110 8503-13 AAV空殻率分離カラムセドリスBIA

今日は、核酸最適化を行う際に、なぜ従来の多孔質粒子充填カラムよりも全体カラムを選択するのかを見てみましょう。を選択します。作成されたカラム全体の核酸精製の原理アニメーションは、イメージが生き生きとしていて、理解しやすく、この記事の多くの重要な点は、アニメーションに描かれています。動画を見終わって、興味がなければ、次の文字を見る必要はありません。文章が長すぎて、手間がかかるからです

=多孔質粒子充填カラムと一体カラム

拡散と対流の基本概念

多孔質媒体中の拡散物質移動

クロマトグラフィーでは、固定相と流動相の間の距離は非常に小さく、ナノメートル級からミクロン級までであるが、拡散によって生体分子の物質移動過程を実現する多孔質媒体にとっては、このような距離は非常に大きい。多孔質粒子が装填するカラムでは、拡散は粒子の孔径内部に溶質分子が出入りする方式である（孔径内部の流速が0である），溶質分子が大きいほど拡散が遅くなり、固定相多孔質媒体の動的結合容量が低くなる。

さらに、多孔質粒子クロマトグラフィーにおいても、対流物質と拡散物質の相互作用は固定相媒体の結合容量の低下をもたらす。対流が生物高分子を押し流す前に、多孔質粒子の内部に非常に短い時間拡散します。流速が速いほど、窓時間が短くなり、溶質が粒子孔径内部に拡散するのに間に合わず、対流によって流されてしまうため、粒子の結合容量は低くなる。生体高分子拡散係数の低下によるクロマトグラフィー固相媒体結合容量の低下は、流速を低下させることで補うことができる。まとめて言えば、多孔質粒子媒体において、固定相結合容量は流速と溶質の大きさに反比例する。

多孔質粒子中で異質性物質移動が発生し、流速が速すぎると、緩やかな拡散過程で粒子の孔径内部と粒子の空隙との間の溶質分子の濃度バランスを実現することができない。

固定相媒体の動的結合容量に対する流速の影響。左図：流速の増加により拡散物質移動効率が低下し、多孔質媒体の結合容量は流速の増加に伴って低下した。右図：全体柱の中は対流物質移動であり、その固相媒体結合容量は流速の影響を受けない。注：ここでの曲線はBreakthrough Curveと呼ばれ、縦軸は過負荷によって失われた蛋白質が全蛋白質に占める含有量を指し、横軸は基質1 ml当たりに積載された蛋白質量（mg protein load/medium volume（mg/ml））を指す

固相媒体の孔径と結合表面積の差

核酸などの高分子物質は、カラム全体においてより高い結合容量を有しており、これも同様であるモノリスカラムは生体高分子により大きな結合表面積関係を提供する。全体のカラムでは、内部配管の表面積全体が溶質分子によって結合されています。

多孔質媒体カラムでは、溶質分子は粒子外部の全表面積に支障なく接触することができるが、外部表面積は粒子孔径内部表面積の2%にすぎない。より大きな溶質分子を収容するには、より大きな粒子孔径しかないが、溶質分子が粒子孔径の内部表面に無制限に結合するには、粒子の平均孔径が溶質分子の10倍を超える必要がある多いです。多孔質媒体の孔径が100 nmを超えるのは非常にまれであり、孔径が大きすぎると粒子の安定性が低下するためである。

溶質の大きさと粒子の孔径の大きさは媒体結合能力に深刻な影響を与える

プラスミドDNAが媒体表面に吸着する

そのため、粒子の孔径と媒体単位面積の結合質量から見ると、モノリスカラムは高分子溶質に適しているこれは、より高い媒体結合容量を提供することができるためである。そして小分子に対して（タンパク質）多孔質媒体はより効率的な結合能力を有する。

全体カラムと多孔質媒体中の異なる大きさの溶質分子の結合容量の違い

一体柱内の層流と多孔質媒体中の乱流摩擦力の存在により、媒体表面の流速は0であり、媒体表面から離れるほど層流速度が速くなり、層流分散を引き起こす。

分散はクロマトグラフィー解像度の敵である。一体柱では、わずかな層流分散しか存在しない様々な大きさの溶質分子に対して、様々な流速で、いずれも良好なクロマトグラフィー解像度を持つを選択します。逆に、多孔質媒体で発生する分散源はより多く、より深刻な程度である、メイン非効率な拡散と渦分散を含む。流速が増加するにつれて溶質分子が増加し、拡散が遅いほど総分散度が深刻になり、解像度が低いほど。

異なる媒体、異なる流速、異なるタイプの分散を引き起こし、それによってクロマトグラフィー分解能に影響を与える。モノリスカラムの分解能は溶質分子や流速に影響されない

多孔質粒子ギャップによる渦せん断力

まとめ

全体カラムは第4世代クロマトグラフィー固定相として用いられ、生物高分子を迅速に分離精製する上で、伝統的な多孔質媒体と比べて、特別な優位性があり、全体カラムの優れた精製性能は内在的な特性によって決定され、対流に基づく物質移動方式と効率的な結合能力（特に生物高分子）、溶質の大きさ、流体速度に依存しない高分解能、孔径制限のない、広範な結合可能表面積、微弱なせん断力。高品質で高純度のプラスミドDNAとRNA分子を得ることは、DNAワクチンまたはRNAワクチンにとって重要なプロセスの源である。巨大な質量と直径のため、プラスミドDNAまたはRNA分子精製プロセスを開発する際に、性能がより*の全体カラムを開発する際に非常に良い選択があります。