使用中空纤维切向流过滤（HF TFF）优化高浓度抗体工艺-2
如图2所示，1.0mm内径纤维的起始通量高于0.5mm内径纤维（18L/m2/hr vs. 12L/m2/hr）。正如预期，通量随IgG溶液浓度的增加而降低。运行过程中，TMP恒定为5psig，直到接近运行结束时，增加至约10psig。此时，通量降低至0L/m2/hr。图2同时显示，在整个运行过程中，总压力降低于8psig，说明膜污染较低。这表明，1.0mm纤维在浓缩过程中，可获得更好的过滤器通量。
使用UV分光光度法检测IgG终溶液的浓度，计算为约226mg/mL，浓缩7.5倍。使用1.0mm内径纤维需要使用更大的管路，以达到71mL/min的流速。由于滞留体积的增加，不能获得高于250mg/mL的浓度。但是，在优化的条件下，可获得更高的浓度。
剪切率实验
由于使用HF膜进行IgG浓缩时的压力降更低，所以可使用更高的进样流速/剪切率，缩短处理时间。为检测剪切率对滤液流速的影响，将IgG溶液（~100mg/mL）在逐步增加的进样流速/剪切率条件下循环。实验运行不施加背压。
对0.5mm（图3）和1.0mm（图4）纤维，提高剪切率，可增加滤液通量。如图3所示，滤液通量随剪切率提高而线性增加，剪切率从4,000S-1升至12,000S-1时，通量分别从6L/m2/hr增加至10L/m2/hr。但是，需要注意的是，即使不施加背压，在最低剪切率条件下（4,000S-1），最低TMP仍有5psig。当剪切率增加至12,000S-1时，TMP增加至约20psig。
与0.5mm内径HF膜，1.0mm内径HF膜过滤器组件显示滤液通量显著增加，同时跨膜压有较大降低。图4显示，滤液通量增加4倍，从4L/m2/hr增加至16L/m2/hr。重要的是，跨膜压基本保持不变，即使在11,000S-1剪切率时，也不会增加超过5psig。而在TMP 为5psig时，0.5mm内径纤维只能获得约6L/m2/hr的滤液通量。
图4. 使用1.0mm ID HF膜时，提高剪切率对滤液通量的影响。
TMP实验
在我们最后的实验中，我们测试了在给定剪切率条件下，施加背压对过滤器性能的影响。在此实验中，在6,000和10,000S-1剪切率条件下，对含有0.5和1.0mm内径纤维的过滤器组件进行测试，而TMP从5增加至20psig。结果如图5和图6所示。实验使用30mg/mL IgG溶液（0.9%盐溶液）进行。
如图5所示，增加背压对滤液通量会有负作用，使用含0.5mm内径纤维过滤组件，剪切率为6,000S-1时，通量从14L/m2/hr降低至9L/m2/hr。这说明提高背压会增加凝胶层的形成，最终降低过滤器性能。有意思的是，当剪切率增加至10,000S-1，且TMP恢复至5psig，滤液通量增加至18L/m2/hr，这说明增加的流速可从膜表面清扫并去除沉降的IgG。此外，将TMP增加至10、15和20psig，对滤液通量不会有不利的影响，说明在10,000S-1下，增加的剪切率可有效且连续地冲扫膜表面。而即使在较高的TMP条件下，这种冲扫作用防止了凝胶层的形成。
图5.通过背压提高TMP时，对0.5mm内径HF膜的影响。
图6所示为使用含1.0mm内径纤维过滤器组件时，进行的一致的实验的结果。可见，在剪切6,000或10,000S-1时，滤液通量不会随TMP的增加而降低。在所有测试的TMP条件下，剪切率为6,000S-1时，通量维持约为15L/m2/hr。剪切率为10,000S-1时，当TMP从5增加至20psig，通量从20稍微提高至23L/m2/hr。
图6. 通过背压提高TMP时，对1.0mm内径HF膜的影响。
总结
这里，我们描述了使用含0.5和1.0mm内径纤维的HF 过滤器组件进行IgG浓缩的工艺。本应用笔记显示，使用Spectrumlabs.com的HF膜，IgG浓度可浓缩至350mg/mL。此外，我们发现，0.5和1.0mm内径膜在此实验中，存在性能差异。
这些实验显示，含1.0mm内径纤维的过滤器组件更适合Abs的浓缩。使用1.0mm内径纤维可获得更低的压力降和更高的通量，从而缩短处理时间。
同时，我们发现，对工艺施加背压不会显著提高滤液通量。在某些情况下，背压会降低滤液通量。当然，每一个工艺都需要其自身的一系列实验，以优化参数，但这些结果可作为一个良好的起始点（如6,000-8,000S-1，不施加背压）。
总结来说，使用SpectrumLabs.com的HF膜，可快速、温和、稳定地获得高Ab浓度，从根本上降低产物损失。此外，由于HF过滤器组件的几何结构和排空能力，产物隔离保持在较高水平，进一步提高了产物的收率。综合这些IgG实验结果，相似的工艺可用于mAbs的纯化。
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