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病毒分离纯化挑战与突破

 春节期间一场突如其来的新型冠状病毒肺l炎疫情导致超近8万人感l染，超过2700人失去生命，1000多万人口的武汉实施了史l上前l所未有的封城。这个让中国的经济活动几乎处于停顿状态，让全世界感到恐慌的肺l炎疫情却是由小小的病毒引起的，它们是如此之小，以至于您无法在光学显微镜看清楚它们。这次疫情即让我们体会到自然界的威力也让我们体会到自然界无穷的奥妙。即使是科学技术高度发达的今天对这种病毒的了解也是非常有限，对病毒引起的很多疾病我们也没有很多好的应对方法。人类不仅仅只是这次遭受病毒引起的肺l炎疫情磨难，其

实各种流l感、艾l滋病、麻l疹、风l疹、天花、水l痘、病l毒性肝l炎、流行性乙型脑炎等各种疾病都是病毒引起的。

层析介质功能基团对生物分离性能的影响

   功能基团的物理和化学性能是影响层析介质与目标分子的作用的主要因素，主要决定了生物分离模式并影响其分离的选择性和载量，因此选择合适功能配基及密度尤其重要。另外配基与基球表面距离也会影响其介质的分离性能，配基与基球表面距离可以通过链接配基和基球的手臂分子来调节。

病毒分离纯化的挑战与解决方案

 病毒结构通常由蛋白质为衣壳及核酸为内芯组成，其尺寸在20-100纳米之间，与单一蛋白或核酸生物分子相比其结构复杂得多，分子量也大很多。因此用于蛋白分离纯化的层析介质很难满足病毒的分离纯化的要求。主要原因是病毒尺寸大，而传统蛋白分离纯化的介质孔径小，因此病毒在传统层析介质的扩散速度慢，病毒在常规蛋白层析介质上的吸附只限于外表面一薄层区域，导致载量低，并使得病毒在操作中大量失活。为了满足病毒分离纯化需求，纳微开发出三种病毒分离纯化介质及解决方案，分别为超大孔单分散聚合物层析介质用于病毒分离纯化；小粒径无孔层析介质分离纯化病毒；孔径均一的整体柱分离纯化病毒。

小粒径无孔单分散层析介质用于病毒的分离纯化

传统的层析介质填料都是多孔的微球，因为多孔微球材料的比表面积大，因而可以对一般生物分子分离提供较高的吸附载量。层析介质的孔径一般都小于2000?（通常都小于100纳米）。而很多病毒颗粒的粒径一般都大于20纳米，有的甚至都超过100纳米。由于体积排阻的原因，病毒颗粒无法扩散进入层析介质的孔内，因而在层析吸附病毒颗粒时只有介质微球的外表面可以利用，孔内表面积由于体积排阻的原因而无法吸附病毒颗粒。然而，病毒样品中的杂质分子一般都比病毒小，因而可以扩散进入层析介质孔内被吸附在里面。由于传统层析介质孔内表面积远远大于介质微球外表面积，杂质吸附往往由于孔内表面积的存在而非常显著，吸附洗脱时杂质含量因而较高，病毒颗粒纯化效果往往不理想。无孔层析介质由于没有大量只能容纳杂质进入而病毒颗粒无法扩散进入的内孔，病毒颗粒在介质外表面的层析吸附量虽然不会有明显变化，但样品中的杂质被层析吸附的量会显著减少。因此经无孔层析填料层析洗脱后，病毒样品的分离纯度显著提高。

连续层析提高生产效率    随着细胞培养技术的迅猛发展，蛋白表达量不断增加以及新兴的连续灌流培养技术的发展对下游纯化效率提出越来越高的要求。批次层析越来越难以满足生产的需求，而连续层析由多根串联的层析柱组成，因为第二根柱子可以承接并吸附从根层析柱流穿的，因此根柱子可以持续上样到更高的蛋白穿透从而显著提高层析柱的使用载量，进而提高介质利用率，降低生产成本。连续层析可以极大提高设备的利用率，缩短生产周期，还可以减少缓冲液的消耗。