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技术 · 生物生产与设备 / 下游纯化

生物制药下游纯化与生物分离（DSP）

下游纯化将粗制生物反应器收获液转化为临床级原料药——蛋白A层析、切向流过滤和病毒清除合计占生物制造资本支出的>50%。全球DSP市场超过$5B，受单抗和细胞基因治疗需求驱动，年均增速>8%。

风险: 低 生物工艺设备 US · CN · EU 核实于 2026-06-19 · 6 来源 (0 独立来源)

1 · 带来什么

下游处理（DSP）将粗制生物反应器收获液转化为满足ICH Q6B纯度规格（单抗>99%）的纯化、无菌、配方药物原料。全球生物制药DSP市场2025年超过50亿美元，受>1,000种单抗临床管线和>200种获批细胞基因治疗产品驱动，年均增长>8%。标准三步平台工艺——蛋白A捕获（>99% IgG选择性）、阴离子交换精制（HCP<100ppm）和病毒过滤（6-log清除）——可在纯度>99.5%时回收>90%表达抗体。DSP成本占每克单抗总生产OPEX的50–70%；纯化成本降低10%每年可为行业节省超过3亿美元。连续DSP（多柱层析+ATF灌注）将树脂消耗降低3–4×，OPEX降低20–30%。

下游纯化与生物分离的主要方向：

  1. 亲和层析捕获（蛋白A、蛋白G）： 蛋白A树脂（TOYOPEARL Super A、MabSelect PrismA）以Kd ≈ 10^-9 M结合IgG Fc区；动态结合容量>55 mg/mL；碱稳定变体可承受>200次0.5 M NaOH CIP循环。
  2. 连续及周期逆流层析（PCC）： 多柱设置（2–4柱）将树脂利用率从40%提升至>80%；Novasep Hipersep和Cytiva ÄKTA PCC系统展示每柱体积生产率提升3×。
  3. 膜层析与吸附器： 一次性季铵（Q）膜吸附器（Sartobind Q、Mustang Q）处理流速超树脂柱10×，停留时间<2分钟；非常适合商业规模的精制步骤。
  4. 切向流过滤与ATF灌注： TFF将蛋白浓缩10–20×并完成缓冲液置换；Repligen XCell ATF在灌注模式下实现细胞密度>1亿个/mL、收获效价>10 g/L。

行业价值链#

[收获与澄清] ──> [蛋白A捕获] ──> [病毒灭活] ──> [IEX/HIC精制]
                        │
                  （亲和树脂）
                        │
                        ▼
[配制] <─── [病毒过滤] <─── [UF/DF浓缩] <────┘

价值链层级#

层级描述关键投入/产出
收获与澄清离心+深层过滤去除细胞、碎片和聚集体投入： 生物反应器培养液，效价3–15 g/L。
产出： 澄清收获液，浊度<5 NTU，回收率>95%。
亲和捕获蛋白A层析选择性结合单抗；pH 3.4–3.8酸洗脱投入： 澄清收获液。
产出： 捕获单抗，纯度>95%，HCP <10,000 ppm。
病毒灭活低pH保温（30–60分钟）灭活有包膜病毒；ICH Q5A要求>4-log降低投入： 捕获洗脱液。
产出： 病毒灭活液池；强制监管保温步骤。
离子交换精制AEX流穿模式去除HCP、DNA、聚集体；CEX去除电荷变体投入： 中和后病毒灭活液池。
产出： HCP <100 ppm，聚集体<0.5%。
病毒过滤15–20 nm孔径滤膜通过尺寸排阻提供>4-log病毒清除投入： 精制液池。
产出： 病毒安全渗透液。
UF/DF与配制TFF浓缩至>100 mg/mL；渗滤换入最终配方缓冲液投入： 病毒过滤液，辅料缓冲液。
产出： 配制原料药，供灌装/最终处理用。

行业跨领域技术：

  • 过程分析技术（PAT — UV、MALS、pH）： 在线监测自2004年FDA PAT指南以来已成为监管期望；如今在大多数CMC申报中为强制要求。
  • 一次性流路（SU-DSP）： 预灭菌TFF滤盒、柱硬件和膜吸附器在>70%新DSP安装中已成标配。
  • 连续层析（BioSMB、PCC）： 周期逆流和模拟移动床系统正进入临床生产；截至2025年>15种已批准生物药物采用连续DSP组件生产。

