О компании Сеплайф®Ионообменная хроматография

Как использовать смолы для ионообменной хроматографии?

 

1. Метод работы: 

Поскольку образец, буфер и элюент биохимического разделения являются подвижными фазами, их можно разделить во время прохождения через колонку. Следовательно, ионный обмен может осуществляться в колоночном режиме, а разделение - в хроматографическом виде. В процессе разделения неадсорбированные вещества продолжают вытекать из реакционной системы, что приводит к постоянному сдвигу баланса вправо, что является своего рода динамическим балансом, поэтому его также называют динамической операцией. Динамический режим работы обеспечивает хороший эффект разделения, подходит для всех типов образцов и обеспечивает непрерывную работу. При хроматографическом разделении определенное влияние на разделение оказывает состояние загрузки хроматографической колонки. Смолы должны быть равномерно распределены в колонне, не допускается наличие пузырьков воздуха, а также следует не допускать расслоения смол.

Для некоторых проб с высокой вязкостью также может быть использован метод «статической» обработки для предварительной экстракции и разделения. В реакционном сосуде перемешивают ионообменные смолы и обрабатываемую рабочую жидкость. При достижении адсорбционного равновесия разделяют смолы и рафинат и загружают их в колонку для элюирования.

Этот статический метод периодической обработки имеет простое технологическое оборудование и простоту эксплуатации. Например, при предварительном разделении некоторых натуральных продуктов, таких как гепарин натрия, часто используется этот метод статического разделения. 

При работе в режиме статического разделения необходимо правильно контролировать скорость перемешивания ионита в рабочей жидкости. Если скорость перемешивания слишком высока, а сила сдвига слишком велика, ионообменные частицы разрушатся, и их будет трудно фильтровать и отделять; Если скорость слишком низкая, это повлияет на контакт между смолами и рабочей жидкостью, а также повлияет на скорость обмена.

 

2. Влияние образца на эффект разделения:

Для достижения высокого разрешения и высокой нагрузочной способности биохимического разделения также очень важными факторами являются подготовка и производительность рабочего раствора. Вязкость и прозрачность рабочей жидкости не только влияют на эффект разделения ионообменных смол, но и влияют на срок службы разделительной среды.

Биохимическое разделение зачастую представляет собой сравнительно сложную систему, в которой присутствует множество видов примесей, причем не только малых молекул, но и некоторых коллоидных веществ, липидных веществ и т. д. В частности, некоторые необратимо адсорбированные макромолекулы могут покрывать функциональные группы среды, или закупоривают поры среды, вызывая необратимое загрязнение и сокращая срок службы разделительной среды. Поэтому перед операцией разделения рабочая жидкость должна быть максимально тщательно обработана, чтобы обеспечить эффект разделения.

В процессе биохимического разделения и очистки часть целевых продуктов удаляется в процессе элюирования или целевой продукт задерживается в среде из-за неполного элюирования, что приводит к потере продукта, что является важным фактором, влияющим на выход продукта.

В то же время структурные изменения белка вызывают инактивацию, что также влияет на урожайность. Добавление некоторых стабилизаторов или защитных агентов в процесс ионного обмена может не только увеличить выход, но и улучшить селективность среды разделения белков.

 

3. Влияние скорости потока на эффект разделения:

При ионообменной хроматографии скорость потока является важным фактором, влияющим на эффект разделения. Чтобы получить превосходный эффект разделения, эксперименты следует проводить с учетом таких факторов, как тип ионообменной смолы, размер частиц и молекулярная структура активных ингредиентов в рабочей жидкости, чтобы установить лучшие экспериментальные параметры.

Если молекулярная масса целевого продукта относительно мала, а размер пор среды относительно велик, можно использовать более высокую скорость потока, поскольку она способствует массопереносу.

Однако, когда целевым продуктом является биомакромолекула, а размер пор среды меньше, чем размер пор отделяемой молекулы вещества, следует принять более медленную скорость потока из-за более медленной скорости диффузии молекулы.

При высокой вязкости рабочей жидкости следует также использовать меньшую скорость потока из-за меньшей скорости массообмена.

Скорость потока влияет не только на эффект обменной адсорбции, но и на эффект элюирования. Обычно скорость потока при элюировании медленнее, чем при ионообменной адсорбции.

