生物药下游分离纯化占整体生产成本60%以上，经亲和、离子交换、分子筛色谱洗脱后的纯化中间产物为高价值蛋白原液中间体，是衔接粗纯与精制、制剂灌装的核心物料。该中间体具备三大工艺特性：①生物大分子剪切敏感，高流速、剧烈震荡易引发蛋白聚集、活性下降；②无菌等级高，多工序转移过程敞口操作极易引入微生物、外源颗粒杂质；③多规格批量需求，单批次洗脱液需分装至冻存袋、深孔板、取样瓶、中间体暂存罐多种容器，手动分液人力成本高、批次一致性差。
现阶段行业主流操作模式分为两类：小规模研发采用人工移液、蠕动泵简易分装；商业化产线采用大型一体化灌装设备。前者精度差、污染风险不可控；后者设备体积庞大、切换工艺周期长，无法适配多品种、小批量纯化中间体灵活分装与跨工序转运需求。传统分体式分液设备缺少密闭转移链路，层析洗脱收集后需人工转运中间体，工序断点多，难以形成连续自动化工艺，成为限制下游纯化工艺闭环的关键瓶颈。
全自动液体处理工作站已广泛应用于生物分析、高通量筛选场景，但面向纯化中间产物大体积密闭转移的专用分液系统仍存在技术短板：多数移液工作站仅适配微量孔板操作，无法处理 mL~L 级层析洗脱中间体；工业级分装设备剪切力过高，损伤活性蛋白；缺乏一体化液面监测、废液自动分离、批次条码追溯集成模块，难以满足制药全流程追溯要求。
博清生物科技（南京）有限公司基于生物制药下游流体工艺自主研发自动分液系统，集成低剪切流体输送、UV 峰联动自动收集、全密闭一次性流路、多容器兼容转运、全流程电子记录五大核心模块，针对性解决纯化中间体分装、跨工序密闭转移难题。
一、仪器、材料与试验方法
（一）试验设备
博清生物全自动集成分液系统；蛋白层析系统；传统蠕动泵分液装置、8通道手动移液枪（对照设备）；蛋白检测设备：高效液相色谱、紫外分光光度计、酶联免疫活性检测仪；无菌检测设备：集菌仪、TSB液体培养基、浮游菌采样器。
（二）试验样品与耗材
试验样品：抗PD-L1单克隆抗体层析纯化中间洗脱液（蛋白浓度2.8mg/mL，缓冲液20mM PBS pH7.4）；
耗材：γ射线预灭菌一次性流路组件、2L无菌中间体冻存袋、50mL无菌取样管、96孔深孔板、无菌硅胶连接管路；
对照耗材：常规不锈钢管路、普通移液吸头。
（三）试验分组设计
设置三组平行对照试验，每组独立重复6批次，消除批次误差：
试验组A：博清生物全自动分液系统一体化分装+密闭转移工艺；
对照组B：传统蠕动泵半自动分液+人工转运中间体；
对照组C：全人工手动移液分装、敞口转运。
（四）核心试验操作流程
1、自动化工艺流程（试验组A）
1）管路预连接：层析系统洗脱出口与博清分液系统一次性无菌流路密闭对接，完成SIP预灭菌管路自检；
2）参数录入：系统录入批次号、目标分装体积、目标容器类型、UV收集阈值，自动生成标准化操作程序；
3）联动分峰收集：层析UV信号实时同步至分液系统，自动区分目标蛋白峰、杂蛋白废液，仅收集纯化中间目标组分；
4）密闭分液转移：低剪切隔膜泵输送中间体，红外液面传感器实时校正体积，自动分装至冻存袋/取样管；完成分装后通过密闭管路自动转运至 4℃低温暂存单元；
5）全流程数据自动存储：实时记录泵速、分装体积、操作时间、环境温湿度、操作人员 ID，生成不可修改电子记录；
6）批次切换：直接更换一次性流路，无需CIP清洗，10min完成换产。
2、对照组操作流程
对照组B：蠕动泵定量分装，分装完成后人工开盖转运中间体容器至暂存区；
对照组C：人工移液枪分级分液，全程敞口操作，手动转运、人工纸质记录参数。
（五）检测评价指标
1、分装精度：各规格分装体积相对标准偏差CV；
2、蛋白稳定性：SEC-HPLC检测蛋白单体纯度、聚集物含量，ELISA检测抗体相对活性；
3、无菌安全性：中间体样品微生物限度、浮游菌检测；
4、工艺效率：单批次中间体完整处理耗时、单设备日均处理批次；
5、合规性：数据完整性、交叉污染风险、批次切换验证成本。
二、试验结果与分析
（一）分装精度对比
