JPH02273194A - ヒトモノクローナル抗体の安定な精製法 - Google Patents

ヒトモノクローナル抗体の安定な精製法

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JPH02273194A
JPH02273194A JP1095891A JP9589189A JPH02273194A JP H02273194 A JPH02273194 A JP H02273194A JP 1095891 A JP1095891 A JP 1095891A JP 9589189 A JP9589189 A JP 9589189A JP H02273194 A JPH02273194 A JP H02273194A
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immunoglobulin
column
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human monoclonal
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JP1095891A
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Toru Nakanishi
徹 中西
Atsuko Higuchi
樋口 敦子
Kazuhiko Horigome
一彦 堀込
Hiroshi Noguchi
浩 野口
Masazumi Terajima
寺島 正純
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Sumitomo Pharmaceuticals Co Ltd
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Pharmaceuticals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 11上立且里豆! 本発明は、免疫グロブリン(抗体)のアフィニティクロ
マトグラフィーを用いた安定な精製法、すなわち具体的
には、免疫グロブリン結合物質を結合体とし安定化剤を
含む低pH溶液によって溶出を行う免疫グロブリン(抗
体)の精製法に関する。
免疫グロブリン結合特性を示すプロティンAは、5ta
phylococcus aureusの菌体膜より分
離された蛋白質である。(Kronval l、 G、
らJ、Immnol 104140(1970))。プ
ロティンAは、様々な動物種由来のIgGと特異的に結
合する性質をもっており、かつ単位蛋白量あたりのIg
G結合量が多いため、血清、細胞培養液、腹水等からの
IgG精製に用いられている。(Hjelm H,らF
EBS Lett 、 2873(1972) )。又
、このプロティンAは特定の種類のIgMとも結合する
ことが知られている(Lind。
Iら 5cand、J、 Immunol  4 84
3  (1975) ) 、その他、プロティンAと同
じ免疫グロブリン結合活性を持つ蛋白としては、プロテ
ィンGが知られている。プロティンGは、広い範囲の動
物由来のIgGと特異的に結合する。(BjOrck、
 LらJ、 Immunofユ33969 (1984
)) さらに同様な性質を示す蛋白質として免疫グロブリンの
し鎖に特異的に結合するプロティンL、  1gAに特
異的に結合するプロティンArp、人由来のIgGと特
異的に結合するプロティンHがありそれぞれに固有の結
合特異性を示すため血清、細胞培養液、腹水からの免疫
グロブリンの精製に用いることができる。これらの蛋白
質は下記の文献に記載されている。
プロティンL;  (BjOrck、L  J、Imm
unol、1401194プロティンA r p ; 
 (BjOrck、Lら、BP 87850160゜プ
ロティンH; (岸本ら、特願昭63−295527)
また、免疫グロブリン結合物質である抗免疫グロブリン
抗体は、免疫グロブリンを異種の動物に免疫することに
よって得られる抗血清(ポリクローナル抗体)またはモ
ノクローナル抗体を意味する。これらの抗体は選択的に
免疫グロブリンと結合するため免疫グロブリンの精製に
用いられる。
特に抗免疫グロブリンモノクローナル抗体については、
免疫グロブリンとの結合親和性が異なる各種クローンを
選択することが可能である。そして免疫グロブリンとの
結合におけるpH依存性についても様々のものを得るこ
とができる。一般にはpH2,0〜3.0の状態になる
と、結合した免疫グロブリンを遊離するものが多いが、
しかし中にはpH3,0より高いpHでも結合した免疫
グロブリンを遊離する抗体もある。
