セライフについて ®イオン交換クロマトグラフィー

イオン交換クロマトグラフィー樹脂の使用方法は?

1.操作方法： 

生化学的分離では、サンプル、緩衝液、溶離液はすべて移動相であるため、カラムを流れながら分離することができます。したがって、カラム操作でのイオン交換やクロマトグラフィー形式での分離が可能です。分離過程では未吸着物質が反応系外に流出し続けるため、バランスが右に連続的にシフトする一種の動的平衡であるため、動的操作とも呼ばれます。動的操作モードは優れた分離効果があり、あらゆる種類のサンプルに適しており、連続操作を実現できます。クロマトグラフィー分離の操作では、クロマトグラフィーカラムの負荷条件が分離に一定の影響を与えます。樹脂はカラム内に均一に分散されている必要があり、気泡の存在は許容されず、樹脂の層状化も防止される必要があります。

粘度の高い一部のサンプルについては、「静的」処理方法を予備抽出および分離に使用することもできます。イオン交換樹脂と処理対象の作動液は反応容器内で撹拌されます。吸着平衡に達したら、樹脂とラフィネートを分離し、溶出のためにカラムにロードします。

この静的バッチ操作方式は、プロセス設備がシンプルで操作が簡単です。たとえば、ヘパリンナトリウムなどの一部の天然物の予備分離では、この静的分離方法が採用されることがよくあります。 

静的分離モードの操作では、作動流体中のイオン交換体の撹拌速度を適切に制御する必要があります。撹拌速度が速すぎたり、せん断力が大きすぎると、イオン交換粒子が壊れて濾過分離が困難になります。速度が遅すぎると、樹脂と作動流体との接触に影響を及ぼし、交換速度にも影響を及ぼします。

2. 分離効果に対するサンプルの影響:

生化学的分離において高分解能と高負荷容量を達成するには、使用溶液の調製と性能も非常に重要な要素です。作動流体の粘度と透明度は、イオン交換樹脂の分離効果に影響を与えるだけでなく、分離媒体の耐用年数にも影響します。

生化学的分離は比較的複雑なシステムであることが多く、その中には小分子だけでなくコロイド物質や脂質物質など、多くの種類の不純物が含まれます。特に、一部の不可逆的に吸着された高分子は媒体の官能基を覆う可能性があり、または媒体の細孔を塞いで、不可逆的な汚染を引き起こし、分離媒体の耐用年数を短くします。したがって、分離効果を確実にするために、分離操作の前に作動流体をできるだけ適切に前処理する必要があります。

生化学的な分離・精製の過程では、目的生成物の一部が溶出過程で取り去られたり、溶出が不完全で目的生成物が媒体上に残留したりすることで生成物のロスが発生し、生成物の収率に影響を与える重要な要因となります。

同時に、タンパク質の構造変化により不活化が起こり、収量にも影響します。イオン交換プロセスに安定剤または保護剤を追加すると、収量が増加するだけでなく、タンパク質に対する分離媒体の選択性も向上します。

3. 分離効果に対する流量の影響:

イオン交換クロマトグラフィー分離において、流量は分離効果に影響を与える重要な要素です。優れた分離効果を得るには、イオン交換樹脂の種類、粒子径、作動流体中の有効成分の分子構造などの要因に基づいて実験を実施し、より良い実験パラメータを確立する必要があります。

ターゲット生成物の分子量が比較的小さく、媒体の細孔サイズが比較的大きい場合は、物質移動が促進されるため、より高い流量を使用できます。

ただし、対象物が生体高分子であり、媒体の細孔径が分離物質分子の細孔径よりも小さい場合、分子の拡散速度が遅いため、より遅い流速を採用する必要があります。

作動流体の粘度が高い場合、物質移動速度が低下するため、使用する流量も低くする必要があります。

流量は交換吸着の効果だけでなく、溶出の効果にも影響します。通常、溶出時の流速はイオン交換吸着時の流速よりも遅くなります。

4. イオン交換クロマトグラフィーの溶出方法:

