病毒分離純化挑戰與突破

春節期間一場突如其來的新型冠狀病毒肺l炎疫情導致超近8萬人感l染，超過2700人失去生命，1000多萬人口的武漢實施了史l上前l所未有的封城。這個讓中國的經濟活動幾乎處于停頓狀態，讓全世界感到恐慌的肺l炎疫情卻是由小小的病毒引起的，它們是如此之小，以至于您無法在光學顯微鏡看清楚它們。這次疫情即讓我們體會到自然界的威力也讓我們體會到自然界無窮的奧妙。即使是科學技術高度發達的今天對這種病毒的了解也是非常有限，對病毒引起的很多疾病我們也沒有很多好的應對方法。人類不僅僅只是這次遭受病毒引起的肺l炎疫情磨難，其

傳統生物層析介質不能有效用于病毒分離純化很主要的原因是其孔徑太小，病毒不能擴散到傳統層析介質的內孔里，因此可及比表面積低，吸附載量低，而超大孔單分散層析介質由于粒徑均勻，孔徑大（>400 納米）因此病毒可以有效的擴散到孔內部空間，使得靜態吸附載量大幅度提升。超大孔結構還可以有效降低病毒與填料表面配基之間多位點結合，避免亞基的解聚，使得病毒結構穩定性得到大幅度的提高。另外超大孔聚合物層析介質用于病毒及類病毒（疫l苗）分離純化的優點是其分離模式與傳統生物制藥層析分離純化方法基本一樣，容易放大生產，重復性好。但超大孔層析介質制備技術難度大，且其機械強度差，耐壓性差，容易破碎，導致篩板堵塞，壓力升高等缺點。雖然納微已經可以制備孔徑大于高達800納米的超大孔徑聚合物微球，但要滿足病毒大規模分離純化，還需要進一步解決超大孔微球機械強度問題。

以下為納微超大孔徑DEAE離子交換層析介質在流l感病毒（H5N2）純化中的數據，結果顯示超大孔介質對流l感病毒的分離純化比傳統層析介質具有明顯的優勢。

為了解決傳統整體柱制備技術難題，納微與臺灣材料合作開發出孔徑及孔隙率可精l確控制的新方法(Tantti整體柱)。這種方法是利用單分散聚合物微球為模板填充在整體柱中，然后把單體及交聯劑填充到微球的空隙中，加熱聚合后，再把模板微球清洗掉留下尺寸與微球模板大小一致的多孔整體柱。整體柱的孔徑大小可以通過模板微球大小進行精l確調節，不受反應條件影響，因此，柱與柱重復性好，且容易放大生產等。以單分散微球為模板制備孔徑可以精l確控制整體柱的孔徑大小，克服了傳統整體柱制備方法依靠相分離形成孔道結構不穩定的缺陷。這種的整體柱將極大提升其病毒的分離純化性能，甚至為病毒、病毒類（疫l苗）、腺伴隨病毒(AAV)等生物大分子的分離純化帶來革命性的影響。

之二：通透大孔徑基球微替代小孔微球 Protein A 基球孔徑大小會影響生物分子在介質的傳質速度和有效載量，孔徑越大，分子傳質速度越快，在高流速下具有高載量。基于軟膠基質的GE Protein A親和介質孔徑較小，比表面積高，其靜態吸附載量高，但傳質阻力大，在駐留時間短，流速快的條件下，動態載量下降的很快。納微經過優化篩選，專門設計的大孔結構基球，其孔徑達到GE Protein A 介質的一倍左右。因此該介質傳質速度快，使得介質在高流速下具有高載量。從實驗測試數據可以看到，納微UniMab與GE MabSelectSuRe在駐留時間大于4分鐘時，載量都差不多，當駐留時間小于2分鐘時UniMab的載量比MabSelectSuRe載量高50%以上, 而且速度越快UniMab載量優勢越明顯。生產效率是由動態載量和流速共同決定，流速越快載量越高，生產效率越高，成本越低，但親和層析介質的動態載量與流速成反比，流速越快，載量越低，因此對于每個Protein A親和介質純化效率都會隨著流速升率逐步提高，到了一個的流速后，如果繼續增加流速，純化效率反而降低。林東強實驗證明對于批次親和層析，駐留時間是2分鐘時生產效率達到，而駐留時間在2分鐘條件，UniMab的動態載量比MabSelectSuRe 高50%以上。對于連續層析駐留時間是1分鐘時生產效率，而這個保留時間，UniMab的動態載量更是MabSelectSuRe一倍以上。另外從流穿曲線對比圖也可以看出具有大孔結構及高度粒徑均勻性的單分散Protein A親和層析介質與多分散軟膠PorteinA 介質相比具有更陡的穿透曲線，說明納微單分散層析介質具有更暢通的孔道結構，分子擴散速度快，流穿少，回收率高。因此利用納微大孔結構微球不僅可以提高分子傳質速度，提高生產效率，降低成本，而且在連續層析中，具有更明顯的優勢。