日本產業技術綜合研究所（以下簡稱「產綜研」）與日本特殊陶器業共同開發出了從血清中有效分離和純化抗體的陶瓷顆粒。該顆粒不使用抗體純化柱用顆粒通常採用的與抗體進行獨特性結合的蛋白質A等蛋白質，但具有同等的抗體結合容量（～50mg抗體/mL顆粒）。
近年來，作爲副作用比較少的新一代藥物，抗體藥物備受關注。以前分離和純化抗體時使用的抗體純化柱用顆粒採用與抗體進行獨特性結合的昂貴蛋白質。另外，回收與顆粒結合的抗體時使用的pH值爲2～4的酸性溶液，還會引起回收後的抗體發生凝集和變質，價格低且不使用酸性溶液即可進行純化的純化柱用顆粒開發一直是個課題。
圖1：填充了新開發的分層用顆粒的純化柱（左）及抗體分離純化的概念圖（右）
此次開發的顆粒爲實施與抗體的高結合活性，採用了孔徑與抗體尺寸基本相同（10nm左右）的多孔氧化鋯顆粒（顆粒尺寸：～100μm）。這種顆粒顯示出高比表面積（100m2/g以上）和高中孔體積（0.5cm3/g以上）。另外，爲提高與抗體的結合選擇性，還採用含磷酸的有機官能基對顆粒進行了表面改質。新開發的顆粒利用了氧化鋯顆粒表面的磷酸與抗體緩慢結合的特性，因此可以在溫和的條件（pH值約爲7）下回收抗體，不會發生凝集和變性。
研發小組設想了以柱狀使用的情況，在1mL和0.2mL的純化柱中填充了新開發的多孔氧化鋯顆粒（圖2右）。然後利用這些純化柱，從含有同等容量的抗體（IgG）、白蛋白和轉鐵蛋白（均爲血清中的主要蛋白成分）的混合溶液中，試着選擇性地回收了抗體（IgG）。處理時間與以往採用蛋白質A的分層用載體基本相同。這3種蛋白質中，僅抗體（IgG）對新開發的多孔氧化鋯顆粒顯示出了非常高的吸附性（143μg/mg），約爲白蛋白（12μg/mg）和轉鐵蛋白（6μg/mg）的10倍，由此應答，多孔氧化鋯顆粒對抗體（IgG）顯示出優異的吸附選擇能力。
圖2：新制作的多孔氧化鋯顆粒的電子顯微鏡照片（左）及填充了該顆粒的純化柱（右）
此次開發的陶瓷顆粒具有高比表面積和中孔體積，能與抗體有效結合，因此無需採用抗體結合用蛋白質。另外，還可以使用PH值約爲中性的溶液回收顆粒上吸附的抗體。因此，有望使抗體藥物等抗體產品的製造工序實施低成本化和高效率化。
文 JST客觀日本編輯部
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