Applicazione della tecnologia cromatografica nella biologia sintetica

Nel campo della biologia sintetica, la tecnologia di separazione cromatografica è comunemente utilizzata per la purificazione e la produzione di prodotti sintetici, nonché per l'isolamento di metaboliti e l'identificazione della struttura e delle caratteristiche di composti e biomolecole. Trova inoltre ampia applicazione nel campo dell'adsorbimento e della separazione.

1. Tecnologia di separazione cromatografica:

Principio: muoversi velocemente.

Una fase fluida (gas, liquido o fluido supercritico) contenente un campione scorre su una superficie di fase stazionaria fissata a una colonna o a una piastra ed è immiscibile con la fase fluida. Durante il processo di separazione, mentre i componenti del campione attraversano la fase stazionaria, i componenti con interazioni più forti con la fase stazionaria vengono eluiti più lentamente con il flusso della fase fluida, mentre i componenti con interazioni più deboli con la fase stazionaria vengono eluiti più rapidamente con il flusso della fase fluida. A causa della diversa velocità di eluizione, i componenti miscelati alla fine formano "bande" o "zone" individuali di ciascun singolo componente, e ogni singola sostanza componente che eluisce sequenzialmente può essere raccolta separatamente, ottenendo così la separazione dei componenti.

Immagine: elaborazione della separazione cromatografica e posizione della resina all'interno della colonna cromatografica

2. L'impatto della lunghezza della colonna sugli impianti cromatografici:

In un impianto di separazione cromatografica, la lunghezza della colonna può avere un impatto significativo sulle prestazioni di separazione. Utilizzando la stessa resina, materia prima e adsorbibilità, una colonna più lunga può comportare una migliore efficienza di separazione e una maggiore concentrazione del prodotto. 

Ad esempio, l'attrezzatura per la cromatografia di fruttosio e glucosio di Sunresin può raggiungere una concentrazione del prodotto di 80 g/L con una colonna più corta di 20 cm, mentre una colonna più lunga di 100 cm può aumentare la concentrazione del prodotto a 100 g/L.

Quando si seleziona una colonna cromatografica per applicazioni industriali, è necessario tenere conto di fattori quali il processo di separazione, il diametro delle particelle di resina, la pressione operativa e altre considerazioni.

3. La selezione della resina per l'apparecchiatura di separazione cromatografica:

Le colonne cromatografiche in genere non utilizzano particelle di dimensioni uniformi, poiché ciò può influire sulla resistenza al flusso, sull'efficienza di separazione e sulla ripetibilità. Tuttavia, le resine a particelle uniformi hanno un grande potenziale per separazioni fini di alto livello. Queste resine sono ampiamente utilizzate nelle apparecchiature di separazione cromatografica grazie alla loro elevata stabilità e resistenza meccanica, che si traduce in una migliore efficienza e stabilità di separazione. Possono fornire risultati di separazione più accurati e affidabili rispetto alle resine a particelle non uniformi.

4. Apparecchiature per la tecnologia della cromatografia continua SSMB:

1) Principio di funzionamento:

A causa delle diverse forze tra le sostanze e la fase stazionaria (materiale di riempimento), esse fuoriusciranno dalla colonna cromatografica in ordine sotto l'azione dell'eluente (fase mobile), come mostrato nel diagramma.

2) Tecnologia SSMB:

Nel sistema a letto mobile simulato, l'intero strato del letto di adsorbimento è costituito da diverse colonne cromatografiche interconnesse. La fase stazionaria nelle colonne cromatografiche non subisce più un movimento di flusso inverso e le colonne stesse non si muovono più. Il movimento inverso della fase stazionaria viene invece simulato tramite la commutazione delle valvole. Le porte di ingresso e di uscita si muovono sequenzialmente lungo la direzione del flusso della fase mobile, simulando efficacemente il movimento inverso della fase stazionaria e della fase mobile, raggiungendo così l'obiettivo della separazione.

3)Vantaggi dell'attrezzatura:

a. Elevata precisione di separazione, in grado di ottenere componenti altamente puri.

b. Non consuma sostanze chimiche, solo acqua, ed è più ecologico.

c. Il sistema ha una buona stabilità e un'elevata automazione, migliorando l'efficienza produttiva.

4)Applicazioni della cromatografia a flusso continuo:

a. Separazione e purificazione dei prodotti petrolchimici.

b. Separazione e purificazione di proteine, peptidi e amminoacidi.

c. Separazione degli alcoli di zucchero.

d. Purificazione e raffinazione finale di farmaci e prodotti biofarmaceutici di sintesi chimica.

e. Separazione di composti chirali.

f. Separazione e purificazione dei componenti funzionali dei prodotti naturali.