切向流超濾技術(shù)解鎖GLP-1藥物制備新境界
時(shí)間:2024.08.02
2023年年底,Science期刊將GLP-1類(lèi)藥物評(píng)為年度十大科學(xué)突破(Science’s 2023 Breakthrough of the Year)之首,同時(shí),Nature也將GLP-1研究先驅(qū) Svetlana Mojsov 評(píng)為年度十大人物之一。在商業(yè)層面,GLP-1類(lèi)藥物也無(wú)愧年度明星,2023年,諾和諾德旗下王牌產(chǎn)品司美格魯肽大賣(mài)211.57億美元,排名全球第二,距離全球藥王席位僅一步之遙。
在治療2型糖尿病中,GLP-1類(lèi)藥物因其卓越的降糖效果,成為了糖尿病治療的新寵。然而,GLP-1的快速降解特性在一定程度上限制了其作為藥物的廣泛使用。為了克服這一挑戰(zhàn),在GLP-1藥物的下游工藝中,切向流過(guò)濾技術(shù)(TFF)扮演了至關(guān)重要的角色,它通過(guò)精密的過(guò)濾過(guò)程,有效延長(zhǎng)了GLP-1類(lèi)藥物的穩(wěn)定性和半衰期,從而為患者提供了更為安全和有效的治療方案。
在治療2型糖尿病中,GLP-1類(lèi)藥物因其卓越的降糖效果,成為了糖尿病治療的新寵。然而,GLP-1的快速降解特性在一定程度上限制了其作為藥物的廣泛使用。為了克服這一挑戰(zhàn),在GLP-1藥物的下游工藝中,切向流過(guò)濾技術(shù)(TFF)扮演了至關(guān)重要的角色,它通過(guò)精密的過(guò)濾過(guò)程,有效延長(zhǎng)了GLP-1類(lèi)藥物的穩(wěn)定性和半衰期,從而為患者提供了更為安全和有效的治療方案。
一、關(guān)于GLP-1
GLP-1全名胰高血糖素樣肽-1,是一種由腸道細(xì)胞分泌的激素,它在餐后迅速釋放,刺激胰島β細(xì)胞分泌胰島素,從而降低血糖。GLP-1的作用不僅限于此,它還能減緩胃排空速度,增加飽腹感,減少食物攝入,從而幫助控制體重。然而天然的GLP-1進(jìn)入體內(nèi)后并不穩(wěn)定,很容易被快速分解,因此人們一直在研發(fā)改進(jìn),想要生產(chǎn)一種長(zhǎng)效的GLP-1藥物。
二、關(guān)于GLP-1藥物
GLP-1藥物是由多個(gè)氨基酸通過(guò)肽鏈鏈接成的多肽類(lèi)藥物,其生產(chǎn)制備是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。分為生物發(fā)酵合成和化學(xué)合成兩類(lèi)。
生物發(fā)酵合成通過(guò)大腸桿菌或酵母發(fā)酵表達(dá)包涵體,然后經(jīng)過(guò)一系列收菌、破菌、變復(fù)性、澄清等步驟。
化學(xué)合成法則通過(guò)固相或液相合成技術(shù),將氨基酸逐個(gè)添加到生長(zhǎng)中的肽鏈上。
無(wú)論哪種方法,最終都需要通過(guò)層析、超濾等工藝步驟來(lái)純化和調(diào)整藥物的濃度。
*科普小貼士:GLP-1受體激動(dòng)劑是一類(lèi)能夠模擬GLP-1作用的藥物,它們與GLP-1受體結(jié)合,發(fā)揮降糖作用。與天然GLP-1相比,這些激動(dòng)劑具有更長(zhǎng)的半衰期,能夠更持久地控制血糖水平。
生物發(fā)酵合成通過(guò)大腸桿菌或酵母發(fā)酵表達(dá)包涵體,然后經(jīng)過(guò)一系列收菌、破菌、變復(fù)性、澄清等步驟。
化學(xué)合成法則通過(guò)固相或液相合成技術(shù),將氨基酸逐個(gè)添加到生長(zhǎng)中的肽鏈上。
