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市场情景
2024 年蛋白质纯化和分离市场估值为 102.5 亿美元,预计到 2033 年将达到 252.8 亿美元,2025-2033 年预测期间复合年增长率为 10.55%。
在药物发现、蛋白质组学和生物制药开发领域蓬勃发展的研究推动下,蛋白质纯化和分离市场的需求将在 2024 年继续升级。领先制造商推出了 7 款离子交换色谱新产品,标志着先进分离选项的激增。截至 2024 年初,引入了 4 项专业树脂技术,以提高治疗性酶生产的产量和纯度。旧金山一家专注于 CRISPR 的生物技术实验室集成了一个自动过滤系统,可在 6 周内纯化 90 种独特的蛋白质变体,这表明需要更快、高通量的工作流程。亲和层析、尺寸排阻层析和沉淀方法等主要类型仍然是不可或缺的,而基于膜的技术在捕获脆弱的蛋白质结构方面受到青睐。制药巨头、学术机构和合同制造组织需要强大的生物制品纯化解决方案。
主要应用集中在用于治疗、疫苗开发和基于蛋白质组学的诊断的重组蛋白生产。 2024 年中期,一家欧洲基因治疗中心通过采用先进的膜系统,将停机时间从每周 12 小时减少到 4 小时,提高了运营效率。一家顶级制药品牌通过 5 种需要多步色谱的新型单克隆抗体扩大了其产品线。在亚洲,一个生物科技园推出了两条大型集成纯化线,以加快生物仿制药的生产。这些趋势强调了基于珠子的过滤、微流体和自动馏分收集器如何简化复杂的工作流程。个性化医疗的推动进一步推动了需求,凸显了抗体药物偶联物和细胞疗法的精确分离策略的重要性。
在蛋白质纯化和隔离市场的最新发展中,纽约的一家癌症研究所验证了一种在单个24小时周期中测试3种不同膜材料的高通量微流体方法,从而实现了快速的过程优化。东京的一个先进的蛋白质组学实验室集成了一个数字双溶液处理250个年度蛋白质工作流程。瑞士的专门疫苗开发人员测试了2种新型降水试剂,以改善病毒蛋白分离。同时,剑桥的一家免疫疗法设施在一次运行中实现了370 mg纯化的双特异性抗体,表现出令人印象深刻的可伸缩性。这些进步是由下一代生物制剂的复杂性,将自动化与数据分析融为一体的伙伴关系的复杂性以及在个性化治疗中加速发现的紧迫性。
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市场动态
驱动程序:加速采用高通量工艺,用于下一代生物学管道跨多种制药领域的药物管道
高通量工艺位于蛋白质纯化和隔离市场的最前沿,重塑药物如何处理日益复杂的治疗疗法。 2024年初,加利福尼亚州的一级CDMO安装了一个集成的微滤系统,该系统在三个月内处理了120个抗体批次,这表明该驱动器的快速周转中心。大阪的一个发育生物学单元测试了4种新的一次性柱格式,每种形式都为下一代药物制剂而设计,这些药物需要更高的纯度水平和最小的交叉污染。随着管道扩展为基因疗法和新型生物制剂,自动化平台变得至关重要。在波士顿,一家初创公司推出了一个机器人筛选平台,该平台完成了18种不同的蛋白质纯化,在一天内运行,大量削减了手动劳动。这种突破与更广泛的行业目标相吻合,即减少瓶颈,同时维持高级治疗剂所需的严格质量。高通量工作流程还支持并行处理,从而在紧密的开发时间表中实现了多个产品迭代。
继续这种动量,这是英国蛋白质净化和隔离市场的领先疫苗制造商使用在线分析工具实时跟踪9个关键质量属性的工具,突出了高通量采用的精确性积分。超出速度,这些过程确保了每个生产周期的一致性,这是处理抗体 - 药物偶联物和工程酶等新兴方式时的重要因素。巴黎的主要免疫肿瘤实验室使用先进的切向流过滤在短短10周内从飞行员到生产扩展,这反映了从研究到临床测试的迅速过渡会提高竞争优势。同时,多伦多集成了基于AI的软件,该软件预测了200种潜在的蛋白质修饰,从而通过智能优化提高了管道效率。通过投资下一代过滤,色谱和分析平台,药物组织应对满足紧急患者需求并遵守毫不妥协的标准的双重压力,从而巩固了2024年的高通量采用作为关键增长驱动因素。
