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介質(zhì)孔徑大小及孔隙率對(duì)生物分離的影響

除了粒徑大小和分布會(huì)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(gè)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(lái)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(duì)分離是沒(méi)有作用的?？讖教?，比表面積也會(huì)降低，因此對(duì)于不同分子量大小的生物分子，有個(gè)的孔徑大小，其可及表面積，分離。比如用于抗l生素這類(lèi)分子量小的生物分子，孔徑一般選擇小于30納米以下，而對(duì)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(duì)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(méi)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(duì)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(huì)影響其介質(zhì)的分離性能，配基與基球表面距離可以通過(guò)鏈接配基和基球的手臂分子來(lái)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(mǎn)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(mǎn)足病毒分離純化需求，納微開(kāi)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(wú)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(cuò)的驗(yàn)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(mǎn)足中試級(jí)病毒純化需求?？梢灶A(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(dòng)傳統(tǒng)層析介質(zhì)在病毒及類(lèi)病毒（疫l苗）分離純化的廣泛應(yīng)用；單分散無(wú)孔層析介質(zhì)開(kāi)發(fā)成功可以極大提高病毒的純度；而以單分散微球?yàn)槟０逯苽淇讖娇煽氐恼w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(huì)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(shí)間短，流速快的條件下，動(dòng)態(tài)載量下降的很快。納微經(jīng)過(guò)優(yōu)化篩選，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)可以看到，納微UniMab與GE MabSelectSuRe在駐留時(shí)間大于4分鐘時(shí)，載量都差不多，當(dāng)駐留時(shí)間小于2分鐘時(shí)UniMab的載量比MabSelectSuRe載量高50%以上, 而且速度越快UniMab載量?jī)?yōu)勢(shì)越明顯。生產(chǎn)效率是由動(dòng)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(dòng)態(tài)載量與流速成反比，流速越快，載量越低，因此對(duì)于每個(gè)Protein A親和介質(zhì)純化效率都會(huì)隨著流速升率逐步提高，到了一個(gè)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(shí)驗(yàn)證明對(duì)于批次親和層析，駐留時(shí)間是2分鐘時(shí)生產(chǎn)效率達(dá)到，而駐留時(shí)間在2分鐘條件，UniMab的動(dòng)態(tài)載量比MabSelectSuRe 高50%以上。對(duì)于連續(xù)層析駐留時(shí)間是1分鐘時(shí)生產(chǎn)效率，而這個(gè)保留時(shí)間，UniMab的動(dòng)態(tài)載量更是MabSelectSuRe一倍以上。另外從流穿曲線(xiàn)對(duì)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(xiàn)，說(shuō)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(shì)。