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

싸토리우스 신속 버퍼 교환 솔루션으로 당신의 방법 교체

신속한 버퍼 교환을 위한 한외여과

완충액 교환은 대부분의 대분자 정제 워크플로우에서 간단하면서도 중요한 기술입니다. 이는 원치 않는 물질을 제거하거나, 샘플 조건을 조정하거나, 샘플에 구성 요소를 도입하는 데 사용될 수 있습니다.

예를 들어, 이온 교환 또는 친화성 크로마토그래피에서 대분자의 효율적인 포집은 특정 완충액 조건에서 이루어집니다. 따라서 크로마토그래피 전에 최적의 로딩 완충액으로 샘플을 교환하는 것이 일반적으로 권장됩니다.

정제된 세포 배양액에서 His-태그 단백질을 정제하고 있나요? 일부 배양액 조성에는 킬레이트제가 포함되어 있어 친화성 크로마토그래피 매트릭스의 금속 이온을 제거할 수 있습니다. 샘플을 Sartobind Lab IDA에 로딩하기 전에 완충액 교환을 통해 이러한 원치 않는 물질을 효과적으로 제거하세요!

버퍼 교환의 일반적인 어플리케이션

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

완충액 교환에는 투석, 겔 여과, 한외여과의 세 가지 일반적인 방법이 있습니다 (). 싸토리우스의 완충액 교환 솔루션은 다른 방법에 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	일회용 또는 재사용
샘플 처리량	낮음	낮음	높음
공정 시간	느림	빠름	빠름
버퍼 폐기	높음	낮음-중간	낮음

표 1: 완충액 교환 방법 비교

완충액 교환 방법

투석

이 방법에서는 시료를 반투과성 막으로 구성된 투석 튜브 또는 카세트에 넣습니다. 이는 교환 완충액(투석액)으로 둘러싸여 있습니다. 시료와 투석액 사이의 농도 구배로 인해 완충액 성분 및 기타 저분자량 용질이 확산을 통해 막을 통과합니다.

투석은 자기 교반기와 저비용 소모품에만 접근하면 되는 경제적인 기술입니다. 그러나 확산이 구동력이므로 이 과정은 완료하는 데 수 시간 또는 심지어 며칠이 걸립니다. 샘플 용량은 보통 0.1-100mL 범위 내에 있어 이 방법은 연구 어플리케이션에만 적합합니다. 또한 일회용 소모품과 상당한 버퍼 소비로 인해 대량의 폐기물이 발생합니다. 일부 경우에는 최종 샘플 부피가 증가하여 고분자의 희석이 발생하고 농축 단계가 필요할 수 있습니다.

투석은 버퍼 교환을 위한 경제적이지만 시간이 많이 소요되는 방법입니다.

겔 여과

이 기술은 다공성, 수지 기반 크로마토그래피 컬럼의 크기 배제를 통해 고분자를 원래 버퍼 구성 성분으로부터 분리할 수 있게 합니다. 샘플의 고분자는 컬럼을 빠르게 이동하는 반면, 원래 버퍼와 저분자량 용질은 수지 비드의 기공에 들어가면서 지연됩니다.

겔 여과 컬럼은 원심력, 중력 흐름 또는 FPLC 시스템에서 완충액 교환을 위해 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 가능할 수 있지만, 이 경우 더 큰 용량으로 인해 공간, 시간, 완충액 요구사항이 높아집니다.

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

한외여과

이 공정은 저분자량 성분과 완충액은 반투과성 막을 통과하는 동안 거대분자를 필터 유닛 내부에 유지하는 것을 포함한다. 따라서 버퍼 교환은 농축액의 점진적인 희석과 농축을 통해 발생한다.

겔 여과와 마찬가지로, 다양한 설계의 한외여과기를 사용할 수 있으며, 이를 통해 원심력, 가스 압력, 용매 흡수 또는 접선흐름여과(TFF) 하에서 신속한 투석여과가 가능하다. 이에 필요한 장비는 대부분의 연구 실험실에서 일반적으로 이용 가능하며(원심분리기, 압축 가스 공급원 또는 연동 펌프), 0.1-500mL 및 그 이상의 용량으로 가장 광범위한 공정 볼륨에 적합하다.

그림 3: 한외여과는 사실상 모든 샘플 용량에 대해 한외여과막을 사용하여 신속하고 효율적인 완충액 교환을 가능하게 합니다.

한외여과의 장점:

- 기존 방법과 비교하여 90% 이상의 시간 절약 가능
- 최대 500mL 샘플 볼륨에 대한 단일 단계 버퍼 교환.
- 최소한의 장비 요구사항을 갖춘 사용하기 쉬운 솔루션.
- 낮은 교환 용량으로 버퍼 소비를 98% 이상 감소

목표 분자의 농도가 원하는 수준인가요? 초여과막을 통해 고분자 물질을 보유하면서 샘플 부피를 줄일 수 있습니다. Vivaspin Turbo 또는 Vivaflow를 사용하여 버퍼 교환 전후에 고분자 물질의 농도를 신속하게 높여보세요.

