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シングルユースバッグ

シングルユースバッグは、バイオ医薬品製造で培地、フィード、バッファー、培養液、中間体、製剤液などを保管・混合・移送するために使われる使い捨てのバッグです。滅菌済みのバッグやアセンブリを使うことで、洗浄作業を減らし、交差汚染リスクを下げ、多品目製造や短期切替に対応しやすくなります。

培地・バッファー保管工程液移送閉鎖系多品目製造

用途・特徴

シングルユースバッグは、バイオプロセス中の液体を閉鎖系で扱うために使われます。主な用途は、培地保管、フィード保管、バッファー保管、工程液移送、混合、サンプリング、ハーベスト回収、中間体保管、製剤液保管、凍結保存、出荷前保管などです。バッグ単体で使う場合もあれば、チューブ、コネクター、フィルター、センサー、ミキサー、ポンプと組み合わせたアセンブリとして使う場合もあります。

シングルユースバッグを使うことで、CIP/SIPや洗浄バリデーションの負荷を減らし、設備立ち上げや製品切替を早くできます。一方で、フィルム適合性、Extractables/Leachables、バッグ破損、ポート構成、供給安定性、廃棄物、保管条件などの確認が重要になります。

Point
  • 培地、フィード、バッファー、工程液、製剤液を扱う使い捨てバッグ
  • 洗浄・滅菌・洗浄バリデーションを減らしやすい
  • 上流工程、下流工程、製剤工程まで横断して使われる
  • 2Dバッグ、3Dバッグ、バイオリアクターバッグ、ミキサーバッグなどがある
  • ポート、チューブ、コネクター、センサー、フィルターと一体設計される
  • E&L、フィルム、ガンマ滅菌、滅菌証明、CoAが重要
  • 多品目製造、CDMO、開発製造、細胞治療、ウイルスベクター製造で特に重要になる

使用方法

基本的には、滅菌済みバッグを外装から取り出し、バッグホルダーやトレイに設置し、チューブやコネクターを接続して液体を充填・保管・移送します。

1バッグ仕様とロットを確認する
2外装、滅菌証明、使用期限、破損の有無を確認する
3バッグホルダー、トレイ、ミキサー、バイオリアクター本体へ設置する
4ポート、チューブ、クランプ、コネクター、センサーを確認する
5無菌コネクターやチューブウェルダーで流路を接続する
6培地、フィード、バッファー、工程液を充填する
7必要に応じて混合、ろ過、サンプリングを行う
8保管条件、保管時間、液量を管理する
9送液ポンプで次工程へ移送する
10使用後は規定に従って廃棄する
実際の運用は、バッグ容量、液種、無菌性、温度、保管時間、ガンマ滅菌、E&L、シングルユースアセンブリ設計、GMP要件によって変わります。

ステンレスタンクとの違いは?

シングルユースバッグとステンレスタンクは、どちらも液体の保管・調製・移送に使われますが、運用思想が異なります。

結論

シングルユースバッグは「柔軟性と切替の速さ」、ステンレスタンクは「大型固定設備としての安定運用」が強みです。

容器

固定式ステンレス容器

使い捨てフィルムバッグ

洗浄・滅菌

CIP/SIPが必要

基本不要。滅菌済みバッグを使う

初期投資

設備投資が大きい

比較的低く始めやすい

ランニング

水、蒸気、薬液、保守が必要

バッグ・アセンブリ費用が発生

品目切替

洗浄バリデーションが重要

早い

スケール

大容量・長期運用に強い

小〜大容量まで対応

交差汚染

洗浄確認が重要

バッグ交換で低減しやすい

注意点

洗浄、滅菌、設備、配管

E&L、供給安定性、破損、廃棄物

向く場面

大量生産、固定ライン、長期運用

多品目、開発製造、CDMO、柔軟な製造

シングルユースバイオリアクターバッグとの違い

項目一般的なシングルユースバッグシングルユースバイオリアクターバッグ
主な用途保管、移送、混合、サンプリング細胞培養そのもの
構成フィルム、ポート、チューブ、コネクター撹拌、スパージャー、センサー、サンプリング、ガスライン
液体培地、バッファー、中間体、製剤液培養液、細胞、培地、ガス
要求性能保管性、閉鎖性、接続性混合、酸素移動、pH/DO制御、細胞適合性
装置連携バッグホルダー、ミキサー、ポンプSUB本体、制御システム
注意点E&L、破損、保管条件せん断、kLa、センサー、ガス交換

