A proposito di Seplife ®Cromatografia a scambio ionico

Come utilizzare le resine per cromatografia a scambio ionico?

1. Metodo operativo: 

Poiché il campione, il tampone e l'eluente della separazione biochimica sono tutte fasi mobili, possono essere separati mentre scorrono attraverso la colonna. Pertanto, lo scambio ionico può essere eseguito durante il funzionamento su colonna e la separazione in forma cromatografica. Durante il processo di separazione, le sostanze non assorbite continuano a fuoriuscire dal sistema di reazione, il che fa sì che l'equilibrio si sposti continuamente verso destra, che è una sorta di equilibrio dinamico, per questo viene anche chiamato funzionamento dinamico. La modalità operativa dinamica ha un buon effetto di separazione, è adatta a tutti i tipi di campioni e può realizzare un funzionamento continuo. Nell'operazione di separazione cromatografica, la condizione di carico della colonna cromatografica ha una certa influenza sulla separazione. Le resine devono essere distribuite uniformemente nella colonna, non è consentita la presenza di bolle d'aria e deve essere evitata anche la stratificazione delle resine.

Per alcuni campioni ad alta viscosità, è possibile utilizzare anche il metodo di trattamento "statico" per l'estrazione e la separazione preliminare. Nel recipiente di reazione vengono agitate le resine a scambio ionico ed il liquido di lavoro da trattare. Quando viene raggiunto l'equilibrio di adsorbimento, separare le resine e il raffinato e caricarli in una colonna per l'eluizione.

Questo metodo di funzionamento batch statico dispone di apparecchiature di processo semplici e di facile utilizzo. Ad esempio, la separazione preliminare di alcuni prodotti naturali come l'eparina sodica spesso adotta questo metodo di separazione statica. 

Durante il funzionamento in modalità di separazione statica, la velocità di agitazione dello scambiatore ionico nel fluido di lavoro deve essere adeguatamente controllata. Se la velocità di agitazione è troppo elevata e la forza di taglio è troppo elevata, le particelle di scambio ionico verranno rotte e sarà difficile filtrarle e separarle; Se la velocità è troppo lenta, ciò influenzerà il contatto tra le resine e il fluido di lavoro e influenzerà anche il tasso di cambio.

2. L'impatto del campione sull'effetto di separazione:

Per ottenere un'elevata risoluzione ed un'elevata capacità di carico per la separazione biochimica, anche la preparazione e le prestazioni della soluzione di lavoro sono fattori molto importanti. La viscosità e la limpidezza del fluido di lavoro non influiscono solo sull'effetto di separazione delle resine a scambio ionico, ma influiscono anche sulla durata del mezzo di separazione.

La separazione biochimica è spesso un sistema relativamente complesso, in cui sono presenti molti tipi di impurità, non solo piccole molecole, ma anche alcune sostanze colloidali, sostanze lipidiche, ecc. In particolare, alcune macromolecole adsorbite irreversibilmente possono coprire i gruppi funzionali del mezzo, oppure ostruire i pori del mezzo, causando contaminazione irreversibile e riducendo la durata del mezzo di separazione. Pertanto, prima dell'operazione di separazione, il fluido di lavoro deve essere adeguatamente pretrattato il più possibile per garantire l'effetto di separazione.

Nel processo di separazione e purificazione biochimica, alcuni prodotti target vengono rimossi dal processo di eluizione oppure il prodotto target viene trattenuto sul terreno a causa dell'eluizione incompleta, con conseguente perdita di prodotto, che è un fattore importante che influisce sulla resa del prodotto.

Allo stesso tempo, i cambiamenti strutturali nella proteina causano l’inattivazione, che influenzerà anche la resa. L'aggiunta di alcuni stabilizzanti o agenti protettivi nel processo di scambio ionico può non solo aumentare la resa, ma anche migliorare la selettività del mezzo di separazione per le proteine.