サンプル中の標的タンパク質がイオン交換体に完全に結合すると、それが溶出されるはずです。基本原理は、媒体粒子の外表面や内部に交換吸着した目的生成物を、吸着物質よりも活性の高いイオンや基を用いて脱着することです。標的タンパク質が異なれば、イオン交換樹脂に対する結合能力も異なります。したがって、培地からタンパク質を溶出し、分離精製された生成物を回収するには、適切な溶離液を選択する必要があります。イオン交換クロマトグラフィーには大きく分けて 3 つの溶出方法があります。

1) 同時溶出: 溶離液は同一物質であり、希酸、アルカリ、塩溶液を使用することも、適切な有機溶媒を使用することもできますが、その中で塩溶液が主であり、目的に応じて選択されます。対象製品の特性と最終製品の剤形。 

吸着される物質は単一種類ではないことが多いため、物質ごとに持つ電荷が異なり、媒体との結合の強さも異なります。同じ溶離液を使用しても、置換されやすい物質が先に媒体外に流出し、結合力が強くなります。物質が流出した後、分級して回収すれば、さまざまな物質を分離して比較的純度の高い製品を得ることができます。

この方法は主に、目的物の性質がよくわかっている場合の分離や分析種類の分離に使用されます。

２）段階的溶出：すなわち、異なる濃度の塩溶液を用いて溶出を行う。分離媒体の交換吸着過程で、さまざまなタンパク質が吸着されます。一定の溶出条件を使用すると、すべての成分が適切に分離できない場合があり、溶出条件を変更する必要があります。

この変更は段階的な変更であり、異なる溶離液または異なる pH 値の溶離液が段階的に溶出用に選択され、溶離液の異なる濃度および異なる酸性度に応じて異なる溶出ピークが得られることを意味します。つまり、ある種類の塩濃度ではある種類の目的タンパク質が得られ、異なる塩濃度では異なる目的タンパク質が得られます。

この段階的な溶出方法は、既知の特性を持つタンパク質の分離、特に大規模生産に適しており、操作と制御が簡単です。

3) グラジエント溶出、つまり、溶離液のイオン強度または pH 値を一定の線形変化に従って変化させる方法 (通常、特殊な場合にのみ、pH 値を変化させる溶出方法が使用されます)。溶離液を徐々に変化させることにより、異なるタンパク質が次々と置換され、様々なタンパク質成分が得られます。 

同時に、タンパク質は一般にテールを形成しません。グラジエント溶出は、イオン交換クロマトグラフィーで最も一般的に使用される溶出方法であり、最も溶出能力が強い溶出方法であり、同様の電荷特性を持つ成分の溶出に適しています。

溶出プロセスでは、並流溶出または向流溶出の両方を使用できます。並流溶離では、溶離液の流れ方向は作動流体の流れ方向と同じになります。向流溶出または逆溶出では、溶離液の流れ方向は使用溶液の流れ方向と逆になります。

供給液が交換カラムの上から下へ交換・吸着されると、交換カラムの上層の吸着質の濃度が下層の吸着質の濃度よりも高くなり、溶離液は下から上へ逆脱離します。より効率的に溶出の目的を達成できます。しかし、逆溶出は並流溶出に比べて操作が非常に複雑なため、現在では並流溶出が主流となっています。

イオン交換クロマトグラフィー樹脂の消毒:

高純度が要求される一部の生化学製品の調製プロセスでは、微生物などの不純物が目的製品に混入するのを防ぐために分離媒体を滅菌する必要があることがよくあります。

高温消毒が最も一般的に使用される方法です。現在、ほとんどのイオン交換体は安定した物理的および化学的特性を備えており、高温消毒に耐えることができます。ただし、多糖類培地を使用する場合は、培地が塩タイプであること、高温消毒は中性条件で行う必要があることに注意してください。そうしないと、多糖類高分子マトリックスの分解につながり、重大な損傷を引き起こす可能性があります。メディアの寿命に影響を与えます。

NaOH は優れた消毒剤でもあります。ただし、培地の耐アルカリ性、微生物汚染の種類と程度に応じて適切なNaOH濃度を選択する必要があります。NaOH 消毒を使用する場合、カラム浸漬も使用できます。つまり、一定濃度の NaOH をカラムに流し、液体出口バルブを閉じ、数時間浸漬することで消毒の目的を達成します。NaOH をエタノールと組み合わせて使用​​すると、より良い結果が得られます。NaOH消毒を使用する場合、消毒とCIPを組み合わせることができます。 

