离子交换色谱填料
Cellufine™ MAX S, Q, CM, DEAE, GS

高流速,高载量
  Cellufine™ MAX 是一种新型高流速Cellufine填料。 JNC先进的交联技术造就了在高流量和压力下操作更加稳健的基础微球颗粒。此外,Cellufine MAX离子交换(IEX)填料使用表面改性技术, 极大地提高了配体的可用性,从而带来更高的动态结合载量。Cellufine MAX IEX填料有六款产品,包括阴离子和阳离子交換填料。

新产品
Cellufine MAX GS
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Application data:用Cellufine MAX GS単抗体纯化(PDF)


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Cellufine阳离子IEX树脂的吸附研究(PDF (PDF)


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Cellufine MAX的基质
  纤维素是一种天然多糖,具有与非结晶多糖如琼脂糖不同的独特的结晶分子结构。 因此,Cellufine具有独特的孔状结构,如图1所示。 新型Cellufine MAX系列产品是所有Cellufine色谱填料中孔径最大的。 在Cellufine MAX IEX的填料中由于有这様的孔径所以其提供了卓越的机械强度和出色的分離能力。 这在甲状腺球蛋白的层析曲线中可见一般,甲状腺球蛋白是一种非常大的蛋白质(图2)。

图1. Cellufine MAX基球的SEM分析

图2. Cellufine DEAE弱阴离子交换填料与甲状腺球蛋白的层析曲线

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部分Cellufine MAX IEX的填料结构
  Cellufine MAX IEX填料的配基结构如图3所示。 S,Q,CM和DEAE分别为强阳离子,强阴离子,弱阳离子和弱阴离子交换填料。Cellufine MAX S和Q有两款子型h和r填料。 Cellufine MAX强离子交换填料(X)的子型X-h和X-r之间的差异是由于填料的设计所导致的。 通过优化配基含量和葡聚糖侧链,X-h型被设计为比X-r型具有更高的结合能力。  
Fig 3. Ligand structure of Cellufine MAX IEX

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Cellufine MAX IEX填料的特点
  表1显示了Cellufine MAX IEX填料的基本特性。所有Cellufine MAX IEX填料均基于在90μm(平均)高度交联的纤维素基球表面上修饰了葡聚糖测链。Cellufine MAX IEX填料被设计用在生物制药纯化工艺上。
特点
类型 MAX CM MAX S-r MAX S-h MAX DEAE MAX Q-r MAX Q-h
基质 Cellufine MAX IEX填料的压力流动特性
粒径 (μm) 40 -130
配基 CM S S DEAE Q Q
离子交换容量 (meq / ml-gel) 0.09 - 0.22 0.09 - 0.21 0.10 - 0.22 0.12 - 0.22 0.10 - 0.20 0.13 - 0.22
10% DBC(mg/ml) 溶菌酶 220 144 191      
牛血清白蛋白       197 141 225
人γ-球蛋白 104 131 216 108 74 135
pH稳定性 2 -13 2 -13 3 -14 2 - 12 2 - 12 2 - 12
储存 20% Ethanol

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Cellufine MAX IEX填料的压力流动特性
  填料可实现高流量操作,这对于高效纯化生物制品至关重要。
  下图显示Cellufine MAX IEX填料在30 cm柱径20 cm柱高中的压力 - 流速曲线(图4),所有Cellufine MAX IEX填料均可在实际流速(500 cm / h)和压力下运行
Cellufine MAX阳离子交换填料   Cellufine MAX阴离子交换填料

图4. Cellufine MAX IEX交换填料的压力 - 流速曲线
层析柱:30 cm柱径,20 cm柱高
流动相: 24℃纯水

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Cellufine MAX IEX填料的动态结合能力
  Cellufine MAX IEX填料的高效移质特性被卓越的转化为动态结合能力(DBC)。 图5至7显示了Cellufine MAX IEX填料在不同滞留时间的模型蛋白的DBC。 所有Cellufine MAX IEX填料在一定的滞留时间范围内都是稳定的。
  图8显示,通过一系列蛋白特性与竞争性填料之间的比对Cellufine MAX S均表现出卓越的动态结合性能。
  Cellufine MAX IEX填料的这些独特特性使其不仅适用于生物制药纯化的上游步骤,也适用于下游步骤。
Cellufine MAX阳离子交换填料   Cellufine MAX阴离子交换填料

图5. Cellufine MAX S的停留时间与免疫球蛋白G动态结合载量的关系
层析柱:5 mm ID×50 mm L
样品:人多克隆免疫球蛋白G(1mg/ml)
缓冲液:10mM 醋酸盐,50mM NaCl(pH4.3)
 
图6. Cellufine MAX Q的停留时间与牛血清白蛋白动态结合载量的关系
层析柱: 5 mm I.D. x 100 mm L
样品:牛血清蛋白 (1 mg/ml)
缓冲液: 50mM Tris-NaCl(pH8.5)

Cellufine MAX弱离子交换填料
  Cellufine MAX強离子交换填料
图7. Cellufine MAX CM(人多克隆免疫球蛋白G)以及DEAE(牛血清蛋白)的滞留时间与-动态结合载量的关系
层析柱:5 mm ID x 50 mm L
样品:人多克隆免疫球蛋白G (1 mg/ml)
牛血清蛋白 (1 mg/ml)
缓冲液:免疫球蛋白G为10mM 醋酸盐(pH5.6)
牛血清蛋白为Tris-NaCl(pH8.5)