3. L'impatto della portata sull'effetto di separazione:

Nella separazione cromatografica a scambio ionico, la portata è un fattore importante che influenza l'effetto di separazione. Per ottenere un eccellente effetto di separazione, gli esperimenti dovrebbero essere condotti in base a fattori quali il tipo di resina a scambio ionico, la dimensione delle particelle e la struttura molecolare degli ingredienti attivi nel fluido di lavoro per stabilire parametri sperimentali migliori.

Se il peso molecolare del prodotto target è relativamente piccolo e la dimensione dei pori del mezzo è relativamente grande, è possibile utilizzare una portata maggiore perché favorisce il trasferimento di massa.

Tuttavia, quando il prodotto target è una biomacromolecola e la dimensione dei pori del mezzo è inferiore a quella della molecola della sostanza separata, è necessario adottare una velocità di flusso più lenta a causa della velocità di diffusione più lenta della molecola.

Quando la viscosità del fluido di lavoro è elevata, è necessario utilizzare anche una portata inferiore a causa della minore velocità di trasferimento di massa.

La portata non influenza solo l'effetto dell'adsorbimento dello scambio, ma influenza anche l'effetto dell'eluizione. Di solito, la portata durante l'eluizione è più lenta di quella durante l'adsorbimento con scambio ionico.

4. I metodi di eluizione della cromatografia a scambio ionico:

Quando la proteina target nel campione è completamente legata allo scambiatore ionico, deve essere eluita. Il principio di base è quello di utilizzare uno ione o un gruppo più attivo della sostanza adsorbente per desorbire il prodotto target che viene scambiato e adsorbito sulla superficie esterna e interna della particella del mezzo. Diverse proteine ​​​​bersaglio hanno diverse capacità di legame con le resine a scambio ionico. Pertanto, è necessario selezionare un eluente adatto per eluire la proteina dal mezzo e raccogliere i prodotti separati e purificati. Esistono circa tre metodi di eluizione per la cromatografia a scambio ionico:

1) Eluizione simultanea: L'eluente è la stessa sostanza, e si può usare una soluzione acida, alcalina o salina diluita, oppure si può usare un solvente organico appropriato, tra cui la soluzione salina è la principale, e la scelta viene fatta in base alla proprietà del prodotto target e forma di dosaggio del prodotto finale. 

Poiché le sostanze adsorbite spesso non sono dello stesso tipo, le cariche trasportate dalle varie sostanze sono diverse e la forza legante con il mezzo è diversa. Anche se viene utilizzato lo stesso eluente, le sostanze facilmente sostituibili usciranno prima dal mezzo e la forza legante sarà più forte. Dopo che le sostanze fuoriescono, purché vengano raccolte mediante classificazione, varie sostanze possono essere separate per ottenere prodotti relativamente puri.

Questo metodo viene utilizzato principalmente per la separazione quando le proprietà del prodotto target sono ben note o per la separazione di tipi analitici.

2) Eluizione graduale: ovvero l'eluizione viene effettuata con diverse concentrazioni di soluzioni saline. Durante il processo di scambio-adsorbimento del mezzo di separazione vengono adsorbite diverse proteine. Se viene utilizzata una condizione di eluizione costante, a volte non è possibile separare correttamente tutti i componenti ed è necessario modificare la condizione di eluizione.

La modifica può essere una modifica graduale, nel senso che vengono selezionati eluenti diversi o eluenti con valori di pH diversi per l'eluizione in fasi e si possono ottenere picchi di eluizione diversi in base alle diverse concentrazioni e alle diverse acidità dell'eluente. Cioè, un tipo di concentrazione di sale può ottenere un tipo di proteina bersaglio e una diversa concentrazione di sale può ottenere proteine ​​​​bersaglio diverse.

Questo metodo di eluizione passo-passo è adatto per la separazione di proteine ​​con proprietà note, soprattutto per la produzione su larga scala, ed è facile da utilizzare e controllare.