2 · 替代什么 3 · 按行业匹配

D1E–发酵设备（不锈钢和一次性生物反应器、固态反应器）和下游设备（离心机、过滤、喷雾和流化床干燥、制剂），用于本地生产酶制剂、微生物产品和发酵配料，替代化学合成工厂和进口
替代: FI、FD、I 和 A 系列文章所涉产品（酶制剂、有机酸、维生素、微生物农药和接种剂、益生菌）的化学合成路线和进口
EAC
D1E4农场和区域生物工厂（扩繁单元、培养基、质控）生产微生物生物投入品——芽孢杆菌、木霉、白僵菌、Bt、天敌昆虫——替代进口化学农药和化肥成品
替代: 进口合成农药成品和部分矿物肥料方案；以及需要长冷链的进口生物制剂成品
EAC
D1E3残余物制品工厂的工艺设备——厌氧消化罐和沼气提纯、堆肥翻抛机和造粒线、生物质制粒、热解和炭化窑——替代焚烧炉、填埋、露天塘和露天焚烧
替代: 有机废物填埋和露天倾倒；作物残余物露天焚烧；露天厌氧塘；湿有机废物焚烧
EAC

3 · 如何实施 6 步

  1. 1
    收获与澄清纯化与下游
    生物反应器收获液（效价3–15 g/L，活力优选>95%）先经碟片式离心机（5,000–15,000× g）去除细胞，再通过深层滤膜（硅藻土，0.22–2 µm）将浊度降至<5 NTU，HCP降低3–5×。一次性离心机和深层过滤组件现覆盖>70%的新临床设施。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Esco Aster 新加坡
    ✓ ISO 9001 5,000 L 工业规模
    “Adherent cell culture and downstream processing: commercialized Tide Motion bioreactor platform (MiniTide to TideXcell) with closed automated cell harvesting and single-use …”
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) 印度
    ✓ ISO 9001 500 m3
    “Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
    HLB Genex (ex-GenoFocus) 韩国
    工业规模
    “With fungal and bacterial secretion systems, we custom produce the evolved enzyme products in large-scale fermentation and downstream processes.”
    ScaleUp Bio 新加坡
    10,000 L 中试规模
    “Core capabilities span pilot-industrial fermentation and downstream unit operations (centrifugation, TFF, chromatography, solvent extraction, spray/freeze drying) with cGMP …”
  2. 2
    蛋白A捕获
    澄清收获液以3–6分钟停留时间上样蛋白A树脂柱；动态结合容量>50 mg/mL，>90%穿透容量。pH 3.4–3.8洗脱释放结合单抗；池收率通常>95%，HCP <5,000 ppm。0.5 M NaOH再生为标准；碱稳定树脂寿命>200循环。
  3. 3
    病毒灭活
    洗脱液在pH 3.4–3.8保温30–60分钟，实现有包膜病毒（逆转录病毒、BVD）≥ 4-log灭活；ICH Q5A监管要求。精确pH控制（± 0.05 pH单位）对防止此步骤抗体聚集至关重要。
  4. 4
    IEX/HIC精制
    AEX流穿模式在pH 7.0–8.0去除HCP、DNA和内毒素（>99.9%降低），单抗不被保留而通过。可选CEX步骤分离电荷变体。膜吸附器（Sartobind Q）以高流速替代树脂柱用于流穿精制，占>30%新商业平台。
  5. 5
    病毒过滤纯化与下游
    15–20 nm孔径滤膜（Millipore Viresolve Pro、赛多利斯Virosart HF）通过尺寸排阻提供>4-log非包膜病毒清除；通量衰减前典型过滤负载>500 L/m²。一次性胶囊形式无需灭菌，实现快速批次更替。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Esco Aster 新加坡
    ✓ ISO 9001 5,000 L 工业规模
    “Adherent cell culture and downstream processing: commercialized Tide Motion bioreactor platform (MiniTide to TideXcell) with closed automated cell harvesting and single-use …”
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) 印度
    ✓ ISO 9001 500 m3
    “Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
    HLB Genex (ex-GenoFocus) 韩国
    工业规模
    “With fungal and bacterial secretion systems, we custom produce the evolved enzyme products in large-scale fermentation and downstream processes.”
    ScaleUp Bio 新加坡
    10,000 L 中试规模
    “Core capabilities span pilot-industrial fermentation and downstream unit operations (centrifugation, TFF, chromatography, solvent extraction, spray/freeze drying) with cGMP …”
  6. 6
    UF/DF与配制配方与复配
    TFF膜（5–30 kDa PES或RC，Cytiva、Repligen KrosFlo）浓缩原料药至目标100–200 mg/mL（高浓度皮下注射配方）。渗滤（5–7倍配方缓冲液体积）将工艺相关杂质降至ICH限度。最终无菌过滤（0.22 µm），分装供灌装/最终处理或在-80°C冻存。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) 印度
    ✓ ISO 9001 500 m3
    “This is a satellite blending, mixing and formulation facility, located at Vashind near Shahapur and dedicated to the company’s Animal Nutrition business.”
    SyAqua Group 泰国
    “vannamei genetics (broodstock, nauplii, and post-larvae) built on genomic selection/marker-assisted selection plus quantitative genetics (BLUP), with disease resistance screening …”
    Taiwan Sugar Corporation (TSC) 中国台湾
    500,000 tons 中试规模
    “It refines sugar (including refined white sugar, golden brown sugar, fine granulated sugar and invert sugar syrup), produces bio-based chemicals/biotech outputs (alcohol, …”

