CN215693220U - 脂质体连续分离浓缩洗滤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了脂质体连续分离浓缩洗滤装置，属于脂质体纳米颗粒分离技术领域。包括微/超滤混合袋、微/超滤中空纤维柱、微/超滤循环泵、微/超滤透出泵和微滤进液泵，通过本实用新型能够实现无菌无RNA酶环境：全管道封闭体系；切向流低剪切力中空纤维柱保护大分子LNP完整性和高收率；采用多通道恒流蠕动泵，控制微滤超滤系统从微滤进样、洗滤补液速度到超滤透出速度恒定一致，实现LNP稳定连续生产工艺，同时省却传统中空纤维微滤超滤系统各种压力表，减少整个系统泄漏和污染几率，简化系统操作和控制，无压力表中空纤维柱微滤超滤封闭管道化设计提高了安全性并降低系统成本。

Description

脂质体连续分离浓缩洗滤装置

技术领域

本实用新型涉及脂质体纳米颗粒分离技术领域，尤其特指脂质体连续分离浓缩洗滤装置。

背景技术

mRNA疫苗使用脂质体纳米颗粒LNP包封递送，现在mRNA疫苗和递送 LNP的分离纯化受到业界高度关注。环境中RNA酶无处不在，如何确保mRNA 不被降解，包封好的LNP需要分离聚合物，去除残余未包封药物，得到尺寸均一LNP，高回收率除菌过滤成为工艺放大关注焦点。

现在mRNA LNP制剂过程，通过流体混合方式，mRNA酸性缓冲液和乙醇溶液(稀释的脂类，胆固醇，聚乙二醇)，管道混合，脂质体包裹mRNA 形成所需的脂质体纳米颗粒LNP。mRNA-LNP长期在乙醇环境中不稳定易聚集。需要去除酒精和更换成中性缓冲液。由于LNP分子量巨大，完整性容易受到剪切力破坏，所以使用剪切力温和的中空纤维柱超滤浓缩换液。纯化好的 LNP使用0.22um除菌滤器除菌。

LNP由混合方式制备形成，尺寸大小不均一，还有未包封原料和聚集的 LNP，需要后续分离纯化，排除制剂LNP(50-150nm)范围以外的聚合物，细菌等大颗粒杂质，浓缩LNP并透出酒精等小分子杂质并同时更换缓冲液。

实用新型内容

本实用新型实施例提供脂质体纳米颗粒管道化连续分离浓缩洗滤装置，以解决现有技术无法确保LNP大小的分布、安全性和高收率的技术问题。

本实用新型实施例采用下述技术方案：本实用新型实施例提供脂质体纳米颗粒连续分离浓缩洗滤装置，包括LNP微滤洗滤去聚合物装置和LNP超滤浓缩洗滤小分子杂质装置；所述LNP微滤洗滤去聚合物装置包括微滤混合袋、微滤中空纤维柱、微滤循环泵、微滤透出泵和微滤进液泵，所述微滤混合袋的顶端和底端分别设有微滤袋进口和微滤袋出口，并且微滤袋出口后设有微滤循环泵，所述微滤混合袋的顶端上还设有微滤袋回流口，所述微滤袋回流口位于微滤袋进口的一侧，并且微滤袋进口上安装有微滤进液泵，所述微滤中空纤维柱处于微滤袋出口微滤循环泵后和微滤袋回流口之间，所述微滤中空纤维柱采用0.22.um微滤中空纤维柱，并且微滤中空纤维柱上下两端分别设有微滤柱进口和微滤柱回流口，并且微滤柱进口和微滤柱回流口用无菌管道分别与微滤袋出口和微滤袋回流口连通，并且微滤中空纤维柱的侧壁上设有微滤柱透出口，并且微滤柱透出口上设有微滤透出泵。

