生物制藥中的過濾可以根據(jù)其目的、原理、工藝階段和膜孔徑等多個(gè)維度進(jìn)行分類。下面是一個(gè)系統(tǒng)性的梳理：

一、 按工藝階段和主要目的分類

這是最常用且最實(shí)用的分類方式，因?yàn)樗苯訉?yīng)生產(chǎn)流程。

1. 上游過濾

主要用于細(xì)胞培養(yǎng)前的液體準(zhǔn)備，確保進(jìn)入生物反應(yīng)器的物料無菌無雜質(zhì)。

培養(yǎng)基除菌過濾：在培養(yǎng)基進(jìn)入生物反應(yīng)器前，使用0.22 μm或0.1 μm的除菌級濾器進(jìn)行過濾，去除細(xì)菌和顆粒物，防止污染。

緩沖液及添加劑除菌過濾：各種補(bǔ)料、pH調(diào)節(jié)液等也需要進(jìn)行除菌過濾。

氣體過濾：為生物反應(yīng)器提供無菌空氣或氧氣，通常使用疏水性濾膜（如PTFE）來過濾進(jìn)入和排出的氣體，防止污染和氣溶膠逃逸。

2. 下游純化過濾

下游工藝復(fù)雜，過濾目的多樣，可分為多個(gè)子類：

A. 澄清過濾 / 深層過濾

目的：在收獲細(xì)胞培養(yǎng)液后，第一步就是去除細(xì)胞、細(xì)胞碎片和大顆粒雜質(zhì)，為后續(xù)層析等精密純化步驟做準(zhǔn)備。

技術(shù)特點(diǎn)：

深層過濾器：依賴?yán)w維基質(zhì)（如纖維素、硅藻土）的深度、曲折路徑通過吸附和機(jī)械截留來捕獲雜質(zhì)，載污能力很強(qiáng)。

微濾：使用孔徑稍大（0.1 - 1.0 μm）的微濾膜，主要依靠篩分原理去除顆粒。常與深層過濾聯(lián)用，作為精純步驟。

典型應(yīng)用：單克隆抗體生產(chǎn)中的收獲料液澄清。

B. 除菌過濾

目的：在最終制劑灌裝前，去除液體藥品中的所有微生物（細(xì)菌、真菌等），是保證產(chǎn)品無菌的關(guān)鍵步驟。這是GMP法規(guī)要求的核心步驟。

技術(shù)特點(diǎn)：

使用0.22 μm（或更小如0.1 μm） 的除菌級濾膜。

必須進(jìn)行完整性測試（如起泡點(diǎn)、擴(kuò)散流、壓力保持測試），以驗(yàn)證過濾后濾膜的完整性和過濾過程的有效性。

通常采用冗余過濾（一主一備兩個(gè)濾器串聯(lián)），增加安全性。

典型應(yīng)用：層析純化后的中間品、最終濃縮液、制劑緩沖液和最終產(chǎn)品的除菌過濾。

C. 病毒去除過濾

目的：專門用于去除或滅活可能存在的病毒，是生物制品（尤其是用哺乳動物細(xì)胞表達(dá)的產(chǎn)品）安全性保證的重中之重。

技術(shù)特點(diǎn)：

使用納米級孔徑（通常約20 nm） 的濾膜，其孔徑遠(yuǎn)小于病毒顆粒（通常50-100 nm）。

基于尺寸排阻的原理，允許目標(biāo)蛋白分子（如單抗，~10 nm）通過，而截留病毒。

同樣必須進(jìn)行嚴(yán)格的完整性測試來驗(yàn)證其病毒去除能力。

典型應(yīng)用：在下游純化工藝中，通常作為一步 dedicated 的病毒清除步驟（例如在層析步驟之后）。

D. 超濾/滲濾

目的：分離和純化基于分子大小，主要用于：

濃縮：去除水分和小分子溶劑，提高目標(biāo)蛋白的濃度。

緩沖液置換/透析：去除原來的緩沖鹽，置換為新的制劑緩沖液，為最終制劑做準(zhǔn)備。

技術(shù)特點(diǎn)：

使用超濾膜，其孔徑以分子量截留值表示（如 10 kDa, 30 kDa, 50 kDa）。

目標(biāo)蛋白的分子量應(yīng)大于MWCO的2-3倍以確保被有效截留，而鹽和小分子雜質(zhì)則透過膜被去除。

典型應(yīng)用：層析峰收集液的濃縮、制劑前的緩沖液置換。

二、 按過濾膜孔徑和分離原理分類

三、 按過濾系統(tǒng)形式分類

（1）兼容性：濾膜材料（PES, PVDF, Nylon, RC）必須與料液的pH、溶劑、溫度等化學(xué)兼容，且對目標(biāo)蛋白吸附性低。
（2）載污能力：過濾器能處理多少料液而不發(fā)生堵塞，這直接影響成本和時(shí)間。

（3）效率：能否穩(wěn)定、可靠地截留目標(biāo)雜質(zhì)（如細(xì)菌、病毒）。
（4）法規(guī)符合性：尤其是除菌和病毒過濾，必須使用有驗(yàn)證文件（可提取物/浸出物、細(xì)菌挑戰(zhàn)測試、病毒驗(yàn)證報(bào)告）的除菌級或病毒清除級濾器。

（5）規(guī)模：從小試的針頭式濾器到生產(chǎn)線的多平方 meter 的大型不銹鋼套筒濾器。

總結(jié)：

生物制藥的過濾是一個(gè)精心設(shè)計(jì)和嚴(yán)格控制的體系。從上游的預(yù)防污染，到下游的澄清（除雜質(zhì)）-> 純化（層析）-> 濃縮/換液（超濾）-> 去病毒（病毒過濾）-> 除菌（最終保障），每一步過濾都扮演著不可或缺的角色，共同確保了最終生物藥品的純度、效力和安全性。