Применение технологии хроматографии в синтетической биологии

В области синтетической биологии технология хроматографического разделения широко используется для очистки и производства синтетических продуктов, а также для выделения метаболитов и определения структуры и характеристик соединений и биомолекул. Она также широко применяется в области адсорбции и разделения.

1. Технология хроматографического разделения:

Принцип: Двигаться быстро.

Жидкая фаза (газ, жидкость или сверхкритическая жидкость), содержащая образец, протекает по поверхности неподвижной фазы, которая закреплена на колонке или пластине и не смешивается с жидкой фазой. В процессе разделения, когда компоненты образца проходят через неподвижную фазу, компоненты с более сильным взаимодействием с неподвижной фазой элюируются медленнее с потоком жидкой фазы, в то время как компоненты с более слабым взаимодействием с неподвижной фазой элюируются быстрее с потоком жидкой фазы. Из-за разницы в скорости элюирования смешанные компоненты в конечном итоге образуют отдельные «полосы» или «зоны» каждого отдельного компонента, и каждое вещество отдельного компонента, которое элюируется последовательно, может быть собрано отдельно, тем самым достигая разделения компонентов.

Изображение: процесс хроматографического разделения и положение смолы внутри хроматографической колонки

2. Влияние длины колонки на хроматографические установки:

В хроматографической разделительной установке длина колонки может оказывать существенное влияние на эффективность разделения. При использовании той же смолы, исходного сырья и адсорбционной способности более длинная колонка может обеспечить лучшую эффективность разделения и более высокую концентрацию продукта. 

Например, оборудование Sunresin для хроматографии фруктозы и глюкозы позволяет достичь концентрации продукта 80 г/л при более короткой длине колонки 20 см, тогда как более длинная колонка 100 см может увеличить концентрацию продукта до 100 г/л.

При выборе хроматографической колонки для промышленного применения следует учитывать такие факторы, как процесс разделения, диаметр частиц смолы, рабочее давление и другие соображения.

3. Выбор смолы для хроматографического разделительного оборудования:

Хроматографические колонки обычно не используют частицы однородного размера, так как это может повлиять на сопротивление потоку, эффективность разделения и повторяемость. Однако смолы с однородными частицами имеют большой потенциал для высокоуровневого тонкого разделения. Эти смолы широко используются в хроматографическом разделительном оборудовании из-за их высокой стабильности и механической прочности, что приводит к лучшей эффективности и стабильности разделения. Они могут обеспечить более точные и надежные результаты разделения по сравнению со смолами с неоднородными частицами.

4. Оборудование для технологии непрерывной хроматографии SSMB:

1)Принцип работы:

Из-за различных сил между веществами и неподвижной фазой (насадочным материалом) они будут вытекать из хроматографической колонки в определенном порядке под действием элюента (подвижной фазы), как показано на схеме.

2)Технология SSMB:

В системе с моделированным подвижным слоем весь слой адсорбционного слоя состоит из нескольких взаимосвязанных хроматографических колонок. Неподвижная фаза в хроматографических колонках больше не подвергается обратному движению потока, и сами колонки больше не движутся. Вместо этого обратное движение неподвижной фазы моделируется посредством переключения клапанов. Входные и выходные порты последовательно перемещаются вдоль направления потока подвижной фазы, эффективно имитируя обратное движение неподвижной фазы и подвижной фазы, достигая цели разделения.

3) Преимущества оборудования:

а. Высокая точность разделения, позволяющая получать компоненты высокой чистоты.

б) Он не потребляет химикаты, только воду, и более экологичен.

в. Система отличается хорошей стабильностью и высокой степенью автоматизации, что повышает эффективность производства.

4)Применение непрерывной проточной хроматографии:

а) Разделение и очистка нефтехимических продуктов.

б) Разделение и очистка белков, пептидов и аминокислот.

в) Разделение сахарных спиртов.

г. Конечная очистка и рафинирование лекарственных препаратов химического синтеза и биофармацевтических препаратов.

е. Разделение хиральных соединений.

е. Разделение и очистка функциональных компонентов натурального продукта.