在生物药的生产过程中，层析柱是下游分离纯化的核心“利器”之一，好的层析设备能让复杂的纯化流程变得更高效，操作更便利，提高目标产物收率的同时达到降低药品生产成本的目的。

制药人要如何选择层析柱呢？今天，我们通过看“整体设计”、“智能化水平”、“隐形成本”等步骤，与您分享柱效高、重现性好的层析柱的选择技巧。

填料与流体分布不均是造成柱压不稳和柱效低的关键因素。而层析柱中分配器是确保流体分布均一的核心部件之一，因此，想要高柱效，首先得看分配器的设计。

楚天源创层析柱分配器设计采用等压等流道的专利结构，流体经分配器快速均匀分布到整个柱床，径向压差控制在0.025bar内。

以楚天源创的1600分配器为例，设计有等压等流道的专利结构，可以保证流动相或样品流入分配盘时导流槽末端与分配槽中心压力完全一致，从而确保了流体分布的均匀性。

经过CFD流体仿真软件模拟了分配器的流动模型，从以下图形可以看出，在不同高度位置的横向切片，径向压降很小，在0.025bar以内，该压差对分配效果几乎无影响。

楚天源创采用柱管底部排泡技术+微正压填料装填设计，保障筛网面无肉眼可见气泡及填料均一性。

气泡一旦进入层析柱后，会使柱床干裂，干扰流动相的流动，带来清洗风险的同时影响填料利用率。楚天源创层析柱采用柱头在柱管底部位置时上筛网排泡的方式，随着液位的上升，气泡会从四周向中心汇聚，并通过排气口排净筛网面所有气泡。

此外，匀浆液的均匀性对于分离效率与重现性十分重要，楚天源创的层析柱配套匀浆罐和装柱站，首先通过匀浆罐自动实现填料混匀，然后采用装柱站控制柱头上升的同时将匀浆液经柱底进胶口输送到柱内，过程中柱内始终维持微正压，所以在压缩柱床时可保证填料的均匀性，一次操作即可完成装柱，避免重复装柱，节约测试时间及缓冲溶液。

楚天源创双电机驱动轴向运行，通过高精密滚珠丝杠和绝对码盘传感器配合，平稳高效传动的同时可以消除累计误差，确保双电机永久同步，并实时对比位置信息，防止电机故障。

楚天源创双电机结构设计，实时同步的轴向精度控制在±0.1mm内，从而更好的控制上柱头的运行精度，确保了整个柱床的对称性良好。同时同步将实时位置和力矩都反馈到PLC，当层析柱的左右两轴位置出现了±1mm偏差或者电机出现故障时，会立即报警，保障填料安全，提早预防柱头过压。

图2 楚天源创染色试验图示，专利分配器设计使得柱内流动相分布均匀

在医药的分离纯化工艺中，批次间的重现性至关重要，关系到药品质量的稳定性。层析柱的重现性除了与填料的均匀性，柱床高度的一致性等因素相关外，还与每次操作人员的装柱水平紧密相关。

手动装柱非常考验操作人员的实战经验，对操作要求极高，如果人员操作不熟练，耗时长的同时，还可能带来填料分层的风险，进而影响整体的产品收率及药品质量。

楚天源创自主研发的全自动化一键装柱系统，可轻松化解装柱过度依赖人工并且重现性不好的难题。

操作人员只需要根据生产工艺，设置好目标柱床高度、填料压缩因子，下压速度，软件会自动计算所需的匀浆体积并运行，全过程无需人工干预，即可装填出理想柱效的层析柱，对比经验丰富的师傅进行手工装填，可轻松节省大量的时间，且操作简单，重复性和稳定性高。

图3 楚天源创全自动化一键装柱实验结果，装柱效果重现性高

更重要的是，即便是新员工，也能一学就会。一方面可直接节省企业的人工成本，还能节省企业对员工培训的间接成本。另一方面，全自动化一键装柱系统更能确保每次装柱的一致性和效率。

选择层析柱，还需考虑设备的整体成本，尤其是那些隐形的运营成本。比如，当新增产线面临厂房高度不够，预留空间和承重能力有限的问题时，楚天源创更小巧的层析柱可以帮你直接省去加高加固厂房、调整方案的麻烦，帮助企业节省几十万甚至数百万的成本。

楚天源创层析柱采用稳定的“三角结构“设计，使设备整体重量降低约48% 

楚天源创的层析柱的上柱头驱动系统是一个三角桁架受力结构，较T型扁担式结构的设备减少了弯曲变形，因此当柱管内径增大时，无须特别加固设备上的横梁结构，以柱管内径1.6米的层析柱为例，柱内压力对柱头产生的最大推力为81.5吨，楚天源创层析柱的整机重量较其他同类产品减重约48%，同时具有更好的刚性。

图4 其他结构与楚天源创层析柱“三角结构”受力方式对比示意

楚天源创层析柱清洁维护时，无需增加额外的空间，全系列占地面积约节省40%~50%

对比清洁维护筛网时，需要将柱管水平旋转出来的设备，楚天源创采用电机驱动提拉柱管的设计，无需增加额外的空间，使得层析柱使用时的整体占地面积大大节省。

 表1：不同柱管移动方式的层析柱实际使用所需面积对比

计算说明：以层析柱直径1600mm，楚天源创设备规格为例

药品的分离纯化过程固然复杂，但是选对了层析柱，就能为药品的纯化工艺提供坚实的保障，提高生产效率的同时还可以提升药品质量。

如果您在层析柱选择和使用方面还有其他疑问，欢迎在评论区留言讨论，您还可以致电层析柱专业的供应商楚天源创的工程师进行免费咨询，肖女士：13294199831（同微信）。