SQL性能瓶颈破局：Explain分析+实战优化全攻略
2025/12/26 21:00:38
Cytiva不断自我超越，创新不止。2024年4月，Cytiva在全球上市superSEC填料，专门为使用分子筛进行生物大分子的大规模纯化而设计，如外泌体、包膜病毒、质粒和mRNA等。superSEC为改良的高度交联琼脂糖骨架，具有更优越的流速压力性能，平均粒径75 μm，替代研发级别的Sepharose CL-2B（粒径分布60~200 μm）。其主要特征有：
可放大性强：对生物大分子进行生产级别的高效纯化。
高流速：流速高达300 cm/h（20 cm柱高，<200 kPa），操作空间大，工艺设计更加灵活。与CL-2B相比，在同样柱型条件下，运行时间更短，生产效率更高。
化学稳定性强：CIP清洁耐受1 M NaOH、2 M NaCl、70% ethanol等。
蛋白线性分离范围：5×10^4~5×10^6 Da。Latex颗粒分离范围约50~70 nm（与CL-2B相当）。
Cytiva的superSEC测试案例中，三种不同细胞系（hMSC、HEK293及CAP细胞）的前处理一致。上游培养规模10 L (titer：10^9-10^11 particles/mL) ，收集上清液，并离心 (2500 g, 10 min) 去除细胞碎片。取250 mL样品，使用ÄKTA Flux S超滤系统及750 KDa TFF膜柱 (Cytiva UFP-750-E-H42LA, 73 cm2) 进行超滤 (TMP 0.4 bar) ，先进行10X浓缩及5X洗滤换液至PBS pH 7.4中，加入核酸酶Benzonase (2 kU +1 mM MgCl2) 孵育2小时降解DNA，再次进行10X洗滤进一步去除HCP和降解后的HCD。取样，进行分子筛测试。
在hMSCs (RoosterBio) 细胞测试中，将superSEC和Sepharose CL-2B分别装填到Tricorn 10/200柱中（柱高BH=20 cm，17 mL柱体积），均上样0.125 CV（柱体积）。由于骨架差异，二者分别使用38 cm/h（运行时间50 min）以及11 cm/h（运行时间150 min）的线性流速。结果如图8所示，NTA分析显示左侧出峰 (F3) 主要是hMSC外泌体，右侧的峰 (F5) 则主要是蛋白等杂质（BCA检测），两种填料均体现出良好的分辨率（superSEC的颗粒数/杂质含量稍微更高），且收率相似（超过50%）。显然，superSEC的高流速性能使得其运行时间更短，工艺效率更高。
将superSEC工艺继续线性放大到HiScale 26/40层析柱上，维持柱高20 cm，106 mL柱体积（6 X放大）。线性流速基本不变34 cm/h，运行时间仍然为50 min。层析结果被成功放大，TEM检测形态正常、WB检测特征蛋白阳性。之后，使用HEK293以及Cytiva’s amniocyte production cells (CAP) 细胞株进行测试，经过类似的工艺流程，都证明了superSEC的有效性和可放大性。
综上，superSEC填料凭借改良的高度交联琼脂糖骨架与优化的粒径设计，在外泌体纯化场景中实现了对传统Sepharose CL-2B的全面升级。其不仅保持了与CL-2B相当的高分辨率和超50%的稳定收率，更在核心性能上实现突破：300 cm/h的高流速让运行时间从150-170分钟大幅压缩至50分钟，显著提升生产效率；优异的化学稳定性适配多种严苛清洁条件，拓展了工艺应用边界；而从17 mL柱体积到106 mL柱体积的线性放大成功，以及在hMSC、HEK293、CAP等不同细胞系中的一致表现，更验证了其工业生产级别的可放大性与可靠性。无论是缩短工艺周期、提升操作灵活性，还是适配大规模商业化生产需求，superSEC填料都为外泌体等生物大分子的纯化提供了更高效、稳定的解决方案，彰显了创新技术对生物制药工艺升级的推动价值。