1 、产品介绍
Butyl-S(丁基硫)填料是在琼脂糖凝胶微球骨架表面修饰十二个原子长度的间隔臂 后,再将正丁基通过硫醚键的方式偶联而成的疏水层析介质。丁基硫醚的配基设计是为 了显示与其他疏水层析介质不同的选择性,主要的原理是不同的目标分子与硫原子的相 互作用不同,相应的层析类别可细分为亲硫性疏水层析。Butyl-S 填料广泛应用于蛋白质 的分离、纯化和复性,以及酶、病毒颗粒、抗体和核酸的纯化。
纽龙生物提供 Butyl-S NUPharoseFF 和 NuPerley Butyl-S 两款 Butyl-S 填料。Butyl- S NUPharoseFF 基于 NuPharose 技术平台,该技术平台拥有琼脂糖基质与生物活性大分 子相容性好、非特异性吸附少、流速快等特点;NuPerley Butyl-S 基于新一代高刚性琼脂 糖 NuPerley 技术平台,该基础微球在 NUPharose 技术的基础上,拥有高刚性、高流速 和高载量等特色。
2 、产品特点与技术指标
产品名称 | Butyl-S NUPharose FF | NuPerley Butyl-S |
目录编号 | NRPB96L 、NRPB96S(预装柱) | NRPB95L 、NRPB95S(预装柱) |
基质 | 6%交联琼脂糖 | 高刚性琼脂糖 |
配基 | 丁基硫醚,十二个原子长度的间隔臂 | |
配基密度 | ~10 μmol/mL | ~15 μmol/mL |
粒径范围 a | 45~165 μm | 30~100 μm |
平均粒径 | ~90 μm | ~60 μm |
推荐工作流速 | 150~300 cm/h | |
最大流速与压力 b | 900 cm/h ,0.3 MPa | 1500 cm/h ,0.5 MPa |
pH 稳定性 | 3~13(长期操作过程),2~14(CIP 等短时间操作过程) | |
化学稳定性 | 在以下溶液中稳定:常用的水相缓冲液、1 mol/L 氢氧化钠、8 mol/L 尿 素、6 mol/L 盐酸胍、70%乙醇等。 | |
储存与运输 | 20%乙醇,2~30 ℃ |
注:a90%体积以上的微球在此粒径范围;b 10 cm 柱高下的最大测试流速。
3 、疏水层析原理
尽管疏水层析的原理较为复杂,但和其他层析一样,都是利用样品分子在填料上保 留值大小不同和在用流动相洗脱时各组分迁移速度的不同,达到分离纯化的目的。图 1 简要地阐述了疏水层析过程,疏水填料的疏水配基表面有一层水分子有序排列的水化膜。 蛋白质分子含不同数量的丙氨酸、苯丙氨酸、色氨酸及脯氨酸等非极性氨基酸残基,蛋 白质分子内部有疏水核,外部包围了大量的亲水基团,使得其表面亲水性很强,但也有 一些疏水性基团,其表面也有一层水化膜。当溶液处于高盐浓度时,水化膜被破坏,蛋 白质疏水基团暴露增多。层析介质的疏水配基与蛋白质分子之间的疏水作用增加,从而 结合目标蛋白。该过程与蛋白质盐析过程有相似之处。降低盐浓度后,层析介质的疏水 配基和蛋白质分子表面的逐步形成水化膜,两者之间的疏水作用减弱,从而洗脱蛋白。
丁基硫醚的配基设计是为了显示与其他疏水层析介质不同的选择性,主要的原理是 不同的目标分子与硫原子的相互作用不同,相应的层析类别可细分为亲硫性疏水层析。 各种生物大分子的疏水性不同,疏水基团也不同,与不同疏水配基、不同疏水配基密度 的层析介质之间的相互作用不同,选择合适的层析条件可以将不同的分子分离。
4 、使用方法参考
4.1 色谱柱装填
以下阐述与层析系统连接时,填料的色谱柱装填方法。
