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介質孔徑大小及孔隙率對生物分離的影響

除了粒徑大小和分布會影響層析介質分離性能外，孔徑大小、比表面積及孔隙率也是生物分離純化介質參數(shù)之一。層析分離模式主要是分子與介質表面功能基團作用的結果，層析介質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的內孔表面積加上介質外表面積。由于內孔表面積占據(jù)整個比表面積的90%以上，而內孔表面積主要由孔徑大小，孔隙率來決定。孔徑越小比表面積越大，但如果孔徑太小，目標生物分子進不去，這樣的小孔及其表面積對分離是沒有作用的。孔徑太大，比表面積也會降低，因此對于不同分子量大小的生物分子，有個的孔徑大小，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，而對于抗l體蛋白分離純化的介質一般選擇孔徑在100納米左右，而對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。超大孔徑介質制備技術難度極大，這也是為什么目前沒有好的層析介質可以有效分離病毒的原因之一。

Protein A 介質價格高的主要原因是其生產工藝復雜，ProteinA 配基是通過生物發(fā)酵生產的，經過純化后偶聯(lián)到介質上成為Protein A 親和介質，因此生產成本遠高于傳統(tǒng)的離子交換、疏水、分子篩等介質。另一方面Protein A產品主要由歐美幾家供應商壟斷，也是價格居高不下的原因之一。為了降低抗l體生產成本，不少研究工作者在尋找可以取代Protein A且價格低廉的新型層析介質來純化抗l體，雖然可能在一些個案中獲得成功，但都無法撼動Protein A 在整個抗l體分離純化的壟斷地位。ProteinA 親和層析成為過去近30年里抗l體純化捕獲的金標準。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現(xiàn)Protein A 介質的國產化以降低產品價格；其次是通過采用創(chuàng)新的連續(xù)層析工藝技術或其它新工藝以提高Protein A 介質的利用率并提高抗l體生產效率。當然不斷改進Protein A 介質性能使其具有更高的載量和更長的使用壽命也可以降低抗l體的生產成本。

連續(xù)層析提高生產效率    隨著細胞培養(yǎng)技術的迅猛發(fā)展，蛋白表達量不斷增加以及新興的連續(xù)灌流培養(yǎng)技術的發(fā)展對下游純化效率提出越來越高的要求。批次層析越來越難以滿足生產的需求，而連續(xù)層析由多根串聯(lián)的層析柱組成，因為第二根柱子可以承接并吸附從根層析柱流穿的，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，進而提高介質利用率，降低生產成本。連續(xù)層析可以極大提高設備的利用率，縮短生產周期，還可以減少緩沖液的消耗。