近年來，全球醫(yī)藥市場的發(fā)展中心逐漸由小分子化學藥轉向大分子生物藥，預計到2020年，全球生物醫(yī)藥的銷售額將達到1400億美元，生物醫(yī)藥的全球銷售比重將超過三分之一。而各大跨國藥企對生物制藥的投入不斷擴大，如2013年羅氏宣稱擬投資8億瑞郎用于全球生物藥品的生產，2014年三星公司宣布以至少20億美元的投資進軍生物制藥市場。
當今影響生物制藥發(fā)展的重要技術之一是分離純化技術。來自北京賽升藥業(yè)股份有限公司的孔雙泉在CISILE 2014“藥物純化、檢測技術專題論壇”上分析了現有生物制藥行業(yè)所用的分離純化技術特點以及新興純化技術的發(fā)展。
從機理上劃分，生物制藥行業(yè)現行的分離純化技術主要有五大類：基于溶解度差異的分離純化技術、基于分子大小差異的分離純化技術、基于選擇性吸附差異的分離純化技術、基于電荷不同的分離技術 、基于對配體親和力差異的分離技術。
以基于溶解度差異的分離純化技術為例，其主要包括鹽溶鹽析法、有機溶劑沉淀法、等電點法、雙水相萃取法和反膠團萃取法，每種方法均有其明顯的特點或適合分離的對象。
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方法 |
特點 |
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鹽溶鹽析法 |
優(yōu)點是溫度系數小而溶解度大 |
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有機溶劑沉淀法 |
多用于生物小分子、多糖及核酸產品的分離純化；低溫一般先冷卻—20度；常與其他沉淀方法聯用。 |
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等電點法 |
適用于低溫操作．因對于許多生物分子等電點比較接近，故此法常與其他方法結合使用，較難擴大生產。 |
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雙水相萃取法 |
與傳統(tǒng)的分離技術相比，具有操作條件溫和、處理量大、易連續(xù)操作等優(yōu)點。 |
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反膠團萃取法 |
具有選擇性高、萃取過程簡單，正萃、反萃同時進行，能有效防止大分子失活、變性。其不足之處包括：普通離子型表面活性劑可能對產品產生污染；常用的離子型表面活性劑容易造成蛋白質的變性和失活。 |
從報告中獲悉，現行的膜分離技術常用的膜有四種：用于細菌和病毒分離的微濾膜;用于蛋白質和多肽分離的超濾膜;用于抗生素、合成藥物、核苷酸、無機鹽分離的納濾膜;用于無機鹽分析的反滲透膜。
從純化策略上看，生物制藥的分離純化主要分四個階段：樣品準備(破碎、過濾和離心)、粗提(分離、濃縮和穩(wěn)定樣品)、中度純化(去除大部分雜質)和精細純化(高純度)。當前較為成熟的生物分離純化技術如IEX、HIC等具有不同的特色。
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層析技術 |
主要特色 |
粗提 |
中度純化 |
精細純化 |
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IEX |
高分辨率、高載量、快速 |
★★★ |
★★★ |
★★★ |
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HIC |
分辨率好、載量一般、快速 |
★★ |
★★★ |
★ |
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AC |
高分辨率、高載量、快速 |
★★★ |
★★★ |
★★ |
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GF |
高分辨率 |
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★ |
★★★ |
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RPC |
高分辨率 |
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★ |
★★★ |
分離純化工業(yè)化影響因素主要來自設備和分離介質，目前生物制藥企業(yè)純化工業(yè)所使用的設備主要有GE AKTA Pure 蛋白質層析純化系統(tǒng)、 高分辨率的分析制備平臺——BioLogic DuoFlow中高壓層析系統(tǒng)以及北京創(chuàng)新通恒第三代工業(yè)化生產HPLC系統(tǒng);分離介質主要有BIO—RAD公司適合工業(yè)化的耐受高壓層析介質-UNOsphere SUPrA 親和介質和UNOsphere Q 陰離子交換介質、利用灌注層析技術制備層析介質-POROS膠體是灌注層析技術的填料以及PALL公司HEA和PPA HyperCelTM混合模式填料。
基于生物制藥純化對高通量、高分辨率等的追求，分離純化技術也得到了快速發(fā)展，主要有三種：第一，擴張床吸附技術，該技術結合了澄清、濃縮及產品捕捉三個步驟，在基因工程產品的分離純化過程中得到較好的發(fā)展;第二，徑向膜層析技術，該技術由于流向的截面積大，具備了純化速度快處理量大以及簡單通過改變柱長便可增加上樣量的特點，利于放大生產;第三，置換層析技術，與傳統(tǒng)的洗脫層析技術相比，其明顯的優(yōu)勢在于高上樣量、高產率好、高分辨率、易于操作等。
目前生物純化技術的設備主要是以GE公司的AKTA系統(tǒng)，據了解，該產品在生物制藥企業(yè)的全球市場占有率在90%左右，中國生物制藥市場的占有量幾近100%。相關消息顯示，國內有研究機構和儀器制造企業(yè)已經著手生物純化設備產品的研發(fā)，并已進入研發(fā)后期。在生物制藥快速發(fā)展的今天，生物純化設備也將得到快速的發(fā)展。
