使用切向流过滤进行聚合血红蛋白的浓缩及洗滤换液

来自美国俄亥俄州立大学的研究人员在2020年5月的《Biotechnology & Bioengineering》杂志上发表了题为“Comprehensive Characterization of Tense and Relaxed State Glutaraldehyde Polymerized Bovine Hemoglobin as a Function of Cross-link Density”的文章。文中，研究人员使用Repligen 50、100、500kD以及0.2μm的中空纤维组件对合成的不同状态的聚合牛血红蛋白（PolybHb）进行浓缩以及洗滤换液。

摘要：此前，我们的实验室开发了高分子量(MW)紧张(T)四元状态的戊二醛聚合牛血红蛋白(PolybHb)，在数个小动物模型中显示血管活性降低。在本研究中，我们制备了T和放松(R)四元状态的PolyHb，其具有超高分子量(> 500 kDa)以及不同的交联密度，同时研究了分子量对关键生物物理特性(如O2亲和性、协调(Hill)系数、水力直径、多分散性、聚合物组成、粘度、气体配体-结合动力学、自氧化以及触珠蛋白-结合动力学)的影响。为进一步优化目前PolybHb合成和纯化方案，我们进行了一个全面的元数据分析，以评估过程参数之间的相关性(如交联连接剂:牛血红蛋白(bHb)摩尔比、气体/液体交换时间、加入亚硫酸氢钠时的温度以及洗滤的循环次数)以及T-和R-状态PolybHb的生理物理特性。我们的结果表明，R-态PolybHb的快速步骤自氧化相持续时间随着戊二醛:bHb摩尔比的降低而增加。此外，与R-态PolybHb相比，T-态PolybHb具有更高的结合至触珠蛋白的双分子速率常数以及单分子O2卸载速率常数。对于所有PolybHb，终产物中的高铁血红蛋白(metHb)水平不受戊二醛与bHb摩尔比的影响。在对终产品进行切流过滤过程中，14次洗滤循环后，metHb的水平最低。
 

用于纯化PolybHb的TFF系统的示意图。如图中所示，中空纤维组件用于纯化和浓缩T-和R-状态PolybHb。R-状态35:1使用0.2μm中空纤维组件进行洗滤，T-状态25:1使用100kD中空纤维组件进行洗滤。所有其它PolybHb使用500kD中空纤维组件进行洗滤。

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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