在生物制藥的下游純化過程中，離子交換層析（Ion Exchange Chromatography, IEX）因其分辨率高、處理量大、操作方便、適用范圍廣等優(yōu)勢(shì)，成為抗體、疫苗、重組蛋白等生物大分子純化過程中不可或缺的關(guān)鍵步驟。

什么是離子交換層析？
原理
離子交換層析是一種基于帶電分子與填料表面電荷之間的靜電相互作用來實(shí)現(xiàn)分離純化的技術(shù)。目標(biāo)分子在一定pH條件下帶有正電或負(fù)電，可分別與陽(yáng)離子交換或陰離子交換填料結(jié)合。通過調(diào)節(jié)緩沖體系中的pH和電導(dǎo)率，可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)分子與雜質(zhì)的高效分離。

蛋白質(zhì)滴定曲線
• 蛋白質(zhì)滴定曲線的理解是設(shè)計(jì)離子交換工藝的關(guān)鍵之一，幫助我們確定最適結(jié)合和洗脫條件。
• 每種蛋白質(zhì)都有其獨(dú)特的凈電荷與pH的關(guān)系，可以將其顯示為滴定曲線。
• 在不同的pH條件下，不同的蛋白質(zhì)分子表面凈電荷不同，尋找合適的pH，使得目標(biāo)蛋白的表面凈電荷強(qiáng)度或者性質(zhì)與其他分子不同，從而導(dǎo)致目標(biāo)蛋白與填料的結(jié)合強(qiáng)度與其他分子不同，從而達(dá)到分離純化。

注：當(dāng)分子所在溶液pH小于分子的pI（等電點(diǎn)）時(shí)，分子表面凈電荷為正（+）；當(dāng)分子所在溶液pH大于分子的pI時(shí)，分子表面凈電荷為負(fù)（-）。

Fig.1 蛋白滴定曲線
 

Fig.2 典型離子交換實(shí)驗(yàn)流程示意圖

隨著生物工藝對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提升，離子交換層析及離子交換填料的開發(fā)正從“標(biāo)準(zhǔn)化工藝”向“精細(xì)化控制”方向發(fā)展。

離子填料的組成與分類
基本組成
離子填料主要由填料基架與配基組成。

Fig.3 離子交換層析填料的組成

此外，配基根據(jù)其解離度是否隨pH顯著變化還有強(qiáng)弱離子型之分，決定了其在不同pH范圍內(nèi)的適用性。

Table 1.不同類型離子交換填料的特性

博格隆離子交換層析產(chǎn)品介紹

隨著市場(chǎng)和技術(shù)的發(fā)展，博格隆的產(chǎn)品形成了豐富的填料種類，可滿足不同應(yīng)用需求。

Table 2.博格隆離子交換層析產(chǎn)品

Fig.4 Diamond CD-S層析圖譜

Table 3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

博格隆的Diamond CD-S與MegaPoly BXS系列產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)單抗、雙抗、ADC的高效、精準(zhǔn)、穩(wěn)定的分離，助力生物制藥流程優(yōu)化與降本增效。