Colonna di cromatografia industriale

UNindustrialcHromatografiacolumnè uno strumento utilizzato per l'analisi chimica che separa i composti in una miscela e misura la quantità di ciascun composto . che è ampiamente utilizzato in petrolchimico, farmaceutico, industria alimentare, protezione ambientale e altri campi per separazione, purificazione e rilevamento . funziona sulla base del bilancio distributivo tra le fasi fisse e le diverse sostanze {2} Fase stazionaria e una fase mobile . Nell'analisi cromatografica, il campione viene passato attraverso una colonna, in cui le caratteristiche della fase fissa e la fase mobile consentono a vari composti di passare attraverso la colonna a velocità diverse, ottenendo così la separazione . questi composti possono quindi essere rilevati e quantitativamente analizzati da un rivelatore.

L'effetto di separazione della colonna dipende dalla fase stazionaria selezionata, nonché dalle condizioni di preparazione e operazione della colonna . I materiali di imballaggio comuni per colonne di distribuzione includono colonna di ottano di carbonio (ODS/C18), colonna di ottano di carbonio (MOS/C8), colonna di scambio di carbonio), colonna di scambio di carbonio), colonna di scambio di carbonio) (SCX), colonna fenilica (fenil), colonna amino (a) mino/nh2), cyano/cn/nitrile, ecc.

Le colonne di cromatografia industriale hanno una vasta gamma di applicazioni in numerosi campi, tra cui:

Biofarmaceutico:La colonna cromatografica è il principale mezzo di separazione e purificazione del biofarmaceutico, che viene utilizzato per la produzione di prodotti biologici ad alta purezza e ad alta attività .
Sicurezza alimentare:Utilizzato per rilevare sostanze dannose come additivi e residui negli alimenti per garantire la sicurezza alimentare .
Monitoraggio ambientale:Separazione e analisi degli inquinanti nell'ambiente e valutazione della qualità ambientale .
Petrolchimico:Utilizzato per il rilevamento della purezza di prodotti petroliferi, analisi di impurità, ecc. .

In molti settori come l'analisi industriale, il monitoraggio ambientale, la ricerca e lo sviluppo dei farmaci, la colonna cromatografica è uno strumento di separazione chiave e la sua prestazione influisce direttamente sull'accuratezza e l'affidabilità dei risultati analitici . le prestazioni della colonna e le attività di selezione dipende in gran parte nei punti di selezione delle attività di selezione delle attività di selezione delle attività di selezione nelle attività di selezione delle attività di selezione delle attività di selezione delle attività di selezione delle attività di selezione delle attività di selezione delle attività di selezione delle attività di selezione delle attività di selezione delle attività di selezione delle attività di selezione delle attività di scelta Colonne cromatografiche, al fine di fornire un utile riferimento ai ricercatori nei campi correlati .

Il tipo di imballaggio della colonna

La selezione di riempitivi di colonne è ampia e, secondo i diversi materiali di base, può essere divisa in riempitivi inorganici, riempitivi organici e filler biologici . ogni riempitivo ha le sue proprietà fisiche e chimiche uniche e ambito dell'applicazione .

Riempitivo inorganico

I riempitivi inorganici sono noti per la loro elevata stabilità meccanica, la stabilità ad alta temperatura e la stabilità acida-base e sono adatti a condizioni di separazione più impegnative . filler inorganici comuni includono gel di silice, allumina, carbonio grafitizzato e zirconia .}}}}}

Il gel di silice è uno dei riempitivi inorganici più comunemente usati e la sua superficie ha gruppi funzionali polari come il gruppo idrossilico di silicio (SIOH), che è adatto per la cromatografia di fase normale e la cromatografia in fase inversa è lamellata in Versa e la cromatografia inversa da una colonna di colonna {1} Cromatografia, legame di superficie in gel di silice ha una polarità relativamente debole di gruppi funzionali, come C18, C8, ecc. ., la polarità più ampia del gruppo viene prima scaricata . riempitivi di silicone hanno una buona stabilità chimica e termica e sono adatte per una vasta gamma di pH e condizioni di temperatura.

