摘要：本文詳解iZON基于TFF切向流過濾+Zenco自動化層析系統的大規模外泌體純化解決方案，覆蓋從中試放大到GMP生產的全流程工藝路徑。

關鍵詞：外泌體、外泌體純化、iZON、qEV外泌體純化柱、qEV、TFF切向流過濾、Zenco自動化層析系統、iZON Science、大規模外泌體純化、外泌體規模化生產

在外泌體（EV）類藥物的研發與工業化生產環節，傳統純化工藝存在明顯局限性：針對數十升級細胞培養上清，常規尺寸排阻色譜（SEC）單柱分離模式處理通量不足；超速離心（UC）用于大體積樣本制備時，存在處理周期長、產物回收率重復性差等問題；粗提外泌體樣品中蛋白雜質富集，大幅提升下游精制難度。

究其根源是，現有主流外泌體純化技術均以實驗室毫升級小樣本處理為應用場景，在向中試、工業化（升級至升級、百升級）放大過程中，難以平衡處理通量、運行效率與產品純度三大核心指標。

曼博生物技術團隊結合行業應用經驗，對iZON Science規模化外泌體純化體系進行系統性梳理。該方案整合TFF切向流過濾技術與Zenco自動化層析，可為外泌體產業化提供從工藝開發到規模化產品放行的全流程標準化技術路線。

一、從小量到大規模：外泌體純化的“規模鴻溝"

外泌體研究從基礎科研走向臨床轉化的過程中，一個容易被低估但具挑戰性的環節，就是純化規模的放大。

以一間典型的細胞治療實驗室為例：使用2D培養瓶收集的上清液通常僅10–500mL，用一根qEV original或qEV10即可完成純化，15分鐘去除≥99%游離蛋白，操作輕松簡單。

但當你的工藝推進到以下階段時，情況會發生根本性變化——

表1.外泌體純化不同生產階段面臨的核心問題

外泌體產業化的瓶頸，往往不是"養不出細胞"，而是"提不出產物"。當上游培養體系已經能做到百升級時，下游純化如果還停留在手工操作，整個工藝就會被"卡脖子"。

二、核心起點：qEV系列——大規模純化的"基本盤"

無論是小量還是大規模，SEC尺寸排阻色譜始終是iZON純化體系的基石。iZON qEV系列（點擊查看）采用高性能瓊脂糖樹脂作為固定相，利用分子篩效應實現外泌體與游離蛋白的分離——大顆粒（外泌體）走"快車道"優先洗脫，小分子蛋白進入樹脂孔道滯后排出。

核心技術參數：

? 分離時間：≤15分鐘

? 蛋白去除率：≥99%

? 囊泡完整性：溫和無損，保持生物活性

? 認證：ISO13485:2016（醫療器械）

? 樣本多樣性：適配培養基上清、血漿、復雜生物樣本來源

在大規模純化場景下，qEV的可放大能力體現在規格自選、多孔徑選擇、GMP-Ready三個方面。

規格自選：從150μL到100mL

表2.IZON ScienceqEV柱系列產品型號

圖1.qEV柱系列產品

20nm/35nm/70nm多孔徑選擇：

20nm回收范圍20-150nm，適配小型外泌體收集；

35nm回收范圍35–350nm，對<110nm的小EV回收率更高；

70nm回收范圍70–1000nm，脂蛋白交叉污染更少。

GMP-Ready：合規從"起步"開始。針對體內實驗和治療性應用，iZON提供qEV GMP-Ready純化柱——在受控環境中按需生產，每批次經過生物負載與內毒素檢測，附分析證書（CoA）及法規支持文件（RSF）。核心優勢在于：方法開發階段使用qEV建立的SEC工藝參數，可直接平移至GMP生產，無需因合規升級而更換分離介質或重新驗證工藝。

三、qEV TFF——大體積樣本的濃縮預處理

當樣本體積超過1L時，雖可選用qEV100色譜柱進行逐管處理，但此方式操作繁瑣、總運行時間明顯。更為關鍵的是，大規模樣本中的細胞外囊泡（EVs）濃度通常受到大量培養液或生物體液的稀釋，直接采用尺寸排阻色譜（SEC）進行分離，純化效率不理想。

針對以上痛點，切向流過濃縮（Tangential Flow Filtration,TFF）成為大體積EV樣本前處理的理想技術選擇。其獨特的流體運行方式是技術核心：樣本料液并非垂直沖擊濾膜，而是沿著濾膜表面平行流動；在跨膜壓力作用下，培養液中的水分、小分子雜質、游離蛋白等物質順利透過濾膜，形成滲透液被分離出去；細胞外囊泡這類目標顆粒因粒徑大于濾膜孔徑。被截留在循環管路內不斷富集。依靠連續循環的工作模式，TFF能夠更快更好完成大體積樣本的濃縮，同時截留去除部分可溶性雜質，在實現EV富集的同時完成初步純化，更好銜接后續SEC精制工藝。

