[发明专利]一种生物磁性微球及其制备方法和应用

说明书

本发明第一方面提供了一种生物磁性微球，包括磁性微球本体，所述磁性微球本体外表面具有至少一种带有线性主链和支链的聚合物，所述线性主链的一端固定于磁性微球本体外表面，聚合物的其他端游离于磁性微球本体外表面，所述生物磁性微球的聚合物的支链末端连接有脱硫生物素。本发明还提供了基于第一方面提供的生物磁性微球进行的改进，以及制备方法和应用。本发明的生物磁性微球除了具有普通的生物素磁性微球的一切优点之外，对于目标蛋白的分离纯化相对于普通的生物素磁性微球更加简单高效。

技术领域

本发明属于生物化学技术领域，具体涉及一种生物磁性微球及其制备方法和应用。

背景技术

蛋白，包括但不限于抗体、抗体片段或其融合蛋白的分离纯化是生物药生产工艺流程中的重要下游环节，分离纯化的效果和效率直接影响蛋白药物的质量和生产成本。对于蛋白纯化，现阶段常用琼脂糖凝胶等材料作为纯化柱或纯化微球载体。现有技术中，对抗体类物质(如抗体分子、抗体片段或其融合蛋白)的分离纯化，生产技术人员主要通过蛋白A(简称：Protein A)亲和吸附柱对发酵液或反应液中的抗体分子进行分离纯化。蛋白A柱中，通过载体上固定的蛋白A与抗体分子Fc端的特异位点进行特异性结合，从而实现将抗体从溶液中特异性高效分离。现阶段常用的蛋白A柱中的载体也主要采用琼脂糖凝胶等材料。

凝胶类材料的三维多孔结构有利于提高材料的比表面积，从而增加可结合纯化介质(如固定的蛋白A)的位点，提高对目标蛋白(包括抗体)的特异性结合量。载体材料的三维多孔结构虽然可以大幅度地提高蛋白(包括抗体)结合位点的数量，但是载体内部的多孔结构亦会在蛋白洗脱时增加蛋白的滞留时间，载体内部的一些不连续空间或死角还会阻碍蛋白从材料内部洗脱出来，导致增加滞留比例。如果将与蛋白结合的位点仅固定在载体的外表面，虽然可以避免蛋白产物进入材料的内部，大幅度减少洗脱时蛋白的滞留时间和滞留比例；但是如果仅仅利用载体的外表面，则会大幅度降低载体的比表面积，从而大幅度降低蛋白的结合位点数量，降低纯化效率。

聚合物是一种高分子化合物，可以通过单体分子聚合后形成。采用具有活性位点的单体分子进行聚合，聚合产物可以富含大量的活性位点，大幅提高活性位点的数量，可通过这些活性位点，进而形成或者引入相应的结合位点。聚合物的种类和结构多种多样，有分子链相互交联形成网状结构，有单一线性分子链的线型结构，也有拥有众多分支链的支化结构(例如分枝型、树状、梳状、超支化结构等结构)，不同结构类型的聚合物在不同领域各自拥有广泛的应用。

在现有技术中，用于蛋白分离纯化的纯化柱中，主要采用共价偶联方式固定纯化介质。以蛋白A作为纯化介质、用于纯化抗体类物质的蛋白A柱为例，用于抗体、抗体片段、或其融合蛋白等分离纯化的蛋白A柱中主要采用共价偶联方式固定蛋白A，通过C端的半胱氨酸将蛋白A共价偶联到载体上。共价偶联方式虽然可以保证纯化介质(如蛋白A)牢固地固定在载体上，但是，在纯化柱(如蛋白A柱)多次使用后，会导致纯化介质(如蛋白A)结合性能降低，纯化效果降低。因此，为了保证较高的纯化效率和质量，操作人员需要及时将亲和层析柱中填料全部更换，该过程不仅耗材用量大，而且消耗大量的人工和时间，导致纯化成本高。

发明内容

本发明提供了一种生物磁性微球，可用于目标物，特别是蛋白类物质(包括但不限于抗体类蛋白)的分离纯化，既能高通量地结合目标物，又能有效减少洗脱时目标物的滞留比例，还可以便捷地更换纯化介质(如亲和蛋白)，具有快速、高通量、可重复利用、可再生使用的特点，还可大幅度降低目标物的纯化成本。比如，采用亲和蛋白作为纯化介质时，可大幅度降低抗体类蛋白的纯化成本。

1 .本发明第一方面提供了一种生物磁性微球，所述生物磁性微球包括磁性微球本体，所述磁性微球本体外表面具有至少一种带有线性主链和支链的聚合物，所述线性主链的一端固定于磁性微球本体外表面，聚合物的其他端游离于磁性微球本体外表面，所述生物磁性微球的聚合物的支链末端连接有脱硫生物素或脱硫生物素类似物。所述脱硫生物素或脱硫生物素类似物，既可以作为纯化介质，也可以作为连接元件进一步连接其它类型的纯化介质。