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北京西美杰科技有限公司
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更新時間:2024-06-19 15:44:23瀏覽次數(shù):280
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HCPure™多模式層析填料助生物制品高效純化
近年來,生物制藥行業(yè)呈現(xiàn)出繁榮發(fā)展的趨勢,,很多大分子生物制品已經(jīng)過監(jiān)管部門批準上市,,另有不少創(chuàng)新型大分子正處于臨床后期或上市前申報階段,即將為患者帶來福音,。例如,,基于CHO細胞表達的單克隆抗體、基于大腸桿菌(E.coli)體系表達的重組蛋白或納米抗體,、基于HEK293細胞或昆蟲細胞SF9表達的腺相關(guān)病毒(AAV),、基于酵母細胞表達的病毒樣顆粒(VLP)等。不同于傳統(tǒng)的小分子化學藥,,生物大分子的表達體系更為復雜,,雜質(zhì)種類更多(如宿主蛋白(HCP)和宿主DNA殘留(HCD)等),雜質(zhì)結(jié)構(gòu)相對復雜,,這給下游純化帶來了極大的挑戰(zhàn),。
基于傳統(tǒng)微球技術(shù)的層析工藝是生物大分子純化的重要手段,其具有工藝性能穩(wěn)定,、放大性良好等優(yōu)點,。近年來,多模式層析填料受到越來越多的關(guān)注,。多模式層析填料往往具備至少兩種相互作用機制,,其中最常見的是將離子交換模式與疏水相互作用模式結(jié)合,可以在廣泛的pH和電導率范圍內(nèi)有效純化目標分子,。
圖1. HCPureTM配基結(jié)構(gòu)和作用方式
HCPureTM是英國Astrea Bioseparations公司2023年推出的多模式層析填料,,填料基架為粒徑均一的高交聯(lián)瓊脂糖,基架上修飾有化學合成的小分子配基(圖1),,主要以疏水相互作用的方式結(jié)合料液中的雜質(zhì),,同時兼具氫鍵相互作用模式(與市售主流產(chǎn)品作用原理不同,,形成互補),適用于多種表達體系,,在廣泛的上樣條件下,,能穩(wěn)健的去除料液中的HCP(宿主細胞蛋白)、HCD(宿主細胞DNA),、聚集體,、分子片段等工藝或產(chǎn)品相關(guān)雜質(zhì)。表1展示了HCPureTM在常見的表達體系中雜質(zhì)去除能力,。
表1. HCPureTM在多種表達體系中的應用效果
1. HCPureTM在大腸桿菌(E. coli )表達體系中可以有效去除HCP
在該應用案例中,,研究人員使用大腸桿菌(E. coli )表達納米抗體Vκ,收獲液先經(jīng)過Protein L親和層析純化,,洗脫液經(jīng)中和后調(diào)節(jié)成不同的pH(6.0-8.0)和電導率(6-18mS/cm),,隨后以流穿模式上樣HCPureTM,收集流穿液和淋洗液,,檢測Vκ和HCP的含量,,以探究HCPureTM的最佳上樣條件。測試條件如下表所示:
圖2. E.coli表達體系中HCPureTM上樣pH和電導率的探究
由圖2的檢測結(jié)果可知,,在較低的pH(6.0)和較低的電導率(6ms/cm)上樣條件下,,HCP的去除佳,同時目標分子Vκ的回收率最高,。在優(yōu)化上樣條件下,,料液中的HCP可以從30000ppm降至200ppm(2個log值的去除能力),Vκ回收率大于85%(表2),。
表2. HCPureTM在E. coli 表達體系中可以有效去除HCP
2. HCPureTM在CHO細胞表達體系中可以有效去除HCP
在該應用案例中,研究人員使用CHO細胞表達IgG型單克隆抗體,,澄清后的收獲液先經(jīng)過Protein A親和層析純化,,洗脫液經(jīng)中和后調(diào)節(jié)成不同的pH(4.0-9.0)和電導率(8-18ms/cm),再以流穿模式上樣到HCPureTM中,,收集流穿液和淋洗液,,檢測IgG和HCP含量,其中,,pH 6.0,、電導率12ms/cm是未經(jīng)調(diào)節(jié)的親和層析洗脫中和液。
表3. CHO細胞體系中,,不同上樣pH和電導率條件下,,HCPureTM均可有效去除HCP
由表3的檢測結(jié)果可知,在廣泛的上樣pH和電導率范圍內(nèi),,HCPureTM均可有效的去除上樣料液中的HCP(平均84%),,同時保持目標分子的高回收率(平均87%),。此外,由于pH 6.0,、電導率12mS/cm是初始的親和層析洗脫中和液,,因此,親和層析后,,料液可不經(jīng)過調(diào)整或緩沖液置換,,直接上樣到HCPureTM中,同樣保持優(yōu)秀的回收率和HCP去除效果,,且大大節(jié)約了工藝時間和成本,。
3. HCPureTM在CHO細胞表達體系中可以有效去除聚集體
在該應用案例中,研究人員使用CHO細胞表達IgG型單克隆抗體,,料液經(jīng)過Protein A親和層析和陽離子交換層析純化后,,在較低的pH和較高的電導率條件下孵育,誘導產(chǎn)生高含量的聚集體,,再以流穿模式上樣HCPureTM,,收集流穿液和淋洗液,檢測聚集體含量,。
表4. HCPureTM可顯著去除抗體料液中的聚集體
由檢測結(jié)果(表4)可看出,,料液經(jīng)過HCPureTM純化后,聚集體由初始的6.7%降低到2.9%,,HCPureTM可顯著去除料液中的聚集體,。