 
图8. Cellufine MAX S和琼脂糖填料各种模型蛋白的DBC(滞留时间1min)
人多克隆免疫球蛋白G:10mM 醋酸盐(pH4.3)-50mM NaCl
牛血清蛋白:10mM 醋酸盐(pH4.3)-50mM NaCl
溶菌酶:Tris-NaCl(pH9.5)

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Cellufine MAX IEX填料标准模型蛋白分离性能
  Cellufine MAX IEX填料针对高吸附和高分辨率进行了优化。 用MAX S-h(强阳离子)和MAX CM(弱阳离子)进行标准模型蛋白的分离结果如图9和10所示。
Cellufine MAX阳离子交换填料   Cellufine MAX阴离子交换填料

图9. Cellufine MAX S-h与MAX CM分离标准模型蛋白
层析柱:6.6 mm ID×50 mm L
缓冲液 A:10 mM磷酸盐缓冲液 (pH 7)
缓冲液 B:10 mM磷酸盐缓冲液 (pH 7)+ 1M NaCl
      (0→50 % 线性梯度)
流速:0.86ml/min(停留时间2分钟)
蛋白质:  核糖核酸酶 A (5 mg/ml),
     细胞色素 C (2.5 mg/ml),
     溶菌酶 (1.5 mg/ml)
上样体积:1.5ml
 
图10. Cellufine MAX Q- h及MAX DEAE分离标准模型蛋白
层析柱:6.6 mm ID×50 mm L
缓冲液 A:50 mM Tris-HCl (pH 8.5)
缓冲液 B:50 mM Tris-HCl (pH 8.5) - 1 M NaCl
     (0→75 % 线性梯度)
流速:0.86 ml/min (停留时间2分钟)
蛋白质:  转铁蛋白 (5 mg/ml),
     牛血清蛋白 (10 mg/ml),
     胃蛋白酶 (5 mg/ml)
上样体积:1.5 ml

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化学稳定性和定位在线清洗
  纤维素是众所周知的具有化学和物理稳定性的天然产物。 因此,由于Cellufine是从纤维素中提取的,它对化学品,腐蚀性和酸性溶液也具有良好的稳定性。 所有Cellufine MAX IEX填料的CIP均可使用0.5 M NaOH溶液进行。使用过的填料在清洁后储存在2 - 25ºC下的20%乙醇中。


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Cellufine MAX GS是一款优化了配基密度的新型强阳离子色谱填料,从治疗性单克隆抗体中具有去除多聚体的优异性能。

Cellufine MAX GS填料的特性
  Cellufine MAX GS的基本特性如表1所示,Cellufine MAX GS的基球为90μm(平均值)高度交联的纤维素颗粒,与其他Cellufine MAX IEX填料相同。

基质 高度交联纤维素
粒径 40~130 μm
配基类型 -R-SO3-Na+
离子交换容量 (m mol / ml) 0.09〜0.15
溶菌酶吸附容量 (mg / ml) ≧ 100
多抗IgG 10% DBC (mg / ml) ≧ 70
工作压力 < 0.3 MPa
pH稳定性 pH 2 ~ 13

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Cellufine MAX GS的压力流动特性
  图1 显示了Cellufine MAX GS在30cm I.D×20cmL层析柱下的压力-流速曲线。数据显示Cellufine MAX GS具有优异的流动特性,适用于大规模工艺生产。

 
图1
层析柱: 30 cm I.D. x 20 cm L
流动相: 纯净水 (24℃)

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Cellufine MAX GS标准模型蛋白分离性能
  Cellufine MAX GS是通过NaCl或pH梯度从IgG单体中高效分离聚集体。 图2显示了比较Cellufine MAX GS与S琼脂糖介质用于多克隆IgG的单体/聚集体分离(图2a)和单克隆抗体NaCl梯度洗脱(图2b)。 Cellufine MAX GS已被证明是一款适用于从单克隆抗体中去除聚集体的有效填料。

 
图 2a
多抗免疫球蛋白:: 耐热耐酸的多抗免疫球蛋白
缓冲液: 乙酸盐 (pH5.0), 50mM →1 M 氯化钠  多抗免疫球蛋白
上样量: 1 ml
多抗免疫球蛋白浓度: 2 mg/ml

 
图 2b
层析柱: 5 mm ID × 50 mm L
缓冲液: 柠檬酸盐缓冲液 (pH 5.0)
氯化钠梯度: 0.2→0.5 M
单抗上样量: 1 ml
流速: 0.66 ml/min

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Cellufine MAX GS的动态结合能力
  Cellufine MAX GS的高效移质特性被极好的转化为动态结合能力(DBC)。 图3显示了在不同滞留时间多抗IgG的动态结合能力(DBC)。Cellufine MAX GS适用于抗体下游的纯化步骤。

 
图 3
条件;
层析柱: φ5 mm×5 cm L
多抗免疫球蛋白浓度: 1 mg/ml
吸附缓冲液: 10 mM 乙酸盐 (pH 5.0) + 50 mM 氯化钠

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