外泌體下游純化工藝的優(yōu)化：尺寸排阻層析填料的優(yōu)選方案

凝膠過濾層析 (Gel Filtration, GF) 又稱尺寸排阻層析 (Size Exclusion Chromatography, SEC) 或分子篩層析，是一種常見的層析純化方法。根據(jù)分子大小和形狀的差異，在凝膠過濾層析柱中的分離速率不同，從而實(shí)現(xiàn)分離純化的效果。
 
外泌體（30-150 nm）是細(xì)胞分泌的天然納米載體，攜帶蛋白質(zhì)、RNA、糖類及脂質(zhì)等關(guān)鍵生物活性分子，是細(xì)胞間訊息溝通及傳遞的重要媒介，被譽(yù)為疾病診療和藥物遞送的“下一代明星載體”。 外泌體在疾病診斷、靶向治療和藥物遞送領(lǐng)域展現(xiàn)巨大的潛力和實(shí)力。
 
近年來，外泌體研究與生產(chǎn)持續(xù)升溫，但外泌體下游純化仍面臨工藝開發(fā)難度大、回收率低、規(guī)模化生產(chǎn)穩(wěn)定性差等關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
 
 
外泌體下游放大工藝三大核心挑戰(zhàn)

高純度難題
對(duì)于天然來源外泌體，上游培養(yǎng)添加人血清白蛋白HSA或牛血清白蛋白BSA等成分，下游純化需要去除這些高濃度的外源添加物；   
   
對(duì)于HEK293工程化細(xì)胞分泌的外泌體，下游純化需要去除宿主細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)（HCP）和DNA（HCD）。
 
穩(wěn)定性瓶頸
外泌體磷脂雙分子層對(duì)剪切力敏感，下游的純化操作會(huì)使外泌體顆粒損失，造成下游總體顆�；厥章势�低；
 
外泌體的穩(wěn)定性較差，高濃度長時(shí)間保存，如過夜，會(huì)損失超過20%的外泌體顆粒。  
 
放大生產(chǎn)困境 
天然外泌體初始收獲體積小，與工業(yè)化設(shè)備的適配性矛盾突出；
 
外泌體GMP生產(chǎn)缺乏標(biāo)準(zhǔn)化工藝方案。
 
 
Cytiva Fast Trak破局"黑科技"

雜質(zhì)清除工藝
雜質(zhì)BSA去除工藝開發(fā)：初始料液的雜質(zhì)BSA含量達(dá)到毫克級(jí)別，經(jīng)過Omega PES平板膜包濃縮換液后，成功去除90%的BSA，極大減輕了層析的壓力，使用集分子篩、離子和疏水于一身的多模式層析，使雜質(zhì)的最終水平達(dá)到低于50 ng/dose，達(dá)到注射用藥標(biāo)準(zhǔn)。
 
雜質(zhì)HCP和HCD去除工藝：針對(duì)工程化細(xì)胞分泌外泌體含有較高水平宿主蛋白質(zhì)（HCP）和宿主DNA的難點(diǎn)，使用Cytiva的Xampler Ultrafiltration Hollow Fiber Cartridges和集分子篩、離子和疏水于一身的多模式層析工藝成功去除>99%的宿主蛋白質(zhì)HCP和宿主DNA，放大批次也達(dá)到同樣的去除效果。使外泌體的純度大于1.0 E8 particles/ug，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
 
尺寸排阻層析填料推薦
Cytiva（思拓凡）——Capto Core 400
新型核心層析技術(shù)和多模式配基使得 Capto Core 400 能夠使用一種層析填料發(fā)揮雙重功能：分子排阻和結(jié)合層析。
 
產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)： 
• 與 SEC 相比，高達(dá) 100 倍的樣本上樣量和顯著更高的流速顯著提高了生產(chǎn)率。
 
• 具有活性配基內(nèi)核和惰性外殼的介質(zhì)可高效捕獲雜質(zhì)，同時(shí)在流穿中收集靶向分子
 
• 通過流穿層析和穩(wěn)定的性能進(jìn)行直接優(yōu)化，可提供較寬的操作窗口。  
 
Capto Core 400 是凝膠過濾（SEC）填料的絕佳替代品，通常用于疫苗生產(chǎn)中病毒純化的最后階段。 Cytiva（思拓凡）——Capto Core 700 多模式層析填料
Capto™ 填料基于堅(jiān)硬的高流動(dòng)性瓊脂糖基架，具有優(yōu)化的孔隙結(jié)構(gòu)，可提供良好的壓力和流動(dòng)性。這種填料旨在用于工藝開發(fā)和大規(guī)模制造，但也用于研究實(shí)驗(yàn)室。它們的高流速可提高生產(chǎn)率和大批量加工能力。
 
