径向流层析在血液制品规模化生产中的应用

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层析技术在生物制药中的应用

层析技术在生物制药中的应用作者：谷岩翡赵龙张刚来源：《中国化工贸易·中旬刊》2017年第12期摘要：层析，是色谱层析的简称，经过持续发展，色谱层析法可分为吸附色谱法、聚酰胺膜色谱法、气相色谱法、分配色谱法、纸分配色谱法、薄层色谱分离技术、高压液相色谱法。

在生物医药色谱技术主要应用于药物的鉴别、纯度检查、药物的降解速率和降解产物的测定方法，并对毒性物质的分离。

色谱技术在生物制药中的应用进行综述。

关键词：层析技术；生物；制药；应用色谱层析法是在理化性质不同的材料不同的使用和成熟的技术，由于不同成分的理化性质的差异，与不同的相互作用的能力，我们可以得到单组中所包含的样本点，从而达到组分分离的目的。

色谱法可分为吸附色谱法、聚酰胺膜色谱法、气相色谱法、分配色谱法、纸分配色谱法、薄层色谱分离技术、高压液相色谱法。

根据色谱原理，色谱法可分为高效液相色谱法、离子交换色谱法、凝胶色谱法、亲和层析法。

色谱法是最有效的纯化工具之一，特别是在生物制药行业。

为了满足人们对非杂质蛋白质、病毒、核酸、酶和酶抑制剂的需求，色谱法被应用于药物的纯化。

本文对色谱层析技术在生物制药中的应用进行综述。

1 主要的层析技术和特点1.1 吸附层析吸附色谱层析其化学性质不活泼，表面积大。

当多组分溶液渗透到含有细粉多孔吸附剂的柱中时，吸附剂的吸附容量不同，选择性吸附产生。

当浸出液中各成分的洗脱液，不断吸附和解吸的每一层的吸附剂和淋溶液之间，使每个组件逐渐分离。

每个组件的内容可以通过分段收集的解决方案来测量。

这种方法可以分离有机物和无机物。

1.2 分配层析技术分配色谱分离技术是一种在两相物质的扩散速率不同时，将混合物与流动相通过固定相分离的方法。

由于不同的性质，不同的物质之间都有其不同的分离分配比例。

而且伴随着流动液体的不同分布方式，也会出现不同长度的距离，来分离具有不同分布系数的物质。

分布色谱主要用于滤纸、硅胶、硅藻土、淀粉、微孔聚乙烯粉等多孔载体的色谱分布。

径向离子交换色谱柱在生物工程产品下游纯化中的应用

ｐ：平衡后，样品以５／ｉＨ５５ｍ１ｍｎ的流速上柱，
共１Ｌ培养上。上锨清样后用平衡缓冲液洗去未结
合蛋白后，改用０２ｏ／ＴｉＨｌＨ．．ｌＬｓＣ，ｐ８ｍｒ－０缓冲液洗脱蛋白，洗脱流速为１—２ｍ／ｉ。００ｌｍｎ
３、重组Ａ蛋白的纯化发酵的表达Ａ蛋白
ｒｓｌｉｎＴｅｓｒｃｖｒｗｓ％ｎｔｅｅｕｏｈｍａｅｅａ９ａｄｏｔｓｏｙ６ｈ
参考文献
［］ＧＨｒａＢＡＰｅｓＳＲＬｐｋＡａ１Ｃ．ｏｖｔ．ｒｓ．ｉｙｎｌｈｉｓ．Ｃｅ３１２（６）ｈｍ．９４２１７９［］ＪｎｅＫ．ＵｎｅＨＧｅｈ．Ｋｎｅ２ＲａｚｎＫ．ｇｒ．ｉｃｅＪｓＮ．ｉｋｌ
来自Ａ项，而Ａ项又主要与填料的粒径大小、填
充因子以及颗粒间流动相传质系数等因素有关。由于所合成的ＮＰ型填料粒径小，粒度分布范Ｒ围也较窄，并且具备良好的刚性，因而其填充柱的柱效和分辨率很高。
［］－ＬｏＳＨｅｅＪＣｒｍｔｒ４７４Ｊｌｉｉｉａａｊｎｔｒｈａｇ５，ｏｏ．
１５１８）７（９８［］ＪＢｒｅＪＤｕｃｎＬＣＤｎｅａ，５Ｄ．ｕｋ．Ｋｎａ．．ｕｎｌｔ．
Ｊｈｍｔｒ３２（８）．ｒａｇ５５１６Ｃｏｏ．３４９．
［］Ｋａｏ６Ｙ．ｔＴ．ｔｍｕａＫｉａｒＡＭｉｕｅａ．ｔｉｔｌｓ，

