用于传统小分子的分离方法如重结晶、精馏等对生物分子具有***性,因此基本上不能用于生物大分子分离纯化,使得生物大分子的分离面临极大挑战。层析技术具有极高的分离纯化效率,且条件温和,在分离纯化过程中容易保持生物分子的活性,因此层析技术已成为生物分离的主要的工具。层析分离过程是把混合样品从装有层析柱的一端进去,由于不同生物分子其尺寸、电荷、疏水等物理性能有差异,使得其与层析柱填充的介质作用力(或吸附强度)不同,导致不同分子在层析柱保留时间不同,因此不同组分的分子可以按顺序从柱子另外一端流出来以达到分离的目的。层析分离效果主要取决于其层析柱中的层析介质微球。由于层析分离纯化技术牵涉到材料、生物、化学等交叉技术领域,因此层析介质制备技术门槛高,用于生物分离的层析介质中国基本依赖进口。
创新之二:通透大孔径基球微替代小孔微球 Protein A 基球孔径大小会影响生物分子在介质的传质速度和有效载量,孔径越大,分子传质速度越快,在高流速下具有高载量。基于软胶基质的GE Protein A亲和介质孔径较小,比表面积高,其静态吸附载量高,但传质阻力大,在驻留时间短,流速快的条件下,动态载量下降的很快。纳微经过优化筛选,专门设计的大孔结构基球,其孔径达到GE Protein A 介质的一倍左右。因此该介质传质速度快,使得介质在高流速下具有高载量。从实验测试数据可以看到,纳微UniMab与GE MabSelectSuRe在驻留时间大于4分钟时,载量都差不多,当驻留时间小于2分钟时UniMab的载量比MabSelectSuRe载量高50%以上, 而且速度越快UniMab载量优势越明显。生产效率是由动态载量和流速共同决定,流速越快载量越高,生产效率越高,成本越低,但亲和层析介质的动态载量与流速成反比,流速越快,载量越低,因此对于每个Protein A亲和介质纯化效率都会随着流速升***率逐步提高,到了一个的流速后,如果继续增加流速,纯化效率反而降低。林东强实验证明对于批次亲和层析,驻留时间是2分钟时生产效率达到,而驻留时间在2分钟条件,UniMab的动态载量比MabSelectSuRe 高50%以上。对于连续层析驻留时间是1分钟时生产效率,而这个保留时间,UniMab的动态载量更是MabSelectSuRe一倍以上。另外从流穿曲线对比图也可以看出具有大孔结构及高度粒径均匀性的单分散Protein A亲和层析介质与多分散软胶PorteinA 介质相比具有更陡的穿透曲线,说明纳微单分散层析介质具有更畅通的孔道结构,分子扩散速度快,流穿少,回收率高。因此利用纳微大孔结构微球不仅可以提高分子传质速度,提高生产效率,降低成本,而且在连续层析中,具有更明显的优势。
高柱床提高抗l体批处理量和生产效率 目前GE 生产的Protein A 软胶占据抗l体分离纯化的90%市场。由于软胶机械强度差,耐压受限(压力小于3公斤),为了防止柱床塌陷,一般柱床只装到15cm高度,严重限制抗l体的生产效率,增加抗l体的生产成本。柱床高不仅可以增加抗l体的批处理量,提供抗l体的生产效率,还可以减少QA及QC等配套人员的工作量,减少纯化系统的数量及设备***。其实,通过高柱床提高生产效率的方法早在成本更加敏感的胰岛素、白蛋白、多肽等生物药生产上成功实现。但要增加柱床高度,Protein A 介质必须具有高机械强度性能,以满足高柱床高流速下产生的压力。纳微开发的新一代单分散Protein A 介质是以高交联的单分散聚丙l烯酸酯为基质,机械强度高,耐压性能好。因此柱床可以装到40cm以上高度,使得抗l体批处理量及生产效率可以提高一倍以上,不仅减少设备***及厂房的占用面积,而且大幅度降低生产成本。另外实验证明提高柱床还可以提高介质有效载量和利用率,柱床提高一倍,抗l体上样量至少增加2.2倍(见表)。高柱床可以解决因为上游发酵规模的扩大及蛋白表达量的增加而带来下游分离纯化生产瓶颈的问题。另外软胶放大往往只能通过等高放大,而纳微生产的高机械强度Protein A 可以等保留时间放大。
版权所有©2024 产品网