在生物制药的复杂世界里,从基因序列到最终成品,每一步都如同精密钟表中的一个齿轮,环环相扣。传统模式下,企业往往需要从不同供应商处采购各类设备,如同拼凑一幅复杂的工艺拼图,不仅面临接口匹配、数据连贯性与工艺转移等多重挑战,各环节之间细微的脱节,更可能影响效率与质量稳定性。
这幅拼图,其实存在更优的解法。通过一体化、全流程的工艺设备解决方案,原本分散的单元操作可被串联为高效、稳定的连续化生产体系。森松工艺设备正是基于这一理念,提供覆盖生物制药核心工艺段的完整设备阵列,助力企业构建从DNA到成药的无缝化流程。

图1 mRNA工艺路线示意图
一、上游工艺:高效表达的坚实基础
任何生物药的诞生,始于基因工程菌的高效表达。大肠杆菌发酵作为经典的质粒生产表达系统,其成功关键在于提供细胞/微生物生长与产物合成的理想环境。森松的大肠杆菌发酵设备,通过精准的温度、pH、溶氧与补料控制,为工程菌的高密度发酵提供有力支持,为下游工艺奠定坚实的产量基础。

图2 森松玻璃生物反应器
发酵完成后,如何高效释放胞内产物?碱裂解技术通过精确调控碱性条件,温和破碎细胞膜,使目标产物得以释放,同时最大限度保持其生物活性。这一步骤的效率,直接关系到下游纯化的初始质量。

图3 森松一次性裂解系统
二、下游纯化:从粗提物到高纯度产品的精制之路
获得细胞裂解液后,后续工艺的核心在于逐步去除杂质,获得高纯度目标产品。澄清过滤/超滤作为下游纯化的第一步,旨在去除细胞碎片、杂质蛋白等大分子物质,实现料液的初步澄清与浓缩。

图4 森松澄清过滤/超滤系统
随后,粗纯与精纯工艺进一步发挥作用。基于层析原理,这些工艺环节能够特异性捕获目标产物,高效去除宿主细胞蛋白、核酸、内毒素等各类杂质,使产品纯度达到药用级标准。对于核酸类药物(如mRNA),体外转录加帽与线性化步骤确保了转录模板的准确性与RNA分子的结构完整性,为后续应用铺平道路。

图5 森松台式层析系统
在纯化工艺中,超滤/透析过滤(UF/DF)技术发挥着关键作用,用于快速进行缓冲液置换、脱盐或配方调整,确保目标分子处于最佳制剂环境中。整个过程的高效、稳定运行,离不开每个单元操作的精准控制与无缝衔接。
三、制剂灌装:最终产品的成型与安全保障
纯化后的药物成分需经过严格的制剂处理,才能成为稳定、安全的最终产品。对于创新疗法(如LNP递送系统),LNP制备设备通过微流控等技术,实现脂质与有效成分的精准自组装,形成均一、稳定的纳米颗粒,保护药物分子并助力其高效递送。

图6 森松智能微流控合成仪
在灌装环节,TFF/除菌过滤技术作为最终的安全屏障,确保每单位剂量产品的无菌性。而灌装设备则在高洁净度环境下,实现药液的精确、高速分装,无论是西林瓶、预充式注射器还是其他初级包装,均能保证灌装精度与完整性,满足GMP法规的严格要求。
四、超越单机:一体化解决方案的核心价值
1.工艺连贯性
从工艺开发到规模化生产,各环节设备经过充分验证与优化,确保工艺放大的平滑过渡,减少转移过程中的不确定性。
2.数据完整性
一体化平台有利于实现生产数据的无缝采集与监控,满足数据完整性要求,为质量追溯与工艺优化提供坚实基础。
3.效率提升
减少设备接口匹配、多次验证等非核心投入,使团队更专注于工艺本身,加速药品上市进程。
4.风险控制
单一供应商权责明确,有效降低供应链管理与技术协调风险,保障项目整体进度与质量目标。
五、技术优势:专业能力支撑全流程服务
1.设备设计
采用模块化设计理念,既保证了设备的标准化与可靠性,又为不同客户的定制化需求提供了灵活空间。从实验室规模到商业化生产规模,设备的关键参数与操作逻辑保持一致,大大降低了工艺放大过程中的技术风险。
2.控制系统
采用先进的自动化控制平台,实现关键工艺参数的实时监测与精确调控。无论是温度、压力、流量还是pH值,系统都能在设定范围内保持稳定,确保批次间的一致性。同时,系统支持数据记录与追溯功能,满足GMP对数据完整性的严格要求,为产品质量提供有力保障。
3.材料选择
森松设备与产品接触的部件均采用符合药典要求的材料,如316L不锈钢、PTFE、EPDM等,确保与药液的兼容性,避免浸出物对产品质量造成影响。对于无菌工艺,设备设计充分考虑清洁与灭菌的便利性,支持CIP/SIP(在线清洗/在线灭菌)功能,提高生产效率的同时保证产品质量。
六、应用案例
森松工艺设备的先进性和灵活性已在多个生物制药项目中得到验证,并在质粒DNA的生产中展现出显著优势。以某基因治疗/核酸疫苗用质粒DNA项目为例,客户从早期的工艺开发阶段便采用了森松提供的一体化解决方案。
在该项目中,上游发酵阶段,通过应用森松的高密度发酵系统及优化的工艺控制策略,成功实现了工程菌的高效表达。经过工艺优化,发酵周期控制在21小时内,菌体密度(OD600)稳定达到约60,质粒DNA的产量得到大幅提升。

图7 E. Coli培养曲线
在另一个mRNA疫苗项目中,森松的体外转录与LNP制备设备发挥了关键作用。体外转录反应在6小时内完成,mRNA加帽效率超过95%,完整性良好。LNP制备过程通过微流控技术实现,粒径分布均一,包封率稳定在90%以上。整个工艺从DNA模板到LNP制剂,实现了连续化操作,大大缩短了生产周期,为疫苗的快速开发与生产提供了有力支持。
从原料到成品,生物制药的每一步都是科学、技术与工程的完美结合。森松工艺设备,以技术为基石,以客户需求为导向,助力每一款创新药物高效、高质量地走向市场,最终惠及全球患者。
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