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蛋白純化介質(zhì)的核心功能是通過特異性或非特異性吸附實(shí)現(xiàn)目標(biāo)蛋白的分離和富集。不同介質(zhì)在材質(zhì)、粒徑、耐壓性及適用場景上存在顯著差異。傳統(tǒng)的純化介質(zhì)一般包括瓊脂糖和聚合物之類的填料，比如常見的Sepharose和PS-DVB填料。另一類是新型純化介質(zhì)-磁珠，這類介質(zhì)通常是指帶有功能基團(tuán)的磁性微球，目標(biāo)物被磁珠吸附后可以可通過添加或去除磁場快速的對磁珠進(jìn)行吸附或分離，實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)物與雜質(zhì)的快速分離。最后一類新型的純化介質(zhì)為膜介質(zhì)，通常是指在分離膜上修飾特定功能的基團(tuán)，賦予膜介質(zhì)可以選擇性的吸附特定的目標(biāo)物，實(shí)驗(yàn)與雜質(zhì)的分離。

一，傳統(tǒng)純化介質(zhì)-填料

瓊脂糖填料：其材質(zhì)由交聯(lián)瓊脂糖（多糖類）組成，孔徑大（20-300 nm），含有大量的羥基，具有親水性強(qiáng)和生物相容性好的特點(diǎn)。其粒徑的分布較為廣泛，粒徑>200um通常用于高分子的分類，如質(zhì)粒等DNA物質(zhì)；粒徑范圍為45-160 μm主要用于常規(guī)層析，如純化抗體，蛋白等；粒徑范圍為20-50 μm主要用于高效層析，如純化多肽，寡核苷酸等。對于瓊脂糖填料，其耐壓范圍通常比較低，一般填料的耐壓<0.3 MPa，易壓縮，需低流速操作。

瓊脂糖填料的優(yōu)點(diǎn)：高載量（20-100 mg/mL），適合大分子（如抗體、病毒顆粒）。低非特異性吸附，生物相容性好。

瓊脂糖填料的缺點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度低，難以用于高壓系統(tǒng)（如HPLC）。流速慢，放大生產(chǎn)耗時(shí)。

葡聚糖填料：其是一種具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物,它是由葡聚糖加入交聯(lián)劑通過醚鍵互相交聯(lián)聚合而成的,交聯(lián)度越大,網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)就越緊密,吸水后的體積膨脹就越小,能允許進(jìn)入凝膠內(nèi)部的分子的分子量也就越小,反之亦然。葡聚糖填料的粒徑范圍一般在40-120 µm。粒徑較大的填料（如粗級）適用于大規(guī)模制備性色譜，可在較低壓力下獲得較高流速；粒徑較小的填料（如超細(xì)級）則用于需要高分辨率的柱色譜。葡聚糖填料的耐壓范圍一般較低，通常<0.3 MPa，操作條件溫和，可在較廣的溫度范圍內(nèi)使用

葡聚糖填料的優(yōu)點(diǎn)：非特異性吸附小，樣品回收率高；操作條件溫和，僅需一種緩沖液即可完成實(shí)驗(yàn)；適合生物分子的分離純化，如蛋白質(zhì)、多糖、核酸、多肽等。

葡聚糖填料的缺點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度相對較低，不適用于高壓系統(tǒng)；孔徑較小的型號無法用于分子量大于100萬的生物大分子分離。

聚合物填料：這類填料的材質(zhì)主要是由合成高分子組成，通常是利用母球通過溶脹聚合法制備而成（如聚苯乙烯、聚丙烯酸酯），通過控制反應(yīng)條件可以比較容易得制備出各種粒徑的微球，并且在制備這類填料時(shí)，其粒徑比較均一，通常具有單分散的特性。聚合圖填料的粒徑分布通常較窄，粒徑范圍為30-100 μm通常用于生物大分子的純化，如蛋白和核酸等；粒徑范圍為3-10 μm通常用于高效層析，如純化多肽，寡核苷酸等。聚合物填料通常具有優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度，其耐壓范圍可達(dá)0.5-10 MPa。

