03 · 阳离子层析装柱黄色条带调查 / CATION EXCHANGE

三次装柱,条带从 3 处明显 → 被前平衡洗去

与阴离子使用同一套利穗设备体系(层析柱、层析系统、匀浆罐),阳离子层析共进行三次装柱。第一次 0.01M NaOH 保存隔天发现 3 处明显条带;第二次模拟生产 0.5M NaOH 前消毒 + 含盐再生液冲洗出现 2 处较浅条带;第三次生产含盐预平衡出现极浅痕迹并被前平衡洗去,此后 Cycle2 全程无异常。阳离子按原设备完成本批次生产。

03.1事件经过 — 三次装柱

装柱前设备排查处理 → 第 1 次装柱发现条带 → 1mM HCl 淘洗 + 多轮设备再处理 → 第 2 次装柱 + 模拟生产(条带较浅)→ 喷淋球锈迹补充发现 → 第 3 次装柱 + 正式生产(条带被洗去)。

03.2设备方向调查

3.2.1 阳离子层析柱排查

2026.07.02–07.11 预防性拆解排查,此后第二、三次装柱前又进行多轮拆卸检查:

3.2.2 阳离子层析系统排查

2026.07.09 完成酸洗钝化(室温);2026.07.24–07.25 再次酸洗钝化(控温),酸洗钝化记录见附件 23。

结论:层析系统经多轮酸洗钝化处理,层析系统内部管路释放铁离子的风险逐次减少 — 第一次室温钝化后第一次装柱出现黄色条带;控温钝化并配合填料多轮清洗后,第二次装柱出现略浅的黄色条带;第三次装柱前在预平衡步骤出现极浅条带并在前平衡步骤被洗去。

3.2.3 匀浆罐排查

阳离子层析与亲和、阴离子层析使用的是同一个利穗 500L 匀浆罐,相关排查内容见 阴离子 2.2.4。补充要点:

03.3溶液方向调查

对阳离子工序涉及的 WFI、0.01M NaOH 等溶液取样送检金属元素:铁元素含量极低,满足标准(附件 24)。结论:溶液中铁元素含量极低,溶液引入铁元素的风险极小,排除溶液为条带铁来源

03.4填料方向调查

3.4.1 黄色条带冲洗验证

填料冲洗/酸洗验证效果

柱内 WFI/弱酸冲洗对条带无明显效果,而匀浆状态下 1mM HCl 浸泡 3h 可有效洗去铁离子(处理后送检铁元素未检出)。

柱内 vs 匀浆罐 — 关键差异

条带物质与填料结合牢固,柱内水洗及弱酸冲洗均难以去除,说明铁离子与填料配基发生了较强结合

而匀浆状态下 1mM HCl 浸泡 3.5h 可有效去除填料上结合的铁离子(pH 不低于 3,符合 Cytiva 建议),处理后送检铁元素未检出

这一对照结果同时验证:(1) 填料清洗方案有效;(2) 条带物质为可被酸洗脱的铁离子结合物。

3.4.2 阳离子黄色填料金属元素检测

阳离子黄色填料中铁元素较未开封新填料含量偏高约 5 倍以上,铬、锰同步升高(附件 24)。

结论:阳离子黄色填料同样呈现铁元素显著升高并伴随不锈钢特征元素(铬、锰)升高,与阴离子黄色填料大概率为同一类污染物,即大概率来源于不锈钢的铁离子。

03.5三次装柱条带递减趋势与出现条件分析

三次装柱条带程度呈递减趋势(3 处明显 → 2 处较浅 → 1 条极浅并被洗去),与设备多轮酸洗钝化(室温 → 控温 → 含遗漏部件补充处理)及填料多轮清洗置换(WFI 置换 → 1mM HCl 酸洗 + 1M NaCl 置换 → 5 种溶液 8 次清洗)的处理过程相对应。

将阴离子两次装柱、阳离子三次装柱共 5 次条带出现时的溶液体系统一梳理如下表:

表 · 出现条带时填料所处的溶液体系及后续冲洗进展(共 5 次)
事件 / 装柱批次 条带出现时溶液体系 / 含 NaCl 条带出现前接触的溶液序列(节选) 出现后的冲洗措施 冲洗结果
06.25
阴离子第 1 次装柱
0.4M NaCl 前平衡
含 NaCl
20% 乙醇/0.01M NaOH 封存约 3 年 → 06.12 系统清洗 → 06.25 二次清洗 → WFI 匀浆装柱 → 反冲 1CV WFI → 正冲 2CV WFI(未见条带)→ 0.4M NaCl 前平衡 2CV(发现条带) 完成柱效测试后进入偏差调查、拆柱排查 冲不掉
07.10
阴离子第 2 次装柱
0.4M NaCl 前平衡
含 NaCl
07.08–09 系统酸性钝化(室温,未控温)+ 配件返厂钝化 → 07.10 清洗 + 清洁确认 → WFI 冲洗(未见异常)→ 0.4M NaCl 平衡(条带再现且增多) 07.11 拆柱将填料抽回匀浆罐;1M NaCl 循环冲洗 2h 冲不掉
07.16
阳离子第 1 次装柱
发现时柱内为 0.01M NaOH 保存液
不含 NaCl
07.14 1M NaCl 循环冲洗 2h + WFI 冲洗至电导 0mS/cm → 匀浆罐 CIP → 07.15 WFI 置换 2 次 + 装柱 → 柱效 0.4M NaCl → 1M NaCl → 3CV WFI → 2CV 0.01M NaOH 保存 07.16 晚 WFI 冲洗 12CV + 07.18 50mM HAc (pH3) 冲洗 10CV + 浸泡 15min 冲不掉
07.27
阳离子第 2 次装柱
前消毒 0.5M NaOH + 再生 50mM HAc-NaAc + 0.5M NaCl pH 5.0
再生含 NaCl
07.20–21 填料 1mM HCl 酸洗 3.5h + 0.5M NaOH 中和 + WFI 置换 + 20% 乙醇分装 → 07.24–25 系统再次酸洗钝化(控温)+ 柱拆检 + 匀浆罐拆检 + 07.25–26 填料 1M NaCl 置换 4 次 模拟生产最后使用 3CV WFI 置换再生液 冲不掉
07.29
阳离子第 3 次装柱 + 正式生产
预平衡含盐 → 前平衡不含盐
不含 NaCl 洗去
07.27 喷淋球 CIP200 酸洗钝化 + 整体酸洗钝化 + 07.27–28 填料 5 种溶液 8 次淘洗(HAc-NaAc+NaCl → WFI → 1M NaCl → 0.5M NaOH → WFI)→ 07.28 装柱柱效合格 → 0.01M NaOH 保存 Cycle1 前平衡 50mM HAc-NaAc pH5.0(不含 NaCl)冲洗 消失(冲掉)
规律:前 4 次条带均是在高盐缓冲液或碱溶液冲洗时出现的,表明黄色条带的产生可能与 NaCl 加速锈蚀或 NaOH 加速铁离子氧化形成氢氧化物有关;阳离子第三次装柱在含盐的预平衡冲洗步骤出现极浅的条带,在前平衡冲洗步骤条带被冲洗去除 — 可能是因为此次装柱出现的条带颜色已经极浅所以可以被冲洗去除。

03.6确认的现象 / 排除的可能

本章确认的现象
  1. 阳离子黄色填料中铁含量约为新填料的 5 倍以上,铬、锰同步升高,与阴离子偏差为同一类物质。
  2. 三次装柱条带呈递减趋势(3 处明显 → 2 处较浅 → 1 条极浅并被洗去),与设备多轮酸洗钝化、填料多轮清洗置换对应。
  3. 条带出现时机具有一致规律:含盐(NaCl)或碱(NaOH)溶液条件下出现或显现。
  4. 阳离子层析柱、层析系统、匀浆罐均发现过客观锈迹,且存在排查遗漏部位(下端阀门、喷淋球)。
  5. 条带物质与填料结合牢固(柱内水洗、弱酸冲洗不消失),但可被匀浆状态下 1mM HCl 浸泡洗脱(处理后铁离子未检出)。
本章排除的可能
  • 配制溶液引入:各溶液送检铁元素含量极低(附件 24)。
  • 人员因素:操作人员均经培训持证上岗,操作符合 SOP。

03.7本章小结

阴、阳离子事件使用的为同一套利穗设备体系(同品牌层析柱、层析系统、匀浆罐);两次事件的条带物质检测结果一致提示为铁离子(均伴随不锈钢特征元素升高);条带出现的触发条件一致(含盐或碱性溶液冲洗);条带的柱壁聚集特征一致。阳离子层析三次装柱出现的黄色条带与阴离子事件同源,为设备锈蚀析出的铁离子与填料结合形成,或由填料自身携带的铁离子未清洗干净后发生显色反应导致。经多轮设备酸洗钝化(含对遗漏部件 — 喷淋球、下端阀门的补充处理)、填料 1mM HCl 酸洗及多轮溶液置换后,第三次装柱及正式生产过程中仅出现一条极浅痕迹并被前平衡洗去,此后生产全程正常,表明设备及填料中的残留铁离子已基本清除,现有处理措施有效。阳离子层析步骤按原设备完成本批次生产。