及肌n星1 免疫グロブリン結合物質を用いて抗体を精製する場合、
多くはこの結合物質を不溶化担体に固定化し、その担体
をカラム等につめてアフィニティーカラムを作製し、そ
れを用いて精製操作を行う。
その方法として抗体を含む血清、細胞培養液、腹水等の
試料をこのカラムに通し、抗体のみを固定化された免疫
グロブリン結合物質に吸着させる。
さらに、このカラムに非特異的に吸着された蛋白を、適
当なバッファーで洗浄、除去した後、特異的に吸着され
た免疫グロブリンを適当な溶出剤で、結合物質より解離
させ、溶出分取する方法が用いられる。しかし、この際
の溶出剤としては、従来様々な方法が試みられてきたが
、免疫グロブリンと結合物質との吸着結合が非常に強い
ため、効率よく免疫グロブリンを解離させ回収しようと
した場合、しばしば免疫グロブリンの変性をまねき、こ
のことが、この方法の大きな欠点であった。現在、最も
効率よく免疫グロブリンを回収することができ、一般的
に用いられている方法は、低pH(pH4,0以下)溶
液を溶出剤とする方法であるが、この場合、溶出後ただ
ちに中和を行わなければ、多くの免疫グロブリンにおい
て短時間のうちに変性がひきおこされる。このような問
題は、工業的スケールでの精製で特に避けがたいもので
ある。なぜならば、大スケールすなわち容量の大きいカ
ラムを用いた場合、溶出に時間がががり、免疫グロブリ
ンは、長時間溶出剤にさらされるため免疫グロブリンが
変性をおこすからである。この変性を防ぐことは、大変
困難であり従って、これまで例外的に低pHで長時間安
定な免疫グロブリン(抗体)を除いては、工業的スケー
ルで免疫グロブリン(抗体)の精製に免疫グロブリン結
合物質を用いることは不可能と考えられていた。こうし
た状況に鑑み−1本発明者らは、この問題点を改善すべ
く鋭意改良を加え、免疫グロブリン結合物質を結合体と
し、工業的スケールでも免疫グロブリンを効率よくかつ
安定に精製する方法を確立し、本発明を完成するに至っ
た。
本発明者らは、免疫グロブリン結合物質、特にプロティ
ンAまたは抗ヒト免疫グロブリン抗体を固定化担体に結
合させたものをカラムにつめ、そこへヒトモノクローナ
ル抗体産生細胞の培養液を通すことにより、大量のヒト
モノクローナル抗体を特異的に、プロティンAまたは抗
ヒト免疫グロブリン抗体に結合させた。そして、それら
を安定化剤を含む、低pH溶液にて溶出することにより
、第一に溶出特低pt+溶液によるモノクローナル抗体
の変性を防ぎ、安定にただちに、抗原との結合活性を保
持した状態でモノクローナル抗体を、回収することを可
能とした。第二に結合物質に結合した、モノクローナル
抗体のほぼすべてを効率よく溶出し回収することを可能
とした。
このような安定化剤として、各種の物質について検討を
加えた。その結果、ポリエチレングリコール(PEG)
、ポリビニルピロリドン(P V P)、エチレングリ
コール(EG)等をもちいた時に良好な結果が得られた
。本精製法は、プロティンA以外にプロティンG、L、
ArpおよびHなどの免疫グロブリン結合蛋白を用いた
精製に適用が可能である。また、本精製法は抗免疫グロ
ブリンを用いた精製全般に広く適用が可能であり、さら
にはアフィニティークロマトグラフィー全般に応用が可
能である。又、精製目的物に関しては、1gM以外のク
ラス(I gA、I gG、I g’E)のヒトモノク
ローナル抗体に応用が可能である。又、ヒト以外の種(
マウス等)のモノクローナル抗体、そして、ホルモン(
抗ホルモン抗体を固定化した場合)、さらには、低pH
溶液中で変性のおこりやすいすべての蛋白質の精製全般
に広く適用することが可能である。以下、本発明の詳細
な説明する。
まず、免疫グロブリン結合物質としてプロティンAを使
用する際、不溶化担体に固定化されたプロティンAとし
て、市販のアガロース担体結合プロティンAを用いる。
本固定化プロティンAをカラムに充てんする。又、これ
以外に市販のプロティンAを用い、様々な方法で固定化
担体に結合させたものを用いる場合もある。その際、担
体としてはアガロースが望ましい。さらにプロティンA
の他、前記の免疫グロブリン結合物質が使用可能である
次に、精製目的物、ただちにヒトモノクローナル抗体を
含む培養上清をこのカラムに添加する。この培養上清は
ヒトモノクローナル抗体産生性細胞、すなわちヒトハイ
ブリドーマ、EBウィルスにより形質転換されたリンパ
球、ヒト抗体遺伝子を導入した動物細胞などより得られ
るものである。
カラムのサイズは後述する通り、固定化プロティンAの
抗体最大結合量と培養上清に含まれるモノクローナル抗
体の総量によって定められる。例えば、最大結合量が、
10■/1nlである場合、上清中抗体総量が10■で
あれば、カラムサイズは、114以上のものが必要であ
る。又、単位体積のカラムに対し数百倍以上の体積の上