(1)所有需要用到的材料的温度要与色谱操作的温度一样,液体最好做脱气处理。
(2)填料用量计算:通过沉降定量填料体积,需要的沉降填料体积=柱体积×压缩 比(也称压缩因子)。沉降体积是指填料在 20%乙醇保存液中自然沉降完全读取的稳定 体积。Butyl-S NUPharoseFF 的压缩比为 1.15,NuPerley Butyl-S 的压缩比为~1.10。为使 达到装柱比,可通过柱头下压的方法,也可以通过高流速压柱。
(3)填料清洗:疏水填料无需清洗,可直接用保存液装柱,用 10~20%的乙醇作为装柱液。
(4)装柱填料悬液准备:将填料转移到适当的容器中,加入适量的装柱液,制成 50~75 v%的装柱填料悬液(原包装中填料体积分数为67%),使用前搅匀。
(5)装填前准备:在清洗干净的层析柱下端加入装柱液,以除去下垫片及层析柱下 端的空气,在柱内保留少量的蒸馏水,拧紧下堵头,调整柱子使其垂直于地面。
(6)装填:将搅匀后的填料悬液一次性缓慢倒入层析柱内(必要时使用装柱器), 为避免引入气泡,应使之沿层析柱内壁自然流下。将所有填料加入后, 用装柱液将装柱 器加满,拧紧装柱器上盖,将柱子与层析系统连接。
(7)压柱:使柱内填料自然沉降(或 50~150 cm/h 的低流速下沉降),待填料沉降 完全后(填料与液体的界面清晰),去除装柱器,装上上柱头,并将柱头下降至界面处; 通过高流速(推荐流速见下表,注意柱压不超过 0.3 MPa),继续压柱至界面清晰稳定, 标记界面稳定时的柱高。停泵, 打开柱头上的阀门/堵头,关闭柱底的阀门/堵头,下压柱 头至标记位置下方与压缩比对应的位置,旋紧柱头,装柱完成。装柱完成后,需用高流 速平衡柱内的填料。
装柱条件 | Butyl-S NUPharose FF | NuPerley Butyl-S |
压缩比 | 1.15~1.20 | ~1.10 |
装柱流速 | 400~600 | ~600 |
4.2 柱效测定和评价
完成装柱后、使用前可通过柱效测定和评价可以确认层析柱装填质量。柱效通常用 理论塔板高度(HETP)和非对称因子(As)来评价。
4.3 平衡与上样(Equilibration & Loading)
在上样前,需用平衡缓冲液在操作流速下平衡层析柱,观察检测器的变化,直到电 导、pH 等参数不变。磷酸盐-硫酸铵溶液是最常用的疏水层析盐溶液体系,也可以根据 盐析原理选择其他盐。
疏水层析过程一般采取“高盐上样、低盐洗脱”的模式,样品的预处理通常有置换 缓冲液、加盐、过滤(0.45 、0.22μm)等过程。
上样量可按“mg 目标蛋白/mL 填料”来设定,通常为 DBC10% 的 50~80%。除了 DBC10%,也可以测试上样流穿液中的目标蛋白确定上样量。
4.4 洗脱(Elution)
用 2-3 个柱体积的平衡缓冲液冲洗上样后的层析柱,观察检测器的变化,直到电导、 pH 等参数不变,此时结合的组分被清洗出去。
疏水层析柱的洗脱可用恒定洗脱、梯度洗脱或者阶跃洗脱,一般推荐降低盐浓度的 梯度洗脱进行。亦可根据实际情况,添加有机溶剂进行洗脱。
4.5 再生(Regeneration)
用蒸馏水按操作流速冲洗 3-5 个柱体积,接着用平衡液洗到平衡 3-5 个柱体积。 若有失活蛋白质或脂类物质在再生时洗不掉,可用在位清洗(CIP)除去。
4.6 在位清洗(CIP)
可采用以下选择进行在位清洗:0.5~1 mol/L NaOH、8 mol/L 尿素和 30%异丙醇等。 在位清洗可有效去除介质上的杂质,反向效果更佳。