博清自动分液系统依靠体积传感闭环校正，全规格CV均低于1.2%，满足USP<400>生物原液装量差异标准；传统蠕动泵受压力波动影响误差接近5%；人工操作受操作熟练度、液面读取误差影响，CV普遍＞8.5%，批次间一致性差。纯化中间体作为后续精制基准物料，分装偏差会直接导致后续层析上样量失控，自动化高精度分液可显著降低下游工艺波动。
（二）蛋白结构与活性稳定性
博清分液系统采用低剪切隔膜泵送结构，流体管路无锐角死角，全程流速梯度可控，避免蛋白受剪切力发生解聚、聚集；同时全密闭管路隔绝空气氧化。人工操作过程中多次移液、倾倒带来剧烈流体扰动，敞口接触空气加速蛋白氧化，聚集物显著升高，活性损失明显，直接影响终产品收率与药效。
（三）无菌与污染风险评价
连续6批次无菌检测结果：
1、试验组A：所有中间体样品微生物限度未检出，操作环境A级区浮游菌≤1 cfu/m³；全一次性流路无重复使用管路，批次间无交叉污染风险；
2、对照组B：2批次检出微量需氧菌，源于人工转运时容器敞口暴露；不锈钢管路残留蛋白易滋生微生物，每批次需完整验证；
3、对照组C：4批次检出外源颗粒与微量微生物，敞口分液、人工频繁接触为主要污染来源。
生物制药纯化中间体属于无菌中间物料，一旦发生微生物污染整批报废，博清系统全封闭流体链路从源头规避敞口操作，一次性组件省去清洗验证工序，大幅降低无菌管控成本。
（四）工艺处理效率与生产适配性
单批次10L抗体纯化中间体完整分装 + 转运耗时：
试验组A：1.2h，设备可24h无人值守连续运行，日均处理12个纯化批次；
对照组B：3.8h，人工转运占用大量工时，日均仅4批次；
对照组C：7.5h，人力投入大，日均≤2批次。
系统支持层析UV峰联动自动收集，可自动分离目标中间体与废液，省去人工识别、分瓶步骤；兼容冻存袋、取样管、深孔板多容器同步分液，适配研发小试、中试放大、商业化生产多场景。批次切换仅需更换一次性流路，相较不锈钢管路4h以上清洗流程，生产周转效率提升显著。
三、讨论
（一）博清自动分液系统核心技术适配纯化中间体工艺的优势
1、低剪切流体输送技术：针对蛋白大分子敏感特性优化隔膜泵结构，管路内壁光滑无涡流，最大程度保留中间体生物活性，解决传统分液设备高剪切导致蛋白聚集的行业痛点；
2、层析设备联动一体化：可直接对接制备型蛋白层析系统，依据 UV 吸收峰自动截取目标纯化中间体，实现洗脱 - 收集 - 分液 - 转运连续闭环，消除工序断点；
3、分级分液双模设计：同时支持微量中控取样（μL 级）与大体积中间体批量分装（L 级），兼顾研发质量检测与规模化原液暂存需求；
4、全密闭一次性流体方案：预灭菌一次性管路全程无产品敞口暴露，无交叉污染风险，大幅缩短产线换产验证周期，适配多品种柔性生产。
（二）行业应用价值
在生物制药产能持续扩张、监管标准日趋严格的背景下，下游纯化中间体自动化流体处理是工艺升级核心方向。博清生物全自动分液系统打通层析纯化与中间体暂存、中控取样、精制工序的自动化链路，替代高风险人工操作，在保证产品质量稳定、降低污染报废损失、缩减人力成本、满足法规审计四方面具备显著经济与合规价值，适合生物药企业中试车间、商业化下游纯化产线批量部署。
四、结论
本研究以抗 PD-L1 单抗纯化中间产物为模型物料，验证博清生物自动分液系统在纯化中间体自动化分装与密闭跨工序转移中的应用性能，主要结论如下：
1、设备分装精度优异，多规格体积 CV＜1.2%，远优于传统蠕动泵与人工操作，保障中间体批次一致性；
2、低剪切密闭流路设计显著降低蛋白聚集，抗体活性保留率提升4%以上，有效保护纯化中间产物生物结构完整性；
3、全程无敞口自动化操作，中间体微生物检出率为0，一次性管路消除批次交叉污染风险，简化无菌验证流程；
4、一体化联动层析设备，单批次处理效率提升3倍以上，支持24h无人值守运行，适配规模化连续生产；
博清生物科技（南京）有限公司研发的自动分液系统可作为生物制药下游纯化工艺标准化自动化配套设备，实现纯化中间产物从层析洗脱到低温暂存全链路密闭自动化处理，为抗体、重组蛋白、基因治疗药物下游工艺智能化升级提供可靠解决方案。