清を添加することができる。必要があれば、この上清を
−たん濃縮後、カラムに添加する場合もある。添加する
際の速度はカラム断面積1 crIあたり60m//h
程度まで上げることが可能であり、これは、後述する洗
浄、溶出操作についても同様である。このようにして上
清を添加した後、結合蛋白に特異的にモノクローナル抗
体が吸着される(この時の吸着量は一担体あたり Ig
Gで約20■、IgMで約15■である)が、それ以外
に結合蛋白および担体であるアガロースに非特異的に付
着している蛋白を除去するため、カラム体積の10倍量
のPBSをカラムに添加し、カラムを洗浄する。次に特
異的に吸着されたモノクローナル抗体の溶出を行う。
溶出液としては、クエン酸バッファー、グリシン塩酸バ
ッファー、酢酸バッファー等の低pH溶液(一般にpH
2,0〜4.0が適当である)を用い、この溶液の中に
安定剤を添加する。安定剤とシテハ、P E G 15
00〜6000 (fi度0.1〜5%好ましくは1%
(w/v) ) 、PVP 、(濃度0. 1〜5%好
ましくは1%(w/v) ) 、EG (濃度1〜50
%好ましくは10%(V/V) )が適当である。ここ
に上げた安定剤の他、糖類、ポリアルコール、界面活性
剤等が使用可能である(溶出効率または安定性の点で上
記の3種に及ばない)。これらの安定剤を含む溶出液(
カラム体積の5倍量)をカラムに添加し、特異的に結合
したモノクローナル抗体を溶出する。
これら一連の精製操作は低温条件下(2〜8℃前後)に
て行うことが好ましい。又、溶出したモノクローナル抗
体溶液はその変性を防ぐため高pH溶液(IMTris
など)の添加により、ただちに、中和をすることが望ま
しい。
ここで述べた精製法は、免疫グロブリン結合物質として
抗ヒト免疫グロブリン抗体を用いた場合にも同様に適用
される。
以上詳しく述べたように、本精製法によって、培養土浦
等より、モノクローナル抗体を効率よくかつ安定に精製
することができる。上記の安定剤を含む溶出剤を用いた
場合、低pH溶液中で抗体活性を長時間安定に保つこと
ができ、しかも、吸着物の80%以上を溶出することが
できる。従って、従来多くみられるように低pH溶液で
失活をおこしやすく、アフィニティークロマトグラフィ
ーを精製法として、用いることができなかった物質、あ
るいは、低pH溶液との接触が長時間になるため、精製
物の失活がおこり、工業スケール(大スケール)での精
製にアフィニティークロマトグラフィーを使用できなか
った場合等に本性を適用することで、アフィニティーク
ロマトグラフィーが使用可能となり、精製の純度・効率
等に改善がもたらされることになる。
次に、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明する
が、本発明はこれのみに限定されないことは言うまでも
ない。
(1)精製用試料の調整 緑膿菌を特異的に認識するヒトモノクローナル抗体(I
gM抗体)産生株の無血清培養液(セルグロッサ−H(
住友製薬))を遠心(3000prnlO分間)し、そ
の上清をメンブレンフィルター(ミリボア0.22μm
)にてろ過して精製用試料とした。
(2)ヒトモノクローナル抗体の精製 プロティンA−セファロースCL−4B (ファルマシ
ア、ウェットタイプ)7−を0.1Mリン酸バッファー
(pH8,0)およびPBSで洗浄し、直径2 cmの
ガラスカラムに充てんした。次にカラムサイズの100
倍量ある70−のPBSを40d/hの流速でカラムに
添加しカラムを平衡化した。
平衡化したカラムへ(1)で調製した精製用試料を40
J/hの流速で添加し、通過液を採取した(4℃で実験
を行った。以下同様)。
次に同じくカラムサイズの100倍量ある7〇−のPB
Sを401d/hの流速でカラムに添加し、洗浄を行っ
た。(洗浄流を採取した)。さらに35、l+/のlO
%EG含有LOOmMクエン酸バッファー(pH3゜O
)を40i/hの流速でカラムに添加し、溶出を行った
。溶出液はl/1000の割合で、フラクションコレク
ターを、用いて分画した。(分画後IMTrisを添加
し、ただちに中和を行った)。
(3)精製したヒトモノクローナル抗体の抗原結合活性
測定 酵素免疫測定法(ELISA)を用いて、精製したヒト
モノクローナル抗体の抗原結合活性を測定し、精製前と
比較した。まず、抗原を付着させた塩化ビニル製96穴
プレートを用意し、ここへ0.02%Tween20を
含むPBS (以下、PBSTと略す)にて適宜希釈し
た測定試料を100μl/穴の割合で添加し、37°C
2hrインキユベートした。次に各式をPBSTにて3
回、洗浄した後、同じ<PBSTにてl/1000に希
釈したアルカリフォスファターゼ標識ウサギ抗ヒト1g
M抗血清(Mi Ies−Yeda)を100μi’/
穴の割合で、添加し、37℃2hrインキユベートした
