Elution und Regeneration

Wenn das chromatographische Medium erschöpft ist, sollte es eluiert werden. Das Grundprinzip besteht darin, das Zielprodukt durch ein aktiveres Ion oder eine aktivere Gruppe zu desorbieren. Verschiedene Sorbentien unterscheiden sich in ihrer Aktivität. Daher sollte ein geeignetes Eluent gewählt werden, um das Protein zu eluieren.  Chromatographiemedien .

Es gibt grob drei Möglichkeiten, die Ionenaustauschchromatographie zu eluieren:
Eine Methode ist die simultane Elution. Als Eluent kann eine verdünnte Säure, Lauge oder Salzlösung verwendet werden, auch ein geeignetes organisches Lösungsmittel ist möglich, wobei hauptsächlich Salzlösungen verwendet werden. Die Dosierungsform wird je nach Art des Zielprodukts und des Endprodukts ausgewählt. Da die zu absorbierende Substanz häufig nicht aus einer einzelnen Spezies besteht, ist die Ladung jeder Substanz unterschiedlich und die Bindungsstärke an das Medium ist unterschiedlich. Selbst bei Verwendung des gleichen Eluenten fließt die leicht austauschbare Substanz zuerst aus dem Medium, und die Bindungskraft ist stark. Nachdem das Material entladen wurde, können verschiedene Substanzen getrennt werden, um ein relativ reines Produkt zu erhalten, sofern es durch Fraktionierung gesammelt wird. Diese Methode wird häufig zur Trennung verwendet, wenn die Leistung des Zielprodukts gut verstanden ist, oder zur Trennung analytischer Spezies.

Die zweite Methode ist die schrittweise Elution, d. h. die Elution mit unterschiedlich konzentrierten Salzlösungen. Während des Austauschadsorptionsprozesses werden verschiedene Proteine ​​adsorbiert. Bei konstanten Elutionsbedingungen können nicht alle Komponenten richtig getrennt werden und die Elutionsbedingungen müssen geändert werden. Eine schrittweise Änderung ist möglich, d. h., für die stufenweise Elution werden unterschiedliche Eluenten oder Eluenten mit unterschiedlichem pH-Wert verwendet. Je nach Konzentration des Eluenten und Säuregehalt können unterschiedliche Elutionspeaks erzielt werden. Das heißt, mit einer bestimmten Salzkonzentration kann ein Zielprotein erhalten werden, mit unterschiedlichen Salzkonzentrationen hingegen unterschiedliche Zielproteine. Diese schrittweise Elutionsmethode eignet sich zur Trennung von Proteinen bekannter Beschaffenheit, ist besonders für die Massenproduktion geeignet und leicht durchzuführen und zu kontrollieren.

Der dritte Typ ist eine kontinuierliche Gradientelution, d. h. die Änderung der Ionenstärke oder des pH-Werts des Eluats entsprechend einer bestimmten linearen Änderung (im Allgemeinen nur in Sonderfällen unter Verwendung einer Elutionsmethode, die den pH-Wert ändert). Bei der Eluentengradierung werden verschiedene Proteine ​​nacheinander ersetzt, um verschiedene Proteinkomponenten zu erhalten, und gleichzeitig werden die Proteine ​​im Allgemeinen nicht verklebt. Die Gradientelution ist die am häufigsten verwendete Elutionsmethode in der Ionenaustauschchromatographie und auch die Elutionsmethode mit der stärksten Elutionsfähigkeit, die sich für die Elution ähnlicher Komponenten mit ähnlichen Ladungseigenschaften eignet.

Beim Elutionsprozess kann entweder die Gleichstromelution oder die Gegenstromelution angewendet werden. Die Gleichstromelution wird auch als Vorwärtselution bezeichnet, d. h. die Fließrichtung des Eluats entspricht der Fließrichtung des Arbeitsfluids, die Gegenstromelution auch als Rückwärtselution bezeichnet. Bei dieser Elution ist die Fließrichtung des Eluats entgegengesetzt zur Fließrichtung des Arbeitsfluids. Wird die Zulaufflüssigkeit von oben nach unten durch die Austauschsäule ausgetauscht und adsorbiert, ist die Konzentration des Adsorbats in der oberen Schicht der Austauschsäule höher als in der unteren Schicht. Durch die Rückwärtsdesorption des Eluats von unten nach oben kann die Elution effizienter erreicht werden. Da die Rückwärtselution jedoch deutlich aufwendiger ist als die Vorwärtselution, basiert sie meist auf einer positiven Elution.

Die Flussrate des Elutionsmittels beeinflusst ebenfalls die Trennung der Ionenaustauschchromatographie. Die Elutionsrate wird üblicherweise konstant gehalten. Im Allgemeinen ist die Auflösung bei langsamer Elution besser als bei schneller Elution. Eine zu niedrige Elutionsrate führt jedoch zu langen Trennungszeiten, Nebeneffekten wie Probendiffusion, einer Verbreiterung der Spektrumsspitzen und einer verringerten Auflösung. Es hängt also von der tatsächlichen Situation ab. Wählen Sie die geeignete Elutionsrate. Wenn die Elutionsspitzen in einem bestimmten Bereich relativ konzentriert sind und es zu Überlappungen kommt, sollte der Gradientenbereich entsprechend reduziert oder die Elutionsgeschwindigkeit verringert werden, um die Auflösung zu erhöhen. Ist die Auflösung gut, aber die Elutionsspitze zu breit, sollte die Elutionsrate entsprechend erhöht werden.