进一步的，LNP超滤浓缩洗滤小分子杂质装置包括超滤混合袋，超滤中空纤维柱、超滤循环泵、超滤透出泵、超滤进口三通阀，所述超滤混合袋的顶端和底端分别设有超滤袋进口和超滤袋出口，所述超滤袋出口后设有超滤循环泵，所述超滤混合袋顶端上还设有超滤袋回流口，并且超滤袋回流口位于超滤袋进口的一侧，且超滤袋进口上设置超滤进口三通阀，超滤进口三通阀其中一进口与微滤柱透出口相连，微滤透出液由此进入超滤混合袋；超滤进口三通阀另一进口是超滤袋缓冲液进口，所述超滤中空纤维柱设置在超滤混合袋超滤循环泵与超滤袋回流口之间，所述超滤中空纤维柱采用500kd超滤中空纤维柱，所述超滤中空纤维柱上下两端分别设有超滤柱回流口和超滤柱进口，所述超滤柱回流口和超滤柱进口无菌管道与超滤袋回流口和超滤袋出口连通，并且超滤中空纤维柱的侧壁上设有超滤柱透出口，且超滤柱透出口上设有超滤透出泵。

进一步的，还包括恒流多通道蠕动泵，所述微滤进液泵，微滤透出泵，超滤透出泵，超滤进液泵均由恒流多通道蠕动泵控制。

进一步的，所述超滤进口三通阀采用医疗输液用旋塞阀。

进一步的，所述微滤混合袋和超滤混合袋均采用一次性储液袋，所述微滤循环泵和超滤循环泵采用循环蠕动泵，所述微滤透出泵和超滤透出泵采用恒流多通道蠕动泵。

本实用新型实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

其一，实现封闭管道化无菌无RNA酶环境,自动连续分离浓缩换液过程：全管道封闭体系，一次性微滤混合袋和一次性超滤混合袋配合微滤中空纤维柱与超滤中空纤维柱；为减少污染几率，将常规超滤系统检测透膜压力所需的压力表去除，更换为控制中空纤维柱透出端流速模式，采用流量型多泵头蠕动泵，同步微滤和超滤透出速度与进液速度相同，实现脂质体连续工艺微滤超滤分离浓缩换液。

其二，实现均一尺度包封mRNA-LNP：0.22um中空纤维柱去除150nm以上的脂质体及细菌等颗粒杂质，实现无菌脂质体分离，保护后续除菌滤器；500k 中空纤维柱滤出小于50nm脂类片段、PEG等杂质，浓缩50-150nm包封脂质体，再通过缓冲液洗滤去除酒精，从而实现包封好mRNA脂质体大小为 50-120nm尺寸均一且更换中性缓冲液。

其三，提高LNP除菌步骤收率，第一步切向流0.22um中空纤维微滤，去除大分子颗粒功能以外，同时控制了LNP不超过150nm，这样最后除菌过滤步骤，LNP不仅收率高，并且不会堵塞除菌滤器符合法规要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的平面结构示意图。

附图标记

微滤混合袋1、微滤袋进口11、微滤袋出口12、微滤袋回流口13、超滤混合袋2、超滤袋进口21、超滤袋出口22、超滤袋回流口23、微滤中空纤维柱3、微滤柱进口31、微滤柱回流口32、微滤柱透出口33、超滤中空纤维柱4、超滤柱回流口41、超滤进口42、超滤柱透出口43、微滤循环泵5、超滤循环泵6、微滤透出泵7、超滤透出泵8、微滤进液泵9、超滤进口三通阀91、超滤进液口92。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图，详细说明本实用新型各实施例提供的技术方案。

本实用新型实施例提供脂质体连续分离浓缩洗滤装置，包括LNP微滤洗滤去聚合物装置和LNP超滤浓缩洗滤小分子杂质装置，所述LNP微滤洗滤去聚合物装置包括微滤混合袋1、微滤中空纤维柱3、微滤循环泵5、微滤透出泵7 和微滤进液泵9，所述微滤混合袋1的顶端和底端分别设有微滤袋进口11和微滤袋出口12，并且微滤袋出口12后设有微滤循环泵5，所述微滤混合袋1的顶端上还设有微滤袋回流口13，所述微滤袋回流口13位于微滤袋进口11的一侧，并且微滤袋进口11上安装有微滤进液泵9，所述微滤中空纤维柱3处于微滤袋出口12微滤循环泵5后和微滤袋回流口13之间，所述微滤中空纤维柱3 采用0.22um微滤中空纤维柱，并且微滤中空纤维柱3上下两端分别设有微滤柱进口31和微滤柱回流口32，并且微滤柱进口31和微滤柱回流口32用无菌管道接头分别与微滤袋出口12和微滤袋回流口13连通，而且微滤中空纤维柱 3的侧壁上设有微滤柱透出口33，并且微滤柱透出口33上设有微滤透出泵7；

