当数字孪生与高速发展的生物医药行业碰撞，给药物设计和研发、生产工艺优化、以及质量控制带来了焕然一新的感受。国内外 Top 药企已建立 DT 系统，搭配 PAT 技术获得大量的实时数据。GSK 建立了新冠疫苗佐剂生产的 DT 系统，快速进行虚拟实验，加快工艺开发的周期。国内复宏汉霖将 DT 技术应用于抗体下游的纯化过程，整合了离子交换层析模型和在线检测系统建立 DT 系统，提升抗体样品纯化工艺的收率。

在此过程中应用的过程分析技术（PAT）是 DT 的拍档，安捷伦 Infinity II Online LC 在线超高效液相色谱系统，作为最新的 PAT 工具实现了自动化的在线取样，稀释以及检测，是实现 DT 的重要一环。

离子交换层析工艺是生物制药下游纯化过程中的关键步骤（图 1），用 ÄKTA 蛋白纯化系统对抗体进行纯化时，各种变量（如酸碱峰含量、上样量、缓冲液等）波动会影响纯化收率，如果采用传统的分袋收集，离线检测后合样的方法，不仅分析结果滞后，而且操作繁琐，收率较低。因此考虑将 Online LC 系统应用于阳离子交换层析（CEX），实现对层析过程中样品的实时取样、分析（图 2），并通过 Online LC 软件系统与主服务器（Server）进行自主通讯，实现纯化过程的实时反馈控制。

基于 Online LC 在线实时监控技术，搭建抗体下游离子交换层析过程的 DT 系统（如图 3），通过 Server 控制 ÄKTA 纯化系统，运行离子交换层析方法，然后自动触发 Online LC 系统开始取样、样品稀释、进样、分析和数据处理，接着把结果传回服务器，通过 CEX 机理模型模拟计算收集区间，进而实时控制 ÄKTA 系统的收集策略，实现全自动化运行，从而建立了离子交换层析过程的 DT 系统。

基于以上 DT 系统，在不同上样条件下，比较了 DT 预测结果与实际实验结果（图 4），DT 系统可以实现对单抗电荷异构体的准确控制与收率预测，与实际实验结果相比电荷异构体的比例和收率差异均在 2% 以内，模型拟合和验证的 RMSE 分别为 8.1% 和 7.4%。表明基于 Online LC 构建的 DT 系统可以较好地实现阳离子交换层析工艺的模拟，预测和控制。