Acerca de Seplife ®Cromatografía de intercambio iónico

¿Cómo utilizar resinas de cromatografía de intercambio iónico?

1. Método de operación: 

Dado que la muestra, el tampón y el eluyente de la separación bioquímica son fases móviles, pueden separarse mientras fluyen a través de la columna. Por lo tanto, el intercambio iónico se puede realizar en la operación de la columna y la separación en forma cromatográfica. Durante el proceso de separación, las sustancias no adsorbidas continúan fluyendo fuera del sistema de reacción, lo que hace que el equilibrio se desplace continuamente hacia la derecha, que es un tipo de equilibrio dinámico, por lo que también se llama operación dinámica. El modo de operación dinámica tiene un buen efecto de separación, es adecuado para todo tipo de muestras y puede realizar una operación continua. En la operación de separación cromatográfica, la condición de carga de la columna cromatográfica tiene cierta influencia en la separación. Las resinas deben distribuirse uniformemente en la columna, no se permite la existencia de burbujas de aire y también se debe evitar la estratificación de las resinas.

Para algunas muestras con alta viscosidad, también se puede utilizar el método de tratamiento estático para la extracción y separación preliminares. Las resinas de intercambio iónico y el líquido de trabajo a tratar se agitan en el recipiente de reacción. Una vez alcanzado el equilibrio de adsorción, se separan las resinas y el refinado y se cargan en una columna para su elución.

Este método de operación por lotes estático cuenta con un equipo de proceso simple y una operación sencilla. Por ejemplo, la separación preliminar de algunos productos naturales, como la heparina sódica, suele adoptar este método de separación estática. 

En el modo de separación estática, la velocidad de agitación del intercambiador de iones en el fluido de trabajo debe controlarse adecuadamente. Si la velocidad de agitación es demasiado rápida y la fuerza de cizallamiento es demasiado grande, las partículas de intercambio iónico se romperán y será difícil filtrarlas y separarlas. Si la velocidad es demasiado lenta, afectará el contacto entre las resinas y el fluido de trabajo, así como la tasa de intercambio.

2. El impacto de la muestra en el efecto de separación:

Para lograr una alta resolución y una alta capacidad de carga en la separación bioquímica, la preparación y el rendimiento de la solución de trabajo también son factores cruciales. La viscosidad y la claridad del fluido de trabajo no solo afectan el efecto de separación de las resinas de intercambio iónico, sino también la vida útil del medio de separación.

La separación bioquímica suele ser un sistema relativamente complejo, en el que existen numerosos tipos de impurezas, no solo moléculas pequeñas, sino también sustancias coloidales, lipídicas, etc. En particular, algunas macromoléculas adsorbidas irreversiblemente pueden cubrir los grupos funcionales del medio u obstruir sus poros, causando una contaminación irreversible y acortando su vida útil. Por lo tanto, antes de la separación, el fluido de trabajo debe pretratarse adecuadamente para garantizar el efecto de separación.

En el proceso de separación y purificación bioquímica, algunos productos objetivo son eliminados por el proceso de elución, o el producto objetivo queda retenido en el medio debido a una elución incompleta, lo que genera pérdida de producto, que es un factor importante que afecta el rendimiento del producto.

Al mismo tiempo, los cambios estructurales en la proteína provocan su inactivación, lo que también afecta el rendimiento. Añadir estabilizadores o agentes protectores al proceso de intercambio iónico no solo puede aumentar el rendimiento, sino también mejorar la selectividad del medio de separación para las proteínas.

3. El impacto del caudal en el efecto de separación:

En la separación por cromatografía de intercambio iónico, el caudal es un factor importante que afecta el efecto de separación. Para obtener un excelente resultado de separación, se deben realizar experimentos basados ​​en factores como el tipo de resina de intercambio iónico, el tamaño de partícula y la estructura molecular de los ingredientes activos en el fluido de trabajo para establecer mejores parámetros experimentales.

Si el peso molecular del producto objetivo es relativamente pequeño y el tamaño de poro del medio es relativamente grande, se puede utilizar un caudal más alto porque favorece la transferencia de masa.

Sin embargo, cuando el producto objetivo es una biomacromolécula y el tamaño de poro del medio es menor que el de la molécula de sustancia separada, se debe adoptar una velocidad de flujo más lenta debido a la velocidad de difusión más lenta de la molécula.

Cuando la viscosidad del fluido de trabajo es alta, también se debe utilizar un caudal más bajo debido a la menor tasa de transferencia de masa.

El caudal no solo afecta el efecto de la adsorción por intercambio, sino también el de la elución. Normalmente, el caudal durante la elución es menor que durante la adsorción por intercambio iónico.

