单克隆抗体（mAb）已成为最重要的生物制药产品之一，在癌症、自身免疫性疾病、传染病和罕见病的治疗中发挥着关键作用。随着全球对抗体疗法的需求持续增长，生产商面临着越来越大的压力，需要提高生产效率、保持产品质量并遵守严格的GMP法规。
单克隆抗体生产中最关键的环节之一是下游加工，其中细胞培养液必须在纯化前进行高效澄清。由于其高通量、温和的产品处理和全封闭无菌设计，碟片式离心机已成为大规模细胞收集和澄清的首选技术。
单克隆抗体生产中的碟片式离心机
什么是单克隆抗体？
单克隆抗体是由单个B细胞克隆产生的一组抗体。它们是包含多个部分的大分子。由于其制备过程复杂，单克隆抗体难以快速大规模生产，尤其与其他疗法（如口服药物或疫苗）相比。
生产单克隆抗体（mAb）的传统方法有哪些？
传统的单克隆抗体（mAb）生产流程通常始于构建mAb生产细胞，该过程是通过将骨髓瘤细胞与产生靶抗体的脾细胞融合而实现的。这些B细胞几乎全部来源于动物，特别是小鼠。两种细胞系融合后，需要根据每个克隆的免疫球蛋白类别和抗原特异性筛选和选择大量的克隆。
每个“命中”或有前景的候选杂交瘤细胞系都要经过额外的测试，以进行验证、确认和表征。完成后，克隆株将被放大，用于后续的下游生物工艺。
单克隆抗体生产中的下游澄清挑战
大多数单克隆抗体是利用中国仓鼠卵巢 (CHO) 细胞或其他哺乳动物细胞培养系统生产的。
发酵后，生物反应器培养液包含：
- 活细胞和死细胞
- 细胞碎片
- 宿主细胞蛋白 (HCP)
- DNA片段
- 靶向单克隆抗体
在进行蛋白A色谱分离和后续纯化步骤之前，必须有效地去除这些杂质，同时不能损坏敏感的生物分子。
传统过滤方法通常难以应对以下问题：
- 高固体含量
- 过滤器堵塞
- 耗材成本增加
- 可扩展性有限
碟片式离心机利用高离心力将细胞和固体从液相中连续分离，从而提供了一种有效的替代方案。
碟式离心机在细胞收集中的应用
工业级碟式离心机是大型单克隆抗体（mAb）生产流程中初级澄清的标准技术。这些系统利用高离心力场，基于密度差实现固液相的连续机械分离。澄清效率受斯托克斯定律控制，其中细胞颗粒的沉降速度会因离心加速度而放大：
vc =
d2(ρp – ρf)ω2r
18μ
d – 粒径
(ρp-ρf)- 细胞与培养基之间的密度差
ω – 角速度
μ- 流体粘度
紧密排列的圆锥形碟片减少了沉降距离，大大加快了沉积物沉积速度，直至亚微米级（0.5 µm）。
1. 温和的流体动力学设计，最大限度减少细胞裂解。
为防止剪切力引起的细胞裂解，医药级分离机采用专门的水密或全密封进料系统。这些设计通过使进入的细胞培养液从静止状态平稳加速至转鼓的转速，将剪切应力保持在临界阈值以下，从而限制细胞内污染物的释放，并确保获得更纯净的离心液。
2. 高离心力及可配置固体排出装置
碟片式离心机具备高离心力能力，可有效将完整细胞和亚微米级细胞碎片压制成颗粒。自动定时的部分或全部固体排出装置可确保污泥干燥度的一致性，最大限度地减少液体损失，同时保持连续不间断运行。
为什么碟片式离心机是单克隆抗体生产的理想选择？
碟式离心机在快速旋转的转鼓内使用一系列锥形碟片来形成较大的沉降区域。这种设计极大地提高了分离效率，同时保持连续运行。
对于单克隆抗体生产而言，该技术具有以下几个优点：
高澄清效率
