“滤”你所忧——如何选择一款合适的过滤器，知识与技巧

过滤是药品生产工艺中常用的分离纯化手段，尤其对于热不稳定、制剂复杂的化学药物和生物大分子药物，如抗体、重组蛋白、疫苗等，通过过滤除菌的方式来降低或去除微生物污染是目前比较普选的方式。过滤除菌属于物理拦截，对工艺药液不会造成性质上的影响，相对安全，且除菌级的过滤器可达到10 ⁷ CFU/cm ² 以上的高效除菌能力。然而药液的性质不同，品种复杂，工艺繁多，因此如何在种类多样的过滤器中选择一款匹配特定应用的过滤器是产品工艺开发阶段着重考虑的任务。

如何快速地在众多过滤器中选择一款最合适的呢？

我们可以从以下几个方面来考虑：过滤的目的、过滤流体的性质以及过滤工艺要求。

在过滤工艺设计中，需考虑不同工艺需求进而设计不同的过滤系统，包括选择合适的过滤材料和孔径级别。

微生物是除菌过滤中最关注的去除目标，但是在终端除菌前，还需要对整个流体的负载进行控制。根据GMP的要求，在最终除菌过滤前，微⽣物负荷⽔平应降低⾄10 cfu/100 mL以下。有些药液在工艺初期并不需要对微生物进行滤除过滤，反而对于一些颗粒物的控制水平有明确的要求。

我们一般将缺陷短波单胞菌（Brevundimonas diminuta）滤除率达到10 ⁷ CFU/cm ² 的过滤器称之为0.22 um除菌级。因此当一些工艺阶段无需达到无菌要求时，我们可以根据具体的需求来选择不同的孔径搭配，如微生物负载控制可以选择0.45um，颗粒负载控制可以选择0.65 um或更大孔径的过滤器。例如，一些澄清过滤、层析柱保护、除菌过滤上游等环节，选择微生物或颗粒负载控制的过滤器，可以有效地降低负荷、降低工艺风险，延长除菌过滤的使用寿命。

图. 过滤对象与孔径选择

Entegris 在过滤领域有着多年的材料研究经验，选用单层PES膜的GHF系列过滤器，在一些成分简单、低污堵的药液和缓冲液过滤中，有着出色的性能表现。GHF系列为高流速除菌级滤器，在保证药液无菌过滤的前提下，提供更高的流速，大大节省了批次过滤的时间。

选择过滤器材质时，应充分考察确认其与待过滤介质的兼容性。比如，涉及到一些ADC产品时，会含有相关有机溶剂，在过滤过程中，需要滤材对有机溶剂耐受。常规的液体过滤膜聚醚砜，醋酸纤维素等无法耐受部分有机溶液的过滤，而聚四氟乙烯材料耐有机、耐腐蚀、耐氧化的超高化学兼容性。同时，聚四氟乙烯膜以其天然的疏水性，也是多数气体过滤的首选。

随着生物药和特殊复杂制剂的兴起，药液的成分趋向多样性，其对过滤材质的相关性能，包括载量、吸附等都提出了更高的挑战。高黏性高负载的药液，极易对过滤器造成堵塞，为保证其生产连贯性，一款高通量的过滤器至关重要。

过滤材料的孔隙形态分为对称型和非对称型两种，如下图。对于常规对称滤材，孔径分布在截面上保持均一，截留能力突出但纳污能力不足，很难满足上述复杂药液的过滤需求，而非对称聚醚砜材料孔径分布在截面上呈渐变分布，从疏松到致密，提供了更高的纳污空间，并且对于生物大分子有较高的通过率，更适用于上述药液的过滤。

针对上述药液，Pharmsteri™ II GHC系列，采用双层PES滤膜，内置高度非对称结构的预滤膜，在保障除菌的同时，减缓堵塞进程和压降累积，从而满足高过滤通量，以减少耗材消耗，提升工艺经济性。

对于气体的除菌过滤，我们则需要采用疏水性滤膜以减少气体中的水分对滤膜的润湿，从而降低膜孔阻塞和流速衰减。Entegris推出的PSTT系列滤芯，选用高通量、高截留的PTFE滤膜，在气体和有机溶剂过滤方面有着不俗的表现。同步推出的GSV系列囊氏滤器，提供了和PTFE材质相近的截留、流速和疏水性能，同时还具备耐受辐照灭菌能力。

从上述案例不难看出，药液或流体的性质，对于过滤器的材质有着较苛刻的选择性。对流体进行系统的研究可以帮助我们更快速，更准确的选择一块合适的过滤材料。

表. 膜材选择表（节选）

根据过滤目的和流体性质选择正确的膜材及孔径后，合理的过滤膜面积需要经过科学的方法评估后得出。一款药品从最初的研发阶段到最终的商业化生产，过程中涉及多个放大步骤，每一步都需要充分考量过滤器的适用性。

为了更好得符合产品开发的各个阶段，Entegris研发设计了多种规格产品，从小碟式到10英寸囊式，以及多种规格的折叠滤芯，可以满足用户在实验室进行工艺放大研究，并能放大至商业化生产。具体如何选择，需要根据工艺料液的批量，过滤时间和流速压差等参数来匹配相应尺寸的过滤器。

图. 通过小规模可滤性试验进行生产规模滤器选型

针对具体的过滤器装置，会根据实际的空间设计以及其他考量因素来确认不锈钢系统还是一次性系统。无论选择何种过滤装置，均需要考量过滤装置带来的体积残留，尤其针对高附加值产品，需要尽量减少其损失。

Entegris在GHC高通量系列囊式滤器的设计中，优化了内芯和壳体的结构设计，尽可能降低了上游残留体积，使其在成分复杂、高附加值的生物药原液和制剂过滤中成为不二选择。

过滤器的选择是一门学问，更是个技巧，合适的过滤器可以更好的保证整个过滤工艺的高效和安全。更多有关于过滤器选型和使用的实用知识和技巧，请见过滤器选型实践指南，扫码填写问卷备注“过滤指南”以索取电子版文件。