Sobre a Seplife ®Cromatografia de troca iônica

Como usar resinas de cromatografia de troca iônica?

1. Método de operação: 

Como a amostra, o tampão e o eluente da separação bioquímica são todos fases móveis, eles podem ser separados enquanto fluem pela coluna. Portanto, a troca iônica pode ser realizada na operação da coluna e a separação na forma cromatográfica. Durante o processo de separação, as substâncias não adsorvidas continuam a fluir para fora do sistema de reação, o que faz com que o equilíbrio se desloque continuamente para a direita, caracterizando um equilíbrio dinâmico, sendo também chamado de operação dinâmica. O modo de operação dinâmica apresenta bom efeito de separação, é adequado para todos os tipos de amostras e permite a operação contínua. Na operação de separação cromatográfica, a condição de carregamento da coluna cromatográfica tem certa influência na separação. As resinas devem ser distribuídas uniformemente na coluna, a presença de bolhas de ar não é permitida e a estratificação das resinas também deve ser evitada.

Para algumas amostras com alta viscosidade, o método de tratamento "estático" também pode ser usado para extração e separação preliminares. As resinas de troca iônica e o líquido de trabalho a ser tratado são agitados no reator. Quando o equilíbrio de adsorção é atingido, as resinas e o refinado são separados e carregados em uma coluna para eluição.

Este método de operação em lote estático possui equipamentos de processo simples e operação fácil. Por exemplo, a separação preliminar de alguns produtos naturais, como a heparina sódica, frequentemente adota este método de separação estática. 

Na operação em modo de separação estática, a velocidade de agitação do trocador iônico no fluido de trabalho deve ser controlada adequadamente. Se a velocidade de agitação for muito alta e a força de cisalhamento muito grande, as partículas do trocador iônico serão quebradas e a filtração e separação serão dificultadas; se a velocidade for muito baixa, isso afetará o contato entre as resinas e o fluido de trabalho, além de afetar a taxa de troca.

2. O impacto da amostra no efeito de separação:

Para alcançar alta resolução e alta capacidade de carga na separação bioquímica, o preparo e o desempenho da solução de trabalho também são fatores muito importantes. A viscosidade e a transparência do fluido de trabalho afetam não apenas o efeito de separação das resinas de troca iônica, mas também a vida útil do meio de separação.

A separação bioquímica é frequentemente um sistema relativamente complexo, no qual existem muitos tipos de impurezas, não apenas pequenas moléculas, mas também substâncias coloidais, lipídios, etc. Em particular, algumas macromoléculas adsorvidas irreversivelmente podem cobrir os grupos funcionais do meio ou bloquear seus poros, causando contaminação irreversível e reduzindo a vida útil do meio de separação. Portanto, antes da operação de separação, o fluido de trabalho deve ser pré-tratado adequadamente, tanto quanto possível, para garantir a eficácia da separação.

No processo de separação e purificação bioquímica, alguns produtos-alvo são removidos pelo processo de eluição, ou o produto-alvo é retido no meio devido à eluição incompleta, resultando em perda de produto, o que é um fator importante que afeta o rendimento do produto.

Ao mesmo tempo, alterações estruturais na proteína causam inativação, o que também afetará o rendimento. A adição de estabilizantes ou agentes protetores no processo de troca iônica pode não apenas aumentar o rendimento, mas também melhorar a seletividade do meio de separação para proteínas.

3. O impacto da vazão no efeito de separação:

Na separação por cromatografia de troca iônica, a vazão é um fator importante que afeta o resultado da separação. Para obter um excelente resultado, os experimentos devem ser realizados considerando fatores como o tipo de resina de troca iônica, o tamanho das partículas e a estrutura molecular dos ingredientes ativos no fluido de trabalho, a fim de estabelecer parâmetros experimentais mais adequados.

Se o peso molecular do produto alvo for relativamente pequeno e o tamanho dos poros do meio for relativamente grande, uma vazão mais alta pode ser usada, pois isso favorece a transferência de massa.

No entanto, quando o produto alvo é uma biomacromolécula e o tamanho dos poros do meio é menor que o da molécula da substância a ser separada, uma taxa de fluxo mais lenta deve ser adotada devido à menor taxa de difusão da molécula.

Quando a viscosidade do fluido de trabalho for alta, uma vazão menor também deverá ser utilizada devido à menor taxa de transferência de massa.

A taxa de fluxo afeta não apenas o efeito da adsorção por troca iônica, mas também o efeito da eluição. Normalmente, a taxa de fluxo durante a eluição é menor do que durante a adsorção por troca iônica.

