Công nghệ chuẩn bị chất độn tinh khiết protein đã tương đối trưởng thành và cho phép sản xuất công nghiệp quy mô lớn. Cho dù đó là nghiên cứu tinh khiết protein với số lượng nhỏ trong phòng thí nghiệm hoặc sản xuất thuốc protein quy mô lớn trong các doanh nghiệp dược phẩm sinh học, thông số kỹ thuật và số lượng chất độn phù hợp có thể được lựa chọn theo nhu cầu thực tế, đáp ứng các mức độ tinh khiết khác nhau và có thể đảm bảo sự ổn định của chất lượng sản phẩm.

Nguyên tắc làm việc cơ bản của chất độn tinh khiết protein:

(I) Dựa trên tương tác điện tích

Nhiều chất độn tinh khiết protein mang các nhóm điện tích cụ thể, chẳng hạn như chất độn trao đổi anion mang điện tích âm và chất độn trao đổi cation mang điện tích dương. Trong một số điều kiện đệm nhất định, các phân tử protein trải qua hấp phụ tĩnh điện với chất độn theo tính chất của điện tích mà chúng mang theo. Khi độ bền ion hoặc độ pH của bộ đệm thay đổi, lực hấp dẫn điện tích giữa protein và chất độn bị suy yếu, cho phép protein mục tiêu được rửa sạch, trong khi protein tạp chất vẫn còn trên cột hoặc bị tách ra trong các điều kiện rửa khác nhau do sự khác biệt về tính chất điện tích hoặc lực liên kết khác với chất độn.

(ii) Dựa trên tương tác kỵ nước

Chất độn tinh khiết protein kỵ nước có các nhóm kỵ nước trên bề mặt và các khu vực kỵ nước cũng tồn tại trong các phân tử protein. Trong môi trường có nồng độ muối cao, vùng kỵ nước của protein sẽ gần nhau và liên kết với các nhóm kỵ nước của chất độn thông qua tương tác kỵ nước. Khi nồng độ muối giảm, tương tác kỵ nước này yếu đi và protein mục tiêu được rửa sạch, dẫn đến sự tinh khiết của protein. Phương thức tinh khiết dựa trên tác dụng kỵ nước này có hiệu quả hơn đối với một số protein có tính kỵ nước cao như protein màng.

(3) Dựa trên tính đặc hiệu

Chất độn laminate ái lực được tinh chế bằng cách sử dụng ái lực đặc hiệu cao giữa protein và phối tử cụ thể. Ví dụ, có mối quan hệ đặc hiệu giữa enzyme và chất nền của nó, chất ức chế, kháng thể và kháng nguyên, v.v. Các phối tử tương ứng được cố định vào chất độn, liên kết cụ thể với các phối tử khi một mẫu có chứa protein mục tiêu đi qua, trong khi các protein tạp chất khác không được hấp thụ hoặc hấp thụ yếu. Bằng cách thay đổi các điều kiện tẩy rửa, chẳng hạn như sử dụng các phương pháp như chứa phối tử cạnh tranh hoặc thay đổi thành phần đệm, protein mục tiêu có thể được giải hấp phụ từ chất độn và thu thập để đạt được mục đích tinh khiết cao.

(IV) Dựa trên nguyên tắc sàng phân tử

Chất độn tinh khiết protein dạng sàng phân tử có cấu trúc xốp với kích thước khẩu độ cụ thể. Khi hỗn hợp protein đi qua chất độn, các protein có trọng lượng phân tử nhỏ hơn có thể đi vào bên trong lỗ chân lông của chất độn, trong khi các protein có trọng lượng phân tử lớn hơn bị đẩy ra ngoài. Trong quá trình tẩy rửa, protein trọng lượng phân tử nhỏ tương đối chậm do đường đi khuếch tán dài hơn trong lỗ chân lông; Các protein trọng lượng phân tử lớn được rửa sạch nhanh hơn, do đó thực hiện tách và tinh chế protein theo kích thước trọng lượng phân tử.