JPS61129199A - ヒト・インタ−フエロンβの精製法 - Google Patents

ヒト・インタ−フエロンβの精製法

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JPS61129199A
JPS61129199A JP59249721A JP24972184A JPS61129199A JP S61129199 A JPS61129199 A JP S61129199A JP 59249721 A JP59249721 A JP 59249721A JP 24972184 A JP24972184 A JP 24972184A JP S61129199 A JPS61129199 A JP S61129199A
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JP
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ifn
antibody
human interferon
carrier
purification
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JP59249721A
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Jun Uchiumi
潤 内海
Kazuo Hosoi
和男 細井
Shiyoujirou Yamazaki
山崎 晶次郎
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
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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】 [産業上の利用分野] 本発明はヒト・インターフエロンβ(以下、IFN−β
と略す)の精製法に関する。
[従来の技術] IFN−βはヒト細胞がウィルスや合成核酸などに刺激
されることによって、細胞が産生ずる抗ウィルス活性や
抗腫瘍活性をもつタンパク質である。IFN−βの産生
にはヒト培養細胞をポリ■:ボリCなどのインターフェ
ロンインデューナーで刺激して産生ずる方法と、rFN
−β遺伝子を大腸菌や酵母などの微生物や動物細胞に組
み込んで産生させる遺伝子組換えによる方法があり、現
在どちらも開発が進んでいる。このIFN−βを医薬品
として利用するためには、細胞や微生物によって産生さ
れた粗IFN−βを安全性が認められた純度にまで精t
!純化しなければならない。したがって、IFN−βを
いかに効率良く高純度に精製分離するかが、IFN−β
を医薬品として開発する際の極めて重要な技術となる。
特に遺伝子組換え法により得られたIFN−βを精製す
る場合には、微生物由来タンパク質、異種動物由来タン
パク質が精製対象液に多量に含まれているために、これ
らを完全に取り除く必要があり、高度な精製法が要求さ
れる。
IFN−βを精製するためには各種のクロマトグラフィ
ーが開発°され、特にIFN−βに親和性のある物質を
結合した担体を用いる、いわゆるアフィニティークロマ
トグラフィーが良い成績を納めている。IFN−βの精
製は、通常二段あるいは三段のクロマトグラフ、C−の
組み合せによって行われているが、収率や純度の点でま
だ改良すべき余地が残っている。
アフィニティークロマトグラフィーの中で最も特異性が
高いものは抗IFN−β抗体をリガンドとして用いる抗
体クロマトグラフィーであり、その試みもいくつか報告
されている( Okamuraら、[3iochemi
stry 、 19.3831 (1980)、@ o
chkeppel ら、Nature 、 291 、
500 (1981) 、 Novickら、J 9g
en、V 1ro1. 、64 。
905 (1983))。しかし、特異性が極めて高い
にもかかわらず、抗体クロマトグラフィー一段ではまだ
完全純化は難しく、実用的には次に何らかの精製手段を
つなげる必要がある。
[発明が解決しようとする問題点〕 IFN−βの精製において、抗体クロマトグラフィーは
特異性が極めて高いにもかかわらず、次の問題点を残し
ている。
まず、高特異性ではあるがこの方法だけでは■FN−β
の完全純化は難しいことである。原理的には抗IFN−
β抗体はIFN−βだけを吸着するが、実際には抗IF
N−β抗体を不溶化した担体にはIFN−β以外の夾雑
