超灵活ÄKTAready全自动制备层析系统[新品推荐]

ÄKTAready是专为药物临床早期生产和工艺规模放大而设计的工业层析系统。该系统使用可随时更换的预先经消毒灭菌的一次性流路进行操作，也可以作为普通工业层析系统通过在位清洗而重复使用流路，通过配合高流速管路或低流速管路组件，可以实现从50ml/min到510L/hr的超宽流速范围，涵盖从70mm~450mm内径的层析柱，灵活用于不同规模的生产纯化。

ÄKTAready是专为药物临床早期生产和工艺规模放大而设计的工业层析系统。该系统使用可随时更换的预先经消毒灭菌的一次性流路进行操作，也可以作为普通工业层析系统通过在位清洗而重复使用流路，通过配合高流速管路或低流速管路组件，ÄKTAready层析系统可以实现从50ml/min到510L/hr的超宽流速范围，涵盖从70mm~450mm内径的层析柱，灵活用于不同规模的生产纯化。

ÄKTAready系统的优势在于：1，超宽的流速范围50ml/min~510L/hr。2，通过快速更换无菌管路，可以有效减少不同产品和不同批次生产之间的系统清洗，避免了在位清洗(CIP) 方法的开发和繁冗的清洗验证 (Validation)。3，同一ÄKTAready系统可以通过快速更换管路用于不同项目或不同产品的生产，配合ReadyToProcess预装即用型层析柱，可彻底消除不同生物制品间交叉污染的风险。

ÄKTAready系统完全生物兼容性，卫生级的设计符合临床I-III期药物开发以及大规模药物生产的所有GLP和cGMP法规要求。ÄKTAready系统采用UNICORN软件进行自动控制，系统包括完整的系统流路、层析柱安装指南和系统验证支持文件。

ÄKTAready自动层析系统具有以下优势：
 超宽的流速范围涵盖从中试到放大生产的不同规模，经济灵活
 无菌流路更换简单快速，避免了系统清洗方法的开发，快速满足清洁验证的需要
 操作步骤更加简单，提高生产效率，具有更好的经济性。减少不同产品和批次间的等待周期，提高厂房和设备利用率
 彻底消除不同产品和批次之间的交叉污染风险
 在UNICORN同一平台上实现成功的工艺放大
 完善的GMP验证支持文件

ÄKTAready系统作为ReadyToProcess即用型灵活生产平台的一部分，其整个生产过程可以实现快速即插即用，操作方式简便易行。生产纯化任务结束后，RTP即用型层析柱和即用型流路（ÄKTAready流路）可以抛弃或经过在位清洗后重复用于同样纯化步骤的其他生产批次中。

ReadyToProcess即用型概念显著减少操作步骤，从而大大提高了生产过程的速度：省去了清洗方法的开发和清洗验证工作，且易于安装。ÄKTAready层析系统的流路可以在1hr内快速更换。由此，节约了时间，降低前期资本投资和生产启动成本，节省人力和辅助设施(水系统，储罐)等费用。

系统设计和描述

ÄKTAready工业层析系统由ÄKTAready层析系统主机，UNCORN软件和预先消毒的一次性ÄKTAready流路组成，其中ÄKTAready流路包括了各种传感器和检测流通池。该系统专为等度洗脱而设计。用户可自行进行安装和操作认证（IQ/OQ），也可由GE有资质的专业人员进行认证。每次更换流路后可以通过UNICORN软件自动进行安装测试，符合GMP的验证要求。

图1. ÄKTAready系统（1）泵入口（2）泵管和（3）系统主流路。

ÄKTAready流路

ÄKTAready系统可以分别兼容两种不同内径的流路，从而实现从3~510L/hr的超宽流速范围。其中小内径的低速流路通常适用于内径小于200 mm的层析柱（< 5 L柱体积），其最高流速为175 L/hr。内径较大的高流速流路通常配合使用内径为200 mm或以上的层析柱（> 10 L柱体积，甚至更大），其最大流速可达510 L/hr。每个流路都包含三个独立的部件（图1）：泵入口，泵管和系统主流路，当需要将流路与系统连接时，可以轻松地将这些部件进行快速组装。此外，Unicorn安装向导还提供循序渐进的用户操作向导和文件说明，方便流路的安装和测试。

ÄKTAready流路的构造如图2所示。入口阀门（A）可自动选择适合的入口管道用于样品或缓冲液。泵（B）可通过压力感应器（C）和空气陷阱（E）将液体传输至层析柱（G）进行分离。在泵和空气陷阱之间设有两套阀门：空气陷阱阀（D），用于跳过空气陷阱（图3b），以及柱位阀（F），用于跳过层析柱。空气陷阱还装有手动排气阀（未显示）。

液体经过层析柱（G）后，流经第二个压力传感器（H），该传感器中包含一个pH电极。随后液体通过流量计（I），该流量计包含一个红外温度探头，一个电导检测器（J）和一个紫外检测器（K）（图3c）。流路上最后一个传感器为第三个压力传感器（L）。经过传感器后，液体通过出口管进入出口阀（M），出口阀可切换实现液体排废液或组分收集。