4. Los métodos de elución de la cromatografía de intercambio iónico:

Cuando la proteína diana de la muestra esté completamente unida al intercambiador iónico, debe eluirse. El principio básico consiste en utilizar un ion o grupo más activo que la sustancia de adsorción para desorber el producto diana que se intercambia y se adsorbe a la superficie exterior e interior de la partícula del medio. Las diferentes proteínas diana tienen distintas capacidades de unión a las resinas de intercambio iónico. Por lo tanto, se debe seleccionar un eluyente adecuado para eluir la proteína del medio y recoger los productos separados y purificados. Existen aproximadamente tres métodos de elución para la cromatografía de intercambio iónico:

1) Elución simultánea: El eluyente es la misma sustancia, pudiendo utilizarse ácido diluido, solución alcalina o salina, o bien un disolvente orgánico apropiado, entre los que la solución salina es la principal, y la elección se realiza en función de las propiedades del producto de destino y la forma farmacéutica del producto final. 

Dado que las sustancias adsorbidas a menudo no son del mismo tipo, las cargas que poseen son diferentes y su fuerza de unión con el medio es distinta. Incluso utilizando el mismo eluyente, las sustancias fácilmente reemplazables saldrán primero del medio, y la fuerza de unión será mayor. Una vez que las sustancias salgan, siempre que se recojan mediante clasificación, se pueden separar para obtener productos relativamente puros.

Este método se utiliza principalmente para la separación cuando las propiedades del producto objetivo son bien conocidas o para la separación de tipos analíticos.

2) Elución gradual: es decir, la elución se realiza con diferentes concentraciones de soluciones salinas. Durante el proceso de adsorción por intercambio del medio de separación, se adsorben diversas proteínas. Si se utiliza una condición de elución constante, a veces no se pueden separar correctamente todos los componentes, por lo que es necesario modificar la condición de elución.

El cambio puede ser gradual, lo que significa que se seleccionan diferentes eluyentes o eluyentes con diferentes valores de pH para la elución por etapas, y se pueden obtener diferentes picos de elución según las diferentes concentraciones y acidez del eluyente. Es decir, una concentración de sal puede obtener un tipo de proteína objetivo, y una concentración de sal diferente puede obtener diferentes proteínas objetivo.

Este método de elución paso a paso es adecuado para la separación de proteínas con propiedades conocidas, especialmente para la producción a gran escala, y es fácil de operar y controlar.

3) Elución en gradiente, es decir, la modificación de la fuerza iónica o el valor de pH del eluyente según un cambio lineal (generalmente, solo en casos especiales se utiliza el método de elución que modifica el valor de pH). Durante el cambio gradual del eluyente, se pueden sustituir diferentes proteínas una a una, obteniendo así diversos componentes proteicos. 

Al mismo tiempo, las proteínas generalmente no presentan cola. La elución por gradiente es el método de elución más utilizado en cromatografía de intercambio iónico y también el método con mayor capacidad de elución, ideal para la elución de componentes con propiedades de carga similares.

En el proceso de elución, se puede utilizar tanto la elución en paralelo como la elución a contracorriente. En la elución en paralelo, la dirección del flujo del eluyente es la misma que la del fluido de trabajo. En la elución a contracorriente, o elución inversa, la dirección del flujo del eluyente es opuesta a la de la solución de trabajo.

Si el líquido de alimentación se intercambia y adsorbe a través de la columna de intercambio de arriba a abajo, la concentración del adsorbato en la capa superior de la columna es mayor que en la inferior, y la desorción inversa del eluyente de abajo a arriba permite lograr la elución con mayor eficiencia. Sin embargo, dado que la elución inversa es mucho más compleja que la elución en paralelo, esta última se utiliza con mayor frecuencia en la actualidad.

Desinfección de resinas de cromatografía de intercambio iónico:

En el proceso de preparación de algunos productos bioquímicos con requisitos de alta pureza, a menudo se requiere esterilizar los medios de separación para evitar que impurezas como microorganismos se mezclen con el producto objetivo.

La desinfección a alta temperatura es el método más común. Actualmente, la mayoría de los intercambiadores de iones presentan propiedades físicas y químicas estables y pueden someterse a desinfección a alta temperatura. Sin embargo, al utilizar medios de polisacáridos, es importante tener en cuenta que estos deben ser de tipo salino y que la desinfección a alta temperatura debe realizarse en condiciones neutras; de lo contrario, se degradará la matriz macromolecular del polisacárido, lo que afectará gravemente su vida útil.

