抗体在人类和兽医医学以及生物技术领域是重要的工具，具有广泛的预防、治疗和诊断应用[1]。近年来，单克隆抗体（mAbs）的市场呈指数级增长：近1,400种候选产品正在进行临床试验，截至2024年，已有超过200种mAbs获得治疗用途的批准[2]。随着对mAbs需求的增加以及开发时间线的缩短，迫切需要更快、更高效的工艺开发策略。
为了提高效率，制药和生物技术开发团队通常通过建立标准化平台工艺来简化生产流程，这些工艺可以快速适应多种mAbs[3,4]。使用可适应的平台工艺可以提高早期分子的工艺开发效率。平台工艺还具有生成大量工艺知识的优势，这些知识可以在商业化之前用于工艺验证。平台工艺不仅用于mAbs，而且对其他复杂分子的平台需求也在增加[5]。基于平台工艺，高通量工艺开发（HTPD）技术可以帮助进一步提高开发效率[6,7]。
在mAb的生产中，平台纯化工艺通常采用蛋白A亲和层析（AC），随后进行一到两个离子交换层析（IEX）步骤[3,4]。液体处理工作站对这些纯化步骤特别有用，这类工作站是大型生物制药公司或研究机构中常用的HTPD相关设备[[8], [9], [10]]。液体处理工作站特别适用于采用（1）基于静态孵育的微孔板和（2）支持动态结合的重力柱、微量移液器吸头或微型柱的技术。
这两种类型的液体处理工作站技术各有优缺点。使用微孔板时，通过施加真空来实现固液分离。由于简单、灵活性高和成本低，微孔板在高通量研究中得到了广泛应用[11,12]。然而，与填充柱相比，微孔板提供的杂质分辨率较低，且在这种格式下难以解释产量和工艺参数的分析结果。
重力柱也广泛用于单步AC以测试上游产品质量以及少量重组蛋白的纯化[13]。然而，与传统实验室规模柱相比，传统重力柱存在几个局限性，尤其是其流速快和停留时间短。停留时间短可能导致加载步骤中的产品泄漏，从而降低产量。因此，重力柱最常用于生成少量材料，而不是用于工艺开发。
设计有预填充树脂的微量移液器吸头在吸头末端有两个滤网之间，通过多次吸液和滴加循环产生双向流动。与微孔板相比，微量移液器吸头的灵活性较低；然而，它们更易于自动化[14,15]。尽管微量移液器吸头可以实现通过填充树脂的对流流动，但它们产生的双向流动模式无法复制传统层析的单向塞流特性。此外，目前的微量移液器吸头无法达到与填充柱相同的杂质分辨率。
另一种用于蛋白质纯化工艺开发的工具是微型柱，其填充床体积为200 μL或600 μL。它们配备了O型圈密封件，可以与自动化液体处理器的吸头无缝连接。在操作方面，这种技术与传统层析最为相似。它可以实现单向流动和离散的组分分析，类似于实验室规模柱，并且还能更准确地近似相关产品的杂质分辨率[[16], [17], [18]]。然而，微型柱的填充需要定制，导致交付时间较长且灵活性有限，由于这些柱的生命周期较短，成本也较高[19]。
在这项工作中，我们优化了重力柱方法并进行了HTPD，以开发出更具成本效益和灵活性的工艺。我们证明，对于平台mAb纯化工艺，优化后的重力柱的杂质去除能力与实验室规模柱相当。因此，我们简化了纯化工艺的开发过程，从传统的微孔板筛选-传统实验室规模柱的方法转变为标准化的高通量重力柱模式，如图1所示。这种简化减少了平台mAb纯化工艺开发所需的时间和材料。进一步使用更具挑战性的双特异性抗体（BsAb）样本评估了优化后的重力柱，观察到优化后的重力柱的去聚集体去除效果与实验室规模柱相当。我们的结果表明，这种新的HTPD方法具有通用性，可以应用于抗体纯化过程中常用的多种树脂。
