生物制药的科学清洗 第一篇

JCBIO

对于生物制药设备（不锈钢材质的生物反应器，配液罐等）的清洗通常先用碱性清洁剂清洗，然后再用酸性清洁剂清洗，当然预冲洗和漂洗也是整个清洗过程中必不可少的步骤。

为什么先用碱性清洁剂，然后再用酸性清洁剂呢？

这个问题如果要追溯，一个合理的解释就是乳制品行业CIP（Clean in Place）清洗过程中就是采用的这种方案。因为CIP最早的应用就是在乳制品行业，特别是牛奶加工领域。那么随着CIP清洗进入生物制药领域，那么自然就会采用既有的清洗方式。

在牛奶生产加工后，为什么CIP清洗要采用这种方案呢？

因为碱性溶液的作用是去除牛奶中的蛋白质等物质，但是牛奶中也存在钙离子和磷酸根离子。当钙离子和磷酸根离子同时存在，而且增加溶液的pH值，如果pH大于12的情况下，钙离子就会以磷酸钙的形式沉淀，同样，在碳酸根存在的情况下，也会产生碳酸钙的沉淀。形成的这种沉淀物就会在设备表面形成一层白色的薄膜，那么再用酸性清洁剂进行清洗的目的就是让这些薄膜溶解，通常在pH达到3左右，这些沉淀物（磷酸根、碳酸钙）就会溶解，并在后续的清洗过程中被冲洗掉。

以上已经详细的解释了为什么牛奶加工中使用CIP清洗，要先用碱性清洁剂清洗，然后再用酸性清洁剂清洗的根本原因，那么生物制药中采用这种清洗方案，可以说是采用了一种经过实践确认过的清洗方案。然而，牛奶加工过程和生物制药生产过程有着很大的区别，生物制药生产结束后，设备中是否会残留有大量的钙离子和磷酸根离子呢？这个就要看具体的生产工艺了，不同产品的生产，其含量会有所差别。由于牛奶本身含有约0.1%的钙，那么如果生物制药生产的产品中含有类似含量的钙离子，那么采用先碱洗，再酸洗的方案就顺理成章；那如果生物制药生产中不含钙离子或含量很低，就不存在碱洗会出现沉淀的问题，在这种情况下，是不是就没有必要再采用酸性清洁剂清洗的步骤呢？从清洗的角度来说，理论上是可以的，因为清洗的目的是保证将残留在设备表面的污染物清洗干净，但是很多生物制药的企业不论自身的产品是否含有钙离子，仍然还是会采用先碱后酸的清洗方案。

那么这个又是什么原因呢？

✓ 用碱洗清洗后，再用酸洗，可以使pH快速达到中性，起到快速中和的作用。
✓ 使用酸进行清洗，可以有助于钝化或维持不锈钢表面钝化膜的存在，可以有效的预防红锈的生成。关于这点我们精川也是做了相关的研究，已经证明了这个观点。

首先，我们用全新的不锈钢片，先用JClean 1000进行表面的彻底清洗，然后再用JClean 2000进行钝化，钝化后钝化膜符合ASME BPE要求，钝化后Cr/Fe大于2.0，同时我们也做了盐雾耐腐蚀测试，都能够达到钝化验收的标准。钝化后的不锈钢片放入pH5~5.5的缓冲液中进行浸泡，浸泡周期为3~4天，每个浸泡周期结束后，先用纯化水（纯化水）冲洗干净，再用低浓度的JClean 2000和JClean 2100酸性清洁剂进行清洗（维持钝化膜的存在），并且每个浸泡周期都对不锈钢片的钝化膜进行检测，我们采用ASTM A967中检测方法进行钝化膜的测试，同时做对照试验，即浸泡冲洗后，不使用酸清洗，待表面干燥直接进行检测，最终的钝化膜检测结果：对照组不锈钢片，在缓冲液中浸泡3天后进行蓝点测试，不锈钢片表面出现蓝点，说明不锈钢表面钝化膜已经被破坏，并且随着浸泡时间的增加，蓝点越明显。
每个浸泡周期结束，使用JClean2000和JClean2100对不锈钢表面进行清洗，蓝点测试结果如下： 浸泡周期结束后，使用低浓度的JClean2000和JClean2100清洁剂对不锈钢片进行清洗（维持钝化膜的存在），经过7个周期浸泡和维持钝化膜，并进行蓝点测试，不锈钢表面均未出现蓝点，说明不锈钢片表面钝化膜还未被破坏。 以上是我们的部分数据，从上面的结果可以看出，如果每次正常清洗结束后，再使用酸性清洁剂，如JClean 2000或JClean 2100对不锈钢进行清洗，可以有效的维持不锈钢表面钝化膜的存在，这也是日常维护中非常重要的一个步骤。

对于生物制药设备的清洗，我们建议先用如下清洁剂系列里JClean 1000碱性系列和JClean 2000酸性系列清洁剂进行清洗，使用这个方案，可以有效预防不锈钢系统的生锈问题。

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很好的研究