàn)，透析模塊的準備工作（通過沖洗和脫氣啟動）對于沖洗品質(zhì)是決定性的，因為否則的話并未完全利用所有毛細管。由于優(yōu)選地低的流速，一個特定的困難是在毛細管側(cè)上和夾套側(cè)上對透析模塊脫氣。

根據(jù)本發(fā)明，在啟動每個分析模塊之前，用緩沖液沖洗供給側(cè)和夾套側(cè)，直到不再有氣泡從分析模塊逸出，該緩沖液的流速是制造商推薦的血流速率的至少10%至100%，優(yōu)選15%至100%，特別優(yōu)選30%至100%。在此情形中，關(guān)鍵的是供給側(cè)和夾套側(cè)都沒有氣泡。

根據(jù)本發(fā)明，調(diào)節(jié)供給流和透析流，從而使得這些流被清楚地限定，即，從供給空間（=毛細管內(nèi)部）至透析空間（=毛細管外部/夾套側(cè)）不會發(fā)生不期望的凈流，反之亦然。為此，可采取以下措施：

—通過離線/在線信號監(jiān)控產(chǎn)品流，諸如UV、傳導(dǎo)性、pH、流量測量或離線測量，以確定產(chǎn)品品質(zhì)，諸如HPLC或Elisa等；

—有利的是，可以向夾套側(cè)（=透析空間）或供給側(cè)（=供給空間）施加壓力。為此目的，可在相關(guān)出口處使用用于受控地移除相應(yīng)流體的裝置（泵或閥）。

根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)本發(fā)明的用于連續(xù)超濾的單元被整合到生產(chǎn)設(shè)施中，具體是用于連續(xù)或半連續(xù)地實施上述生產(chǎn)步驟中的一個或更多個的生產(chǎn)設(shè)施。

因而，本申請的另一個主題是一種生產(chǎn)設(shè)施，其包括根據(jù)本發(fā)明的用于產(chǎn)品流的連續(xù)超濾的至少一個單元，所述產(chǎn)品流包含生物制藥和生物大分子產(chǎn)品。

此外，在用于生產(chǎn)生物制藥和生物產(chǎn)品的前述生產(chǎn)步驟中的許多個中，發(fā)生一系列產(chǎn)品流的稀釋和濃縮，這代表對連續(xù)過程操作的挑戰(zhàn)。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)設(shè)施包括在用于產(chǎn)品流的連續(xù)超濾的單元之一之前或之后用于濃縮產(chǎn)品流的單元（也被稱作濃縮單元）。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的在生產(chǎn)設(shè)施中用于連續(xù)超濾的單元連接到濃縮單元的出口管。

根據(jù)本發(fā)明，如圖3舉例示出的，濃縮單元包括再循環(huán)環(huán)路（=濃縮環(huán)路），并且在濃縮環(huán)路中，具有滲透物出口的一個或更多個膜模塊、用于調(diào)整濃縮環(huán)路中的循環(huán)流的泵M0302以及脫氣袋（未編號）。在濃縮環(huán)路中，連續(xù)地濃縮產(chǎn)品流。泵M0301將通常來自保存袋的產(chǎn)品流運送到濃縮環(huán)路。作為膜模塊，通常使用一個或更多個CFF超濾模塊（錯流過濾）或替代性的ATF（交替切向流）超濾模塊，但優(yōu)選一個CFF模塊。例如，在測試設(shè)施中，使用GE Healthcare LifeScience的CFF模塊RTP UFP-30-C-5S。

來自M0302的流速通常被設(shè)定成膜制造商聲稱的至少最小溢流流速。例如，對于模塊RTP UFP-30-C-5S，設(shè)定至少2l/min。

泵M0303將產(chǎn)品流運送出濃縮環(huán)路。在此，泵M0303的流速與泵M0301的流速相關(guān)地被設(shè)定。此比率對應(yīng)于期望的濃度因子。在此情形中，在壓力傳感器P0301和P0302處設(shè)定壓力，這致使來自濃縮環(huán)路的液體滲透通過膜，但是在此期間，盡可能多地保留生物產(chǎn)品。通常，使用保留至少90%生物產(chǎn)品的膜，優(yōu)選90%-95%，特別優(yōu)選95%-100%。在所描述的設(shè)計中，使用一個泵，還可在無需流體流過泵且不流過膜而保持供應(yīng)壓力。在此優(yōu)選使用蠕動泵。作為替代方案，還可使用控制閥-流量計組合結(jié)構(gòu)，通過其可調(diào)整滲透物流。

