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層析介質(zhì)材料種類及其對(duì)生物分離性能的影響
目前市場(chǎng)上用于生物分離層析介質(zhì)主要由兩大類材料組成:類是以瓊脂糖,葡聚糖為代表的天然高分子層析介質(zhì);第二類是以聚乙烯和聚丙l烯酸酯為代表的合成高分子層析介質(zhì)。其中合成高分子微球可以精l確控制其粒徑大小,粒徑均勻性,并更多范圍調(diào)節(jié)孔徑大小,因此具有通透性高,分子傳質(zhì)速度快,有利于于生物大分子分離純化。合成高分子層析介質(zhì)的缺點(diǎn)是其疏水往往比軟膠大,導(dǎo)致非特異性吸附大,容易使使生物分子失去活性。因此聚合物微球表面需要進(jìn)行親水化改性以降低其非特異性吸附才能滿足層析分離的需求。
以純化溶瘤病毒為例,由于其在生產(chǎn)過(guò)程中存在宿主蛋白等雜質(zhì),純化前 SEC測(cè)試純度為6.5%。純化采用兩種基質(zhì)相同的介質(zhì),其表面化學(xué)功能也很一致,主要區(qū)別是前者是無(wú)孔實(shí)心的層析介質(zhì),而后者是傳統(tǒng)的多孔層析介質(zhì)。層析純化的方法是陰離子交換吸附然后梯度洗脫(Bind-elute)模式。從層析圖譜可以看出,在洗脫及CIP過(guò)程中無(wú)孔介質(zhì)洗脫雜質(zhì)更小,峰值更低,意味著上樣過(guò)程中結(jié)合的雜質(zhì)會(huì)更少,有利于表面結(jié)合的病毒分子純化。通過(guò)對(duì)層析洗脫液SEC純度分析比較,發(fā)現(xiàn)用傳統(tǒng)的多孔層析介質(zhì)實(shí)驗(yàn)得到的病毒樣品純度為54%(圖 ),而用無(wú)孔的同類型介質(zhì)實(shí)驗(yàn)得到的病毒純度達(dá)到接近90%(圖 )。
與上游十多倍生產(chǎn)效率提升相比,下游分離純化技術(shù)進(jìn)步明顯滯后,導(dǎo)致下游工序成為生產(chǎn)瓶頸,抗l體主要生產(chǎn)成本也轉(zhuǎn)移到下游。下游工藝在整個(gè)生物制藥生產(chǎn)中占據(jù)60%以上生產(chǎn)成本,也被認(rèn)為是需要改進(jìn)的技術(shù)領(lǐng)域。下游工藝先進(jìn)性決定了藥品的質(zhì)量,及藥品生產(chǎn)效率和成本,也成為生物制藥企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力所在。生物制藥下游生產(chǎn)工藝目的就是把目標(biāo)藥l物分子從復(fù)雜發(fā)酵液體系中分離出來(lái)以滿足藥品純度及質(zhì)量的需求。一方面監(jiān)管部門(mén)對(duì)生物藥的純度和質(zhì)量要求越來(lái)越高,另一方面生物分子具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且對(duì)外部條件敏感,穩(wěn)定性差,雜質(zhì)多,濃度低等特點(diǎn),使得生物藥分離純化的挑戰(zhàn)更大。比如說(shuō)治l療用抗l體不僅對(duì)含量有嚴(yán)格的要求,還必須去除各種潛在的雜質(zhì)如宿主HCP, DNA,Endotoxin, 抗l體聚集體及降解片段等(表2)。