血漿分画

血漿分画とは、血液分画によって得られた血液の成分である血漿のさまざまな成分を分離する一般的なプロセスです。血漿由来免疫グロブリンは、さまざまな自己免疫炎症性疾患のヘルスケアに新たな可能性をもたらしています。

血漿は全血の液体成分であり、全血液量の約 55% を占めます。主に水で構成され、少量のミネラル、塩、イオン、栄養素、タンパク質が溶解しています。全血では、赤血球、白血球、血小板が血漿内に浮遊しています。^[要出典]

血漿には、アルブミン、免疫グロブリン、フィブリノーゲンなどの凝固タンパク質など、多種多様なタンパク質が含まれています。^[1] アルブミンは血漿中の全タンパク質の約60%を占め、35～55 mg/mLの濃度で存在します。^{[2]アルブミンは血液の}浸透圧 に大きく寄与し、脂溶性ホルモン、酵素、脂肪酸、金属イオン、医薬品化合物などの水溶性の低い分子のキャリア分子として機能します。 ^{[3]アルブミンは17個の}ジスルフィド結合 により構造的に安定しており、血漿タンパク質の中で最も高い水溶性と最も低い等電点（pI）を持つという点で独特です。アルブミンの構造的完全性により、他のほとんどのタンパク質が変性する条件下でも安定した状態を保ちます。^[要出典]

血漿中のタンパク質の多くは、治療上重要な用途があります。^{[1]アルブミンは、}外傷後、手術中、血漿交換中に 血液量を補充し維持するためによく使用されます。^[3] アルブミンは血漿中に最も多く含まれるタンパク質であるため、その用途は最もよく知られていますが、他の多くのタンパク質も、低濃度ではありますが、重要な臨床用途があります。^[1] 下の表を参照してください。^[1]

血漿処理の最終目標が注射や輸血用の精製血漿成分である場合、血漿成分は高度に純粋でなければなりません。血漿分画の最初の実用的な大規模方法は、第二次世界大戦中にエドウィン・J・コーンによって開発されました。これはコーン法（またはコーン法）として知られています。このプロセスは、5℃と3℃で溶液中のエタノール濃度を徐々に増加させることを含むため、冷エタノール分画としても知られています。 ^[3] コーン法は、さまざまな血漿タンパク質の特性の違い、特にアルブミンの高い溶解性と低いpIを利用します。エタノール濃度が0％から40％まで段階的に増加すると、[pH]は中性（pH約7）から約4.8に低下し、これはアルブミンのpIに近くなります。^[3] 各段階で特定のタンパク質が溶液から沈殿して除去されます。最終的な沈殿物が精製アルブミンです。このプロセスにはいくつかのバリエーションがあり、ニッチマンとキスラーによる改良法では、より少ないステップで、遠心分離とバルク凍結を濾過と透析濾過に置き換えています。^{[1] [3]}

アルブミン精製の新しい方法には、コーン法とそのバリエーションに追加の精製ステップが加えられているものもあれば、クロマトグラフィーを組み込んだものもあり、純粋にクロマトグラフィーのみの方法もあります。^[3] コーン法の代替としてクロマトグラフィーによるアルブミン処理は 1980 年代初頭に登場しましたが、大規模なクロマトグラフィー装置の入手が不十分だったため、後になってようやく広く採用されました。^{[3]クロマトグラフィーを組み込んだ方法は、通常、凍結除去血漿に透析濾過または緩衝液交換クロマトグラフィーによる緩衝液交換を施し、次の}イオン交換クロマトグラフィーステップ に備えて血漿を準備することから始まります。 [ ³ ] イオン交換の後には、通常、さらにクロマトグラフィー精製ステップと緩衝液交換が行われます。^[3]

詳細については、血液処理におけるクロマトグラフィーを参照してください。

さまざまな血漿タンパク質の臨床用途に加えて、血漿は多くの分析用途にも使用されます。血漿には、病気の臨床診断に役立つバイオマーカーが多数含まれており、血漿の分離はヒト血漿プロテオームの拡張に必要なステップです。^[要出典]

血漿には、バイオマーカーとして使用できるタンパク質が豊富に含まれており、その多くは、特定の疾患の存在を示すものです。現在、2D 電気泳動は、血漿中のバイオマーカーの発見と検出の主な方法です。これは、サイズとpIの違いを利用して、ゲル上で血漿タンパク質を分離するものです。潜在的な疾患バイオマーカーは、血漿中に非常に低濃度で存在する可能性があるため、2D 電気泳動を使用して正確な結果を得るには、血漿サンプルを準備手順にかける必要があります。これらの準備手順は、バイオマーカーの検出を妨げる可能性のある汚染物質を除去し、2D 電気泳動分析を行えるようにタンパク質を可溶化し、低濃度タンパク質の損失を最小限に抑えながら、高濃度タンパク質を最適に除去して血漿を準備することを目的としています。^{[引用が必要]}

ラボ診断の将来は、ラボオンチップ技術に向かっており、これによりラボがポイントオブケアにもたらされる。これには、全血からの血漿の最初の除去から最終的な分析結果まで、分析プロセスのすべてのステップを小さなマイクロ流体デバイスに統合することが含まれる。これは、ターンアラウンドタイムを短縮し、自動化による変数の制御を可能にし、現在の診断プロセスにおける労働集約的なステップとサンプルの無駄を排除するという利点がある。^[要出典]

ヒト血漿プロテオームには何千ものタンパク質が含まれている可能性がありますが、存在する濃度の範囲が広いため、それらを特定することは困難です。一部の低存在量のタンパク質はピコグラム（pg/mL）の量で存在する可能性がありますが、高存在量のタンパク質はミリグラム（mg/mL）の量で存在する可能性があります。ヒト血漿プロテオームを拡大するための多くの取り組みでは、ある種の 高性能液体クロマトグラフィー（HPLC）または逆相液体クロマトグラフィー（RPLC）と高効率陽イオン交換クロマトグラフィー、およびそれに続くタンデム質量分析を組み合わせてタンパク質を同定することで、この困難を克服しています。^{[2] [4]}

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