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首先分離是從無(wú)序到有序的過(guò)程,熱力學(xué)第二定律說(shuō)明從無(wú)序到有序的分離過(guò)程是一個(gè)熵減過(guò)程,因此不是一個(gè)自發(fā)的過(guò)程。分離技術(shù)不斷面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,尤其是隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展,越來(lái)越多,越來(lái)越復(fù)雜的生物分子需要進(jìn)行分離。生物分子具有種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性差、濃度低等特點(diǎn)。從簡(jiǎn)單到只有一個(gè)單元的氨基酸,到幾十個(gè)氨基酸組成的多肽,再到上百個(gè)氨基酸組成的三維結(jié)構(gòu)的蛋白,其分子量越來(lái)越大,結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜,對(duì)環(huán)境越來(lái)越敏感,也越來(lái)越不穩(wěn)定,因此分離難度也隨著分子量的增加而增加。由于多肽及蛋白被廣泛地用于生物制藥,隨著生物制藥的快速發(fā)展,其分離方法也相對(duì)成熟。
生物分子的分離可以根據(jù)其尺寸大小、表面電荷、疏水性能、及與配基的親和作用性能的差異分別采用分子篩,離子交換,疏水,親和等層析分離模式。為了率把目標(biāo)生物分子從復(fù)雜樣品里分離出來(lái),并保持其生物活性,用于分離純化的層析介質(zhì)材料必須滿足苛刻的要求。層析介質(zhì)的性能主要取決于其介質(zhì)材料組成、形貌、粒徑大小、粒徑分布、孔徑大小和分布、功能基團(tuán)、及表面親水性能等。
抗l體的層析分離步驟基本都可以采用標(biāo)準(zhǔn)化的三步曲:步用Protein A介質(zhì)進(jìn)行抗l體捕獲和濃縮;第二步用離子交換進(jìn)行中間純化以去除多聚體,宿主蛋白等雜質(zhì);第三步是精純?nèi)コS郉NA,Endotoxin,Protein A 等微量雜質(zhì)。在這三步抗l體的分離純化過(guò)程中,步的Protein A親和捕獲占據(jù)分離純化成本80%以上,也是下游分離純化的瓶頸所在。親和層析之所以成本高的主要原因:首先是Protein A 價(jià)格昂貴,其價(jià)格是普通層析介質(zhì)十幾倍;第二,Protein A使用壽命短,一般離子交換填料使用壽命多達(dá)1000次,而親和填料壽命通常在100-200次;第三,Protein A 用于抗l體的捕獲和濃縮,需要處理大體積的發(fā)酵液,而親和步驟載量往往又低于陰陽(yáng)離子交換層析,使得親和層析介質(zhì)使用量比中間純化或精純的要多得多。因此,要降低抗l體的生產(chǎn)成本,解決抗l體的生產(chǎn)瓶頸關(guān)鍵在于改進(jìn)步Protein A 親和捕獲。