고품질 재조합 단백질 정제에 대한 안내서 : 다운 스트림 공정 최적화 및 접선 흐름 여과 응용

재조합 단백질은 바이오 제약, 백신 발달 및 시험 관내 진단 . 그들의 정화 품질에 직접적으로 사용됩니다. 그들의 정화 품질은 최종 제품의 활성, 안정성 및 안전에 직접 영향을 미칩니다 . 하향 스트림 정제는 고용성, 고소도 단백질을 얻기위한 중요한 단계입니다 (4}}.. {Tff and) 단백질 정제 워크 플로에서 점점 더 중요한 도구가되고 있습니다 .

이 기사는 TFF 기술의 적용 전략에 중점을 둔 재조합 단백질의 다운 스트림 정제의 주요 단계를 체계적으로 요약합니다. . 연구 및 산업 사용자가 정제 과정을 최적화하고 단백질 품질 향상 .을 지원하는 것을 목표로합니다.

 

I . 재조합 단백질의 다운 스트림 정제에서 코어 단계

1. 세포 수확 및 용해

원심 분리/깊이 여과 : 세포 잔해 및 불순물을 제거합니다. 박테리아, 효모 등 ., 발현 시스템 .에 적합합니다.

초음파 처리/고압 균질화 : 세포를 파괴하여 표적 단백질을 방출합니다. 조건은 단백질 변성을 방지하기 위해 최적화가 필요합니다 .

효소 용해 : e . g ., 박테리아에 대한 리소자임 치료; 부드러운 조건이지만 더 높은 비용 .

2. 1 차 정제 : 표적 단백질의 캡처

친 화성 크로마토 그래피 (e . g ., Histag, 단백질 A/G) : 높은 특이성 결합; 단일 단계에서 고순도를 달성합니다 .

이온 교환 크로마토 그래피 (IEX) : 전하 차이에 기초하여 단백질을 분리합니다. 초기-마디 스테이지 정제에 적합 .

소수성 상호 작용 크로마토 그래피 (HIC) : 단백질 표면 소수성의 차이를 활용합니다. 정제하기 어려운 단백질 .에 효과적입니다.

3. 연마 : 순도 향상

크기 배제 크로마토 그래피 (SEC) : 응집체 및 소분자 불순물을 제거합니다. 제한된 하중 용량 .

멀티 모달 크로마토 그래피 (e . g ., Capto Adhere) : 고해상도 .의 여러 상호 작용 모드를 결합합니다.

4. 농도 및 완충액 교환

Ultrafiltration Centrifugal 장치 : 소규모 샘플에 적합; 단백질 손실 경향 .

접선 흐름 여과 (TFF) : 효율적이고 확장 가능하며 산업 생산에 이상적 (나중에 자세히 설명) .

5. 멸균 및 저장

0 . 22 µm 여과 : 무균을 보장하는 미생물을 제거합니다.

안정제 추가 (e . g ., 글리세롤, BSA) : 단백질 분해 방지 .

 

II . 다운 스트림 정제에서 접선 흐름 여과 (TFF)의 주요 응용

접선 흐름 여과 (TFF)는 접선 흐름을 통한 막을 감소시켜 큰 대량 샘플 . 농축, 탈염 및 버퍼 교환에 적합합니다. . g., UltraFiltration Centrifgation) ..

 

1. TFF 기술의 장점

✔ 높은 회복 : 단백질 흡착 손실을 최소화합니다. 특히 귀중한 샘플에 중요합니다 .

✔ 선형 확장 성 : 실험실 척도 (10 ml)에서 생산 척도 (1000L+) .까지 적용 가능합니다.

✔ 프로세스 유연성 : 단일 시스템은 집중, 투석 (버퍼 교환) 및 디아프 트레이션을 수행 할 수 있습니다 .

 

2. TFF 카세트/멤브레인 선택 안내서

막 재료	형질	응용 프로그램 시나리오
폴리에 테 설 폰 (PES)	낮은 단백질 결합, 화학적으로 안정 (pH 내성), 높은 플럭스	가혹한 버퍼 조건
재생 셀룰로오스 (RC)	낮은 단백질 결합, 높은 플럭스, 일상적인 단백질	일상적인 단백질/항체 정제

분자량 컷오프 (MWCO) 선택 가이드 라인 :

표적 단백질 분자량의 1/3 내지 1/5 (e {. g ., 30 kDa 단백질의 경우 10 kDa 멤브레인을 사용) .

골재를 제거하려면 더 작은 기공 크기를 선택하십시오 (e . g .은 100 kDa 단백질에 50 kDa 멤브레인을 사용하십시오) ..

 

3. 임계 TFF 작동 매개 변수의 최적화

막 횡단 압력 (TMP) : 일반적으로 3-15psi; 지나치게 높은 TMP는 파울 링을 촉진합니다 .

접선 유량 : 농도 분극을 최소화하기 위해 난기류를 유지합니다. 일반적으로 4–8 l/min · m² .

수율 개선 기술 :

완전한 교환을 위해 Diafiltration 동안 2-5 버퍼 볼륨을 사용하십시오 .

잔류 단백질 .을 회복하기 위해 끝에서 백 플러싱을 수행하십시오.

 

4. 전형적인 사례 연구 : 모노클로 날 항체 (MAB) 정제

명확한 세포 배양 유체 → 단백질 A 친 화성 크로마토 그래피 → 낮은 -PH 바이러스 불 활성화 → TFF 농도 + 완충액 교환 → 연마 (SEC/IEX) → 멸균 여과

 

TFF 역할 :

희석 단백질을 빠르게 집중시킵니다. a 표적 농도 .에 대한 용출된다.

버퍼를 PBS 또는 제형 버퍼로 교환합니다 (e . g ., 히스티딘 버퍼) ..

 

III . 일반적인 문제 및 솔루션

❌ 문제 1 : 단백질 회복이 낮습니다

가능한 원인 : 막 흡착; 과도한 농도로 인한 강수 .

솔루션 : 낮은 바인딩 멤브레인으로 전환; 계면 활성제를 추가하십시오 (e . g ., 0 . 01% 트윈 20).

❌ 문제 2 : 빠른 플럭스 감소

가능한 원인 : 멤브레인 오염 또는 농도 분극 .

솔루션 : 접선 유량 최적화; 정기적 인 백 플러싱을 구현합니다. 보다 개방형 멤브레인 구조로 전환하십시오 (e . g ., 10 kDa 대신 30 kDa) .

❌ 문제 3 : 단백질 응집

가능한 원인 : 과도한 전단력; 부적합한 버퍼 .

솔루션 : 펌프 속도 감소; 온화한 버퍼 (e . g ., 자당 또는 NaCl을 포함하는 . 사용

 

iv . 요약

고품질 재조합 단백질을 얻는 것은 다운 스트림 정제 공정 최적화 . 접선 흐름 여과 (TFF) 기술의 효율성과 확장 성을 갖는 데 의존합니다. 효율성과 확장 성으로 농도 및 버퍼 교환을위한 중요한 도구가되었습니다. .은 합리적으로 막 카세트를 선택하고, 파라미터를 최적화하고, 크로마 미팅을 최적화하고, 크로마 메이터를 최적화함으로써 .. 강화, 연구 및 산업 규모 생산의 요구를 충족 .