L'allumina è anche una sorta di riempitivo inorganico e le sue particelle sono rigide e possono essere trasformate in un letto di colonna cromatografica stabile . Filler di allumina è adatto per la fase mobile con pH fino a 12, ma il suo intervallo di applicazioni è limitato a causa della sua forte azione con composti alcalini .}

Graphitized carbon is a new type of inorganic filler whose surface is the basis of retention without any other surface modification. Graphitized carbon fillers have a stronger retention capacity than alkyl bonded silica gel or porous polymer fillers and are suitable for separating certain geometric isomers. In addition, graphitized carbon is not dissolved in the HPLC mobile phase and can be used at any pH e temperatura .

Il riempitivo di zirconia è uno dei nuovi riempitivi inorganici studiati negli ultimi anni . È una colonna di microsfera di zirconia porosa commerciale con solo rivestimento polimerico . zirconia Filler è adatto per l'intervallo di pH 1 ~ 14, temperatura fino a 100 gradi, ha una prospettiva di ampia applicazione .}

 

Filler biologici

I riempitivi organici includono principalmente riempitivi di polimeri, come il polistirene-divinilbenzene, il polimetilpropionato e così via . tali riempitivi possono essere usati nell'intervallo di pH da 1 a 14 e hanno un'idrofobicità più forte . filler polimeriche con grandi porri sono molto efficaci per la separazione di macromleculi più forti . Inoltre, i riempitivi organici hanno una buona stabilità chimica e termica e sono adatti per una vasta gamma di condizioni di separazione .

 

Riempitivi biologici

I riempitivi biologici sono principalmente adatti all'analisi di macromolecole biologiche, come proteine ​​o acidi nucleici . I riempitivi biologici comuni includono derivati ​​polisaccaridici di fase stazionaria della colonna di fase stazionaria, colonna di biomale e colonna di proteina {colonna chiral proteica .}

La selezione di imballaggi di colonne idoneo è la chiave per garantire l'effetto di separazione della cromatografia . Quando si selezionano i riempitivi, è necessario considerare i seguenti fattori:

 Modalità di separazione

Secondo le proprietà degli analiti, la modalità di separazione cromatografica adatta è selezionata . le modalità di separazione cromatografica comuni includono la cromatografia in fase invertita (RPC), la cromatografia di fase normale (Hilic), la cromatografia a scambio ionico (IEC separazione (separazione diversi Le modalità hanno requisiti diversi per i riempitivi, come la cromatografia in fase inversa di solito seleziona filler non polari in base a gel di silice o polimero, mentre la cromatografia di fase normale seleziona i riempitivi polari {{3}

 Fase fissa e fase mobile

La scelta della fase stazionaria dipende dalla polarità, dalla dimensione molecolare e dalla struttura dell'analita . per sostanze polari, possono essere selezionati riempitivi polari, come gel di silice e riempitivi di colonna idrofila; Per le sostanze non polari, è possibile selezionare riempitivi non polari, come i riempitivi di colonne idrofobiche . contemporaneamente, la polarità della fase mobile deve anche abbinare la fase fissa per garantire un buon effetto di separazione ., ad esempio, nella cromatografia di fase normale, la polarizzazione della fase mobile dovrebbe essere inferiore a quella della fase stazionaria; Nella cromatografia di fase invertita, la polarità della fase mobile è più forte .

 Dimensione delle particelle e apertura

La dimensione delle particelle del riempitivo influisce direttamente sull'efficienza della colonna e sulla capacità di caricamento del campione . Filler a grana fine possono fornire una maggiore efficienza della colonna, ma può portare ad una maggiore back pressione; L'imballaggio a grana grossolana è utile per il caricamento del campione, ma l'efficienza della colonna è bassa . Pertanto, la selezione di riempitivi deve essere bilanciata in base alle esigenze di separazione effettive . in aggiunta, la dimensione dei pori del filler influenza anche il tempo di ritenzione e la selezione dell'analita {5} e le dimensioni di grandi dimensioni sono beneficiari per il separazione dei grandi motivi, mentre i grandi size sono a causa della dimensione di grandi dimensioni. I piccoli filler di dimensioni dei pori sono utili per migliorare la ritenzione di piccoli composti molecolari .

 Stabilità chimica

Il riempitivo selezionato dovrebbe essere chimicamente stabile in condizioni analitiche e non reagire con il campione o la fase mobile . Questa è la base per garantire l'accuratezza e l'affidabilità dell'effetto di separazione cromatografica . per la separazione ad alta temperatura, alta pressione o forte acido e condizioni alcali, è necessario selezionare un riempimento con una maggiore stabilità chimica {{}

 Marchio e costo

Diversi marchi di riempitivi di colonne possono variare in termini di prestazioni, ma devono anche considerare i fattori di costo . quando si selezionano i riempitivi, è necessario considerare in modo completo le condizioni e il budget del laboratorio e scegliere prodotti economici .