4 · 谁来交付

匹配的供应商 (自动匹配)

Sartorius德国生产商运营中
Golden Agri-Resources印度尼西亚生产商运营中
PBS Biotech美国服务 / 咨询运营中
HLB Genex (ex-GenoFocus)韩国生产商运营中
CHITOSE日本研究机构运营中
Moolec Science (NASDAQ: MLEC)阿根廷生产商运营中
Tereos法国生产商运营中

服务与供货目录 3 · 付费服务

层析树脂 · 分离纯化设备 · 过滤与膜

领先企业与机构（摘自简报）

企业 / 机构国家核心产品 / 平台技术特点2026年状态
Cytiva🇸🇪 瑞典MabSelect PrismA、ÄKTA系统、ReadyToProcess蛋白A+IEX+TFF完整DSP套件；全球装机量#1约40亿营收；丹纳赫子公司；ÄKTA覆盖>60%$捕获容量
Repligen🇺🇸 美国XCell ATF、KrosFlo TFF、Opus柱ATF灌注>1亿细胞/mL；预填装SU柱FY25营收$7.91亿；NASDAQ: RGEN；去库存后恢复
Bio-Rad🇺🇸 美国Nuvia wPrime、Nuvia HP-Q、CHT羟基磷灰石AEX-HIC混合模式；CHT用于IgM/Fc融合精制总营收$28亿；NYSE: BIO；DSP约占15%
Tosoh Bioscience🇯🇵 日本TOYOPEARL Super A、TSKgel、HIC/SEC/IEX树脂碱稳定蛋白A；低配体脱落；HPLC柱东曹集团¥3500亿；生科部门增长>8%/年
Sartorius🇩🇪 德国Sartobind Q、Sartobind Rapid A、BIA整块柱膜吸附器；CIMmultus用于AAV/慢病毒纯化营收€33.8亿；SRT.DE；2023年周期后恢复
Novasep🇫🇷 法国Hipersep PCC/MCC、制备HPLC连续多柱层析；EU GMP病毒清除约€2亿；EU CDMO聚焦；CDPQ + Novo Holdings

5 · 法规与市场准入

进入俄罗斯/欧亚经济联盟: EAC · 欧亚经济联盟认可机构 / 俄罗斯联邦认可局（Rosakkreditatsiya）
符合性声明3个工作日内登记（检测另计）；认证耗时更长
仅供参考，非法律意见——请针对您的产品确认流程。 (2026-10-06)
美国

美国凭借FDA连续制造指南（2019年）、CMC强化工艺趋势，以及集中采用下一代DSP平台的大型生物制品CDMO（Lonza Biologics、富士胶片Diosynth、三星生物美国基地），在单抗DSP创新领域领先全球。

FDA continuous manufacturing guidance, single-use DSP adoption, mAb platform process dominance#

  • Repligen（沃尔瑟姆，马萨诸塞州）： XCell ATF灌注保留器和KrosFlo TFF系统主导美国生物制品CDMO；Opus预填装柱在<2天内完成柱鉴定，加速技术转移；2025年收入>791M，从2023年去库存中恢复。
  • Bio-Rad Laboratories（赫拉克利斯，加利福尼亚州）： Nuvia混合模式树脂（wPrime 2A：AEX-HIC）越来越多地用于平台精制；CHT陶瓷羟基磷灰石仍是非蛋白A格式（IgM、Fc融合蛋白）的标准。
  • FDA法规（21 CFR 211/610）： >85%的美国单抗生产使用蛋白A平台；FDA检查重点转向HCP方法验证和放大后病毒清除可比性。
欧盟

欧盟是蛋白A层析的发源地（乌普萨拉大学/法玛西亚，1970年代），欧洲DSP行业以Cytiva（乌普萨拉）、Sartorius（哥廷根）和Novasep（里昂）为支柱，连续层析在欧洲CDMO中加速推广。

EMA GMP Annex 2 continuous-process guidance, Cytiva ÄKTA platform dominance, viral-clearance regulatory stringency#

