层析工艺指南 | 在BPG层析柱中装填Capto ImpRes系列填料

2026-03-05 13:40:16, Chengyi WANG Cytiva（思拓凡)

Cytiva工业级层析填料历史悠久，一直以稳健、一致的放大性著称。几十年来，我们对于填料的结构与性质进行着不断的优化，越来越多能够适应现代化高效率高通量生产的填料基球得以上市。

这些基球拥有更加优秀的刚性与均一性，能够耐受更高的流速和压力，为获得稳定且可重复的纯化效果，必须确保填料在柱内实现高效、均匀且可验证的装填。

图1：Cytiva填料骨架发展历史

Capto ImpRes系列层析填料专为生物工艺应用中各种生物分子的高通量中间纯化和精纯步骤而设计。这些填料基于高流速琼脂糖制成，具有出色的纯化效果。本文将带大家了解本系列填料在工业级层析柱中的装填方法。

选择合适的装柱缓冲液

该填料在水中以及在体积分数为20%的乙醇溶液中均会快速沉降。使用上述溶液进行装柱时，应在装柱完成后立即冲洗管路与喷嘴，以避免流路堵塞。而在盐溶液当中，填料的沉降速度更慢，所以在装柱时应当采用更大的装填系数PF对柱床进行手动的压缩。

对于不同类型的层析柱，各种缓冲体系的适用优先级会有所不同。不同的缓冲体系下的PF值如表格中所示，可看出填料在不同缓冲液中的沉降差异：

缓冲溶液	Capto Q ImpRes Capto adhere ImpRes	Capto SP ImpRes Capto MMC ImpRes
Water	1.15	1.15
20% 乙醇	1.15	1.15
10 mM NaCl	1.20	1.20
400 mM NaCl	1.20	1.20
20%乙醇和200 mM醋酸钠	N/A	1.20

表1：不同缓冲体系下，各种Capto ImpRes填料的装填系数PF

装填BPG层析柱（10到40 cm柱高）

BPG层析柱是用于工艺开发和生产的玻璃层析柱。单螺杆适配器便于且高效地进行装填和运行。这些主管的直径范围为100至450 毫米。这里所描述的装填方法适用于所有BPG 100至300规格的柱子，柱高在10到40 cm范围内。装柱过程中的参数设置可参考下表：

表2：Capto ImpRes填料在BPG层析柱中的装填

填料、层析柱和系统的准备

检查玻璃柱管是否有破损和划痕，在上下两端换好新的10 微米筛网；
使用水平仪将柱管调平；
为确保安全，可将泄压阀置于泵出口位置，并将压力表添加到柱头位置；
取沉降系数CF=1.12，即目标柱体积的1.12倍量取填料（以装柱缓冲液为水为例，其他缓冲液体系的CF可查询说明书或装柱手册），置换到装柱缓冲液中并搅拌均匀。搅拌均匀的匀浆将更有助于形成均一的柱床，在搅拌时，请使用不带有锋利叶片或边缘的搅拌器，防止损坏填料。

装柱流程

设置报警压并排除气泡；
将匀浆缓慢导入层析柱中，并将柱壁上的填料冲洗干净，使匀浆上方清澈液高度大概在1 cm左右；
插入柱头并与柱管固定，将柱头下降至匀浆表面，可以允许一些清液穿过密封环到柱头上方，收紧密封环。确保柱顶阀门打开，缓慢将柱头下移直至看不到有气泡从顶部阀门逸出；
设置流速60 cm/h，并迅速将顶部阀门切换到柱内流路，打开柱底阀门，直到柱床被压实，根据柱子规格和柱床高度选择PF并计算，标记目标柱高位置；
停止流速并关闭底部阀门。松开密封圈，并将柱头向下移动至柱床上方1厘米处，收紧密封圈。将顶部阀门调至排放位置，并使用接头对柱床进行手动压缩，使其达到柱子上的标记位置。多余的缓冲液将通过柱顶排出。然后可使用bypass流路清洗整个管路；
调整顶部阀门至柱内，打开底部阀门，设置恒压0.3 MPa，运行5个CV，缓慢降低流速2分钟，然后将上下管路对调，采用反向流速重复一遍此流程。

柱效评估

柱效测定方法可参考填料说明书或往期推文：

当理论塔板高度h≤3，对称性As处于0.8至1.8之间时，可认为柱子的装填效果较好，此外，您可以根据工艺需求，设定评估装填效果的其他标准，如压力流速特性：在给定的流速操作窗口内，压力流速应当保持良好的线性关系（见图2）。