AKTA Purifier 100蛋白纯化仪与层析系统详解

一、系统概述与市场定位

AKTA Purifier 100是Cytiva公司（原GE Healthcare）推出的中低压层析系统，专为实验室规模的蛋白质纯化工艺开发而设计。作为AKTA系列的基础型号，该系统在科研院所、生物技术公司和制药企业的研发部门广泛应用，特别适合重组蛋白、抗体片段、核酸等生物分子的精细纯化工作。系统采用模块化设计，平衡了性能与成本，是连接手动纯化与大型自动化系统的理想过渡平台。

二、核心硬件配置与技术参数

1. 关键性能指标

• ​流速范围​：0.01-100 mL/min（精度±1%）
• ​压力范围​：0-10 MPa（100 bar）
• ​紫外检测​：190-700 nm三波长同步监测
• ​电导检测​：1 μS/cm-999.9 mS/cm
• ​pH监测​：2-12范围（带自动温度补偿）

2. 主要功能模块

• ​泵系统​：P-900双活塞串联泵（陶瓷材质）
• ​检测单元​：
  • UV-900紫外检测器（光纤传导技术）
  • pH/C-900组合传感器
• ​组分收集​：Frac-900分馏器（支持96孔板）
• ​阀门系统​：8通道多功能切换阀
• ​温控选项​：4-40℃柱温箱（需选配）

三、层析技术与方法开发

1. 支持的主要层析模式

2. 智能化方法开发工具

• ​Scouting功能​：自动筛选最佳pH/盐浓度
• ​缓冲液向导​：内置500+缓冲液配方数据库
• ​柱参数库​：预置主流商业化层析柱参数
• ​方法模板​：提供各类蛋白的标准纯化方案

四、Unicorn控制软件特性

1. 核心功能模块

• ​方法编辑器​：图形化编程界面
• ​系统控制台​：实时监控所有参数
• ​数据处理​：自动积分/定量分析
• ​报告生成​：符合GLP规范的数据输出

2. 高级功能特点

• ​峰收集策略​：
  • 固定体积收集
  • 峰斜率触发收集
  • UV阈值控制收集
• ​安全体系​：
  • 12级用户权限管理
  • 电子签名支持（21 CFR Part 11选配）
  • 完整的审计追踪记录

五、典型应用案例

1. 重组His标签蛋白纯化流程

1. ​样品准备​：细胞裂解液离心过滤（0.45 μm）
2. ​亲和捕获​：Ni Sepharose HP柱（5 mL）
   • 结合缓冲液：20 mM磷酸钠，500 mM NaCl，20 mM咪唑，pH7.4
   • 洗脱梯度：20-500 mM咪唑，10 CV
3. ​脱盐处理​：HiPrep 26/10 Desalting柱
4. ​精细纯化​：Superdex 75凝胶过滤柱

2. 单克隆抗体片段（Fab）纯化

• ​捕获阶段​：Protein A亲和层析（pH梯度洗脱）
• ​去聚体​：Superdex 200 Increase SEC
• ​内毒素去除​：Q Sepharose XL阴离子交换
• ​最终制剂​：PBS缓冲液置换（PD-10柱）

六、操作维护要点

1. 日常使用规范

• ​系统启动​：
  1. 20%乙醇冲洗管路（30分钟）
  2. 缓冲液平衡至基线稳定（ΔUV<2 mAU）
  3. 柱压测试（不超过填料最大耐受压力）
• ​关机程序​：
  1. 纯水冲洗（5倍系统体积）
  2. 20%乙醇保存（所有流路）
  3. pH电极浸泡于3M KCl溶液

2. 周期性维护

• ​每周​：
  • 更换泵头密封圈润滑剂
  • 检查废液管路通畅性
  • 清洁样品注射器
• ​每季度​：
  • UV灯能量测试（需>50%初始值）
  • pH电极校准（三点校准）
  • 系统压力测试（最大流速下）

七、市场配置与选购建议

1. 标准配置与选配件

• ​基础套装​：
  • 主机+UV/pH/电导检测
  • Frac-900组分收集器
  • Unicorn 7软件
• ​推荐选配​：
  • 柱温箱（4-40℃）
  • 在线脱气装置
  • 自动进样器（A-900）
  • 多波长检测升级包

2. 技术服务支持

• ​安装认证​：IQ/OQ验证服务
• ​培训体系​：
  • 基础操作课程（2天）
  • 高级方法开发课程（3天）
  • GMP合规性专项培训
• ​维修网络​：全国12个城市驻点工程师

AKTA Purifier 100凭借其可靠性能和方法开发灵活性，已成为实验室蛋白纯化的标杆系统。对于需要从复杂样品中获取高纯度生物分子的研究项目，该系统提供了从方法摸索到小规模制备的完整解决方案，是连接基础研究与产业应用的理想技术平台。