高压均质机在生物制药中的应用
在微生物制药过程中,高压均质机用于进行细胞破碎,在不使用溶剂或化学品破碎细胞壁的情况下,可以从酵母和细菌中提取酶、蛋白等细胞物质。今天小编给大家分享的是高压均质机在生物制药中的使用要点。
一、高压均质机原理
高压均质机是由一个高压柱塞泵及特殊构造的均质阀组成,物料在柱塞的往复运动的作用下,输送到一个大小可调的阀组中,受到极强的压缩作用,在通过限流狭缝时,以极快的速度撞击在均质阀并以极高的流速喷出,产生空穴效应,撞击效应和剪切效应,使团聚的物料均匀分散。
空穴效应:被柱塞紧缩的物料内积聚了极高的能量,经过可调理限流缝隙时霎时失压,形成高能释放惹起空穴爆炸,致使物料激烈粉碎细化。(主要应用于均质)
撞击效应:经过可调理限流缝隙的物料以上述极高的速度,撞击到用特殊资料制成的的冲击环上,形成物料粉碎。(主要应用于细胞破碎)
剪切效应:高速物料经过泵腔内通道和阀口狭缝时会产生剪切效应。被三种效应处置过的物料可平均细化到0.03μm-2μm粒径。(主要应用于乳化)
在生物制药行业领域,高压均质机广泛用于脂质体药物、生物发酵、酶制剂、蛋白提取等方向。
二、高压均质机的使用与维护
(一)操作
①开机准备 首先检查电动机转动方向和传动箱内润滑油的油位。开启冷却水,保证调压手柄处于旋松完全无压力状态(放松手柄1~2圈),打开进料阀和出料阀。
②启动 主电动机,在无负荷的情况下运转几分钟,使设备各部件能充分润滑,同时可将泵体内空气排尽。待出料口出料正常后,旋动调压手柄。先缓慢调节二级调压手柄,再调节一级调压手柄,缓慢将压力调至使用压力。
③关机 先缓慢放松一级调压手柄,再缓慢放松二级调压手柄卸压,当压力为零时再关主电动机,最后关冷却水。
(二)维护
①定期检查油位,以保证润滑油量充足。定期在机体连接轴处加些润滑油,以免缺油,损坏机器。
②启动设备前应检查爷紧固件及管路等是否紧固。启动前应先接通冷却水,保证柱塞往复运动时能充分冷却。
③严禁带载启动,工作中严禁断料,设备不得空转。
④调压时,须十分缓慢地加压和泄压。
⑤停机前须用净水洗去工作腔内残液。
⑧不能用高浓度、高黏度的料液来均质。禁止粗硬杂质进入泵体。
三、放大过程中,均质工序可能存在的风险如下
(一)高压均质机操作中由于通过压力增加达到破碎效果,过程中温度上升。小试阶段均质机通过增加制冷设备,可以将温度控制在理想状态(如2℃-8℃)。放大生产时,设备体积变大,温控效果较难完全重现小试数据,需要依据蛋白稳定性情况评估操作的可行性;
(二)均质后,蛋白混悬液成分比较复杂,部分能使蛋白降解的酶释放出来,因此从均质执行开始至捕获层析结束,工艺时长要严格控制,降低蛋白降解风险。
(三)设备性能差异可能导致最终均质效果不一致,进而导致后续工艺受到挑战。因此要求在放大生产过程中慎重选择小试设备规定的工艺参数。