為了實現生物大分子（如疫苗、多肽、PEG修飾蛋白等）快速、高效的分離純化，國家生化工程技術研究中心（北京） （以下簡稱中心）研發生產了具有超大孔的聚合物微球介質，超大孔微球產品和獨特的制孔技術已申請了發明專利，并獲得授權。該介質具有孔徑達200 nm-800 nm的超大孔，生物大分子與介質間的傳質不受擴散作用的限制，能夠在高流速下實現生物大分子的良好分離，同時有效保持生物大分子的活性。

 

     超大孔聚合物介質的骨架為苯乙烯-二乙烯基苯的交聯共聚物，具有機械強度高、耐酸堿、易清洗等優點。為了更加適合生物大分子的分離，中心進一步研發出具有親水表面的超大孔微球介質，其親水表面性能與常規瓊脂糖介質相當。在此基礎上，對具有親水表面的超大孔微球介質進行衍生，可根據實際需要提供具有特定功能基團的介質。

 

     1.超大孔聚合物微球介質的理化性質

表1 超大孔聚合物微球介質的理化性質

注：如需其他孔徑或表面功能基的超大孔微球介質，請來電咨詢（010-82544957）

      

 

圖1 超大聚苯乙烯微球介質（左）及表面孔結構（右）的電鏡照片

 

     2. 超大孔聚合物微球介質的應用

     本中心研發生產的超大孔聚合物微球介質由于具有數百納米的大孔道，能夠在高流速下操作，同時具有分辨率高、床層壓力低、活性保持率高等突出優點。有效克服了常規介質由于孔徑較小，生物大分子需要通過擴散作用進出介質，分離速度慢、活性降低等問題，已在多個生物大分子分離體系中獲得成功應用。

 

     以肌紅蛋白、轉鐵蛋白和牛血清白蛋白的混合溶液為模擬體系，考察不同流速下超大孔聚苯乙烯陰離子交換介質（DEAE-AP）的分離效果，并與DEAE Sepharose 4FF介質進行了對比。實驗結果（圖2）顯示，作為對照的DEAE-FF介質在流速達到361 cm/h時，分離效果已明顯降低，而超大孔介質可以在流速高達1084 cm/h的條件下操作，分離效果良好，能夠在6 min內實現三種生物大分子的快速分離。

 

圖2 肌紅蛋白、轉鐵蛋白和牛血清白蛋白的分離純化

 

 

     生物大分子分離體系（二）

 

     PEG修飾重組人粒細胞集落刺激因子（PEG-GCSF）產品的分離純化。

 

     PEG修飾能夠有效增加藥物的分子尺寸，減少腎小球的過濾和蛋白酶的降解，延長藥物的體內循環半衰期，提高藥物療效，減少給藥頻率，減輕患者的痛苦。但是PEG修飾蛋白的分子量大，致使修飾產品的分離純化成為生產過程的限制步驟，這是PEG蛋白偶聯物的普遍問題。本中心研發的超大孔介質在PEG修飾蛋白的分離純化中已顯示出突出的優勢，以PEG-GCSF體系的分離純化為例（圖3），對于作為對照的商品化瓊脂糖介質，隨著操作流速的提高，分離度明顯下降，當流速達到612 cm/h時，混合物已經無法分離。而對于超大孔介質，當流速高達1224 cm/h時，依然可以實現產物的有效分離。

 

圖3 PEG-GCSF體系的分離純化

 

     本中心生產的超大孔聚合物微球介質經過客戶使用后，已經在多種生物大分子體系的分離純化中獲得了良好的應用效果。如需更多的詳細資料，可致電010-82544957聯系或登陸中心網站 www.nercb.cas.cn .