疫苗是现代医学中最强大的工具之一，旨在训练免疫系统识别和对抗病原体。从根除天花到全球应对 COVID-19，疫苗始终展现出其在控制传染病方面的价值。然而，疫苗开发是一个复杂、多阶段的过程，涉及精心的设计、严格的测试以及稳健的生产工作流程，以确保其安全性、有效性和可放大性。样品浓缩和缓冲液置换是疫苗开发中的关键步骤，直接影响疫苗的有效性。这些过程可以提高产物浓度、更换缓冲体系以增强稳定性和相容性，并有助于去除残留杂质。
mRNA 疫苗开发工作流程
在选择合适的疫苗浓缩和制剂方法时，必须仔细权衡几个关键考量因素。温和性对于保持敏感生物分子的结构完整性和免疫原性至关重要。高收率对于确保工艺效率、减少浪费必不可少。可扩展性能够实现从实验室规模研究到商业化生产的无缝衔接，而时间和成本效率则显著影响疫苗生产的整体经济可行性。上述每一个因素都会影响制剂策略的选择。
在现有方法中，超滤因其在温和性和保持产品质量方面的卓越性能而脱颖而出。然而，使用离心装置进行的死端过滤（DEF） 容易导致膜堵塞，从而造成结果不一致、回收率低且可放大性受限。
| 考量因素 | 沉淀法 | 柱色谱法 | 蒸发法 | 冻干法 |
超滤法 死端过滤 TFF |
|---|---|---|---|---|---|
| 收率 | |||||
| 温和性 | |||||
| 可放大性 | |||||
| 处理时间 | |||||
| 成本效益 |
疫苗浓缩与透析过滤方法
相比之下，切向流过滤（TFF） 因其高过滤速率、温和性、高效率和可扩展性，已成为执行这些步骤的首选方法。然而，传统的TFF系统通常占地面积大、滞留体积高且操作劳动密集，使其在实验室规模的工作流程中效率低下。因此，实验室规模TFF系统的引入满足了工艺开发和优化的需求，从而成为连接研究与工业应用的关键桥梁。
使用 µPulse - TFF 系统进行疫苗开发
Formulatrix µPulse® 是一款专为实验室规模应用设计的自动化、微型化 TFF 系统。它非常适合 DNA、RNA、多糖和重组疫苗的开发，同时确保高产物收率和质量。通过将我们获得专利的微流控泵技术与 TFF 相结合，整个流体路径在过滤芯片上实现了微型化。这将死体积减少到仅 0.65 毫升，确保了最高的死体积回收率。
其可自定义的设置，包括可调压力和泵参数，为疫苗开发提供了一个温和且高效的过程。过滤芯片提供经修饰的聚醚砜（mPES）和再生纤维素（RC）膜，这些膜具有低污染特性，并与各种样品类型兼容。此外，它以无人值守的方式处理样品，速度比死端离心装置快 4 倍。
使用 aµtoPulse - TFF 系统进行高通量生物偶联物纯化
aµtoPulse® 是一款全自动、高通量的 TFF 系统，拥有全球最低的滞留体积，仅为 250 µL。每次运行可处理多达 54 个样品，最多可并行处理 4 个样品。设计灵活，可处理 0.5 mL 至 100 mL 的起始体积，并能将样品浓缩至 250 µL，精度为 ±25 µL。该系统支持多达四个外部缓冲液输入或板载锥形管，可实现自动化的多缓冲液透析过滤。
采用双泵的先进芯片设计，其渗透物流速比 µPulse 快达 1.7 倍，同时最大限度地减少了剪切力，从而能够实现疫苗的温和制剂。芯片提供 mPES（5-300 kDa）和 RC（5-100 kDa）膜，确保与广泛的样品兼容。
每个工作站提供独立的跨膜压力（0-32 psi）调节和监测，使用户能够完全控制过程的温和性与效率。直观的基于浏览器的软件支持远程方案设置、监控和控制，并提供符合 21 CFR Part 11 法规（适用于 GMP 环境）的安全数据管理。