Informazioni su Seplife ®Cromatografia a scambio ionico

Come utilizzare le resine per cromatografia a scambio ionico?

1. Metodo di funzionamento: 

Poiché il campione, il tampone e l'eluente della separazione biochimica sono tutte fasi mobili, possono essere separate durante il flusso attraverso la colonna. Pertanto, lo scambio ionico può essere eseguito sia in colonna che in cromatografia. Durante il processo di separazione, le sostanze non adsorbite continuano a fuoriuscire dal sistema di reazione, il che determina uno spostamento continuo dell'equilibrio verso destra, una sorta di equilibrio dinamico, da cui il nome di funzionamento dinamico. Il funzionamento dinamico ha un buon effetto di separazione, è adatto a tutti i tipi di campioni e può realizzare un funzionamento continuo. Nella separazione cromatografica, le condizioni di carico della colonna cromatografica hanno una certa influenza sulla separazione. Le resine devono essere distribuite uniformemente nella colonna, non devono essere ammesse bolle d'aria e deve essere evitata 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 preliminari. Le resine a scambio ionico e il liquido di lavoro da trattare vengono agitati nel recipiente di reazione. Una volta raggiunto l'equilibrio di adsorbimento, le resine e il raffinato vengono separati e caricati in una colonna per l'eluizione.

Questo metodo di lavorazione a lotti statici è caratterizzato da apparecchiature di processo semplici e da un funzionamento semplice. Ad esempio, la separazione preliminare di alcuni prodotti naturali come l'eparina sodica viene spesso adottata con 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 eccessiva, le particelle di scambio ionico si romperanno e saranno difficili da filtrare e separare; se la velocità è troppo bassa, ciò influirà sul contatto tra le resine e il fluido di lavoro, influenzando anche la velocità di scambio.

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

Per ottenere un'elevata risoluzione e un'elevata capacità di carico nella 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 influenzano solo l'effetto di separazione delle resine a scambio ionico, ma anche la 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, lipidiche, ecc. In particolare, alcune macromolecole adsorbite irreversibilmente possono coprire i gruppi funzionali del mezzo o ostruirne i pori, causando una contaminazione irreversibile e riducendo la durata del mezzo di separazione. Pertanto, prima dell'operazione di separazione, il fluido di lavoro deve essere opportunamente pretrattato il più possibile per garantire l'effetto di separazione.

Nel processo di separazione e purificazione biochimica, alcuni prodotti target vengono eliminati dal processo di eluizione oppure il prodotto target viene trattenuto sul mezzo a causa di un'eluizione incompleta, con conseguente perdita di prodotto, che è un fattore importante che influenza la resa del prodotto.

Allo stesso tempo, i cambiamenti strutturali nella proteina causano l'inattivazione, che a sua volta influisce sulla resa. L'aggiunta di 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 mediante cromatografia a scambio ionico, la portata è un fattore importante che influenza l'effetto di separazione. Per ottenere un effetto di separazione eccellente, gli esperimenti devono essere condotti in base a fattori quali il tipo di resina a scambio ionico, la dimensione delle particelle e la struttura molecolare dei principi attivi nel fluido di lavoro, per stabilire parametri sperimentali più precisi.

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 inferiore a causa della velocità di diffusione più lenta della molecola.

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

La portata non influenza solo l'effetto dell'adsorbimento a scambio ionico, ma anche quello dell'eluizione. Solitamente, la portata durante l'eluizione è inferiore rispetto a quella durante l'adsorbimento a 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 di adsorbimento per desorbire il prodotto target che viene scambiato e adsorbito sulla superficie esterna e interna della particella del mezzo. Diverse proteine ​​target hanno diverse capacità di legame alle 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 approssimativamente tre metodi di eluizione per la cromatografia a scambio ionico:

1) Eluizione simultanea: l'eluente è la stessa sostanza e può essere utilizzata una soluzione acida, alcalina o salina diluita, oppure può essere utilizzato un solvente organico appropriato, tra cui la soluzione salina è la principale, e la scelta viene effettuata in base alle proprietà del prodotto di destinazione e alla 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 di legame con il mezzo è diversa. Anche se si utilizza lo stesso eluente, le sostanze facilmente sostituibili fluiranno per prime dal mezzo e la forza di legame sarà più forte. Dopo che le sostanze fuoriescono, purché siano raccolte per classificazione, è possibile separare diverse sostanze per ottenere prodotti relativamente puri.

