模块化高通量平台助力单链抗体片段(scFvs)及多特异性抗体药物的高效纯化

为解决传统抗体纯化技术效率低、成本高的问题，研究人员开发了基于?KTA系统的模块化高通量纯化平台，通过整合ASX-560和ALIAS自动进样系统、多柱串联方案及新型膜亲和层析技术，实现了单日最高51个scFvs（单体纯度>90%）和22个多特异性抗体的自动化纯化。该研究显著提升了抗体药物早期筛选效率，为生物制药研发提供了经济高效的解决方案。

　　

在生物制药领域，单链抗体片段(scFvs)和多特异性抗体(msAbs)因其结构灵活性和靶向多样性，已成为治疗癌症、自身免疫疾病的重要工具。然而，传统纯化方法依赖手工操作和低速树脂层析，导致单日处理量不足10个样本，且单体纯度波动大，严重制约了早期药物筛选效率。面对这一瓶颈，Numab Therapeutics AG的研究团队在《Journal of Chromatography A》发表研究，通过创新性整合自动化技术与新型材料，构建了革命性的纯化平台。

研究团队采用三大核心技术：1）通过?KTA pure系统串联多柱阀实现三柱联用（如膜蛋白A柱HiTrap Fibro PrismA与蛋白L柱Capto L串联）；2）利用ASX-560自动进样器实现84个样本的无人值守进样；3）采用膜亲和层析技术将 residence time(RT)缩短至1.5秒，流速提升至16 mL/min。实验样本来自ExpiCHO-S?细胞表达的138个scFvs和多种msAbs，通过TubeSpin?生物反应器规模化培养。

3.1.1 传统scFvs纯化方法的局限
传统蛋白L亲和层析结合SEC抛光需3天处理21个样本，单体纯度仅85-90%，且需频繁人工干预。

3.1.2 自动化串联纯化的突破
新型双柱串联方案（膜蛋白A+蛋白L）将单次循环时间从55分钟缩短至25分钟，单体纯度提升至>90%，单日处理量达51个样本。关键发现：90%样本无需SEC抛光即可达标，较传统方法减少21次SEC操作。

3.1.3 三柱方案的扩展
引入HiPrep 26/10脱盐柱后，实现缓冲液自动置换，单日完成18个scFvs的端到端纯化，动态结合容量(Q_B10
)达30 mg IgG/mL基质。

3.2 msAbs的高通量纯化
10 mL MabSelect PrismA树脂柱处理100-200 mL培养上清，单日完成22个msAbs捕获，单体纯度达87%，较传统方法效率提升3倍。

3.3 SEC自动抛光系统
ALIAS Bio PREP自动进样器联用Superdex Increase 10/300 GL柱，实现15个样本/日的全自动SEC抛光，单体纯度提升至95-98%。

该研究的核心价值在于：1）通过模块化设计（仅需追加约3万美元设备）将纯化效率提升5-10倍；2）膜层析技术突破流速限制，较树脂柱节省50%时间；3）为V_H
3家族抗体和Fc片段提供定制化纯化方案。正如讨论指出，该平台可扩展至离子交换-多模式层析串联，为复杂抗体药物的工业化生产树立了新标杆。未来随着碱性稳定配体（如PrismA）的优化，该技术有望成为生物药企的标准化解决方案。