穿過膜模塊的膜的滲透物通過滲透物出口被收集在容器B0304。在泵M0301和濃縮環(huán)路之間的壓力傳感器P0301監(jiān)控膜模塊之前的壓力，并且如果超過最大壓力，則可引起M0302停用。在此情形中，必須更換膜模塊。優(yōu)選地，在此情形中，所述濃縮環(huán)路整個被替換成新的滅菌濃縮環(huán)路。但是，在使用膜盒的情況下，非常常見的是并聯(lián)地操作盒。膜盒可串聯(lián)或并聯(lián)布置，優(yōu)選并聯(lián)。通常，壓力傳感器P0302測量濃縮環(huán)路之后的壓力，由此可確定膜壓。通常，流量傳感器F0301（未示出）測量濃縮環(huán)路中的體積流量。以相對M0301的流速的固定比例，泵M0303將體積流從濃縮環(huán)路運送到超濾單元。

維持滅菌是（半）連續(xù)生產(chǎn)設(shè)施的另一挑戰(zhàn)和問題。在根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)設(shè)施中，所有部件被管連接在一起，具體是一次性管。例如，使用生物兼容管Pharmed BPT?（耐熱硅樹脂管）。設(shè)施的其他部件也優(yōu)選是一次性部件；具體地，使用從由一次性反應(yīng)器、一次性過濾元件、一次性閥、一次性傳感器（流量、pH、傳導(dǎo)性、UV、壓力）、一次性細胞保留系統(tǒng)、一次性管、一次性膜、一次性連接器、一次性層析柱、一次性容器和一次性取樣系統(tǒng)構(gòu)成的組中選擇的部件。用于運送液體的裝置，具體是泵，也優(yōu)選是一次性泵。

為了更換膜模塊和/或超濾模塊，產(chǎn)品流通常被中斷并且在更換期間填充臨時袋（圖3中的保存袋B0301）。

通過利用用于滅菌過濾的單元來進一步降低生物負載，可增加特定模塊的壽命，從而使得在用于更換期間的臨時袋中的產(chǎn)品流的中斷和俘獲（=存儲）可調(diào)整。

替代濃縮環(huán)路，Pall Corp的Cadence^TM Single-Pass Tangential Flow過濾盒可用作用于濃縮產(chǎn)品流的單元（US 7.682.511 B2, http://www.pall.com/main/biopharmaceuticals/product.page?id=52742）。

通過濃縮步驟，體積流量顯著減小并且產(chǎn)品濃度增大。

具體實施方式

例子和測試設(shè)施

為了調(diào)查根據(jù)本發(fā)明的方案用于來自發(fā)酵液的產(chǎn)品流的緩沖交換的可用性，根據(jù)圖3的測試設(shè)施被構(gòu)造成一個例子。內(nèi)徑為3.2mm的Pharmed BPT?管被用作測試設(shè)施的管。除圖3的部件之外，測試設(shè)施包括填充有作為測試產(chǎn)品流的不具有細胞的發(fā)酵液的10L容器。憑借管與容器（未示出）連接的第一泵（M0301）首先如圖3所示地將產(chǎn)品流運送到濃縮單元。免疫球蛋白G抗體（IgG抗體）被選作測試分子。

濃縮單元包括用于循環(huán)/流入濃縮環(huán)路的泵M0302、憑借管和手動夾管閥AB0301、AB0302和AB0303與濃縮環(huán)路連接的脫氣袋（未編號）、以及膜模塊（UF模塊3.1）。例如，GE Healthcare LifeScience的CFF超濾模塊RTP UFP-30-C-5S被用作膜模塊。

M0302的流速被設(shè)定成膜制造商聲明的最小溢流速度。例如，對于模塊RTP UFP-30-C-5S，被設(shè)定成至少2l/min。在實際濃縮之前，首先通過部分地打開AB0301和AB0302和AB0303對濃縮環(huán)路脫氣。當(dāng)濃縮環(huán)路無氣泡時，AB0302完全打開，并且AB0301和AB0303關(guān)閉。

