蛋白质分离器

由中国生物工程杂志社(中国生物工程学会会刊)主办的第14期蛋白质分离纯化技术专题研讨班定于2012年9月15-16日在上海举行。本期研讨班课程综合了国内外最新的蛋白质分离纯化技术与方法，特别是广泛吸纳了历届参会代表的大量问题解答与反馈意见以及研发与产业中的实际应用需求，经权威专家的反复提炼而成。研讨班内容涵盖蛋白质样品制备、纯化策略、过程优化，相关的产品规定、政策解读以及技术经济分析等内容，并注意突出重点和难点，如基因工程上下游的整体策略、纯化中的具体难点，层析介质的选择等多方面，以及层析柱蛋白质失活等具体问题。 　　本期研讨班由中国科学院从事制备与纯化技术的一线专家授课，注重引导学员讨论实际案例，突出互动性以提高学习效果，从而帮助参会人员在短时间里高效率地掌握蛋白质分离纯化工具，获得规范和先进的蛋白质纯化与工艺开发知识和方法，提高蛋白质分离纯化实践中解决具体问题的能力。 　　本期研讨班课程涵盖了从样品制备到纯化策略和过程优化的全过程，主要内容包括： 　　蛋白质样品的获得层析预处理原则与技术：离心、过滤、超滤、双水相抽提蛋白质层析，包括： 　　(1)层析介质选择：层析介质特性对层析过程的影响——材质、孔径、官能团 　　(2)层析技术：分子排阻、离子交换、疏水层析、金属螯合、亲和层析等 　　(3)层析步骤整合方法：选择性、分辨率、动态载量、主要杂质的控制和去除 　　(4)蛋白质纯化平台：适应于分子生物学实验室蛋白质纯化的方法和实例 　　单克隆抗体纯化，包括： 　　(1)单克隆抗体的生化性质 　　(2)单克隆抗体纯化的工具 　　(3)单克隆抗体纯化的策略和方案 　　用于疫苗和基因治疗的病毒颗粒纯化策略和方法 　　(1)双水相技术 　　(2)整体柱分离技术：病毒颗粒的离子交换，疏水，IMAC及亲和层析纯化 　　蛋白质纯化的溶液体系 　　(1)蛋白质纯化的缓冲溶液组成和功能 　　(2)各种层析模式的常用缓冲溶液的设计和使用 　　蛋白质层析技术经济分析 　　研讨班还安排高效重组蛋白表达策略与经验介绍等专题内容。 　　会议时间、地点：2012年9月15-16日，中国科学院上海学术活动中心(好望角大饭店)，地址：上海市肇嘉浜路500号。报到时间：2012年9月14日，报到地点：好望角大饭店一层。 　　参会办法：参会代表请于9月7日前填写会议回执后Email/邮寄/传真至会议主办单位中国生物工程杂志社，会议费每人1600元，在读研究生每人1400元(凭有效证件)，食宿统一安排，费用自理。 　　联系方式： 　　通信地址：北京市海淀区中关村北四环西路33号中国生物工程杂志社(100190) 　　联 系 人：任红梅13641036700 　　电 话：(010)82624544，82626611-6511 传真：(010)82624544 　　电子邮件：renhm@mail.las.ac.cn 　　中国生物工程杂志社 　　2012年8月 　　第14期蛋白质分离纯化技术专题研讨班报名回执表 　　(参会代表请于2012年9月5日前Emial/传真/邮寄至中国生物工程杂志社) 单位名称 通信地址 邮编 姓名 性别 职称 电话 传真 E-mail 是否住会 　　第14期蛋白质分离纯化技术专题研讨班住宿预订表 　　(住会者请务必2012年9月5日前回传本表，否则无法安排住宿) 单位名称 联系人 电话 手机 电子邮件 代表姓名 性别 是否需要单人间 入住日期 离店日期 　　报到及住宿酒店 　　好望角大饭店，地址：上海市肇嘉浜路500号，酒店电话021-64716060。住宿标准：330元/天标准间。由于好望角大饭店属于政府采购指定酒店，对于事业单位的参会代表，可以凭工作证享受政府采购价格298元/标准间(含早餐)。

p & nbsp /p p 　　层析纯化技术由于其高选择性、灵活性、易放大性等优点，已经成为蛋白质药物纯化中不可或缺的技术。传统的层析填料为多糖基质，孔径一般在100 nm以下。1970年代出现了大孔和微孔无机材料硅填料，虽然增大了孔道、提高了层析的分辨率和流速，但只能在PH2-7.5范围内稳定，不利于分离纯化在碱性范围内稳定的蛋白质或是需要碱性层析条件的分离，从而限制了其在大规模快速分离蛋白质层析上的应用。多孔聚合物微球由于其高的比表面积、高的机械强度和多样的表面特征，常被用作层析分离纯化的填料。目前已发展出了多种表面基团、基质种类的层析填料，成功用于疫苗、病毒、抗体、酶、细胞因子等的分离纯化。 /p p 　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 　层析纯化病毒、病毒样颗粒等生物大分子的瓶颈问题 /strong /span /p p 　　随着病毒、病毒样颗粒在疫苗、肿瘤治疗、免疫治疗中的地位越来越重要，这类复杂生物大分子的分离纯化需求也逐渐增加。然而传统填料由于孔径较小，蛋白质只能以扩散方式通过填料，传质速率慢，处理量低，造成分离时间长、容易失活等问题[1]。当蛋白质体积较大时，填料表面在吸附一层蛋白后，由于体积位阻以及静电排斥作用，会阻碍其它的蛋白质进一步进入孔内，造成填料的载量下降。