- 研究该课题的目的意义和国内外研究概况。
生物制药技术是21世纪极具潜力的高科技技术以及新兴产业。它的迅速发展为制药行业以及人们的健康保障带来了巨大的改变和影响。生物制药技术的发展可以帮助人类解决很多目前无法医治疾病的治疗问题。
单克隆抗体药物即为分子靶向药物,是生物制药产业中最大类别的产品,如今已被成功用于治疗肿瘤,癌症等多种疾病领域,经过多年的发展,近年来我国单克隆抗体药物发展迅猛,单克隆抗体药物未来将再次引领生物医药产品的浪潮,前景无限。
近几年,单抗的生产方式在不断增大的市场需求推动下日益精进,上游培养细胞方式由较早期的补料分批培养转变为浓缩补料分批培养再到连续灌注培养,前者细胞上清的滴度大幅提高,后者则以大体积滴度的澄清收获液为主要特征。面对各类不同特性的上清以及不断扩大的生产规模,对细胞上清液进行蛋白分离纯化的下游工艺也亟需优化改革。另外,下游纯化工段占单抗生产成本的50%-80%,因此降低成本也是不容忽视的问题。总之出于各方面因素考虑,我认为下游纯化工艺的优化与发展迫在眉睫,因此现对常用的纯化工艺在应对高产量及大规模生产需求下的进展进行研究。
国内外研究现状是:国外大规模生产主要采用模拟移动床色谱、双水相萃取和膜色谱等方法来纯化单抗。模拟移动床色谱应用最广、发展最为迅速;双水相萃取体系操作条件温和,分离时间短,只需1至2分钟,蛋白不易失活;膜色谱分离效率高,易于放大,操作条件温和。国内由于色谱操作处理能力受限,同一批细胞培养出来的抗体只能通过不断的循环加工处理来完成。随着分离纯化技术进一步发展,一些依赖非色谱纯化技术如选择性沉淀或高选择性的液-液分离技术或许是解决此问题的另一个方向。
- 毕业论文的理论依据,研究方法,研究的内容。
我所要研究的是亲和层析,低pH病毒灭活,深层过滤,阴离子膜层析,阳离子层析,除病毒膜过滤,超滤等。亲和层析是利用生物大分子与某些相对应的专一分子特异识别和可逆结合的特性而建立起来的一种分离生物大分子的层析方法。更是分离蛋白质的一种及有效的方法,常只需一步处理即可得到纯度较高的某种蛋白质。它是根据不同蛋白质对特定配体的特异而非共价结合的能力不同进行蛋白质分离的,将具有特殊结构的亲和分子制成固相吸附剂放置在层析柱中,当要被分离的蛋白混合液通过层析柱时,与吸附剂具有亲和能力的蛋白质就会被吸附而滞留在层析柱中。那些没有亲和力的蛋白质由于不被吸附,直接流出,从而与被分离的蛋白质分开,然后选用适当的洗脱液, 改变结合条件将被结合的蛋白质洗脱下来,这种分离纯化蛋白质的方法称为亲和层析。低pH病毒灭活属于让病毒蛋白质变性的范畴。低pH孵育是专属的病毒灭活步骤,对包膜病毒有极强的灭活作用。低pH造成病毒包膜上的蛋白结构、膜结构、衣壳结构变化,从而去除病毒的传染能力。深层过滤是指当颗粒尺寸小于介质孔道直径时,不能在过滤介质表面形成滤饼, 这些颗粒便进入介质内部,借惯性和扩散作用趋近孔道壁面,并在静电和表面力的作用下沉积下来,从而与流体分离。离子交换层析法是从复杂的混合物中,分离性质相似大分子的方法之一,依据的原理是物质的酸碱性,极性,所带阴阳离子的不同。电荷不同的物质,对管柱上的离子交换剂有不同的亲和力,改变冲洗液的离子强度和pH值,物质就能依次从层析柱中分离出来。超滤的原理是在超滤膜筛分过程中,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。而我所要研究的是亲和层析法,低pH病毒灭活,深层过滤,阴离子膜层析,阳离子层析,除病毒膜过滤,超滤等在单抗商业化生产中纯化基本工艺中的应用。了解单抗纯化中设计的物料、设备。了解单抗纯化生成工艺和过程控制。
- 课题研究的现状,所具备的研究条件,以及在研究过程中可能存在的问题。
目前已经开始进行初步研究,了解了整个单抗纯化基本工艺的流程,准备进入车间进行单抗纯化的一些操作,对单抗纯化进行进一步的研究。免疫亲和层析法所需要的仪器都具备,完全满足对单抗纯化研究的需求。目前还没有遇到什么问题,在后续的研究工程中一旦出现一些非预期的问题会在后续论文中进行阐述。
- 课题研究的预期研究成果。
预期研究成果是通过单抗生产下游工艺的八个步骤完成对单抗的纯化。八个步骤依次是亲和层析、低pH病毒灭活、深层过滤、阴离子膜层析、阳离子层析、除病毒膜过滤、超滤和除菌过滤。在实验过程中,通过以上实验的操作和得到的结果对以上提及的纯化方法进行完善和改进,从而进一步提高单抗纯化的产率和进一步减少蛋白纯化的生产成本。通过的操作和得到的结果对以上提及的纯化方法进行完善和改进,从而进一步提高单抗纯化的产率和进一步减少蛋白纯化的生产成本。
- 毕业论文课题研究的进度安排。
2021.04.12之前完成对单抗纯化过程中涉及到的物料,设备的了解;2021.05.28前完成对单抗纯化生产工艺和过程控制的了解。