生物工程下游技术 06705

名词解释1. 凝聚：指在电解质作用下，由于胶粒之间双电层电排斥作用降低，电位下降，而使胶体体系不稳定的现象。

2. 絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用，使胶粒形成较大絮凝团的过程。

3. 助滤剂：是一种不可压缩的多孔微粒，它能使滤饼疏松，滤速增大。

4. 浸取：也称之为浸出，用某种溶剂把有用物质从固体原料中提取到溶液中的过程。

5. 超临界流体（SF）：是指某种气体（液体）或气体（液体）混合物在操作压力和温度均高于临界点时，使其密度接近液体，而其扩散系数和黏度均接近气体，其性质介于气体和液体之间的流体。

6. 反胶团：是两性表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水性基团自发的向内聚集而成，内含微小水滴的空间尺度仅为纳米级的集合型胶体，是一种自我组织和排列而成的，并具有热力学稳定的有序构造。

7. 浓差极化：浓差极化是指，当水透过膜并截留盐时，在膜表面会形成一个流速非常低的边界层，边界层中的盐浓度比进水本体溶液盐浓度高，这种盐浓度在膜面增加的现象叫做浓差极化。

8. 膜：即死膜，人工合成的无生命的膜，是指分隔两相界面，并以特定形式限制和传递各种化学物质。

9. 超滤：以压力差为推动力，以多孔小薄膜为过滤介质，按粒径选择分离溶液中所含的微粒和大分子的膜分离操作。

10. 软水：利用钠型阳离子交换树脂去除钙、镁离子后的水。

11. 色谱分离：色谱分离也称为色层分离或层析分离，在分析检测中则常称为色谱分析。

它是一种物理的分离方法。

利用多组分混合物中各组分物理化学性质(如吸附力、分子极性、分子形状和大小、分子亲和力、分配系数等)的差别，使各组分以不同程度分布在固定相和流动相中；当多组分混合物随流动相流动时、由于各组分物理化学性质的差别，而以不同的速率移动，使之分离。

12. 结晶：当溶质从液相中析出时，形成晶形物质的过程称为“结晶”。

13. 干燥：常指借热能使物料中水分(或溶剂)气化，并由惰性气体带走所生成的蒸气的过程。

14. 蒸发：使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，而使溶液中溶质浓度提高的过程。

层析原理的应用有哪些

层析原理的应用有哪些1. 什么是层析原理层析原理是一种通过测量物质在不同位置的衰减情况，从而获取物质内部结构信息的方法。

它基于射线的吸收或散射特性，用于解析和显示物体内部的结构和元素分布。

2. 医学领域的应用层析原理在医学领域有着广泛的应用。

以下是层析原理在医学领域的一些应用示例：•CT扫描：CT（计算机断层扫描）通过层析原理，以图像的形式显示出人体内部器官的详细结构。

它可以用于检测和诊断多种疾病，如肿瘤、骨折、脑血管疾病等。

•PET扫描：PET（正电子发射断层扫描）利用层析原理，通过检测体内放射性示踪剂的分布，来获取人体内部代谢和功能信息。

它广泛应用于癌症的早期诊断和评估治疗效果。

•SPECT扫描：SPECT（单光子发射计算机断层扫描）是利用层析原理来获得体内放射性示踪剂的分布情况，与PET类似。

它主要用于心血管疾病的诊断和评估，如心肌灌注显像等。

•核磁共振成像：核磁共振成像（MRI）是一种基于层析原理的成像技术，通过测量核磁共振信号来生成图像。

MRI广泛应用于人体解剖结构、脑功能、关节疾病等的诊断和研究。

3. 工业检测与成像应用层析原理在工业领域也有着重要的应用。

以下是一些工业检测与成像领域常见的层析原理应用示例：•金属检测：层析原理可以应用于金属检测，通过测量射线的吸收情况来检测金属的存在或缺陷。

•岩石勘探：层析原理可以应用于地质领域的岩石勘探中，通过测量岩石的衰减和散射情况来获取地下岩石的信息。

•非破坏检测：层析原理在非破坏检测方面也有很多应用，如检测建筑物和桥梁的内部结构、检测电子设备的缺陷等。

4. 科学研究与探索应用层析原理在科学研究领域也有广泛的应用，以下是一些科学研究与探索的应用示例：•大气科学：层析原理可以应用于大气科学研究中，通过测量大气中不同物质的吸收和散射情况来研究大气成分和气候。

