隨著生物制藥行業(yè)的蓬勃發(fā)展，進(jìn)入臨床試驗(yàn)及商業(yè)化生產(chǎn)階段的企業(yè)日益增多。在此規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化要求更高的階段，層析純化作為核心工藝，其裝柱環(huán)節(jié)的穩(wěn)健性至關(guān)重要。傳統(tǒng)依賴人工經(jīng)驗(yàn)的裝柱模式，在工藝放大與批間一致性方面存在明顯局限。市場因而對層析裝柱技術(shù)提出更迫切需求：必須實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性、可重復(fù)性，并簡化操作流程至標(biāo)準(zhǔn)化水平。 達(dá)成 “穩(wěn)定、易重復(fù)、易操作”的智能裝柱，已成為藥企提升生產(chǎn)效率、保障產(chǎn)品質(zhì)量的核心升級方向。

01裝柱：層析工藝的“命門”與“波動性痛點(diǎn)”

在生物制藥領(lǐng)域，層析柱的裝填質(zhì)量是核心工藝環(huán)節(jié)，直接決定著目標(biāo)產(chǎn)物的分離純化效率、層析柱使用壽命以及最終產(chǎn)品批次間的穩(wěn)定性與一致性。然而，傳統(tǒng)裝柱過程高度依賴人工操作和個(gè)體經(jīng)驗(yàn)，面臨多重挑戰(zhàn)：

操作復(fù)雜且精度要求高：

需精準(zhǔn)調(diào)控填料膠懸液濃度、裝柱流速及壓力等關(guān)鍵參數(shù)，人工手動調(diào)節(jié)易導(dǎo)致柱床不均一、產(chǎn)生溝流或氣泡，嚴(yán)重影響柱效；

耗時(shí)費(fèi)力且成本高昂：

單根生產(chǎn)級層析柱裝填耗時(shí)常達(dá)數(shù)小時(shí)，且失敗率可高達(dá)20%，顯著增加時(shí)間與物料成本；

過程黑箱與數(shù)據(jù)缺失：

缺乏實(shí)時(shí)、客觀的監(jiān)控手段，關(guān)鍵操作參數(shù)與過程數(shù)據(jù)難以完整記錄與追溯，為工藝重現(xiàn)、優(yōu)化及合規(guī)性帶來障礙。

如何有效突破這些制約生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的瓶頸？

銀河集團(tuán)科技推出的 ACC層析柱智能裝柱解決方案，通過“硬件智能化、流程標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)可視化”三位一體的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了裝柱過程的精準(zhǔn)控制與閉環(huán)管理：智能硬件確保參數(shù)精確執(zhí)行，標(biāo)準(zhǔn)化流程保障結(jié)果穩(wěn)定可重現(xiàn)，全程數(shù)據(jù)記錄與分析則賦能工藝洞察與持續(xù)優(yōu)化，顯著提升了裝柱效率、成功率和整體工藝穩(wěn)健性，使得整個(gè)裝柱過程更加可控。

圖1  ACC自動軸向壓縮層析柱

02裝柱：ACC智能裝柱過程

1層析系統(tǒng)與ACC層析柱連接

根據(jù)層析柱規(guī)格選擇適配的層析系統(tǒng)以及適配的填料，在該過程中需要考慮層析系統(tǒng)和ACC層析柱的管路口徑是否一致，流速精度能否滿足；填料粒徑/篩網(wǎng)孔徑≥3以及根據(jù)裝柱高度、壓縮比、勻漿濃度等參數(shù)準(zhǔn)備足量的勻漿液。

2裝柱方法創(chuàng)建

確認(rèn)活塞篩板表面無氣泡殘留即為排氣結(jié)束，待排氣結(jié)束后，在系統(tǒng)軟件界面輸入裝柱的參數(shù)。再經(jīng)過吸入勻漿、運(yùn)行柱頭使勻漿沉降、壓縮形成柱床等系列操作后，整體裝柱結(jié)束。

3柱效測試（色素環(huán)測試）

平衡：配置足量（≥4CV）的0.4M 氯化鈉，系統(tǒng)入口接入0.4M 氯化鈉溶液中，柱位旁路運(yùn)行（置換管路、排氣泡），同時(shí)打開層析柱流動相出入口手閥，待系統(tǒng)排氣置換完成后，設(shè)定流速為60cm/h，柱位閥切換至正沖，開始平衡柱床，至平衡2CV后，觀察柱后電導(dǎo)值處于穩(wěn)定狀態(tài)，平衡結(jié)束；