3) Eluizione a gradiente, cioè modifica della forza ionica o del valore del pH dell'eluente secondo un certo cambiamento lineare (generalmente solo in casi particolari viene utilizzato il metodo di eluizione della modifica del valore del pH). Durante il cambiamento graduale dell'eluente, diverse proteine ​​possono essere sostituite una per una e si possono ottenere vari componenti proteici. 

Allo stesso tempo, le proteine ​​generalmente non si allineano. L'eluizione a gradiente è il metodo di eluizione più comunemente utilizzato nella cromatografia a scambio ionico ed è anche il metodo di eluizione con la capacità di eluizione più forte, adatto per l'eluizione di componenti con proprietà di carica simili.

Nel processo di eluizione è possibile utilizzare sia l'eluizione in equicorrente che l'eluizione in controcorrente. Nell'eluizione equicorrente, la direzione del flusso dell'eluente è la stessa di quella del fluido di lavoro. Nell'eluizione controcorrente, o eluizione inversa, la direzione del flusso dell'eluente è opposta a quella della soluzione di lavoro.

Se il liquido di alimentazione viene scambiato e adsorbito attraverso la colonna di scambio dall'alto verso il basso, la concentrazione dell'adsorbato nello strato superiore della colonna di scambio è superiore a quella nello strato inferiore e il desorbimento inverso dell'eluente dal basso verso l'alto può raggiungere lo scopo dell'eluizione in modo più efficiente. Tuttavia, poiché l'operazione di eluizione inversa è molto più complicata di quella dell'eluizione in equicorrente, ora viene utilizzata principalmente l'eluizione in equicorrente.

Disinfezione delle resine per cromatografia a scambio ionico:

Nel processo di preparazione di alcuni prodotti biochimici con requisiti di elevata purezza, è spesso necessario sterilizzare i mezzi di separazione per evitare che impurità come i microrganismi si mescolino nel prodotto target.

La disinfezione ad alta temperatura è il metodo più comunemente utilizzato. Attualmente, la maggior parte degli scambiatori di ioni ha proprietà fisiche e chimiche stabili e può essere sottoposta a disinfezione ad alta temperatura. Tuttavia, quando si utilizzano mezzi polisaccaridici, è necessario notare che i mezzi devono essere del tipo salino e che la disinfezione ad alta temperatura deve essere eseguita in condizioni neutre, altrimenti ciò porterà alla degradazione della matrice macromolecolare polisaccaridica, con gravi conseguenze influiscono sulla durata dei media.

NaOH è anche un buon disinfettante. Tuttavia, la concentrazione appropriata di NaOH deve essere selezionata in base alla resistenza agli alcali del terreno e al tipo e al grado di contaminazione microbica. Quando si utilizza la disinfezione con NaOH, è possibile utilizzare anche l'ammollo della colonna, ovvero passare una certa concentrazione di NaOH nella colonna, chiudere la valvola di uscita del liquido e immergere per diverse ore per raggiungere lo scopo della disinfezione. Se NaOH viene utilizzato in combinazione con etanolo, si possono ottenere risultati migliori. Quando si utilizza la disinfezione con NaOH, è possibile combinare la disinfezione e il CIP. 

Stoccaggio delle resine per cromatografia a scambio ionico:

Tutti i tipi di resine cromatografiche devono essere puliti prima di riporli dopo l'uso. Ciò è particolarmente importante per i mezzi di separazione dei polisaccaridi.

Dopo aver utilizzato il mezzo di separazione, lavarlo con 2CV di acqua, quindi farlo passare attraverso la colonna con 2 volumi di letto di etanolo al 20%. Per i mezzi cationici fortemente acidi SP, lavare con una soluzione di etanolo al 20% contenente 0,2 mol/L di acetato di sodio, quindi lavare con una soluzione di etanolo-acqua degassata a una portata inferiore.

Dopo il trattamento può essere conservato a temperatura ambiente, oppure a 4-8°C per lungo tempo. La colonna cromatografica deve essere completamente sigillata durante la conservazione per evitare la volatilizzazione dell'umidità e l'essiccazione della colonna.

