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          山東博泵科技股份有限公司

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          百士吉Quattroflow精準泵送技術

          百士吉Quattroflow精準泵送技術

          泵友圈 今天

          以下文章來源于PSG百士吉泵業 ,作者PSG China

          PSG百士吉泵業.

          美國都福集團麾下的百士吉泵業(PSG),總部設在美國伊利諾伊州Oakbrook Terrace,是全球領先的正排量泵產品和技術供應商。為需要安全、高效及可靠的輸送重要及高價值物料的客戶,提供泵產品、系統和服務。

          泵友圈法律顧問

          北京市京師律師事務所 王璠律師/公司法律顧問

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          來源:PSG百士吉泵業


          應用背景


          2003年,Marcel Raedts成立了PROXCYS公司。此后不到20年間,該公司生產了大量用于純化各類生物制品(例如,血漿、細胞培養物或細菌發酵產品)的高性能低壓徑向流色譜(HP-RFC)柱和系統,成為了一家領先的國際供應商。


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          徑向流動色譜和傳統色譜柱略有不同。傳統柱的流向是從頂部到底部,RFC分離原理與此相同,但柱型設計不同。RFC的流向不是從頂部到底部,而是從柱的外部到內部。PROXCYS把柱子放在了一邊,縮小了產品的占地面積。


          傳統柱的市場份額雖大,但也存在一定弊端。HP-RFC技術問世近12年,常用于人血漿產品,尤其在細胞培養物/發酵-生物制藥領域,新預填充的SUPR RFC柱越來越受歡迎。另外,在功能性食品市場,它經濟高效的優勢也逐漸為人所知。


          項目挑戰


          色譜法


          生物工藝中分離混合物中組分的標準純化步驟。這項技術能從混合物的其他分子和雜質中分離出生物藥物或靶分子,然后加以純化。純化在色譜柱中進行,常用工具是一個裝滿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,產品和雜質的混合物(稱為移動相)會進入柱中,穿過樹脂(固定相)。靶分子和色譜珠子之間發生選擇性結合(吸附)后會分離出來,電導率、PH值、鹽類型和其他運行條件都會影響這一過程。


          傳統方案的弊端


          傳統的色譜柱設計為“軸向”。在此步驟中,色譜介質填充在很平、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能力(規;,由于柱的高度增加后,系統內的背壓也會增加,因此這套方案不太可行。


          所以,要想提高生產能力,只能增大柱子的直徑。這樣一來,系統的柱床既短又寬,空間占用率高,整體重量偏重,導致持續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,填充床通常應高于規定高度,但這種方案的弊端是:流量降低,運行壓力增加。


          RFC


          早在20世紀50年代,RFC就已經研制成功。它的流量較高,壓降較低,系統重量和占地面積僅為軸向流動柱的四分之一。如前所述,與液流垂直流經色譜介質的軸向流動系統不同,RFC中的介質包裹在中間的柱子上,液流以正壓水平流過。RFC能將軸向系統的臥式床折疊進垂直柱子,并將流向從垂直變更為水平。它繼承了老式產品的純化和分餾功能,但系統的占地面積更小,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(通常是某些高價值樹脂),性能出眾。


          泵式填充


          合適的柱填料會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期產品。因此,樹脂填充得越好,分離效果就越好,目標蛋白的表達效果也會越好。不過,色譜柱實際填充起來并不容易。


          如果傳統柱的直徑比床高出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,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,這有利于系統自動化,只要有合適的設備,即使色譜柱格式特殊,填充起來也會十分輕松。


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


          解決方案


          向HP-RFC柱中填充樹脂時,應選擇合適的泵送技術。在過去的幾十年,PROXCYS將Quattroflow™四柱塞隔膜泵技術運用至其專有的裝柱系統中。


          Quattroflow泵非常精確,調節比大,設計緊湊,可與小型系統輕松集成。泵送時不會產生泡沫,動作“迅速但柔和”,泵送剪切敏感的樹脂珠子時不會損壞產品。能完全勝任柔和泵送產品的任務,雖然流速高,但很容易控制。


          • 可干轉
          • 自吸
          • 低剪切
          • 線性調節
          • 設計緊湊
          • 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。

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          目前,Quattroflow泵有8種型號,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兼容所有型號的泵。

          應用效果


          PROXCYS的技術銷售工程師Groenewegen說:“Quattroflow全系列的泵我們都在用。實驗室空間較為狹小,在這類區域中,我們在系統中集成了QF150泵,用以裝柱;當場景從實驗室搬到生產環境中后,我們就會使用QF1200和QF4400,它們更適合較大的系統;而當占地面積有限時,我們則會選擇QF5050。我們在最大的系統中使用了QF20K,此外,新成員QF10K也很適合大柱子系統。

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          PROXCYS曾經測試過另一家供應商的泵,不過那種雙隔膜泵沒能達到要求。還沒運行幾分鐘,樹脂珠就卡在了泵膜之間,泵就停下來了!

          小結


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

          很多設備制造商都計劃使用一次性接液泵腔,替代長久使用的不銹鋼泵,不銹鋼泵每次生產后都需要做清潔認證。

          一次性泵腔的處理較為簡便,無需清潔驗證和滅菌,產品無交叉污染風險,可節省時間和費用。多個產品的設施是一次性泵的典型應用領域(如工藝開發、臨床樣品的生產、代工),有助于提高操作效率。

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