层析介质功能基团对生物分离性能的影响
功能基团的物理和化学性能是影响层析介质与目标分子的作用的主要因素,主要决定了生物分离模式并影响其分离的选择性和载量,因此选择合适功能配基及密度尤其重要。另外配基与基球表面距离也会影响其介质的分离性能,配基与基球表面距离可以通过链接配基和基球的手臂分子来调节。
病毒分离纯化的挑战与解决方案
Protein A亲和捕获
层析介质功能基团对生物分离性能的影响
功能基团的物理和化学性能是影响层析介质与目标分子的作用的主要因素,主要决定了生物分离模式并影响其分离的选择性和载量,因此选择合适功能配基及密度尤其重要。另外配基与基球表面距离也会影响其介质的分离性能,配基与基球表面距离可以通过链接配基和基球的手臂分子来调节。
病毒分离纯化的挑战与解决方案
病毒结构通常由蛋白质为衣壳及核酸为内芯组成,其尺寸在20-100纳米之间,与单一蛋白或核酸生物分子相比其结构复杂得多,分子量也大很多。因此用于蛋白分离纯化的层析介质很难满足病毒的分离纯化的要求。主要原因是病毒尺寸大,而传统蛋白分离纯化的介质孔径小,因此病毒在传统层析介质的扩散速度慢,病毒在常规蛋白层析介质上的吸附只限于外表面一薄层区域,导致载量低,并使得病毒在操作中大量失活。为了满足病毒分离纯化需求,纳微开发出三种病毒分离纯化介质及解决方案,分别为超大孔单分散聚合物层析介质用于病毒分离纯化;小粒径无孔层析介质分离纯化病毒;孔径均一的整体柱分离纯化病毒。
单分散无孔微球由于粒径均一,粒径大小精
l确可控,因此把单分散无孔微球填充在层析柱中,其球与球之间形成的空隙大小及形状是可控的。这种空隙大小是由单分散聚合物微球大小决定的,微球越小,间隙越小,因此层析柱的孔隙可以通过改变无孔微球粒径大小来进行精
l确调节。纳微已开发出世
l界领
l先的微球精准制造技术,该技术可以对微球大小,均匀性进行前
l所未有的精准控制。利用该技术优势纳微开发出病毒的单分散无孔聚合物层析介质,由于层析柱孔隙大小可控、耐压性好、柱床稳定、柱效高、分辨率高等优点,因此可以显著提高病毒的纯化效率,大幅度提升病毒的纯度。这种方法非常适用实验室分离纯化病毒样品,但该方法使用的是实心球,因此比表面积低,病毒吸附载量低,不适合大规模分离纯化病毒或类病毒(疫
l苗)。
目前市场上主流Protein A产品是GE生产的以琼脂糖为基质的产品,也是早商业化的产品。琼脂糖为基质的Protein A 介质具有载量高,亲水性能好,非特异性吸附低等优点,但琼脂糖介质天然缺陷是机械强度差,因此也被称为软胶。由于该介质耐压性能差,生产中需要降低柱高、减小流速以防止压力过高造成柱床塌陷,限制了抗
l体批处理量及抗
l体生产效率。软胶Protein A 另外一个缺陷是传质速度慢,主要原因是软胶孔径较小,排阻大。因此软胶Protein A 都需要驻保留时间长,流速慢条件下,抗
l体吸附载量才会比较高,但在高流速下动态载量下降的非常快。因此一个理想的抗l体纯化用Protein A 介质需要具有高流速,高载量,高机械强度,及更长的使用寿命等特点。Protein A 介质载量是由微球孔径,比表面积,配基密度来决定的;机械强度则是由Protein A基球材料化学组成,交联度及孔隙率来决定的;Protein A 配基脱落及使用寿命主要由配基,基球性能及偶联方式来决定。实现Protein A 亲和介质的国产化需要从底层开始。
“花十几年底层技术,很多人都不愿意干,但如果一直没人做,那么的生物医l药产业链就不可能实现闭环。”
纳微董事长江必旺博士说,生物制药的生产过程中,下游分离纯化占据了50%-70%左右的成本,如果能有高l性能的纯化介质,那么整个生物制药的成本便会降低,老百姓的用药成本自然也会下降。“当时我面前出现了两种选择,一是借鉴我在美国的工作经验,模仿现有技术,直接产业化;二是完全自主研发,做型产品。”
作为一名“技术宅”,江必旺选择了后者。他说,企业只有做出自己的底层技术,才真正能够得到尊重,也能改变外国企业对产品只会模仿、不会超越的固有观念。
不过,研发之路并不止步于此。“2019年公司产值做到1.4亿元,产品涵盖生物医l药、食品安全、核酸检测、水环境治理、核工业技术等领域,其中30%的销售产值,我们都用在了科研攻关上。”
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