혈장분획제제 중 혈액응공인자제제와 일부 면역글로불린제제는 혈장에 존재하는 다양한 단백질로부터 유효한 단백성분만을 선택적으로 분리 정제하기 위해 크로마토그래피 방법을 사용하여 생산된다. 효율적인 세척(cleaning) 공정이 이루어지지 않는다면 크로마토그래피는 다양한 종류의 불순물뿐만 아니라 혈액 중 내재 또는 오염 가능성이 있는 위해인자가 오염될 가능성이 있다. 본 연구에서는 혈장분획제제 제조공정에 사용되는 크로마토그래피의 세척 공정에서 혈장유래 바이러스의 제거 및 불활화 공정의 검토 강화로 혈장분획제제의 안전성을 확보하기 위해 크로마토그래피 세척 검증 시스템을 구축하고자 하였다. 크로마토그래피 세척 공정 중 바이러스 제거 검증을 위해 혈장유래 바이러스 중 물리${\cdot}$화학적 처리에 가장 큰 저항성을 갖는 human parvovirus B19의 모델 바이러스의 porcine parvovirus(PPV)를 대상으로 real-time PCR 정량법을 확립하였다. PPV에 특이적인 primer를 선별하였으며 형광염료 SYBR Green I을 사용하여 PPV DNA를 정량하였다. 세포배양법에 의한 감염 역가와 비교한 결과 PCR 민감도는 1.5 $TCID_{50}/ml$이었다. 확립된 검증법의 신뢰성(reliability)을 보증하기 위해 실험법의 특이성(specificity), 재현성(reproducibility) 등을 검증하였다. 구축된 검증시스템을 thrombin 분리${\cdot}$정제를 위한 SP-Sepharose 양이온 크로마토그래피 공정과 factor VIII 분리${\cdot}$정제를 위한 Q-Sepharose 음이온 크로마토그래피 공정에 적용하여 크로마토그래피 세척 검증을 실시하고, 세척 검증 시스템의 적합성을 확인하였다.
항진균물질 KRF -001의 분리정제 공정에 있어서 XAD-7 크로마토그래피, 산침전법, microfiltration 을 사용하여 crude KRF-001을 분리정재하였을 때, microfiltration 방법 이 기존의 다른 두 방법보다도 회수율이 2-3배 뒤어난 것으로 판명되었으며, 실리 카겔 크로마토그래피, $C_{18}$ 크로마토그래피법을 이용 하여 분리정제방법을 간소화할 수 있였다 또한 Bonda PAK $C_{18}$ column과 Delta PAK $C_{18}$ col umn을 prep HPLC에 사용한 결과, 순도 90% KRF-OOI의 대량분리 정제가 가능하여 산엽화시 이를 이용할 수 있는 기초를 확립하였다.
국내의 토양에서 Streptomyces spp.를 분리하였고 이 중 항균활성이 우수한 균주들을 선별하였다. 이들 균주들을 적절한 조건에서 배양하여 얻은 배양액을 이온 교한 수지와 흡착 크로마토그래피를 행하여 항생물질들을 분리하였다. 이들 항생물질들은 Bacillus subtilis, Pyricularia oryzae, Alternaria mail, Candida albicans, Mycobacterium smegmatis, Pseudomonas aeruginosa , 및 Escherichia coli에 강한 항균활성을 나타내었다. 각 항생물질들을 산으로 가수분해하고 흡착관 크로마토그래피로 가수분해 생성물을 분리하였다. 분리한 항생물질과 가수분해 생성물들의 $^1$IH-NMR, $13^{C}$ -NMR, FAB-Mass 스펙트럼을 분석하여 구조를 연구하였다.
본 연구에서는 난백에 포함된 라이소자임의 컬럼 크로마토그래피에서의 breakthrough behavior 실험을 통해 최적 크로마토그래피 분리조건을 결정하였다. 다양한 양이온 교환수지의 라이소자임 breakthrough behavior를 비교한 결과 Cellufine C-200(Amicon, USA)이 라이소자임 흡착에 가장 우수한 성능을 보였다. Cellufine C-200 수지에서 이온강도, pH, 선속도 등이 난백 라이소자임의 breakthrough behavior에 미치는 영향을 비교한 결과 conductivity 2.75 mS/cm, pH 7, 선속도 0.635cm/min의 최적 조건을 얻었다. 본 최적조건에서 prep 규모 컬럼 크로마토그래퍼를 이용 난백으로부터 라이소자임을 분리하였다. 정제된 라이소자임과 Sigma 라이소자임의 specific activity는 비슷하였으며 SDS-PAGE 분석 결과 본 연구에서 정제된 라이소자임이 Sigma 라이소자임보다 impurity 단백질들을 적게 포함하고 있음을 확인하였다.