タンパク質も微開であるが吸着され、溶出液にそれが混
入することがある。また、リガンドである抗IFN−β
抗体がわずかながらも溶出液中に離脱してくる恐れもあ
る。IFN−βの完全純化のためには、これらの夾雑物
を除去しなければならず、抗体クロマトグラフィーの次
に何らかの精製手段をつなげる必要がある。
本発明は上記の抗体クロマトグラフィーの問題点を解決
し、rFN−βの精製法において抗体クロマトグラフィ
ーの高特異性を損うことなく、■FN−βを高純度かつ
高収率で精製することを目的とする。
し問題点を解決するための手段] 本発明は、IFN−β溶液を抗IFN−β抗体を不溶化
した担体に接触させる工程、該担体への吸着物を溶出剤
にて溶出させる工程、溶出物を金属をキレート化させた
担体に接触させる工程、および該金属キレート担体に吸
着したヒト・インターフエロンβを溶出剤にて溶出させ
る工程からなるrFN−βの精製法である。
ここで言うIFN−βとは、ヒト培養細胞をウィルスや
合成核酸などで刺激させることにより産生されるTFN
−β、および遺伝子組換え技術を用いてIFN−β構造
遺伝子を組み込んだ大腸菌、酵母などの微生物や、ハム
スター、サルなどの動物細胞により産生されるjFN−
βを指す。
精製初段のリガンドに用いられる抗IFN−β抗体は、
IFN−βを結合し得る抗体であれば特に限定されない
が、常法により動物に免疫して得られる抗体あるいは細
胞融合技術によるモノクローナル抗体を指す。これらの
抗体の不溶化には、セルロース、アガロース、架橋デキ
ストラン、ポリアクリルアミド、多孔性ガラスなどの担
体が用いられ、不溶化反応はいずれもペプチド中の7ミ
ノ基あるいはカルボキシル基と導入された活性化置換基
との結合により行われる。主な活性化置換基として、シ
アン化ブロム活性基(たとえば、“CNBr活性化セフ
ァロース4B”:ファルマシア社)、N−ヒドロキシス
クシンイミドエステル基(たとえば゛活性化CH−セフ
ァ0−ス4B″;ファルマシア社、“アフィゲル−io
”:バイオラッド社)、スルホンエステル基(たとえば
゛トレシル活性化セファ0−ス4B”:ファルマシア社
)、ホルミル基(たとえば“′ホルミルーセルロファイ
ン″;チッソ(株))、ヒドラジド誘導体(たとえば″
オイパーギットC゛°;ローム・ファーマ社)、アンヒ
ドリド基(たとえば゛オイパーギット△″:ローム・フ
ァーマ社)などが挙げられる。
抗IFN−β抗体を不溶化した担体(以下、抗IFN−
β抗体不溶化担体と略す)を用いた抗体りOマドグラフ
ィーの実際の操作は次のように行う。すなわち、まずヒ
ト細胞培養上清、遺伝子組換え大腸菌破砕遠心上清ある
いは遺伝子組換え動物細胞培養上清などの粗IFN−β
溶液を抗IFN−β抗体不溶化担体と接触吸着させる。
吸着法はバッチ法、カラム法どららでも可能であるが、
カラム法の方が吸着効率が高い。吸着条件はE)H5〜
9、のぞましくはpH6〜8であり、1M程度の無機塩
は存在していても吸着に影響はない。
吸着後、適当な中性緩衝液で十分に担体を洗って夾雑タ
ンパク質を除去した後、pi−t2〜3の酸性緩衝液あ
るいはチオシアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム
などのカオトロピック塩や界面活性剤を含む中性かアル
カリ性緩衝液で吸着した1FN−βを溶出させる。多く
の場合、酸性緩衝液が用いられ、その組成は、たとえば
0.1Mクエン酸、0.1〜0.2Mグリシン塩酸、1
M酢酸、イオン強度0.05以下の塩酸、硫酸、ギ酸な
どであり、適宜無機塩(たとえば0.5〜1M塩化ナト
リウム)や水溶性有機溶媒(たとえばグリセロールやエ
チレングリコール〉、界面活性剤(たとえば゛[・リド
ンX−100”)などを加えることもある。どのような
組成の酸性緩衝液を選択するかは、目的とするIFN−
βの溶出効果、その緩衝液中におりるIFN−βの安定
性、リガンドである抗体への影響、そして次につづくク
ロマト系への適応性などを考慮する必要がある。
精製ステップ二段目に導入されるべきりOマド系は、タ
ンパク質の分離能が高く、かつ高収率であることが必要
とされる。この点、タンパク質の精製に多くの場合用い
られるイオン交換クロマトグラフィー(たとえばスルホ
プロピル基によるイオン交換クロマトグラフィー)はI
FN−βと夾雑タンパク質の分離が悪く、また収率も低
く不適であった。またIFN−βの精製法として報告さ
れているアフィニティークロマトグラフィーでも、コン
カナバリンAをリガンドしたクロマトグラフィーは糖鎖
