纯化宝典之层析柱选择篇
纯度不佳、回收率低、样品浪费……
你的纯化实验是否也在这些坑里循环往复?
你的层析柱,真的选对了吗?
蛋白纯化路上,
你是否也面临这样的灵魂拷问:
手头样品无比珍贵,用重力柱怕效率低,用预装柱又怕费钱?
1 mL、4.7 mL、5 mL预装柱,名字像“三胞胎”,到底有啥区别?
方法开发用直径6.6 mm的小柱,如何无缝放大到10 mm, 16 mm, 26 mm, 50 mm的制备柱?
别让层析柱成为你科研路上的“绊脚石”!选择合适的柱子,不仅能事半功倍,节省宝贵样品和时间,更是保证实验重复性的关键。
本文将为你清晰拆解不同规格层析柱的应用场景,帮你做出最聪明、最经济的选择,让每一次纯化都事半功倍。
重力柱
重力柱,顾名思义,就是依靠样品和缓冲液自身的重力作为流动相驱动力的层析装置。最简单的重力柱通常由柱管、筛板组成,结构简单,无需连接任何泵或复杂控制系统,是无纯化设备的实验室首选。
重力柱柱床通常较短,流速慢,允许样品与填料充分接触,且不易堵塞。对于亲和(AC)或离子交换(IEX)这种载量高的纯化步骤,用重力柱做初步捕获,能有效去除大量杂质,性价比极高。
但同时,重力柱在使用过程中,手动操作环节多(如装柱、上样、收集),结果易受人为主观因素影响,重复性不如自动化系统。柱床通常较短且可能存在装填不均,其分离分辨率通常低于精心装填的层析柱或高效预装柱。
ChromaX® 空柱/预装柱
01 Chrom-Trap®/ Chrom-Screen™ 柱
ChromaX® 空柱主要有Chrom-Trap® 空柱,Chrom-Screen™ 空柱。ChromaX® 预装柱是在ChromaX® 空柱中预先装填好层析填料,并进行严格质量检验后,形成的即用型产品。
图1:ChromaX® 预装柱1 mL/4.7 mL/5 mL
Chrom-Trap® 预装柱有1 mL和5 mL两种规格,其柱床高度都是2.5 cm,通常适用于层析填料的快速筛选和纯化方法的建立。Chrom-Trap® 预装柱适配层析系统、蠕动泵,并可通过1/16”转接头连接注射器手动操作。Chrom-Trap® 预装柱可支持2-5根串联,以增加上样量。
Chrom-Screen™ 预装柱规格为4.7 mL, 其柱床高度为10 cm,适用于工艺的优化和放大。Chrom-Screen™ 预装柱适配层析系统、蠕动泵,并可通过接头串联至20 cm,可快速模拟商业化生产规模常用的柱床高度。
表1:Chrom-Trap®/ Chrom-Screen™ 预装柱
技术参数表
通常情况下,1 mL、5 mL或4.7 mL预装柱广泛适用于装填亲和、离子交换、疏水及多模式层析等各类常用填料,能够满足大多数纯化场景的需求;同时,5 mL规格也可用于装填“脱盐级”分子筛,如Geldex® G-25M,可以实现快速的缓冲液置换。
然而,这类预装柱并不适合装填用于精细分离的“分析/精纯级”分子筛填料,因其对装填工艺和柱效要求极高,需要加持Chrom-LinX® 空柱和纯化技术才能实现应有的高分辨率分离效果。
02 Puredex® G-25M 16/100脱盐柱
“脱盐级”分子筛预装柱除常见的5 mL规格外,百林科还提供20 mL(16/100)的更大规格。这不仅避免了以往需要串联4个5 ml脱盐柱的繁琐操作,也显著提高了处理效率,尤其适用于中等规模样品的快速脱盐和缓冲液置换。
Chrom-LinX® 空柱/预装柱
01 Chrom-LinX® 6.6空柱
Chrom-LinX® 6.6实验室级别层析空柱是一款耐高压【60 bar (6 MPa, 870 psi)】的层析柱;内径为6.6 mm,柱管长度有200 mm和330 mm,配备有单/双可调节柱头,可以自由调节需要的装柱高度。
