疏水層析介質承諾守信 納微科技股份

層析介質功能基團對生物分離性能的影響

   功能基團的物理和化學性能是影響層析介質與目標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節。

病毒分離純化的挑戰與解決方案

 病毒結構通常由蛋白質為衣殼及核酸為內芯組成，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構復雜得多，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，而傳統蛋白分離純化的介質孔徑小，因此病毒在傳統層析介質的擴散速度慢，病毒在常規蛋白層析介質上的吸附只限于外表面一薄層區域，導致載量低，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，納微開發出三種病毒分離純化介質及解決方案，分別為超大孔單分散聚合物層析介質用于病毒分離純化；小粒徑無孔層析介質分離純化病毒；孔徑均一的整體柱分離純化病毒。

與上游十多倍生產效率提升相比，下游分離純化技術進步明顯滯后，導致下游工序成為生產瓶頸，抗l體主要生產成本也轉移到下游。下游工藝在整個生物制藥生產中占據60%以上生產成本，也被認為是需要改進的技術領域。下游工藝先進性決定了藥品的質量，及藥品生產效率和成本，也成為生物制藥企業的核心競爭力所在。生物制藥下游生產工藝目的就是把目標藥l物分子從復雜發酵液體系中分離出來以滿足藥品純度及質量的需求。一方面監管部門對生物藥的純度和質量要求越來越高，另一方面生物分子具有結構復雜，且對外部條件敏感，穩定性差，雜質多，濃度低等特點，使得生物藥分離純化的挑戰更大。比如說治l療用抗l體不僅對含量有嚴格的要求，還必須去除各種潛在的雜質如宿主HCP, DNA，Endotoxin, 抗l體聚集體及降解片段等（表2）。

  目前市場上主流Protein A產品是GE生產的以瓊脂糖為基質的產品，也是早商業化的產品。瓊脂糖為基質的Protein A 介質具有載量高，親水性能好，非特異性吸附低等優點，但瓊脂糖介質天然缺陷是機械強度差，因此也被稱為軟膠。由于該介質耐壓性能差，生產中需要降低柱高、減小流速以防止壓力過高造成柱床塌陷，限制了抗l體批處理量及抗l體生產效率。軟膠Protein A 另外一個缺陷是傳質速度慢，主要原因是軟膠孔徑較小，排阻大。因此軟膠Protein A 都需要駐保留時間長，流速慢條件下，抗l體吸附載量才會比較高，但在高流速下動態載量下降的非常快。因此一個理想的抗l體純化用Protein A 介質需要具有高流速，高載量，高機械強度，及更長的使用壽命等特點。Protein A 介質載量是由微球孔徑，比表面積，配基密度來決定的；機械強度則是由Protein A基球材料化學組成，交聯度及孔隙率來決定的；Protein A 配基脫落及使用壽命主要由配基，基球性能及偶聯方式來決定。實現Protein A 親和介質的國產化需要從底層創新開始。

創新之二：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的傳質速度和有效載量，孔徑越大，分子傳質速度越快，在高流速下具有高載量。基于軟膠基質的GE Protein A親和介質孔徑較小，比表面積高，其靜態吸附載量高，但傳質阻力大，在駐留時間短，流速快的條件下，動態載量下降的很快。納微經過優化篩選，專門設計的大孔結構基球，其孔徑達到GE Protein A 介質的一倍左右。因此該介質傳質速度快，使得介質在高流速下具有高載量。從實驗測試數據可以看到，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載量優勢越明顯。生產效率是由動態載量和流速共同決定，流速越快載量越高，生產效率越高，成本越低，但親和層析介質的動態載量與流速成反比，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，如果繼續增加流速，純化效率反而降低。林東強實驗證明對于批次親和層析，駐留時間是2分鐘時生產效率達到，而駐留時間在2分鐘條件，UniMab的動態載量比MabSelectSuRe 高50%以上。對于連續層析駐留時間是1分鐘時生產效率，而這個保留時間，UniMab的動態載量更是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構及高度粒徑均勻性的單分散Protein A親和層析介質與多分散軟膠PorteinA 介質相比具有更陡的穿透曲線，說明納微單分散層析介質具有更暢通的孔道結構，分子擴散速度快，流穿少，回收率高。因此利用納微大孔結構微球不僅可以提高分子傳質速度，提高生產效率，降低成本，而且在連續層析中，具有更明顯的優勢。