Ion Exchange 크로마토그래피

Ion exchange 크로마토그래피의 경우 총 표면 전하에 기초하여 화합물이 분리됩니다. 분자는 음이온(음전하 보유) 또는 양이온(양전하 보유)으로 분류됩니다. 일부 분자(예: 단백질)에는 음이온 및 양이온 그룹이 함께 있을 수도 있습니다. 양전하 지지체(음이온 교환수지)는 화합물을 총체적 음전하와 결합합니다. 반대로 음전하 지지체(양이온 교환수지)는 화합물을 총체적 양전하와 결합합니다.

이온 교환 매트릭스는 나아가 강한 상태와 약한 상태로 분류할 수 있습니다. 강한 이온 교환 매트릭스는 광범위한 pH 수준에 걸쳐 대전(이온화)됩니다. 약한 이온 교환 매트릭스는 상대적으로 좁은 pH 범위 내에서 이온화됩니다. 아래는 가장 일반적인 이온 교환 화학 반응 4가지입니다.

제품 선택 표

 

이온 교환수지 유형

일반적 약어

기능 그룹

Pall Product

강한 음이온 Q 4기
암모늄
약한 음이온 DEAE 디에틸아미노에틸
강한 양이온 S 술폰산
약한 양이온 CM 카복시메틸
 
  크로마토그래피

크로마토그래피 제품

크로마토그래피 어플리케이션
Affinity 크로마토그래피
세척제 제거
HCIC
Hydroxyapatite 크로마토그래피
Ion Exchange 크로마토그래피
Size Exclusion Chromatography

크로마토그래피 선택 가이드

크로마토그래피 컬럼

Pall Preferred 온라인 연구실 커뮤니티

Pall은 이온 교환 수지, Pre-Packed 칼럼, 멤브레인을 제공합니다. 대부분의 영역에서 크로마토그래피 수지가 크로마토그래피용 미디어로 선호되지만 수지 기반 방법에 한계가 있는 경우(예: 바이러스 또는 대형 분자의 정제)에는 견고성, 확장성 및 경제성이 입증된 멤브레인이 대안으로 사용됩니다. 이러한 어플리케이션에서 멤브레인의 성능이 우수한 이유는 멤브레인이 수지보다 유속이 빠르기 때문입니다.

어떤 유량을 사용해야 합니까?

Mustang 멤브레인 크로마토그래피 장치는 분당 칼럼 용량이 최소 10인 유량에서 사용하도록 설계되었습니다. 이 유량에서는 완충액 선택, pH, 용량, 용출 조건 모두를 초기 최적화할 수 있습니다. 평형, 부하 및 세척 용도로 유속이 보다 빠른 경우 처리량이 좀 더 우수합니다. 일부 공정에서는 결합 및 용출 시 유속이 느리면 분해가 보다 잘 됩니다. Mustang 멤브레인은 개방형 구조 덕분에 공극에 확산시킬 필요가 없고 따라서 일반적으로 고유량이 가능합니다.

어떤 완충액을 사용해야 합니까?

일반적으로 이온 교환 크로마토그래피 매트릭스는 이온 강도가 낮은 완충액에 부하됩니다. 이 조건인 경우 대전된 거대 분자는 반대 전하를 가지고 있는 고정상에 의해 유지됩니다. 같은 전하를 고정상으로 가지고 있는 거대 분자는 결합 없이 유동합니다. 이온 교환 매트릭스는 이온 강도가 낮은 추가 완충액으로 세척하여 남아 있을 수 있는 비결합 종을 완전히 세척해 내며 결합 종은 염이 많이 함유되어 있는 완충액으로 따로 용출합니다. 이동상의 이온 강도가 커질수록 염 이온은 이온 교환 매트릭스에 있는 전하와 결합하고자 경쟁하고 이때 결합 거대 분자가 염 이온과 치환되어 매트릭스에서 용출됩니다. 어려움을 피하려면 양이온 교환에는 음이온(음전하) 완충액을(Mustang S 멤브레인), 음이온 교환에는 양이온(양전하) 완충액을 사용하십시오(Mustang Q 멤브레인).

어떤 pH를 사용해야 합니까?

pH는 강한 이온 교환 매트릭스에 영향을 미치지는 않지만 용액 내 거대 분자의 전하에는 영향을 미칩니다. 이온 교환 크로마토그래피에서는 오염 물질 배경의 표적 분자 분해를 극대화하는 목적으로 작용 pH를 선택합니다. 일부 경우에서는 표적 분자의 결합을 극대화하고 오염 물질의 결합을 최소화하는 것을 목적으로 pH를 선택합니다(양성 모드). 표적 분자는 염 농도를 높여 용출합니다. 다른 경우에서는 오염 물질의 결합을 극대화하고 표적 분자의 결합은 최소화하거나 발생하지 않도록 하는 것을 목적으로 pH를 선택합니다(음성 모드). 표적 분자는 유동에 남고 오염 물질은 매트릭스에 결합되면서 떨어져 나갑니다. 이온 교환 매트릭스와 작용 pH를 주의 깊게 선택하면 한 단계만으로 수율과 순도를 모두 극대화할 수 있습니다. 그러나 한 단계만으로 순도 100%를 달성하는 것은 불가능합니다. 이 때문에 여러 단계를 잇달아 배열하여 표적 분자와 배경 오염 물질 간의 다양한 화학적 차이를 활용해야 합니다.

용출에는 어떤 염을 사용해야 합니까?

결합 후에는 용출의 염 농도를 선택하여 표적 분자가 이온 교환 매트릭스에 같이 결합되어 있는 오염 물질과 함께 용출되지 않도록 합니다. 용출 염의 이온은 0M - 1.0M 범위 내의 기울기 또는 단계를 통해 고정상의 대전 그룹에 있는 다른 분자를 치환해야 합니다.

일반적으로 사용되는 양이온의 치환 유효성은 Ca2+ > Mg2+ > Na+ > K+ > NH4 순입니다.

일반적으로 사용되는 음이온 치환 유효성은 PO43- > SO42- > COO- > Cl- 순입니다.

이 서열은 Hofmiester 시리즈와 관련이 있으며 가장 강한 용출 염이 항상 가장 우수한 것은 아닙니다. 가능하면 여러 염을 테스트해야 하며 최적의 용출 조건을 찾을 때는 시험 및 오류가 따르는 경우가 많습니다. 대부분의 사용자는 NaCl 또는 KCl로 시작하는데 그 이유는 이들이 연구실에서 구하기 쉽기 때문입니다. 그러나 CaCl2 또는 MgCl2를 이용할 수도 있습니다. 일부 단백질의 경우 실제로 이들 염이 더 나은 선택안이 될 수도 있습니다. 표적 분자의 순도, 안정성 및 활동성에 대한 효과는 용출 염 선택과 관계없이 평가해야 합니다.

 

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