圖2.TFF切向流濃縮設備圖

TFF相較于傳統超速離心的核心優勢：

表3.TFF相較于傳統超速離心的核心優勢

iZON的qEVTFF系統將TFF與SEC整合為一套完整方案：

步驟一：TFF濃縮與緩沖液置換→將數升至數十升的樣本濃縮至qEV柱的上樣體積范圍內，同時完成緩沖液置換（去除小分子雜質）。

步驟二：qEVSEC精細純化→濃縮液上樣至qEV純化柱，利用SEC的分子篩效應實現高蛋白去除。

兩步雙重保障下的效果：蛋白去除率>99%，外泌體結構完整、生物活性保留，回收率高、工藝可重復。

四、qEV Zenco——讓純化實現"全自動、可追溯"

當樣本量進一步上升至中試和臨床生產階段（10–400L），僅僅依靠TFF+qEV手動操作仍然不夠——自動化、封閉系統和數據完整性成為新的硬性要求。

qEV Zenco自動化層析系統（點擊查看）正是為這一場景設計的解決方案。

圖3.qEVZenco設備介紹圖

Zenco的核心技術參數：

表4.Zenco的核心技術參數

Zenco解決的核心痛點：

① 從"手工"到"全自動"。傳統的手動SEC純化需要操作者全程值守——加樣、收集、標記、記錄，不僅耗時，而且容易出錯。Zenco通過預編程方法自動完成上樣、洗脫、收集全流程，操作者只需裝載樣本和啟動程序。

② 從"盲跑"到"實時監控"。SEC分離過程中，EV洗脫窗口的定位是決定純度的關鍵。Zenco集成的UV/pH/電導率三維在線傳感可實時監測洗脫曲線，自動識別外泌體富集峰位，確保每次收集都在"正確的時間窗口"截取正確的餾分。

③ 從"手動記錄"到"合規可溯源"。對于GMP生產，數據完整性是不可妥協的要求。Zenco的系統軟件符合FDA21 CFR Part11標準，自動生成包含所有工藝參數的批次報告，可直接用于監管申報。

④ 從"小試"到"GMP"的同一體系。與qEV的GMP-Ready產品類似，Zenco也提供Big Zenco GMP版本——從實驗室小試到大生產的工藝參數可以在同一體系上直接平移，無需重新開發方法或更換設備。

⑤ 全系列柱型兼容+RFID智能識別管理。Zenco系統可全面適配qEV2、qEV10、qEV100及工業定制款全系列SEC色譜柱，覆蓋從微量樣本到百毫升級大體積樣本的分離需求，一套設備即可匹配不同實驗規模。同時，Zenco搭載專用RFID識別模塊，可自動讀取qEV柱內置電子標簽，快速識別色譜柱型號、規格、批次、使用次數等核心信息，無需人工手動錄入柱參數。該功能不僅能規避人為選錯柱型、參數匹配錯誤等問題，還可全程記錄色譜柱使用履歷、運行壓力、適配工藝等數據，實現色譜柱全生命周期智能化管控，進一步提升實驗規范性與數據完整性。

五、從TFF到Zenco：完整的大規模純化路線圖

表5.不同樣本體積的純化推薦方案

TFF解決的是"體積太大裝不下"的問題——濃縮先行。Zenco解決的是"通量太大手跟不上"的問題——自動化兜底。

圖4.規模化放大示例

六、FAQ快問快答

Q1：TFF+SEC聯用和單獨使用SEC相比，純度有差別嗎？

A：TFF作為前置濃縮與粗濾步驟，可以去除大部分小分子雜質和部分蛋白，再經SEC精細純化后，蛋白去除率可穩定維持在>99%。更關鍵的是，TFF使大體積樣本的處理變得可行，這是單獨SEC無法做到的。

Q2：Zenco可以使用現有的qEV柱子嗎？

A：可以。Zenco兼容qEV2、qEV10、qEV100及工業級定制色譜柱，現有工藝無需更換柱型即可接入自動化設備。

Q3：TFF會破壞外泌體嗎？

A：不會。TFF屬于低剪切力過濾技術，與超速離心的高剪切力破壞機制不同，TFF在濃縮過程中可完整保留外泌體的結構與生物活性。

Q4：Zenco的軟件是否滿足數據完整性要求？

A：滿足。Zenco系統軟件符合FDA 21 CFR Part11要求，具備用戶權限管理、審計追蹤、電子簽名等功能，可自動生成完整的可追溯工藝報告。

Q5：從實驗室小試到GMP生產，工藝需要重新開發嗎？

A：不需要。qEV GMP-Ready純化柱+Zenco/Big Zenco GMP的組合，確保從小試到商業化生產的全鏈條工藝可直接平移。

本文基于公開資料由iZON Science中國正規合作伙伴上海曼博生物整理，用于科研信息分享、實驗參考。上海曼博生物可提供iZON Science qEV系列外泌體純化柱（qEVsingle/original/1/2/10/100）、qEV TFF切向流過濾系統、qEV Zenco自動化層析系統、Big Zenco GMP、AFC V2、qEV DXter、Exoid TRPS單顆粒分析儀及Pulsoid NPS納米顆粒分析儀等全系列產品，支持細胞外囊泡（EV）分離純化、外泌體表征分析、脂質納米顆粒（LNP）質控、病毒載體檢測及納米醫藥研究等科研與臨床前應用。

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