•材料科学：层析原理可以应用于材料科学中，通过测量材料内部的结构和成分分布来研究材料的性质和应用。

一步柱层析纯化血浆分离多种血液制品组分

ＭｅｔｈｏｄｓＳｏｕｒｃｅｐｌａｓｍａｗａｓｌｏａｄｅｄｏｎｔｏｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃｃｏｌｕｍｎａｔａｃｏｎｓｔａｎｔｌｆｏｗｒａｔｅｕｓｉｎｇａｇａｍｓｅ（ｔｕｎｇｓｔｅｎｃａｒｂｉｄｅ）－
ＬＡＷｅｎ－ｊｕｎ，ＷＡＮＧＹａｈ，ＺＨＯＵＪｉｎｇ，ＬＩＮＸｉａｏ・ｆａ，ＺＨＡＮＧＬｉ－ｊｕｎ
ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈｅｎｚｈｅｎＰｌｏｙｔｅｃｈｎｉｅ，
期短、成本低、可去除病毒等优势，其有望成为传统低温乙醇工艺的有效替代技术，应用于工业化生产。
关键词：人血浆；柱层析；扩张床吸附中图分类号：Ｒ５５２Ｒ３９２．３３文献标识码：Ａ文章编号：１００４ — ５５０３（２０１５）０２．０１９４ — ０５
Ｓｈｅｎｚｈｅｎ５１８０５５，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ
Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ：ＺＨＡＮＧＬｉ￣ｕｎ。Ｅ — ｍａｉｌ：ｃ７ｚＯ＇＠ｓｚｐｔ．ｅｄｕ．ｃｎ