该碟片堆叠设计能够有效去除发酵液中的哺乳动物细胞和细胞碎片。通过在过滤和色谱分离前降低浊度，制造商可以提高下游工艺性能并减轻过滤负担。
温和的细胞处理
哺乳动物细胞对剪切力高度敏感。过度的机械应力会导致细胞裂解，将宿主细胞蛋白、DNA和其他污染物释放到产品流中。
现代制药用碟片式离心机采用水密进料系统和可控加速区，以最大限度地减少剪切力并保护产品质量。
连续处理能力
与分批分离技术不同，碟片式离心机可以连续运行，因此既适用于传统的补料分批培养，也适用于强化生物加工平台。
连续收获支持：
- 更高的工厂生产效率
- 更短的加工时间
- 更高的工艺一致性
- 更容易从中试规模扩大到商业化生产
华鼎分离机解决方案助力制药生产
华鼎分离机专为满足美国FDA、EMA和cGMP指南中最严苛的卫生和操作标准而设计，提供专为制药和生物工艺应用优化的专用碟片式离心机。特别是采用蒸汽灭菌设计的BTSX-M系列，是高价值单克隆抗体收集、疫苗分离和血浆分离的理想之选。
| 技术特性 | 设计标准/规范 | 单克隆抗体生产中的运营效益 |
| 材料构造 | Duplex Stainless Steel (S32205 / 316L) | 具有高耐腐蚀性和在高重力加速度下的结构完整性。 |
| CIP & SIP能力 | Full Clean-in-Place (CIP) & Steam-In-Place (SIP) | 经验证的自动化清洗，随后使用过热蒸汽在 2.5 巴的超压和高达 137°C 的温度下进行旋转灭菌。防止交叉污染。 |
| 绝对生物安全防护 | 密封式机械设计 | 防止活细胞培养物、转基因生物（GMO）或生物气溶胶逸散到设施大气中。 |
| 进出口设计 | 水力密封进水及向心排出口泵 | 柔性流加速可最大限度地减少细胞裂解。目标蛋白在压力下完全无泡沫地排出。 |
| 产品保护 | 双作用滑环和冷却夹套 | 驱动腔室和产品腔室之间可靠的隔离设计可防止电机和齿轮污染。双层机盖可冷却回收的蛋白质。 |
| 高级自动化 | PLC自动化控制 (Siemens/ABB) | 独立式或系统集成控制只需按一下按钮即可无误地复制配方、排渣间隔和生物质收获。 |
整合到完整的纯化流程中
采用高效碟片式离心机作为一级澄清步骤，可显著改善下游工艺流程。在碟片式离心机中，悬浮液被连续分离成固体和澄清液体。通过在无菌条件下去除大量生物质和细胞碎片，该离心机可大幅降低进入二级深度过滤器和无菌膜过滤阶段的固体颗粒负荷。
灭菌后，离心机会被无菌空气覆盖（同时冷却机器），确保顺利过渡到下一个产品运行。这种保护措施延长了昂贵的下游过滤基质的使用寿命，并提高了后续蛋白A亲和层析柱的结合效率。
单克隆抗体下游工艺的未来
随着单克隆抗体生产不断向更高的细胞密度、连续生物加工和强化生产方向发展，高效的细胞收获技术将变得越来越重要。
碟片式离心机兼具新一代生物制药设施所需的可扩展性、无菌性、自动化和分离性能。通过将先进的分离技术集成到下游工序中，制造商可以减少工艺瓶颈，提高产品回收率，并维持全球监管机构要求的高质量标准。
为什么选择与华鼎分离机合作进行单克隆抗体生产？
华鼎 BTSX-M 碟式离心机具备 CIP/SIP 灭菌、密封密封、无泡沫排放和自动化过程控制等制药级特性，为寻求更高效率、产品质量和法规遵从性的现代单克隆抗体生产设施提供有效的解决方案。