。各式をPBSTにて3回洗浄した後、10%(v/V
)ジェタノールアミンバッフy−(pH9゜1)に溶解
したバラニトロフェニルリン酸(3■/d半井化学)を
100μl/穴の割合で添加し、37℃10分〜30分
インキュベートした。酵素反応による呈色の度合いをマ
ルチスキャン(タイターラック)にて測定した。結果を
表1に示す。
(4)精製した標品中ヒトモノクローナル抗体量の測定
(純度検定) 精製した標品の一部をメソブレンフィルター(ミソボア
0.22μm)にてろ過し、そのうちの20μlをHP
LCにて分析した(高滓製作所LC−7A)。カラムは
ファルマシア製スーパーロース6を使用し、20μlの
標品をカラムに添加後、PBSにて0.4d/hの流速
で溶出した。溶出される蛋白の検出は230nmにて行
った。この際、別に濃度のわかった標準ヒトモノクロー
ナルIgM(完全に精製されたもの)を同様の方法にて
分析し、1gM溶出溶出ピークの面積を測定、前述の標
品のIgM溶出ピークの面積と比較することにより、標
品中の1gM量を計算した。又、総溶出ピーク面積とI
gM溶出ピーク面積を比較することにより、標品中Ig
M純度を検定した。結果を表2に示す。
表2ヒ トモノクローナル抗体の精製結果 フラクシヨンNα9 抗体濃度 (■/−) 純度 (%) 1.7         96 5          4.1         98
6           1.9         9
6*溶出液を分画した中のピーク 部分 実施例2−1安定化剤の選択 一定量の精製ヒトモノクローナル抗体を添加した種々の
物質を含む低pH溶液(100mMクエン酸バッファー
pH3,0)を4℃に静置し、30分後IMTrisに
より中和した。
次に実施例1.の(3)に示されている方法によりヒト
モノクローナル抗体の抗原結合活性を測定した。結果を
表3に示す。
表3 ヒトモノクローナル抗体の抗原結 合活性 *溶出液を分画した中のピーク 部分 (1)試験用サンプルの調製 一定量の精製ヒトモノクローナル抗体を添加した種々の
安定剤を含む低pH溶液(100mMクエン酸バッファ
ーpH3,0,pH3,5およびpH4,0)を4℃に
静置し、30分後IMTrisにより中和した。
(2)サンプル中ヒトモノクローナル抗体の抗原結合活
性および抗体量測定 生菌凝集力価の測定により緑膿菌を特異的に認識するヒ
トモノクローナル抗体の抗原結合活性を検定した。表4
に列記しである緑膿菌の各菌株をハートインフュージョ
ン寒天培地を用いて培養し、培養後の、菌体を600+
++mの吸光度が0゜2になる様にPBS(−)に懸濁
した。これを50μβずつU字型96ウエルマイクロプ
レート(住人ベークライト)に分注した。そこに4/3
倍希釈系列をとった前項(1)にて調製された精製ヒト
モノクローナル抗体溶液を50μβずつ添加した。
反応液を4℃で一夜放置した後、凝集の有無を見た。結
果を表4に示す。
表4に示すように、(4)および(7)において、抗体
の失活のため、(1)に比較して最小生菌凝集濃度の上
昇をみたが、安定剤を添加((5)(6)および(7)
(8))することによって抗体は安定化され、ヒトモノ
クローナル抗体の最小生菌凝集濃度は低下した。
又、抗体量について実施例1、(4)と同様の方法によ
り測定した。結果を表5に示す。
l)測定数値はヒトモノクローナル抗体の最小生菌凝集
濃度を示す。
2)ヒトモノクローナル抗体を表に記載の各溶液中4°
030分静置し、pH3,0およびpH3゜5について
は静置後ただちにIMTrisにより中和を行った。(
「中和」と記載) 結果を表5に示す。
表5 抗体量(相対値)測定 Sample 抗体濃度(相対値) PBS pl(3,0,中和 pH3,5;中和 pH4゜0;中和 pH3,0−10XEG(v/v);中和〃 −50X
EG;      ” !/ −IXPEG。
〃 −5XPEG。
pH3,5−10XEG。
〃 −50XEG; ”  −IXPEG。
!! −5XPEG; 1)san+ple処理については表3と同様2)抗体
濃度の数値はHP L Cpeak面積を示す(PBS
の場合を100とした) 低p Hbuffer中では、抗体が変性、分解するた
め、HPLCにおける抗体peak面積が減少するが、
安定剤を添加することによって抗体は安定化され、その
peak面積はcontrol  (PBS )とほぼ
同等となる。
種々の安定剤が低pH溶液による溶出の際の溶出効率に
あたえる影響を調べるため、溶出効率検定試験を行った
プロティンAセファロース(ウェットタイプ)を1Mリ
ン酸バッファー(pH8,0)およびPBSにて洗浄後
14体積/カラムとなるようエコツカラム(Bio−R
ad )に充てんし、lOdのPBSを添加して平衡化
した。5−のヒトモノクローナル抗体産生細胞の高密度
