在疫苗的生產(chǎn)中提高回收率保持生物活性是至關(guān)重要的，但是有限的結(jié)合載量和低的活性回收率是多亞基類病毒顆粒應(yīng)用傳統(tǒng)的小孔徑瓊脂糖層析介質(zhì)純化的長期瓶頸，限制了類病毒顆粒的大范圍純化和應(yīng)用。所以目前許多超大孔類型的層析介質(zhì)開始應(yīng)用在類病毒顆粒的純化中。超大孔介質(zhì)提高了層析過程中類病毒顆粒的載量和回收率，但是孔徑大小對類病毒顆粒純化的影響機(jī)理還沒有人研究過。
在中國科學(xué)院過程工程研究所的研究工作中，四種陰離子交換介質(zhì)包括瓊脂糖介質(zhì)DEAE-FF和DEAE-Capto，超大孔介質(zhì)DEAE-AP-120nm和DEAE-AP-280nm，被應(yīng)用于純化乙肝疫苗（HBsAg）類病毒顆粒，他們的平均孔直徑分別是32nm, 20nm, 120nm和280nm。研究人員細(xì)致考察了介質(zhì)孔徑大小對于類病毒顆粒的吸附平衡、吸附動(dòng)力學(xué)、動(dòng)態(tài)載量和回收率的影響。根據(jù)激光共聚焦顯微鏡觀察，類病毒顆粒在瓊脂糖介質(zhì)上吸附大部分限定在介質(zhì)外層表面的一個(gè)薄層內(nèi)，達(dá)不到顆粒內(nèi)大部分孔道空間和吸附位點(diǎn)。而超大孔介質(zhì)的大孔道允許類病毒顆粒通過擴(kuò)散傳質(zhì)進(jìn)入顆粒的核心區(qū)域。與廣泛應(yīng)用的DEAE-FF介質(zhì)相比，乙肝疫苗類病毒顆粒在超大孔DEAE-AP-280nm介質(zhì)上的靜態(tài)吸附載量可以獲得12.9倍的增加，動(dòng)態(tài)載量可以獲得8倍的增加，有效孔擴(kuò)散速率可以得到11.4倍的增加。除此結(jié)合載量增加和傳質(zhì)增強(qiáng)之外，超大孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)也明顯提高了類病毒顆粒在吸附解吸的過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在高上樣蛋白量的條件下，經(jīng)過DEAE-AP-280nm介質(zhì)后仍有85.5%類病毒顆粒是正確組裝的，但是經(jīng)過DEAE-FF介質(zhì)后，由于乙肝疫苗類病毒顆粒不可逆的解聚，85.2%的蛋白失去他們的正常組裝結(jié)構(gòu)。在乙肝疫苗類病毒顆粒的實(shí)際純化過程中的離子交換層析步驟，研究人員采用了這四種介質(zhì)進(jìn)行比較調(diào)查。結(jié)果超大孔DEAE-AP-280nm介質(zhì)證明是最好的，因?yàn)樵?40cm/h高流速下蛋白的回收率和純化倍數(shù)都是最高的。
上述相關(guān)研究得到國家自然科學(xué)基金、“863”計(jì)劃和國家科技主要項(xiàng)目的資助，研究結(jié)果發(fā)表于Journal of Chromatography A，2014，1331：69-79。
激光共聚焦顯微鏡圖像，介質(zhì)與顆粒直從左到右徑依次是DEAE-FF, 97 mm,DEAE-Capto, 105 mm, DEAE-AP-120 nm, 107 mm, DEAE-AP-280 nm, 92 mm.
乙肝疫苗在瓊脂糖介質(zhì)和超大孔介質(zhì)內(nèi)吸附解吸過程中結(jié)構(gòu)的變化機(jī)理
