一种生物制品浓缩系统及其工艺的制作方法

1.本发明涉及浓缩设备领域，特别涉及一种生物制品浓缩系统及其工艺。


背景技术：

2.疫苗、血液制品等生物制品的浓缩换液，一般是通过交叉流膜过滤实现，在该过滤中，小分子(包括水)透过，原液中大分子物质被截留实现浓缩效果，而物料在样品罐、泵、膜和连接管路形成的封闭体系中不断循环过滤，最终实现小分子的去除效果，并且达到目标浓度。
3.现有的技术中，一般是将样品罐底部出口通过循环泵连接过滤膜组件的进口，而过滤膜组件的回流端连接样品罐的入口，这样的浓缩设备在面对高倍数浓缩的应用场景时存在一些缺点，比如浓缩后的产品中缓冲液的浓度是不变的,因此往往不能满足浓缩后对缓冲液的稀释以及置换缓冲液的要求。
4.同时,为了避免在循环过滤中引入大量气泡进入流路，超滤样品罐会具有一个最小工作体积，其中罐体越大，最小工作体积也越大，从而限制了对样品浓缩的倍数。现有技术中常见的解决方案是采用一大一小两级浓缩，但这会显著增加工艺成本。此外，样品体积减少到极限工作体积时，容易将气泡抽入过滤流路，而气泡破裂产生的剪切力容易引起生物分子的结构变化，从而影响活性。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提供了一种生物制品浓缩系统及其工艺。
6.根据本发明的一个方面，提供了一种生物制品浓缩系统，包括样品罐、过滤膜组件、循环管路、缓冲液容器、wfi容器以及吹气装置；所述样品罐的出口通过一个循环泵与所述过滤膜组件的进口端相连接，所述样品罐的进口与所述过滤膜组件的截留端相连接；所述循环管路的两端分别通过两个阀门与所述样品罐的出口和进口相连接，并且所述循环管路与所述过滤膜组件并联；所述样品罐的进口分别与所述缓冲液容器、所述wfi容器和所述吹气装置相连接。
7.在一些实施方式中，所述过滤膜组件具有多个，并且所述循环管路与其中一个所述过滤膜组件并联。由此，通过设置多个过滤膜组件能够单次对产品进行多道过滤。
8.在一些实施方式中，所述过滤膜组件的透过段分别连接有小分子收集容器和排废管道，所述小分子收集容器上设置有紫外传感器、ph传感器和压力传感器。由此，通过小分子收集容器和排废管道能够分别收集滤出的小分子和过滤后废料。
9.在一些实施方式中，所述样品罐的出口还通过两个阀门分别连接有浓缩液收集容器和排废管路。由此，通过浓缩液收集容器和排废管路道能够分别收集浓缩液和剩余的废料。
10.在一些实施方式中，在所述缓冲液容器和所述wfi容器与所述样品罐连接的管路上均设置有输送泵和压力传感器。由此，输送泵用于提供输送的动力，压力传感器用于测试
管路压力。
11.在一些实施方式中，所述过滤膜组件的截留端通过一个阀门与一个完整性测试模块相连接。由此，通过完整性测试模块能够测试系统管路的完整性。
12.根据本发明的一个方面，提供了上述生物制品浓缩系统的工艺，包括以下步骤：
13.1)将产品在所述样品罐和所述过滤膜组件之间循环过滤，而产品中的小分子不断通过所述过滤膜组件流出，直到产品的体积浓缩达并到设定体积；
14.2)通过所述缓冲液容器和所述wfi容器将缓冲液和水持续加入到所述样品罐中，不断替换产品中流出的小分子并进行稀释，直到达到目标稀释倍数；
15.3)对所述样品罐和所述过滤膜组件中的产品进行收集。
16.在一些实施方式中，在步骤1)之后，关闭所述样品罐的进口与所述过滤膜组件的截留端之间的管路，打开所述循环管路两端的所述阀门，产品在所述循环管路以及与其相并联的所述过滤膜组件之间循环流动过滤，直到产品的体积浓缩达到目标体积。由此，在需要的时候可以使用循环管路对产品进行进一步浓缩。
17.在一些实施方式中，在步骤3)中，通过所述吹气装置通气对所述样品罐、所述过滤膜组件和所述循环管路中的产品进行收集。由此，描述了对品进行收集的具体方式。
18.在一些实施方式中，步骤1)中的设定体积为产品总体积的5％～20％，步骤3)中的稀释倍数为2-100。由此，描述了进行浓缩的设定体积和稀释的倍数。
附图说明
19.图1为本发明一实施方式的一种生物制品浓缩系统的结构示意图；
20.图2为图1所示一种生物制品浓缩系统的部分结构示意图一；
21.图3为图1所示一种生物制品浓缩系统的部分结构示意图二。
22.图中：样品罐1，过滤膜组件2，循环管路3，缓冲液容器4，wfi容器5，吹气装置6，浓缩液收集容器7，排废管路8，完整性测试模块9，阀门10，循环泵11，小分子收集容器12，排废管道13。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