Il terreno momentaneamente non utilizzato deve essere conservato in una soluzione di etanolo al 20%. Tutti i mezzi di separazione a scambio ionico devono essere conservati a una temperatura compresa tra 4°C e 30°C e protetti dal congelamento.

Il processo di separazione e purificazione delle macromolecole biologiche mediante cromatografia a scambio ionico si basa principalmente sulla dissociazione di varie molecole, sulla carica netta degli ioni e sulla differenza elettrica nella distribuzione della carica superficiale per la separazione selettiva. È diventata una delle tecniche di purificazione più frequentemente utilizzate nella separazione e purificazione di prodotti biochimici, proteine, peptidi e altre sostanze.

Seplife® Resine per cromatografia a scambio ionico a base di destrano:

Le resine per cromatografia a scambio ionico di destrano Seplife® utilizzano la matrice destrano delle resine cromatografiche per filtrazione su gel della serie G (Seplife G-25 e Seplife G-50) e i ligandi funzionali a scambio ionico con proprietà diverse sono saldamente legati alla matrice destrano reticolata .

Le resine a scambio ionico destrano vengono solitamente conservate sotto forma di polvere secca, che deve essere gonfiata prima dell'uso. È ampiamente utilizzato nelle proteine ​​a basso peso molecolare come la protrombina e l'eparina a basso peso molecolare.

Resine per cromatografia a scambio ionico destrano Sunresin:

DEAE Seplife® A25/A50

Q Seplife e A25/A50

CM Seplife e C25/C50

SP Seplife e C25/C50

Seplife® Resine per cromatografia a scambio ionico basate su agarosio a flusso ultraveloce (BB):

Questa serie di resine per cromatografia a scambio ionico Seplife® viene preparata legando ligandi a scambio ionico a microsfere di agarosio con una dimensione delle particelle di 100-300 um. La contropressione è relativamente piccola alla portata. Per campioni con elevata viscosità e torbidità, l'uso di questa serie di resine può migliorare l'efficienza.

Resine per cromatografia a scambio ionico di agarosio a portata ultraveloce di Sunresin:

DEAE Seplife ®  BB

D. Seplife ®  BB

CM Seplife ®  BB

SP Seplife ®  BB

Seplife ®  Resine per cromatografia a scambio ionico a base di agarosio a flusso rapido (FF):

Questa serie di Seplife ®  le resine utilizzano microsfere di agarosio da 45-165um come matrice, legandosi con diversi gruppi funzionali. La gamma granulometrica adeguata gli consente di avere un campo di applicazione più ampio. È ampiamente utilizzato nelle varie fasi di cattura, purificazione intermedia e lucidatura dei prodotti biologici.

Resine per cromatografia a scambio ionico con agarosio a flusso rapido Sunresin:

DEAE Seplife ®  FF

D. Seplife ®  FF

CM Seplife ®  FF

SP Seplife ®  FF

Seplife ®  Resine per cromatografia a scambio ionico a base di agarosio ad alta risoluzione (HP):

Questa serie utilizza microsfere di agarosio da 25-45um come matrice ed è preparata legando diversi gruppi funzionali.

La piccola dimensione delle particelle consente alle resine di avere una risoluzione più elevata ed è ampiamente utilizzata nella separazione fine e nella preparazione di piccole quantità di campioni.

Resine per cromatografia a scambio ionico di agarosio ad alta risoluzione Sunresin:

DEAE Seplife ®  HP

D. Seplife ®  HP

CM Seplife ®  HP

SP Seplife ®  HP

Resine per cromatografia a scambio ionico di agarosio a capacità ultra elevata (XL): 

Lo speciale design "tentacolare" sulle microsfere di agarosio riduce l'influenza dell'impedimento sterico quando si legano alle biomolecole e i ligandi sono distribuiti in modo più ragionevole, conferendo un carico ultra elevato e molto conveniente.

