Two step purification with the sample pump set up and PurityChrom 6

Význam tématu

Automatizovaná dvoukroková chromatografická purifikace bílkovin představuje klíčovou technologii pro laboratorní a průmyslovou výrobu biologicky aktivních makromolekul. Umožňuje minimalizovat manuální zásahy a riziko kontaminace, zvýšit reprodukovatelnost a zpracovat větší objemy vzorků s vysokou čistotou výsledného produktu.

Cíle a přehled studie / článku

Technická poznámka popisuje implementaci dvoukrokové purifikace na systému PurityChrom 6 se vzorkovacím čerpadlem. Cílem je ukázat konfiguraci přístrojového zapojení a nastavení softwarových metod pro automatické zpracování iontoměničového a desaltingového stupně bez manuální intervence mezi kroky.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda je rozdělena na dva softwarově řízené kroky:

• Iontoměničová chromatografie s automatickou aplikací vzorku vzorkovacím čerpadlem, parkováním elutované špičky v injekční smyčce a gradientní eluční fází.
• Desalting (výměna pufru) přes gelová filtrační kolona po automatickém přepnutí ventilů a zpětné injekci zachyceného proteinu.

Použitá instrumentace

• Řídicí jednotka PurityChrom 6 (AZURA Bio Lab System Advanced)
• Vzorkovací čerpadlo s aerosenzorem
• Vícepolohové injekční ventily (multi-injection valve)
• Ventil pro výběr kolon (column selection valve)
• Výstupní ventil (outlet valve) s řízením pro frakcionaci
• UV detektor a vodivostní detektor
• Frakční kolektor
• Ionexový kolon a desaltingový (gelfiltrační) kolon, inline filtry a smyčky

Hlavní výsledky a diskuse

Automatizovaný postup prokázal:

• Spolehlivou detekci a zachycení elutované špičky pomocí prahových funkcí UV signálu.
• Možnost zpracovat velké objemy vzorku díky oddělení vzorkovacího a systémového čerpadla.
• Minimalizaci křížové kontaminace díky dedikované smyčce pro skladování meziproduktu.
• Bezobslužný přechod mezi iontoměničovým a desaltingovým stupněm v jedné sekvenci metod.

Přínosy a praktické využití metody

Dvoukroková automatizace zvyšuje efektivitu purifikace proteinů, snižuje čas potřebný pro manuální přečerpání a riziko lidské chyby. Metoda je vhodná pro výzkumné laboratoře i produkční provozy v biofarmaceutickém průmyslu a pro QA/QC analýzy.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace dalších analytických detektorů, např. hmotnostní spektrometrie pro online charakterizaci.
• Rozšíření počtu kroků chromatografie pro hloubkovou purifikaci (multi-columning).
• Implementace kontinuálních procesů (continuous chromatography) pro vyšší produktivitu.
• Využití v kombinaci s mikrofluidními a miniaturizovanými systémy pro rychlé screeningové aplikace.

Závěr

Popsaný postup dvoukrokové purifikace se vzorkovacím čerpadlem na platformě PurityChrom 6 nabízí plně automatizované řešení pro vysoce čisté proteinové frakce. Spojuje výhody iontoměničové a desaltingové chromatografie bez potřeby manuálních zásahů a nachází uplatnění v moderních laboratorních a výrobních linkách.

Reference

• KNAUER Wissenschaftliche Geräte GmbH. Two step purification with the sample pump set up and PurityChrom 6. Technical Note VTN0026, November 2022.