另一个限制是病毒或疫苗，尤其是带有包膜的病毒或疫苗，在狭窄的填料孔径内发生吸附时非常容易发生结构变化，破坏其整体结构。在乙肝病毒表面抗原(HBsAg)的纯化中发现这种病毒样颗粒在层析时会发生解聚[2]，经过离子交换层析分离后，疫苗的回收率通常不到50%[3, 4]。而抗原的结构发生变化以后，就会对其免疫原性产生影响，所以需要在纯化过程中尽可能维持抗原的结构。 /p p 　　为了解决针对病毒及病毒样颗粒纯化的瓶颈问题，目前已有采用膜色谱、超大孔贯穿孔颗粒填料及整体柱的策略进行纯化的案例，成功纯化了包括人乳头瘤病毒、番茄花叶病毒、流感病毒、腺病毒、慢病毒及各种病毒样颗粒。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 　　病毒及病毒样颗粒的分离纯化 /strong /span /p p 　　根据文献报道，超大孔填料相比传统层析填料不仅在载量及处理速度上有极大的优势，还更有利于病毒及病毒样颗粒的结构保持。 /p p 　　例如，在重组乙肝病毒表面抗原的分离纯化中，采用具有120nm及280nm超大孔径的离子交换填料DEAE-AP-120 nm和DEAE-AP-280 nm(商品名为中科森辉的Giga系列)具有比传统填料DEAE-FF高7倍以上的动态载量[1]。此外，采用ELISA测定抗原收率，发现采用超大孔填料能够减少重组乙肝病毒表面抗原在层析过程中的裂解，从而显著提高活性抗原的收率。 /p p style=" text-align: center " img width=" 576" height=" 450" title=" 1.jpg" style=" width: 415px height: 282px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/3b67db18-4291-4ab6-9874-209cd57644af.jpg" / 　　 /p p style=" text-align: center " 重组乙肝病毒表面抗原在不同孔径离子交换填料上 /p p style=" text-align: center " 　　的吸附动力学[1] /p p style=" text-align: center " img width=" 497" height=" 345" title=" 2.jpg" style=" width: 387px height: 289px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/07fdf233-77a5-4c30-8d20-faf7f044b54a.jpg" / 　 /p p style=" text-align: center " 　重组乙肝病毒表面抗原从不同孔径的填料上洗脱下来的 /p p style=" text-align: center " 　　ELISA回收率[1] /p p 　　对病毒的分离纯化同样有类似的效果。例如在灭活口蹄疫病毒的纯化中，DEAE-FF导致严重的病毒裂解。而采用具有100nm以上孔径的超大孔填料，不仅载量提高10倍以上，还能显著提高病毒在填料上吸附时的热稳定性，从而减少病毒的裂解，具有更高的收率。最终的分离纯化单步收率达90%以上[5]。 /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" font-size: 14px " strong 灭活口蹄疫病毒在传统填料与超大孔填料上的吸附解离过程 /strong /span /p p 　　与商品填料的小孔道填料相比，超大孔结构可能从以下几方面提高对蛋白质构象的稳定性： /p p 　　1)增大孔道(受限空间)：根据蛋白质折叠行为计算显示，蛋白质的折叠速率与空腔大小、形状密切相关，也即当填料孔道与蛋白的相对尺寸超过某一阈值后，蛋白的折叠行为将不受空腔大小影响。与数十纳米中孔结构的传统填料的相比，数百纳米超大孔结构会因孔道增大、与蛋白接触面积减小，从而对某一尺寸下蛋白质的变构行为有所改善。 /p p 　　2)界面曲率：小孔径填料孔道曲率大，填料与蛋白质接触面积大，因此受更大吸附力影响，蛋白质二级结构变化越严重。而曲率更大的超大孔孔道对蛋白二级结构的保护比狭窄孔道更有优势。 /p p style=" text-align: center " 　 span style=" font-size: 14px " strong 　表面曲率变化对蛋白接触面积的影响 /strong /span /p p 　　3)改善配基与蛋白活性区域的接触面积：超大孔微球内部数百纳米孔道在修饰配基后可能会有效改善传统填料狭窄孔道内由于配基拥挤造成的蛋白质失活现象。 /p p 　　4)减少蛋白在孔道内的静电排斥作用：有研究者认为，在离子交换填料上蛋白质起初会在孔道入口处形成一圈静电层，这一静电层会对后来蛋白继续进入孔道产生排斥作用从而使孔道关闭，动态载量下降。如果将超大孔填料修饰为离子交换树脂，由于孔道尺寸显著扩大可能会有效改善蛋白吸附静电层对孔道的封闭作用，从而有效引导蛋白质进入超大孔道，提高回收率。