如何选择除病毒预过滤器
1、为什么需要预过滤器？
除病毒过滤在生物制药的过程中是一个关键步骤。然而即使是层析纯化后的样品，蛋白聚体和杂质也会限制除病毒过滤器的载量，导致过滤膜面积增加。
除病毒滤器堵塞主要是基于以下原因：
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除病毒膜孔需要透过蛋白拦截病毒，对膜孔径要求较高。
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细小病毒直径约为18-24nm，单抗分子约为8-12nm。聚体将导致膜孔堵塞。
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随着蛋白浓度提高，蛋白单体产生聚体的几率变大，增加了堵塞除病毒滤器的风险。
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蛋白不稳定导致结构改变或碎片，以及其他未分离杂质，也有可能导致堵塞。
对样品进行预过滤处理能够有效的去除这些堵膜因素，因此许多工艺会加入预过滤器来提高除病毒过滤器的载量从而降低工艺成本。通过研究和大量实践表明，增加预过滤器后的除病毒滤器的平均载量能比未增加提高2倍以上。
2、如何选择预过滤器
预滤器的选择需要根据样品特性和工艺需求来决定。一般对于去除单抗工艺中的聚体来说，吸附比基于分子大小的尺寸排阻的预过滤方式更有效。
默克提供了表面改性膜和吸附型深层滤器这两种预过滤器，针对于不同的需求，达成稳健的工艺目的。
Viresolve®Pro Shield Viresolve® Pro Shield H
3、不同预过滤器的特点
3.1表面改性膜滤器
表面改性膜滤器有Viresolve Pro Shield （简称Shield）和Viresolve Pro Shield H（简称Shield H）两种，它们具有以下特点：
- * 阳离子交换膜，带有负电荷，能够吸附带有正电荷的聚体
- * 0.2um聚醚砜材质，低析出
- * 膜表面修饰：交联聚合磺酸基团（Shield），交联混合模式基团（Shield H）
Shield和Shield H均为带有负电荷的预过滤器，因此对于带有正电荷的聚体有非常显著的去除效果。因此对于聚体导致堵膜的蛋白样品，优先考虑表面改性膜滤器作为预过滤器。
由于Shield和Shield H都是基于电荷吸附的预过滤器，因此样品缓冲液环境会对化学吸附产生较大影响。而Shield和Shield H正是基于不同的pH和电导来区分适用场景。Shield有效操作范围：pH<5.5且电导率<25mS/cm；Shield H有效操作范围：pH>5.5或电导率>25mS/cm；其余范围两者皆可。
3.2吸附型深层滤器
表面改性膜滤器有Viresolve Prefilter（简称VPF）和 Millistak+ HC pro X0SP（简称X0SP）。
VPF是除病毒过滤工艺中最为常用的预过滤器，它具有以下特点：
- * 深层滤器，带有正电荷，能够吸附带负电和疏水性质的杂质
- * 对于绝大部分杂质都有较好的去除效果
- * 由硅藻土，纤维素和含阳离子亚胺基团粘合而成
- * 下端添加小孔径纤维素膜层，减少潜在脱落并分配流速
- * 成本低
吸附式深层预过滤器吸附力较强，操作范围也广泛，在pH4-8和电导率 5-45 mS/cm范围内均能有效发挥作用。适用于绝大多数的料液环境，对各种类型的杂质均有良好的去除效果。尤其是当样品状态不稳定时，VPF能够消除各种不稳定因素达成稳健的工艺目的。
在没有预滤器的情况下，平均质量载量=5kg/m²，约50％测试的MAb达到5kg/m²，使用VPF后，平均质量载量=13kg/m²。
但深层预过滤器的美中不足是由于其材质的特殊性，在进行预过滤时会有产生析出物的风险。VPF在滤器下端添加小孔径纤维素膜层以减少潜在脱落的方法来解决这一隐患。
X0SP相对于VPF来说则是升级版本，它将VPF所含有的硅藻土和纤维素纤维更换为了二氧化硅和聚丙烯纤维，在保留吸附杂质能力的基础上，解决了析出物的问题。
总结
在除病毒过滤的工艺中，加入预过滤器能够提高除病毒过滤器的载量，降低工艺成本，并让除病毒过滤工艺更加稳健。
在实际工艺开发的过程中，预滤器的选择需要根据样品特性，工艺需求以及滤器性质来决定。
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