をもたない遺伝子組換え型IFN−βには不適である。
本発明者らは、抗体クロマトグラフィーの利点を活かし
ながら、かつわずかに残っている夾雑タンパク質を効果
的に取り除くことが可能な二段目の精製ステップに導入
すべくクロマトグラフィーを鋭意研究の結果、金属をキ
レート化させた担体を用いた金属キレートクロマトグラ
フィーがこれらの要求に適うことを見出した。
本発明に適用した金属キレートクロマトグラフィーは、
すでに単独に血清タンパク質の分N1精製法としてpo
l’atllら(Nature 、 258.598(
1975))によって報告されており、また■FN−β
に関してはEdyら(J 、 B iol、chem 
+1252.5934  (1977))やHe1ne
ら (J。
gen 、virol、 、 5土、47 (1981
))によって報告されているが、収率や精製度の点で十
分でない。したがって、抗体クロマト法と連結して、か
つ抗体クロマトグラフィーから混入する恐れのある免疫
グロブリンの除去も狙った本発明を予測さけるものでは
ない。
金属キレートクロマドグラフイーのリガンドである金属
は、キレート能を有する交換基、たとえばビスカルボキ
シメチルイミノ COOH)2 ]が結合したキレート基を有する不溶性
多糖類系担体、または三次元架橋したポリオレフィン系
担体などにキレートされる。好ましくはビスカルボキシ
メチルイミノ基を有するアガロースなどの不溶性多糖類
系担体が用いられ、たとばエポキシ鎖をスペーサーとし
た市販されているキレート化担体(“キレ−ティング・
セファロース6B”:ファルマシア社)は下式のような
化学構造をもつ。
(ただしMeはZn2+、Co2+、N12+またはC
U 2+を示す〉 金属のキレート化は、キレート基をもっ担体(′たとえ
ば゛キレーティング・セファロース6B″(ファルマシ
ア社)、あるいは“エポキシ活性化セファ0−ス6B”
 (ファルマシア社)にイミノジ酸をカップリングさせ
た担体)に5Qmlyl酢酸緩衝液(pH5,0)に1
%の金属塩を含む溶液を接触させることで行われ、1n
+Iゲル当り20〜30μMの金属がキレートされる。
こうして調整された金属キレート担体へのタンパク質の
吸着は主に中性領域で行われ、その吸着反応にはタンパ
ク質分子中のヒスチジン残基とシスティン残基が関与し
ていると考えられている。
抗体クロマトグラフィーと金属キレートクロマトグラフ
ィーの組み合せによるIFN−βの精製は次のように行
う。抗体クロマトグラフィーで溶出されたIFN−β溶
液をそのまま、あるいは中性にpHを調整した後、金属
キレート担体に接触させるが、好ましくは中性条件下で
接触さ才る。
金属キレート担体に吸着させた後、高イオン強度の弱酸
性緩衝液、たとえば0.5〜IM塩化ナトリウムを含む
酢酸緩衝液(+)H6,0〜8.0)で担体を洗浄する
ことにより、IFN−β以外の夾雑タンパク質はほとん
どすべて除去することができる。IFN−βの溶出には
0.5〜1M塩化ナトリウムを含む酢酸緩衝液(1)H
3,O〜6゜0)あるいは0.1M程度のエチレンジア
ミン四酢酸やイミノジ酢酸、あるいはヒスチジン等の中
性緩m液が用いられる。どの溶出剤を用いるかは、金属
種とrFN−βとの結合力によって左右され、適宜適当
な溶出剤が選択される。また緩衝液の濃度および液口は
特に限定されるものではなく、p)−1を保持するのに
必要な濃度および吸着されたIFN−βが実質的に回収
されるのに必要な檄が用いられる。
このようにして本発明方法でIIされたIFN−βは高
濃度であり、混入の恐れのある抗体(免疫グロブリン)
も酵素免疫測定法(EIA)では認められなかった。す
なわち、抗体りOマドグラフィーから溶出したIFN−
βを金属キレート担体に吸着させることにより、IFN
−βに特異性の高い二種類の7フイニテイークロマトグ
ラフイーを直結し、簡便にして高品位の精製IFN−β
を得る本発明を完成した。
[発明の効果] IFN−βは現在、抗腫瘍剤および抗ウィルス剤として
の期待からその臨床評価のために大量に供給されること
が社会的にも要請されている。■FN−βの今までの量
的制約の原因は、細胞による産生m自体が少ないこと、
高収率、高精製度で行える精製法の開発が難しかったこ
とである。しかしながら、遺伝子操作技術により、生産
量的には大量に供給されることが可能となってきた現在
、高性能な精製法を開発することが大きな課題であった
本発明方法で精製されたIFN−βは極めて高純度であ
り、夾雑タンパク質や免疫グロブリンの混入は放射性免
