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樂(lè )布斯發(fā)布第四代層析技術(shù)-整體柱

樂(lè )布斯第四代整體柱的由來(lái)


樂(lè )布斯創(chuàng )業(yè)團隊擁有中國早一批生物制藥蛋白質(zhì)結構解析及分離制備領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人才,也擁有***早一批研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化國產(chǎn)球形層析介質(zhì)的材料專(zhuān)家。樂(lè )布斯擁有在行業(yè)內沉淀了十幾年的材料學(xué)專(zhuān)家、擁有獨特的親水性修飾技術(shù)、全自主配基合成、鍵合技術(shù)。樂(lè )布斯創(chuàng )始團隊在整個(gè)中國生物醫藥層析裝備、耗材市場(chǎng)積累了十幾年的行業(yè)經(jīng)驗。同樣樂(lè )布斯也是***批深耕新興細胞治療、基因治療、核酸藥物領(lǐng)域的供應商。

伴隨著(zhù)過(guò)去十年的生物制藥的高速發(fā)展,也伴隨著(zhù)國內供應商產(chǎn)品線(xiàn)不斷齊全,國產(chǎn)裝備耗材逐漸步入整體解決方案時(shí)代。然而我們的國產(chǎn)單品無(wú)論是在性能上、文件體系上仍與國際供應商存在較大差距,我們更需要在細分領(lǐng)域里面耕耘。


新型治療領(lǐng)域對層析介質(zhì)的需求量相對傳統蛋白藥物分離領(lǐng)域極其有限,然而對純度、活性、載量、回收率的要求非??量?。傳統層析介質(zhì)廠(chǎng)家球形填料性能無(wú)法很好的滿(mǎn)足新興市場(chǎng)對于高質(zhì)量分離純化的要求,同時(shí)由于其有限的市場(chǎng)容量,傳統層析介質(zhì)廠(chǎng)家如果聚焦于新型治療市場(chǎng),將面臨入不敷出的情況。樂(lè )布斯創(chuàng )始團隊早在十年前就開(kāi)始關(guān)注新型治療的未來(lái)發(fā)展,也在關(guān)注整體柱技術(shù)的應用。伴隨著(zhù)新冠疫情對新型治療市場(chǎng)的促進(jìn),由于整體柱在超大分子分離制備中的優(yōu)越性能,整體柱也成為樂(lè )布斯細分領(lǐng)域的一個(gè)重要管線(xiàn)。


球形層析填料篇


由于***代層析介質(zhì)顆粒均一度差、殘留嚴重、塔板低、非特異性吸附嚴重、分辨率低、填裝困難等諸多因素限制。限制了其在現代生物制藥的發(fā)展。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步,在精細分離之中,逐步出現了更精細的球形分離純化介質(zhì),我們稱(chēng)之為第二代層析技術(shù)。第二代層析技術(shù)奠定了現代生物制藥工業(yè)分離制備的基礎。


層析介質(zhì)按照層析技術(shù)的類(lèi)型分為:凝膠過(guò)濾介質(zhì)、離子交換介質(zhì)、疏水作用層析介質(zhì)、反相層析介質(zhì)、親和層析介質(zhì)等。


第二代層析技術(shù)主要是非均粒微球,骨架為硅酸鹽骨架、PS/DVB骨架、pMMA骨架、纖維素骨架。第二代層析技術(shù)典型企業(yè):Cytiva、東曹、伯樂(lè )、博格隆、博進(jìn)、華純、千純、百林科……


第二代層析介質(zhì)顆粒有大有小,不同批次之間顆粒直徑之間存在較大差異。雖然第二代層析技術(shù)在制備后期會(huì )進(jìn)行粒徑篩分,取得了較高的均一度。但在使用中,存在填裝困難、柱床塔板數偏差較大等問(wèn)題,同時(shí)介質(zhì)篩分過(guò)程生產(chǎn)效率低下。影響現代制藥工業(yè)對更高分辨率、更高回收率、更短的供應鏈交期的追求。


在此基礎上,一些層析介質(zhì)廠(chǎng)家,逐步突破技術(shù)瓶頸。開(kāi)發(fā)出粒徑均一可控的層析介質(zhì)。我們稱(chēng)之為第三代層析技術(shù)。第三代層析技術(shù)典型企業(yè):Thermo(Poros)、納微科技……


隨著(zhù)科技由表觀(guān)遺傳到微觀(guān)分子生物學(xué)的突飛猛進(jìn),藥物也有小分子化合物到大分子蛋白逐步到病毒載體和核酸藥物等超大分子演進(jìn)。