培養液をこのカラムに添加しく12d/h) 、通過後
を採取した。次に10dのPBSを添加して洗浄しく1
2d/h)洗浄液を採取した。さらに、57I7!の種
々の安定剤を含む低pH溶液(100mMクエン酸バッ
ファーpH3,0)をカラムに添加して溶出(17/h
)し、溶出液を採取した。カラムは一種類の安定剤ごと
に1本ずつ用意し、各安定剤ごとに別々のカラムで検定
をおこなった。溶出液はただちに中和した。次に5艷の
低pH溶液(安定剤を含まない)にて同様に溶出を行っ
た。
カラム実験終了後、各ステップのサンプルの吸光度(A
!、。)を測定し、吸着された抗体のうち、安定剤を含
む低pH溶液で溶出される抗体の割合を調べた。結果を
表6に示す。
1%(w/v)PEG6000. 1%(w/v)P 
V P 。
10%(v/v)ECを安定化剤として用いた場合のヒ
トモノクローナル抗体の溶出効率は85%以上と良好で
あった。一方、10%(w/v)PEG6000での回
収率は約2%と極めて悪い回収率を示すなど、濃度依存
性がみられた。
ツクローナル抗体の精製を行った。この精製ヒトモノク
ローナル抗体について実施例1.  (3)(4)項に
記載のごとく抗原結合活性およびモノクローナル抗体量
を測定したところ、85%以上の効率でヒトモノクロー
ナル抗体が回収され、抗原結合活性も85%以上保持さ
れていた。
製法 精製抗ヒト免疫グロブリン抗体(マウスモノクローナル
抗体、IgG+ クラス)を5■/l−ゲルの割合で、
CNBr活性化セファロース4B(ファルマシア)と混
合し、0.2MNaHCO、−0,5MNaC1pH8
,5バツフアー中で4℃、−夜インキユベートした。
さらに、翌日最終濃度0.2Mとなるようグリシンを添
加し、室温2時間反応させたものを固定化免疫グロブリ
ン結合体とした。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)免疫グロブリンを酸性溶出液を用いてアフィニテ
    ィークロマトグラフィーで精製する免疫グロブリンの精
    製方法において、安定化剤を含む酸性溶出液を用いるこ
    とを特徴とする免疫グロブリンの精製方法
  2. (2)該安定化剤がポリエチレングリコール、ポリビニ
    ルピロリドン、エチレングリコールであることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の方法
  3. (3)該安定化剤の濃度がポリエチレングリコール又は
    ポリビニルピロリドンの場合0.1〜5%(w/v)エ
    チレングリコールの場合1〜50%(v/v)である特
    許請求の範囲第1項記載の方法
  4. (4)該酸性溶出剤のpHがpH3.0〜4.0である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法
  5. (5)アフィニティークロマトグラフィーに用いる固定
    相において、免疫グロブリン結合能を持つ物質が、プロ
    テインA、G、L、ArpあるいはHであることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の方法
  6. (6)アフィニティークロマトグラフィーに用いる固定
    相において、免疫グロブリン結合能を持つ物質が、抗免
    疫グロブリン抗体であることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の方法
  7. (7)アフィニティークロマトグラフィーに用いる固定
    相において、免疫グロブリン結合能を持つ物質が、ヒト
    モノクローナル抗体であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005206602A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Ajinomoto Co Inc 抗体の変質を防止する精製方法

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US8084032B2 (en) 2004-01-21 2011-12-27 Ajinomoto Co., Inc. Purification method which prevents denaturation of an antibody
US8435527B2 (en) 2004-01-21 2013-05-07 Ajinomoto Co., Inc. Purification method which prevents denaturation of an antibody
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