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新型的純化工具—膜層析
離子交換層析膜在生物大分子捕獲，病毒純化應(yīng)用或者大分子雜質(zhì)去除應(yīng)用過程中，借助其大孔徑膜結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，有效克服了傳統(tǒng)層析的分子排阻限制，因而能夠取得良好的純化效果。Sartobind®膜吸附器的膜孔徑大于3 μm，比傳統(tǒng)柱層析介質(zhì)孔徑大兩個(gè)數(shù)量級(jí)，因此Sartobind®膜吸附器與傳統(tǒng)柱層析在病毒純化應(yīng)用中相比，具有更高的病毒顆粒結(jié)合載量 （zui高可達(dá)1013），同等條件下通量也更高，工藝時(shí)間更短，流速可達(dá)到5-30倍層析膜體積/Min；生產(chǎn)上使用更加靈活，即拆即用，可一次性使用，也可反復(fù)使用。
離子交換層析（IEX）膜（Sartobind® Q與S）與疏水層析（HIC）膜（Sartobind® Phenyl）的應(yīng)用主要分為兩大類：
1. 純化病毒與類病毒顆粒， 該應(yīng)用主要采用吸附-洗脫模式，可用于以下病毒或類病毒顆粒的純化：
—-流感病毒
-腺病毒
-慢病毒
-桿狀病毒
-濃核病毒
-偽狂犬病病毒
-牛皰疹病毒
-口蹄疫病毒
-輪狀病毒樣顆粒
-噬菌體
陽(yáng)離子或陰離子交換層析膜純化病毒時(shí)的結(jié)合能力主要取決于病毒的電荷分布。
1.1 甲型流感病毒
首先采用Sartobind Q 和D 75陰離子交換層析膜能夠直接捕獲細(xì)胞培養(yǎng)上清液（無(wú)血清或含血清培養(yǎng)）中的人與馬甲型流感病毒；然后使用氯化鈉溶液（1.5M，pH7.0）洗脫Sartobind Q上結(jié)合的病毒，該工藝步驟的設(shè)計(jì)平均收率可達(dá)86%（基于HA活性測(cè)定）。Sartobind Q陰離子交換層析膜在該應(yīng)用中具有高產(chǎn)能、高回收率、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，適用于大規(guī)模純化細(xì)胞培養(yǎng)來源的流感病毒。
1.2 輪狀病毒樣顆粒
Sartobind D膜吸附器已被用于VLPs純化，并在此應(yīng)用領(lǐng)域得到充分研究。大規(guī)模純化結(jié)果證實(shí)，在輪狀病毒下游純化工藝中使用Sartobind陰離子交換層析膜能夠重復(fù)、穩(wěn)定獲得高質(zhì)量的輪狀病毒，其中臨床級(jí)別，總體回收率為46%，宿主細(xì)胞DNA清除率接近100%，宿主細(xì)胞蛋白清除率約98%。
2. 流穿模式清除雜質(zhì)，主要可用于清除宿主細(xì)胞蛋、DNA和內(nèi)毒素，因此可被廣泛的用于治療性蛋白精制純化工藝中。
2.1 HCP
離子交換層析膜被用于精制純化工藝單元中，通常是去為了去除蛋白質(zhì)產(chǎn)品中的宿主細(xì)胞蛋白（HCP）、DNA、聚合體等產(chǎn)品相關(guān)雜質(zhì)。有研究表明，在產(chǎn)品收率與HCP去除率方面，離子交換層析膜都比傳統(tǒng)柱層析更有效，產(chǎn)品收率（97%：93%）與HCP去除率（21倍：5倍）更高。
2.2 DNA
層析膜的DNA去除能力都*，由于Q樹脂的載量和生產(chǎn)能力受流速與工藝時(shí)間限制，Sartobind Q膜與傳統(tǒng)柱層析相比具有更高的載量，流速更快，工藝處理時(shí)間更短，所用到的緩沖鹽體積也大大減少。
2.3 內(nèi)毒素
曾對(duì)兩個(gè)100 L規(guī)模GMP生產(chǎn)批次進(jìn)行分析，結(jié)果表明，使用Sartobind Q SingleSep 20”囊式膜吸附器對(duì)GST蛋白酶進(jìn)行精制，可以將內(nèi)毒素含量從26.900 EU/mg降低至0.13 EU/mg。膜層析技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際治療性蛋白的生產(chǎn)過程中具有明顯優(yōu)勢(shì)，包括產(chǎn)品回收率高、節(jié)省時(shí)間以及設(shè)備投資成本低等。
二十一世紀(jì)的生物制藥領(lǐng)域，治療性蛋白（如Mabs）以及疫苗制品對(duì)腫瘤和自體免疫疾病的治療變得日益重要，但是，這些藥物的大規(guī)模下游純化生產(chǎn)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，亟需一個(gè)能夠提供高產(chǎn)率和高重復(fù)性的生產(chǎn)制造工藝，以確保生產(chǎn)出高純高質(zhì)量的終產(chǎn)品。同時(shí)也需要合理控制成本，并且避免出現(xiàn)非預(yù)期的操作問題，因此，對(duì)每一步穩(wěn)健的工藝單元的靈活性、低成本、操作簡(jiǎn)便性等方面提出了更高的要求。膜層析（膜吸附器）正是在穩(wěn)健和靈活工藝設(shè)計(jì)中的一個(gè)*選擇，不僅能夠以吸附-洗脫模式，純化病毒類生物大分子；同時(shí)也能夠以流穿方式精制純化蛋白質(zhì)，即拆即用，如使用過濾器般簡(jiǎn)單方便，又可以有效的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地層析工藝，無(wú)需投入固定設(shè)備投資，是一種更為經(jīng)濟(jì)有效的純化工具。Sartobind® 膜層析技術(shù)在大規(guī)模生物制品下游純化和精制工藝中已得到工業(yè)界及法規(guī)的充分肯定（*個(gè)使用膜層析的生產(chǎn)工藝在2001年由FDA認(rèn)可）。此外，膜層析技術(shù)也被推薦應(yīng)用于疫苗生產(chǎn)工藝中的雜質(zhì)去除環(huán)節(jié)。面對(duì)當(dāng)代生物制藥行業(yè)不斷地挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)層析已成為下游純化生產(chǎn)的主要瓶頸，膜層析技術(shù)毫無(wú)疑問的給層析工藝提供了一個(gè)現(xiàn)實(shí)的解決方向，讓我們拭目以待新技術(shù)對(duì)生物制藥行業(yè)的更多貢獻(xiàn)。
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