シングルユースミキサーバッグとの違い

項目一般的なシングルユースバッグミキサーバッグ
主な用途保管・移送混合・調製
主な液体培地、バッファー、中間体、製剤液培地、フィード、バッファー、粉末溶解液
構成ポート、チューブ、コネクター撹拌機構、粉末投入口、センサー、排液ポート
装置バッグホルダー、トレイシングルユースミキサー
確認項目容量、接続、保管条件混合時間、粉末溶解、泡、センサー
注意点バッグ破損、E&L撹拌適合性、粉末投入、均一性

2Dバッグと3Dバッグの違い

項目2Dバッグ3Dバッグ
形状平面状・薄型立体状・箱型
容量小〜中容量に多い中〜大容量に多い
主な用途サンプリング、少量保管、移送、小容量液培地、バッファー、中間体、大容量保管
設置トレイ、ラック、バッグホルダードラム、コンテナ、ステンレスビン、カート
扱いやすさ小型で扱いやすい設置・搬送治具が重要
排液性少量で使いやすい排液ポート、底形状、残液管理が重要
注意点容量制限、折れ・ねじれバッグ装着、支持容器、重量、破損

シングルユースバッグで重要な構成要素

構成要素内容確認ポイント
フィルムバッグ本体の多層フィルムE&L、ガス透過性、強度、液体適合性
ポート液体の出入口数、位置、径、用途
チューブ送液・接続用チューブ材質、内径、長さ、ポンプ適合性
コネクター無菌接続・切り離し部材ReadyMate、AseptiQuik、Optaなど
クランプ流路の開閉操作性、誤開放防止
フィルターろ過・ベント孔径、滅菌、液体/気体用途
センサーpH、DO、温度、導電率などシングルユース対応、校正、精度
ミキシング部材インペラー、マグネットなど混合性能、装置適合性
サンプリングポートサンプル採取無菌性、デッドボリューム
ラベルロット、容量、流路識別トレーサビリティ、取り違え防止

E&Lとは?

用語内容
Extractables強い条件で材料から抽出される可能性のある成分
Leachables実際の使用条件で製品液へ溶出する可能性のある成分
主な対象フィルム、チューブ、コネクター、センサー、接着部材
重要な理由製品品質、安全性、細胞増殖、分析結果に影響する可能性がある
確認資料E&Lデータ、CoA、滅菌証明、材料情報、規制サポート文書

主なタイプ

タイプ内容向く用途
2Dバッグ平面状の小〜中容量バッグサンプリング、少量保管、移送
3Dバッグ立体状の中〜大容量バッグ培地、バッファー、中間体、大容量保管
バイオリアクターバッグ培養装置用バッグ本培養、シード培養、細胞培養
ロッキングバッグWAVE型装置用バッグシードトレイン、細胞培養、細胞治療
ミキサーバッグミキサー装置用バッグ培地調製、フィード調製、バッファー調製
サンプリングバッグ少量サンプル採取用バッグ工程内確認、QCサンプル
ハーベストバッグ培養液や回収液を受けるバッグハーベスト、清澄化前後
フリーズバッグ凍結保存用バッグ細胞、ウイルス、原液、中間体凍結
製剤液バッグ製剤液や充填前液を保持するバッグ製剤化、充填前保管
カスタムアセンブリバッグチューブ・フィルター・コネクター一体型GMP製造、多品目製造、閉鎖系工程

選定ポイント

用途保管、混合、培養、サンプリング、凍結、移送のどれか
容量mL、L、数百L、数千Lのどの範囲か
形状2D、3D、バイオリアクター用、ミキサー用のどれか
液種培地、フィード、バッファー、培養液、製剤液、DMSO含有液など
フィルム多層フィルム、E&L、ガス透過性、物理強度
ポート構成充填、排液、サンプリング、ベント、センサー用ポート
チューブ材質、内径、長さ、ポンプ適合性、溶着性
コネクター無菌接続、無菌切り離し、既存流路との互換性
滅菌ガンマ滅菌、滅菌線量、滅菌証明、使用期限
保管条件温度、遮光、凍結、液体保管時間、圧力
混合適合性ミキサー、撹拌、粉末投入、泡立ち
センサーpH、DO、温度、導電率、重量などの対応
E&L抽出物・溶出物データ、規制サポート、使用条件との整合
供給安定性標準品、カスタム品、リードタイム、セカンドソース
GMP対応CoA、材質証明、変更通知、ロットトレーサビリティ
廃棄プラスチック廃棄物、感染性廃棄、環境負荷