LNP超滤浓缩洗滤小分子杂质装置包括超滤混合袋2、超滤中空纤维柱4、超滤循环泵6、超滤透出泵8、超滤进口三通阀91和超滤进液口92，所述超滤混合袋2的顶端和底端分别设有超滤袋进口21和超滤袋出口22，所述超滤袋出口22下设有超滤循环泵6，所述超滤混合袋2顶端上还设有超滤袋回流口 23，并且超滤袋回流口23位于超滤袋进口21的一侧，且超滤袋进口21上设有超滤进口三通阀31，超滤进口三通阀31其中一进口连接微滤柱透出口33，微滤透出液由此进入超滤混合袋2，超滤进口三通阀31另一进口是超滤进液口 92进缓冲液，所述超滤中空纤维柱4设置在超滤混合袋2超滤循环泵6与超滤袋回流口23之间，所述超滤中空纤维柱4采用500kd超滤中空纤维柱，所述超滤中空纤维柱4上下两端分别设有超滤柱回流口41和超滤进口42，所述超滤柱回流口41和超滤进口42与超滤袋回流口23和超滤袋出口22连通，并且超滤中空纤维柱4的侧壁上设有超滤柱透出口43，且超滤柱透出口43上设有超滤透出泵8；

微滤进液泵9将包封好的LNP料液泵入微滤混合袋1内，开启微滤循环泵 5，微滤开始，小于150nm脂质体透出微滤中空纤维柱3，由微滤透出泵7输送到超滤混合袋2中；持续微滤直到全部料液都进入微滤混合袋1，关闭微滤进液泵9，随后微滤混合袋1中脂质体聚合体浓缩体积逐渐缩小，为了提高目标 LNP收率，当微滤混合袋1中液体体积缩小到1/5时，重新开启微滤进液泵9 从微滤袋进口11泵入PBS缓冲液，洗滤微滤混合袋1中残留的目标LNP。微滤继续洗滤直到加入的PBS相当原微滤混合袋1体积，这时微滤混合袋1中大于 95％的目标LNP均滤到超滤混合袋2中，获得小于150nm的LNP最大收率。

超滤去除小于50nm杂质分子：当超滤混合袋2中液体超过1/2(源自微滤透出)，开启超滤循环泵6，超滤中空纤维柱4将小于50nm的杂质分子透过排出，将50-150nm范围的LNP浓缩；当微滤洗滤5倍体积完成后，关闭微滤透出泵7和微滤循环泵5停止微滤洗滤过程；超滤洗滤开始：将微滤进液泵9 转接在超滤进口92泵入PBS缓冲液，将超滤混合袋2中小于50nm的LNP包封杂质洗滤出去。直到超滤洗滤出体积是超滤混合袋2体积的2.5倍(洗滤了 5倍体积)，99％以上的小分子杂质排出，同时目标LNP已更换成PBS缓冲液，可以进入下一步除菌过滤和制剂步骤；通过0.22um中空纤维柱去除150nm以上的脂质体及细菌等颗粒杂质，实现无菌脂质体分离，保护后续除菌滤器；500k 中空纤维柱滤出小于50nm脂类片段、PEG，浓缩50-150nm包封好的脂质体，再通过缓冲液洗滤去除酒精，从而实现mRNA脂质体大小为50-150nm，尺寸均一。

优选的，还包括恒流多通道蠕动泵，所述微滤进液泵9，微滤透出泵7，超滤透出泵8均由恒流多通道蠕动泵控制，其作用在于通过流量多通道蠕动泵控制的流速为5ml/min，微滤进液泵9，微滤透出泵7，超滤透出泵8的流速也是5ml/min，这样整个设备进出速度都是5ml/min，从而不要人为调节控制，本设备不会出现液体过多或不够的情况；恒流多通道蠕动泵流速恒定，根据超滤中空纤维柱4透出速度确定整个系统进液微滤进液泵9，微滤透出泵7，和超滤透出泵8速度。恒流多通道蠕动泵不接触料液，在蠕动泵管外挤压推动液体前进，保证料液的安全性；微滤超滤选择恒流控制进液出液速度，替代通常中空纤维系统多个压力表控制过膜压力微滤超滤，省却6个压力表，简化了18 处管道连接，减少泄漏和污染风险，达到稳定连续管道化的微滤和超滤生产；从而简化系统和运行控制，采用无压力表微滤中空纤维柱3和超滤中空纤维柱 4来微滤超滤封闭管道化的设计提高了安全性并降低系统成本。

