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用于傳統(tǒng)小分子的分離方法如重結(jié)晶、精餾等對生物分子具有破壞性,因此基本上不能用于生物大分子分離純化,使得生物大分子的分離面臨極大挑戰(zhàn)。層析技術(shù)具有極高的分離純化效率,且條件溫和,在分離純化過程中容易保持生物分子的活性,因此層析技術(shù)已成為生物分離的主要的工具。層析分離過程是把混合樣品從裝有層析柱的一端進去,由于不同生物分子其尺寸、電荷、疏水等物理性能有差異,使得其與層析柱填充的介質(zhì)作用力(或吸附強度)不同,導(dǎo)致不同分子在層析柱保留時間不同,因此不同組分的分子可以按順序從柱子另外一端流出來以達到分離的目的。層析分離效果主要取決于其層析柱中的層析介質(zhì)微球。由于層析分離純化技術(shù)牽涉到材料、生物、化學(xué)等交叉技術(shù)領(lǐng)域,因此層析介質(zhì)制備技術(shù)門檻高,用于生物分離的層析介質(zhì)中國基本依賴進口。
Protein A 介質(zhì)價格高的主要原因是其生產(chǎn)工藝復(fù)雜,ProteinA 配基是通過生物發(fā)酵生產(chǎn)的,經(jīng)過純化后偶聯(lián)到介質(zhì)上成為Protein A 親和介質(zhì),因此生產(chǎn)成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的離子交換、疏水、分子篩等介質(zhì)。另一方面Protein A產(chǎn)品主要由歐美幾家供應(yīng)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(chǎn)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)。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(zhì)的國產(chǎn)化以降低產(chǎn)品價格;其次是通過采用的連續(xù)層析工藝技術(shù)或其它新工藝以提高Protein A 介質(zhì)的利用率并提高抗l體生產(chǎn)效率。當(dāng)然不斷改進Protein A 介質(zhì)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(chǎn)成本。
目前市場上主流Protein A產(chǎn)品是GE生產(chǎn)的以瓊脂糖為基質(zhì)的產(chǎn)品,也是早商業(yè)化的產(chǎn)品。瓊脂糖為基質(zhì)的Protein A 介質(zhì)具有載量高,親水性能好,非特異性吸附低等優(yōu)點,但瓊脂糖介質(zhì)天然缺陷是機械強度差,因此也被稱為軟膠。由于該介質(zhì)耐壓性能差,生產(chǎn)中需要降低柱高、減小流速以防止壓力過高造成柱床塌陷,限制了抗l體批處理量及抗l體生產(chǎn)效率。軟膠Protein A 另外一個缺陷是傳質(zhì)速度慢,主要原因是軟膠孔徑較小,排阻大。因此軟膠Protein A 都需要駐保留時間長,流速慢條件下,抗l體吸附載量才會比較高,但在高流速下動態(tài)載量下降的非???。因此一個理想的抗l體純化用Protein A 介質(zhì)需要具有高流速,高載量,高機械強度,及更長的使用壽命等特點。Protein A 介質(zhì)載量是由微球孔徑,比表面積,配基密度來決定的;機械強度則是由Protein A基球材料化學(xué)組成,交聯(lián)度及孔隙率來決定的;Protein A 配基脫落及使用壽命主要由配基,基球性能及偶聯(lián)方式來決定。實現(xiàn)Protein A 親和介質(zhì)的國產(chǎn)化需要從底層開始。