作者亚伯拉罕·伦霍夫，特拉华大学 一组工程师已经表明，蛋白质转运到离子交换珠中的表面扩散取决于吸附亲和力——这是两种材料之间吸引力的一种度量
学分:特拉华大学 许多正在开发的最有前途的药物是蛋白质，通常是抗体，用来帮助病人对抗疾病
这些蛋白质必须作为制造过程的一部分进行纯化——这是一项棘手的任务，会导致昂贵的浪费
科学家们一直在努力直接测量蛋白质在包括固体和液体成分的材料中的运动，这被称为蛋白质扩散
当使用离子交换色谱(一种基于电荷分离材料的实验室和制造方法)时，他们也不同意材料表面的运动如何有助于蛋白质运动
蛋白质可以爬进用于离子交换层析的树脂珠的孔中，并基于电荷结合在壁上
现在，特拉华大学的一组工程师与制药公司安进的合作者已经表明，蛋白质转运到离子交换珠中的表面扩散取决于吸附亲和力——这是两种材料之间吸引力的一种度量
通过利用这种关系，该团队开发了一种纯化单克隆抗体的程序——一种介导免疫的分子——其生产率比通常高43%
该团队的研究结果发表在三月份的《美国国家科学院院刊》上
该论文的作者包括化学工程博士生奥恩马尔·卡纳尔；Vijesh Kumar，化学工程博士后；法布里斯·施莱格尔，安进公司的首席工程师；和亚伯拉罕·伦霍夫
科尔伯恩化学工程教授
“我们为表面扩散的重要性提出了一个非常有力的案例，我们使用多种方法通过一种可以立即实施的简单技术来证实它的重要性，”卡纳尔说
该团队使用色谱、机械建模、共焦显微镜和小角度中子散射
后者是在国家标准与技术研究所的国家中子研究中心进行的
通过了解和利用离子交换色谱中的蛋白质表面扩散，研究人员可以在这项工作的基础上，开发减少昂贵药物制造过程中浪费的方法
“蛋白质的离子交换色谱是生物制药生产中绝对关键的操作，”伦霍夫说
库马尔和伦霍夫现在正在进行一个独立的项目，该项目由位于特拉华大学的国家生物制药创新研究所资助，旨在开发色谱的数学模型，这可以使设计和开发制造过程的方法更加高效
研究人员也可以基于对蛋白质扩散的这一新的基本理解，或许将其应用于其他问题
蛋白质在表面的扩散也是身体内部的一个重要现象
例如，大脑中淀粉样蛋白的运动和纤维性颤动与神经生成性疾病有关，蛋白质表面扩散会影响生物传感器的性能
伦霍夫说:“这是一个基础研究如何能够导致实际应用和这些实际应用的重大改进的例子。”
这一切都始于一次头脑风暴，卡纳尔建议使用补充工具对表面扩散与带电表面结合亲和力的关系进行更深入的研究
“当我们开始这样做的时候，我们从来没有想过我们会走这么远，”库马尔说
“这是一个非常小的想法
"
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