 

4. Методы элюирования ионообменной хроматографии:

Когда целевой белок в образце полностью связывается с ионообменником, его следует элюировать. Основной принцип заключается в использовании иона или группы, которые более активны, чем адсорбирующее вещество, для десорбции целевого продукта, который обменивается и адсорбируется на внешней поверхности и внутри частицы среды. Различные целевые белки обладают разной способностью связывания с ионообменными смолами. Поэтому необходимо выбрать подходящий элюент для элюирования белка из среды и сбора разделенных и очищенных продуктов. Существует примерно три метода элюирования ионообменной хроматографии:

1) Одновременное элюирование: Элюентом является одно и то же вещество, можно использовать разбавленную кислоту, щелочь или раствор соли, или можно использовать соответствующий органический растворитель, среди которого раствор соли является основным, и выбор делается в соответствии с свойства целевого продукта и лекарственная форма конечного продукта. 

Поскольку адсорбированные вещества часто не относятся к одному типу, заряды, которые несут различные вещества, различны и сила связи со средой различна. Даже если использовать тот же элюент, легкозамещаемые вещества будут вытекать из среды первыми, и сила связывания будет сильнее. После того, как вещества вытекут, при условии их сбора путем классификации различные вещества можно разделить для получения относительно чистых продуктов.

Этот метод чаще всего используется для разделения, когда свойства целевого продукта хорошо известны, или для разделения аналитических видов.

2) Ступенчатое элюирование: то есть элюирование проводится растворами солей различной концентрации. В процессе обменной адсорбции разделительной среды адсорбируются различные белки. Если используются постоянные условия элюирования, иногда все компоненты не могут быть должным образом разделены, и необходимо изменить условия элюирования.

Изменение может быть поэтапным, что означает, что для поэтапного элюирования выбираются разные элюенты или элюенты с разными значениями pH, и разные пики элюирования могут быть получены в зависимости от разных концентраций и разных кислотностей элюента. То есть при одной концентрации соли можно получить определенный вид целевого белка, а при разной концентрации соли можно получить разные целевые белки.

Этот метод пошагового элюирования подходит для разделения белков с известными свойствами, особенно для крупномасштабного производства, и прост в эксплуатации и контроле.

3) Градиентное элюирование, то есть изменение ионной силы или значения pH элюента по определенному линейному изменению (вообще только в особых случаях применяется элюирующий метод изменения значения pH). При постепенной смене элюента можно заменять один за другим разные белки и получать различные белковые компоненты. 

В то же время белки, как правило, не образуют хвостов. Градиентное элюирование является наиболее часто используемым методом элюирования в ионообменной хроматографии, а также методом элюирования с наибольшей элюирующей способностью, который подходит для элюирования компонентов со схожими зарядовыми свойствами.

 

В процессе элюирования можно использовать как прямоточное, так и противоточное элюирование. При прямоточном элюировании направление потока элюента такое же, как и направление потока рабочей жидкости. При противоточном элюировании или обратном элюировании направление потока элюента противоположно направлению рабочего раствора.

Если сырьевая жидкость обменивается и адсорбируется через обменную колонну сверху вниз, то концентрация адсорбата в верхнем слое обменной колонны выше, чем в нижнем слое, и происходит обратная десорбция элюента снизу вверх. может достичь цели элюирования более эффективно. Однако, поскольку операция обратного элюирования значительно сложнее, чем операция прямоточного элюирования, в настоящее время чаще всего используется прямоточное элюирование.

 

Дезинфекция смол для ионообменной хроматографии:

В процессе приготовления некоторых биохимических продуктов с требованиями высокой чистоты часто требуется стерилизовать разделяющую среду, чтобы предотвратить смешивание примесей, таких как микроорганизмы, с целевым продуктом.

Наиболее распространенным методом является высокотемпературная дезинфекция. В настоящее время большинство ионитов обладают стабильными физико-химическими свойствами и могут подвергаться высокотемпературной дезинфекции. Однако при использовании полисахаридных сред необходимо учитывать, что среды должны быть солевого типа, а высокотемпературную дезинфекцию необходимо проводить в нейтральных условиях, иначе это приведет к деградации макромолекулярной матрицы полисахарида, что серьезно повлечет за собой деградацию полисахаридной макромолекулярной матрицы. влияют на срок службы средств массовой информации.