4. Os métodos de eluição da cromatografia de troca iônica:

Quando a proteína alvo na amostra estiver completamente ligada à resina de troca iônica, ela deverá ser eluída. O princípio básico é utilizar um íon ou grupo mais reativo que a substância adsorvente para dessorver o produto alvo que foi trocado e adsorvido à superfície externa e ao interior da partícula do meio. Diferentes proteínas alvo possuem diferentes capacidades de ligação às resinas de troca iônica. Portanto, um eluente adequado deve ser selecionado para eluir a proteína do meio e coletar os produtos separados e purificados. Existem basicamente três métodos de eluição para cromatografia de troca iônica:

1) Eluição simultânea: O eluente é a mesma substância, podendo ser utilizado ácido diluído, solução alcalina ou solução salina, ou um solvente orgânico apropriado, sendo a solução salina a principal opção. A escolha é feita de acordo com as propriedades do produto alvo e a forma farmacêutica do produto final. 

Como as substâncias adsorvidas geralmente não são de um único tipo, as cargas que elas carregam são diferentes, e a força de ligação com o meio também varia. Mesmo utilizando o mesmo eluente, as substâncias mais facilmente substituíveis serão as primeiras a precipitar, apresentando maior força de ligação. Após a precipitação, basta coletar as substâncias por meio de classificação para que seja possível separá-las e obter produtos relativamente puros.

Este método é usado principalmente para a separação quando as propriedades do produto alvo são bem conhecidas, ou para a separação de amostras analíticas.

2) Eluição gradual: ou seja, a eluição é realizada com diferentes concentrações de soluções salinas. Durante o processo de adsorção por troca no meio de separação, várias proteínas são adsorvidas. Se uma condição de eluição constante for utilizada, por vezes nem todos os componentes podem ser separados adequadamente, sendo necessário alterar a condição de eluição.

A alteração pode ser gradual, o que significa que diferentes eluentes ou eluentes com diferentes valores de pH são selecionados para eluição em etapas, e diferentes picos de eluição podem ser obtidos de acordo com diferentes concentrações e diferentes acidez do eluente. Ou seja, um determinado tipo de concentração de sal pode resultar em um determinado tipo de proteína alvo, e diferentes concentrações de sal podem resultar em diferentes proteínas alvo.

Este método de eluição passo a passo é adequado para a separação de proteínas com propriedades conhecidas, especialmente para produção em larga escala, e é fácil de operar e controlar.

3) Eluição em gradiente, ou seja, alteração da força iônica ou do valor do pH do eluente de acordo com uma determinada mudança linear (geralmente, o método de eluição com alteração do pH é utilizado apenas em casos especiais). Durante a mudança gradual do eluente, diferentes proteínas podem ser substituídas uma a uma, e vários componentes proteicos podem ser obtidos. 

Ao mesmo tempo, as proteínas geralmente não apresentam cauda. A eluição em gradiente é o método de eluição mais comumente usado em cromatografia de troca iônica, sendo também o método com maior capacidade de eluição, adequado para a eluição de componentes com propriedades de carga semelhantes.

No processo de eluição, podem ser utilizadas tanto a eluição em cocorrente quanto a eluição em contracorrente. Na eluição em cocorrente, o sentido do fluxo do eluente coincide com o do fluido de trabalho. Na eluição em contracorrente, ou eluição reversa, o sentido do fluxo do eluente é oposto ao da solução de trabalho.

Se o líquido de alimentação for trocado e adsorvido através da coluna de troca de cima para baixo, a concentração do adsorvato na camada superior da coluna de troca será maior do que na camada inferior, e a dessorção reversa do eluente de baixo para cima poderá atingir o objetivo de eluição de forma mais eficiente. No entanto, como a operação de eluição reversa é muito mais complexa do que a de eluição em co-corrente, esta última é a mais utilizada atualmente.

Desinfecção de resinas de cromatografia de troca iônica:

No processo de preparação de alguns produtos bioquímicos com altos requisitos de pureza, muitas vezes é necessário esterilizar o meio de separação para evitar que impurezas, como microrganismos, se misturem ao produto final.

A desinfecção em alta temperatura é o método mais comumente utilizado. Atualmente, a maioria dos trocadores iônicos possui propriedades físico-químicas estáveis ​​e pode ser submetida à desinfecção em alta temperatura. No entanto, ao utilizar meios polissacarídicos, é importante observar que o meio deve ser do tipo salino e a desinfecção em alta temperatura deve ser realizada em condições neutras; caso contrário, ocorrerá a degradação da matriz macromolecular do polissacarídeo, o que afetará seriamente a vida útil do meio.