HETP(Height Equivalent to a Theoretical Plate)는 크로마토그래피 공정에서 관의 효율을 나타내는 정량적 인자이다. 본 연구에서는 시료의 농도와 주입량, 이동상의 유속과 조성이 제조용 액체 크로마토그래피의 HETP에 미치는 영향을 고찰하였다. 시료는 thymidine이고 이동상은 1.5~5.5ml/min의 유속에서 일정용매조성법으로 물과 organic modifier로서 메탄올을 사용하였으며 제조용 크로마토그래피 column은 길이가 500mm, 내경이 9.8mm이다. 시료의 농도와 주입부피 및 유속이 증가함에 따라 HETP는 거의 선형적으로 증가하여 관의 효율이 감소하였다. 시료 주입부피의 영향은 관의 효율에 매우 중요하게 작용하여 동일한 주입량에 대하여 주입부피가 10배로 증가함에 따라 HETP는 약 2배 정도로 커졌다. 이동상의 유속이 증가함에 따라서 HETP는 주로 이동상과 고정상의 물질전달저항에 의해서 증가하였다.
본 연구에서는 식물세포배양으로부터 회수한 식물세포, 즉 biomass로부터 항암제 paclitaxel를 정제하기 위한 크로마토그래피 공정에서 컬럼을 통하여 용리되는 eluent의 비중 (specific gravity) 조절에 의한 eluent 재사용 방법을 개발하였다. 크로마토그래피 조업 전에 eluent (methanol/water = 70/30, v/v)의 비중을 측정한 결과 0.853을 얻었다. 컬럼으로부터 분취한 용액을 증발 건조하여 건조된 제품과 증발된 용액인 eluent를 각각 회수하였다. HPLC 분석을 통하여 증발/회수된 eluent에 불순물이 포함되어 있지 않음을 확인하고, 회수된 eluent의 비중을 측정하여 비중이 0.853에서 벗어났을 경우에는 메탄올 또는 물을 첨가하여 eluent의 비중을 0.853으로 조정하여 eluent로 재사용하였다. 회수된 eluent를 재사용하여 크로마토그래피 정제를 실시한 결과, 고순도 ($\sim$95%), 고수율 ($\sim$86%)의 paclitaxel을 얻을 수 있었다. 이는 eluent를 재사용하지 않을 경우, 즉 재사용 전과 동일한 수준의 결과로 비중 조절에 의한 eluent의 재사용이 성공적임을 알 수 있었다.
Polysulfone 재질의 다공성 평판막 및 실관막에 키토산 피막층을 형성시킨 후 반응성 염료인 Cibacron Blue 3GA를 고정화시켜 human serum albumin(HSA)의 결합용량이 최대 70 $\mu{g/cm}^2$인 단백질 친화성 막을 제조하였다. 친화성 평판막 모듈을 대상으로 HSA에 대한 용출 크로마토그래피 실험을 수행하여 eluent 용액의 최적 환경조건을 결정하였는바, 1M KCl이 첨가된 농도 0.06 M, pH 10의 universal buffer를 eluent로 사용했을 때 리간드와 결합된 단백질의 용출이 가장 우수하였다. 친화성 평판막 및 실관막 모듈을 대상으로 HSA의 전열 크로마토그래피 실험을 수행하여 단백질에 대한 동적 결합용량을 측정하였다. 이 결과 동적 결합용량은 평판막 모듈의 경우에는 loading 용액의 유량과 HSA의 농도가 증가함에 따라 평형 결합용량 값으로부터 크게 감소하였으나, 실관막 모듈의 경우에는 loading 용액의 유량과 HSA의 농도에 관계없이 항상 평형 결합용량 수준을 유지하였는바, 따라서 실관막 모듈이 평판막 모듈보다 단백질 친화성 크로마토그래피 분리관으로서 더 효과적이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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