【摘 要】
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随着市场对生物药物的需求持续增长,将更经济、高效的分离纯化工艺引入生物制药领域是必然趋势.膜色谱技术融合了柱层析高选择性和膜过滤高通量的特点,能快速纯化目标蛋白；同时,膜色谱的操作条件温和,因此非常适合从大体积料液中分离纯化微量的活性蛋白.α1-抗胰蛋白酶(α1-antitrypsin,AAT)是血浆中主要的蛋白酶抑制剂,主要用于治疗由吸烟或先天性AAT缺乏所导致的慢性阻塞性肺气肿、肝硬化等疾病.
【机 构】
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中国科学院过程工程研究所,生化工程国家重点实验室,北京,100190;中国科学院大学,北京,100049
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随着市场对生物药物的需求持续增长,将更经济、高效的分离纯化工艺引入生物制药领域是必然趋势.膜色谱技术融合了柱层析高选择性和膜过滤高通量的特点,能快速纯化目标蛋白；同时,膜色谱的操作条件温和,因此非常适合从大体积料液中分离纯化微量的活性蛋白.α1-抗胰蛋白酶(α1-antitrypsin,AAT)是血浆中主要的蛋白酶抑制剂,主要用于治疗由吸烟或先天性AAT缺乏所导致的慢性阻塞性肺气肿、肝硬化等疾病.由于其在血浆中的含量较低,因此用膜色谱进行纯化可以提高制备效率,降低成本.另一方面,经济高效的膜色谱介质制备工艺也有待进一步开发.本研究首先用多巴胺仿生涂覆聚偏二氟乙烯(PVDF)微滤膜,然后在聚多巴胺(PDA)层上偶联四种不同的阳离子聚电解质,构建阴离子交换膜色谱介质用于从血浆沉淀Ⅳ中提取AAT.研究发现,当偶联聚乙烯亚胺(PEI)时,可以得到较高的AAT回收率和纯度.由于膜色谱依靠对流进行传质,研究发现AAT纯化效果不受操作流速影响.在高流速下,新制备的膜色谱介质的生产效率是商品化膜色谱介质的4倍.最后,通过调控PEI分子的链长改变膜面的电荷密度,可以一步纯化得到活性回收率为96.6％,纯度为94.6％的目标蛋白,优于文献中报道的采用多步工艺纯化所得结果.本研究不仅提供了以聚电解质为配基的膜色谱介质从复杂生物料液中纯化活性分子的新思路,同时证实了可以通过选择、设计合适的聚电解质配基以满足生物药物制备中高质、高效的分离要求.
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