慢病毒、腺病毒、腺相關(guān)病毒、mRNA、DNA、外泌體等屬于超大分子,平均粒徑在20nm~400nm,以典型抗體分離純化常用層析介質(zhì)為例,孔徑一般在100nm左右。目標分子如果有效進(jìn)入介質(zhì)中,層析介質(zhì)孔徑一般在目標物粒徑的至少3~10倍以上。新型治療領(lǐng)域里載體分子直徑遠遠超過(guò)球形層析介質(zhì)的孔徑。利用現有球形層析介質(zhì)無(wú)法得到有效分離。


雖然很多球形填料廠(chǎng)家不斷努力,通過(guò)增加填料孔徑來(lái)改善分離效果。但孔徑越大,對填料的制備工藝要求就愈發(fā)苛刻。超大孔層析介質(zhì)剛性變差、諸如Poros填料使用中很容易出現填料破碎沉積的現象。超大孔層析介質(zhì)載量的提升只能通過(guò)增加孔隙率,但孔隙率的增加有限。


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無(wú)論第二代、第三代填料如何演進(jìn)、改良,都無(wú)法掩蓋其在新型治療領(lǐng)域里的先天性缺陷:

1.球形填料的有效載量:球形填料的有效載量受填料大孔比表面積的限制,球形填料大孔只占整個(gè)球體2%左右,因此其載量提升有限。

2.球形填料的流速:由于流速與填料的載量、分辨率成反比,所以球形填料要在流速、載量、分辨率三角中取得平衡。

3.球形填料的分辨率:由于超大分子體型巨大,配基與超大分子之間的空間位阻往往不夠,難以做到有效的塔板平衡。分辨率跟分子直徑成反比,因此,球形填料的分辨率會(huì )伴隨超大分子體積的增大而顯著(zhù)降低。

4.球形填料的渦流/剪切:樣品在流經(jīng)球形填料之間的縫隙,會(huì )形成漩渦,稱(chēng)之為渦流。渦流會(huì )帶來(lái)剪切,剪切對以病毒非病毒作為載體的新興治療領(lǐng)域而言,對超大生物分子的破壞作用非常嚴重。

5.球形填料的彌散:彌散又叫分子擴散,液體在層析柱從上之下順篩板流動(dòng)過(guò)程中,溶液本身存在分子擴散作用,在填料的阻擋下,擴散作用加劇。彌散是分辨率天然的敵人,會(huì )降層析的分辨率。

6.球形填料的工藝時(shí)間:在層析工藝中,為了獲得更高的分辨率與載量,一般會(huì )降低上樣流速。一般一個(gè)純化步驟在3~6小時(shí),過(guò)長(cháng)的體外操作工藝時(shí)間對超大分子的活性損傷是不可逆的。

7.一次性工藝發(fā)展方向:雖然市面上推出預裝柱個(gè)性化定制填裝服務(wù)產(chǎn)品,但無(wú)法滿(mǎn)足新型治療領(lǐng)域里對標準化無(wú)菌保障一次性層析柱的硬需求。

整體柱(Monolithic Column)----第四代層析技術(shù)

整體柱為海綿狀整體結構,整體柱平均孔徑做到1μm~6μm甚至更大,樂(lè )布斯將孔徑控制在2μm,滿(mǎn)足超大分子的浸潤穿透。典型的mRNA病毒粒子等超大分子平均直徑在200nm左右,2um孔徑的整體柱是mRNA等超大分子直徑的10倍甚至更高,超大分子可以很輕易的進(jìn)入到整體柱孔道中。且整體柱每個(gè)孔道對應至少16個(gè)流向,超大分子可以有效的進(jìn)入整體柱孔道內,能獲得更高的載量。


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如上圖所示,樂(lè )布斯(上海)分離技術(shù)有限公司可以做到與國際B公司幾乎一致的孔道分布,可以有效保障國內供應鏈的安全。


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樂(lè )布斯(上海)分離技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的整體柱,外觀(guān)可以為棒狀、圓餅狀、環(huán)狀等多種形狀,無(wú)論何種形狀,其孔道結構均不會(huì )發(fā)生變化。(上圖源自于網(wǎng)絡(luò ))

整體柱的優(yōu)勢

1.整體柱的載量:整體柱由于其完全開(kāi)放的孔道,擁有更大的比表面積,超大生物分子載量遠高于傳統球形介質(zhì)。

2.整體柱的流速:由于整體柱的層流特性,其載量、分辨率完全不受流速影響。

3.整體柱分辨率:由于整體柱的層流結構,配基與超大分子之間擁有充足的空間位阻,可以做到有效的塔板平衡。分辨率不受分子直徑、流速的限制。

4.整體柱的渦流/剪切:超大分子在整體柱中屬于層流,分子本身運動(dòng)過(guò)程中的隨機翻滾即可抵消層流中的渦流帶來(lái)的剪切,因此,對超大生物分子的生物學(xué)活性得到了很好的保護。

