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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現(xiàn)目標蛋白的分離和富集。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的磁性微球，目標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行吸附或分離，實驗?zāi)繕宋锱c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，賦予膜介質(zhì)可以選擇性的吸附特定的目標物，實驗與雜質(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，具有親水性強和生物相容性好的特點。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：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：機械強度低，難以用于高壓系統(tǒng)（如HPLC）。流速慢，放大生產(chǎn)耗時。

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：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驗；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：機械強度相對較低，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，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)異機械強度，其耐壓范圍可達0.5-10 MPa。

聚合物填料優(yōu)點：耐高壓，適配HPLC/UPLC系統(tǒng)?；瘜W穩(wěn)定性強，可耐受極端pH和有機溶劑。

聚合物填料缺點：非特異性吸附較高，需對聚合物微球進行表面親水化修飾，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，大孔為流動相提供通道，使流動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：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于直徑較大的填充柱。例如，當整體柱的骨架為2微米時，其通透性相當于直徑為5微米的填料。整體柱的傳質(zhì)效率較高，可以實現(xiàn)快速和高效的分離。

缺點：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（如Protein A、Ni-IDA、離子交換基團等功能性基團），實現(xiàn)與樣品的物質(zhì)進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，當磁場去除后，由于Fe?O?不含剩磁，磁珠之間不會相互吸附，因此可以很容易的分散開來。在使用磁珠時，由于無需裝柱，通過磁場分離，無壓力依賴。

磁珠的優(yōu)點：無需裝柱，無需購買昂貴的層析儀，操作簡單（如磁力架、自動化移液平臺）?？焖俜蛛x（分鐘級），適合小樣本或高通量篩選。對于剛起步的小實驗室十分友好。

磁珠的缺點：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，，以實現(xiàn)與樣品的物質(zhì)進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)異機械強度，其具有較高的耐壓范圍，通常可達0.5 MPa，因此支持高流速上樣。

膜介質(zhì)的優(yōu)點：傳質(zhì)速度快（對流主導(dǎo)，非擴散依賴），處理時間縮短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：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，需嚴格預(yù)過濾。