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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。

Protein A 介質(zhì)價(jià)格高的主要原因是其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，ProteinA 配基是通過(guò)生物發(fā)酵生產(chǎn)的，經(jīng)過(guò)純化后偶聯(lián)到介質(zhì)上成為Protein A 親和介質(zhì)，因此生產(chǎn)成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的離子交換、疏水、分子篩等介質(zhì)。另一方面Protein A產(chǎn)品主要由歐美幾家供應(yīng)商壟斷，也是價(jià)格居高不下的原因之一。為了降低抗l體生產(chǎn)成本，不少研究工作者在尋找可以取代Protein A且價(jià)格低廉的新型層析介質(zhì)來(lái)純化抗l體，雖然可能在一些個(gè)案中獲得成功，但都無(wú)法撼動(dòng)Protein A 在整個(gè)抗l體分離純化的壟斷地位。ProteinA 親和層析成為過(guò)去近30年里抗l體純化捕獲的金標(biāo)準(zhǔn)。因此要降低抗l體親和層析這一步的成本首要的方案是實(shí)現(xiàn)Protein A 介質(zhì)的國(guó)產(chǎn)化以降低產(chǎn)品價(jià)格；其次是通過(guò)采用創(chuàng)新的連續(xù)層析工藝技術(shù)或其它新工藝以提高Protein A 介質(zhì)的利用率并提高抗l體生產(chǎn)效率。當(dāng)然不斷改進(jìn)Protein A 介質(zhì)性能使其具有更高的載量和更長(zhǎng)的使用壽命也可以降低抗l體的生產(chǎn)成本。

連續(xù)層析提高生產(chǎn)效率    隨著細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，蛋白表達(dá)量不斷增加以及新興的連續(xù)灌流培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展對(duì)下游純化效率提出越來(lái)越高的要求。批次層析越來(lái)越難以滿足生產(chǎn)的需求，而連續(xù)層析由多根串聯(lián)的層析柱組成，因?yàn)榈诙涌梢猿薪硬⑽綇母鶎游鲋鞔┑?，因此根柱子可以持續(xù)上樣到更高的蛋白穿透從而顯著提高層析柱的使用載量，進(jìn)而提高介質(zhì)利用率，降低生產(chǎn)成本。連續(xù)層析可以極大提高設(shè)備的利用率，縮短生產(chǎn)周期，還可以減少緩沖液的消耗。