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选择合适尺寸排阻色谱法分离蛋白质—选择合适的色谱柱

2022.2.12

  (1)粒径和柱长

  在近年来SEC色谱柱技术得到发展之前,大多数使用的SEC色谱柱的直径通常相对较大,通常为7.8 mm,长度为150至300 mm。由于使用了较大的颗粒,因此需要较长的色谱柱长度,其中大多数颗粒的机械强度不高,必须在相对较低的压力下使用。SEC色谱柱技术的最新趋势集中在开发具有更小的颗粒(<3 µm),更短的色谱柱(现在的标准是15 cm)和更小的直径(通常为4.6 mm)的色谱柱。颗粒化学的发展支持了这种趋势,这些化学既具有足够的机械稳定性,可以在较小的颗粒尺寸的较高压力下使用,又对生物分子呈惰性,从而主要基于分子尺寸进行分离。通过使用更高的流过这些色谱柱的流速,也可以减小粒径,从而提高分离速度。对于较大的颗粒,使用高流速往往会导致效率(即塔板数)和分离度降低,但是对于较小的颗粒,这样做所付出的代价并不那么严格。

  (2)平均孔径和分布

  如上所述,特定分子通过SEC柱的速度取决于它可以探索颗粒孔的程度。对于具有明确定义的孔径分布的颗粒,存在特定分子对于基于尺寸的分离有效的分子尺寸范围。图1中所示的校准曲线显示了具有不同平均孔径的颗粒的选择性(即,给定分子量变化下洗脱体积的差异)。我们看到,小孔色谱柱对小分子具有良好的选择性,但最大的分子将被有效地共洗脱。另一方面,非常大的孔材料有效地分离了最大的分子,但最小的分子却被共洗脱。这种类型的图可用于确定哪种孔径对手头的应用最有效。对于蛋白质表征,通常使用的孔径在150至500Å之间。对于常见的治疗性蛋白质(MW≈15–80 kDa),孔径为150–200Å效果很好,而单克隆抗体(mAbs,MW≈150 kDa)通常使用孔径为200–300Å。对于非常大的蛋白质(分子量> 200 kDa,例如,聚乙二醇化酶或聚乙二醇化的蛋白质),通常500-1000Å的材料可提供最合适的选择性。

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