Application photo showing the Vivaflow SU system set up for diafiltration on a laboratory bench

싸토리우스 래피드 버퍼 교환 솔루션으로 당신의 방법을 교환하세요

신속한 버퍼 교환을 위한 한외여과

버퍼 교환은 대부분의 고분자 정제 워크플로우에서 간단하지만 중요한 기술입니다. 이를 통해 원치 않는 물질을 제거하거나, 샘플 조건을 조정하거나, 샘플에 구성 요소를 도입할 수 있습니다.

예를 들어, 이온 교환 또는 친화성 크로마토그래피에서 고분자를 효율적으로 포집하려면 특정 버퍼 조건이 필요합니다. 따라서 크로마토그래피 전에 최적의 로딩 버퍼로 샘플을 교환하는 것이 일반적으로 권장됩니다.

His-태그 단백질을 정제된 세포 배양액에서 정제하고 있나요? 일부 배지 조성에는 킬레이트제가 포함되어 있어 친화성 크로마토그래피 매트릭스의 금속 이온을 제거할 수 있습니다. 샘플을 싸토바인드^® 랩 IDA에 로딩하기 전에 버퍼 교환을 통해 이러한 불필요한 물질을 효과적으로 제거하세요!

버퍼 교환의 일반적인 응용

염분 및 세제 제거
이온 강도 및 pH 조정
저분자량 오염물질 제거
보조인자 또는 억제제 소개
방부제 첨가

완충액 교환을 위해 투석, 겔 여과 및 한외여과 () 등 세 가지 인기 있는 방법이 있습니다. 싸토리우스의 완충액 교환 솔루션은 다른 방법들에 비해 유연성, 속도, 낮은 완충액 소비로 인해 한외여과를 선택 방법으로 사용합니다.

	투석	겔 여과	한외여과
장비 요구사항	낮음	높음	낮음-중간
소모품	일회용	일회용 또는 재사용 가능	일회용 또는 재사용 가능
샘플 처리량	낮음	낮음	높음
공정 시간	느리게	빠르게	빠르게
버퍼 낭비	높음	낮음-중간	낮음

표 1: 버퍼 교환에 사용된 방법 비교.

버퍼 교환 방법

투석

이 방법에서는 샘플을 반투과성 막으로 구성된 투석 튜브 또는 카세트에 넣습니다. 이는 교환 버퍼(투석액)로 둘러싸여 있습니다. 샘플과 투석액 사이의 농도 구배로 인해 버퍼 성분 및 기타 저분자량 용질이 확산을 통해 막을 통과합니다.

투석은 자력 교반기와 저비용 소모품만 필요하므로 경제적인 기술입니다. 그러나 확산이 구동력이기 때문에 이 과정은 완료하는 데 수 시간 또는 심지어 수일이 걸립니다. 샘플 용량은 일반적으로 0.1-100mL 범위 내에 있어 이 방법은 연구 응용 분야에만 적합합니다. 또한 일회용 소모품과 상당한 버퍼 소비로 인해 대량의 폐기물이 발생합니다. 경우에 따라 최종 샘플 부피가 증가하여 고분자 물질의 희석이 발생하고 농축 단계가 필요할 수 있습니다.

: 투석은 경제적이지만 시간이 많이 소요되는 완충액 교환 방법입니다.

겔 여과

이 기술은 다공성 수지 기반 크로마토그래피 컬럼에서 크기 배제를 통해 원래 완충액 성분으로부터 대분자를 분리할 수 있게 합니다. 샘플의 대분자는 컬럼을 빠르게 이동하는 반면, 원래 완충액과 저분자량 용질은 수지 비드의 기공에 들어가면서 속도가 늦춰집니다.

겔 여과 컬럼은 원심분리력, 중력 흐름 또는 FPLC 시스템에서 버퍼 교환을 위한 다양한 형식으로 제공됩니다. 이러한 광범위한 취급 방법으로 인해 장비 비용은 가변적이지만 매우 높을 수 있습니다. 프로세스 시간도 가변적이지만, 특히 원심분리 또는 펌프 구동 소모품을 사용할 경우 투석보다 훨씬 빠릅니다. 연구 실험실에서 이는 샘플 용량 측면에서 가장 제한된 기술로, 약 0.1-10mL의 용량 범위를 가집니다. 바이오의약품 제조를 위한 규모 확대가 가능하지만, 이 경우 더 큰 용량으로 인해 공간, 시간, 버퍼 요구사항이 높아집니다.

겔 여과는 더 빠른 버퍼 교환을 가능하게 하지만, 대용량 샘플에 대한 용량은 제한적입니다.

다이아필트레이션

이 공정은 반투과성 막을 통해 저분자량 성분과 완충액은 통과하는 동안, 고분자 물질을 필터 유닛 내부에 유지하는 과정을 포함합니다. 따라서 점진적인 희석과 농축을 통해 완충액 교환이 발생합니다.

겔 여과와 마찬가지로, 다양한 설계의 초여과기가 있어 원심력, 가스 압력, 용매 흡수 또는 접선 흐름 여과(TFF)를 통해 신속한 다이아필트레이션이 가능합니다. 이러한 장비는 대부분의 연구 실험실에서 일반적으로 사용 가능하며(원심분리기, 압축 가스 공급원 또는 연동 펌프), 0.1-500mL 및 그 이상의 용량으로 가장 광범위한 공정 볼륨에 적합합니다.

그림 3: 다이아필트레이션은 한외여과막을 사용하여 거의 모든 샘플 용량의 신속하고 효율적인 버퍼 교환을 가능하게 합니다.