Capto Core系列填料為雙層設(shè)計(jì)，表層是具有一定孔徑的鈍化層，它可以排阻大分子，使之流穿。小分子通過表層進(jìn)入填料內(nèi)部核心，核心層可以結(jié)合雜質(zhì)分子。這一設(shè)計(jì)使得該系列填料具有分子排阻和吸附層析的雙重特點(diǎn)。該系列填料的優(yōu)點(diǎn)包括高載量、高流速、短保留時(shí)間、在寬操作窗口內(nèi)保持強(qiáng)大性能、工藝設(shè)計(jì)簡單和生產(chǎn)效率高。
 
新型核心層析技術(shù)和多模式、辛胺配基賦予 Capto Core 700 多模式層析填料雙功能。具有分子排阻和結(jié)合特性。
 
產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)： 
• 新型核心層析技術(shù)和多模式、辛胺配基賦予 Capto Core 700 多模式層析填料雙功能，具有分子排阻和結(jié)合特性。
• 新型核心層析技術(shù)可高效捕獲污染物，同時(shí)在流穿過程中收集靶分子。
• 與標(biāo)準(zhǔn)分子排阻（凝膠過濾）方法相比，顯著提高了生產(chǎn)率并提高了流速。
• 通過流穿層析法和穩(wěn)定的性能進(jìn)行直接優(yōu)化。
• 使用預(yù)填充 HiTrap 和 HiScreen 層析柱進(jìn)行便捷的小規(guī)模純化、工藝開發(fā)和規(guī)模擴(kuò)大。
• 填料可滿足供應(yīng)安全、性能穩(wěn)定和監(jiān)管支持方面的工業(yè)需要。  
 
污染物的多模式去除： Capto Core 700 多模式層析填料由配基活化核心和惰性外殼組成。惰性外殼不允許大分子（臨界值約為 Mr 700000）通過外殼的孔進(jìn)入核內(nèi)。在層析柱流穿過程中收集這些較大分子，而較小雜質(zhì)與內(nèi)化配基結(jié)合。 疏水性、帶正電荷的配基： Capto Core 700多模式層析填料內(nèi)核配基具有疏水性同時(shí)帶正電荷，從而可對(duì)小至足以進(jìn)入核心的各種污染物進(jìn)行高效多模式結(jié)合。多模式配基可確保在較寬的 pH 值和鹽濃度范圍內(nèi)與大多數(shù)雜質(zhì)強(qiáng)結(jié)合。通過使用 NaOH 和可在大多數(shù)情況下使用的溶劑進(jìn)行的原位清潔 (CIP) 程序，從填料中去除結(jié)合的雜質(zhì)。
 
規(guī)模放大較為簡單： HiTrap 和 HiScreen 層析柱可串聯(lián)連接以增加載量，并且在開發(fā)高效且可靠的分離方法時(shí)可方便使用。
在復(fù)雜的外泌體下游純化領(lǐng)域，高純度、穩(wěn)定性與規(guī)�；�生產(chǎn)的三重挑戰(zhàn)曾是行業(yè)前行的主要阻礙。而Cytiva（思拓凡）的Capto Core系列尺寸排阻層析填料，憑借創(chuàng)新的雙重功能設(shè)計(jì)、卓越的雜質(zhì)清除能力、高效的生產(chǎn)特性以及靈活的規(guī)模適配性，為這些難題提供了切實(shí)可行的解決方案。無論是實(shí)驗(yàn)室階段的工藝探索，還是工業(yè)化生產(chǎn)的規(guī)模放大，Capto Core 400與Capto Core 700都以穩(wěn)定可靠的性能，滿足從研究到應(yīng)用的全流程需求，助力外泌體在疾病診療、藥物遞送等領(lǐng)域的價(jià)值轉(zhuǎn)化。選擇合適的層析填料是外泌體純化成功的關(guān)鍵一步，Cytiva的Capto Core系列無疑是兼顧效率、純度與實(shí)用性的優(yōu)選，將為外泌體技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。