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 　　快速分离蛋白质及pDNA /strong /span /p p 　　除了应用于病毒及病毒样颗粒的分离纯化的分离纯化，利用超大孔填料传质速度快的优势，将超大孔填料镀上亲水表层，再接上不同配基制成多种形式的层析填料，用于快速高分辨率的纯化蛋白混合物或质粒。超大孔填料制备成的亲和层析、反相层析和离子交换层析填料广泛的应用在蛋白质的分离纯化方向，显示出超大孔填料比传统分离填料高速高分辨率的蛋白质纯化优势。 /p p 　　例如以肌红蛋白、转铁蛋白和牛血清白蛋白的混合溶液为模拟体系，考察不同流速下超大孔聚苯乙烯阴离子交换介质(DEAE-AP，商品名为Giga系列)的分离效果，并与DEAE 4FF介质进行了对比。实验结果(图2)显示，作为对照的DEAE-4FF介质在流速达到361 cm/h时，分离效果已明显降低，而超大孔介质可以在流速高达1084 cm/h的条件下操作，分离效果良好，能够在6 min内实现三种生物大分子的快速分离。 /p p style=" text-align: center " img width=" 588" height=" 170" title=" 3.jpg" style=" width: 473px height: 144px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/65df31ac-bd00-4a08-8a5a-feedfa1aa990.jpg" / /p p 　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 　超大孔填料应用前景与展望 /strong /span /p p 　　近年来，随着生命科学的发展，生物样品越来越复杂，如人的血样、尿样、组织样品等，对生物分离分析技术提出更高的要求。根据超大孔填料固有的诸多优点，通过合成不同种类的超大孔固定相及在固定相上做不同功能的衍生，超大孔填料已经被广泛应用于生物分离分析中，但也存在一些问题。因此，发展新的制备手段，优化制备条件和过程，探索制备和分离机理，对于开辟新的应用领域以及开展实际样品的分离分析有更大的理论和现实意义。 /p p 　　根据已有的文献报道，我们可以预测今后几年的相关工作仍会集中在以下几个方面： /p p 　　(1)规则的聚合物整体材料内部形态。如获得规则的3D网络骨架，可控的孔径尺寸和分布。 /p p 　　(2)继续在微分离系统中扩展其应用。如在加压电色谱、微流控芯片材料、微流色谱和纳流色谱系统，甚至纳米器件开发等诸多方面大显身手。 /p p 　　(3)表面物理化学性质的调控向功能化、智能化方向发展。如基于分子印迹技术、温度响应以及pH响应的表面智能化的整体材料。 /p p 　　(4)制备规模整体柱的开发及其在生物下游技术中的应用。 /p p 　　目前，已经有一部分整体柱实现了商品化，但种类有限，还无法与种类繁多的颗粒型填充柱相提并论，也远未能满足分离分析的需求。而颗粒型的超大孔填料，由于其制备较困难、批次间重复性较差、价格昂贵等，也没有得到广泛的应用。相对于超大孔填充柱，有机相整体柱存在因流动相变会发生溶胀或收缩、机械强度差、比表面积小、柱容量差以及聚合过程中产生的微孔不利于小分子样品的分析等问题，现有报道大都用于生物大分子的分离。硅骨架整体柱也存在必须预先聚合好装入套管中，制备繁琐，比表面积较小的问题。因此，如何以更简便、有效的方式制备高效新型的超大孔填料并将其应用于实际样品的分离分析仍然是今后工作的重心。在实际工作中所面临的层出不穷的问题也是推动新型超大孔填料制备技术和方法发展的源源不竭的动力，在诸多的尝试中很可能就会出现某些性质优良的超大孔填料，这也预示着将来商品化的超大孔会越来越多。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 　　部分商品化的超大孔层析介质 /strong /span /p p 　　 strong 超大孔填料因其具有独特的多孔结构，与传统填料相比具有更加优良的渗透性和传质速率，可以在较低的操作压力下实现高效和快速的分离，已成为继多聚糖、交联与涂渍、单分散之后的第四代分离填料。可以预测，随着制备技术的不断提升，超大孔填料在生命科学、医药、环境和化学化工等领域必将大有可为。 /strong /p p 　　参考文献 /p p 　　[1] M.R. Yu, Y. Li, S.P. Zhang, X.N. Li, Y.L. Yang, Y. Chen, G.H. Ma, Z.G. Su, Improving stability of virus-like particles by ion-exchange chromatographic supports with large pore size: Advantages of gigaporous media beyond enhanced binding capacity, Journal of Chromatography A, 1331 (2014) 69-79. /p p 　　[2] P.M. Kramberger P, Boben J, Ravnikar M, ?trancar, A.S.m.c.a.b. in, p.a.f.q.o.t.m. virus., J. Chromatogr. A 1144(1). /p p 　　[3] W. Zhou, J. Bi, J.