24.图1示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的一种生物制品浓缩系统的结构，图2显示了图1中的一种生物制品浓缩系统的其中一部分结构，图3显示了图1中的一种生物制品浓缩系统的另一部分结构。如图1-3所示，该系统主要包括样品罐1、过滤膜组件2、循环管路3、缓冲液容器4、wfi容器5以及吹气装置6等结构，用于对疫苗、血液制品等液态产品的浓缩换液。在本实施方式中，样品罐1的容积为3000l，过滤膜组件2的膜面积为80平方米。
25.样品罐1竖直设置，及其进口位于顶部，出口则位于底部，而过滤膜组件2一端为进口端，另一端为截留端，中间具有透过段。其中，样品罐1的底部出口通过一个循环泵11与过滤膜组件2的进口端相连接，而样品罐1的进口与过滤膜组件2的截留端相连接，并且该处的连接可以根据需要进行关闭。
26.循环管路3的两端分别通过两个阀门10与样品罐1的出口和进口相连接，则就样品
罐1而言，循环管路3与过滤膜组件2并联。具体来说，循环管路3的一端连接样品罐1和循环泵11之间的管路，另一端则连接样品罐1进口和过滤膜组件2截留端之间的管路，并且在循环管路3的两端分别设有两个阀门10。
27.优选的，为了提高单次过滤效果，可以设置多个过滤膜组件2(本实施方式中取两个)依次相串联，而循环管路3只与其中一个过滤膜组件2相并联。
28.过滤膜组件2的透过段分别连接有小分子收集容器12和排废管道13，小分子收集容器12用于收集滤出的小分子(比如水、nacl等)，排废管道13用于排放过滤后的废料。其中，而小分子收集容器12上还设置有紫外传感器、ph传感器和压力传感器以检测收集小分子的情况。
29.样品罐1的顶部进口分别与缓冲液容器4和wfi容器5相连接，其中，缓冲液容器4用于盛装缓冲液，wfi容器5用于盛装重蒸馏水，而在缓冲液容器4和wfi容器5与样品罐1连接的管路上均设置有输送泵和压力传感器，可以根据需要向样品罐1中通入缓冲液和水。
30.样品罐1的顶部进口还与吹气装置6相连接，而通过吹气装置6可以向样品罐1中通气。
31.优选的，样品罐1的底部出口还通过两个阀门10分别连接有浓缩液收集容器7和排废管路8，浓缩液收集容器7收集浓缩液，而排废管路8则用于排出浓缩后的废料。
32.优选的，过滤膜组件2的截留端通过一个阀门10与一个完整性测试模块9相连接，则可以使用完整性测试模块9对稀释效果进行测试。
33.该系统的使用过程包括多个步骤，主要如下所述。
34.第一步，对产品进行过滤浓缩。
35.首先设定一个设定体积作为产品(比如3mnacl)浓缩后的目标体积，一般以产品总体积的5％～20％为宜。然后，将产品通入到样品罐1中，再在循环泵11的作用下依次经过各过滤膜组件2并回流到样品罐1(，从而使产品在样品罐1和过滤膜组件2之间循环过滤，其中每次循环可称为单次过滤。
36.在过滤时，产品中的小分子(比如水、nacl等)不断通过过滤膜组件2流出并收集到小分子收集容器12中，则产品的体积会不断浓缩，直到达到设定体积为止。
37.此外，如果产品浓缩后的目标体积过小，仅靠上述步骤难以达到，则可以设置一个可以达到的设定体积，在通过上述步骤达到设定体积时，关闭样品罐1顶部进口与过滤膜组件2之间的管路，打开循环管路3两端的阀门10，则产品会在循环泵11的作用下在循环管路3和与其相并联的过滤膜组件2之间进行循环，并且反复受到过滤和浓缩，同时还会在循环管路3和过滤膜组件2处形成负压，从而将样品罐1中的产品也抽出进行过滤浓缩。
38.第二步，对产品进行稀释。
39.在各输送泵的作用下，将缓冲液容器4和wfi容器5中的缓冲液和水持续加入到样品罐1中，随着循环过滤的进行，产品中的小分子在被过滤收集的同时，还会不断被缓冲液替换，并被水进行稀释，最终达到目标稀释倍数(可以选取为2-100)，从而实现置换效果。具体效果可以通过完整性测试模块9进行测试。
40.第三步，对产品进行收集。
41.打开吹气装置6，使其向对样品罐1中通气，从而使位于样品罐1、过滤膜组件2和循环管路3中的产品流动，并最终收集到浓缩液收集容器7中。
42.以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。