SP-Chromatographie mit starker Kationenaustauschmembran

Einführung in CM-Produkte für die schwache Ionen--Austauschmembranchromatographie

 

1. Übersicht

CM-Chromatographie mit schwachem Kationen-austausch ist eine Reinigungstechnologie, bei der Carboxymethylgruppen an die Membran gebunden werden, um ein Funktionsmodul zu bilden. Die Trennung erfolgt auf Grundlage der Unterschiede in den Ladungseigenschaften und Ladungsdichten verschiedener Biomoleküle. Da die meisten biologischen Makromoleküle Carboxyl- oder Hydroxylgruppen enthalten, können ihre Ladungseigenschaften und -größe durch Änderung des pH-Werts der Pufferlösung angepasst werden. Nachdem sich die Biomoleküle mit entgegengesetzten Ladungen an das Membranmodul binden, erfolgt die Elution durch Änderung der Ionenstärke oder des pH-Werts der mobilen Phase. Moleküle mit schwächerer Bindungsaffinität werden zuerst eluiert, während Moleküle mit stärkerer Bindungsaffinität später eluiert werden, wodurch eine effektive Trennung erreicht wird.

 

2. Produktvorteile

2.1 Schnell und effizient: Eine hohe Bindungskapazität kann bei Flussraten erreicht werden, die bis zu 40-mal schneller sind als bei herkömmlicher harzbasierter Chromatographie. Im Vergleich zur herkömmlichen Festbettchromatographie kann die Membranchromatographie die Prozesszeit um das 30- bis 40-fache verkürzen. Die typische Betriebsdurchflussrate beträgt 10 MV/min.

2.2 Hohe Bindungseffizienz: Die Membranchromatographie zeigt eine hohe Beladungskapazität und hohe Flussraten unter Bedingungen mit geringem Druckabfall, wodurch geladene Biomoleküle in einem einzigen Durchgang durch das Modul eingefangen werden können.

2.3 Skalierbar und flexibel: Das komplette Sortiment an Membranchromatographieprodukten kann vielfältige Anforderungen an die Verarbeitung von Biomakromolekülen erfüllen und deckt die Phasen von der Prozessentwicklung bis zur Produktion im großen Maßstab ab. Das Kapseldesign ermöglicht einmalige -Anwendungen oder kann bei Bedarf gereinigt und wiederverwendet werden.

2.4 Erhöhte Produktivität: Das kompakte Design minimiert den Platzbedarf der Anlage. Durch den Wegfall der Säulenpackungs-, Reinigungs-, Reinigungsvalidierungs- und Säulenlagerungsschritte kann die Verarbeitung nach der Äquilibrierung mit einem relativ kleinen Puffervolumen beginnen. Da keine Säulenpackung, Reinigung oder Lagerung erforderlich ist, können die Arbeitskosten um bis zu mehr als 50 % gesenkt werden.

 

3 Technische Parameter

3.1 Strukturmaterialien

	Labormaßstab	kleiner Maßstab	Pilotmaßstab	Produktionsmaßstab
Membranvolumen	0,2 ml	5 ml	140 ml	5L
Membranstützstruktur	Polypropylen
Membrangehäuse	Polypropylen
O-Ring	Silikonkautschuk

3.2 Betriebseigenschaften

	Labormaßstab	kleiner- Maßstab	Pilotmaßstab-	Produktionsmaßstab
Membranvolumen	0,2 ml	5 ml	400 ml	5L
Empfohlene Durchflussrate	1–6 ml/Min	25–150 ml/min	2–12 l/min	25–150 l/min
Maximale Betriebstemperatur	35 Grad
Maximaler Betriebsdruck	3bar (25 Grad)
Maximale Druckdifferenz	3bar (25 Grad)
Lagerbedingungen	20 % wässrige Ethanollösung

Im Vergleich zu herkömmlichen Medien ist die Lebensdauer der CM-Membranchromatographie vergleichbar mit der von CM-Agarose-Gel 6FF.

Abbildung 1. Änderungen der Beladungskapazität der CM-Membranchromatographie nach mehrfacher Verwendung bei Lysozym-Tests.

Darüber hinaus haben wir die Entfernungseffizienz von Wirtszellproteinen und Nukleinsäuren mittels Membranchromatographie bewertet. Die Ergebnisse sind unten aufgeführt.

Tabelle 1. Entfernungsraten von DNA und Wirtszellproteinen in CHO-exprimiertem IgG-Material mittels CM-Membranchromatographie

Eine Reihe von Experimenten hat gezeigt, dass CM-Membranchromatographie Verunreinigungen wirksam entfernen und gleichzeitig eine hohe Rückgewinnungsrate des Ziel-IgG aufrechterhalten kann

	DNA				HCP
	IgG-Wiederherstellung	Gehalt (pg/mg IgG) durch RT-PCR		Entfernungsfaktor	Inhalt (ng/mg IgG) von Elisa		Entfernungsfaktor
Laufen	%	Vor der Q-Membran	Nach der Q-Membran	Protokoll	Vor der Q-Membran	Nach der Q-Membran	Protokoll
1	96.7	423	6.9	1.79	7	6.1	0.06
2	97.4	438	5.8	1.88	7	4.8	0.16
3	94.7	513	9.6	1.73	6	3.6	0.22
4	95	32	4.6	0.84	6	4.7	0.11
5	96.3	45	4.6	0.99	8	5.1	0.20
6	96.5	158	8.2	1.28	8	4.6	0.24
7	96.4	267	6.5	1.61	9	6.8	0.12
8	96.8	298	5	1.78	9	7.4	0.09
9	97.1	746	5.6	2.12	4	3.5	0.06
10	96.6	39	5	0.89	4	3.9	0.01

Unter Verwendung der CM-Membranchromatographie von Gudiling im Vergleich zu anderen Marken werden die Beladungskapazitätsdaten unten angezeigt.

