A. Pemurnian Antibodi

Pemurnian antibodi merupakan langkah krusial untuk mengoptimalkan potensi antibodi dalam beragam aplikasi. Saat diproduksi baik secara alami maupun melalui teknologi hybridoma, antibodi sering tercampur dengan komponen seluler lain dan pengotor, yang dapat mengganggu kinerja mereka dalam penelitian, diagnostik, serta pengobatan.

Gambar 1. Produksi dan pemurnian antibodi monoklonal rekombinan dari sel manusia berdasarkan urutan primer (Sc: Production and purification of recombinant monoclonal antibodies from human cells based on a primary sequence

Mengapa Pemurnian Antibodi Penting?

1. untuk mencapai kemurnian tinggi, terutama pada antibodi monoklonal (mAbs), sehingga pengotor dihilangkan agar antibodi memiliki spesifisitas dan fungsi optimal dalam berbagai uji;
2. memisahkan subkelas imunoglobulin seperti IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA, atau IgE yang punya fungsi dan sifat terapeutik berbeda;
3. memisahkan rantai berat dan rantai ringan dari struktur antibodi agar bisa dipelajari secara terpisah;
4. mendukung aplikasi diagnostik seperti ELISA yang memerlukan antibodi murni untuk hasil akurat dan andal.

Artikel terkait: https://indogen.id/4-metode-produksi-antibodi-monoklonal-kelinci/

Teknik Inti dalam Pemurnian Skala Riset

skala riset fokus pada efisiensi lab dengan volume kecil (mL hingga gram), ideal untuk pengembangan reagen ELISA atau karakterisasi antibodi pada lini sel kanker.

1. Kromatografi Afinitas Protein A/G

menjadi metode pemurnian antibodi yang paling populer, terutama untuk antibodi monoklonal (mAbs), karena memanfaatkan ikatan spesifik sekaligus reversibel antara struktur antibodi atau tag rekombinan yang disambungkannya dengan ligan khusus yang terikat kuat pada matriks padat seperti resin kolom. Ligan ini sebagai “jebakan pintar” yang meniru antigen target atau reseptor Fc, secara selektif menangkap antibodi IgG dan bentuk rekombinannya sambil membiarkan pengotor seperti protein sel host mengalir lepas, lalu melepaskannya melalui elusi, sehingga menghasilkan fraksi ultra-murni dengan kemurnian >90% hanya dalam satu langkah. Metode andalan meliputi Protein A (spesifik Fc IgG1/2/4 manusia), Protein G (lebih luas untuk subkelas hewan), serta IMAC (Ni-NTA untuk His-tag pada Fab/scFv), menjadikannya pilihan ideal dari skala riset hybridoma hingga produksi industri

2. Ion Exchange dan Size-Exclusion

Kromatografi penukar ion (IEC) memisahkan antibodi berdasarkan muatan listrik bersih pada pH tertentu. Resin anion (DEAE) menangkap protein bermuatan negatif, sementara resin kation (CM) untuk yang positif. Elusi dilakukan dengan gradien garam NaCl atau perubahan pH. Teknik ini unggul sebagai langkah poles setelah Protein A, menghilangkan isoform atau kontaminan seperti host cell protein pada mAb anti-SARS-CoV-2, meski kemurniannya lebih rendah (~70-85%) dibanding afinitas tunggal

Sedangkan, Kromatografi eksklusi ukuran (SEC) memisahkan berdasarkan ukuran molekul hidrodinamik, protein besar seperti IgG (~150 kDa) elusi lebih cepat daripada agregat atau fragmen kecil. Menggunakan matriks Sephadex atau Superdex, metode ini membersihkan dimer/oligomer pasca-afinitas tanpa denaturasi

3. Pendekatan Hibrida Lab

Merupakan strategi cerdas yang menggabungkan presipitasi amonium sulfat (20-60% saturasi) untuk konsentrasi awal dan pembuangan pengotor kasar dari asites hybridoma atau supernatan kultur, dilanjutkan kromatografi afinitas Protein A sebagai capture utama (kemurnian ~90%), ion exchange untuk pemisahan isoform berdasarkan muatan netto, dan size-exclusion untuk menghilangkan agregat/dimer, menghasilkan yield 70-80% dengan kemurnian >95%, ideal untuk prototip reagen ELISA/assay. Fleksibel dengan spin mini kolom homemade + FPLC (volume mL-g), divalidasi via SDS-PAGE (band tunggal IgG ~150 kDa), BCA assay, dan Western blot.

Purifikasi antibodi monoklonal (mAb) skala industri memang pakai teknologi standar yang sudah terbukti untuk hasilkan obat berkualitas GMP. Platform tiga kolom utama—penangkapan pakai Protein A, pembersihan pertukaran ion, lalu pemurnian akhir dengan size exclusion—bisa dipakai di bioreaktor besar sampai 2000 L, capai kemurnian lebih dari 99% dan produksi tinggi hingga 10-10 g/L/hari lewat sistem SMB

Keunggulan Platform Ini

Langkah pertama, Protein A tangkap mAb secara spesifik dari campuran sel, lalu ion exchange hilangkan kotoran, dan size exclusion poles supaya murni. Sistem SMB bikin proses kontinyu, hemat waktu dan resin, cocok untuk pabrik besar. Di Indonesia, ini relevan buat kembangkan kit diagnostik seperti melanoma atau tropis, tapi butuh investasi skala.

