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纯化小技巧 | 阳离子多模式填料 MMC系列在抗体纯化中的应用分享


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抗体类药物(如单抗、双抗、Fc融合蛋白等)的下游纯化工艺中,精纯步骤(特别是去除聚集体、宿主细胞蛋白HCP、DNA、病毒等关键杂质)对产品质量至关重要。传统阳离子交换层析(CEX)是常用手段,然而在处理复杂样品或追求更高工艺稳健性时,常面临操作窗口窄、部分杂质去除效率受限等挑战。


为应对这些挑战,多模式层析技术凭借其独特的选择性和分离能力,逐渐成为传统离子交换层析的重要补充甚至替代方案。多模式层析结合了多种相互作用机制(如静电作用、疏水作用和氢键等),能够在更宽的操作条件下实现高效杂质去除,同时保持目标产物的高回收率。

本文将重点介绍,百林科阳离子多模式MMC系列填料的性能特点及其在抗体类药物纯化中的实际应用案例。


阳离子多模式系列产品

MaXtar® MMC (平均粒径90 μm)和MaXtar® MMC HR(平均粒径40 μm),两款填料由多个不同性质的基团组成:羧基、氢键和疏水基团。相比于传统的单一层析模式,多模式层析填料的配基可以表现出多种不同模式的作用力,在一个步骤中实现对各种类型杂质的选择性清除,从而提高回收率和产品质量,具有明显的性能优势:


  • 高容量,节省时间和成本;HR细粒径兼具更高的分辨率。

  • 生产工艺中,有着较宽的pH和电导率操作窗口。

  • MaXtar® 基架具有高耐压机械性能,适用于大规模生产。

  • 较好的耐盐性,MaXtar® MMC适用于各类重组蛋白等项目的捕获步骤,节省换液时间。

  • 在抗体等应用领域的中纯或精纯步骤中,有着高效的去除聚集体和其他杂质的能力。



抗体结合载量表现

  • 层析柱:4.7 mL

  • 样品:纯品IgG1(CHO细胞表达)

  • 保留时间:上样阶段5min

  • 结合缓冲液:50mM HAc-NaAc,pH5.5


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图1:MaXtar® MMC抗体结合载量表现


小结:离子结合模式下:MaXtar® MMC 平均载量50 mg/mL;MaXtar® MMC HR平均载量60 mg/mL。



抗体耐盐性表征

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图2:MaXtar® MMC耐盐测试 


小结:实验表明MaXtar® MMC填料在离子结合模式下:使用50mM HAc-NaAc,pH5.5缓冲液,依次增NaCl浓度进行测试,结果显示,150 mM NaCl(17 mS/cm)以下,IgG仍维持较好结合力。



压力流速曲线

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图3:MaXtar® MMC压力流速曲线 


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图4:MaXtar® MMC HR压力流速曲线 


小结: MaXtar® MMC和 MaXtar® MMC HR均有良好的机械性能,细粒径HR,同样满足商业化放大使用。


应用案例1:MaXtar® MMC HR

在抗体项目中有效去除聚体和片段

测试条件:

  • 层析填料:MaXtar® MMC HR

  • 样品:单抗样品 (15 mg/mL)

  • Buffer A:50mM NaAc-HAc ,pH 5.5

  • Buffer B:20 mM PB,0.5M NaCl,pH 7.0

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表1:MaXtar® MMC HR工艺数据 


小结: 经过MaXtar® MMC HR层析纯化后,聚体含量由6.43%降至0.45%,片段由13.99%降至1.12%。实验结果表明:MaXtar® MMC HR对聚体和片段去除效果明显。



应用案例2:MaXtar® MMC HR

在抗体项目中去除酸碱峰

测试条件:

  • 层析填料: MaXtar® MMC HR 4.7mL

  • 上样: 样品 Cond 3mS/cm  pH5.5(<20 mg/mL)  

  • BufferA: 50 mM NaAC-HAC  pH 5.5

  • BufferB: 50 mM NaAC-HAC  1M NaCl   pH 5.5

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图5:MaXtar® MMC HR洗脱图谱

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图5:MaXtar® MMC HR洗脱图谱


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表2:MaXtar® MMC HR数据 


小结:结果表明:MaXtar® MMC HR对酸性电荷异构体有明显的去除效果,酸峰分布在前,碱峰在后。



使用选择及Tips

  • MaXtar® MMC平均粒径90 μm,MaXtar® MMC HR平均粒径40 μm。除基架粒径不同,MaXtar® MMC HR的配基密度

  • 若样品疏水性较强,使用MMC系列盐和pH无法有效洗脱时,建议使用盐/pH双梯度洗脱。

  • 若样品有聚体,片段和酸碱峰产品相关杂质负荷较高时,推荐分辨率更高的MaXtar® MMC HR。

  • 工艺开发时需结合样品特性和纯化目标综合评估设计,重点要平衡好纯度和收率的关系。



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