提高层析介质利用率的方法和产品与流程

本申请通常涉及生物、化学和计算机领域，具体地，本申请涉及确定层析过程中层析介质在层析柱中的装填高度的方法、计算机系统、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

背景技术：

1、层析技术是现代工业中重要的物质组分分离技术，具有分离条件温和、分离效果和重现性好等特点，已成为制药工业等高附加值产品领域的核心技术。层析技术通常基于具有特定功能的层析介质发挥效用，其独特的物理结构或化学配基可针对不同的组分进行高效分离，在特定领域远优于其他传统分离技术。层析介质的上述特性则依赖于加工工艺。因此，层析介质的制造具有很高的技术门槛，为维持其产品性能的稳健性而引入的质量管理体系进一步推高了层析介质的成本。

2、在生物制药领域，层析介质已经成为首选的分离纯化耗材，单一生产线对其需求量已然巨大，但鉴于药品的特殊性，制药企业通常为获得稳健的质量，而不能发挥层析介质本身的全部性能，且受限于其有限的循环次数，即使用有限的次数后，层析介质则因其性能的衰退而必须报废。有报道指出，生物制药工艺瓶颈已经转移到下游，依赖于层析技术的分离成本已经超过上游细胞培养成本。

3、因此，制药工业等领域一直在广泛寻求各种途径提高层析介质利用率的方法，以降低生产成本和废弃物处理量，进而促进患者和环境获益。

技术实现思路

0、发明概述

1、为解决背景技术中提到的某些技术问题，本发明提供以下技术方案：

2、第一方面，本申请提供了确定层析过程中层析介质在层析柱中的装填高度的方法，其包括：

3、收集多个批次产品的目标分离物的含量数据，获得平均值和标准差，将所述平均值和标准差作为输入，生成所述目标分离物的含量的概率密度函数；

4、根据系统风险可接受水平确定层析介质利用效率数学期望的分布区间；

5、使用拟定层析柱直径信息，建立层析介质利用效率的数学模型；以及

6、基于所述目标分离物的含量的概率密度函数、所述分布区间和所述层析介质利用效率的数学模型，计算不同层析柱高度下层析介质利用效率的数学期望，并获得层析柱高度的估计值；

7、其中根据获得的层析柱高度的估计值得到所述目标分离物的含量符合正态分布情况下的所述层析介质利用效率的最大值，将对应的层析柱高度的估计值确定为所述层析过程中层析介质在层析柱中的装填高度。

8、在第一方面的一些实施方案中，所述平均值的计算公式如下所示：

9、

10、其中μ代表平均值，i代表第i个数据的位置，xi代表第i个数据的值，和n代表数据的总个数。

11、在第一方面的一些实施方案中，所述标准差的计算公式如下所示：

12、

13、其中σ代表标准差，μ代表平均值，i代表第i个数据的位置，xi代表第i个数据的值，和n代表数据的总个数。

14、在第一方面的一些实施方案中，所述目标分离物的含量的概率密度函数的计算公式如下所示：

15、

16、其中x代表符合正态分布的所述目标分离物的含量。

17、在第一方面的一些实施方案中，所述层析介质利用效率的数学模型如下所示：

18、

19、其中代表目标分离物的含量/(工艺规定的动态结合载量×层析柱装填体积)向上取整的结果。

20、在第一方面的一些实施方案中，所述分布区间符合正态分布，并且为μ±mσ，其中m为正数。

21、在第一方面的一些实施方案中，所述层析介质利用效率的数学期望的计算公式如下所示：

22、

23、其中dx代表x的微分；和/或

24、所述层析柱高度的估计值的计算公式如下所示：

25、

26、其中y代表在设定范围均匀分布的层析柱高度。

27、在第一方面的一些实施方案中，所述方法在开源软件中完成。

28、第二方面，本申请提供了计算机系统，其包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的计算机程序，其中所述处理器执行所述计算机程序以实现第一方面所述的方法。

29、第三方面，本申请提供了计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。

30、第四方面，本申请提供了计算机程序产品，其包括计算机程序，其中所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法

技术特征：

1.确定层析过程中层析介质在层析柱中的装填高度的方法，其包括：

2.如权利要求1所述的方法，其中所述平均值的计算公式如下所示：

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述目标分离物的含量的概率密度函数的计算公式如下所示：

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述层析介质利用效率的数学模型如下所示：

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述分布区间符合正态分布，并且为μ±mσ，其中m为正数；优选地，m为正整数；更优选地，m为1、2或3。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述层析介质利用效率的数学期望的计算公式如下所示：

7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述方法在开源软件中完成，例如采用r语言完成。

8.计算机系统，其包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的计算机程序，其中所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7中任一项所述的方法。

9.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.计算机程序产品，其包括计算机程序，其中所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本申请涉及生物、化学和计算机领域，提供了提高层析介质利用率的方法和产品。具体地，本申请提供了确定层析过程中层析介质在层析柱中的装填高度的方法、计算机系统、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

技术研发人员：孙仁峰,唐晓双
受保护的技术使用者：重庆智翔金泰生物制药股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7