层析技术在生物制药中的应用

层析技术在生物制药中的应用
层析技术是一种用于分离和纯化生物制品的重要工具。

在生物制药领域中，层析技术广泛应用于制药原料、生物制剂、重组蛋白、抗体和疫苗等生物制品的生产过程中。

通过层析技术，可以有效地分离和纯化目标生物分子，同时减少不必要的杂质和污染物的存在。

常用的层析技术包括离子交换层析、凝胶过滤层析、亲和层析和逆相高效液相层析。

尤其是亲和层析技术，能够通过特定的亲和剂，选择性地结合目标分子，从而实现高效纯化。

层析技术的应用使得生物制品的质量和纯度得到了显著提高，同时也提高了生产效率和可持续性发展。

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血液制品的制备及应用

血液制品的制备及应用血液制品是通过从人体血液中提取或合成特定的生物分子或细胞，并经过一系列的处理和制备过程，制得的一类药物。

血液制品广泛应用于临床医学，可以用于预防和治疗各种疾病，拯救生命，提高患者生活质量。

下面将对血液制品的制备及应用进行详细阐述。

血液制品的制备主要包括血浆制品和细胞制品两大类。

血浆制品是通过从血浆中提取特定物质，经过一系列加工和处理过程制得的制品。

常见的血浆制品包括免疫球蛋白、凝血因子、白蛋白等。

这些制品可以用于治疗免疫缺陷病、凝血障碍、肝功能不全等疾病。

细胞制品是通过提取、培养和扩增人体细胞，制得的一类制品。

常见的细胞制品包括造血干细胞、干细胞、淋巴细胞等。

这些制品可以用于治疗白血病、骨髓移植、免疫性疾病等疾病。

血浆制品的制备主要通过对采集的血液进行离心和分离，将血浆与其他成分（如红细胞、白细胞等）分离开来。

然后，对血浆进行一系列的加工和处理步骤，如冷冻、加热、加压、过滤等，以去除潜在的病毒、细菌和其他污染物，并保持活性成分的稳定性。

最后，通过浓缩、干燥等步骤，将血浆制品制成相应的药物形式。

细胞制品的制备则需要从骨髓、外周血、胎盘等组织中提取和分离特定的细胞，然后通过培养和扩增的过程，制得大量的特定细胞。

血液制品在临床医学中具有广泛的应用。

一方面，血浆制品可以用于代替或补充机体内缺失的某种物质，比如免疫球蛋白可以应用于免疫缺陷病患者，提供免疫保护；凝血因子可以用于治疗凝血障碍，防止出血等。

另一方面，血液细胞制品可以用于骨髓移植，治疗白血病和造血系统疾病；干细胞可以用于组织工程和再生医学研究，具有广阔的应用前景。

此外，血液制品还可以应用于器官移植等领域，对移植器官的排斥反应有一定的抑制作用。

血液制品的制备和应用也存在一些挑战和问题。

首先，血液制品的制备过程中需要进行多次的加工和处理步骤，容易受到病毒、细菌等污染，因此需要确保制备过程的安全性和有效性。

其次，血液制品的质量和活性成分的稳定性是制备过程中需要解决的关键问题。

层析和膜技术在生物制药中的应用

凝胶层析的应用
分子量测定
测定依据：不同分子量的物质，只要在凝胶的分离范围内（渗入限与排阻限之间），其洗脱体积 Ve及分配系数Kd值随分子量增加而下降。待测物质洗脱体积与分子量关系符合下式： Ve=-KlogM+C
K、C 是常数，为直线方程的斜率和外推截距。同时 Kav=-K′logM +C
层析技术在生物制药中的应用
一. 离子交换层析技术
定义：利用溶液中各种带电颗粒与离子交换剂之间结合力的差异进行物质分离的操作称离子交换法。离子交换剂由惰性的不溶性载体，功能基团和平衡离子组成。平衡离子带正电荷的为阳离子交换剂，平衡离子带负电荷的为阴离子交换剂，可见离子交换剂是一类具有活性基团的荷电固相颗粒。
该法操作简便，需要样品量较少，实用价值较大。
凝胶层析的应用:分子量测定
三. 亲和层析
人们发现生物体中许多高分子化合物具有和某些相对应的专一分子可逆结合的特性，例如酶与底物、抗原与抗体、激素与受体、核糖核酸与其互补的脱氧核糖核酸，多糖与蛋白复合体等，都具有这种特性。生物分子间的这种结合能力称为亲和力，根据生物分子特异亲和力而设计的层析技术称为亲和层析，在亲和层析中起可逆结合的特异性物质称为配基，与配基结合的层析介质称为载体。
离子交换层析技术
离子交换反应：
R—SO3—X+ +Y+ = R—SO3—Y++X+
离子交换剂与交换离子间的作用是由静电引力而产生的，是一个可逆的反应过程，当这个反应达到动态平衡时，其
平衡点随着pH、温度、溶剂的组成及交换剂本身性质的改
变而变化。例如，向平衡体系中加入过量的X+ 离子，反应倾向于生成R-SO3-X+。

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Company’s Radial Flowห้องสมุดไป่ตู้Chromatography Columns Installed at Baxter (one of the world’s largest)
Photo courtesy Baxter confidential 7
confidential 4
Pressure relief valve on sample inlet prevents column damage (not shown in drawing).
How it Works
Radial distribution channels allow uniform distribution of flow to outer wall of column. Bubble trap prevents drying of column.
confidential
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Sepragen Corporation
Innovators in Bioprocessing
• Sepragen has provided state of the art bio-processing technology to the biotech companies for over 25 years. Holds 16 patents. • Sepragen focused on processing of bio-processing: – Inventors of Radial Flow Chromatography – Quantasep Chromatography Systems and Skids – Quantasep 3000 SU Single use Chromatography Systems – Sepraflo Single Use Ion Exchange Resins – QS Buffer Dilution System • The purification products are already used in the biotech industry at Amgen, Baxter, GSK in FDA approved drug manufacture. • Twenty + FDA approved drugs and over 200 global installations. • Current Products address a served market in excess of $10Bn
Packing ports provide direct access so packing can be performed without dismantling the column.
Low bed depth results in low backpressure.
Unpacking ports allow easy unpacking (not shown in drawing).
Wedge Scale Up/ Scale Down Columns
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6
Superflo® radial flow columns offer unprecedented throughput
RFC Column Features

4X FASTER 20 FDA Approved Drugs Linear Scale Up enables faster time to market
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Our CustomersThe “Who’s Who” of Pharma and Biotech
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3
Custom Quantasep Process Chromatography Skids
•Custom Chromatography skids with isocratic or gradient capability •Flow-rates of up to 40 LPM on each Pump •Fully integrated with pumps, UV, pH and conductivity sensors, valves, computer and software •Explosion Proof Systems for working with Alcohol or flammable solvents Custom, Sanitary, 10-40 Liter per minute Class 1 Div 2 Skids
Inert 20µinner porous tube supports gel bed.
Low dead volume of inner channel minimizes backmixing.
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Scale Up Using RFC
Product Range of Radial Columns
Inert 20µouter porous tube provides large cross-sectional area for sample application. Low dead volume of outer channel provides rapid sample entry and minimizes mixing of gradient