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随着生物技术的发展、生物制品的广泛应用,分离纯化在药物工艺开发中的作用越来越重要。无论是通过生物还是化学途径生产的产品,都伴随着生成其他许多复杂的副产物。高效低成本de除去各种杂质,拿到合格产品是我们众多工艺开发者的目标。
纯化往往是固液分离、层析、离心、萃取、结晶、超滤、纳滤等多种方法组合使用的过程,涉及到的单元操作多,面临的挑战大,是许多项目能否成功的限制因素。在许多项目中研发人员经过实验室的小试开发,也都拿到了合格的产品,设计了稳健的工艺,但在放大到中试生产时却经常出现各种问题,甚至导致项目流产,原因很多是因为中放预前思考和准备工作做的不到位。本文结合工作中的经验浅谈中试前的准备工作。
一个实验室项目在进行中试前首先要考虑以下几点:
(1)工艺:为产品高产出和运行稳健进行符合逻辑的工艺设计,小试收率稳定,产品质量可靠。在中放前的小试中一定要充分考虑和模仿现场情况操作,各种破坏性条件进行考察,充分寻找中放可能出现的问题,找到解决的办法,把许多能提前做的工作做在前面,为中放工作或后续工作顺利进行留出时间和空间。比如层析柱装填的特性、产品滞留稳定性、层析住体上残留物的清洗验证等等,这些在前期小试工艺开发中容易遗漏的点往往成为中试中的问题。
(2)物料:在中试前所用物料试剂确定,标准明确,产品,中间体和原料的分析检验方法进行确定。中试中用的工业级或化学级原料试剂,小试阶段应探明,用工业级原料和溶剂对工艺有无干扰,对产品的产率和质量有无影响。通过小试研究找出适合于用工业级原料生产的处理方法,达到价廉、优质和高产。进行物料衡算,当各步操作工艺确定后,就应该就每步关键产物和试剂进行物料衡算,以便为解决薄弱环节,挖潜节能,提高效率,回收副产物并综合利用以及防治三废提供数据。
(3)设备:对设备进行选择,首先应考虑设备容量是否适宜,设备材质、管路材质与工艺介质的适应性,是否耐腐蚀,加热、冷却和搅拌速度是否符合要求。某些设备,管道材质的耐腐蚀实验进行考察。根据工艺过程中的各种物料配置中试设备,对设备各部分的材质要充分检查清楚,有时许多小的零部件材质疏漏,可能成为中试中产品不合格的原因,特别是涉及到盐酸的工艺。物料输送的方法(投料、出料、各步之间的流转)提前演练,如何防止跑料、凝固和堵塞等。物料的计量和加料的方法,如溶析结晶时滴加如何有效控制、搅拌桨如何设计等?这些都要提前考虑清楚。
(4)三废:对每一步产生的三废都要进行设计对应的处理方法,实验室很简单的处理手段,可能是工厂的大问题,特别是抗菌药物类,要考虑清楚,让工厂提前准备好相应的方案,以免发生环保处理菌被杀死之类的问题。
(5)人员:工艺确定后,一定要对中试现场人员水平有个预判,写好sop,对职工进行工艺和安全培训,工艺培训中尤其要讲清楚控制指标和要点,违犯操作规程的危害和管道走向,阀门的进出控制,落实超出控制指标和突发事件的应急措施。
(6)安全:安全生产的要求一定要与生产人员进行充分论证。安全对工业生产至关重要,尽量不用毒性大的有机溶剂,寻找性质相似而毒性小的溶剂代替。在实验室方面,中试之前就要做好时间、温度等各个反应要素的边缘实验和破坏性实验,这些工作如果做的塌实,那么在中试中万一不幸出现异常,也应该是你已经碰到过的了
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