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现有的低温乙醇法生产血浆蛋白质未能充分利用血浆资源。本论文探索建立一个利用层析技术辅助低温乙醇法从血浆中生产多种蛋白质产物的工艺平台。
首先,针对血浆利用率低的问题,本论文开发了从低效价特异性免疫球蛋白中回收有效成分的快速免疫亲和层析方法。本论文以破伤风、乙肝、狂犬病免疫球蛋白为目标产物,制备了相应的三种特异性免疫球蛋白亲和介质,优化三种蛋白的纯化条件,发现制备的介质能够有效纯化相应的目标蛋白。在实验过程中,发现PEG的存在可能通过屏蔽亲和配基上某些非特异性吸附位点,从而提高了蛋白的活性回收率。通过分析亲和配基的大小与固相载体孔径之间的关系,建立了特异性免疫球蛋白亲和层析纯化方法。为了验证该方法的有效性,本论文用其对手足口病、流感免疫球蛋白两种蛋白进行了纯化,结果表明,手足口病免疫球蛋白的收率高于35%;流感免疫球蛋白的收率高于45%。
其次,开发了一条包含疏水相互作用层析、离子交换层析、亲和层析、凝胶过滤层析的多维层析工艺路线,充分利用低温乙醇法中被废弃的组分Ⅳ沉淀中的微量血浆蛋白。使用该工艺路线,通过收集各层析柱组分、人工换柱、重新进料等手动操作,从组分Ⅳ沉淀中,同时纯化运铁蛋白(Tf)、白蛋白(HSA)、抗凝血酶Ⅲ(AT-Ⅲ)、α1-抗胰蛋白酶(α1-AT)、结合珠蛋白(Hp)五种目标蛋白,得到了纯度90%以上的五种产品,其中HSA收率为87%;ATⅢ收率为65%;Tf收率为74%;α1-AT收率为62%;Hp收率为40%。
然后,利用本实验室自主研发的自动化多维层析系统,实现了上述多维层析过程的自动化控制。最终得到了纯度90%以上的五种目标蛋白,收率均高于手动操作,其中HSA收率为95%;AT-Ⅲ收率为70%;Tf收率为80%;α1-AT收率为65%;Hp收率为50%。该系统通过计算机工作站控制设备,让多个层析柱同时工作。整个纯化过程在3小时内完成,与手动操作的3个工作日相比,大大缩短工艺时间,增加设备的处理量和速度。而且,整个流程实现全管道化操作,不接触外界环境,可以避免污染和损失。
最后,为了开拓新的血浆蛋白来源,本论文对乳腺生物反应器生产的血浆蛋白进行了分离纯化的研究。本论文以含重组人抗凝血酶(rhAT-Ⅲ)的转基因羊乳为原料,开发了一条快速纯化rhAT-Ⅲ的工艺路线。该工艺以等电点沉淀酪蛋白和肝素亲和层析纯化rhAT-Ⅲ作为主要分离步骤,能够快速有效地将rhAT-Ⅲ从转基因羊奶中纯化出来,得到的rhAT-Ⅲ纯度大于99%,收率大于90%。重组蛋白产品有极高的纯度,能避免外源蛋白对人体的损害。工艺重复性好,满足大规模生产需要。产物的结构分析表明rhAT-Ⅲ的氨基酸序列、二硫键位置、糖基化位点、二级、三级结构与血浆来源的AT-Ⅲ一致。