抗体纯化效率新突破！——三维双连续MXene/琼脂糖复合整体柱（Monolith）
作为一名生物制药人，您一定对传统多孔微球填料层析柱的局限性深有体会：由于填料颗粒之间存在大小不一的间隙、孔径分布不均、 传质效率低（依赖分子扩散），导致流速慢、压降大、动态载量低、分离效率不理想、易堵塞……这些问题严重制约了分离纯化的效率和规模。
对于某些大型甚至超大型、复杂的生物大分子，如免疫球蛋白IgG和IgM、聚乙二醇修饰的蛋白质、DNA疫苗、病毒疫苗、病毒载体和病毒样颗粒（VLPs）等，上述问题尤显突出。科研人员先后开发了全通孔微球填料、膜层析等技术，这些技术从不同角度解决了部分问题，但仍存在不足（参见图1）。
Figure 1. 不同层析介质的特点比较
整体柱
那么，有没有一种新的技术可以突破这些瓶颈呢？答案是肯定的！ 那就是—— 整体柱（Monolith）！
整体柱通过原位聚合技术形成连续的多孔材料并由此制成层析柱，它与随机堆积的多孔微球填料层析柱相比，具有以下显著优势：
超高的通透性
超大的比表面积
整体柱内部除了贯通的超大孔道外，还拥有丰富的介孔（2-50 nm）结构，为样品分离提供了足够的表面积，因此载量高，分离效果好。
超强的机械稳定性
整体柱由高强度材料制成，耐压、耐腐蚀，使用寿命长。
超便捷的操作
整体柱采用原位聚合技术，即拆即用，无需装填， 操作简便，节省时间和人力成本。
新型三维双连续MXene/琼脂糖复合整体柱
最近发表在Chemical Engineering Journal上的一篇研究论文 (DOI: 10.1016/j.cej. 2025.159755) （参见Figure 2）介绍了一种新型琼脂糖基抗体亲和整体柱（BMAC@PVIM monolith）的制备方法和应用（参见Figure 5）及其性能特点。
Figure 2. 新型琼脂糖基抗体亲和整体柱介绍相关文献
通讯作者曲剑波博士是中国石油大学（华东）教授博导、中国科学院过程工程研究所博士、科诺赛首席科学家，在微球领域研究超过15年，先后发表SCI论文35篇，授权国家发明专利9项。科诺赛在曲博士的带领下为上述论文的研究工作提供了协作支持。该整体柱有以下核心技术突破：
1
材料创新
MXene掺杂
二维MXene（由过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物组成）纳米片作为物理交联剂和乳液共稳定剂，通过氢键与琼脂糖链结合，提升机械强度（拉伸强度达162 kPa）和比表面积（46.6 m²/g）。
双连续MIPE模板法
利用中内相乳液（MIPE）模板法，使用复配表面活性剂Pluronic 17R2和Tween 80，通过优化表面活性剂HLB值（10.3）和内相体积分数（45%）形成三维双连续MIPE模板，从而构建得到均一的三维贯通孔道结构（参见图3）（通孔10.1 μm，介孔9 nm），实现对流主导传质，操作流速可达20 mL/min（线速度为1529 cm/hr）（参见图4）。
Figure 3. BMAC@PVIM整体柱扫描电镜图
Figure 4. 传统的GMAC@PVIM，未掺杂MXene的BAC@PVIM和 BMAC@ PVIM整体柱的压力-流速曲线
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功能化修饰
uPVIM刷接枝
Figure 5. 三维双连续MXene/琼脂糖复合整体柱（BMAC@PVIM monolith）的制备方法及其在抗体亲和纯化的应用
3
性能参数
Table 1：BMAC@PVIM整体柱和传统GMAC@PVIM整体柱性能参数对比
综上可见，新型三维BMAC@PVIM整体柱具有有序结构、高柱渗透性、低背压和高吸附容量等优势，能从人血清中高效（2-3 min即可完成上样－上样后冲洗－洗脱）纯化IgG，在大规模快速纯化抗体领域具有进一步开发的前景。
参考文献
1.X.D.Xu, J.Li, J.Q.Zhang, Y.Peng, C.M.Sun, R.Q.Liang, J.B.Qu, Advanced fabrication of three-dimensional bicontinuous MXene/agarose composite monoliths for high-selective rapid separation of antibodies, Chemical Engineering Journal 505 (2025) 159755