-C. Janson, A. Dong, Y. Li, Y. Zhang, Y. Huang, Z. Su, Ion-exchange chromatography of hepatitis B virus surface antigen from a recombinant Chinese hamster ovary cell line, Journal of Chromatography A, 1095 (2005) 119-125. /p p 　　[4] W. Zhou, J. Bi, J.C. Janson, Y. Li, Y. Huang, Y. Zhang, Z. Su, Molecular characterization of recombinant Hepatitis B surface antigen from Chinese hamster ovary and Hansenulapolymorpha cells by high-performance size exclusion chromatography and multi-angle laser light scattering, Journal of Chromatography B, 838 (2006) 71-77. /p p 　　[5] S.Q. Liang, Y.L. Yang, L.J. Sun, Q.Z. Zhao, G.H. Ma, S.P. Zhang, Z.G. Su, Denaturation of inactivated FMDV in ion exchange chromatography: Evidence by differential scanning calorimetry analysis, BiochemEng J, 124 (2017) 99-107. /p p /p

21世纪是生物经济的时代，生命科学和生物技术均充分展现其不可估量的前景。两者在医疗、农业和工业等领域都有着广泛的应用，同时对仪器设备领域也提出了更高的技术要求以及更大的需求量。 　　蛋白质分离纯化是当代生物产业中的核心技术，生物药品成本的75%都消耗在下游蛋白质分离纯化中。同时，蛋白质分离纯化也是抗体制备过程非常重要的一个环节。 　　BIOTECH CHINA 2009特别邀请了著名的专家、教授，前来讲解蛋白质分离纯化的最新技术和成果，原子吸收光谱等其他分析测试技术。您在参观BIOTECH CHINA展览会的同时，将有机会免费聆听讲座，为您的科研工作提供更多技术支持和帮助。 　　时间：2009年6月2日 　　地点：上海国际展览中心（娄山关路88号） 　　会议规模：120人（以报名先后顺序为准，额满为止） 　　参与方式：向主办单位提交回执表，申请免费聆听 　　会议日程： 会议场次 时间Time 论题Topic 演讲者Speaker 公司(单位)Company 会议1 9:40-10:20 原子吸收光谱技术进展和应用（特邀） 杨啸涛 上海光谱仪器有限公司 会议2 10:20-11:20 CellMax® ——独特的抗体制备系统 太田原 茂树(日本) 博傲西腾医疗科技 （上海）有限公司 会议3 11:20:-12:00 蛋白质与生物样品分析中的色谱质谱新技术新方法 张祥民 复旦大学 中午休息，参观展会，报名观众领取午餐券 会议4 13:30 -14:40 如何做好生物样品的前处理 Elina Machefer（法国） 上海奥然科贸有限公司 会议5 14:40 -15:20 高温高压萃取仪样品处理技术 安强 上海光谱仪器有限公司 　　本次活动特别鸣谢： 　　上海市科学仪器自主创新战略联盟 　　上海市分析测试协会 　　请详细填写以下会议回执： 会 议 回 执 公司（单位）名称 姓名 职务 联系电话 Email 我有兴趣参加以下场次的会议：□会议1 □会议2 □会议3 □会议4 □会议5 参会代表请于5月10日前填写会议回执后Email/邮寄/传真至： BIOTECH CHINA组委会：021-63749188 \63747566，olcando@biotech-china.com 如果您需要我们代为安排住宿，请一并告知，住宿统一安排，费用自理。 报名截止日期：2009年5月15日 会议详情咨询：联系人： 张迅杰 杨晓珊联系电话： 021-63288899-124，54065137 传真： 021-63747566E-mail： olcando@biotech-china.com　　网址： http://www.biotech-china.com