小粒徑無孔單分散層析介質(zhì)用于病毒的分離純化

傳統(tǒng)的層析介質(zhì)填料都是多孔的微球，因為多孔微球材料的比表面積大，因而可以對一般生物分子分離提供較高的吸附載量。層析介質(zhì)的孔徑一般都小于2000?（通常都小于100納米）。而很多病毒顆粒的粒徑一般都大于20納米，有的甚至都超過100納米。由于體積排阻的原因，病毒顆粒無法擴散進入層析介質(zhì)的孔內(nèi)，因而在層析吸附病毒顆粒時只有介質(zhì)微球的外表面可以利用，孔內(nèi)表面積由于體積排阻的原因而無法吸附病毒顆粒。然而，病毒樣品中的雜質(zhì)分子一般都比病毒小，因而可以擴散進入層析介質(zhì)孔內(nèi)被吸附在里面。由于傳統(tǒng)層析介質(zhì)孔內(nèi)表面積遠遠大于介質(zhì)微球外表面積，雜質(zhì)吸附往往由于孔內(nèi)表面積的存在而非常顯著，吸附洗脫時雜質(zhì)含量因而較高，病毒顆粒純化效果往往不理想。無孔層析介質(zhì)由于沒有大量只能容納雜質(zhì)進入而病毒顆粒無法擴散進入的內(nèi)孔，病毒顆粒在介質(zhì)外表面的層析吸附量雖然不會有明顯變化，但樣品中的雜質(zhì)被層析吸附的量會顯著減少。因此經(jīng)無孔層析填料層析洗脫后，病毒樣品的分離純度顯著提高。

   在全球和中國醫(yī)l藥市場上，抗l體藥l物已連續(xù)多年占據(jù)銷售榜單前幾位。當前，隨著國家醫(yī)改政策的改革和完善，國際、打通，抗l體市場也開始進入“你方唱罷我登場”群雄逐鹿的競爭階段，生產(chǎn)企業(yè)如何在確保產(chǎn)品質(zhì)量的基礎上，通過改進工藝，來降低成本、提高生產(chǎn)效率和市場競爭力？江博士文章給讀者提供了一條切實可行的思路和方法，請看“如何突破抗l體生產(chǎn)瓶頸”。

抗l體的層析分離步驟基本都可以采用標準化的三步曲：步用Protein A介質(zhì)進行抗l體捕獲和濃縮；第二步用離子交換進行中間純化以去除多聚體，宿主蛋白等雜質(zhì)；第三步是精純?nèi)コＳ郉NA，Endotoxin,Protein A 等微量雜質(zhì)。在這三步抗l體的分離純化過程中，步的Protein A親和捕獲占據(jù)分離純化成本80%以上，也是下游分離純化的瓶頸所在。親和層析之所以成本高的主要原因：首先是Protein A 價格昂貴，其價格是普通層析介質(zhì)十幾倍；第二，Protein A使用壽命短，一般離子交換填料使用壽命多達1000次，而親和填料壽命通常在100-200次；第三，Protein A 用于抗l體的捕獲和濃縮，需要處理大體積的發(fā)酵液，而親和步驟載量往往又低于陰陽離子交換層析，使得親和層析介質(zhì)使用量比中間純化或精純的要多得多。因此，要降低抗l體的生產(chǎn)成本，解決抗l體的生產(chǎn)瓶頸關鍵在于改進步Protein A 親和捕獲。

分離純化抗l體的目的。野l生型Protein A蛋白是金黃色葡l萄球菌細胞壁錨釘?shù)鞍?。三維空間上，抗l體FC端CH2-CH3區(qū)域與Protein A蛋白B結(jié)構(gòu)域上兩條反相平行的α螺旋結(jié)構(gòu)相互結(jié)合。因此Protein A與抗l體分子特別是與IgG1、IgG2、IgG4有特異性結(jié)合，使得抗l體分子與發(fā)酵液中不具FC端結(jié)構(gòu)的雜質(zhì)如宿主蛋白與核酸等有效分離，進而達到純化目的。Protein A 親和層析介質(zhì)是通過把ProteinA 配基偶聯(lián)到微球介質(zhì)上制備而成的。因為Protein A配基與目標抗l體的作用的專一性，因此親和層析的分離純化工藝和方法與抗l體樣品雜質(zhì)含量和種類多少影響不大，使用Protein A 介質(zhì)一步純化目標抗l體就可以達到95%以上純度，回收率達到90%以上。親和純化效率也基本不受雜質(zhì)多少影響，而其它分離模式如離子交換，疏水，分子篩等的分離工藝方法及效率大多取決于與目的蛋白同時存在的雜質(zhì)種類和含量。因此，只要樣品雜質(zhì)不同，即使是純化同樣的目標生物分子，采用的分離工藝和方法就不同。以重組胰島素分離純化為例，不同廠家雖然生產(chǎn)的是同一目標胰島素，但采用分離純化方法完全不一樣，主要原因就是每家生產(chǎn)的胰島素雜質(zhì)組成和含量不一樣，因此需要不同的純化工藝。而比胰島素分子量更大，結(jié)構(gòu)更復雜的抗l體基本可以采用標準化的三步曲，主要原因就是Protein A 親和介質(zhì)的出現(xiàn)大大簡化抗l體的分離純化工藝，但Protein A 價格昂貴讓抗l體生產(chǎn)廠家愛恨交加。