百士吉Quattroflow精準(zhǔn)泵送技術(shù)

2003年，Marcel Raedts成立了PROXCYS公司。此后不到20年間，該公司生產(chǎn)了大量用于純化各類生物制品（例如，血漿、細(xì)胞培養(yǎng)物或細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)品）的高性能低壓徑向流色譜（HP-RFC）柱和系統(tǒng)，成為了一家領(lǐng)先的國際供應(yīng)商。

徑向流動(dòng)色譜和傳統(tǒng)色譜柱略有不同。傳統(tǒng)柱的流向是從頂部到底部，RFC分離原理與此相同，但柱型設(shè)計(jì)不同。RFC的流向不是從頂部到底部，而是從柱的外部到內(nèi)部。PROXCYS把柱子放在了一邊，縮小了產(chǎn)品的占地面積。

傳統(tǒng)柱的市場份額雖大，但也存在一定弊端。HP-RFC技術(shù)問世近12年，常用于人血漿產(chǎn)品，尤其在細(xì)胞培養(yǎng)物/發(fā)酵-生物制藥領(lǐng)域，新預(yù)填充的SUPR RFC柱越來越受歡迎。另外，在功能性食品市場，它經(jīng)濟(jì)高效的優(yōu)勢(shì)也逐漸為人所知。

色譜法

生物工藝中分離混合物中組分的標(biāo)準(zhǔn)純化步驟。這項(xiàng)技術(shù)能從混合物的其他分子和雜質(zhì)中分離出生物藥物或靶分子，然后加以純化。純化在色譜柱中進(jìn)行，常用工具是一個(gè)裝滿50-100μm的小色譜珠（也稱為樹脂或吸附劑，固定在柱中）的圓筒容器。純化時(shí)，產(chǎn)品和雜質(zhì)的混合物（稱為移動(dòng)相）會(huì)進(jìn)入柱中，穿過樹脂（固定相）。靶分子和色譜珠子之間發(fā)生選擇性結(jié)合（吸附）后會(huì)分離出來，電導(dǎo)率、PH值、鹽類型和其他運(yùn)行條件都會(huì)影響這一過程。

傳統(tǒng)方案的弊端

傳統(tǒng)的色譜柱設(shè)計(jì)為“軸向”。在此步驟中，色譜介質(zhì)填充在很平、很寬的餅樣筒中，液流從頂部流向底部，或從底部流向頂部。如果我們的目的是提高色譜柱的生產(chǎn)能力（規(guī)模化），由于柱的高度增加后，系統(tǒng)內(nèi)的背壓也會(huì)增加，因此這套方案不太可行。

所以，要想提高生產(chǎn)能力，只能增大柱子的直徑。這樣一來，系統(tǒng)的柱床既短又寬，空間占用率高，整體重量偏重，導(dǎo)致持續(xù)制造高通量的填充床的難度增加。因此，在軸向色譜柱中，為了降低軸向柱的直徑，填充床通常應(yīng)高于規(guī)定高度，但這種方案的弊端是：流量降低，運(yùn)行壓力增加。

RFC

早在20世紀(jì)50年代，RFC就已經(jīng)研制成功。它的流量較高，壓降較低，系統(tǒng)重量和占地面積僅為軸向流動(dòng)柱的四分之一。如前所述，與液流垂直流經(jīng)色譜介質(zhì)的軸向流動(dòng)系統(tǒng)不同，RFC中的介質(zhì)包裹在中間的柱子上，液流以正壓水平流過。RFC能將軸向系統(tǒng)的臥式床折疊進(jìn)垂直柱子，并將流向從垂直變更為水平。它繼承了老式產(chǎn)品的純化和分餾功能，但系統(tǒng)的占地面積更小，重量更輕。

因此，在HP-RFC色譜柱中，液流通過的管中填充了適用的色譜介質(zhì)（通常是某些高價(jià)值樹脂），性能出眾。

泵式填充

合適的柱填料會(huì)直接影響色譜柱的性能，填充良好的柱能高效分離和捕獲預(yù)期產(chǎn)品。因此，樹脂填充得越好，分離效果就越好，目標(biāo)蛋白的表達(dá)效果也會(huì)越好。不過，色譜柱實(shí)際填充起來并不容易。

