制药行业活性物质提取中应用最为广泛的层析技术是离子层析,离子层析是目标物质和带相反电荷的介质以静电力的作用结合,然后在用高离子或改变pH的方式进行洗脱。特别要注意,蛋白的pI表征的是蛋白表面的净电荷,然而离子交换层析时是蛋白的局部电荷和介质作用,另外离子交换介质吸附的一类物质,如阳离子交换介质吸附带正电荷的物质,所以在纯化过程中,需要配合层析过程进来合理的结合及洗脱过程,才能达到预期的结果。本文总结了一些离子层析中常见的问题及解答,希望能对各位同行有所帮助。
问:我是用DEAE-Sepharose FF自己填充的玻璃柱,请问DEAE-Sepharose FF使用一次之后可以直接用第二次吗?中间要怎么再生处理呢?
答:可以用的,先用0.5mol/l氢氧化钠溶液冲三遍柱子,将填料弄出,用蒸馏水洗至中性。
问:色素沉积在层析柱中,对层析过程有影响吗?层析柱每次用完都需要CIP清洗吗?
答:色素沉积在层析柱中,不仅对其分辨率,收率有影响,更严重影响其使用寿命。
层析填料使用过程中是否需要每次使用后都要对其进行CIP清洗,取决于样品的属性,如若用在精纯阶段,并非每次都需要CIP清洗,如若用在捕获阶段,样品杂质很多且杂质成分复杂,每次层析后层析柱污染都比较严重则需要每次都CIP。
问:层析柱反压升高怎么办?
答:首先将层析柱和层析系统断开,检查层析系统(检测系统及系统管路)的背景压力是否升高,在确保层析系统无异常的情况下在对层析柱进行CIP。若CIP进行过程反压太高,难以进行,此时就要拆柱,拆柱后查看曾希祖上筛网的状态,进行超声清洗或者更换上筛网。若出现板结现象,拆柱倒出填料,进行清洗,比在位CIP有更好的清洗效果。
更多请参考下表:
问:怎么选择离子交换层析的层析柱?
答:用Tris-HCl还是PB,选择的依据是蛋白质的稳定性和活力在哪个缓冲液中好,浓度一般10-50mM,但是缓冲液应与样品缓冲液有相同的pH和离子强度。
问:目标蛋白洗脱不下来或洗脱下来的蛋白量较小怎么办?
答:a. 洗脱强度不够:增加洗脱的离子强度
- 目标蛋白在洗脱过程中发生聚集沉淀:优化洗脱条件
- 发生非特异性结合:优化层析条件
- 填料载量太低:更换合适的层析填料
问:洗脱峰出现拖尾现象是什么原因?
答:a. 洗脱强度不够:增大洗脱强度
- 柱子装的均匀:重新装柱
- 柱床上端液面太高:柱床上端液面控制在0.5cm以内。
问:提纯的目标产物纯度较低,是什么原因导致的?
答:a. 样品复杂或者前处理不到位:层析前离心或过滤处理样品,或者优化层析体系,选择合适的离子交换填料和层析体系(缓冲液)
- 样品粘度态高:用缓冲液适当的稀释样品,或者选择高分辨率填料(如SP-HPR等进行优化,降低上样量等尝试优化。
- 清洗不彻底:增加清洗的柱体积数
- 洗杂不彻底:优化洗杂的条件,增加洗杂的柱体积数
- 目标物出现降解:优化层析条件,选择合适的层析条件或者添加蛋白稳定剂等
- 柱料装填效果不佳:装填的不均匀,柱效低,重新装柱
- 分离柱顶部有较大的储样体积:装柱避免分布器离柱料上层液面太高,应保持在0.5cm高度以内。
- 洗脱条件不佳:优化洗脱条件,比如缓慢的拉盐梯度洗脱
- 填料分辨率下降:对填料进行清洗或者更换填料。
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