Daftar Produk Terkait Pemurnian Antibodi​

B. Pemurnian Protein

Gambar 2. Gambaran Umum Kromatografi Afinitas (Sc : Extraction and purification of proteins)

Pemurnian protein adalah langkah esensial dalam biokimia untuk isolasi protein murni dari sampel biologis kompleks seperti sel atau jaringan. Teknik ini krusial untuk studi fungsi protein, pengembangan kit diagnostik dan produksi obat.

Prinsip dasarnya proses dimulai dengan persiapan sampel (lisis sel, sentrifugasi), lalu pemurnian bertahap berdasarkan sifat fisikokimia protein: ukuran, muatan, hidrofobisitas, atau afinitas spesifik. Tujuannya capai kemurnian >95%, dicek via SDS-PAGE atau HPLC.

Metode pemurnian protein dalam skala riset dan industri dirancang untuk mengisolasi target protein dari matriks biologis kompleks dengan memanfaatkan perbedaan sifat fisikokimia seperti ukuran hidrodinamik, muatan elektrostatik, hidrofobisitas, atau afinitas ligan spesifik, di mana pendekatan riset yang berfokus pada fleksibilitas lab-skala kontras dengan strategi industri yang mengutamakan skalabilitas, pengulangan proses GMP-compliant, dan pengurangan biaya operasional melalui otomatisasi kontinyu seperti platform multi-kolom

Artikel terkait

Metode Purifikasi dan Isolasi Protein menggunakan Kit Elabscience

Isolasi dan Purifikasi Protein dengan Kit Komersial

Skala Riset (Lab/FPLC)

Pada tahap uji coba awal di laboratorium dengan volume cairan kecil, mulai dari tetesan (mikroliter) hingga sekitar 1 liter, pemurnian protein dilakukan pakai alat FPLC atau cara manual sederhana yang menggabungkan beberapa langkah bertahap. Pertama, lakukan presipitasi kasar dengan menambahkan garam ammonium sulfat (kadar 40-80%) atau PEG ke dalam cairan sel, sehingga protein target mengendap seperti gumpalan padat berdasarkan tingkat kelarutannya, sementara kotoran lain tetap larut. Lalu, pisahkan endapan itu pakai sentrifugasi. Selanjutnya, rendam endapan dalam kantong membran khusus (dialisis) di larutan bersih untuk membuang garam sisa dan menjaga bentuk protein tetap stabil.

Setelah itu, gunakan kromatografi afinitas satu langkah saja, misalnya kolom Ni-NTA untuk protein berlabel His-tag atau Protein A/G untuk antibodi, yang langsung menghasilkan protein murni 80-95% karena ikatan spesifiknya yang kuat. Langkah ini dilanjutkan dengan ion exchange (IEX) menggunakan gradien perubahan pH atau garam untuk membuang kotoran seperti protein sel inang dan DNA, serta size exclusion (SEC) sebagai tahap poles akhir yang memisahkan protein utuh dari gumpalan rusak berdasarkan ukuran—semua dicek hasilnya lewat SDS-PAGE (gel elektroforesis) untuk melihat apakah sudah bersih. Tujuannya supaya protein siap diuji fungsinya di lab sebelum diperbaiki desainnya untuk produksi lebih besar.

Skala Industri (Bioreaktor >1000 L)

Untuk produksi obat berkualitas tinggi (GMP) seperti protein terapeutik rekombinan, proses pemurnian ditingkatkan menggunakan platform standar tiga kolom utama yang sudah terbukti. Kolom pertama (capture) pakai resin Protein A tahan basa yang bisa dipakai ulang lebih dari 200 kali, kolom kedua (intermediate) menggunakan ion exchange (IEX) atau hydrophobic interaction chromatography (HIC) untuk membersihkan kotoran seperti protein sel inang (HCP) dan DNA, serta kolom ketiga (polishing) dengan size exclusion chromatography (SEC) atau penyaringan virus. Semua dijalankan dalam sistem simulated moving bed (SMB) yang berjalan terus-menerus untuk hasilkan 5-10 gram protein per liter setiap hari di bioreaktor besar 2000 liter dengan kemurnian lebih dari 99,5%. Proses ini didukung alat pantau real-time seperti spektroskopi Raman atau UV (process analytical technology/PAT) agar sesuai standar Quality-by-Design (QbD), ditambah cara hemat seperti pengendapan dengan asam kaprilat atau penyaringan kedalaman untuk langkah awal saat konsentrasi tinggi, sehingga yield atau hasil keseluruhan lebih dari 70% sambil memenuhi aturan ketat EMA/FDA lewat uji coba skala pilot terlebih dahulu.

Daftar Produk Penunjang Pemurnian Protein

Untuk pertanyaan produk dan stock lebih lanjut dapat menghubungi kami PT. Indogen melalui email sales.indogen@gmail.com atau melalui WhatsApp pada link berikut https://wa.me/6281293185185

Referensi

1. Cassedy A, O’Kennedy R. Antibody Purification Using Affinity Chromatography. Methods Mol Biol. 2022;2466:3-22. doi: 10.1007/978-1-0716-2176-9_1. PMID: 35585307.
2. Jafarzadeh Chehraghi E, Akbarzadehlaleh P, Shamsasenjan K. Purification of Monoclonal Antibodies Using Chromatographic Methods: Increasing Purity and Recovery. Adv Pharm Bull. 2025 Jan 5;15(1):27-45. doi: 10.34172/apb.43967. PMID: 40636302; PMCID: PMC12235372.
3. https://www.evitria.com/journal/antibodies/antibody-purification/
4. https://www.openaccessjournals.com/articles/a-comprehensive-review-of-protein-purification-techniques-advancements-challenges-and-future-prospects-16676.html