疫測定法(RIA)や酵素免疫測定法(EIA)では認
められなかった。すなわち、抗体クロマトグラフィーで
高度に精製し、さらに金属キレートクロマトグラフィー
によりわずかに残存している夾雑タンパク質を除去でき
ることを見出した。本発明は、特異性と分離能の高い二
種類のアフィニティークロマトグラフィーを直結し、簡
便にして高品位の精製IFN−βを得る方法である。
これまで述べてきたように、本発明はI FN−βの精
製法において新技術を提供するものである。
数あるアフィニティークロマトグラフィーのうち、抗体
クロマトグラフィーはその高い特異性のゆえに注目され
てはきたが、実用に際しては、精製度の不足、抗体のリ
ークのおそれなどの問題が残っていた。本発明は抗体ク
ロマトグラフィーと金属キレートクロマトグラフィーを
組み合せ、これらの問題を一挙に解決するものである。
したがって、本発明による精製法では抗体クロマトグラ
フィーの高特異性が十分に活かされ、高精製度、高収率
で[FN−βの精製が可能であり、本発明方法により得
られる精製IFN−β標品は高品位で安全性の高いもの
である。しかもクロマト操作も簡便で、再現性も高く大
量処理にも適う精製法である。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
。実施例中のrFN−0話性は、ヒト羊膜由来のFL細
胞と水胞性口炎ウィルス(VSV)を用いた細胞変性効
果(CPE)阻止法により測定し、標準IFN−βによ
り国際単位(IU)にw4算したものである。
実施例1 1FN−β構造遺伝子を組み込んだ大腸菌を十分培養増
殖させた後、高圧により菌体を破砕した。
ざらに、0.5%ポリエチレンイミンを加えて核酸を除
去した後、70%飽和硫安を加えてタンパク質を塩析し
、1M塩化ナトリウムを含む20 mMリン酸緩衝液(
1)H7,4)で再溶解し、精製原液とした。精製原液
のタンパク質量は30mG/mlであり、IFN−β活
性は6X10’31U/m1であった。
この精製原液100m1を、IFN−βで感作したマウ
ス牌臓細胞とマウスミエローマ細胞との融合細胞により
産生された抗IFN−βのマウスモノクローナル抗体(
特願昭58−19337号)を不溶化さけたアガロース
カラム5m1(16φx25mm)に4°Cで吸着させ
た。素通り液には加えた堡の約90%のタンパク質が含
まれていたが、IFN−β活性は認められなかった。つ
づいて抗体カラムを1M塩化ナトリウムを含む20mM
リン酸緩衝液(p H7,4)100m1で洗浄した後
、15m M塩酸(イオン強度0.015、pH2゜0
)50mlでIFN−βを溶出した。1FN−β活性の
回収率は100%で、純度はドデシル硫酸ナトリウム含
有ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析で78%
であった。比活性は150倍上昇した。
つづいて、“′キレーティング・UファO−ス6B I
Iカラム2m1(10φx2(3mm)に50mM酢酸
緩衝液(pi−15,0)で1%溶液とした塩化亜鉛、
塩化コバルト、塩化ニッケル、硫酸銅の各金属塩溶液を
4ml流して各金属キレートカラムを調整した。そして
抗体カラムから溶出されたrFN−β活性を含む溶液を
pH6,0〜8.0に調整し、上記の各金属ギレート力
ラムに4℃で流して、IFN−βを吸着させた。吸着後
5  mMリン酸緩衝液(pH7,4)20ml、さら
に0.15M塩化ナトリウムを含む10mMリン酸緩衝
液(pH7,4>20m1および0.5M塩化ナトリウ
ムを含む0.1M1itl緩衝液(1)l−1’5.6
) 20m1で洗浄した後、0.5M塩化ナトリウムを
含む0.1M酢酸緩衝液(pH4,5)10mlおよび
50%エチレングリコールを含む0.1Mヒスチジン(
1)87.4)10mlでIFN−βを回収した。各キ
レ−1〜担体のIFN−β活性の回収率および精製度は
表1のようになった。
実施例2 ヒト正常二倍体線維芽細胞を5%胎児牛血清を含むイー
グルMEM培地を用いて37℃で培養して十分増殖させ
た後、ポリI:ポリCでIFN−βを誘発した。5A発
後の培養上清には、2.0×10’ItJ/mlのIF
N−β活性があり、タンパク質量はン5μ(1/mlあ
った。
この培養上清5D、を精製原液として、実施例1で用い
た抗体カラム1 ml (10φx13mm>に4℃吸
着さぼた。素通り液には加えた量の99%のタンパク質
が含まれていたが、IFN−β活性は認められなかった
。つづいて抗体カラムを50%エチレングリコールを含
