深层过滤技术在生物制药工艺中的应用分析

　　1表面过滤和深层过滤通常人们将过滤技术分为两种，表面过滤和深层过滤，这种划分的依据是机理的不同。目前，在生物制药行业，已经开始广泛使用这两类过滤。

　　表面过滤：表面过滤是通过滤材表面对颗粒的捕捉来实现过滤功能，那么就需要统一的布置上下滤材的孔径。其中，滤网、薄膜等是非常有代表性的表面滤材。结合表面过滤理论我们可以得知，过滤介质在对流体中的固体颗粒杂质进行拦截时，依靠的主要是孔径的大小，这样滤材的表面就会停留以及堆积一些料液中的悬浮杂质颗粒。

　　深层过滤：一般来说，都是由纤维构成滤材，过滤介质空隙形成的通道往往都十分的曲折和细长，介质内部的空隙要大于被过滤的杂质颗粒，这样滤材就会在纵向深度中捕捉颗粒。要知道，并不是在介质的外表面发生过滤作用，而是在介质的全部空隙体内发生。在热运动和流体的动力作用下，通道壁面会流一些料液中的细小杂质颗粒，静电吸附以及表面张力会截留这些杂质颗粒。近些年来，随着膜技术的不断发展，目前很多的企业和研究机构都研究出来了高性能过滤膜，这种过滤膜具有很强的深层过滤性能。

　　2深层过滤技术及滤材的发展历程在生物制药工艺中，企业对于过滤介质的精度有着十分高的要求，那么为了提高过滤产品的精度，过滤产品供应商为了获得较小的孔径，往往采用的方式是增加滤材的密度。但是，采用这种方式存在着一些弊端，如果过滤介质有着较高的密度，在过滤过程中，过滤介质就会有较大的压差，降低流速，这样过滤性能就会受到影响，如果介质没有很高的强度，还会出现一些其他的现象，比如滤材击穿等，这样就无法保证下游流体的质量。

　　在上个世纪七十年代，美国在过滤介质方面做出了明确的规定，不得采用石棉材料，这是因为石棉材料有着致癌物质。后来，某科学家发明了ZETAPLUS滤材，这种滤材没有使用石棉材料，但是却拥有比石棉更强正电荷，这样精密过滤中的压差问题以及流速问题就可以得到很好的解决。ZETAPLUS滤材是由两种材料混合制成的，分别是助滤剂和木质纤维基体。在生产过程中，利用化学功能团，高分子树脂可以与基本组分连接，这种高分子树脂是带电荷的，这样就会形成稳定的化学连接，这样滤材就可以带有静电捕捉的正电荷。

　　3深层过滤介质在生物制药领域的应用在生物制药的工艺料液中，负电荷存在于很多的介质中，比如细胞及细胞碎片、污染DNA、内毒素等等。通常情况下，可以将深层过滤的工作原理分为两个部分，一种是机械过滤，另外一种是静电吸附，通过机械过滤可以直接过滤那些比孔径大的颗粒，如果颗粒小于孔径，在较低PH的条件下，就会带有负电荷，这样就会吸附于树脂上，这是因为树脂带有正电荷。运用带有正电位的深层滤材，可以实现过滤效率提高的目的。

　　发酵液澄清：结束了发酵之后，粗分离过料液之后，在上清液中依然会混合一些其他的成分，比如少量细胞、胶体物质、细胞碎片等等，这些成分都是有负电荷存在的。如果运用ZETAPLUSS系统的深层过滤产品就可以逐级精制这些有效成分，可以有机的结合机械拦截和静电吸附，通过实践表明，这种方式只有很小的压降，并且有着较高的通量，过滤效率可以得到大大的提高，对于操作工艺也可以起到简化的作用，对下游精纯化设备起到保护的作用。

　　除热原：热原也就是我们俗称的内毒素，也就是细胞碎片，在革兰阴性细菌外壁产生。它作为一种脂多糖物质，因为它是由不同的细菌种类产生的，有着上百万的分子量。要知道，机体会在很大程度上受到热原的危害。通常情况下，采用活性碳反复吸附的方式来去除制剂中的热原，这种方法没有很好的效果，同时还需要较大的劳动强度和较大的损耗。而采用ZETAPLUSP则可以有效的解决这些问题，这种产品有机的结合了静电吸附以及机械拦截的方法，不仅有较高的产品得率，还会有较好的产品质量，并且不需要太大的劳动强度。

　　小分子精制：在抗生素类的小分子物质方面，采用的传统的生产过程，需要十分复杂的工艺，比如过滤、浓缩、结晶等等，这样存在着诸多的缺点，比如较低的收率较大的能耗等等。并且还会有微量大分子杂质残留于精制过程中，药品的质量就会受到影响。那么就可以利用ZETAPLUS深层过滤来讲大分子杂质去除掉，对操作工艺进行简化。在中药工艺料液中也存在着大量的无效成分，相对分子质量较高，那么要想将其去除掉，就可以采用带有静电吸附的深层过滤介质ZETAPLUS来进行。相对于传统的过滤方法，这种方法具有很多的优点，比如有着较高的效率，操作十分简便等等。

　　4结语通过上文的叙述我们可以得知，滤料以及滤层结构是深层过滤工艺技术发展过程中的两个重点。在深层过滤理论方面，我们经过近些年的努力，已经取得了不错的成绩，但是依然存在着很多的不足，比如我们还不太了解过滤过程的复杂性和瞬态性，这就需要相关的人员继续努力。