日本产综研开发出可有效分离和纯化抗体的陶瓷颗粒

生命科学 2019年02月12日
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日本产业技术综合研究所(以下简称“产综研”)与日本特殊陶业共同开发出了从血清中有效分离和纯化抗体的陶瓷颗粒。该颗粒不使用抗体纯化柱用颗粒通常采用的与抗体进行特异性结合的蛋白质A等蛋白质,但具有同等的抗体结合容量(~50mg抗体/mL颗粒)。

近年来,作为副作用比较少的新一代药品,抗体药物备受关注。以前分离和纯化抗体时使用的抗体纯化柱用颗粒采用与抗体进行特异性结合的昂贵蛋白质。另外,回收与颗粒结合的抗体时使用的pH值为2~4的酸性溶液,还会引起回收后的抗体发生凝集和变质,价格低且不使用酸性溶液即可进行纯化的纯化柱用颗粒开发一直是个课题。

日本产综研开发出可有效分离和纯化抗体的陶瓷颗粒

图1:填充了新开发的分层用颗粒的纯化柱(左)及抗体分离纯化的概念图(右)

此次开发的颗粒为实现与抗体的高结合活性,采用了孔径与抗体尺寸基本相同(10nm左右)的多孔氧化锆颗粒(颗粒尺寸:~100μm)。这种颗粒显示出高比表面积(100m2/g以上)和高细孔容积(0.5cm3/g以上)。另外,为提高与抗体的结合选择性,还采用含磷酸的有机官能基对颗粒进行了表面改性。新开发的颗粒利用了氧化锆颗粒表面的磷酸与抗体缓慢结合的特性,因此可以在温和的条件(pH值约为7)下回收抗体,不会发生凝集和变性。

研发小组设想了以柱状使用的情况,在1mL和0.2mL的纯化柱中填充了新开发的多孔氧化锆颗粒(图2右)。然后利用这些纯化柱,从含有同等容量的抗体(IgG)、白蛋白和转铁蛋白(均为血清中的主要蛋白成分)的混合溶液中,试着选择性地回收了抗体(IgG)。处理时间与以往采用蛋白质A的分层用载体基本相同。这3种蛋白质中,仅抗体(IgG)对新开发的多孔氧化锆颗粒显示出了非常高的吸附性(143μg/mg),约为白蛋白(12μg/mg)和转铁蛋白(6μg/mg)的10倍,由此确认,多孔氧化锆颗粒对抗体(IgG)显示出优异的吸附选择能力。

日本产综研开发出可有效分离和纯化抗体的陶瓷颗粒

图2:新制作的多孔氧化锆颗粒的电子显微镜照片(左)及填充了该颗粒的纯化柱(右)

此次开发的陶瓷颗粒具有高比表面积和细孔容积,能与抗体有效结合,因此无需采用抗体结合用蛋白质。另外,还可以使用PH值约为中性的溶液回收颗粒上吸附的抗体。因此,有望使抗体药物等抗体产品的制造工序实现低成本化和高效率化。

文 JST客观日本编辑部

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