层析介质材料种类及其对生物分离性能的影响
目前市场上用于生物分离层析介质主要由两大类材料组成:类是以琼脂糖,葡聚糖为代表的天然高分子层析介质;第二类是以聚乙烯和聚丙l烯酸酯为代表的合成高分子层析介质。其中合成高分子微球可以精l确控制其粒径大小,粒径均匀性,并更多范围调节孔径大小,因此具有通透性高,分子传质速度快,有利于于生物大分子分离纯化。合成
Protein A层析介质
层析介质材料种类及其对生物分离性能的影响
目前市场上用于生物分离层析介质主要由两大类材料组成:类是以琼脂糖,葡聚糖为代表的天然高分子层析介质;第二类是以聚乙烯和聚丙
l烯酸酯为代表的合成高分子层析介质。其中合成高分子微球可以精
l确控制其粒径大小,粒径均匀性,并更多范围调节孔径大小,因此具有通透性高,分子传质速度快,有利于于生物大分子分离纯化。合成高分子层析介质的缺点是其疏水往往比软胶大,导致非特异性吸附大,容易使使生物分子失去活性。因此聚合物微球表面需要进行亲水化改性以降低其非特异性吸附才能满足层析分离的需求。
孔径均一的整体柱用于分离纯化病毒
目前所使用的大部分层析柱都是填充柱,即将做好的微球介质填充到柱管中。这种用微球介质填充的层析柱容易放大,质量稳定,重复性好等优点,已被广泛地用于生物制药分离纯化,如抗
l生素,胰岛素,抗
l体等大规模分离纯化都是采用这种方法。但这种方法用于分离纯化病毒有局限性,主要是由于具有超大孔结构且机械强度好的介质微球制备技术难度大。而整体柱由于具有孔径大、孔隙率大、通透性好、机械强度高、压力低、高通量等优点,有利于病毒及病毒类(疫
l苗)生物大分子的分离纯化。
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。
协同打破国外垄断
“卡脖子”原材料园企也能造
生物制药用分离纯化层析介质,一个听起来十分陌生的名词,占据了生物制药生产环节约六成成本,也是困扰生物医l药行业多年的一项“卡脖子”技术。由于制备技术难度大,长期以来,国内在这一领域的需求主要依赖进口。过去,国外供应商平均每年要提价10%,药企没有议价空间和替代选择。但这一切,随着园区一家企业十多年的攻关,逐渐有了改变。
看上去像面粉,在显微镜下,露出真容的分离纯化层析介质其实是一颗颗形状、大小一致的纳米微球。它们表面光滑,呈现出像液体一样的流动性。“不要看它们其貌不扬,提取效率却是杠杠的。”在苏州纳微科技股份有限公司展厅,公司董事长江必旺揭开了这一材料的神秘之处。首先,纳米微球材料的吸附性与表面积成正比,纳微科技的纳米微球材料一克表面积就相当于一个足球,吸附力极强;其次,每个粒子内部都有像迷宫一样的孔洞结构,这些孔洞直径的大小决定了可以进入纳米微球内部蛋白或抗体的种类。“我们还在纳米微球表面链接了具有特殊功能基团,相当于给它们装了‘手’,让其可以顺利抓取某些物质,很大限度地将发酵液中有用的成分提取出来。”江必旺说。
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