使用される工程

シングルユースバッグは、上流から製剤まで多くの工程で液体の保管・混合・移送に使われます。

培地調製

調製済み培地の保管、混合、培養槽への供給に使われる。

主な用途
  • 培地保管
  • 供給

フィード調製

濃縮フィードの調製・保管・添加ライン接続に使われる。

主な用途
  • フィード保管

シードトレイン

小型培養、バッグ培養、培地移送に使われる。

主な用途
  • バッグ培養

本培養

シングルユースバイオリアクターバッグ、フィードバッグ、サンプリングバッグとして使われる。

主な用途
  • SUBバッグ

灌流培養

培地供給バッグ、排液バッグ、細胞保持装置周辺で使われる。

主な用途
  • 培地供給
  • 排液

ハーベスト・清澄化

培養液回収、ろ過前後のプール液保管に使われる。

主な用途
  • プール液

Protein A精製

バッファー、ロード液、溶出液、プール液の保管に使われる。

主な用途
  • バッファー
  • 溶出液

低pHウイルス不活化

Protein A溶出液の保持、中和液、プール液保管で使われる。

主な用途
  • 中和液

ポリッシュ精製

クロマト前後の中間体、バッファー保管に使われる。

主な用途
  • 中間体保管

ウイルスろ過

ろ過前後の中間体保管に使われる。

主な用途
  • ろ過前後

UF/DF

濃縮液、透析バッファー、プール液の保管に使われる。

主な用途
  • 濃縮液
  • 透析液

製剤化

製剤液、賦形剤溶液、充填前液の保管に使われる。

主な用途
  • 製剤液

細胞治療製造

培地、細胞懸濁液、洗浄液、凍結保存液の閉鎖系処理で使われる。

主な用途
  • 閉鎖系処理

QCサンプリング

サンプリングバッグとして工程内確認に使われる。

主な用途
  • 工程内確認

使用されるモダリティー

シングルユースバッグは、抗体医薬からウイルスベクター、細胞治療まで幅広いモダリティーで使われます。

抗体医薬
関連度
培地フィード本培養精製製剤
上流から下流まで広く使われる。
ADC
関連度
抗体原薬バッファー中間体製剤
抗体工程の流体管理で使われる。
二重特異性抗体
関連度
CHO培養精製製剤
抗体医薬と同様に使われる。
Fc融合タンパク質・組換えタンパク質
関連度
培養精製製剤
タンパク質製造全体で使われる。
AAV
関連度
HEK293/Sf9培養ハーベスト精製製剤
ウイルスベクター工程の閉鎖系流体管理で重要。
レンチウイルス
関連度
Producer Cell培養清澄化濃縮製剤
せん断や回収率、閉鎖系移送に注意する。
ワクチン
関連度
細胞培養ウイルス液精製製剤
培地・ウイルス液・バッファー保管で使われる。
細胞治療
関連度
T細胞NK細胞MSC洗浄凍結保存
細胞懸濁液や培地を閉鎖系で扱うため重要。
iPS細胞・幹細胞由来製品
関連度
培地分化液細胞懸濁液保存液
細胞製品の閉鎖系製造で関係する。
遺伝子編集
関連度
編集細胞ベクター製造細胞処理
細胞・ベクター・試薬液の保管と移送に使われる。
mRNA-LNP
関連度
バッファー反応液LNP製剤液
IVT、精製、LNP混合、製剤工程で使われる。
プラスミドDNA
関連度
発酵アルカリ溶解精製TFF
発酵液、溶解液、精製液の保管・移送に使われる。
微生物発酵
関連度
培地フィード発酵液精製液
発酵工程と下流工程で使われる。
低分子医薬品
関連度
反応液バッファー製剤液
バイオほど中心ではないが、製剤・工程液で関係する。

