層析介質(zhì)功能基團對生物分離性能的影響

   功能基團的物理和化學性能是影響層析介質(zhì)與目標分子的作用的主要因素，主要決定了生物分離模式并影響其分離的選擇性和載量，因此選擇合適功能配基及密度尤其重要。另外配基與基球表面距離也會影響其介質(zhì)的分離性能，配基與基球表面距離可以通過鏈接配基和基球的手臂分子來調(diào)節(jié)。

病毒分離純化的挑戰(zhàn)與解決方案

 病毒結(jié)構(gòu)通常由蛋白質(zhì)為衣殼及核酸為內(nèi)芯組成，其尺寸在20-100納米之間，與單一蛋白或核酸生物分子相比其結(jié)構(gòu)復雜得多，分子量也大很多。因此用于蛋白分離純化的層析介質(zhì)很難滿足病毒的分離純化的要求。主要原因是病毒尺寸大，而傳統(tǒng)蛋白分離純化的介質(zhì)孔徑小，因此病毒在傳統(tǒng)層析介質(zhì)的擴散速度慢，病毒在常規(guī)蛋白層析介質(zhì)上的吸附只限于外表面一薄層區(qū)域，導致載量低，并使得病毒在操作中大量失活。為了滿足病毒分離純化需求，納微開發(fā)出三種病毒分離純化介質(zhì)及解決方案，分別為超大孔單分散聚合物層析介質(zhì)用于病毒分離純化；小粒徑無孔層析介質(zhì)分離純化病毒；孔徑均一的整體柱分離純化病毒。

Protein A 介質(zhì)價格高的主要原因是其生產(chǎn)工藝復雜，ProteinA 配基是通過生物發(fā)酵生產(chǎn)的，經(jīng)過純化后偶聯(lián)到介質(zhì)上成為Protein A 親和介質(zhì)，因此生產(chǎn)成本遠高于傳統(tǒng)的離子交換、疏水、分子篩等介質(zhì)。另一方面Protein A產(chǎn)品主要由歐美幾家供應(yīng)商壟斷，也是價格居高不下的原因之一。為了降低抗l體生產(chǎn)成本，不少研究工作者在尋找可以取代Protein A且價格低廉的新型層析介質(zhì)來純化抗l體，雖然可能在一些個案中獲得成功，但都無法撼動Protein A 在整個抗l體分離純化的壟斷地位。ProteinA 親和層析成為過去近30年里抗l體純化捕獲的金標準。因此要降低抗l體親和層析這一步的成本首要的方案是實現(xiàn)Protein A 介質(zhì)的國產(chǎn)化以降低產(chǎn)品價格；其次是通過采用創(chuàng)新的連續(xù)層析工藝技術(shù)或其它新工藝以提高Protein A 介質(zhì)的利用率并提高抗l體生產(chǎn)效率。當然不斷改進Protein A 介質(zhì)性能使其具有更高的載量和更長的使用壽命也可以降低抗l體的生產(chǎn)成本。

  目前市場上主流Protein A產(chǎn)品是GE生產(chǎn)的以瓊脂糖為基質(zhì)的產(chǎn)品，也是早商業(yè)化的產(chǎn)品。瓊脂糖為基質(zhì)的Protein A 介質(zhì)具有載量高，親水性能好，非特異性吸附低等優(yōu)點，但瓊脂糖介質(zhì)天然缺陷是機械強度差，因此也被稱為軟膠。由于該介質(zhì)耐壓性能差，生產(chǎn)中需要降低柱高、減小流速以防止壓力過高造成柱床塌陷，限制了抗l體批處理量及抗l體生產(chǎn)效率。軟膠Protein A 另外一個缺陷是傳質(zhì)速度慢，主要原因是軟膠孔徑較小，排阻大。因此軟膠Protein A 都需要駐保留時間長，流速慢條件下，抗l體吸附載量才會比較高，但在高流速下動態(tài)載量下降的非常快。因此一個理想的抗l體純化用Protein A 介質(zhì)需要具有高流速，高載量，高機械強度，及更長的使用壽命等特點。Protein A 介質(zhì)載量是由微球孔徑，比表面積，配基密度來決定的；機械強度則是由Protein A基球材料化學組成，交聯(lián)度及孔隙率來決定的；Protein A 配基脫落及使用壽命主要由配基，基球性能及偶聯(lián)方式來決定。實現(xiàn)Protein A 親和介質(zhì)的國產(chǎn)化需要從底層創(chuàng)新開始。