在生物制藥工藝中,，收獲是承上啟下的一步，該步驟收取上游工藝中生產表達的產物,，轉移給下游做分離純化,，起到去除雜質、減輕下游分離純化負擔的作用,。

上游工藝中表達的產物,，根據其在培養(yǎng)液中存在的方式可分為三類。

收獲選擇的方法必須匹配上游培養(yǎng)工藝的特點(哺乳動物細胞或細菌,、高或低密度等)以及產物的性質(蛋白質,、病毒、細胞等),，同時提供適合后續(xù)純化步驟所需的生物工藝料液,。所以選擇合適的收獲方法至關重要。目前收獲主要使用的方法有兩大類：過濾和離心,。這兩類方法各有優(yōu)缺點,，每類方法又可以細分多種。收獲時可能只使用其中一類方法，也可能兩類方法搭配使用,。

收獲步驟使用的過濾技術主要是以深層過濾為主,。深層過濾通過多孔的介質截留流動相中的顆粒物質，其截留不僅僅在介質的表面,，更多的是在介質內部,，因為深層過濾的介質都有一定的厚度。除了通過孔截留,，有些深層過濾器還有一些其他特性,，比如有的介質帶電荷、有的過濾器里加了助濾劑（硅藻土,、活性炭等）,，通過這些改造可以吸附除去部分溶解性雜質（HCP、HCD,、病毒,、內毒素等）。所以深層過濾既可以除去固體雜質也可以除去部分可溶雜質,。

圖1.深層過濾原理示意圖

在使用深層過濾器過濾料液之前,，必須先用水沖洗深層過濾器，去除可能從過濾器基質中析出的任何松散顆粒和不需要的化學物質,。沖洗后,，一般還需要用緩沖液平衡濾器，把濾器內的水替換成緩沖液以保護目的產物,。之后才進行料液過濾,。料液過濾后，還需要用緩沖液沖洗過濾器,，把過濾器內的殘留料液沖洗出來,，增加回收率，但收獲后的沖洗通常也會導致料液體積增加,。

因深層過濾會將細胞,、細胞碎片等雜質截留和吸附在濾器內，所以深層過濾器需要有一定載量,。當培養(yǎng)體積大或細胞密度很高時,，所需濾器數量也會相應增加。在大規(guī)模生產時,，可將多列或多排過濾器裝載到夾持系統(tǒng)上進行深層過濾,。通常，2000L的反應器流加培養(yǎng),，收獲時要用30-60塊深層過濾器,。

深層過濾器是一次性產品，用完之后要丟棄。如用于大生產,，使用深層過濾器對生產空間和人員配置都有一定的要求,，并且會產生大量的固體廢物。因為濾器的存放需要空間,，這么多濾器的管理,、領料、轉運,、安裝、拆卸,、滅活丟棄,，都需要人工操作。尤其是濾器使用完從夾具上拆卸時,，濾器通常已被浸濕,，單個濾器的重量能達到十多公斤，搬運起來不方便,，對力氣相對較小的女性不太友好,。

近年來，細胞株的高效開發(fā),、培養(yǎng)基配方的優(yōu)化,、上游細胞培養(yǎng)工藝的技術提升等給收獲帶來了更高的細胞密度和更高的產量。這些變化也給收獲帶來了更多挑戰(zhàn),。近年來各種預處理方式開始受到關注,，如絮凝劑處理，已經有部分藥企采用,。絮凝劑的加入使小顆粒形成尺寸較大的顆粒,，搭配特定的深層過濾器，可以大大增加濾器處理量,，減少濾器使用量,。

通過離心可以把細胞、細胞碎片等固體雜質從培養(yǎng)液中分離出來,。離心大致分為非連續(xù)離心和連續(xù)流離心兩種方式,。

非連續(xù)離心使用普通離心機，單次處理量小,。并且普通離心機需要每個離心杯手動裝液和配平,，離心后還需要逐個手動打開倒出上清液，操作繁瑣,，用時較長,。所以普通離心機更適用于少量培養(yǎng)液的離心。一般100L以下的培養(yǎng)液還可以通過增加離心機數量實現，超過100L培養(yǎng)液的處理從周轉效率,、設備空間和成本上考量,，普通離心機都不再合適。

連續(xù)流離心機離心時持續(xù)進液,，同時不斷地流出處理好的清液,，可以用來處理大體積高密度的培養(yǎng)液。生物工藝中常用的連續(xù)流離心機有筒式連續(xù)流離心機和碟片式連續(xù)流離心機,。

離心機利用離心力實現固體分離，過高的離心力會帶來較大的剪切力,，導致細胞破碎釋放胞內雜質,；離心力過低，則不能有效去除固體物質,。所以需要進行離心工藝的開發(fā),。但是，由于碟片式連續(xù)流離心機的特點,，缺少有效的小規(guī)模模型進行離心工藝開發(fā),，工藝開發(fā)需要在中試或大規(guī)模級別上進行。

離心分離能除去絕大部分固體雜質,，但一些顆粒很小的雜質可能無法去除,，所以一般離心處理之后，還需經過一次深層過濾,，除去部分可溶性雜質及微小顆粒,。離心機的合理運用能在很大程度上減少深層過濾膜包的使用量。

圖2.碟片式連續(xù)流離心機運行結構示意圖

碟片式連續(xù)流離心機的傳統(tǒng)機型是不銹鋼材質,，需要配套的CIP,、SIP、氣體等公用工程支持,。不銹鋼設備在前期的投入會比較大,，建設周期也相對較長。當前由于一次性技術在生物制藥工藝中廣泛應用,，現在已有離心機廠家推出一次性碟片式連續(xù)流離心機,。一次性碟片式連續(xù)流離心機在前期的投入相對較小，幾乎無需安裝,，到貨即可使用,；但后續(xù)可能會有一些耗材成本,。

下面對目前主流的收獲方法進行對比總結：

總體而言，選擇收獲方法時需要根據生產規(guī)模,、產品特性,、收獲技術的特點和整體工藝經濟性，綜合考慮選擇合適的收獲解決方案,。

Alfa Laval的碟片式連續(xù)流離心機,，通過進料方式，大大減小了離心過程中的剪切力,，確保離心過程中細胞的完整性,，不增加后續(xù)分離純化的負擔。Alfa Laval既有傳統(tǒng)的不銹鋼碟片式連續(xù)流離心機,，又有一次性碟片式連續(xù)流離心機,，可滿足您所有的離心需求。

圖3.阿法拉伐不銹鋼碟片式連續(xù)流離心機

圖4.阿法拉伐一次性碟片式連續(xù)流離心機及耗材

Merck有多個系列深層過濾產品,，包含不同規(guī)模大小的濾器和夾具，可滿足不同的生產工藝,。如：Millistak+®DE系列（含硅藻土）適用于普通的初級或二級澄清,、Clarisolve®深層過濾器+絮凝劑適用于高細胞密度料液、Millistak HC Pro®深層過濾器（全人工合成介質）具有潔凈,、批次間差異小,，降低50%沖洗水量等優(yōu)點。

圖5.默克生產級別3層深層過濾夾具

圖6.默克Clarisolve®系列深層過濾器和絮凝劑

圖7.Millistak+® DE系列過濾器（含硅藻土）

廣州東銳科技有限公司是阿法拉伐碟片式連續(xù)流離心機和默克深層過濾產品華南區(qū)授權代理商,。如您對相關產品感興趣,，歡迎致電交流！