メーカー製品

2D/3Dシングルユースバッグ・保管バッグ11
SartoriusFlexsafe Liquid Storage and Shipping20 mL〜3,000 Lまでのシングルユースバッグ。開発から製造まで、培地、バッファー、中間体、製剤液などの保管・移送に使われる。公式URL SartoriusFlexsafe 2D Bags20 mL〜50 Lの2Dバッグ。保管、サンプリング、移送、出荷に使われる。公式URL SartoriusFlexsafe 3D Bags中〜大容量の3Dバッグ。培地、バッファー、工程液、中間体の保管・移送に使われる。公式URL Thermo Fisher ScientificThermo Scientific Bioprocessing Bags滅菌・スケーラブルな流体ハンドリング向けのバッグ製品群。培地、バッファー、工程液の保管・移送に使われる。公式URL Thermo Fisher ScientificBioProcess Containers無菌流体ハンドリング向けのシングルユースバッグ/コンテナ。保管、混合、移送、製剤、工程液管理で使われる。公式URL Merck / MilliporeSigmaMobius 2D and 3D Assemblies and Storage Systems2D/3Dシングルユースアセンブリと保管システム。シングルユース製造での保管・移送・工程液管理に使われる。公式URL Merck / MilliporeSigmaMobius FlexReady Solutionsシングルユース工程を構成するプラットフォーム。クロマト、清澄化、UF/DF、ウイルスろ過などの流体管理に関係する。公式URL CytivaReadyCircuit Bags and Tubing Assemblies滅菌済み流路やバッグアセンブリを構成するシングルユース製品。培地・バッファー・工程液の移送に使われる。公式URL CytivaAllegro Single-use Biocontainersバイオプロセス向けシングルユースバイオコンテナ。保管、移送、工程液管理で使われる。公式URL Meissner / TepoFlexBioFlex Single-Use Bagsバイオプロセス向けシングルユースバッグ・アセンブリ。保管、移送、混合、ろ過接続で使われる。公式URL Saint-GobainSingle-Use Bags and Assembliesバイオプロセス向けバッグ、チューブ、アセンブリ。閉鎖系流体管理で使われる。公式URL
バイオリアクターバッグ9
SartoriusFlexsafe STRBiostat STR用のシングルユースバイオリアクターバッグ。50 L〜2,000 Lのスケールに対応し、撹拌槽型SUBとして使われる。公式URL SartoriusFlexsafe RM BagsBiostat RM / RM TX用のロッキングバッグ。シードトレイン、細胞培養、細胞治療向けの低せん断培養で使われる。公式URL CytivaXcellerex XDR Cellbag / Bioreactor BagsXcellerex XDRシングルユースバイオリアクター用バッグ。CHO細胞などの本培養で使われる。公式URL CytivaReadyToProcess WAVE CellbagWAVE型ロッキングバイオリアクター用バッグ。シードトレインや細胞培養で使われる。公式URL Thermo Fisher ScientificHyPerforma S.U.B. BioProcess ContainersHyPerforma Single-Use Bioreactor用BPC。細胞培養用のシングルユースバイオリアクターバッグとして使われる。公式URL Thermo Fisher ScientificDynaDrive Single-Use Bioreactor BPCDynaDriveシングルユースバイオリアクター用BPC。大容量細胞培養で使われる。公式URL Merck / MilliporeSigmaMobius Single-Use Bioreactor AssembliesMobiusバイオリアクターやシングルユース工程で使われるバッグ・アセンブリ。公式URL Pall / CytivaAllegro STR Bioreactor BagsAllegro STR用のシングルユースバイオリアクターバッグ。撹拌槽型SUBで使われる。公式URL EppendorfBioBLU Single-Use VesselsBioFloシリーズと組み合わせる小型シングルユース培養容器。開発・プロセス検討で使われる。公式URL
チューブ・無菌コネクター・アセンブリ9
SartoriusSingle-Use Assemblies滅菌済み・ready-to-useのシングルユースアセンブリ。チューブ、フィルター、センサー、バッグを組み合わせて使う。公式URL SartoriusOpta SFT Aseptic Connectorsシングルユース流路の無菌接続に使われるコネクター。バッグ間接続や工程移送で使われる。公式URL CytivaReadyMate Disposable Aseptic Connectorsバッグ、チューブ、フィルター、培養槽の無菌接続に使われるコネクター。公式URL CPC / Colder Products CompanyAseptiQuik Connectorsシングルユース製造で使われる無菌接続コネクター。バッグ、ミキサー、フィルター、バイオリアクター接続に使われる。公式URL Pall / CytivaKleenpak Sterile Connectorsシングルユース流路の無菌接続に使われるコネクター。公式URL SartoriusBioWelder / BioSealerシングルユースチューブの溶着・シールに使われる装置。閉鎖系のバッグ接続で使われる。公式URL Terumo BCTTSCD Sterile Tubing Welderチューブの無菌接続に使われる装置。細胞治療やバッグ接続で使われる。公式URL Saint-GobainC-Flex Tubingバイオプロセスのシングルユース流路に使われるチューブ。バッグ、ポンプ、コネクターと組み合わせる。公式URL AdvantaPure / NewAge IndustriesAdvantaFlex / Biopharma Tubingバイオプロセス向けチューブ。ポンプ送液やシングルユースバッグ接続で使われる。公式URL

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