泵M0303將產(chǎn)品流運送出濃縮環(huán)路。同時，泵M0303的流速被設(shè)定成與泵M0301的流速（其對應(yīng)于期望的濃縮因子）成比例。在壓力傳感器P0301和P0302處建立壓力，其致使?jié)饪s回路的液體滲透通過膜，但在此期間生物產(chǎn)品被盡可能地保留。

穿過膜模塊的膜的滲透物被收集在容器B0304中。泵M0301和濃縮環(huán)路之間的壓力傳感器P0301監(jiān)控膜模塊之前的壓力并且在超過最大壓力時可引起M0302停用。在此情形中，必須更換膜模塊。壓力傳感器P0302測量濃縮環(huán)路之后的壓力，由此可確定膜壓。流量傳感器F0301（未示出）測量濃縮環(huán)路中的體積流量。

泵M0303以與M0301的流速成固定比例地將體積流從濃縮單元運送到隨后的超濾單元。

在測試設(shè)施中，如圖3所示，超濾單元包括Gambro的血液透析模塊（透析模塊）Revaclear 300 Capillary Dialyzer，其包含使用內(nèi)徑為190μm壁厚為35μm的聚芳醚砜（PAES）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的聚合物共混物的毛細管（http://www.gambro.com/PageFiles/21256/Revaclear%20White%20Paper.pdf?epslanguage=en）。

泵M0303將體積流運送到血液透析模塊。壓力傳感器P0303監(jiān)控超濾單元的供給壓力。

在啟用血液透析模塊之前，以80-100ml/min的血流速率利用緩沖液（=沖洗流體）沖洗供給側(cè)和夾套側(cè)，直到不再有氣泡從模塊逸出（準備工作）。在此關(guān)鍵的是供給側(cè)和夾套側(cè)都無氣泡。

為了產(chǎn)品流的緩沖交換，供給流于是被設(shè)定成每模塊3ml/min。

利用泵M0305以與來自M0303的3或6ml/min的流速將透析緩沖液（沖洗流體）與供給流逆流地泵送到血液透析模塊的滲透側(cè)中。在此，M0303中的流速被設(shè)定得足夠高，以便達到產(chǎn)品中緩沖液的期望濃度。用過的沖洗流體被收集在袋B0304中。

供給流和透析液流被調(diào)節(jié)/控制，從而使得這些流被清楚地限定，即，不會發(fā)生從供給空間（毛細管內(nèi)部）至透析空間（毛細管外部）的不期望的凈流，反之亦然。

為此，采取以下措施：

通過離線/在線信號監(jiān)控產(chǎn)品流，諸如UV、傳導(dǎo)性、pH、流量測量或離線測量，以確定產(chǎn)品品質(zhì)，諸如HPLC或Elisa。

在超濾單元之后，為了防止透析模塊中產(chǎn)品濃度改變以及在膜上形成凝膠層，泵M0304以與M0303精確相同的速度將濃縮的經(jīng)透析的產(chǎn)品流運送到臨時袋B0302中，其填充由稱重測器W0302監(jiān)控。

通過確定產(chǎn)品、葡萄糖和鹽的濃度，核查產(chǎn)量損失和產(chǎn)品流的成功的緩沖交換。

在第一實驗中，利用不包含生物產(chǎn)品的產(chǎn)品流測試離子交換。

表A示出在相應(yīng)泵的不同目標流速下供給物的傳導(dǎo)性（Cond.feed）和保留物的傳導(dǎo)性（Cond.retent.）的測量結(jié)果。

在另一實驗中，利用包含IgG抗體的產(chǎn)品流測試離子交換（通過HPLC Prot A測量）。

表B示出在相關(guān)泵的各種目標流速下保留物的傳導(dǎo)性（Cond.retent.）的測量結(jié)果和通過HPLC Prot A測量的保留物中的IgG抗體的濃度。

同樣在滲透物中，在提高的流速下利用用于計算產(chǎn)量損失的前述方法確定組合樣品中IgG的濃度。據(jù)此，滲透物中的產(chǎn)量損失為1.4%。

利用離子層析獲得的醋酸鈉濃度測量結(jié)果證明產(chǎn)品流的成功緩沖交換。

做出本申請的工作受到歐洲區(qū)域發(fā)展基金（ERDF）背景下的財政輔助協(xié)議“Bio.NRW: MoBiDiK- Modular Bioproduction - Disposable and Continuous”的支持。