趋势:增加对蛋白质组学下游隔离工作流程的集成机器人技术和微流体平台的依赖
机器人技术和微流体技术是通过将精确工程与紧凑的自动化工作流相结合来重新定义蛋白质纯化和隔离市场。 2024年,慕尼黑的主要蛋白质组学实验室使用机器人臂每天处理22个不同的蛋白质分数,从而大大减少了手动干预。同样值得注意的是,新加坡的微流体原型测试了3种专业的通道设计,以实现关键酶的快速分馏。这些创新减少了不同蛋白质样品之间污染和简化重新配置的风险。在不断发展的蛋白质组学研究的背景下,实验室寻求自动解决方案,这些解决方案在不牺牲速度的情况下处理复杂的分级。多伦多的一个高通量机器人站集成了一个光学传感器,在八个小时的换档中验证了多达50个蛋白质纯化步骤,展示了近乎无调的数据捕获过程。机器人技术与微流体之间的这种协同作用可重现,尤其是在生物标志物发现,结构生物学和诊断测定开发等应用中。
蛋白质纯化和隔离市场的增长趋势源于追求适应多种蛋白质靶标和研究范围的可扩展解决方案。一家基于上海的生物科学加速器推出了一个协作微流体系统,能够运行16种平行的高级细胞培养提取物提取物,从而阐明了集成平台如何加速吞吐量。同时,剑桥的一个设施测试了一个内联选择模块,该模块连续处理了90个测试样本,从早期的纯化步骤中消除了人类的监督。通过将微流体设计与机器人技术统一,实验室可以维持蛋白质稳定性的一致条件,这是面向疾病的研究和治疗筛查的重要因素。在悉尼,一个生物技术联盟采用了运动控制平台来准确地分离14个膜结合的蛋白质,以进行复杂的结构分析,从而强调了对高价值生物制剂的日益增长的兴趣。通过简化的工作流程和高级多路复用功能,集成的机器人技术和微流体学降低了错误,增强可扩展性,并加速对蛋白质组学新颖疗法的追求。
挑战:新型抗体 - 药物结合物的复杂纯度要求影响关键的多步分开和验证方案
新颖的抗体 - 药物缀合物(ADC)提出了复杂的纯度障碍,这些障碍需要在蛋白质纯化和隔离市场中进行稳健的多步分离策略。 2024年,波士顿的一名专业ADC开发人员遇到了7个由残留的接头片段引起的7种特殊批量,这些碎片阻碍了药物疗效。同样,荷兰研究机构测试了5种用于共轭稳定性的高级树脂,强调了对专用材料的当务之急。与更简单的生物制剂不同,ADC必须保持抗体和有效载荷之间的微妙比率,从而加强每次生产运行所需的验证方案。加拿大的一家制造商专门用于重新验证程序,确保没有汇总威胁治疗效力。这些方案强调了纯化阶段中轻微的偏差如何损害整个批次,从而更加重视严格的监测和高级分析方法。设计强大的工作流程以早期检测异常,构成了应对ADC开发带来的挑战的关键组成部分。
达到一致的ADC纯度还涉及整合过程验证以在积累之前捕获微妙的杂质。丹麦的一家试点工厂引入了2个基于传感器的检查点,专门检测次优连接,以防止资源密集型下游校正。同时,以以色列蛋白质纯化和隔离市场中以肿瘤学为中心的初创公司完善了8个不同的纯化参数,以保护有效载荷比一致性,从而揭示了ADC生产中无数的因素。除了硬件解决方案之外,战略分析物监测对于彻底表征杂质至关重要。米兰的优质监督团队在各种ADC跑步中确定了30种独特的污染物,展示了这些分子的多方面复杂性。随着ADC管道扩展以治疗更广泛的癌症,制造商面临着不断增长的压力,以确保批次质量坚定。应对这一挑战需要专门的树脂,自动检测以及迭代验证步骤的融合,以共同维护这些突破疗法的安全性和功效。
细分分析
按产品分类
包括套件,树脂,圆柱,磁珠和试剂在内的消耗品始终掩盖蛋白质纯化和隔离市场的基于仪器的收入,主要是因为它们在每次实验运行中都是必不可少的,这主要是因为它们是必不可少的。实验室需要新的材料库存,每套新样品,导致持续需求远远超过偶尔的设备购买。提供者,例如Thermo Fisher Scientific,它提供Pierce Magnation Agarose珠和新英格兰Biolabs,以其广泛的亲和力树脂而闻名,这说明了这些消耗品研究人员在加利福尼亚大学,圣地亚哥大学等主要研究人员的巨大可用性和关键作用,或诸如辉瑞之类的工业领导者不断消耗媒体,列和珠子,以确保准确且可重复的数据。预先包装的自旋柱和标准化试剂集进一步简化了工作流程,从而提高了努力快速吞吐量的学术实验室和诊断单元之间的吸引力。