O NaOH também é um bom desinfetante. No entanto, a concentração adequada de NaOH deve ser selecionada de acordo com a resistência alcalina do meio e o tipo e grau de contaminação microbiana. Ao usar NaOH para desinfecção, também é possível utilizar a imersão em coluna, ou seja, passar uma determinada concentração de NaOH para dentro da coluna, fechar a válvula de saída do líquido e deixar em imersão por várias horas para atingir o objetivo da desinfecção. Se o NaOH for usado em combinação com etanol, podem-se obter melhores resultados. Ao usar NaOH para desinfecção, é possível combinar a desinfecção com a limpeza CIP. 

Armazenamento de resinas de cromatografia de troca iônica:

Todos os tipos de resinas cromatográficas devem ser limpos antes do armazenamento após o uso. Isso é especialmente importante para meios de separação de polissacarídeos.

Após o uso do meio de separação, lave-o com 2 volumes de coluna (VC) de água e, em seguida, passe-o pela coluna com 2 volumes de leito de etanol a 20%. Para meios catiônicos fortemente ácidos SP, lave com solução de etanol a 20% contendo acetato de sódio 0,2 mol/L e, em seguida, lave com solução de etanol-água degaseificada a uma vazão mais lenta.

Após o tratamento, pode ser armazenado à temperatura ambiente ou entre 4 e 8 °C por um longo período. A coluna cromatográfica deve ser completamente selada durante o armazenamento para evitar a volatilização da umidade e o ressecamento da coluna.

O meio que não estiver sendo utilizado temporariamente deve ser armazenado em solução de etanol a 20%. Todos os meios de separação por troca iônica devem ser armazenados entre 4°C e 30°C e protegidos do congelamento.

O processo de separação e purificação de macromoléculas biológicas por cromatografia de troca iônica baseia-se principalmente na dissociação de várias moléculas, na carga líquida dos íons e na diferença elétrica na distribuição da carga superficial para a separação seletiva. Tornou-se uma das técnicas de purificação mais utilizadas na separação e purificação de produtos bioquímicos, proteínas, peptídeos e outras substâncias.

Seplife ®Resinas de cromatografia de troca iônica à base de dextrana:

A Seplife ®As resinas de cromatografia de troca iônica de dextrana utilizam a matriz de dextrana das resinas de cromatografia de filtração em gel da série G (Seplife G-25 e Seplife G-50), e os ligantes funcionais de troca iônica com diferentes propriedades são firmemente ligados à matriz de dextrana reticulada.

As resinas de troca iônica de dextrana são geralmente armazenadas na forma de pó seco, que deve ser hidratado antes do uso. São amplamente utilizadas em proteínas de baixo peso molecular, como a protrombina e a heparina de baixo peso molecular.

Resinas de cromatografia de troca iônica de dextrana da Sunresin:

DEAE Seplife ® A25/A50

Q Seplife ® A25/A50

CM Seplife ® C25/C50

SP Seplife ® C25/C50

Seplife ®Resinas de cromatografia de troca iônica à base de agarose de fluxo ultrarrápido (BB):

Esta série de Seplife ®As resinas de cromatografia de troca iônica são preparadas pela ligação de ligantes de troca iônica a microesferas de agarose com tamanho de partícula de 100-300 µm. A contrapressão é relativamente pequena na vazão. Para amostras com alta viscosidade e turbidez, o uso dessa série de resinas pode melhorar a eficiência.

Resinas de cromatografia de troca iônica de agarose com taxa de fluxo ultrarrápida da Sunresin:

DEAE Seplife ®  BB

Q Seplife ®  BB

CM Seplife ®  BB

SP Seplife ®  BB

Seplife ®  Resinas de cromatografia de troca iônica à base de agarose de fluxo rápido (FF):

Esta série de Seplife ®  As resinas utilizam microesferas de agarose de 45 a 165 µm como matriz, ligando-se a diferentes grupos funcionais. A faixa de tamanho de partícula adequada permite uma ampla gama de aplicações. São amplamente utilizadas em diversas etapas de captura, purificação intermediária e polimento de produtos biológicos.

Resinas de cromatografia de troca iônica de agarose Fast Flow da Sunresin:

DEAE Seplife ®  FF

Q Seplife ®  FF

CM Seplife ®  FF

SP Seplife ®  FF

Seplife ®  Resinas de cromatografia de troca iônica de alta resolução à base de agarose (HP):

Esta série utiliza microesferas de agarose de 25-45 µm como matriz e é preparada pela ligação de diferentes grupos funcionais.