El NaOH también es un buen desinfectante. Sin embargo, la concentración adecuada de NaOH debe seleccionarse según la resistencia alcalina del medio y el tipo y grado de contaminación microbiana. Al utilizar la desinfección con NaOH, también se puede utilizar el remojo de la columna, es decir, introducir una cierta concentración de NaOH en la columna, cerrar la válvula de salida de líquido y dejarla en remojo durante varias horas para lograr la desinfección. Si se utiliza NaOH en combinación con etanol, se pueden obtener mejores resultados. Al utilizar la desinfección con NaOH, se puede combinar la desinfección y el CIP. 

Almacenamiento de resinas de cromatografía de intercambio iónico:

Todo tipo de resinas cromatográficas debe limpiarse antes de almacenarlas después de su uso. Esto es especialmente importante para los medios de separación de polisacáridos.

Tras utilizar el medio de separación, lávelo con 2 CV de agua y, a continuación, páselo por la columna con 2 volúmenes de lecho de etanol al 20 %. Para medios catiónicos de SP fuertemente ácidos, lávelo con una solución de etanol al 20 % que contenga 0,2 mol/l de acetato de sodio y, a continuación, con una solución de etanol-agua desgasificada a un caudal más lento.

Tras el tratamiento, puede conservarse a temperatura ambiente o a una temperatura de 4-8 °C durante un periodo prolongado. La columna cromatográfica debe estar completamente sellada durante el almacenamiento para evitar la volatilización de la humedad y la desecación de la columna.

El medio que no se utilice por el momento debe almacenarse en una solución de etanol al 20 %. Todos los medios de separación por intercambio iónico deben almacenarse entre 4 °C y 30 °C y protegerse de la congelación.

El proceso de separación y purificación de macromoléculas biológicas mediante cromatografía de intercambio iónico se basa principalmente en la disociación de diversas moléculas, la carga neta de los iones y la diferencia eléctrica en la distribución de la carga superficial para lograr una separación selectiva. Se ha convertido en una de las técnicas de purificación más utilizadas para la separación y purificación de productos bioquímicos, proteínas, péptidos y otras sustancias.

Seplife ®Resinas de cromatografía de intercambio iónico basadas en dextrano:

La vida de Sep ®Las resinas de cromatografía de intercambio iónico de dextrano utilizan la matriz de dextrano de las resinas de cromatografía de filtración en gel de la serie G (Seplife G-25 y Seplife G-50), y los ligandos funcionales de intercambio iónico de diferentes propiedades están firmemente unidos a la matriz de dextrano reticulado.

Las resinas de intercambio iónico de dextrán suelen almacenarse en forma de polvo seco, que debe hincharse antes de su uso. Se utiliza ampliamente en proteínas de bajo peso molecular, como la protrombina y la heparina de bajo peso molecular.

Resinas de cromatografía de intercambio iónico de dextrano de Sunresin:

DEAE Seplife ® A25/A50

Q Seplife ® A25/A50

CM Seplife ® C25/C50

SP Seplife ® C25/C50

Seplife ®Resinas de cromatografía de intercambio iónico basadas en agarosa de flujo ultrarrápido (BB):

Esta serie de Seplife ®Las resinas para cromatografía de intercambio iónico se preparan mediante la unión de ligandos de intercambio iónico a microesferas de agarosa con un tamaño de partícula de 100-300 µm. La contrapresión es relativamente baja al caudal. Para muestras con alta viscosidad y turbidez, el uso de esta serie de resinas puede mejorar la eficiencia.

Resinas de cromatografía de intercambio iónico de agarosa de velocidad de flujo ultrarrápida de Sunresin:

DEAE Seplife ®  CAMA Y DESAYUNO

Q Seplife ®  CAMA Y DESAYUNO

CM Seplife ®  CAMA Y DESAYUNO

SP Seplife ®  CAMA Y DESAYUNO

Seplife ®  Resinas de cromatografía de intercambio iónico basadas en agarosa de flujo rápido (FF):

Esta serie de Seplife ®  Las resinas utilizan microesferas de agarosa de 45-165 µm como matriz, que se unen a diferentes grupos funcionales. Su adecuado rango de tamaño de partícula permite una mayor variedad de aplicaciones. Se utiliza ampliamente en diversas etapas de captura, purificación intermedia y pulido de productos biológicos.

Resinas de cromatografía de intercambio iónico de agarosa de flujo rápido de Sunresin:

DEAE Seplife ®  FF

Q Seplife ®  FF

CM Seplife ®  FF

SP Seplife ®  FF

Seplife ®  Resinas de cromatografía de intercambio iónico basadas en agarosa de alta resolución (HP):

Esta serie utiliza microesferas de agarosa de 25-45 um como matriz y se prepara uniendo diferentes grupos funcionales.

El pequeño tamaño de partícula permite que las resinas tengan una mayor resolución y se utiliza ampliamente en la separación fina y la preparación de pequeñas cantidades de muestras.

