胶原蛋白作为一种功能与结构兼具的蛋白质,在医药、化妆品及生物材料领域有着广泛的应用。随着胶原蛋白需求的快速增长,重组胶原蛋白的技术日趋成熟,逐渐成为主流的生产方式。本文将根据天然与重组胶原蛋白的特点,分别介绍其纯化工艺并分享相关案例。
胶原蛋白的概述及分类
胶原蛋白是一种在皮肤、骨骼及肌腱中广泛存在的结构蛋白,其基本单位由三条多肽链组成,形成稳定的三股螺旋结构。这种结构使得胶原蛋白在组织修复、组织工程及美容保健等领域发挥着重要作用。
一、天然胶原蛋白
天然胶原蛋白主要通过物理、化学或酶解等方法从动物组织(如皮肤、骨骼)中提取。常见的纯化方式包括:
• 酸碱水解法:将动物组织(如皮肤、骨骼等)清洁和切片、粉碎后,通过酸解/碱解作用将胶原蛋白从中溶解,再进行中和、过滤、浓缩换液等步骤得到胶原蛋白。
• 酶解法:将动物组织(如皮肤、骨骼等)清洁和切片、粉碎后,用特定蛋白酶进行酶解,再通过离心、过滤、浓缩换液等步骤分离出胶原蛋白。
然而,随着质量标准的提高,通过传统方法天然提取的胶原蛋白面临着杂质(如内毒素)的控制难题,这为后续的纯化工艺提出了更高的要求。博格隆的阴离子交换层析介质可用于纯化,以生产更高纯度的胶原蛋白。
二、重组胶原蛋白
重组胶原蛋白是通过基因工程技术生产的胶原蛋白,避免了动物源胶原蛋白的质量波动和安全隐患。
重组胶原蛋白的生产体系主要包括大肠杆菌、酵母等表达系统,具有产率高、成本低、周期短等优势。其工艺路线包括发酵表达、盐析、固液分离、澄清、亲和层析、离子交换和多模式层析等纯化步骤。