在过去的几十年里,治疗性蛋白质药物在治疗多种疾病方面扮演着至关重要的角色。随着重组生物制品领域的飞速发展,各种生物制剂如血液制品、激素、细胞因子以及单克隆抗体(mAb)等产品的种类日益丰富。蛋白质纯化是一个复杂且精密的过程,它包含多个环节和多种分离原理。首先,需要从培养液中移除细胞和细胞碎片,这一关键步骤被称为“澄清”,通常采用过滤等物理方法进行。关于蛋白质纯化流程,一般包括三个核心阶段:捕获阶段(负责分离、浓缩和体积缩小)、中间纯化阶段(旨在去除大量的杂质或主要污染物)以及精制阶段(致力于去除痕量杂质、密切相关的污染物和蛋白质聚集体)[1]。
图1:展示利用昆虫细胞生产流感病毒样颗粒的工艺流程[2]
在纯化过程开始之前,样品的前处理步骤中的澄清工艺具有特别重要的意义。进行收获澄清的主要目的在于有效去除溶液中的不溶性颗粒和可溶性杂质,同时确保产品质量和产量不受负面影响。评估澄清效果的一个常用指标是测量溶液的浊度或光密度。浊度作为衡量标准,是指样品中悬浮颗粒所导致的溶液雾度或浑浊程度[3]。大多数捕获层析介质对进料液的浊度要求较为严格,通常要求NTU值低于20。然而,博进的捕获层析介质具有独特的优势,能够耐受较高程度的浑浊或粘稠料液,其中一些大粒径层析介质甚至可以处理NTU值高达600的料液,从而替代了传统纯化过程中繁琐且耗时的粗纯步骤。
图2:展示不同孔径介质的吸附超大分子的示意图(左侧为普通孔径介质,右侧为超大孔介质)
是什么原因使得博进的捕获层析介质能够如此耐受浑浊或粘稠的料液呢?
这主要归功于博进层析介质的基质材料——聚甲基丙烯酸酯。这种化合物制成的微球具有更强的刚性结构,因此能够更好地承受浑浊料液的影响。此外,相对较高的柱压承受能力以及独特的超大孔技术的应用,使得博进生物的层析介质在处理粘稠料液、血液制品和大分子疫苗时展现出显著的优势。其高载阴离子特性能够有效去除血清中的杂质,以及重组表达的抗体中的聚体和宿主蛋白;对于疫苗或原核高密度发酵产生的样品,由于前处理过程可能不够充分,使用这种硬胶基质的层析介质就显得尤为重要,其耐浑浊、大孔径和高载量等特点能够满足这些特殊需求。
图3:Bogen层析介质选择导图
此外,当面对高密度大肠杆菌或酵母表达的重组蛋白,且产品料液浑浊的情况时,大粒径或大孔径的层析介质能够在这种严苛的实验条件下成功捕获目标蛋白,例如GLP-1和不同的胰岛素分子。这一特性使得这类层析介质能够替代部分样品前处理中复杂的离心或膜过滤步骤,简化了整个纯化过程。