한외여과·정용여과 (Ultrafiltration/Diafiltration)
한 줄 정의: 반투과성 막을 이용해 용액을 농축하거나(한외여과) 용매를 교체하며 저분자 불순물을 제거하는(정용여과) 막분리 기술입니다.
쉽게 풀면
한외여과는 커피를 진하게 졸이듯 용액에서 물을 빼내어 목표 물질의 농도를 높이는 과정입니다. 정용여과는 여기서 한 걸음 더 나아가, 물을 빼내는 동시에 새로운 완충액을 계속 넣어주면서 원치 않는 작은 분자(염, 첨가물 등)를 씻어내고 원하는 완충액 환경으로 바꿔주는 과정입니다. 흔히 두 과정이 한 세트로 이어서 진행됩니다.
왜 중요한가
정제된 단백질을 최종 제형에 맞는 농도와 완충액 조성으로 맞추는 마무리 단계로서, 제품의 저장 안정성과 투여 편의성을 결정짓기 때문에 바이오의약품 생산의 마지막 단계에서 특히 중요하게 다뤄집니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"Ultrafiltration/diafiltration was performed to concentrate the antibody solution and exchange it into the final formulation buffer."
항체 용액을 농축하고 최종 제형 완충액으로 교체하기 위해 한외여과·정용여과를 수행했다는 내용입니다.
"A membrane with an appropriate molecular weight cutoff was selected for ultrafiltration to retain the target protein."
목표 단백질을 보존하기 위해 적절한 분자량 컷오프를 가진 막을 한외여과에 선택했다는 설명입니다.
조금 더 깊게 보면
한외여과·정용여과는 접선유동 여과 장비를 이용해 수행되는 경우가 일반적이며, 막의 분자량 컷오프는 목표 단백질보다 충분히 작게 설정하여 목표 물질이 막을 통과하지 못하고 농축되도록 합니다. 정용여과 단계에서는 일반적으로 여러 부피(diavolume)에 걸쳐 완충액을 교환하여 잔류 불순물 농도를 충분히 낮추는 방식으로 진행됩니다.
주의할 점
농축 과정에서 단백질 농도가 지나치게 높아지면 응집이나 점도 상승 문제가 발생할 수 있어, 농축 목표치를 신중하게 설정해야 한다는 점에 유의해야 합니다.