► Purificazione degli anticorpi monoclonali (MAB) in biofarmaceutici

Sfondo

A global biotech company aimed to scale up the purification of a therapeutic monoclonal antibody (mAb) from a 50 L pilot batch to a 1,000 L commercial batch. The challenge was to maintain >PURITÀ del 99% minimizzando la formazione aggregata e la contaminazione della proteina delle cellule ospiti (HCP) .

Metodologia

Design della colonna:

Un diametro interno di 300 mm (ID) × 500 mm colonna in acciaio inossidabile pieno di resina di affinità proteica A (MABSelect Sure, citiva) .

Pressione operativa massima: 3 bar .

Parametri di processo:

Tampone di legame: 20 mm di sodio fosfato, pH 7.4.

Buffer di eluizione: acido citrico 0,1 M, pH 3.0.

Portata: 150 ml/min (velocità lineare: 100 cm/h) .

Automazione:

Sensori monouso integrati per pH, conducibilità e rilevamento UV (280 nm) .

Pulizia automatica-in-Place (CIP) con 0 . 5 m NaOH.

Risultati

Resa: 85% (1.020 g di mAb da 1.200 g di feed greggio) .

Purity: 99 . 5% (analisi HPLC).

Contenuto aggregato:<1% (size-exclusion chromatography, SEC).

HCP Reduction: da 50, 000 ppm a<5 ppm (ELISA assay).

Takeaway chiave

Scalabilità: il rapporto L/D della colonna (lunghezza a diametro) di 1 . 67 ha garantito prestazioni coerenti su scala.

Lifecycle in resina: la resina della proteina A è sopravvissuta a 100 cicli con CIP, riducendo i costi per batch del 30%.

Automazione: monitoraggio in tempo reale ridotto l'intervento manuale del 70%, migliorando l'affidabilità del processo .

Nelle applicazioni pratiche, dopo aver selezionato l'imballaggio della colonna appropriata, i seguenti punti devono essere prestati attenzione per garantire l'effetto di separazione cromatografica:

 Certificato Leggi il manuale delle istruzioni della colonna

Prima di utilizzare una nuova colonna, è necessario leggere attentamente le sue istruzioni per comprendere la natura del riempimento, le condizioni di utilizzo e i metodi di manutenzione . Questo aiuta a garantire l'uso corretto della colonna e estende la sua durata di servizio .

 Usa una colonna ben riempita

Assicurati che la colonna sia ben riempita, nessuna bolle, nessuna crepa e altri difetti . Questo aiuta a garantire la coerenza e l'accuratezza dell'effetto di separazione cromatografica .

 Ridurre al minimo le fluttuazioni dello stress

Nel processo di separazione cromatografica, le fluttuazioni della pressione dovrebbero essere ridotte al minimo per evitare gli shock meccanici e termici . questo aiuta a proteggere i riempitivi di colonne ed estendere la loro durata di servizio .

 Usa colonne protettive e filtri in linea

Per proteggere i riempitivi di colonne da contaminazione e danni, possono essere utilizzati colonne protettive e filtri in linea . Questo aiuta a filtrare le particelle di impurità e componenti fortemente trattenuti nella fase del campione e mobile .

 Lavare la colonna spesso con solvente forte

Il lavaggio regolare della colonna con un solvente forte può rimuovere impurità e contaminanti rimanenti sulla superficie del riempitivo e mantenere la sua buona prestazione di separazione .

 Filtrare completamente il campione e la fase mobile

Prima di iniettare il campione e la fase mobile nella colonna, dovrebbe essere completamente filtrato per rimuovere le particelle di impurità . Questo aiuta a evitare l'intasamento di imbottiti e una ridotta effetto di separazione .

 Controlla la temperatura della colonna

La temperatura di utilizzo della colonna ha un effetto importante sul suo effetto di separazione . in circostanze normali, la temperatura della colonna dovrebbe essere inferiore a 40 gradi . per colonne con matrice di gel di silice, il valore del pH della fase mobile deve essere mantenuto tra 3 . 0 e 8,0 per evitare il danno di riempimento e il danno ridotto.

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