优选的，所述超滤进口三通阀91采用医疗输液用旋塞阀。

优选的，所述微滤混合袋11和超滤混合袋2均采用一次性储液袋，所述微滤循环泵5和超滤循环泵6采用循环蠕动泵，所述微滤透出泵7和超滤透出泵8采用恒流多通道蠕动泵。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.脂质体连续分离浓缩洗滤装置，其特征在于，包括LNP微滤洗滤去聚合物装置和LNP超滤浓缩洗滤小分子杂质装置，所述LNP微滤洗滤去聚合物装置包括微滤混合袋(1)、微滤中空纤维柱(3)、微滤循环泵(5)、微滤透出泵(7)和微滤进液泵(9)，所述微滤混合袋(1)的顶端和底端分别设有微滤袋进口(11)和微滤袋出口(12)，并且微滤袋出口(12)后设有微滤循环泵(5)，所述微滤混合袋(1)的顶端上还设有微滤袋回流口(13)，所述微滤袋回流口(13)位于微滤袋进口(11)的一侧，并且微滤袋进口(11)上安装有微滤进液泵(9)，所述微滤中空纤维柱(3)处于微滤袋出口(12)微滤循环泵(5)后与微滤袋回流口(13)之间，所述微滤中空纤维柱(3)采用0.22um微滤中空纤维柱，并且微滤中空纤维柱(3)上下两端分别设有微滤柱进口(31)和微滤柱回流口(32)，并且微滤柱进口(31)和微滤柱回流口(32)用无菌管道分别与微滤袋出口(12)和微滤袋回流口(13)连通，而且微滤中空纤维柱(3)的侧壁上设有微滤柱透出口(33)，并且微滤柱透出口(33)上设有微滤透出泵(7)。

2.根据权利要求1所述的脂质体连续分离浓缩洗滤装置，其特征在于，LNP超滤浓缩洗滤小分子杂质装置包括超滤混合袋(2)、超滤中空纤维柱(4)、超滤循环泵(6)、超滤透出泵(8)、超滤进口三通阀(91)和超滤进液口(92)，所述超滤混合袋(2)的顶端和底端分别设有超滤袋进口(21)和超滤袋出口(22)，所述超滤袋出口(22)下设有超滤循环泵(6)，所述超滤混合袋(2)顶端上还设有超滤袋回流口(23)，并且超滤袋回流口(23)位于超滤袋进口(21)的一侧，且超滤袋进口(21)上设有超滤进口三通阀(91)，超滤进口三通阀(91)其中一进口连接微滤柱透出口(33)，微滤透出液由此进入超滤混合袋(2)，超滤进口三通阀(91)另一进口是超滤进液口(92)进缓冲液，所述超滤中空纤维柱(4)设置在超滤混合袋(2)超滤循环泵(6)与超滤袋回流口(23)之间，所述超滤中空纤维柱(4)采用500kd超滤中空纤维柱，所述超滤中空纤维柱(4)上下两端分别设有超滤柱回流口(41)和超滤进口(42)，所述超滤柱回流口(41)和超滤进口(42)与超滤袋回流口(23)和超滤袋出口(22)连通，并且超滤中空纤维柱(4)的侧壁上设有超滤柱透出口(43)，且超滤柱透出口(43)上设有超滤透出泵(8)。

3.根据权利要求1所述的脂质体连续分离浓缩洗滤装置，其特征在于，还包括恒流多通道蠕动泵，所述微滤进液泵(9)、微滤透出泵(7)和超滤透出泵(8)均由恒流多通道蠕动泵控制。

4.根据权利要求2所述的脂质体连续分离浓缩洗滤装置，其特征在于，所述超滤进口三通阀(91)采用医疗输液用旋塞阀。

5.根据权利要求1所述的脂质体连续分离浓缩洗滤装置，其特征在于，所述微滤混合袋(1)和超滤混合袋(2)均采用一次性储液袋，所述微滤循环泵(5)和超滤循环泵(6)分别采用大流速蠕动泵，所述微滤进液泵(9)微滤透出泵(7)和超滤透出泵(8)均采用恒流多通道蠕动泵。

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