如果傳統(tǒng)柱的直徑比床高出8至10英寸，填充難度就不小了。而HP-RFC可以輕松勝任30英寸以上高度差的填充任務(wù)，也就是說，床的高度可以降低（低壓），柱的體積也可以放大。

此外，HP-RFC色譜柱始終采用泵式填充，這有利于系統(tǒng)自動(dòng)化，只要有合適的設(shè)備，即使色譜柱格式特殊，填充起來也會(huì)十分輕松。

各種樹脂珠子的特點(diǎn)也不同。有些樹脂很脆，需要輕拿輕放，而有些則很硬，可以用力移動(dòng)。但是，參數(shù)已知或者優(yōu)化后，HP-RFC填充即可重復(fù)操作，方便可靠。

向HP-RFC柱中填充樹脂時(shí)，應(yīng)選擇合適的泵送技術(shù)。在過去的幾十年，PROXCYS將Quattroflow?四柱塞隔膜泵技術(shù)運(yùn)用至其專有的裝柱系統(tǒng)中。

Quattroflow泵非常精確，調(diào)節(jié)比大，設(shè)計(jì)緊湊，可與小型系統(tǒng)輕松集成。泵送時(shí)不會(huì)產(chǎn)生泡沫，動(dòng)作“迅速但柔和”，泵送剪切敏感的樹脂珠子時(shí)不會(huì)損壞產(chǎn)品。能完全勝任柔和泵送產(chǎn)品的任務(wù)，雖然流速高，但很容易控制。

可干轉(zhuǎn)

自吸

低剪切

線性調(diào)節(jié)

設(shè)計(jì)緊湊

出色的干/濕吸升性能

換言之，Quattroflow具備RFC柱填充所需的所有特點(diǎn)。

目前，Quattroflow泵有8種型號(hào)，分別為QF30、QF150、QF1200、QF2500、QF4400、QF5050、QF10K和QF20K，流速從0.017 L/min（0.004 gpm）到267 L/min（70.5 gpm）不等，PROXCYS兼容所有型號(hào)的泵。

PROXCYS的技術(shù)銷售工程師Groenewegen說：“Quattroflow全系列的泵我們都在用。實(shí)驗(yàn)室空間較為狹小，在這類區(qū)域中，我們?cè)谙到y(tǒng)中集成了QF150泵，用以裝柱；當(dāng)場景從實(shí)驗(yàn)室搬到生產(chǎn)環(huán)境中后，我們就會(huì)使用QF1200和QF4400，它們更適合較大的系統(tǒng)；而當(dāng)占地面積有限時(shí)，我們則會(huì)選擇QF5050。我們?cè)谧畲蟮南到y(tǒng)中使用了QF20K，此外，新成員QF10K也很適合大柱子系統(tǒng)。

PROXCYS曾經(jīng)測試過另一家供應(yīng)商的泵，不過那種雙隔膜泵沒能達(dá)到要求。還沒運(yùn)行幾分鐘，樹脂珠就卡在了泵膜之間，泵就停下來了?！?/P>

近幾年，生物工藝市場對(duì)配有可替換泵頭的泵的需求量不斷上升，Quattroflow生產(chǎn)的一次性泵受到市場青睞。

很多設(shè)備制造商都計(jì)劃使用一次性接液泵腔，替代長久使用的不銹鋼泵，不銹鋼泵每次生產(chǎn)后都需要做清潔認(rèn)證。

一次性泵腔的處理較為簡便，無需清潔驗(yàn)證和滅菌，產(chǎn)品無交叉污染風(fēng)險(xiǎn)，可節(jié)省時(shí)間和費(fèi)用。多個(gè)產(chǎn)品的設(shè)施是一次性泵的典型應(yīng)用領(lǐng)域（如工藝開發(fā)、臨床樣品的生產(chǎn)、代工），有助于提高操作效率。