蛋白质纯化系统种类与常用品牌

蛋白质纯化系统根据应用场景、分离技术和规模可分为实验室级、小规模工业生产级和大规模工业级系统。这些系统结合多种分离技术（如亲和层析、离子交换、凝胶过滤等），广泛应用于基础研究、生物制药和工业酶生产。

以下是蛋白质纯化系统的主要类型及常见品牌。

一、蛋白质纯化系统的分类

1. 按应用场景分类

1. 实验室级蛋白质纯化系统

• 用于基础研究和小规模蛋白纯化。

• 特点：模块化、灵活性高，适合多种分离需求。

• 示例：ÄKTA pure、Bio-Rad NGC系统。

2. 小规模工业生产级

• 用于中试规模或临床前研究的蛋白生产。

• 特点：处理量较大，支持自动化操作。

• 示例：ÄKTA avant、Sartorius工业级系统。

3. 大规模工业级

• 用于大规模生物药物和工业酶生产。

• 特点：高通量、高效率，支持批量生产。

• 示例：GE Healthcare ÄKTAprocess、Thermo Fisher工业层析系统。

2. 按分离技术分类

1. 亲和层析系统

• 原理：利用蛋白质与配体的特异性结合（如His标签蛋白与Ni²⁺结合）。

• 用途：用于抗体、His标签重组蛋白的高特异性纯化。

• 示例：HisTrap和Protein A层析柱配套的系统。

2. 离子交换层析系统

• 原理：基于蛋白质电荷差异，通过离子交换树脂分离。

• 用途：用于分离不同pI值的蛋白质。

• 示例：HiTrap IEX层析柱配套的系统。

3. 凝胶过滤层析系统

• 原理：按分子量大小分离蛋白，较大分子先流出。

• 用途：用于分离蛋白质聚合物、降解产物或复合物。

• 示例：Superdex系列凝胶过滤柱配套的系统。

4. 疏水作用层析系统

• 原理：基于蛋白表面疏水性差异，通过疏水树脂分离。

• 用途：分离疏水性较强的蛋白。

• 示例：Phenyl Sepharose柱配套的系统。

5. 多功能系统

• 特点：支持多种分离技术，适合复杂样品的综合纯化。

• 示例：ÄKTA pure、Bio-Rad NGC系统。

二、常见蛋白质纯化系统品牌及设备

1. GE Healthcare (Cytiva)

1. ÄKTA pure

• 特点：实验室级，模块化设计，适合多种分离模式。

• 应用：从小规模实验到中试规模的蛋白质纯化。

2. ÄKTA avant

• 特点：适用于中试级别，支持高通量处理和自动化操作。

• 应用：生物药物的中试规模生产。

3. ÄKTAprocess

• 特点：工业级系统，支持大规模生产。

• 应用：适用于生物制药和工业酶生产。

2. Bio-Rad

1. NGC系统

• 特点：实验室级纯化系统，灵活性强，模块化设计。

• 应用：适用于小型实验室的多种分离模式。

2. BioLogic DuoFlow

• 特点：双泵设计，支持复杂梯度分离。

• 应用：蛋白质和多肽的高分辨率纯化。

3. Thermo Fisher Scientific

1. ProPac系统

• 特点：高灵敏度，适合高分辨率的蛋白质纯化。

• 应用：分析性分离和制备性分离。

2. Dionex系统

• 特点：适合蛋白质组学研究，支持在线分析和高效分离。

3. 工业层析系统

• 特点：适合生物药物的大规模生产，支持CIP（清洁原位）操作。

• 应用：抗体药物、疫苗生产。

4. Sartorius

1. 工业级层析系统

• 特点：支持大批量蛋白生产，自动化程度高。

• 应用：适合工业酶和治疗性蛋白生产。

2. 实验室级层析系统

• 特点：紧凑设计，适合研究级别的蛋白质纯化。

• 应用：高纯度蛋白提取。

5. Agilent Technologies

1. Agilent 1260 Infinity II

• 特点：高性能液相色谱系统，适合蛋白质和多肽的分离纯化。

• 应用：药物开发和蛋白质组学研究。

6. Novasep

1. BioSC平台

• 特点：专为连续纯化设计，适合高通量操作。

• 应用：生物药物的连续生产。

三、蛋白质纯化系统的选择指南

1. 根据实验规模选择

• 小规模实验：选择实验室级系统（如ÄKTA pure、Bio-Rad NGC）。

• 中试规模：选择中试级系统（如ÄKTA avant、Sartorius小型工业系统）。

• 工业生产：选择大规模工业级系统（如ÄKTAprocess、Thermo Fisher工业系统）。

2. 根据目标蛋白特性选择

• His标签蛋白：优先使用亲和层析系统（如Ni²⁺柱）。

• 电荷特性明显：选择离子交换层析系统。

• 复杂混合物：选择多功能纯化系统。

3. 根据预算选择

• 实验室级系统价格较低（通常在20万–80万元人民币）。

• 工业级系统成本较高（通常在100万元人民币以上）。

四、蛋白质纯化系统的应用领域

1. 基础研究

• 提取目标蛋白用于功能研究、结构解析和生物活性分析。

2. 生物制药

• 分离和纯化抗体、疫苗、重组蛋白，用于药物开发。

3. 工业酶生产

• 高效提取用于食品、化学工业的酶类。

4. 蛋白质组学

• 从复杂样本中分离蛋白质组分，用于质谱分析。

5. 诊断试剂开发

• 制备高纯度的酶标抗体、抗原，用于体外诊断试剂盒。

总结

蛋白质纯化系统根据应用需求分为实验室级、中试级和工业级，涵盖多种分离技术，能够满足基础研究、生物制药和工业生产的需求。常见品牌如GE Healthcare的ÄKTA系列、Bio-Rad的NGC系统和Thermo Fisher的ProPac系统，提供了灵活、高效的解决方案。选择合适的系统需综合考虑实验规模、目标蛋白特性和预算等因素，以确保实验效率和纯化效果。