国家生化工程技术研究中心研发成功流速提高三倍的超大孔聚合物微球介质
为了实现生物大分子（如疫苗、多肽、PEG修饰蛋白等）快速、高效的分离纯化，国家生化工程技术研究中心（北京） （以下简称中心）研发生产了具有超大孔的聚合物微球介质，超大孔微球产品和独特的制孔技术已申请了发明专利，并获得授权。该介质具有孔径达200 nm-800 nm的超大孔，生物大分子与介质间的传质不受扩散作用的限制，能够在高流速下实现生物大分子的良好分离，同时有效保持生物大分子的活性。
超大孔聚合物介质的骨架为苯乙烯-二乙烯基苯的交联共聚物，具有机械强度高、耐酸碱、易清洗等优点。为了更加适合生物大分子的分离，中心进一步研发出具有亲水表面的超大孔微球介质，其亲水表面性能与常规琼脂糖介质相当。在此基础上，对具有亲水表面的超大孔微球介质进行衍生，可根据实际需要提供具有特定功能基团的介质。
1.超大孔聚合物微球介质的理化性质
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产品货号
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最可几孔径（nm）
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平均粒径（μm）
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骨架
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表面性能
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pH稳定性
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Giga PST
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200
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30-50
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ST-DVB
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疏水
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2-12
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Giga AP
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200
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30-50
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ST-DVB-Agarose
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亲水
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2-12
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Giga DEAE-AP
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200
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30-50
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ST-DVB-Agarose
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亲水
弱阴离子
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2-12
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Giga SP-AP
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200
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30-50
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ST-DVB-Agarose
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亲水
强阳离子
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2-12
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图1 超大聚苯乙烯微球介质（左）及表面孔结构（右）的电镜照片
2. 超大孔聚合物微球介质的应用
本中心研发生产的超大孔聚合物微球介质由于具有数百纳米的大孔道，能够在高流速下操作，同时具有分辨率高、床层压力低、活性保持率高等突出优点。有效克服了常规介质由于孔径较小，生物大分子需要通过扩散作用进出介质，分离速度慢、活性降低等问题，已在多个生物大分子分离体系中获得成功应用。
生物大分子分离体系（一）
以肌红蛋白、转铁蛋白和牛血清白蛋白的混合溶液为模拟体系，考察不同流速下超大孔聚苯乙烯阴离子交换介质（DEAE-AP）的分离效果，并与DEAE Sepharose 4FF介质进行了对比。实验结果（图2）显示，作为对照的DEAE-FF介质在流速达到361 cm/h时，分离效果已明显降低，而超大孔介质可以在流速高达1084 cm/h的条件下操作，分离效果良好，能够在6 min内实现三种生物大分子的快速分离。
图2 肌红蛋白、转铁蛋白和牛血清白蛋白的分离纯化
生物大分子分离体系（二）
PEG修饰重组人粒细胞集落刺激因子（PEG-GCSF）产品的分离纯化。
PEG修饰能够有效增加药物的分子尺寸，减少肾小球的过滤和蛋白酶的降解，延长药物的体内循环半衰期，提高药物疗效，减少给药频率，减轻患者的痛苦。但是PEG修饰蛋白的分子量大，致使修饰产品的分离纯化成为生产过程的限制步骤，这是PEG蛋白偶联物的普遍问题。本中心研发的超大孔介质在PEG修饰蛋白的分离纯化中已显示出突出的优势，以PEG-GCSF体系的分离纯化为例（图3），对于作为对照的商品化琼脂糖介质，随着操作流速的提高，分离度明显下降，当流速达到612 cm/h时，混合物已经无法分离。而对于超大孔介质，当流速高达1224 cm/h时，依然可以实现产物的有效分离。
图3 PEG-GCSF体系的分离纯化
本中心生产的超大孔聚合物微球介质经过客户使用后，已经在多种生物大分子体系的分离纯化中获得了良好的应用效果。如需更多的详细资料，可致电010-82544957联系或登陆中心网站 www.nercb.cas.cn .