Chrom-LinX® 6.6空柱柱床柱高可在1-30 cm范围内灵活调节,因其精巧的直径和高度可自定义的特点,被广泛用于装填亲和、离子交换、疏水以及多模式层析等多种类型的填料。该类层析柱不仅适用于方法开发阶段对填料结合性能的快速筛选,也可用于工艺优化中洗脱条件的精细摸索,尤其在填料的载量、分辨率等关键参数的系统评价中表现突出。
由于其柱床体积可精确控制且易于重复装填,这类层析柱尤为适合用于填料的寿命验证和稳定性研究。通过连续多次的上样-清洗-洗脱-再生循环,可在较小样品消耗和较短时间范围内,高效评估填料在不同使用次数后的结合效率下降情况、物理化学稳定性以及耐受性,从而为大规模纯化工艺中填料的循环使用次数和更换周期提供可靠的数据支持。
表3:Chrom-LinX® 6.6 产品参数&货号
02 Chrom-LinX® 10/16/26/50空柱
Chrom-LinX® 10/16/26/50实验室级别层析空柱柱管为双层结构,内层为高硼硅玻璃,外层为聚碳酸酯(PC),双层结构设计,在耐高压的同时,也最大程度的保护了操作人员;10,16,26 mm内径产品可耐受高达 20 bar (2 MPa, 290 psi) 的压力,50 mm内径产品耐受压力为7 bar (0.7 MPa, 101.5 psi),兼容常见不同粒径的层析填料;同时单/ 双可调节柱头两种规格的搭配,可以灵活扩展层析介质的装柱体积。
图3:Chrom-LinX® 实验室级别层析空柱
Chrom-LinX® 10/16/26/50空柱柱床柱高可在0-95.5 cm范围内自由调节,凭借其灵活的柱床体积和出色的系统兼容性,成为从工艺开发走向小型制备生产的关键工具。这类层析柱可广泛适配多种类型的填料,包括可实现高效特异性捕获的亲和填料、具备高载量与高分辨率特性的离子交换填料、依托疏水作用力精细分离的疏水作用填料、应对复杂样品体系的多机制复合模式填料,以及能够精确按分子尺寸分离的分子筛填料。其核心优势在于可在同一硬件平台上实现从线性放大验证、工艺重复性测试到多批次生产的无缝衔接,显著提高开发效率并降低工艺转移风险。
03 Geldex® PG 系列预装柱
在高校科研实验中,虽然各种规格的层析空柱为研究人员提供了灵活装填各类填料的可能,但在分子筛这类对装填工艺要求极高的应用场景中,手工装柱往往存在柱效不稳定、重现性不佳的痛点。为了解决这一难题,百林科专门推出了Geldex® PG 系列预装柱分子筛预装柱,以Chrom-LinX® 16/700和Chrom-LinX® 26/700为载体,装填Geldex® PG 系列分子筛,柱床高度为60 cm。通过工厂化精密装填工艺,确保了每根柱子都具有一致的高柱效和优异的分辨率,有效避免了因手工装填技术差异导致的实验结果波动,让研究人员能够获得稳定可靠的数据。
该系列预装柱的推出,尤其适合高校实验室中蛋白质复合物分离、病毒样颗粒纯化、酶动力学研究等需要对生物大分子进行精细分离的应用场景。其600 mm的柱长与PG系列高性能填料的组合,可实现对目标分子单体、二聚体及高阶聚合体的高效分离,帮助研究人员获得更精准的实验结果。同时,即拆即用的特性大大降低了使用门槛,使不同经验水平的研究人员都能轻松开展高质量分子筛实验,显著提升了科研效率与实验数据的可比性,为高校科研工作的顺利开展提供了有力支撑。
表4:Geldex® PG 预装柱产品参数&货号
总结
综上所述,蛋白纯化的每一步,都值得匹配最合适的层析方案——无论是灵活经济的重力柱、即用高效的预装柱,还是可线性放大的制备空柱,其核心皆在于为不同阶段的科研需求提供可靠支撑。百林科持续致力于为高校实验室提供从微克到克级、从筛选到生产的全周期层析产品,陪伴您应对挑战、高效转化科研成果,助力每一个创新想法稳健落地。
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