NaOH также является хорошим дезинфицирующим средством. Однако соответствующую концентрацию NaOH следует выбирать в зависимости от щелочестойкости среды, типа и степени микробного загрязнения. При использовании дезинфекции NaOH также можно использовать замачивание колонки, то есть пропустить в колонку определенную концентрацию NaOH, закрыть выпускной клапан жидкости и выдержать несколько часов для достижения цели дезинфекции. Если использовать NaOH в сочетании с этанолом, можно получить лучшие результаты. При использовании дезинфекции NaOH можно комбинировать дезинфекцию и CIP. 

 

Хранение ионообменных хроматографических смол:

Все виды хроматографических смол перед хранением после использования следует очищать. Это особенно важно для сред для разделения полисахаридов.

После использования разделительной среды промывают ее 2 объемами воды, а затем пропускают через колонку с двумя объемами слоя 20% этанола. Для сильнокислых катионных сред SP промывайте 20% раствором этанола, содержащим 0,2 моль/л ацетата натрия, а затем промывайте дегазированным раствором этанол-вода с более медленной скоростью потока.

После обработки его можно хранить при комнатной температуре или при температуре 4-8°С в течение длительного времени. Хроматографическая колонка должна быть полностью герметизирована во время хранения во избежание испарения влаги и высыхания колонки.

Среду, которая в настоящее время не используется, следует хранить в 20% растворе этанола. Все среды для ионообменного разделения следует хранить при температуре от 4°C до 30°C и защищать от замерзания.

Процесс разделения и очистки биологических макромолекул с помощью ионообменной хроматографии в основном основан на диссоциации различных молекул, суммарном заряде ионов и электрической разнице в распределении поверхностного заряда для селективного разделения. Он стал одним из наиболее часто используемых методов очистки при разделении и очистке биохимических продуктов, белков, пептидов и других веществ.

 

Смолы для ионообменной хроматографии Seplife® на основе декстрана:

В декстрановых ионообменных хроматографических смолах Seplife® используется декстрановая матрица смол для гель-фильтрационной хроматографии серии G (Seplife G-25 и Seplife G-50), а ионообменные функциональные лиганды с различными свойствами прочно связаны со сшитой декстрановой матрицей. .

Декстрановые ионообменные смолы обычно хранят в виде сухого порошка, который перед применением необходимо набухнуть. Он широко используется в низкомолекулярных белках, таких как протромбин и низкомолекулярный гепарин.

 

 

Декстрановы смолы для ионообменной хроматографии Sunresin:

DEAE Seplife® A25/A50

Q Seplife® A25/A50

CM Seplife® C25/C50

SP Seplife® C25/C50

 

Смолы для ионообменной хроматографии Seplife® со сверхбыстрым потоком агарозы (BB):

Эта серия смол для ионообменной хроматографии Seplife® изготавливается путем связывания ионообменных лигандов с агарозными микросферами с размером частиц 100-300 мкм. Противодавление относительно мало при скорости потока. Для образцов с высокой вязкостью и мутностью использование смол этой серии позволяет повысить эффективность.

 

 

Агарозные ионообменные хроматографические смолы Sunresin со сверхбыстрой текучестью:

ДЭАЭ Сеплайф® BB

QСеплайф® BB

СМСеплайф® BB

СП Сеплайф® BB

 

Seplife® Быстроточные ионообменные хроматографические смолы на основе агарозы (FF):

В этой серии смол Seplife®в качестве матрицы используются агарозные микросферы размером 45–165 мкм, связывающиеся с различными функциональными группами. Подходящий диапазон размеров частиц позволяет иметь более широкий диапазон применения. Он широко используется на различных стадиях улавливания, промежуточной очистки и доводки биологических продуктов.

 

 

Смолы для ионообменной хроматографии Fast Flow Agarose от Sunresin:

ДЭАЭ Сеплайф® FF

Q Сеплайф® FF

СМСеплайф® FF

СП Сеплайф® FF

 

 Смолы для ионообменной хроматографии высокого разрешения Seplife®на агарозной основе (HP):

В этой серии в качестве матрицы используются агарозные микросферы размером 25-45 мкм, которые получают путем связывания различных функциональных групп.

Небольшой размер частиц позволяет смолам иметь более высокое разрешение, и он широко используется для тонкого разделения и подготовки небольших количеств образцов.