Ladekapazität (mg/ml)	Jingbiao 1	Führung
Lysozym	18	23
Trypsin	17	20

Tabelle 2. Ladeleistung verschiedener Proteine ​​in unserem Produkt im Vergleich zu Konkurrenzprodukten

Die Gesamtauswertung zeigt, dass unsere Ladekapazität mit der von Importprodukten vergleichbar ist.

Abbildung 2. Beladungskapazitätstest des CM-Membranchromatographiemoduls unter Verwendung von Lysozym als Standardprotein.

Auch die dynamische Belastbarkeit wurde mit der von Importprodukten verglichen. Die Überprüfung ergab, dass Lysozym mit 160 mM NaCl eluiert werden konnte, was eine effiziente Erfassung der meisten Zielproteine ​​ermöglicht.

Durch die Optimierung verschiedener Elutionsbedingungen haben wir herausgefunden, dass die Membranchromatographie ein ähnliches Elutionsverhalten wie die Agarosegelchromatographie aufweist, bei der die Proteinreinheit bei unterschiedlichen Salzkonzentrationen erheblich variiert. In der praktischen Forschung, Entwicklung und Produktion ist es notwendig, die Gleichgewichtselutionsbedingungen quantitativ zu bestimmen, um hochreines Zielprotein zu erhalten.

 

4. Typische Anwendungsfälle

• Entfernung von DNA, Viren und Wirtszellproteinen
• Einfangen von Plasmiden, Viren und Proteinen sowie Reinigung von Oligonukleotiden
• Entfärbung der Hefefermentationsbrühe und Proteineinfang mit hoher -Kapazität

 

5. Arbeitsablauf / Arbeitsablauf

5.1:Vorbereitung und Montage der Ausrüstung:

5.1.1: Installieren Sie das Membranchromatographiemodul auf einem AKTA-Chromatographiesystem. Die Installationsmethode ist ähnlich wie bei gepackten {1}Bettchromatographiemedien; Stellen Sie sicher, dass die Durchflussrichtung dem auf dem Modul markierten Pfeil folgt. Der Anschluss des Moduls kann über Luer-Anschlüsse oder Klemmanschlüsse erfolgen.

5.1.2 Stellen Sie die Einlassdurchflussrate auf 5–10 MV/min ein und verwenden Sie einen Ausgleichspuffer, um Luft aus dem Modul zu entfernen. Spülen Sie weiter, bis am Auslass keine Blasen mehr zu sehen sind, und schließen Sie dann den Permeatauslass an das Chromatographiesystem an.

5.2.:Vor-Vorbereitung

5.2.1: Stellen Sie die Einlassflussrate auf 5–10 MV/min ein und führen Sie eine Vorbehandlung mit 0,5 M NaOH für mehr als 5 MV durch, um sicherzustellen, dass die Membran das Gleichgewicht erreicht.

5.2.2: Führen Sie unter den gleichen Flussratenbedingungen eine Vorbehandlung mit 1 M NaCl für mehr als 5 MV durch, um sicherzustellen, dass die Membran das Gleichgewicht erreicht.

5.3. Chromatographieprozess

5.3.1 Stellen Sie die Einlassflussrate auf 5–10 MV/min ein und führen Sie eine Vorbehandlung mit Äquilibrierungspuffer für mehr als 5 MV durch, bis die Membran das Gleichgewicht erreicht.

5.3.2 Laden Sie die Probe nach 0,22 μm Vorfiltration auf die Säule und fahren Sie fort, bis die gesamte Probe aufgetragen wurde oder die Chromatographie-Beladungskapazität erreicht ist.

5.3.3 Mit Äquilibrierungspuffer für mehr als 10 MV waschen, bis der UV-Wert auf die Grundlinie absinkt.

5.3.4 Wenden Sie je nach Prozessdesign eine Gradientenelution oder ein lineares Elutionssystem an und sammeln Sie Fraktionen nach Bedarf in Segmenten.

5.4 CIP-Nachbehandlung – CIP (Clean-in-Place) für Membranchromatographiesysteme.

5.4.1 Stellen Sie die Einlassflussrate auf 5–10 MV/min ein und behandeln Sie mit 1 M NaOH für mehr als 10 MV, bis der UV-Wert unter die Basislinie fällt.

5.4.2 Nach 30 Minuten Umwälzwäsche mit Wasser spülen, bis der pH-Wert zwischen 7 und 8 liegt, dann auf 20 % Ethanol umstellen und mit der Reinigung fortfahren, bis die Leitfähigkeit nahezu unverändert bleibt.

5.5 Lagerung in der Membranchromatographie

Nach Gebrauch und Abschluss der CIP kann das Membranmodul entfernt und durch Einweichen in 20 % Ethanol gelagert oder online bei Raumtemperatur in einer Lösung mit 20 % Ethanol gelagert werden. Die 20 %ige Ethanollösung sollte regelmäßig überprüft und ausgetauscht werden.

 

6, Bestellinformationen

Chromatographie-Kapselfilter mit schwacher Kationenaustauschmembran vom Typ CM-

	Labormaßstab	Kleiner Maßstab	Pilotmaßstab	Produktionsmaßstab
Modell	IEXCM0002ES	IEXCM0050ES	IEXCM0400ES	IEXCM5000ES
Membranbereich	0,2 ml	5 ml	400 ml	5L

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