Questo metodo è utilizzato principalmente per la separazione quando le proprietà del prodotto di destinazione 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 adsorbimento per scambio del mezzo di separazione, vengono adsorbite diverse proteine. Se si utilizza una condizione di eluizione costante, a volte non tutti i componenti possono essere separati correttamente e la condizione di eluizione deve essere modificata.

Il cambiamento può essere graduale, ovvero vengono selezionati eluenti diversi o eluenti con diversi valori di pH per l'eluizione in più fasi, e si possono ottenere picchi di eluizione diversi a seconda delle diverse concentrazioni e acidità dell'eluente. In altre parole, un tipo di concentrazione salina può ottenere un tipo di proteina target, e concentrazioni saline diverse possono ottenere proteine ​​target diverse.

Questo metodo di eluizione graduale è adatto alla separazione di proteine ​​con proprietà note, in particolare per la produzione su larga scala, ed è facile da utilizzare e controllare.

3) Eluizione a gradiente, ovvero la variazione della forza ionica o del pH dell'eluente in base a una certa variazione lineare (generalmente, solo in casi particolari, si utilizza il metodo dell'eluizione per la variazione del pH). Durante il graduale cambio dell'eluente, diverse proteine ​​possono essere sostituite una alla volta, ottenendo così vari componenti proteici. 

Allo stesso tempo, le proteine ​​generalmente non presentano code. L'eluizione in gradiente è il metodo di eluizione più comunemente utilizzato nella cromatografia a scambio ionico ed è anche il metodo con la più elevata capacità di eluizione, adatto all'eluizione di componenti con proprietà di carica simili.

Nel processo di eluizione, è possibile utilizzare sia l'eluizione in equicorrente che quella in controcorrente. Nell'eluizione in equicorrente, la direzione del flusso dell'eluente è la stessa di quella del fluido di lavoro. Nell'eluizione in 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 maggiore rispetto 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 il funzionamento dell'eluizione inversa è molto più complicato di quello dell'eluizione equicorrente, quest'ultima è attualmente la tecnica maggiormente utilizzata.

Disinfezione delle resine per cromatografia a scambio ionico:

Nel processo di preparazione di alcuni prodotti biochimici con elevati requisiti di purezza, è spesso necessario sterilizzare il mezzo di separazione per impedire che impurità come microrganismi si mescolino al prodotto di destinazione.

La disinfezione ad alta temperatura è il metodo più comunemente utilizzato. Attualmente, la maggior parte degli scambiatori ionici presenta proprietà fisiche e chimiche stabili e può essere sottoposta a disinfezione ad alta temperatura. Tuttavia, quando si utilizzano supporti polisaccaridici, è necessario tenere presente che il supporto deve essere di tipo salino e che la disinfezione ad alta temperatura deve essere eseguita in condizioni neutre, altrimenti si verificherà la degradazione della matrice macromolecolare del polisaccaride, con conseguente grave compromissione della durata del supporto.

Anche la NaOH è un buon disinfettante. Tuttavia, la concentrazione appropriata di NaOH deve essere selezionata in base alla resistenza agli alcali del mezzo e al tipo e al grado di contaminazione microbica. Quando si utilizza la disinfezione con NaOH, è possibile anche utilizzare l'immersione in colonna, ovvero far 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 la NaOH viene utilizzata in combinazione con l'etanolo, si possono ottenere risultati migliori. Quando si utilizza la disinfezione con NaOH, è possibile combinare disinfezione e CIP. 

Conservazione delle resine per cromatografia a scambio ionico:

Tutti i tipi di resine cromatografiche devono essere puliti prima di essere riposti dopo l'uso. Questo è particolarmente importante per i terreni di separazione dei polisaccaridi.

Dopo aver utilizzato il mezzo di separazione, lavarlo con 2 CV di acqua e 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 velocità di flusso inferiore.

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

Il terreno di coltura non utilizzato al momento deve essere conservato in una soluzione di etanolo al 20%. Tutti i terreni di coltura 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 di 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 utilizzate nella separazione e purificazione di prodotti biochimici, proteine, peptidi e altre sostanze.