 

 

Агарозные ионообменные хроматографические смолы высокого разрешения Sunresin:

ДЭАЭСеплайф® HP

QСеплайф® HP

CMSeplife® HP

SPSeplife® HP

 

Агарозные ионообменные хроматографические смолы сверхвысокой емкости (XL): 

Особая конструкция «щупалец» на агарозных микросферах снижает влияние стерических препятствий при связывании с биомолекулами, а лиганды распределяются более разумно, что обеспечивает сверхвысокую нагрузку и очень экономично.

 

 

Агарозные ионообменные хроматографические смолы сверхвысокой емкости Sunresin:

ДЭАЭСеплайф® XL

QСеплайф® XL

CMСеплайф® XL

SPСеплайф® XL

 

 Агарозные ионообменные хроматографические смолыSeplife® высокой жесткости (крупномасштабные):

Высокожесткая (крупномасштабная) агарозная ионообменная среда Sunresin имеет максимальную устойчивость к давлению 0,5 МПа, максимальную скорость потока 1000 см/ч и более высокую скорость массообмена, что позволяет значительно повысить эффективность крупномасштабных проектов. производство.

В зависимости от размера частиц матрицы агарозная ионообменная среда Sunresin с высокой жесткостью делится на среду с высокой жесткостью + высокой скоростью потока (крупный масштаб) и среду с высокой жесткостью + высоким разрешением (крупный масштаб HP). 

 

 

Агарозные ионообменные хроматографические смолы Sunresin High Rigidity (крупномасштабные): 

Крупномасштабный DEAE/HP

Q Крупномасштабный/HP

CM Крупномасштабный/HP

SP Крупномасштабный /HP

 

Полистироловые смолы для ионообменной хроматографии Seplife® с однородным размером частиц (LXMS):

Ионообменные хроматографические смолы типа Seplife® IEX LXMS обеспечивают два типа размеров пор (50 нм, 150 нм) и три размера частиц (15, 30 и 50 мкм) полистирольных смол с однородным размером частиц. Высокие сшивающие свойства позволяют смолам выдерживать более высокое рабочее давление (3 МПа).

Два размера пор 50 нм и 150 нм охватывают применение захвата, промежуточной очистки и тонкой очистки антител, белков, пептидов, нуклеиновых кислот, антибиотиков, натуральных продуктов и других продуктов с разной молекулярной массой.

 

Полистироловые смолы Sunresin с однородным размером частиц:

Seplife®LXMS 15Q/15S (размер частиц 15 мкм, размер пор 50 нм)

Seplife®LXMS 30Q/30S (размер частиц 30 мкм, размер пор 50 нм)

Seplife®LXMS 50Q/50S (размер частиц 50 мкм, размер пор 100 нм)

Seplife®LXMS 50HQ/50HS (размер частиц 50 мкм, размер пор 150 нм)

 

Полиметилакрилатные ионообменные хроматографические смолы Seplife® (LXPM):

Эта группа смол для ионообменной хроматографии представляет собой микросферы с полиметакрилатом в качестве матрицы, созданные с использованием уникальной технологии синтеза полимеров Sunresin. Микросферы модифицированы с помощью точной технологии создания пор и поверхностных гидрофильных макромолекул с длинной цепью и связаны с различными ионообменными группами.

Благодаря хорошей гидрофильности, хорошей химической и физической стабильности и жесткой структуре смолы для ионообменной хроматографии обладают хорошей биосовместимостью и сроком службы, а также повышают эффективность очистки. Они охватывают применение стадий производства и очистки, таких как захват, промежуточная очистка и тонкая очистка молекул, таких как антитела, белки, пептиды, нуклеиновые кислоты, антибиотики и натуральные продукты, и предоставляют клиентам комплексное решение для промышленного производства биологические образцы.

 

Полиметилакрилатные ионообменные хроматографические смолы Sunresin:

Seplife® LXPM CM/DEAE/SP/Q 650M (высокая гидрофильность, размер частиц 80мкм

）

Seplife® LXPM CM/DEAE/SP/Q 650S (высокая гидрофильность, размер частиц 50мкм

）

Seplife® LXPM CM/DEAE/SP/Q 706 (сильная гидрофобность)

，сильный ионный мультимодальный, размер частиц 80 мкм）

Seplife®LXPM CM/DEAE/SP/Q 5504

（сильная гидрофобность，высокое разрешение, сильная ионная мультимодальность, размер частиц 80 мкм)

 

Для получения дополнительной информации о различных типах смол для ионообменной хроматографии свяжитесь с нами по адресу (info.lifescience@sunresin.com).