Sartobind®膜吸附器是一種層析膜，其基質(zhì)由穩(wěn)定化的再生纖維素作為骨架，并帶結(jié)合不同功能基團。盡管看似過濾器，但是實際上膜吸附器并非過濾器。蛋白質(zhì)、DNA、內(nèi)毒素或者其它帶電生物分子可被結(jié)合至離子交換膜吸附器（如Sartobind®離子交換層析膜）；而含有親和性質(zhì)的蛋白可被吸附至親和配基膜吸附器（例如Sartobind® Protein A膜吸附器等）。該產(chǎn)品不僅被廣泛的應用于治療性蛋白（如單抗）精制工藝中去除雜質(zhì)，還可以應用于病毒與病毒樣顆粒及其它生物大分子的純化。由于該膜具有大孔徑結(jié)構(gòu)，能夠讓大分子及病毒進入膜內(nèi)并結(jié)合至內(nèi)孔表面，故而與傳統(tǒng)柱層析相比，膜吸附器技術(shù)具有以下諸多優(yōu)勢：易于操作處理（無需填裝，即插即用）；高流速（比柱層析提高10-30倍）；傳質(zhì)擴散效應低；高載量（特別是生物大分子）；非特異性吸附低；硬件投資更少；緩沖液消耗更少；易于放大。

 

離子交換層析膜在生物大分子捕獲，病毒純化應用或者大分子雜質(zhì)去除應用過程中，借助其大孔徑膜結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，有效克服了傳統(tǒng)層析的分子排阻限制，因而能夠取得良好的純化效果。Sartobind®膜吸附器的膜孔徑大于3 μm，比傳統(tǒng)柱層析介質(zhì)孔徑大兩個數(shù)量級，因此Sartobind®膜吸附器與傳統(tǒng)柱層析在病毒純化應用中相比，具有更高的病毒顆粒結(jié)合載量 （最高可達1013），同等條件下通量也更高，工藝時間更短，流速可達到5-30倍層析膜體積/Min；生產(chǎn)上使用更加靈活，即拆即用，可一次性使用，也可反復使用。

 

 

離子交換層析（IEX）膜（Sartobind® Q與S）與疏水層析（HIC）膜（Sartobind® Phenyl）的應用主要分為兩大類：

 

 

——流感病毒

——腺病毒

——慢病毒

——桿狀病毒

——濃核病毒

——偽狂犬病病毒

——牛皰疹病毒

——口蹄疫病毒

——輪狀病毒樣顆粒

——噬菌體

 

陽離子或陰離子交換層析膜純化病毒時的結(jié)合能力主要取決于病毒的電荷分布。

 

首先采用Sartobind Q 和D 75陰離子交換層析膜能夠直接捕獲細胞培養(yǎng)上清液（無血清或含血清培養(yǎng)）中的人與馬甲型流感病毒；然后使用氯化鈉溶液（1.5M，pH7.0）洗脫Sartobind Q上結(jié)合的病毒，該工藝步驟的設(shè)計平均收率可達86%（基于HA活性測定）。Sartobind Q陰離子交換層析膜在該應用中具有高產(chǎn)能、高回收率、操作簡便等優(yōu)勢，適用于大規(guī)模純化細胞培養(yǎng)來源的流感病毒。

 

Sartobind D膜吸附器已被用于VLPs純化，并在此應用領(lǐng)域得到充分研究。大規(guī)模純化結(jié)果證實，在輪狀病毒下游純化工藝中使用Sartobind陰離子交換層析膜能夠重復、穩(wěn)定獲得高質(zhì)量的輪狀病毒，其中臨床級別，總體回收率為46%，宿主細胞DNA清除率接近100%，宿主細胞蛋白清除率約98%。

 

 

 

離子交換層析膜被用于精制純化工藝單元中，通常是去為了去除蛋白質(zhì)產(chǎn)品中的宿主細胞蛋白（HCP）、DNA、聚合體等產(chǎn)品相關(guān)雜質(zhì)。有研究表明，在產(chǎn)品收率與HCP去除率方面，離子交換層析膜都比傳統(tǒng)柱層析更有效，產(chǎn)品收率（97%：93%）與HCP去除率（21倍：5倍）更高。

 

層析膜的DNA去除能力都極高，由于Q樹脂的載量和生產(chǎn)能力受流速與工藝時間限制，Sartobind Q膜與傳統(tǒng)柱層析相比具有更高的載量，流速更快，工藝處理時間更短，所用到的緩沖鹽體積也大大減少。

 

曾對兩個100 L規(guī)模GMP生產(chǎn)批次進行分析，結(jié)果表明，使用Sartobind Q SingleSep 20”囊式膜吸附器對GST蛋白酶進行精制，可以將內(nèi)毒素含量從26.900 EU/mg降低至0.13 EU/mg。膜層析技術(shù)應用于實際治療性蛋白的生產(chǎn)過程中具有明顯優(yōu)勢，包括產(chǎn)品回收率高、節(jié)省時間以及設(shè)備投資成本低等。

 

二十一世紀的生物制藥領(lǐng)域，治療性蛋白（如Mabs）以及疫苗制品對腫瘤和自體免疫疾病的治療變得日益重要，但是，這些藥物的大規(guī)模下游純化生產(chǎn)仍然是一個挑戰(zhàn)，亟需一個能夠提供高產(chǎn)率和高重復性的生產(chǎn)制造工藝，以確保生產(chǎn)出高純高質(zhì)量的終產(chǎn)品。同時也需要合理控制成本，并且避免出現(xiàn)非預期的操作問題，因此，對每一步穩(wěn)健的工藝單元的靈活性、低成本、操作簡便性等方面提出了更高的要求。膜層析（膜吸附器）正是在穩(wěn)健和靈活工藝設(shè)計中的一個最佳選擇，不僅能夠以吸附-洗脫模式，高效純化病毒類生物大分子；同時也能夠以流穿方式精制純化蛋白質(zhì)，即拆即用，如使用過濾器般簡單方便，又可以有效的實現(xiàn)復雜精確地層析工藝，無需投入固定設(shè)備投資，是一種更為經(jīng)濟有效的純化工具。Sartobind® 膜層析技術(shù)在大規(guī)模生物制品下游純化和精制工藝中已得到工業(yè)界及法規(guī)的充分肯定（第一個使用膜層析的生產(chǎn)工藝在2001年由FDA認可）。此外，膜層析技術(shù)也被推薦應用于疫苗生產(chǎn)工藝中的雜質(zhì)去除環(huán)節(jié)。面對當代生物制藥行業(yè)不斷地挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)層析已成為下游純化生產(chǎn)的主要瓶頸，膜層析技術(shù)毫無疑問的給層析工藝提供了一個現(xiàn)實高效的解決方向，讓我們拭目以待新技術(shù)對生物制藥行業(yè)的更多貢獻。