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

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

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

Resine per cromatografia a scambio ionico destrano di Sunresin:

DEAE Seplife ® A25/A50

Q Seplife ® A25/A50

CM Seplife ® C25/C50

SP Seplife ® C25/C50

Seplife ® Resine per cromatografia a scambio ionico a base di agarosio a flusso ultrarapido (BB):

Questa serie di Seplife ®Le resine per cromatografia a scambio ionico vengono preparate legando ligandi a scambio ionico a microsfere di agarosio con una granulometria di 100-300 µm. La contropressione è relativamente bassa 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 flusso ultrarapido di Sunresin:

DEAE Seplife ®  BB

Q 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 45-165 µm come matrice, legandosi a diversi gruppi funzionali. L'ampio intervallo granulometrico consente un campo di applicazione più ampio. Sono ampiamente utilizzate in varie fasi di cattura, purificazione intermedia e lucidatura di prodotti biologici.

Resine per cromatografia a scambio ionico Fast Flow Agarosio di Sunresin:

DEAE Seplife ®  FF

Q Seplife ®  FF

CM Seplife ®  FF

SP Seplife ®  FF

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

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

Le piccole dimensioni delle particelle consentono alle resine di avere una risoluzione più elevata e sono ampiamente utilizzate nella separazione fine e nella preparazione di piccole quantità di campioni.

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

DEAE Seplife ®  HP

Q Seplife ®  HP

CM Seplife ®  HP

SP Seplife ®  HP

Resine per cromatografia a scambio ionico in agarosio ad altissima capacità (XL): 

Lo speciale design a "tentacolo" delle microsfere di agarosio riduce l'influenza dell'impedimento sterico durante il legame con le biomolecole e i ligandi vengono distribuiti in modo più ragionevole, conferendo un carico estremamente elevato e un ottimo rapporto qualità-prezzo.

Resine per cromatografia a scambio ionico ad agarosio ad altissima capacità di Sunresin:

DEAE Seplife ®  XL

Q Seplife ®  XL

CM Seplife ®  XL

SP Seplife ®  XL

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

Il mezzo di scambio ionico agarosio ad alta rigidità (su larga 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 elevata, consentendo un'efficienza notevolmente migliorata per la produzione su larga scala.

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

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

DEAE su larga scala/HP

Q Grande scala /HP

CM su larga scala /HP

SP su larga scala /HP

Seplife ®  Resine per cromatografia a scambio ionico in polistirene a granulometria uniforme (LXMS):

Seplife ®Le resine per cromatografia a scambio ionico di tipo IEX LXMS offrono due tipi di dimensioni dei pori (50 nm, 150 nm) e tre dimensioni delle particelle (15, 30 e 50 µm) di polistirene a granulometria uniforme. Le 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, della purificazione intermedia e della purificazione fine di anticorpi, proteine, peptidi, acidi nucleici, antibiotici, prodotti naturali e altri prodotti con diversi pesi molecolari.

Resine per cromatografia a scambio ionico in polistirene a granulometria uniforme di Sunresin:

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

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

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

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

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

Questo gruppo di resine per cromatografia a scambio ionico è costituito da microsfere con polimetacrilato come matrice, realizzate utilizzando l'esclusiva tecnologia di sintesi polimerica di Sunresin. Le microsfere sono modificate mediante una precisa tecnologia di creazione dei pori e macromolecole a catena lunga idrofile in superficie, e sono accoppiate a diversi gruppi a scambio ionico.

Grazie alla loro buona idrofilia, alla buona stabilità chimica e fisica e alla struttura rigida, le resine per cromatografia a scambio ionico presentano un'ottima biocompatibilità e durata, migliorando l'efficienza di purificazione. Coprono l'applicazione di fasi di produzione e purificazione come la cattura, la purificazione intermedia e la purificazione fine di molecole come anticorpi, proteine, peptidi, acidi nucleici, antibiotici e prodotti naturali, e offrono ai clienti una soluzione completa per la produzione industriale di campioni biologici.

Resine per cromatografia a scambio ionico in polimetilacrilato di Sunresin:

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

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

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

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

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