無(wú)論哪種方法,最終都需要通過(guò)層析、超濾等工藝步驟來(lái)純化和調(diào)整藥物的濃度。
*科普小貼士:GLP-1受體激動(dòng)劑是一類(lèi)能夠模擬GLP-1作用的藥物,它們與GLP-1受體結(jié)合,發(fā)揮降糖作用。與天然GLP-1相比,這些激動(dòng)劑具有更長(zhǎng)的半衰期,能夠更持久地控制血糖水平。
三、切向流過(guò)濾在GLP-1藥物制備中的應(yīng)用
1、膜材質(zhì)的選擇
在GLP-1的化學(xué)合成工藝以及后續(xù)的化學(xué)修飾中,通常會(huì)需要使用有機(jī)溶劑溶解反應(yīng)物和產(chǎn)物,加速反應(yīng)進(jìn)程并促進(jìn)產(chǎn)物的分離與純化。常見(jiàn)的有機(jī)溶劑包括甲醇、乙醇、丙酮和二甲基亞砜等。在這些溶劑中,纖維素材質(zhì)展現(xiàn)出比聚醚砜更佳的兼容性,同時(shí),纖維素對(duì)蛋白質(zhì)的吸附性較低,這使得再生纖維素(RC)成為GLP-1超濾/透析(UF/DF)工藝中的首選過(guò)濾材質(zhì)。
2、膜孔徑的選擇
GLP-1目標(biāo)多肽的分子量為3.4KD,在超濾過(guò)程中,選擇截留分子量的標(biāo)準(zhǔn)通常是目標(biāo)分子量的1/3至1/5。基于這一原則,我們推薦選用1-2KD截留分子量的膜來(lái)進(jìn)行濃縮和緩沖液的置換,以確保多肽的完整性和活性。
3、下游工藝運(yùn)用
在GLP-1的化學(xué)合成工藝以及后續(xù)的化學(xué)修飾中,通常會(huì)需要使用有機(jī)溶劑溶解反應(yīng)物和產(chǎn)物,加速反應(yīng)進(jìn)程并促進(jìn)產(chǎn)物的分離與純化。常見(jiàn)的有機(jī)溶劑包括甲醇、乙醇、丙酮和二甲基亞砜等。在這些溶劑中,纖維素材質(zhì)展現(xiàn)出比聚醚砜更佳的兼容性,同時(shí),纖維素對(duì)蛋白質(zhì)的吸附性較低,這使得再生纖維素(RC)成為GLP-1超濾/透析(UF/DF)工藝中的首選過(guò)濾材質(zhì)。
2、膜孔徑的選擇
GLP-1目標(biāo)多肽的分子量為3.4KD,在超濾過(guò)程中,選擇截留分子量的標(biāo)準(zhǔn)通常是目標(biāo)分子量的1/3至1/5。基于這一原則,我們推薦選用1-2KD截留分子量的膜來(lái)進(jìn)行濃縮和緩沖液的置換,以確保多肽的完整性和活性。
3、下游工藝運(yùn)用
從工藝流程可看出,UF/DF參與了GLP-1下游工藝的很多流程,不僅起著濃縮、緩沖液置換等功能,還有效減輕了后續(xù)層析工藝的壓力,提高了整體生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
GLP-1藥物和切向流過(guò)濾技術(shù)的結(jié)合,不僅提高了糖尿病治療的效率,也為患者帶來(lái)了更安全、更便捷的治療選擇。隨著科技的不斷進(jìn)步,我們有理由相信,這一領(lǐng)域?qū)⒉粩嘤楷F(xiàn)新的突破,為糖尿病患者帶來(lái)更多的希望和光明。
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HOLVES提供不同類(lèi)型的發(fā)酵罐知識(shí)、技術(shù)文章,例如:發(fā)酵罐發(fā)展歷史、發(fā)酵罐日常保養(yǎng)。在發(fā)酵罐產(chǎn)品更新方面,最新的新生代實(shí)驗(yàn)室玻璃發(fā)酵罐,能滿(mǎn)足更多用戶(hù)的需求。
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