色谱填料的种类及选择

色谱(层析)技术是分离复杂组分最高效的方法,也是生物制药领域分离纯化重要手段。色谱填料由配基与基架组成,是下游工艺纯化中关键因素,直接决定了药物纯化的效率与质量。根据色谱的分离模式,可将填料分为亲和层析填料、离子交换填料、疏水层析填料、分子排阻层析填料以及多模式层析填料。

亲和层析

亲和层析是一种根据生物分子之间的特异相互作用来分离物质的层析方法 。亲和层析具有高选择性的特点,可快速从复杂体系中捕获目的蛋白,通常一步纯化就能达到90%以上的纯度。适用于抗体纯化、标签蛋白纯化以及其他具有特异性吸附作用的生物分子的高效纯化。

离子交换层析

离子交换层析是根据不同生物分子所带电荷质量和数量的差异来分离的一种层析技术,具有高选择性、高载量、高回收率及良好的可操作性的特点。既可用于前期捕获阶段,也可用于中度纯化与精细纯化,广泛应用于氨基酸、多肽、抗体、蛋白、糖类、病毒、核苷酸等带电荷生物分子的分离纯化。

疏水层析

疏水作用层析是根据分子表面疏水性差别来分离生物大分子的方法,其最大的优点在于与蛋白质的作用温和,能最大程度地保持生物大分子的天然结构与生物活性。高盐上样低盐洗脱的吸附分离模式使得疏水层析成为高盐洗脱后理想的纯化方式,是分离纯化抗体、重组蛋白质、疫苗、多肽、核酸等大分子的有效手段。

分子排阻层析

分子排阻层析(凝胶过滤)属于非吸附层析,是一种根据生物分子的大小及形状来分离物质的层析方法,因此选择凝胶过滤介质关键在于选择合适的分离范围。凝胶过滤的特点在于操作简单,仅需一种缓冲液即可完成蛋白的分离纯化,适用于脱盐、置换缓冲液以及分离纯化精纯阶段。

多模式层析

多模式层析是指在配基与生物大分子之间能同时提供不同类型的相互作用力的新型层析方法,包括电荷作用、疏水作用等。多模式层析填料具有宽泛的结合条件与操作空间大的特点,简化了工艺步骤,提高工艺效率。多模式层析适用于病毒、抗体、多肽、重组蛋白和寡核苷酸纯化上的应用,尤其在具有挑战性的纯化中发挥重要作用。

色谱填料是分离纯化的核心,不同功能的基团搭配不同的基架构成多样的层析填料,在纯化过程中选择合适的填料可对多组分复杂样品进行高效分离纯化。考察因素可从填料基架材质(硬胶耐压流速大;软胶亲水性佳,非特异性吸附小)、填料粒径(粒径小分辨率高;粒径大流速大)、填料载量(配基种类与密度)以及可放大性等角度进行筛选,并结合样品收率及质量进行效果评估以选择最适合样品本身的填料。

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