耐用性和卫生级设计

ÄKTAready系统能耐受蛋白质纯化时常用的各种化学制剂，其中包括用于结合，洗脱和清洗的各种缓冲溶液，以及用于柱再生和在位清洗的溶液。

所有的流路材质都经过认证，整个无菌流路用后可以一次性抛弃，也可以在位清洗反复使用。所有接触料液的材料完全生物兼容性（符合美国药典USP VI级），并且所有材质都可以追溯相应的生产批次。后面的参数规格部分列出了所有的材质。

无菌流路的生产环境非常严格，并依据认证方案在洁净工作环境（ISO 8级）中进行生产包装。泵管预先经过高压蒸汽灭菌（121度，15 min）处理。其他流路组件除pH传感器外都经过γ射线（25 kGy）照射灭菌。为防止污染，ÄKTAready流路运输过程中采用双层塑料袋封闭包装。流路生产过程的开发中，每套流路在γ照射/加热处理之前都经过了菌落数（CFU）分析，内毒素以及总有机碳（TOC）等严格检测。

产品法规文件和服务

法规机构要求药品生产企业在设备投入生产应用前得到法规资格认证。ÄKTAready层析系统已经集成了工艺安全的设计理念，包括可随时更换的无菌流路等。每套ÄKTAready流路都有非常完备的文档资料以及验证支持文件。

图2.（a）ÄKTAready流路配置。（b）ÄKTAready系统上空气陷阱的位置（c）温度探头，电导检测器和紫外检测器。
 
• 产品文档 - 提供接触料液管路的详细材质信息，并具有完整的可溯源性，包括USP VI认证以及无动物源性认证。该文档随ÄKTAready流路一并交与客户。

• ÄKTAready流路法规支持文件（RSF）- 提供生产工艺以及可析出化合物的安全评价报告。法规支持文件可从www.gelifesciences.com/rsf下载

• 验证文件 – ÄKTAready系统中集成了流路的一整套功能测试操作方案。每个流路组件中同时提供组件和压力的标准测试方案。

• FastTrak Validation™  - 提供各种完备的文档资料和现场认证等专家服务。

UNICORN软件实现可验证的自动控制

UNICORN软件的安装向导功能可对流路进行自动安装和功能性检测。自动安装向导可以确保管路组件的正确的连接、安装以及流路和传感器的功能检测。系统会自动生成完整的安装步骤报告，包括向导说明、该流路材质的可追溯性、流路生产信息以及各组件测试结果。同时安装向导还包括层析柱安装说明和报告。

UNICORN已经通过第三方机构的独立审记，根据FDA 21 CFR Part 11以及cGMP要求生产设计，从而实现可工艺验证的全自动控制。其记录系统采用记录锁定和可追踪的审计日志文件。为了达到整合的目的，UNICORN可通过过程控制的对象链接和嵌入（OPC）在整个厂区范围内与控制系统进行对话。OPC支持一系列的应用如实时数值存储和保护敏感信息的安全控制等。

结果的可重复性和放大操作

ÄKTAready系统可进行工艺放大和小规模生产。用户可在实验室规模下进行工艺参数的确定，然后放大至ÄKTAready。此外，为ÄKTAready建立的工艺还可随时转移至ÄKTAprocess™系统进行大规模的GMP生产。由于所有的ÄKTA系统都采用同样的UNICORN控制软件，因此层析纯化工艺可以在同一个UNICORN平台上成功的得到快速地放大。

用于ReadyToProcess层析柱的介质也有单独包装的层析介质供选择。通过PreDictor™， Tricorn™或XK层析柱可快速地建立纯化工艺。在实验室规模的纯化得到优化后，为保持相同的动态载量，可在维持停留时间恒定的前提下进行工艺放大。一般在增加柱内径的同时保持流动相线性流速和样品/柱床体积比恒定，可以实现成功的线性放大。

图3. ÄKTAready上不同规模层析的洗脱图谱比较 (其中XK 16/40装填Capto S层析介质并采用ÄKTAexplorer系统)其中洗脱缓冲液分别为 50 mM醋酸钠，0.3 M NaCl，pH 5.0和50 mM 醋酸钠，0.65 M NaCl, pH 5.0。每次洗脱采用3个柱体积进行洗脱。

工艺放大研究

我们进行了工艺放大的研究，研究结果表明使用不同规模的ÄKTA层析系统和层析柱，可以在同一个层析平台上达到一致的蛋白质分离实验结果。样品为两种模型蛋白的混合物：牛血清白蛋白BSA（分子量66000）和乳铁蛋白（分子量90000），将混合样品分别使用不同大小规格的层析柱进行分离，比较所得到的不同的层析图谱。此处使用的层析柱包括：XK 16/40 装填Capto S介质；BPG™ 100装填1.5 L Capto S 介质（柱床高度均为20 cm）；ReadyToProcess (RTP) 分别预装填Capto S 2.5 L， RTP Capto S 10 L以及RTP Capto S 20L。

图3的结果显示可以从XK 16/40直接放大到RTP 20 L柱，并且所有使用的ÄKTA层析系统都可以得到相似的结果。

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