哺乳动物细胞培养技术在过去一段时间得到了长足的发展。目前，高滴度补料分批工艺已可达到13g/L的产量，是90年代的10倍之多。同时，CHO细胞系生产单克隆抗体（mAb）时的平均细胞密度可达到10-20x10^6cells/mL。而结合使用灌流技术，进行浓缩补料分批操作时，该数值将进一步提升。

澄清收获是哺乳动物细胞培养下游工艺的*步，通常要求去除一定水平的固形物。离心加深层过滤的方法在当前大规模生产中使用zui多，一般可达到98-99%的固形物去除率。但是，随着细胞培养性能的显著提高，收获和澄清操作面临着越来越难处理的进样料液的挑战，当前的操作模式已经达到了工艺可行性的临界线。

此外，虽然现在使用的多数离心设备配有密封进样区，可降低剪切暴露的水平，但能量耗散水平仍能达到0.019x10^6Wkg-1，在某些情况下，可能导致细胞裂解，显著影响后续深层过滤的膜面积要求。细胞密度是影响离心效率的另一个因素，当密度较低时，离心排放频率较低，从而可降低产物损失，但当细胞密度的增加使固形物载量达到>10%v/v时，离心需要更频繁地排放疏通，可能导致更大量的产物损失。而且，如果收获时细胞活性较低，离心的挑战会进一步加大。

深层过滤用于离心后上清液的固形物清除，某些深层过滤器会使用带电荷的过滤介质，可达到一定程度的DNA和宿主细胞蛋白（HCP）清除。深层过滤一般需要跟着用微滤孔径级的过滤器（一般为0.45、0.2或0.1μm），可从细胞培养收获物料中去除固体颗粒、部分内毒素以及一定水平的病毒。

有很多替代技术可供选择用于初步收获，包括絮凝、沉降、膨胀床吸附等，但在当前的实际应用中都还是存在一定的限制，例如引入试剂在料液中的残留、低产物收率以及不稳定的操作性能。但切向流微滤（TFMF）被非常可行的替代方案，可获得较高的处理率，且不会对损伤细胞。这些优势，在高密度细胞培养进样料液的初步收获中，都是影响成败的关键因素。

中空纤维（TFF）膜已广泛用于哺乳动物细胞的灌流培养，用于批量形式的收获操作也已引起较大关注。TFF的膜成本会低于常规深层过滤介质的成本，特别是后者通常需要单次使用，而TFF膜可以重复使用。

以的哺乳动物细胞培养收获液（细胞密度100x10^6cells/mL、细胞活性40%、IgG1浓度20g/L、HCP浓度20g/L）为测试模型，比较不同收获方法：离心加深层过滤、0.22μm的阴离子交换膜以及0.45μm的切向流微滤膜，从产物浓度、杂质清除率以及批次成本进行分析。

结果显示，几种技术的浓度产量都可达到>80%。离心获得上清液中可观察到HCP释放，说明离心的剪切导致了高水平的细胞破碎。常规深层过滤介质的HCP清除率为10%，DNA清除率为15-20%，如介质带正电荷，则DNA清除率可提高至~60%。

阴离子交换膜层析和切向流微滤的固形物清除率可达到>99%，HCP清除率为15-20%，在澄清收获阶段尽可能去除HCP，主要是出于保护下游Protein A，延长其填料寿命。切向流微滤的DNA清除率与深层过滤相当~50%，而膜层析因其膜介质上接有乙二胺配体，故而可达99%。但在粒径分布方面，切向流微滤所得料液在所有粒径水平上的含量都较低。

如单纯出于性能考虑，包括固形物清除、DNA和HCP的降低水平，对不同技术进行评分，阴离子交换膜层析得分zui高，然后是切向流微滤，之后再是离心加深层过滤，需要指出的是，选择不同的深层过滤介质时，如以特定条件为着眼点，如HCP清除，某些深层过滤介质将达不到设定标准。

而从成本的经济性进行比较，切向流微滤的处理能力zui高>100L/m2。离心加深层过滤的产量损失主要是大规模离心操作造成的。在高固含量条件下，离心需要更多次的排放操作，在千升至万升级规模条件下，总步骤收率可从~90%降低到30-40%，这会显著影响成本投入。

此外，从设备占地来说，在万升规模下，离心加深层过滤需要>200m2的占地面积，而切向流微滤只需要大约1/4的占地空间。说明，当需要使用现有设备进行新的工艺或替代单元操作时，TFF可能设备适配更简单。

从材料成本来考虑，阴离子交换膜的批次成本zui高，大约是离心加深层过滤的2倍，切向流微滤的3倍。主要是由于其组件成本较高，因为该项技术的设计和定价是要与阴离子交换树脂竞争的。阴离子交换膜组件的成本占到其每批次总成本的80%，而离心加深层过滤和切向流微滤为60-70%。

在千升至万升规模条件下，操作成本zui低的是切向流微滤，因其与阴离子交换膜相比，可达到更高的处理通量和相对较低的采购成本，此处假定TFF组件的使用次数为10次。而如果工艺和验证允许，提高膜的使用次数，将进一步显著降低成本。