在蛋白质纯化和隔离市场中节段性优势背后的另一个影响因素是消耗设计中创新的速度,从将样品丢失减少到简化洗涤步骤的磁珠系统的复杂琼脂糖树脂。 Thermo Fisher Scientific的产品线,包括Pierce蛋白A/G磁珠,强调定制的化学物质,这些化学物质能够从较小的概念验证实验到完整的临床前研究,从而使仪器升级的频率较低,因此由于较高的研究和开发成本而进行的仪器升级较低。 。同时,可以将消耗品重新制定或迅速引入,以解决蛋白质组学,诊断套件制造甚至疫苗开发领域的新兴应用领域。此外,像国立卫生研究院这样的组织通过持续的赠款支持广泛的实验室消耗品,使研究人员可以定期补充试剂。最终,连续的产品消费,快速创新和广泛的应用范围使消耗品比蛋白质纯化和隔离市场的仪器具有决定性的优势。
按技术
色谱图仍然是蛋白质纯化和隔离市场的主要技术,由于其高分辨率,灵敏度和适应性超过30%,因此对各种样本类型技术(例如亲和力色谱,离子交换色谱,尺寸 - 分类色谱和反转)以及反向 - 阶段色谱法可以基于蛋白质的不同理化特性进行细分分离,从而提供了异常纯净的分数以进行下游分析。 Cytiva(以前为GE Healthcare)等公司提供配备了实时紫外线检测和自动梯度控制的系统,在整个纯化过程中提高了精度。 Thermo Fisher Scientific还生产针对抗体,糖蛋白和其他利基工作流定制的专业色谱柱。通过保留蛋白质功能并最大程度地减少样品损失,色谱法将其在蛋白质组学实验室和整个生物制造层中的状态巩固。相反,超滤液主要取决于分子量截止,而不是特定的结合相互作用,通常导致不良蛋白的共同精明。
如今,亲和色谱强调了靶向捕获的优势,其中与固定配体结合的树脂有选择地结合了感兴趣的蛋白质。这种方法显着限制了蛋白质纯化和隔离市场中洗涤步骤和污染风险的数量。离子交换色谱法可以通过利用蛋白质之间的电荷差异进一步完善分离,从而使其对特别具有挑战性的靶标有用。诸如默克和Bio-Rad之类的供应商继续开发能够从分析实验到大规模制剂的树脂化学分配。相比之下,超滤过程可能会在缩放时会遭受膜污染或有限的容量,从而使它们对精致蛋白质的预测降低。由于其可重复性,多功能性和保留蛋白质构象的能力,色谱仍然是治疗蛋白质产生,蛋白质结构阐明和临床前药物发现的优越方法。
按申请
蛋白质纯化和隔离市场是由蛋白质 - 蛋白质相互作用引起的,蛋白质蛋白质相互作用是转化科学和药物靶标验证的核心。该细分市场拥有超过33%的市场份额。产生高度纯的蛋白质样品可以对结合动力学,结构构象和共免疫沉淀结果进行自信分析。通过采用基于亲和力的方法,研究人员可以最大程度地减少可能混淆动力学测量或降解敏感蛋白质的污染物。这种精度对于理解单克隆抗体如何在癌细胞上结合受体以及在神经退行性模型中如何形成受体。 Thermo Fisher Scientific提供Pierce共免疫沉淀(CO-IP)试剂盒,在磁珠上提供预先弹药的抗体或抗原,因此可以用最小的背景捕获相互作用的蛋白质,例如Roche和Novartis,例如Roche和Novartis,类似地利用了这些精制方案,以加速这些方案,以加速这些方案。在免疫肿瘤学中。
实际上,这些方法在结构生物学,药物研发以及蛋白质组学核心设施中享有广泛的使用。通过研究短暂的复合物,鉴定瞬态伴侣蛋白并验证有选择地抑制或增强特定途径的新药,这些工作流位于当代生物医学研究的核心。新英格兰Biolabs通过基于先进的磁珠的试剂支持快速蛋白质复合物隔离,该试剂可以大大缩短下游分析,包括质谱和X射线晶体学,另一个因素,从而在蛋白质纯化和隔离市场中加油的另一个因素是个性化药物的激增,在哪里,在那里患者特定的蛋白质相互作用提供了有关定制治疗策略的线索。作为下一代生物制剂泛滥药物管道,严格的蛋白质纯化的必要性揭示了复杂的结合伴侣只会加剧。这种对质量和细节的坚定承诺强调了为什么蛋白质 - 蛋白质相互作用研究如此严重地依赖于强大的纯化和隔离技术。
