层析工艺开发三点考量----工程化、成本控制与供应链安全

小批量溶液配置时很容易控制小量溶液的pH和电导，如精度控制在pH±0.05，Cond±0.5mS/cm。但当工艺放大至生产规模，如配置5000L溶液，虽有溶液配置SOP，但受限于人、机、料、法、环等因素，pH、电导精度一直控制在pH±0.05、Cond±0.5mS/cm是很有难度的。通常，需要挑选最关键，最难配的溶液做不同人、不同环境、不同pH和电导等检测设备的配置实验，计算系统误差，同时确认在此系统误差范围内是否满足工艺要求。所以早期工艺开发时尽量避免过于严苛的工艺，从而降低生产阶段生产人员的操作难度，同时也降低项目失败的风险，降低综合成本。

小试阶段因层析柱规模小，装柱比较容易，另外，为使工艺适应更宽泛质量的上游样品，往往将柱效设置的偏高。但在放大时，往往达不到这么高的柱效，或为了达到高柱效需反复装填层析柱，而生产规模的层析柱装柱要求高，所需时间更长。如1000/500mm的层析柱装柱，加上测柱效，可能需要3个人2天时间完成。另外，生产规模的柱效降低到工艺要求柱效以下，需要重新装柱，如果生产阶段设置很高的柱效工艺，会大大增加装柱的频率，从而影响车间全年的生产批次。建议在设置柱效参数时，兼顾工艺和工作量，寻找一个平衡点。

在小试工艺开发阶段和生产阶段的样品质量可能差异较大，会造成在生产阶段有的步骤因为超压，只能降低流速，这时设置为固定流速，会产生工艺偏差，建议将部分工艺流速设置为一个范围，如容易超压的CIP阶段。

在小试工艺开发阶段，因规模小，样品稀释、调pH、调电导、过滤等步骤均比较容易实现，但在生产规模，需要增加泵、管路、压力表、一次性样品袋、混匀等设备，同时也会增加很多验证步骤，所有这些均会增加工作量和生产成本，如果在工艺开发阶段，通过优化工艺，可以尽量减少这些步骤。

考虑和工艺表征阶段数据对比和柱壁效应，在IND工艺开发阶段不适宜选内径太大或太小的层析柱，一般选择1cm左右内径的层析柱比较适宜，小于6mm内径的层析柱柱壁效应显著升高，大于1cm内径的层析柱，在后期工艺优化和工艺表征阶段会耗费大量样品，但考虑到除病毒工艺验证的需求，柱内径需要综合考量。

在开发工艺时，柱床装填高度一般建议在一个区间范围，首先填料是一个悬浮状态，层析柱最终装填高度每次都可能不同；其次是标准层析柱内径型号有限，为了装填一定量的填料，除了通过内径调整装填体积，还可以通过在有限的装柱高度范围内调整装柱高度。

实验室工艺很容易实现小量样品的升温降温，但当到生产规模时，首先，大量样品的快速而精准的升温降温不是件容易的事。其次，因为热胀冷缩的原理，对设备在不同温度，不同压力下的保压会有更高的要求；再次，温度的变化，会影响部分溶液的电导，降低工艺的稳定性，如含Tris缓冲体系的溶液。所有这些要求只会提高我们设备采购成本，所以我们在IND阶段的工艺开发过程中，尽量避免这种需要升温降温的工艺路线。

层析工艺放大是一个类似线性放大工艺，但在工艺放大过程中，由于不同规模设备的死体积/流路体积，柱壁效应，系统流路设计，控制软件，检测部件等的不同，会造成出峰位置，峰高度，分辨率不一样。所以，在设备选型中，优先选择设计原理、流路设计、控制软件相同或相近的设备，有利于后期工艺转移及工艺放大，降低失败风险，减少工艺确认工作量。

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简化工艺步骤：在工艺开发过程中，不仅要考量后期工艺放大中设备/耗材/人工等显性成本，也要考量工艺的不同，需要的GMP车间面积不同，人员排班不同等带来的运营成本，管理成本不同等隐形成本的增加。

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多元化供应商策略：关键耗材应有备选供应商，避免使用独家产品，保证未来生产供应链的稳定性。供应商的充分竞争，会带来合适的价格和好的服务。

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建立多源供应商体系：是否在筛选平台工艺时，关键工艺的供应商设置为2家或者3家。虽然有长期供货协议的保证，但外部环境的不确定性可能造成未来供应的不稳定。比如新冠疫情期间，很多生物工艺关键设备和耗材供应不足，企业由于缺少备选供应商，临时进行工艺变更，导致生产停滞。

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推进国产化进程：在全球贸易保护主义和地缘政治格局下，一些海外供应商供应的产品可能会有货期延长，关税增加，甚至断供的风险。积极寻求国内优质供应商合作成为当下之选。