イオン交換クロマトグラフィー樹脂の保管:

あらゆる種類のクロマトグラフィー樹脂は、使用後保管する前に洗浄する必要があります。これは、多糖類分離媒体にとって特に重要です。

分離媒体を使用した後、2CV の水で洗浄し、ベッドボリュームの 2 倍の 20% エタノールでカラムを通過させます。SP 強酸性カチオン媒体の場合は、0.2mol/L 酢酸ナトリウムを含む 20% エタノール溶液で洗浄した後、流速を落とした脱気エタノール水溶液で洗浄してください。

処理後は室温、または4～8℃で長期保存が可能です。クロマトグラフィーカラムは、水分の揮発やカラムの乾燥を防ぐために、保管中に完全に密閉する必要があります。

しばらく使用しない培地は 20% エタノール溶液に保存する必要があります。すべてのイオン交換分離媒体は 4 °C ～ 30 °C で保管し、凍結を避けてください。

イオン交換クロマトグラフィーによる生体高分子の分離と精製のプロセスは、主にさまざまな分子の解離、イオンの正味電荷、および選択的分離のための表面電荷分布の電気的差異に基づいています。これは、生化学生成物、タンパク質、ペプチド、その他の物質の分離および精製において最も頻繁に使用される精製技術の 1 つとなっています。

セライフ ® デキストランベースのイオン交換クロマトグラフィー樹脂:

セライフ ® デキストランイオン交換クロマトグラフィー樹脂は、G シリーズゲルろ過クロマトグラフィー樹脂 (Seplife G-25 および Seplife G-50) のデキストランマトリックスを使用しており、異なる性質のイオン交換官能性リガンドが架橋デキストランマトリックスに強固に結合しています。

デキストランイオン交換樹脂は通常、乾燥粉末の状態で保管され、使用前に膨潤させる必要があります。プロトロンビンや低分子量ヘパリンなどの低分子量タンパク質に広く使用されています。

Sunresin のデキストランイオン交換クロマトグラフィー樹脂:

DEAE セライフ ® A25/A50

Qセライフ ® A25/A50

CMセライフ ® C25/C50

SPセライフ ® C25/C50

セライフ ® 超高速フロー アガロースベースのイオン交換クロマトグラフィー樹脂 (BB):

セプライフのこのシリーズ ® イオン交換クロマトグラフィー樹脂は、粒子サイズ 100 ～ 300um のアガロース微小球にイオン交換リガンドを結合させることによって調製されます。背圧は流量では比較的小さくなります。粘度や濁度が高いサンプルの場合、このシリーズの樹脂を使用すると効率が向上します。

Sunresin の超高速流量アガロース イオン交換クロマトグラフィー樹脂:

DEAE セライフ ®  BB

Qセライフ ®  BB

CMセライフ ®  BB

SPセライフ ®  BB

セライフ ®  ファストフローアガロースベースのイオン交換クロマトグラフィー樹脂 (FF):

セプライフのこのシリーズ ®  樹脂は 45 ～ 165 um のアガロースマイクロスフェアをマトリックスとして使用し、さまざまな官能基と結合します。適切な粒径範囲により、より広い適用範囲が可能になります。生物由来製品の捕捉、中間精製、精製のさまざまな段階で広く使用されています。

Sunresin の Fast Flow Agarose イオン交換クロマトグラフィー樹脂:

DEAE セライフ ®  FF

Qセライフ ®  FF

CMセライフ ®  FF

SPセライフ ®  FF

セライフ ®  高分解能アガロースベースのイオン交換クロマトグラフィー樹脂 (HP):

このシリーズは、25～45umのアガロースマイクロスフェアをマトリックスとして使用し、異なる官能基を結合することによって調製されます。

粒子サイズが小さいため、樹脂の分解能が高く、微粒子の分離や少量サンプルの調製に広く使用されています。

Sunresin の高分解能アガロース イオン交換クロマトグラフィー樹脂:

DEAE セライフ ®  HP

Qセライフ ®  HP

CMセライフ ®  HP

SPセライフ ®  HP

超高容量アガロースイオン交換クロマトグラフィー樹脂 (XL): 

アガロース微小球上の特別な「触手」設計により、生体分子に結合する際の立体障害の影響が軽減され、リガンドがより合理的に分散されるため、超高充填率で非常にコスト効率が高くなります。

Sunresin の超高容量アガロース イオン交換クロマトグラフィー樹脂:

DEAE セライフ ®  XL

Qセライフ ®  XL

CMセライフ ®  XL

SPセライフ ®  XL

セライフ ®  高剛性アガロースイオン交換クロマトグラフィー樹脂 (大規模):

サンレジンの高剛性 (大規模) アガロース イオン交換媒体は、最大耐圧 0.5 MPa、最大流量 1000 cm/h、およびより速い物質移動速度を備えており、大規模規模の効率を大幅に向上させることができます。生産。

Sunresin の高剛性アガロース イオン交換媒体は、マトリックスの粒子サイズに応じて、高剛性 + 高流量媒体 (Large Scale) と高剛性 + 高分解能媒体 (Large Scale HP) に分けられます。 

Sunresin の高剛性アガロース イオン交換クロマトグラフィー樹脂 (大規模): 

DEAE 大規模 /HP

Q大型/HP

CM大規模/HP

SP大規模/HP

セライフ ®  均一な粒子サイズのポリスチレンイオン交換クロマトグラフィー樹脂 (LXMS):

セライフ ® IEX LXMS タイプのイオン交換クロマトグラフィー樹脂は、2 種類の細孔径 (50nm、150nm) と 3 種類の粒子径 (15、30、50um) のポリスチレン均一粒子径樹脂を提供します。高い架橋特性により、樹脂はより高い作動圧力 (3MPa) に耐えることができます。

50nm と 150nm の 2 つのポア サイズは、分子量の異なる抗体、タンパク質、ペプチド、核酸、抗生物質、天然物、その他の製品の捕捉、中間精製、および精密精製のアプリケーションをカバーします。

Sunresin の均一な粒子サイズのポリスチレンイオン交換クロマトグラフィー樹脂:

セライフ ®  LXMS 15Q/15S (粒子径 15um、細孔径 50nm)

セライフ ®  LXMS 30Q/30S (粒子径 30um、細孔径 50nm)

セライフ ®  LXMS 50Q/50S (粒子径 50um、細孔径 100nm)

セライフ ®  LXMS 50HQ/50HS (粒子径 50um、細孔径 150nm)

セライフ ®  ポリメチルアクリレートイオン交換クロマトグラフィー樹脂 (LXPM):

このグループのイオン交換クロマトグラフィー樹脂は、サンレジンの独自のポリマー合成技術を使用したマトリックスとしてポリメタクリレートを備えたマイクロスフェアです。マイクロスフェアは、精密な細孔形成技術と表面の親水性長鎖高分子によって修飾され、さまざまなイオン交換基と結合しています。

イオン交換クロマトグラフィー樹脂は、優れた親水性、優れた化学的および物理的安定性、および強固な構造により、優れた生体適合性と耐用年数を備え、精製効率を向上させます。これらは、抗体、タンパク質、ペプチド、核酸、抗生物質、天然物などの分子の捕捉、中間精製、精密精製などの生産および精製段階のアプリケーションをカバーし、顧客に工業生産のための総合的なソリューションを提供します。生体サンプル。

Sunresin のポリメチルアクリレート イオン交換クロマトグラフィー樹脂:

セライフ ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 650M (強親水性、粒子径 80um) ）

セライフ ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 650S (強親水性、粒径50um) ）

セライフ ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 706 (強力な疎水性) ，強力なイオン性マルチモーダル、粒子サイズ 80um ）

セライフ ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 5504 （強い疎水性 ，高分解能、強イオン性マルチモーダル、粒子サイズ 80um)

さまざまな種類のイオン交換クロマトグラフィー樹脂の詳細については、(info.lifescience@sunresin.com) までお問い合わせください。