Resinas de cromatografía de intercambio iónico de agarosa de alta resolución de Sunresin:

DEAE Seplife ®  HP

Q Seplife ®  HP

CM Seplife ®  HP

SP Seplife ®  HP

Resinas de cromatografía de intercambio iónico de agarosa de ultra alta capacidad (XL): 

El diseño especial de "tentáculo" en las microesferas de agarosa reduce la influencia del impedimento estérico cuando se unen a las biomoléculas, y los ligandos se distribuyen de manera más razonable, lo que le da una carga ultra alta y es muy rentable.

Resinas de cromatografía de intercambio iónico de agarosa de ultra alta capacidad de Sunresin:

DEAE Seplife ®  SG

Q Seplife ®  SG

CM Seplife ®  SG

SP Seplife ®  SG

Seplife ®  Resinas de cromatografía de intercambio iónico de agarosa de alta rigidez (gran escala):

El medio de intercambio iónico de agarosa de alta rigidez (gran escala) de Sunresin tiene una resistencia a la presión máxima de 0,5 MPa, un caudal máximo de 1000 cm/h y una velocidad de transferencia de masa más rápida, lo que permite una eficiencia significativamente mejorada para la producción a gran escala.

Según el tamaño de partícula de la matriz, el medio de intercambio iónico de agarosa de alta rigidez de Sunresin se divide en medio de alta rigidez + alto caudal (gran escala) y medio de alta rigidez + alta resolución (gran escala HP). 

Resinas de cromatografía de intercambio iónico de agarosa de alta rigidez de Sunresin (gran escala): 

DEAE Gran Escala/HP

Q Gran Escala /HP

CM Gran Escala /HP

SP Gran Escala/HP

Seplife ®  Resinas de cromatografía de intercambio iónico de poliestireno de tamaño de partícula uniforme (LXMS):

Seplife ®Las resinas de cromatografía de intercambio iónico tipo IEX LXMS ofrecen dos tamaños de poro (50 nm y 150 nm) y tres tamaños de partícula (15, 30 y 50 µm) de resinas de poliestireno de tamaño de partícula uniforme. Sus altas propiedades de reticulación permiten que las resinas soporten presiones de operación más altas (3 MPa).

Los dos tamaños de poro de 50 nm y 150 nm cubren la aplicación de la captura, purificación intermedia y purificación fina de anticuerpos, proteínas, péptidos, ácidos nucleicos, antibióticos, productos naturales y otros productos con diferentes pesos moleculares.

Resinas de cromatografía de intercambio iónico de poliestireno de tamaño de partícula uniforme de Sunresin:

Seplife ®  LXMS 15Q/15S (tamaño de partícula 15 um, tamaño de poro 50 nm)

Seplife ®  LXMS 30Q/30S (tamaño de partícula 30 um, tamaño de poro 50 nm)

Seplife ®  LXMS 50Q/50S (tamaño de partícula 50 um, tamaño de poro 100 nm)

Seplife ®  LXMS 50HQ/50HS (tamaño de partícula 50 um, tamaño de poro 150 nm)

Seplife ®  Resinas de cromatografía de intercambio iónico de polimetilacrilato (LXPM):

Este grupo de resinas para cromatografía de intercambio iónico consiste en microesferas con polimetacrilato como matriz que utilizan la exclusiva tecnología de síntesis de polímeros de Sunresin. Las microesferas se modifican mediante una precisa tecnología de porosificación y macromoléculas de cadena larga hidrofílicas superficiales, y se acoplan con diferentes grupos de intercambio iónico.

Gracias a su buena hidrofilicidad, estabilidad química y física, y estructura rígida, las resinas para cromatografía de intercambio iónico ofrecen una biocompatibilidad óptima y una larga vida útil, además de mejorar la eficiencia de purificación. Abarcan las etapas de producción y purificación, como la captura, la purificación intermedia y la purificación fina de moléculas como anticuerpos, proteínas, péptidos, ácidos nucleicos, antibióticos y productos naturales, y ofrecen a los clientes una solución integral para la producción industrial de muestras biológicas.

Resinas de cromatografía de intercambio iónico de polimetilacrilato de Sunresin:

Seplife ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 650M (fuerte hidrofilicidad, tamaño de partícula 80 um) ）

Seplife ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 650S (fuerte hidrofilicidad, tamaño de partícula 50 um) ）

Seplife ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 706 (fuerte hidrofobicidad) ，iónico fuerte multimodal, tamaño de partícula 80 um ）

Seplife ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 5504 （fuerte hidrofobicidad ，Alta resolución, multimodal iónico fuerte, tamaño de partícula 80 um)

Para obtener más información sobre los diferentes tipos de resinas de cromatografía de intercambio iónico, contáctenos en (info.lifescience@sunresin.com).