Resine per cromatografia a scambio ionico di agarosio a capacità ultra elevata di Sunresin:

DEAE Seplife ®  XL

D. Seplife ®  XL

CM Seplife ®  XL

SP Seplife ®  XL

Seplife ®  Resine per cromatografia a scambio ionico di agarosio ad alta rigidità (grande scala):

Il mezzo di scambio ionico di agarosio ad alta rigidità (grande scala) di Sunresin ha una resistenza alla pressione massima di 0,5 MPa, una portata massima di 1000 cm/h e una velocità di trasferimento di massa più rapida, consentendo un'efficienza notevolmente migliorata per la produzione su larga scala .

In base alla dimensione delle particelle della matrice, il mezzo di scambio ionico di agarosio ad alta rigidità di Sunresin è suddiviso in mezzo ad alta rigidità + portata elevata (grande scala) e mezzo ad alta rigidità + alta risoluzione (grande scala HP). 

Resine per cromatografia a scambio ionico di agarosio ad alta rigidità Sunresin (grande scala): 

DEAE su larga scala/HP

Q Su larga scala/HP

CM su larga scala/HP

SP su larga scala/HP

Seplife ®  Resine per cromatografia a scambio ionico in polistirene con dimensioni delle particelle uniformi (LXMS):

Le resine per cromatografia a scambio ionico di tipo Seplife® IEX LXMS forniscono due tipi di dimensioni dei pori (50 nm, 150 nm) e tre dimensioni delle particelle (15, 30 e 50 um) di resine di polistirene con dimensioni delle particelle uniformi. Le sue elevate proprietà di reticolazione consentono alle resine di resistere a pressioni operative più elevate (3 MPa).

Le due dimensioni dei pori di 50 nm e 150 nm coprono l'applicazione della cattura, purificazione intermedia e purificazione fine di anticorpi, proteine, peptidi, acidi nucleici, antibiotici, prodotti naturali e altri prodotti con pesi molecolari diversi.

Resine per cromatografia a scambio ionico in polistirene con dimensioni uniformi delle particelle Sunresin:

Seplife ®  LXMS 15Q/15S (dimensione delle particelle 15um, dimensione dei pori 50nm)

Seplife ®  LXMS 30Q/30S (dimensione delle particelle 30um, dimensione dei pori 50nm)

Seplife ®  LXMS 50Q/50S (dimensione delle particelle 50um, dimensione dei pori 100nm)

Seplife ®  LXMS 50HQ/50HS (dimensione delle particelle 50um, dimensione dei pori 150nm)

Seplife ®  Resine per cromatografia a scambio ionico di polimetilacrilato (LXPM):

Questo gruppo di resine per cromatografia a scambio ionico è costituito da microsfere con polimetacrilato come matrice che utilizzano l'esclusiva tecnologia di sintesi dei polimeri di Sunresin. Le microsfere vengono modificate mediante una precisa tecnologia di creazione dei pori e macromolecole idrofile a catena lunga superficiali e sono accoppiate con diversi gruppi di scambio ionico.

Grazie alla buona idrofilia, alla buona stabilità chimica e fisica e alla struttura rigida, le resine per cromatografia a scambio ionico hanno una buona biocompatibilità e durata di servizio e migliorano l'efficienza di purificazione. Coprono l'applicazione delle fasi di produzione e purificazione come cattura, purificazione intermedia e purificazione fine di molecole come anticorpi, proteine, peptidi, acidi nucleici, antibiotici e prodotti naturali e forniscono ai clienti una soluzione globale per la produzione industriale di campioni biologici.

Resine per cromatografia a scambio ionico in polimetilacrilato Sunresin:

Seplife ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 650M (forte idrofilicità, dimensione delle particelle 80um ）

Seplife ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 650S (forte idrofilia, dimensione delle particelle 50um ）

Seplife ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 706 (forte idrofobicità ，multimodale ionico forte, dimensione delle particelle 80um ）

Seplife ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 5504 （forte idrofobicità ，alta risoluzione, multimodale ionico forte, dimensione delle particelle 80um)

Per ulteriori informazioni sui diversi tipi di resine per cromatografia a scambio ionico, contattateci all'indirizzo (info.lifescience@sunresin.com).