[发明专利]应用无孔纤维素珠的静态分离方法

说明书

本发明背景

应用玻璃管或金属管(它们盛有例如珠粒或颗粒这样的分离介质的填充柱)的纯化系统是已知的。这些管被称为“柱盒”。由于将分离介质压实在柱盒内，所以，流速缓慢而且柱盒容量有限。因此，现有技术纯化方法致力于增大分离介质的孔积率而增大流速和柱盒内的容量。这些已知系统的目的是在最短时间内纯化最大量的物质，同时保持低污染物含量和高产品收率。过去的纯化技术的一个问题是，增大分离介质的孔积率实现了更快的流速和更大容量，但是降低了产品收率和质量。

一种过去的方法，它不应用柱盒，而是应用含各种分离介质的动态(即，在过滤部位的机械力)过滤系统。这种老方法和装置也在一定程度上是失败的，因为动态系统的剪切力破坏分离介质和被纯化的生物化合物。

涉及纤维素珠和非纤维素珠的动态过滤的亲合分离的现有方法具有这一缺点，即，珠粒由于动态过滤中的固有剪切力而降解。这些剪切力不可逆地破坏珠粒载体和接枝于或结合于其上的剪切敏感性生物分子。通常，很多多孔性珠粒将由于动态亲合分离装置中的搅拌力和剪切力而破裂。本发明通过利用静态亲合分离方法克服了现有技术的缺点，本方法对珠粒和生物分子的作用温和，但是引起需要纯化的靶化合物与剪切敏感性珠粒和生物分子(它们流过静态切向流滤器)相互混合。

现有技术公开了聚苯乙烯珠粒在亲合分离生物化合物的动态过滤装置中的应用。聚苯乙烯珠粒的应用有某些缺点，例如，生物分子在它们的疏水性表面强烈的非特异性吸附。此外，聚苯乙烯珠粒的珠粒表面具有开口孔，它们截留将与不需要的产品一起被纯化的污染物，并且降低靶化合物的收率和纯度。发现了聚苯乙烯表现高度附聚而粘附在动态亲合分离方法中应用的滤器上。这种聚苯乙烯珠的附聚能使残渣被截留并通过阻塞滤器破坏过滤亲合系统。本发明一个优选的实施方案通过在珠粒表面添加很多连接臂而增强珠粒包覆而克服了现有技术的缺点。珠粒包覆减少了不需要的附聚和滤器阻塞。所述很多连接臂减少了附聚和非特异性结合，导致稳定性的增大和截留的不需要污染物的减少，但能使需要分离的靶化合物附着。

现有技术公开了纤维素在亲合分离生物化合物的动态过滤装置中的应用。现有技术可利用的纤维素颗粒是高度多孔性的颗粒，它们显示对靶物质和污染物的截留。此外，这些高度多孔性现有技术纤维素颗粒能在水性介质中在它们原来的尺寸基础上溶胀25％～400％。另外，现有技术纤维素颗粒对剪切力高度敏感，所以导致在动态滤器中碎裂。本发明在静态切向流动系统中应用了无孔的纤维素珠粒来防止珠粒碎裂。

本发明简述

本发明一个优选的实施方案提供了一种改良亲合分离方法和系统，它包括：一种具有低孔积率和低非特异性结合力的亲合分离介质，以及一种含需要离析的靶化合物的流体，所述靶化合物能结合到静态过滤装置内流体混合环的亲合分离介质上。所述静态过滤装置包括：一个含具有上游侧和下游侧的过滤介质的混合室，一个与过滤介质的上游侧流通的入口，以及一个与过滤介质的下游侧流通的滤液出口，其中，产生了切向流而使亲合分离介质与流体中的靶化合物相互混合。流体能通过过滤介质，但亲合分离介质基本上不能通过过滤介质。通过开启滤液出口使流体通过静态过滤装置的过滤介质而将亲合分离介质与流体分离。于是，可使滤液基本上不含靶化合物。如果需要回收靶化合物和/或如果需要再次使用亲合分离介质，就充分洗涤亲合分离介质，从亲合分离介质洗脱靶化合物，过滤，最后从滤液回收靶化合物，亲合分离介质可再次使用。

优选的本发明装置和系统理想地利用小的、再生的纤维素颗粒，该颗粒没有孔并具有低的非特异性结合性能。本发明优选实施方案的纤维素颗粒由小的、大致球形体构成，它们几乎完全没有不规则性、孔、裂纹等。纤维素体是从粘胶制备的。该改良导致未交联的、高密度的球形纤维素分离支持珠，它们的表面大致没有孔、空隙或陷坑。在某些情况下，如将配体连接到纤维素颗粒上时，当固定液/吸着剂相互作用只发生在颗粒的外表面时，可以最优化色谱分离。在这些情况下，存在任何大小能容纳固定液分子的孔都是不能允许的；否则，基于扩散的干扰会不利地使纯化合物离析。

纤维素珠实际上是非晶态。固定在环氧基质中的颗粒部分的电子显微照片显示这样的结构：纤维素颗粒表现为具有大致厚度为1,000～2,000埃的稠密无孔的外壳和更多孔的闭室型内部。颗粒的形状基本呈球形。所述纤维素颗粒基本上不可溶胀，在约1～13的pH范围内保持稳定。