亲和填料非特异性吸附来源及降低方法

（图片来源：baotu）

亲和填料是基于生物分子之间的特异性结合原理而设计的，用于分离和纯化目标分子，在生物分离、免疫分析、蛋白质组学等生命科学研究领域中有着广泛的应用。然而，在实际应用中，亲和填料有时也可能发生非特异性吸附，非特异性吸附问题也是一直影响其性能的重要因素。

非特异性吸附实际是一种非共价键作用力导致的吸附作用。它可能由溶液中的待测化合物与固体表面之间的静电作用或疏水作用引发。在亲和填料的应用中，这种非特异性吸附可能会导致目标分子与填料之间的非特异性结合，从而影响纯化的效率和纯度。

相较于特异性吸附是填料与目标分子之间的特有结合，它基于生物分子间的特定相互作用。而非特异性吸附则没有这种特异性，它可能涉及多种分子与填料之间的非特异性相互作用。

物理吸附是指由于范德华力、氢键等作用力导致的填料与目标分子间的非特异性结合。这种吸附通常与填料的表面能、极性、孔径等因素有关。

化学吸附则是由于填料表面存在的官能团与目标分子间发生化学反应而产生的非特异性结合。例如，某些活性基团如氨基、羧基等可能与目标分子形成离子键或共价键。

在亲和层析过程中，有时会发生配体从填料上脱落的情况。这些脱落的配体可能与目标分子发生相互作用，从而形成非特异性吸附。

生物因素也是导致非特异性吸附的重要原因之一。例如，细胞或微生物可能在亲和填料表面粘附，造成非特异性吸附。此外，蛋白质等生物大分子也可能与亲和填料发生非特异性结合。

（图片来源：baotu）

为了降低非特异性吸附，常常通过调节洗脱液的pH值、离子种类、强度及温度等参数来优化实验条件。在生物大分子分离过程中，非特异性吸附可能会导致蛋白质等生物大分子在填料表面发生构象变化，进而引发失活，因此，保持填料的非特异性吸附尽可能低对于保护生物大分子的活性至关重要。

根据实验需求，选择具有较低非特异性吸附的亲和填料。可通过比较不同填料的性能数据，选择性能更优的填料。

通过调整实验条件，如改变缓冲液的成分、pH值、离子强度等，可以有效降低非特异性吸附。此外，控制实验温度、流速等因素也有助于减少非特异性吸附。

通过优化亲和层析的条件，如增加洗脱液的流速和改变洗脱液的组成，可以降低非特异性吸附。此外，采用梯度洗脱技术有助于提高分离效果和降低非特异性吸附的风险。

对亲和层析柱进行充分的清洗，以去除非特异性吸附的杂质。对于可重复使用的亲和层析柱，采取适当的再生措施可以提高其使用寿命和降低非特异性吸附的风险。

随着使用次数的增加，亲和填料表面可能会积聚杂质和污染物，导致其吸附能力下降，影响纯化效果。为解决这一问题，制药公司将对亲和填料进行清洗与再生。首先使用温和的去离子水对填料进行初步清洗，去除表面的松散杂质。

接着，采用特定的清洗剂，针对填料表面的顽固污染物进行深度清洁。在清洗过程中，制药公司特别注意控制清洗条件，如温度、pH值和清洗剂的浓度，以确保填料的结构和性能不受损害。

清洗完成后，使用无菌水对填料进行彻底冲洗，确保去除所有残留的清洗剂。经过清洗与再生后的亲和填料，其吸附能力得到了显著恢复，纯化效果也明显改善。不仅延长了填料的使用寿命，降低了生产成本，还提高了抗体药物的纯度和质量。

亲和填料清洗与再生在制药领域的重要性和应用效果。通过采用合适的清洗方法和再生技术，可以恢复填料的性能，提高生产效率和产品质量。

在亲和层析过程中，加入竞争性配体可以与目标分子竞争结合位点，从而降低非特异性吸附。竞争性配体的选择应基于亲和键合原理，以确保其与目标分子的亲和力强于其他非特异性结合力。

在生物制药工艺中，亲和色谱法常用于蛋白质的分离和纯化。然而，在实际应用中，亲和填料与目标蛋白质以外的其他杂质之间可能会发生非特异性吸附，这会影响目标蛋白质的纯度和分离效果。

为了解决这个问题，研究人员采用了竞争性配体的策略。他们选择了一种与目标蛋白质结构相似但亲和力稍弱的竞争性配体。在分离过程中，当目标蛋白质与亲和填料的特异性配体结合时，竞争性配体也能够与亲和填料结合，但其结合能力较弱。

通过添加适量的竞争性配体，研究人员成功地降低了非特异性吸附的发生。竞争性配体与亲和填料表面的非特异性结合位点发生作用，减少了与目标蛋白质以外杂质的相互作用。这样一来，目标蛋白质能够更加有效地与特异性配体结合，从而提高了纯化的效果。

通过物理或化学方法对亲和填料表面进行改性，以改变其性质，从而降低非特异性吸附。例如通过涂层技术将生物相容性良好的材料应用于亲和填料表面，或对亲和填料进行化学修饰以降低其极性和表面能。

在生物药物的纯化过程中，亲和填料常用于特异性地捕获目标分子。然而，亲和填料表面的非特异性吸附往往会导致纯化效率降低和产品质量下降。

为了解决这个问题，研究人员对亲和填料表面进行了改性处理。采用了表面覆盖改性法，通过在亲和填料表面覆盖一层具有特定功能的材料，改变了填料表面的化学性质和物理结构。这些覆盖材料具有较低的表面能和良好的生物相容性，能够减少与目标分子以外的其他杂质之间的非特异性相互作用。

经过改性处理后的亲和填料，其非特异性吸附能力得到了显著降低。在实际应用中，这些改性填料能够更有效地捕获目标分子，同时减少了与目标分子以外的杂质的结合。这不仅提高了纯化的效率，还改善了最终产品的纯度和质量。

除上述方法外，还可采用其他技术手段降低非特异性吸附，如增加洗脱液的体积、使用阻拦剂去除杂质、采用低速离心或超滤等方法。根据具体情况选择合适的方法来降低非特异性吸附的影响。

作者：黎家奇

排版：赵林

审核：刘德云

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