层析技术在疫苗纯化中的应用
疫苗接种是预防和控制传染病传播最具效益的方法之一,随着疫苗在疾病预防中的地位日益重要,其安全性要求也日益增高,分离纯化技术是提高疫苗效力与降低副反应的有效手段。
疫苗纯化工艺
疫苗产品多样且复杂,包括减毒疫苗、载体疫苗、灭活疫苗、多糖类疫苗、多肽疫苗、核酸疫苗、病毒样颗粒疫苗以及基因工程亚单位疫苗等,因此,疫苗纯化过程彼此之间可能存在巨大差异。通常,疫苗下游纯化工艺主要包括以下几个步骤:细胞收获、澄清、捕获、中间纯化、精纯、制剂灌装。
疫苗纯化工艺中的层析技术
层析技术是捕获、中间纯化及精纯等阶段中的核心操作单元,包括亲和层析、离子层析、疏水层析、分子筛层析以及复合模式层析等,应根据不同阶段与目的灵活组合层析技术。
亲和层析
亲和层析需要能与填料特异性结合的表面蛋白或者蛋白标签,适用于一些带标签的重组蛋白疫苗的粗纯阶段,起到捕获与浓缩目的分子的作用。
离子交换层析
离子交换层析在疫苗下游纯化工艺中非常重要,阴离子流穿模式往往可有效去除HCP、HCD以及大肠内毒素,载量高,适用性广,不同类型的疫苗纯化过程中均可尝试使用离子交换层析。博格隆Diamond IEX系列填料是将离子交换基团偶联到带有葡聚糖长链的高刚性琼脂糖上,延伸臂增加配基密度及蛋白载量,高效分离纯化蛋白,可选择不同粒径的离子层析填料应用于捕获或精纯阶段。
疏水层析
疏水层析处理量大,结合洗脱模式下可起到浓缩和脱盐的作用,乙肝疫苗的纯化过程中多应用疏水层析,HBsAg蛋白的疏水键可与疏水配基结合,而宿主蛋白、核酸不结合,洗脱即可得到高纯度的表面抗原蛋白。
分子筛层析
病毒、载体蛋白与杂质相比,颗粒大,分子量差异明显,因此疫苗领域分子筛应用广泛,尤其在精纯阶段,运用分子筛去除小分子杂质,进行最终纯化。
复合模式层析
多模式层析因为能同时提供不同类型的相互作用力,所以在疫苗纯化工艺开发中占据优势地位。Diamond Layer 400和Diamond Layer 700是新型的多模式纯化层析介质,分子量排阻分别为400KD和700KD,其双层结构由具有阴离子和疏水作用的核心微球和具有分子筛作用的薄层钝化外壳组成。小于对应分子量的杂质进入微球内部与配基基团结合,而目的分子被阻隔在微球外。因此,相对于传统分子筛,其最大的优势在于上样量大大提高,且在放大过程中可有效减小柱体积。该类介质专为病毒和其它生物大分子的中间纯化和精细纯化而设计,是疫苗生产中病毒纯化介质的极佳选择。
为达到更好的疫苗纯化效果,下游工艺路线应根据目的抗原的性质及表达体系的复杂性选择合适的层析方式,并搭配膜层析技术提高免疫原性和安全性。