介質(zhì)孔徑大小及孔隙率對生物分離的影響

除了粒徑大小和分布會影響層析介質(zhì)分離性能外，孔徑大小、比表面積及孔隙率也是生物分離純化介質(zhì)參數(shù)之一。層析分離模式主要是分子與介質(zhì)表面功能基團(tuán)作用的結(jié)果，層析介質(zhì)可及比表面積是影響其吸附載量的主要因素，可及比表面積是分子可到達(dá)的內(nèi)孔表面積加上介質(zhì)外表面積。由于內(nèi)孔表面積占據(jù)整個比表面積的90%以上，而內(nèi)孔表面積主要由孔徑大小，孔隙率來決定?？讖皆叫”缺砻娣e越大，但如果孔徑太小，目標(biāo)生物分子進(jìn)不去，這樣的小孔及其表面積對分離是沒有作用的。孔徑太大，比表面積也會降低，因此對于不同分子量大小的生物分子，有個的孔徑大小，其可及表面積，分離。比如用于抗l生素這類分子量小的生物分子，孔徑一般選擇小于30納米以下，而對于抗l體蛋白分離純化的介質(zhì)一般選擇孔徑在100納米左右，而對于病毒這種大尺寸的生物體，需要400納米以上超大孔的介質(zhì)。超大孔徑介質(zhì)制備技術(shù)難度極大，這也是為什么目前沒有好的層析介質(zhì)可以有效分離病毒的原因之一。

層析介質(zhì)功能基團(tuán)對生物分離性能的影響

   功能基團(tuán)的物理和化學(xué)性能是影響層析介質(zhì)與目標(biāo)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(fù)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(kuò)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(dǎo)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。

Tantti系列的陰離子整體柱已在流l感病毒純化中取得不錯的驗證效果，該系列產(chǎn)品批次穩(wěn)定性好，且大到能做到9cm直徑規(guī)模，可滿足中試級病毒純化需求。可以預(yù)期，孔徑可精l確控制且批次重復(fù)性好的整體柱一定成為病毒分離純化的理想材料。

層析分離效果很大程度上取決于層析介質(zhì)材料，層析技術(shù)重大進(jìn)步往往是隨著新的材料的出現(xiàn)而發(fā)展的。高機(jī)械強(qiáng)度超大孔結(jié)構(gòu)微球研究成功將推動傳統(tǒng)層析介質(zhì)在病毒及類病毒（疫l苗）分離純化的廣泛應(yīng)用；單分散無孔層析介質(zhì)開發(fā)成功可以極大提高病毒的純度；而以單分散微球為模板制備孔徑可控的整體柱將變革病毒分離純化技術(shù)。納微將一如既往引l領(lǐng)分離純化介質(zhì)的，促進(jìn)病毒分離技術(shù)的應(yīng)用。

之二：通透大孔徑基球微替代小孔微球    Protein A 基球孔徑大小會影響生物分子在介質(zhì)的傳質(zhì)速度和有效載量，孔徑越大，分子傳質(zhì)速度越快，在高流速下具有高載量?；谲浤z基質(zhì)的GE Protein A親和介質(zhì)孔徑較小，比表面積高，其靜態(tài)吸附載量高，但傳質(zhì)阻力大，在駐留時間短，流速快的條件下，動態(tài)載量下降的很快。納微經(jīng)過優(yōu)化篩選，專門設(shè)計的大孔結(jié)構(gòu)基球，其孔徑達(dá)到GE Protein A 介質(zhì)的一倍左右。因此該介質(zhì)傳質(zhì)速度快，使得介質(zhì)在高流速下具有高載量。從實驗測試數(shù)據(jù)可以看到，納微UniMab與GE MabSelectSuRe在駐留時間大于4分鐘時，載量都差不多，當(dāng)駐留時間小于2分鐘時UniMab的載量比MabSelectSuRe載量高50%以上, 而且速度越快UniMab載量優(yōu)勢越明顯。生產(chǎn)效率是由動態(tài)載量和流速共同決定，流速越快載量越高，生產(chǎn)效率越高，成本越低，但親和層析介質(zhì)的動態(tài)載量與流速成反比，流速越快，載量越低，因此對于每個Protein A親和介質(zhì)純化效率都會隨著流速升率逐步提高，到了一個的流速后，如果繼續(xù)增加流速，純化效率反而降低。林東強(qiáng)實驗證明對于批次親和層析，駐留時間是2分鐘時生產(chǎn)效率達(dá)到，而駐留時間在2分鐘條件，UniMab的動態(tài)載量比MabSelectSuRe 高50%以上。對于連續(xù)層析駐留時間是1分鐘時生產(chǎn)效率，而這個保留時間，UniMab的動態(tài)載量更是MabSelectSuRe一倍以上。另外從流穿曲線對比圖也可以看出具有大孔結(jié)構(gòu)及高度粒徑均勻性的單分散Protein A親和層析介質(zhì)與多分散軟膠PorteinA 介質(zhì)相比具有更陡的穿透曲線，說明納微單分散層析介質(zhì)具有更暢通的孔道結(jié)構(gòu)，分子擴(kuò)散速度快，流穿少，回收率高。因此利用納微大孔結(jié)構(gòu)微球不僅可以提高分子傳質(zhì)速度，提高生產(chǎn)效率，降低成本，而且在連續(xù)層析中，具有更明顯的優(yōu)勢。