む15mM酢酸緩衝液(1)H4,0)20mlで洗浄
した後、15rmM塩酸(イオン強g O,015、p
H2,0) 10mlでIFN−βを溶出した。IFN
−β活性の回収率は95%で、比活性は125倍上昇し
た。
つづいて、この抗体カラムのI F、N−β活性を含む
溶出液をpH7に調整し、実施例1で用いた亜鉛キレー
トカラム1m1(10φ x13mm)に4℃で流し、
IFN−βを吸着させた。吸着後0゜5M塩化ナトリウ
ムを含むO,1M酢酸緩衝液(p)−15,e> 20
m1で洗浄した後、0.5M塩化ナトリウムを含むO,
1M酢酸緩衝液(pH4゜5)10mlでIFN−βを
溶出させた。I FN−β活性の回収率は72%で、比
活性はざらに3(台上界した。この結果、精製原液に対
するI FN−β活性の回設率は68%で、比活性は約
380倍上昇し/Ca この精製IFN−β試料は、ドデシル硫酸ナトリウム含
有ポリアクリルアミドゲル電気泳動で均一なタンパク質
バンドとして現れ、抗体カラムのリガンドであるマウス
免疫グロブリンは、酵素免疫測定法(E IA)による
分析で検出されなかった。
実施例3 ヒトIFN−β構造道伝子を組み込んだハムスター細胞
を10%の胎児牛血清を含む“X′Il pha(−)
” (G I 800社)18養液で培養した。この培
養上清には2.2 x104 rU/mlの[FN−β
活性と3.6mo/mlのタンパク質が含まれていた。
この培養上清5αを精製原液として、実施例1で用いた
抗体カラム1m1(10φ x13mm>に、4℃吸着
させた。本通り液には加えた量の99%のタンパク質が
藷まれでいたが、IFN−β活性は認められなかった。
つづいて抗体カラムを50%エチレングリコールを含む
15mM酢酸緩衝液(pH4,0)20mlで洗浄した
後、15mM塩酸(イオン強度0.015、pH2,0
)10mlでIFN−βを溶出した。IFN−β活性の
回収率は98%で、比活性は8.300倍上昇した。
つづいて、この抗体カラムのI ’F N−β活性を含
む溶出液をpi−17に調整し、実施例1で用いたコバ
ルトキレートカラム1m1(10φxi3mm)に4℃
で流し、IFN−βを吸着させた。吸着後0.5M塩化
ナトリウムを含む0.1M酢酸緩衝液(pH5,6)2
0mlで洗浄した後、0.5M塩化ナトリウムを含む0
.1M酢酸緩衝液(1)l−14,5)10mlrIF
N−βを溶出させた。IFN−βの回収率は80%で、
比活性はざらに6倍上弄した。この結果、精製原液に対
する[FN−βの回収率は78%で、比活性は約50.
000倍上昇した。
この精製IFN−β試料は、ドデシル硫酸ナトリウム含
有ポリアクリルアミドゲル電気泳動で均一のタンパク費
バンドとして現れ、抗体カラムのリガンドであるマウス
免疫グロブリンは、酵素免疫測定法(EIA)による分
析で検出されなかった。
比較例1 抗体カラムから溶出した実施例1の溶出液を、さらに“
スルホプロピルセファデックスC25”(ファルマシア
社)211+(10φx261m)に4℃で吸着させた
。つづいて5 mMリン酸緩衝液(1)I−17,4>
20m1で洗浄した後、0.5M塩化ナトリウムを含む
50mMリン酸緩衝液(pH8,0)40mlを流し、
IFN−β活性のある両分を集めた。rFN−β回収率
は20%で、rFN純度はドデシル硫酸ナトリウム含有
ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析で92%で
あった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ヒト・インターフエロンβ溶液を抗ヒト・インタ
    ーフエロンβ抗体を不溶化した担体に接触させる工程、
    該担体への吸着物を溶出剤にて溶出させる工程、溶出物
    を金属をキレート化させた担体に接触させる工程、およ
    び該金属キレート担体に吸着したヒト・インターフエロ
    ンβを溶出剤にて溶出させる工程からなるヒト・インタ
    ーフエロンβの精製法。
  2. (2)金属をキレート化させた担体が、亜鉛、コバルト
    、ニッケルおよび銅からなる群から選ばれた少くとも一
    種の金属をキレートさせた担体である特許請求の範囲第
    (1)項記載の精製法。
JP59249721A 1984-11-28 1984-11-28 ヒト・インタ−フエロンβの精製法 Pending JPS61129199A (ja)

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