Datblygiad Gwyddonol|Proses Gwahanu A Phuro ar gyfer Colagen Math II Dyneiddiedig Ailgyfunol

Mae colagen Math II yn brotein strwythurol a geir yn bennaf mewn meinwe cartilag. Mae'n darparu cefnogaeth a chlustogiad ar gyfer cymalau ac yn helpu i gynnal priodweddau mecanyddol a chywirdeb strwythurol cartilag. Mae ganddo botensial cymhwysiad sylweddol mewn gofal iechyd ar y cyd a pheirianneg meinwe cartilag.

 

O'i gymharu â dulliau echdynnu traddodiadol, mae colagen ailgyfunol a gynhyrchir trwy eplesu gwesteiwr microbaidd yn cynnig ansawdd sefydlog, biocompatibility da, a dim risg o halogiad firaol, gan ei wneud yn ffocws ymchwil mawr. Mae colagen dynol Math II ailgyfunol a gynhyrchwyd trwy eplesu gan ddefnyddio *Pichia pastoris* wedi'i beiriannu wedi denu cryn ddiddordeb ymchwil. Fodd bynnag, mae cost uchel a chymhlethdod gwahanu a phuro yn parhau i fod yn heriau mawr wrth sefydlu proses effeithlon ar gyfer-gynhyrchu colagen ailgyfunol ar raddfa ddiwydiannol.

 

Datblygodd tîm ymchwil o Ysgol Gwyddorau Bywyd a Pheirianneg Feddygol Prifysgol Anhui, mewn cydweithrediad ag Anhui Zhongsheng Anlan Health Industry Co., Ltd., broses wahanu a phuro cyflawn ar gyfer colagen ailgyfunol Math II II-23k yn seiliedig ar Hidlo Llif Tangential (TFF) ynghyd ag anion gwan DEAE-cyfnewid cromatograffaeth ar raddfa fawr, yn darparu datrysiad -cyfnewid cromatograffaeth mewn modd ar raddfa fawr, ar gyfer cynhyrchu cromatograffaeth ar raddfa fawr, ar gyfer cynhyrchu cromatograffeg ar raddfa fawr, ar gyfer cyfnewid cromatograffaeth ar raddfa fawr.

 

Cwblhau-Proses Puro Graddfa Ddiwydiannol

Mae'r broses gyfan yn cynnwys pedwar cam mawr:

Hidlo Eglurhad → Crynodiad a Diahidlo → Llif Colofn DEAE-Trwy Gromatograffeg → Rhewi-Sychu

 

Ffigur 1. Proses wahanu a phuro ar gyfer colagen ailgyfunol Math II II-23k

 

Sgrinio Proses Allweddol

Cymharodd y tîm ymchwil bedwar math o ïon-cyfnewid cromatograffeg cyfrwng: Q anion cryf-cyfnewid, anion gwan DEAE-cyfnewid, catation cryf SP-cyfnewid, a cation gwan CM-cyfnewid colofnau .

 

Among them, the DEAE weak anion-exchange column showed the best performance. Under a buffer condition of pH 7.0 , the column was operated in flow-through mode , achieving a target protein purity of >95% and a recovery rate of >90% , heb unrhyw pigmentau gweddilliol wedi'u canfod.

 

Mae'r prosesau gwahanu a phuro ar gyfer gwahanol golagenau ailgyfunol a fynegir gan wahanol westeion microbaidd yn amrywio'n sylweddol. Yn gyffredinol, fodd bynnag, gellir rhannu'r strategaeth gyffredinol yn wahaniad cynradd a phuro mân.

 

Pwrpas gwahaniad cynradd yw tynnu deunydd crog solet fel celloedd microbaidd a pharatoi'r cawl eplesu ar gyfer puro dirwy dilynol. Mae'r cam hwn yn bennaf yn cynnwys centrifugio a hidlo. Yn gyffredinol, mae centrifugau diwydiannol confensiynol yn fawr o ran maint, yn ddrud, ac yn gyfyngedig mewn cyflymder cylchdro, gan arwain at effeithlonrwydd prosesu cymharol isel. Mae gan Hidlo Llif Tangential (TFF) gost gweithredu is ac i bob pwrpas mae'n lleihau clogio pilen a baeddu sy'n gysylltiedig â hidlo pen marw confensiynol. Felly, mae TFF wedi'i gymhwyso'n eang i hidlo eglurder a chrynodiad / diahidlo brothau eplesu sy'n cynnwys proteinau ailgyfunol.

 

Pwrpas puro mân yw gwella purdeb cynnyrch ymhellach trwy gael gwared ar amhureddau megis proteinau celloedd lletyol a phigmentau trwy dechnegau cromatograffig. Ymhlith y technolegau hyn, mae cromatograffaeth cyfnewid ïon yn cynnig cydraniad uchel a detholusrwydd cryf ac fe'i defnyddir yn eang ar gyfer-cynhyrchu biomoleciwlau amrywiol ar raddfa fawr.

 

Mewn cynhyrchu diwydiannol, mae cromatograffaeth cyfnewid ïon yn gosod gofynion cymharol uchel ar egluro sampl a chryfder ïonig. Yn y cyfamser, gall TFF drin llawer iawn o ddeunydd porthiant, mae'n hawdd ei gynnal, ac mae'n cynnig graddadwyedd da, gan ei wneud yn berthnasol yn eang i brosesau puro i lawr yr afon ar gyfer biogynhyrchion.

 

Felly, wrth sefydlu'r broses wahanu a phuro ar gyfer II-23k , defnyddiwyd pilen ffibr wag 0.22 μm TFF i egluro'r broses o hidlo'r cawl eplesu i gael gwared ar gelloedd microbaidd ac amhureddau solet eraill. Yna defnyddiwyd casét bilen dalennog fflat 5 kDa TFF ar gyfer canolbwyntio a diahidlo, gan gwblhau'r rhag-driniaeth cyn cromatograffaeth. Yn olaf, defnyddiwyd cromatograffaeth colofn DEAE yn y modd llifo drwodd ar gyfer puro.

 

Dangosodd y canlyniadau fod y broses yn perfformio'n effeithiol, gan gyflawni purdeb cynnyrch terfynol o tua 95% , heb unrhyw pigmentau gweddilliol wedi'u canfod. Cyrhaeddodd cyfradd adennill gyffredinol y broses gyflawn bron i 60%.

 

Gellir cyflawni gwelliannau pellach mewn adferiad trwy gynyddu cyfaint y porthiant a lleihau darlleniad mesurydd pwysedd casét y bilen yn ystod y cam canolbwyntio a dadhidlo. Mae'n bosibl gwella adferiad y cam cromatograffaeth trwy ostwng tymheredd gweithredu cromatograffaeth a chynyddu'r crynodiad ïon halen yn y byffer.

 

Cyfeiriad

Meng Zixuan, Shi Weiwei, Zhang Maifei, et al. Proses Gwahanu a Phuro ar gyfer Colagen Math II Dyneiddiedig Ailgyfunol . *Cylchgrawn Bioleg Tsieineaidd*, 2026, 43(1): 91–96.