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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?yàn)槎嗫孜⑶虿牧系谋缺砻娣e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(kuò)散進(jìn)入層析介質(zhì)的孔內(nèi)，因而在層析吸附病毒顆粒時(shí)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(kuò)散進(jìn)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(shí)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(jìn)入而病毒顆粒無法擴(kuò)散進(jìn)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(huì)有明顯變化，但樣品中的雜質(zhì)被層析吸附的量會(huì)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。

以純化溶瘤病毒為例，由于其在生產(chǎn)過程中存在宿主蛋白等雜質(zhì)，純化前 SEC測試純度為6.5%。純化采用兩種基質(zhì)相同的介質(zhì)，其表面化學(xué)功能也很一致，主要區(qū)別是前者是無孔實(shí)心的層析介質(zhì)，而后者是傳統(tǒng)的多孔層析介質(zhì)。層析純化的方法是陰離子交換吸附然后梯度洗脫（Bind-elute）模式。從層析圖譜可以看出，在洗脫及CIP過程中無孔介質(zhì)洗脫雜質(zhì)更小，峰值更低，意味著上樣過程中結(jié)合的雜質(zhì)會(huì)更少，有利于表面結(jié)合的病毒分子純化。通過對層析洗脫液SEC純度分析比較，發(fā)現(xiàn)用傳統(tǒng)的多孔層析介質(zhì)實(shí)驗(yàn)得到的病毒樣品純度為54%（圖 ），而用無孔的同類型介質(zhì)實(shí)驗(yàn)得到的病毒純度達(dá)到接近90%（圖 ）。

 層析技術(shù)具有分離純化，條件溫和且容易保持目標(biāo)分子的生物活性，因此成為生物制藥分離純化主要工具。但下游層析分離純化技術(shù)牽涉到材料、生物、化學(xué)及設(shè)備等交叉技術(shù)領(lǐng)域。因此研究下游分離純化技術(shù)的人才較少，另外上游基因工程技術(shù)幾乎在所有高校都有專業(yè)研究團(tuán)隊(duì)，而且培養(yǎng)了大量的人才，而下游分離純化技術(shù)卻很少在高校有專門研究，也缺乏相關(guān)的專業(yè)課程來培養(yǎng)分離純化的人才。過去10多年上游基因工程的迅猛發(fā)展雖然帶來上游發(fā)酵成本的大幅度下降，但下游分離純化技術(shù)進(jìn)步緩慢使其成本居高不下。因此要降低抗l體生產(chǎn)成本關(guān)鍵就是要解決下游分離純化的瓶頸問題。

“花十幾年攻克底層技術(shù)，很多人都不愿意干，但如果一直沒人做，那么中國的生物醫(yī)l藥產(chǎn)業(yè)鏈就不可能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)。”

納微董事長江必旺博士說，生物制藥的生產(chǎn)過程中，下游分離純化占據(jù)了50%-70%左右的成本，如果能有高l性能的純化介質(zhì)，那么整個(gè)生物制藥的成本便會(huì)降低，老百姓的用藥成本自然也會(huì)下降。“當(dāng)時(shí)我面前出現(xiàn)了兩種選擇，一是借鑒我在美國的工作經(jīng)驗(yàn)，模仿現(xiàn)有技術(shù)，直接產(chǎn)業(yè)化；二是完全自主研發(fā)，做創(chuàng)新型產(chǎn)品?！?

作為一名“技術(shù)宅”，江必旺選擇了后者。他說，中國企業(yè)只有做出自己的底層技術(shù)，才真正能夠得到尊重，也能改變外國企業(yè)對中國產(chǎn)品只會(huì)模仿、不會(huì)超越的固有觀念。

不過，研發(fā)之路并不止步于此?！?019年公司產(chǎn)值做到1.4億元，產(chǎn)品涵蓋生物醫(yī)l藥、食品安全、核酸檢測、水環(huán)境治理、核工業(yè)技術(shù)等領(lǐng)域，其中30%的銷售產(chǎn)值，我們都用在了科研攻關(guān)上?！?