5.整體柱的彌散:由于其優(yōu)異的海綿狀全開(kāi)放層流結構,流體流經(jīng)的過(guò)程中極少遇到阻礙。擴散作用微弱,對分辨率的影響極低。

6.整體柱的工藝時(shí)間:由于其載量、分辨率、剪切均與流速無(wú)關(guān)。整體柱層析時(shí)間可以縮短到10~40分鐘。極大縮短工藝時(shí)間,同時(shí)保障產(chǎn)品活性。

7.一次性工藝發(fā)展方向:整體柱內部為一體成型,無(wú)需用戶(hù)填裝??梢孕纬蓸藴薀o(wú)菌商業(yè)化產(chǎn)品,配合無(wú)菌訂制管路,實(shí)現真正意義上的一次性工藝。

2020年,賽多利斯以3.5億歐元收購BIA,成為目前全球***商業(yè)化整體柱的外資化企業(yè)。樂(lè )布斯(上海)分離技術(shù)有限公司,是繼BIA之后全球第二家推出商業(yè)化整體柱產(chǎn)品的供應商,也是國內首家商業(yè)化整體柱產(chǎn)品的供應商。目前樂(lè )布斯可以大規模商業(yè)化從1ml~20L一系列規格尺寸的整體柱,滿(mǎn)足新型治療市場(chǎng)的放大需求。不僅于此,樂(lè )布斯仍然擁有單個(gè)更小、更大尺寸整體柱的制備能力。樂(lè )布斯同時(shí)可以將整體柱制作成特定的形狀,而不影響其孔道結構及分離效率。樂(lè )布斯也可以根據用戶(hù)需求進(jìn)行特殊規格的定制設計。


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上圖從左到右依次為樂(lè )布斯(上海)分離技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的1mL、8mL、80mL、800mL整體柱柱芯實(shí)物圖。

型號

配基

孔徑

應用

LabsTM-MlS-Gen1-Q,1mL

季銨鹽

2μm

AAV空殼/實(shí)心的分離、噬菌體精純

LabsTM-MlS-Gen1-SP,1mL

磺酸基

2μm

AAV中純

LabsTM-MlS-Gen1-DEAE,1mL

二乙胺

2μm

pDNA捕獲

LabsTM-MlS-Gen1-CM,1mL

羧基

2μm

外泌體分離純化

LabsTM-MlS-Gen1-C4,1mL

丁基

2μm

收集超螺旋pDNA,去除開(kāi)環(huán)及線(xiàn)性化pDNA;mRNA純化

LabsTM-MlS-Gen1-OH,1mL

羥基

2μm

AAV捕獲、噬菌體捕獲


樂(lè )布斯會(huì )持續投入,圍繞整體柱及CGT市場(chǎng)不斷開(kāi)發(fā)完善產(chǎn)品線(xiàn)。也期待業(yè)內同仁及客戶(hù)給予更多的支持、提供更多的寶貴意見(jiàn)。

詳細信息,請與樂(lè )布斯工作人員聯(lián)系。

關(guān)于樂(lè )布斯

樂(lè )布斯(上海)生物科技有限公司,是一家專(zhuān)注于新興生物治療市場(chǎng)分離制備相關(guān)耗材及工藝的供應商。我公司主要研發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)銷(xiāo)售細胞治療、基因治療、mRNA及核酸藥物工藝開(kāi)發(fā)相關(guān)層析介質(zhì)、無(wú)菌定制流路、蛋白酶工程的加工生產(chǎn)以及相關(guān)工藝開(kāi)發(fā)的綜合性公司。
我公司與南京大學(xué)、新西蘭奧克蘭大學(xué)、復旦大學(xué)、浙江大學(xué)、北京理工大學(xué)等眾多研究機構合作。專(zhuān)注于細胞治療、基因治療、mRNA、小核酸、合成生物學(xué)專(zhuān)用層析介質(zhì)及工具酶的開(kāi)發(fā)。
設有南京微球研發(fā)基地、安徽微球生產(chǎn)基地、河北衡水化學(xué)合成及后處理研發(fā)中心、山東淄博商業(yè)化車(chē)間。上海奉賢蛋白工程研發(fā)產(chǎn)業(yè)化基地。公司技術(shù)和研發(fā)實(shí)力雄厚,是國內眾多生物醫藥上市企業(yè)信賴(lài)的長(cháng)期合作伙伴。
樂(lè )布斯同時(shí)授權經(jīng)營(yíng)國際知名品牌瑞普利金全系列工藝產(chǎn)品,主要代理產(chǎn)品為:XCell ATF灌流設備、Spectrum TFF切向流設備、中空纖維膜柱、平板膜包、層析系統、預裝層析柱、層析介質(zhì)。同時(shí)代理REBEL 全自動(dòng)生化分析儀、 代理Implen 超微量分光光度計、代理安及義反應器、水機等產(chǎn)品。

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