使用切向流過濾進行聚合血紅蛋白的濃縮及洗濾換液

來自美國俄亥俄州立大學的研究人員在2020年5月的《Biotechnology & Bioengineering》雜志上發(fā)表了題為“Comprehensive Characterization of Tense and Relaxed State Glutaraldehyde Polymerized Bovine Hemoglobin as a Function of Cross-link Density”的文章。文中，研究人員使用Repligen 50、100、500kD以及0.2μm的中空纖維組件對合成的不同狀態(tài)的聚合牛血紅蛋白（PolybHb）進行濃縮以及洗濾換液。

摘要：此前，我們的實驗室開發(fā)了高分子量(MW)緊張(T)四元狀態(tài)的戊二醛聚合牛血紅蛋白(PolybHb)，在數個小動物模型中顯示血管活性降低。在本研究中，我們制備了T和放松(R)四元狀態(tài)的PolyHb，其具有超高分子量(> 500 kDa)以及不同的交聯密度，同時研究了分子量對關鍵生物物理特性(如O2親和性、協調(Hill)系數、水力直徑、多分散性、聚合物組成、粘度、氣體配體-結合動力學、自氧化以及觸珠蛋白-結合動力學)的影響。為進一步優(yōu)化目前PolybHb合成和純化方案，我們進行了一個全面的元數據分析，以評估過程參數之間的相關性(如交聯連接劑:牛血紅蛋白(bHb)摩爾比、氣體/液體交換時間、加入亞硫酸氫鈉時的溫度以及洗濾的循環(huán)次數)以及T-和R-狀態(tài)PolybHb的生理物理特性。我們的結果表明，R-態(tài)PolybHb的快速步驟自氧化相持續(xù)時間隨著戊二醛:bHb摩爾比的降低而增加。此外，與R-態(tài)PolybHb相比，T-態(tài)PolybHb具有更高的結合至觸珠蛋白的雙分子速率常數以及單分子O2卸載速率常數。對于所有PolybHb，終產物中的高鐵血紅蛋白(metHb)水平不受戊二醛與bHb摩爾比的影響。在對終產品進行切流過濾過程中，14次洗濾循環(huán)后，metHb的水平最低。
 

用于純化PolybHb的TFF系統(tǒng)的示意圖。如圖中所示，中空纖維組件用于純化和濃縮T-和R-狀態(tài)PolybHb。R-狀態(tài)35:1使用0.2μm中空纖維組件進行洗濾，T-狀態(tài)25:1使用100kD中空纖維組件進行洗濾。所有其它PolybHb使用500kD中空纖維組件進行洗濾。

原文：X.Gu, C.Bolden-Rush, C.Cuddington, et al., Comprehensive Characterization of Tense and Relaxed State Glutaraldehyde Polymerized Bovine Hemoglobin as a Function of Cross-link Density. Biotechnology & Bioengineering, 2020, 117,8: 2362-2376.
 

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