由最终用户
由于同时运行的项目的广度和深度,学术和研究机构是蛋白质净化和隔离市场的第二大大量用户群,市场份额为27%。在哈佛,斯坦福大学或东京大学等大学,许多实验室在结构生物学,酶力学和分子遗传学等领域进行研究,所有实验室都需要一致地进入柱,珠子和专业试剂。这些机构很少关注单一药物靶标。相反,他们研究了各种蛋白质(从细菌酶到哺乳动物激酶)在单个赠款周期的过程中要求多种纯化策略。这种多样性促使经常重新销售高性能自旋柱,磁珠和树脂化学。相比之下,工业环境通常将其纯化工作流集中在较少的管道产品周围,从而减少其易于使用的可变性。学术实验室还与部门和外部合作伙伴进行了广泛的合作,从而形成了共享的核心设施。这些集中式实验室房屋高级设备(例如高分辨率色谱系统)必须维护并不断用兼容的消耗品重新供应,以适应研究生,博士后和来访研究人员的稳定流。
来自美国国立卫生研究院和欧洲研究委员会等机构的慷慨资助计划进一步扩大了学术环境的需求,使实验室能够从Thermo Fisher Scientific,New England Biolabs和Merck等提供商那里购买高级消耗品。借助这些资金,在蛋白质纯化和隔离市场中,大学部门可以维持亲和树脂,离子交换柱和专门蛋白质隔离的专业套件的强大清单。学术机构还促进了方法论探索和尖端创新;首席研究人员经常试用新的纯化树脂或缓冲配方,以微调其独特蛋白质方案,从而持续购买小体积试剂。单个机构中的多个独立实验室,每个实验室都提出不同的科学问题,产生了累积效应,使整体消费远高于大多数工业环境。与在高影响力期刊上发表新发现的动力同时,这种对可再现和开创性结果的不断追求迫使大学继续采用下一代纯化技术。所有这些要素结合在一起,使学术和研究机构成为对蛋白质净化和隔离解决方案需求的无与伦比的强国。
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区域分析
北美在蛋白质净化和隔离市场中保留了超过49%的市场份额,这是由科学基础设施,政府资助以及全球生物技术巨头的强大存在所推动的。多种因素为以下领导:美国食品药品监督管理局在过去的18个月中绿化了二十多种基于蛋白质的新型治疗剂,这加强了生物技术初创企业中高级纯化解决方案的需求,并建立了制药。美国国立卫生研究院最近向研究膜结合蛋白的学术实验室授予了一百多个赠款,对复杂的隔离系统的进一步提高了需求。在加拿大,自2023年以来至少建立了九个新的蛋白质组学研究中心,每个研究中心都配备了来自Cytiva和Thermo Fisher Scientific等提供商的尖端色谱。此外,马萨诸塞州,加利福尼亚州和安大略省的主要大学中的五十多个专业核心设施现在提供基于激光的亲和力系统以及常规的基于树脂的平台。在美国,超过十二个大型制造地点同时增加了单克隆抗体的生产,推动了连续购买高性能柱和基于磁珠的套件。
在区域蛋白质净化和隔离市场中,由于近8000家生物技术企业和提供交钥匙纯化服务的广泛合同研究组织的集中,美国是主要的贡献者。斯坦福大学,哈佛大学和多伦多大学等顶级机构始终利用先进的隔离滑行,一些实验室每天运行多个净化批次,以支持结构生物学,免疫学和基因组学合作。在波士顿和圣地亚哥等枢纽中的生物技术孵化器也提出了需求,那里至少有60家初创企业共同获得了超过20亿美元的风险投资资金,以开发基于蛋白质的诊断和治疗剂。德克萨斯州和北卡罗来纳州的合同制造业已经迅速扩展,仅今年仅安装了至少40种新的高通量色谱系统。在研究和制造业中,需要处理高度复杂的蛋白质(从病毒抗原到CRISPR酶)的需求,以推动北美无与伦比的市场优势。
蛋白质净化和隔离市场的顶级玩家
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