  • 思拓凡（乌普萨拉，瑞典）： ÄKTA pure、ÄKTA pilot和ÄKTA process是全球参考层析平台；MabSelect SuRe和PrismA蛋白A树脂覆盖全球>60%已安装单抗捕获容量；ÄKTA crossflow用于UF/DF。
  • 赛多利斯（哥廷根，德国）： Sartobind Q膜吸附器（阴离子交换，一次性）和Sartobind Rapid A（蛋白A膜）处理速度比树脂柱快100×；BIA Separations CIMmultus整块柱专用于病毒载体（AAV、慢病毒）纯化。
  • Novasep（蓬佩，法国）： Hipersep制备HPLC和多柱层析（MCC/PCC）用于小分子和生物API；现场EU GMP病毒清除验证服务；2022年由CDPQ和Novo Holdings收购；聚焦欧洲生物制药外包市场。
中国

中国DSP市场以>12%年均增速增长，本土生物类似药制造商（百奥泰、石药、恒瑞）大力投资GMP级下游平台；“十四五"规划目标到2027年战略生物制品树脂实现100%国产供应。

domestic-resin-substitution drive, biosimilar-manufacturing scale-up, NMPA GMP alignment#

  • 南京恩捷（CN）： 国产蛋白A树脂生产商——AmiStar A树脂成本不足进口产品的50%；NMPA批准用于临床阶段单抗纯化；截至2025年>20个本土生物类似药项目使用AmiStar。
  • “十四五"规划——生物制药设备国产化： 200亿元投资本土层析树脂和TFF膜生产；目标：2027年已获批生物制品>50%国产供应。
  • 思拓凡大中华区： ÄKTA系统和MabSelect PrismA蛋白A树脂在中国装机量保持#1；2024年本地服务中心扩编40%以支持NMPA GMP对标计划。

6 · 资金：招标与资助

资助开发用于生物制品发现和/或生产的无细胞蛋白合成平台
European Commission · 欧盟
2027年4月13日
179 天
资助推进全球健康
Bureau of Global Health Security and Diplomacy · 美国
2027年2月14日
121 天
资助神经治疗药物蓝图网络（BPN）：基于生物制剂的神经系统疾病药物发现与开发（UG3/UH3，临床试验可选）
National Institutes of Health · 美国
2027年8月18日
306 天

7 · 技术栈与创新

下游纯化正在经历平台转变——从批次不锈钢树脂柱转向连续、一次性、强化工艺，使新生物制品项目的资本支出降低30–50%，GMP交付时间缩短40%。

  1. 新一代碱稳定蛋白A树脂：
    • TOYOPEARL Super A（Tosoh）和MabSelect PrismA（Cytiva）可承受>200次0.5 M NaOH CIP循环；结合容量>55 mg IgG/mL树脂；新刚性颗粒（45–90 µm）实现线速度>800 cm/h。
    • 国产替代品（NISCO AmiStar、JSR KanCapA）达到MabSelect >80%性能，成本不足50%；进入欧洲监管申报作为并行树脂。
  2. 连续层析（PCC/BioSMB）：
    • 周期逆流（Cytiva ÄKTA pcc、Novasep Hipersep）将蛋白A树脂消耗减少3–4×；缓冲液消耗降低40%。
    • 与ATF上游灌注整合后，完全连续单抗工艺在临床规模批次中<5天实现>95%收率。
  3. 膜吸附器（一次性精制）：
    • Sartobind Q和Mustang Q处理精制负载的线速度是树脂柱的3–6×；一次性设计消除批次间48小时CIP/再鉴定周期。
    • BIA Separations CIMmultus整块柱（8 mL – 8 L）以>90%收率主导病毒载体（AAV、慢病毒）精制，处理速度比珠状填料快10–20×。
  4. ATF灌注收获（Repligen XCell ATF）：
    • 交替切向流消除重力沉降；>21天连续运行滤膜堵塞率<20%；从0.5 L（开发）扩展至5,000 L（商业）。
    • 收获效价倍增器：高表达克隆比补料分批高5–10×；按比例降低DSP负载体积，相应削减树脂和膜成本。
  5. 过程规模MALS与PAT集成：
    • 在线多角度光散射（Wyatt MALS、Malvern）在TFF浓缩步骤中实时测量聚集体含量；超过0.1%聚集时触发自动稀释循环。
    • 数字孪生模型（Cytiva SIMCA-P+、Sartorius BioPAT）预测柱床压实和树脂寿命，实现预测性维护和GMP偏差预防。

来源 6 · 0 独立来源 · 6 生产商网站

生产商自有网站 6

  1. Cytiva 生产商 核实于 2026-05-19 · 未保存链接
  2. Repligen 生产商 核实于 2026-05-19 · 未保存链接
  3. Bio rad 生产商 核实于 2026-03-31 · 未保存链接
  4. Tosoh bioscience 生产商 核实于 2026-04-14 · 未保存链接
  5. Sartorius 生产商 核实于 2026-04-06 · 未保存链接
  6. Novasep 生产商 核实于 2026-06-08 · 未保存链接