進(jìn)樣：配置足量（滿足進(jìn)樣量和置換管路需求）的1M 氯化鈉，系統(tǒng)入口接入1M 氯化鈉溶液中，柱位旁路運(yùn)行（置換管路、排氣泡），同時(shí)設(shè)置好柱位正沖、暫停體積條件，待系統(tǒng)排氣置換完成后，執(zhí)行設(shè)定條件進(jìn)行進(jìn)樣操作，進(jìn)樣完成后（達(dá)到設(shè)定體積自動暫停系統(tǒng)，常規(guī)1%CV），切換至柱位旁路，系統(tǒng)入口接入0.4M 氯化鈉溶液中，運(yùn)行沖洗管路多余樣品至電導(dǎo)值穩(wěn)定；

洗脫：系統(tǒng)入口接入0.4M 氯化鈉溶液中，柱位正沖運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行洗脫操作，至出峰完全（峰后端電導(dǎo)值與峰前端一致）后停止系統(tǒng)，打開譜圖進(jìn)行積分操作（手動設(shè)置柱高），觀察理論塔板數(shù)和對稱因子是否合格（理論塔板數(shù)根據(jù)不同填料確認(rèn)，對稱因子0.9~1.2為最佳）。然后進(jìn)行色素環(huán)測試工作，歷經(jīng)平衡、進(jìn)樣（0.01M氫氧化鈉-0.1g/L苯酚紅溶液）、洗脫（色素環(huán)整體呈現(xiàn)環(huán)狀、水平下移、無色差、無毛刺）。

4柱床沖洗

柱效、色素環(huán)測試結(jié)束后，將系統(tǒng)入口接入純化水中，柱位旁路運(yùn)行（置換管路、排氣泡），同時(shí)打開層析柱流動相出入口手閥，待系統(tǒng)排氣置換完成后，設(shè)置一定流速，柱位閥切換至正沖，開始沖洗柱床，至沖洗4CV后，觀察柱后電導(dǎo)值是否低于10?S/cm，若達(dá)到限值，沖洗結(jié)束，若未達(dá)到限值，則繼續(xù)沖洗直至柱后電導(dǎo)值低于10?S/cm，沖洗完成后，停止系統(tǒng)并關(guān)閉層析柱流動相出入口。

03為什么選擇ACC智能裝柱

國產(chǎn)替代先行者與行業(yè)深耕者：

銀河集團(tuán)科技憑借在層析領(lǐng)域多年的深厚積累與技術(shù)沉淀，已成功服務(wù)眾多國內(nèi)頭部生物制藥企業(yè)。其解決方案不僅打破了國際壟斷，更以本土化優(yōu)勢深刻理解并滿足中國藥企的實(shí)際需求，是值得信賴的國產(chǎn)化標(biāo)桿。

全流程合規(guī)保障：

系統(tǒng)設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循 FDA 21 CFR Part 11、EU GMP Annex 11等國際主流法規(guī)要求。內(nèi)置完善的電子簽名、詳實(shí)的審計(jì)追蹤及權(quán)限控制功能，確保裝柱全過程數(shù)據(jù)的完整性、可靠性與可追溯性，為全球申報(bào)和GMP合規(guī)生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

顯著提升效率與可持續(xù)性：

通過大幅降低裝柱失敗率和優(yōu)化層析介質(zhì)使用，該方案能有效減少昂貴的填料浪費(fèi)，縮短生產(chǎn)周期，顯著降低綜合運(yùn)營成本，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)更高效、更綠色、更具經(jīng)濟(jì)效益的生產(chǎn)運(yùn)營。

結(jié) 語

銀河集團(tuán)科技ACC智能裝柱解決方案通過標(biāo)準(zhǔn)化操作流程，徹底消除因人員經(jīng)驗(yàn)差異導(dǎo)致的柱效波動，顯著提升裝柱成功率與批次一致性。 該方案不僅是智能硬件設(shè)備，更是生物制藥工藝智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基石：其自動化執(zhí)行、數(shù)據(jù)驅(qū)動閉環(huán)及系統(tǒng)生態(tài)協(xié)同能力，有效破解傳統(tǒng)裝柱的 "過程黑箱"困局，為疫苗、抗體、基因治療等創(chuàng)新生物藥的規(guī)模化、合規(guī)化生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)保障。