介質(zhì)孔徑大小及孔隙率對(duì)生物分離的影響

除了粒徑大小和分布會(huì)影響層析介質(zhì)分離性能外，孔徑大小、比表面積及孔隙率也是生物分離純化介質(zhì)參數(shù)之一。層析分離模式主要是分子與介質(zhì)表面功能基團(tuán)作用的結(jié)果，層析介質(zhì)可及比表面積是影響其吸附載量的主要因素，可及比表面積是分子可到達(dá)的內(nèi)孔表面積加上介質(zhì)外表面積。由于內(nèi)孔表面積占據(jù)整個(gè)比表面積的90%以上，而內(nèi)孔表面積主要由孔徑大小，孔隙率來(lái)決定。孔徑越小比表面積越大，但如果孔徑太小，目標(biāo)生物分子進(jìn)不去，這樣的小孔及其表面積對(duì)分離是沒(méi)有作用的?？讖教?，比表面積也會(huì)降低，因此對(duì)于不同分子量大小的生物分子，有個(gè)的孔徑大小，其可及表面積，分離。比如用于抗l生素這類分子量小的生物分子，孔徑一般選擇小于30納米以下，而對(duì)于抗l體蛋白分離純化的介質(zhì)一般選擇孔徑在100納米左右，而對(duì)于病毒這種大尺寸的生物體，需要400納米以上超大孔的介質(zhì)。超大孔徑介質(zhì)制備技術(shù)難度極大，這也是為什么目前沒(méi)有好的層析介質(zhì)可以有效分離病毒的原因之一。

抗l體的層析分離步驟基本都可以采用標(biāo)準(zhǔn)化的三步曲：步用Protein A介質(zhì)進(jìn)行抗l體捕獲和濃縮；第二步用離子交換進(jìn)行中間純化以去除多聚體，宿主蛋白等雜質(zhì)；第三步是精純?nèi)コＳ郉NA，Endotoxin,Protein A 等微量雜質(zhì)。在這三步抗l體的分離純化過(guò)程中，步的Protein A親和捕獲占據(jù)分離純化成本80%以上，也是下游分離純化的瓶頸所在。親和層析之所以成本高的主要原因：首先是Protein A 價(jià)格昂貴，其價(jià)格是普通層析介質(zhì)十幾倍；第二，Protein A使用壽命短，一般離子交換填料使用壽命多達(dá)1000次，而親和填料壽命通常在100-200次；第三，Protein A 用于抗l體的捕獲和濃縮，需要處理大體積的發(fā)酵液，而親和步驟載量往往又低于陰陽(yáng)離子交換層析，使得親和層析介質(zhì)使用量比中間純化或精純的要多得多。因此，要降低抗l體的生產(chǎn)成本，解決抗l體的生產(chǎn)瓶頸關(guān)鍵在于改進(jìn)步Protein A 親和捕獲。

“花十幾年攻克底層技術(shù)，很多人都不愿意干，但如果一直沒(méi)人做，那么中國(guó)的生物醫(yī)l藥產(chǎn)業(yè)鏈就不可能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)。”

納微董事長(zhǎng)江必旺博士說(shuō)，生物制藥的生產(chǎn)過(guò)程中，下游分離純化占據(jù)了50%-70%左右的成本，如果能有高l性能的純化介質(zhì)，那么整個(gè)生物制藥的成本便會(huì)降低，老百姓的用藥成本自然也會(huì)下降。“當(dāng)時(shí)我面前出現(xiàn)了兩種選擇，一是借鑒我在美國(guó)的工作經(jīng)驗(yàn)，模仿現(xiàn)有技術(shù)，直接產(chǎn)業(yè)化；二是完全自主研發(fā)，做創(chuàng)新型產(chǎn)品?！?

作為一名“技術(shù)宅”，江必旺選擇了后者。他說(shuō)，中國(guó)企業(yè)只有做出自己的底層技術(shù)，才真正能夠得到尊重，也能改變外國(guó)企業(yè)對(duì)中國(guó)產(chǎn)品只會(huì)模仿、不會(huì)超越的固有觀念。

不過(guò)，研發(fā)之路并不止步于此?！?019年公司產(chǎn)值做到1.4億元，產(chǎn)品涵蓋生物醫(yī)l藥、食品安全、核酸檢測(cè)、水環(huán)境治理、核工業(yè)技術(shù)等領(lǐng)域，其中30%的銷售產(chǎn)值，我們都用在了科研攻關(guān)上?！?