基因治疗制品可用于多种疾病的治疗,在实体瘤、血液瘤、遗传病、罕见病等领域均有突破性进展。基因治疗制品通常由含有工程化基因构建体的载体或递送系统组成,其活性成分可为DNA、RNA、基因改造的病毒、细菌或细胞,通过将外源基因导入靶细胞或组织,替代、补偿、阻断、修正特定基因,以达到治疗疾病的目的。
依据载体的不同,可将人用基因治疗制品分为以病毒为载体的人用基因治疗制品,以质粒DNA为载体的人用基因治疗制品,以及以细菌为载体的人用基因治疗制品等,其中以病毒和质粒DNA为载体的人用基因治疗制品为常见。应用广泛的病毒载体系统主要包括慢病毒(LV)、(γ-)逆转录病毒(RV)、腺病毒(AdV)和腺相关病毒(AAV)。在基因治疗药物需求的推动下,生物制药上游工艺体系不断升级,生产安全且有效的临床级病毒、病毒载体、疫苗、质粒、RNA以及改造细胞等候选生物制品,均依赖于一种可放大且具有成本效益的生产工艺。
因此具有核壳结构的复合模式填料应运而生,赛分科技自主研发Monomix Core系列核壳结构层析介质,专为生物大分子的分离纯化设计,开拓性提出并使用了全新的技术路线,以高聚物微球为基质构建了具有核壳结构的复合层析介质,此技术通过专有的表面修饰技术,通过精确控制两步关键的化学反应来建立壳层、核层的表面化学,提供类似分子筛及离子交换/疏水层析的多功能作用模式。相较于传统的生物大分子分离纯化工艺路线,Monomix Core系列产品突破了常规层析介质的单一分离模式,系统地解决众多分析级以及工业级的分离纯化挑战。
图1. Monomix Core系列微球示意图
产品介绍
Monomix Core 1000/500以聚甲基丙烯酸酯微球为基质,60 μm单分散粒径,孔径分为1000 Å和500 Å,具有良好的物理化学稳定性。其核壳的表面化学官能团可以选择,官能团密度可以调节、精确控制,并确保了壳层、核层的官能团的高密度和均一性,同时壳层和核层的厚度也可以调节且可以保持良好的均一性。该系列产品同时具备体积排阻以及离子交换/疏水层析作用,大大提高了分离纯化效率。
采用流穿模式分离纯化样品,分子尺寸大于层析介质排阻尺寸的生物大分子在壳层被排阻,不进入核层;而分子尺寸小于层析介质排阻尺寸的生物样品/杂质分子穿过壳层的微孔,进入核层,与核内官能团结合,随后进行集中洗脱、收集,实现“大分子流穿,小分子吸附”的高效分离。
性能特点
1. 自主知识产权
核壳结构复合模式层析介质,打破了国际品牌的技术壁垒,有自主知识产权。壳层,核层的表面化学官能团可以选择,粒径、孔径、官能团密度可精确调节控制,满足多种生物大分子分离的需要。
2. 材料耐压优势
高聚物基质微球具有优于琼脂糖基质微球的机械强度,更加适应生产过程中高压以及高流速的要求。其耐压测试如图2。
Column: Monomix Core 1000 (10*200 mm, CV=15.7 mL)
图2. Monomix Core 1000压力-流速曲线
3. 混合分离模式
赛分科技拥有平台化的专利技术,可以根据分离纯化的需求,在壳层(Shell)和核层(Core)的表面分别键合符合分离需求的官能团,从而发挥核层和壳层两种分离机制的特征优势。可以根据纯化需求设计和合成能够兼备两种或者两种以上的分离机理,如体积排阻、离子交换、亲水、疏水、亲和等层析效应,进而完成单一化学成分的层析介质难以实现的分离任务,进一步提升了生物制品复杂场景下的分离效果以及分离效率。值得关注的是,赛分科技同时掌握了两层及以上的多层核壳结构合成技术,如图3所示。
图3. 荧光共聚焦显微镜图,核壳层级结构清晰可见:核层没有化学染色,显示为黑色;中间层用Congo Red化学染色,显示为红色;最外层用EDANS化学染色,显示为绿色。这是首次在单一微球的多个“层”面上,实现可以任意选择的多种化学修饰。
4. 灵活可变的配基键合
采用平台化技术,通过精确控制关键化学反应来建立壳层、核层的表面化学。如图4所示,壳层和核层分别偶联的官能团X和Y可以为阳离子、阴离子、亲水、疏水、亲和或混合等不同分离模式官能团,也可以为具备不同密度和厚度的相同分离模式官能团。实现了对官能团的类型、密度、厚度等各维度的自主调节以及精准控制,在核壳两层的表面化学官能团可自由选择并灵活调整参数的同时,确保了壳层核层的官能团高密度和良好均一性。为生物大分子的纯化工艺路线提供更多可能性。
图4. 赛分科技多层核壳结构示意图
纯化应用案例
该技术平台能够为生物药品提供系统化和平台化的分离纯化解决方案,核层和壳层多种化学修饰的选择打破了传统层析介质分离模式扩展的限制,同时减少了分离纯化步骤,极大节省了传统模式下针对病毒、病毒样颗粒(VLP)、质粒等用于基因治疗的药物分离纯化成本。
1.流感疫苗病毒纯化
Column: Monomix Core 1000 (7.3*100 mm,CV=4.18 mL)
目的物回收率68.3%,HCP去除率达85.8%
2. VLP 纯化
Column: Monomix Core 1000 (7.3*100 mm,CV=4.18 mL)
目的物回收率71.35%,有效去除工艺相关杂质
3. 质粒纯化
Column: Monomix Core 1000 (1.0*155 mm, CV=12.17 mL)
RNA及小分子等成分均已进孔,去除原样中的RNA成分
技术参数
订购信息
包装规格为5 L及以下, 10 L, 50 L,预装柱规格为1, 4.2, 5 mL