4. HCPureTM在HEK 293細胞表達體系中可以有效去除HCP
在該應用案例中,研究人員使用HEK293細胞以瞬轉(zhuǎn)的方式表達2型腺相關(guān)病毒(AAV-2),,病毒載體經(jīng)過親和層析純化后,,仍含有較高含量的低分子蛋白雜質(zhì),將親和層析洗脫液置換到PBS+200mM NaCl(pH 7.5)中,,以流穿模式上樣到HCPureTM(10mm內(nèi)徑層析柱,,柱高10cm),總上樣量為5.0E+13VP,,收集流穿液和淋洗液進行分析,。
圖3. SDS-PAGE檢測結(jié)果
表5. ELISA檢測結(jié)果
由SDS-PAGE結(jié)果(圖3)可看出,流穿液中包含大部分病毒衣殼蛋白VP1,,VP2和VP3條帶(8-13泳道),,而再生液(14泳道)中則包含大量的低分子蛋白雜質(zhì)條帶,表明HCPureTM可以有效去除料液中的蛋白雜質(zhì)分子,。由ELISA檢測結(jié)果(表5)可知,,流穿液中的病毒衣殼蛋白幾乎全部回收(接近100%),表明HCPureTM在去除蛋白雜質(zhì)的同時可以保持優(yōu)秀的AAV回收率,。
HCPure™多模式層析填料助生物制品高效純化
HCPureTM多模式層析填料技術(shù)參數(shù)
HCPureTM多模式層析填料產(chǎn)品信息
散裝填料
預裝柱
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Astrea Bioseparations于1987年孵化自劍橋大學,擁有超過30年層析介質(zhì)研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗,,是層析介質(zhì)產(chǎn)品與服務供應商,。目前使用Astrea的產(chǎn)品已有超過21個生產(chǎn)工藝通過了FDA和EMA的批準。Astrea Bioseparations在全球擁有3個研發(fā)和生產(chǎn)基地,,專注為生物大分子和CGT領(lǐng)域提供層析介質(zhì)和技術(shù)服務,。Astrea Bioseparations推出的基于納米纖維的新型層析技術(shù),解決了傳統(tǒng)生物分離工具載量低和工藝耗時問題,,實現(xiàn)更快、更環(huán)保,、更具成本效益的純化過程,,符合當今生物治療創(chuàng)新的需求,。
西美杰是Astrea Bioseparations中國區(qū)代理,為用戶提供完善的技術(shù)支持與售后服務,。
北京西美杰是Astrea Bioseparations 授權(quán)的中國區(qū)代理,為各大科研院所,,研究機構(gòu),、企業(yè)等客戶提供高品質(zhì)產(chǎn)品與服務,,也收到廣大客戶的好評,。北京西美杰是Astrea Bioseparations 代理,Astrea Bioseparations 中國代理,,Astrea Bioseparations 北京代理,,Astrea Bioseparations 總代理,,Astrea Bioseparations 上海代理,,Astrea Bioseparations 全國代理,Astrea Bioseparations 西北代理,,Astrea Bioseparations 西南代理,,Astrea Bioseparations 東北代理,Astrea Bioseparations 華北代理,,Astrea Bioseparations 華南代理,,Astrea Bioseparations 華中代理,。
參考文獻:
J. Kreusser et al., Influence of pH value and salts on the adsorption of lysozyme in mixed-mode chromatography, 2021
R. Hess et al., Standardized method for mechanistic modeling of multimodal anion exchange chromatography in flow through operation, 2023
Technical Note: HCPURE™: A FIT FOR PURPOSE HOST CELL PROTEIN CLEARANCE SOLUTION IN E. COLI WORKFLOWS, Astrea Bioseparations
Technical Note: HCPure™ host cell protein clearance resin: Mixed mode chromatography as a means of process intensification, Astrea Bioseparations
Technical Note: HCPure™ host cell protein clearance resin: Mixed mode chromatography as a means of process intensification, Astrea Bioseparations
Technical Note: HCPURE™: HOST CELL IMPURITY REMOVAL IN CHO WORKFLOWS, Astrea Bioseparations
Technical User Guide: HCPureTM, Astrea Bioseparations