层析介质的维护是影响层析介质寿命的关键因素。层析介质与物料互相结合、洗脱过程中,介质上残留的蛋白、核酸、内毒素、色素及缓冲液中的杂质同时对层析介质产生污染。这一污染不仅会对介质性能产生影响,甚至会污染目标产品。通过再生、清洗及消毒的方式可以去除这些污染。层析介质的清洁是层析工艺必不可少的一部分,特定的层析步骤必须包含特定的层析介质清洁程序。
表1:常规的层析柱清洁程序

清洗试剂是层析介质清洁程序开发过程中需要考虑的关键因素。清洗试剂的选择与污染物的类型有关,在保证清洗效果的同时,不能影响填料性能。
表2:常用清洁试剂

PDA TR49技术报告指出,“清洁程序需要在正式生产前进行设计和开发,以证明其可接受标准。必要时可引入设计空间概念。” 清洁过程中需要注意的四个参数包括:
清洁时间
清洗方向up-flow或者down-flow
清洗液浓度
清洗液温度
大多数情况下,层析填料的清洁程序可以按照说明书推荐进行。当推荐清洗条件不能将杂质完全去除干净时,可以借助高通量筛选工具,在Predictor板或RoboColumn中,同时对清洁程序中的清洁试剂和清洁时间进行筛选[4]。
清洁验证的目的是为了证明清洁程序的高效性和一致性,分析方法和检验仪器也需要经过验证[3,5]。清洗后填料性能可以通过检测填料载量、压力流速曲线等来评价。基于物料对生产流程和产品安全性以及纯度的影响,清洗效果可以通过空白实验或淋洗水,选择产品残留、清洁剂、微生物污染,以及其他任何工艺成分的限度来检测。不同生产阶段可接受限度可以有所区别,通常由企业自己决定,具有“实用性、可获取性、且易于验证”。
此外,还有一些非特定分析法,如TOC、pH、以及电导率的检测等。根据相关指南推荐[3,5],在原液生产阶段,制造商所建立的可接受标准通常为下游工艺TOC 1-2 ppm和上游工艺TOC 5-10 ppm,对于超滤膜和层析介质这种专用材料要求可以更高。淋洗水电导率可以作为间接限度,一般基于或稍高于注射用水标准。
参考文献:
1. Use of sodium hydroxide for cleaning and sanitization of chromatography resins and systems.
2. 2022法规蓝皮书:层析介质寿命和清洁验证:综合设计的良好实践。
3. PDA TR49: Points to consider for biotechnology cleaning validation.
4. Regeneration of Capto Core 700 resin through high throughput and laboratory scale studies and impact on production of a SARS-CoV-2 vaccine candidate. Biotechnology Journal. Spyridon Konstantinidis, etc.
5. PDA TR60:Process Validation: A Lifecycle Approach.