다이아필트레이션의 장점:

- 기존 방법과 비교해 90% 이상의 시간 절약 가능
- 최대 500mL 샘플 볼륨에 대한 단일 단계 버퍼 교환
- 최소한의 장비 요구사항으로 사용하기 쉬운 솔루션
- 낮은 교환 용량에서 버퍼 소비를 98% 이상 줄입니다.

목표 분자가 필요한 농도에 도달했나요? 초여과막은 고분자 물질을 보유할 수 있으며, 샘플 부피는 줄어듭니다. 고분자 물질의 농도를 신속하게 높이려면 버퍼 교환 전후에 싸토리우스 Vivaspin^® Turbo 또는 Vivaflow^®를 시도해보세요.

투석여과 기법

불연속 투석여과

이는 반복적인 과정으로, 원래 버퍼를 제거하고 그 뒤에 교환 버퍼를 추가하는 방식입니다 (또는 ). 이러한 단계를 여러 번 반복하여 매우 제어 가능한 버퍼 교환을 수행합니다. 이는 염분 농도나 pH와 같은 요인들을 점진적으로 조정할 때 분자의 안정성을 평가하는 데 특히 유용할 수 있습니다.

싸토리우스 비바스핀^®.에서의 불연속 투석

연속 투석

이 기술에서는 원래 버퍼가 제거되는 속도와 동일한 속도로 교환 버퍼를 샘플에 추가합니다(영상 2). 이 단일 단계 공정은 버퍼 교환의 속도와 효율성을 높이지만, 장비 요구 사항이 증가하여 설정이 복잡할 수 있습니다.

싸토리우스 Vivaspin^® 20 투석여과 컵을 이용한 연속 투석여과.

한외여과와 투석여과 결합

싸토리우스의 Vivaflow를 사용하면 대용량 샘플에 대해 연속 투석여과도 가능합니다^®. 그리고 샘플을 농축해야 할 경우, 추가로 한외여과 단계를 적용할 수 있습니다(영상 3). 단일 한외여과기로 두 가지 공정을 수행하면 샘플 조작을 최소화하여 목표 분자의 회수율을 높일 수 있습니다. 한외여과/한외여과농축 또는 한외여과농축/한외여과. 어떤 방식을 선택하든 모두 윈-윈 전략입니다.

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선별된 버퍼 교환 리소스

애플리케이션 노트

싸토리우스 Vivaspin^®의 탈염 및 버퍼 교환 사용 방법

샘플 버퍼 교환 및 투석여과에 대해 자세히 알아보기

애플리케이션 노트 접근하기

애플리케이션 노트

싸토리우스 비바스핀 20^® 다이아필트레이션 컵으로 더 빠른 버퍼 교환

다이알리시스와 비교했을 때 다이아필트레이션이 얼마나 빠를 수 있는지 알아보세요.

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자주 묻는 질문

투석여과에 필요한 교환 버퍼의 용량은 얼마인가요?

투석여과로 ≥99% 버퍼 교환을 달성하려면 샘플 용량 대비 3-5배의 교환 버퍼를 사용하세요. 비교를 위해, 투석에서는 일반적으로 샘플 용량의 200-500배의 교환 버퍼(또는 투석액)가 권장됩니다. 또한 이 방법의 버퍼 교환 효율을 높이기 위해 투석액은 보통 최소 한 번 교체됩니다. 이로 인해 대량의 버퍼 폐기물이 발생합니다.

버퍼 교환을 위한 시약 소비를 어떻게 최소화할 수 있나요?

더 효율적인 버퍼 교환 기술(예: 투석여과)을 선택하여 시작하세요. 이 방법의 이미 낮은 버퍼 소비 수준은 투석여과를 시작하기 전에 선택한 초여과기를 사용하여 샘플 부피를 줄임으로써 더욱 제한될 수 있습니다 - 이른바 초여과/투석여과(UF/DF) 공정입니다.

연속 투석여과의 최대 샘플 부피는 얼마입니까?

Vivaspin^® 20 투석여과 컵을 사용하면 최대 2 mL의 샘플을 초여과기에 추가할 수 있습니다. 최대 20 mL의 샘플의 경우, 투석여과 전에 ≤2 mL로 농축해야 합니다.

더 큰 샘플 부피의 경우, 접선흐름여과(TFF)가 공정 효율성을 높일 수 있습니다. Vivaflow^® 투석여과 저장조는 500 mL 용량을 가집니다. 버퍼 소비를 최소화하기 위해, 이보다 큰 샘플 부피(최대 5,000 mL)를 투석여과 전에 500 mL 이하로 농축하는 것을 권장합니다.

디아필트레이션의 장점은 무엇인가?

디아필트레이션은 투석과 같은 대안적 방법에 비해 90% 이상의 시간을 절약합니다. 다양한 종류의 초여과기 설계를 통해 실험실에서 이미 보유한 장비로 디아필트레이션을 수행할 수 있어 추가 자본 장비 투자가 일반적으로 필요하지 않습니다. 또한 투석 백이나 겔 여과 칼럼에 비해 초여과기의 높은 용량은 대부분의 경우 샘플을 농축하거나 여러 소량으로 처리할 필요 없이 전체 샘플의 버퍼 교환을 가능하게 합니다.

디아필트레이션으로 버퍼 교환을 수행하는 데 제한사항이 있는가?

멤브레인 오염이나 극화 현상이 때때로 발생할 수 있어 처리 시간이 증가할 수 있습니다(그럼에도 투석보다 여전히 훨씬 빠름). 그러나 Vivaspin^®과 Vivaflow^®와 같은 최신 초여과기는 크로스플로우 유사 기술과 최적화된 유동 경로를 활용하여 오염과 극화 현상이 덜 발생합니다.