한외여과 기법

불연속 투석여과

이는 반복적인 과정으로, 원래 버퍼를 제거하고 그 뒤에 교환 버퍼를 추가하는 방식이다. 이러한 단계들이 여러 번 반복되어 매우 제어 가능한 버퍼 교환을 만들어낸다. 이는 염분 농도나 pH와 같은 요인들이 점진적으로 조정될 때 분자의 안정성을 평가하는 데 특히 유용할 수 있다.

Vivaspin에서의 불연속 투석여과

연속 투석여과

이 기술에서는 원래 완충액이 제거되는 속도와 동일한 속도로 교환 완충액이 시료에 추가됩니다(영상 2). 이 단일 단계 공정은 완충액 교환의 속도와 효율성을 높이지만, 장비 요구사항 증가로 설정이 복잡할 수 있습니다.

Vivaspin 20 한외여과컵을 이용한 연속 한외여과

초순수 한외여과와 투석여과 결합

Vivaflow를 사용하여 대용량 샘플에 대한 연속 투석여과도 가능합니다^®샘플을 농축해야 하는 경우 한외여과 단계를 추가할 수도 있습니다(영상 3). 단일 한외여과기로 두 공정을 수행하면 샘플 조작을 줄여 목표 분자 회수를 최대화하는 데 도움이 됩니다. 한외여과/한외여과농축 또는 한외여과농축/한외여과. 어떤 방식을 선택하든 모두에게 이로운 방법입니다.

영상 3:Vivaflow를 이용한 한외여과 후 연속 한외여과농축^®.

선택된 버퍼 교환 자원

적용분야 노트

Vivaspin을 이용한 탈염 및 버퍼 교환 방법

다이아여과를 통한 샘플 버퍼 교환 및 탈염에 대해 자세히 알아보기

적용분야 노트 접속

적용분야 노트

Vivaspin 20 다이아여과컵을 이용한 더 빠른 버퍼 교환

다이아여과가 투석에 비해 얼마나 빠를 수 있는지 알아보세요

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자주 묻는 질문

다이아여과를 위해 필요한 교환 버퍼의 용량은 얼마입니까?

디아필트레이션으로 ≥99%의 버퍼 교환을 달성하려면 샘플 부피 대비 3-5배의 교환 버퍼를 사용하십시오. 비교를 위해, 투석에서는 일반적으로 샘플 부피의 200-500배의 교환 버퍼(또는 투석액)가 권장됩니다. 또한 이 방법으로 버퍼 교환의 효율성을 높이기 위해 투석액은 보통 최소 한 번 교체됩니다. 이로 인해 대량의 버퍼 폐기물이 발생합니다.

버퍼 교환을 위한 시약 소비를 어떻게 최소화할 수 있습니까?

먼저 디아필트레이션과 같은 더 효율적인 버퍼 교환 기술을 선택하십시오. 이 방법의 이미 낮은 버퍼 소비 수준은 디아필트레이션을 시작하기 전에 선택한 한외여과기를 사용하여 샘플 부피를 줄임으로써 더욱 제한될 수 있습니다 - 이른바 한외여과/디아필트레이션(UF/DF) 공정입니다.

연속 디아필트레이션의 최대 샘플 부피는 얼마입니까?

Vivaspin 20 한외여과컵을 사용하면 최대 2mL의 샘플을 한외여과기에 추가할 수 있습니다. 20mL까지의 샘플은 한외여과 전에 ≤2mL로 농축해야 합니다.

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

한외여과의 장점은 무엇입니까?

한외여과는 투석과 같은 대체 방법에 비해 90% 이상의 시간을 절약합니다. 다양한 한외여과기 설계로 실험실에 이미 있는 장비로 한외여과를 수행할 수 있어 일반적으로 추가 자본 장비 투자가 필요하지 않습니다. 또한 투석 백이나 겔 여과 컬럼에 비해 한외여과기의 더 큰 용량은 대부분의 경우 샘플을 농축하거나 여러 소량 분획으로 처리할 필요 없이 전체 샘플에 대해 완충액 교환을 수행할 수 있게 합니다.

다이아여과로 버퍼 교환을 수행하는 데 제한 사항이 있습니까?

멤브레인 오염 또는 분극이 때때로 발생할 수 있어 처리 시간 증가에 기여할 수 있습니다(예를 들어 투석보다는 여전히 훨씬 빠름). 그러나 오염과 분극은 Vivaspin 및 Vivaflow와 같은 최신 한외여과기에서는 덜 흔하며, 이는 교차흐름과 유사한 기술과 최적화된 유동 경로를 활용합니다.