聚合物填料優(yōu)點(diǎn)：耐高壓，適配HPLC/UPLC系統(tǒng)。化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，可耐受極端pH和有機(jī)溶劑。

聚合物填料缺點(diǎn)：非特異性吸附較高，需對聚合物微球進(jìn)行表面親水化修飾，并且親水話修飾的好壞直接影響填料的性能。該類填料的生產(chǎn)成本較高，合成工藝相對復(fù)雜。

二，傳統(tǒng)純化介質(zhì)-整體柱

整體柱：是一種具有整體連續(xù)結(jié)構(gòu)的多孔材料，通常由單一的塊狀材料制成，內(nèi)部具有連續(xù)的孔隙結(jié)構(gòu)，沒有明顯的顆粒堆積。其孔隙包括貫穿整體柱的大孔和連接大孔的介孔，大孔為流動(dòng)相提供通道，使流動(dòng)相能夠快速通過柱子，介孔則提供了較大的比表面積，用于樣品的分離和吸附。

優(yōu)點(diǎn)：整體柱具有較好的通透性，即使骨架尺寸較小，其通透性也可以相當(dāng)于直徑較大的填充柱。例如，當(dāng)整體柱的骨架為2微米時(shí)，其通透性相當(dāng)于直徑為5微米的填料。整體柱的傳質(zhì)效率較高，可以實(shí)現(xiàn)快速和高效的分離。

缺點(diǎn)：制備過程相對復(fù)雜，整體柱的材料和制備工藝要求較高，因此購買成本通常較高，為填料的數(shù)倍甚至數(shù)十倍。

三. 新型純化介質(zhì)-磁珠

磁珠：該純化介質(zhì)的結(jié)構(gòu)通常為核殼結(jié)構(gòu)（如Fe?O?核心+瓊脂糖/硅膠/聚合物的外殼），表面修飾功能基團(tuán)（如Protein A、Ni-IDA、離子交換基團(tuán)等功能性基團(tuán)），實(shí)現(xiàn)與樣品的物質(zhì)進(jìn)行特異性或非特異性的吸附。其粒徑分布范圍較廣，長為1-150 μm。具有內(nèi)部含有超順磁性的Fe?O?，其可在磁場的作用下迅速的被富集，當(dāng)磁場去除后，由于Fe?O?不含剩磁，磁珠之間不會(huì)相互吸附，因此可以很容易的分散開來。在使用磁珠時(shí)，由于無需裝柱，通過磁場分離，無壓力依賴。

磁珠的優(yōu)點(diǎn)：無需裝柱，無需購買昂貴的層析儀，操作簡單（如磁力架、自動(dòng)化移液平臺(tái)）。快速分離（分鐘級），適合小樣本或高通量篩選。對于剛起步的小實(shí)驗(yàn)室十分友好。

磁珠的缺點(diǎn)：放大生產(chǎn)困難。如單次使用則成本較高；重復(fù)使用，其成本可直線下降。

四. 新型純化介質(zhì)-膜介質(zhì)

膜介質(zhì)：該介質(zhì)的材質(zhì)主要由纖維素、聚醚砜（PES）和聚偏二氟乙烯(PVDF)等組成，該膜為多孔膜，表面經(jīng)親水化處理并修飾功能配基，，以實(shí)現(xiàn)與樣品的物質(zhì)進(jìn)行特異性或非特異性的吸附。膜介質(zhì)的孔徑通常為0.1-5 μm，呈多層堆疊結(jié)構(gòu)。由于膜材料具有優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度，其具有較高的耐壓范圍，通常可達(dá)0.5 MPa，因此支持高流速上樣。

膜介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)：傳質(zhì)速度快（對流主導(dǎo)，非擴(kuò)散依賴），處理時(shí)間縮短10倍。適合超大體積樣本（如單抗連續(xù)生產(chǎn)）。

膜介質(zhì)的缺點(diǎn)：結(jié)合載量低（5-30 mg/mL），需頻繁更換膜。易堵塞，對樣品的前處理要求比較高，需嚴(yán)格預(yù)過濾。