O pequeno tamanho das partículas permite que as resinas tenham maior resolução, sendo amplamente utilizadas na separação fina e na preparação de pequenas quantidades de amostras.

Resinas de cromatografia de troca iônica de agarose de alta resolução da Sunresin:

DEAE Seplife ®  HP

Q Seplife ®  HP

CM Seplife ®  HP

SP Seplife ®  HP

Resinas de cromatografia de troca iônica de agarose de ultra alta capacidade (XL): 

O design especial em forma de "tentáculo" nas microesferas de agarose reduz a influência do impedimento estérico na ligação às biomoléculas, e os ligantes são distribuídos de forma mais adequada, resultando em uma carga ultra-alta e um custo-benefício excelente.

Resinas de cromatografia de troca iônica de agarose de ultra alta capacidade da Sunresin:

DEAE Seplife ®  XL

Q Seplife ®  XL

CM Seplife ®  XL

SP Seplife ®  XL

Seplife ®  Resinas de cromatografia de troca iônica de agarose de alta rigidez (em grande escala):

O meio de troca iônica de agarose de alta rigidez (em grande escala) da Sunresin possui uma resistência máxima à pressão de 0,5 MPa, uma taxa de fluxo máxima de 1000 cm/h e uma taxa de transferência de massa mais rápida, permitindo uma eficiência significativamente melhorada para a produção em larga escala.

De acordo com o tamanho das partículas da matriz, o meio de troca iônica de agarose de alta rigidez da Sunresin é dividido em meio de alta rigidez + alta taxa de fluxo (Grande Escala) e meio de alta rigidez + alta resolução (Grande Escala HP). 

Resinas de cromatografia de troca iônica de agarose de alta rigidez da Sunresin (em grande escala): 

DEAE em Grande Escala /HP

Q Grande Escala /HP

CM Grande Escala /HP

SP Grande Escala /HP

Seplife ®  Resinas de cromatografia de troca iônica de poliestireno com tamanho de partícula uniforme (LXMS):

Seplife ®As resinas de cromatografia de troca iônica do tipo IEX LXMS oferecem dois tamanhos de poros (50 nm e 150 nm) e três tamanhos de partículas (15, 30 e 50 µm) de poliestireno com tamanho de partícula uniforme. Suas altas propriedades de reticulação permitem que as resinas suportem pressões operacionais mais elevadas (3 MPa).

Os dois tamanhos de poro, 50 nm e 150 nm, abrangem a aplicação de captura, purificação intermediária e purificação fina de anticorpos, proteínas, peptídeos, ácidos nucleicos, antibióticos, produtos naturais e outros produtos com diferentes pesos moleculares.

Resinas de cromatografia de troca iônica de poliestireno com tamanho de partícula uniforme da Sunresin:

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

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

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

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

Seplife ®  Resinas de cromatografia de troca iônica de polimetilacrilato (LXPM):

Este grupo de resinas de cromatografia de troca iônica consiste em microesferas com polimetacrilato como matriz, produzidas utilizando a tecnologia exclusiva de síntese de polímeros da Sunresin. As microesferas são modificadas por meio de uma tecnologia precisa de formação de poros e macromoléculas hidrofílicas de cadeia longa em sua superfície, sendo acopladas a diferentes grupos de troca iônica.

Devido à sua boa hidrofilicidade, estabilidade química e física e estrutura rígida, as resinas de cromatografia de troca iônica apresentam boa biocompatibilidade e longa vida útil, além de melhorarem a eficiência da purificação. Elas abrangem a aplicação em etapas de produção e purificação, como captura, purificação intermediária e purificação fina de moléculas como anticorpos, proteínas, peptídeos, ácidos nucleicos, antibióticos e produtos naturais, oferecendo aos clientes uma solução completa para a produção industrial de amostras biológicas.

Resinas de cromatografia de troca iônica de polimetilacrilato da Sunresin:

Seplife ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 650M (forte hidrofilicidade, tamanho de partícula 80 µm) ）

Seplife ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 650S (forte hidrofilicidade, tamanho de partícula 50 µm) ）

Seplife ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 706 (forte hidrofobicidade) ，íons fortes multimodais, tamanho de partícula 80 µm ）

Seplife ®  LXPM CM/DEAE/SP/Q 5504 （forte hidrofobicidade ，Alta resolução, forte multimodalidade iônica, tamanho de partícula 80 µm)

Para obter mais informações sobre os diferentes tipos de resinas de cromatografia de troca iônica, entre em contato conosco pelo endereço (info.lifescience@sunresin.com).