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Cube Biotech瓊脂糖基質的選擇
瓊脂糖由瓊脂二糖的重復單元組成，瓊脂糖珠通常是交聯多孔的，因此蛋白質可以流過珠子的孔隙。瓊脂糖珠粒可用于分子排阻或親和層析，對于親和層析，配體（如NTA或IDA）與瓊脂糖珠聚合物共價連接，可以將帶標簽的蛋白與其他蛋白分離。瓊脂糖基質用于蛋白質的純化已有幾十年的歷史，市售的基于瓊脂糖的基質種類繁多，不同基質之間的物理性質可能大不相同，我們這篇簡短的總結將幫助您找到*佳的產品。
Superflow，Sepharose，Agarose的區別
Agarose
PureCube瓊脂糖交聯度高且在高壓下穩定，可與Sepharose和Superflow基質相媲美（見表1）。如果需要高流速和高蛋白質結合能力，新型PureCube 100瓊脂糖（用于帶His標簽蛋白的親和純化）是不錯的選擇。
Sepharose
Sepharose代表的是GE公司不同濃度和大小的交聯瓊脂糖，其瓊脂糖的性質取決于瓊脂糖的濃度和交聯度，但并非所有該品牌的瓊脂糖凝膠基質都適用于FPLC等應用。
Superflow
Superflow是由另外幾家公司生產的，指的是高度交聯和壓力穩定的瓊脂糖變體，適用于FPLC實驗。Superflow主要用于區分壓力穩定的瓊脂糖和其他用于批次純化的交聯度較低的瓊脂糖。
表1：三種瓊脂糖基質的比較
圖1：交聯瓊脂糖的化學結構。
圖2：交聯瓊脂糖在50,000×放大倍數下的掃描電子顯微鏡照片。照片來源于1995年烏普薩拉大學的Anders S. Medin博士論文。
圖3：瓊脂糖濃度和交聯度對基質孔徑和剛性的影響。
A. 低濃度瓊脂糖
B. 高濃度、低交聯度瓊脂糖
C. 高濃度、高交聯度瓊脂糖
綠線：瓊脂糖聚合物；紅點：交聯處
圖4：用雙-ANS染料染色的Cube Biotech瓊脂糖珠。本圖由德國科隆PAIA Biotech友情提供
為什么蛋白質能與瓊脂糖珠結合？
瓊脂糖珠本身不與蛋白質結合。它們必須與配體（如NTA，谷胱甘肽或抗體）連接，通過特定的相互作用實現蛋白質的純化。對于親和層析，常用的瓊脂糖珠是鎳-NTA瓊脂糖珠。
離子交換色譜
一些官能團如季胺，DEAE，磺丙基或羧甲基等可以與瓊脂糖偶聯，分別產生強或弱的陰、陽離子交換劑。對于離子交換色譜，蛋白質不需要親和標簽，使得該方法適用于純化天然來源的蛋白質。
凝膠過濾/分子排阻色譜
交聯瓊脂糖無需進一步修飾即可用于分子排阻色譜，其分辨率和分離范圍取決于瓊脂糖的孔徑大小。
根據經驗，瓊脂糖濃度與分離能力的相關性如下：
表2：瓊脂糖濃度與蛋白質排阻極限的關系
孔徑大小
初始瓊脂糖的濃度越高，那么交聯后形成的孔徑就越小，如果要將瓊脂糖用于分子排阻色譜，它的這個特性尤為重要。
壓力穩定
初始瓊脂糖濃度越高，交聯度越高，瓊脂糖珠子耐壓性越好。
尺寸
瓊脂糖具有不同的尺寸和排阻限制，這些特點會影響純化基質的物理性質。
壓力
珠粒越小，蛋白質分離范圍越窄，珠粒的耐壓性越高。另一方面，珠子越大，批量純化和FPLC實驗中的流速越快。
結合能力
珠子越小，表面積與體積的比值越大，珠子的蛋白結合能力越強。但是，需要注意的是結合能力還取決于其他因素，如配體的類型和大小，以及配體偶聯的密度。
動態結合能力
較高流速下純化柱內會產生壓力，使得親和色譜材料結合蛋白的能力降低，而該效果取決于瓊脂糖珠粒大小、瓊脂糖含量和交聯度。動態結合能力可以告訴我們該瓊脂糖材料是否能在高流速下使用而不影響蛋白質的產量。
有關PureCube瓊脂糖和其他基質的比較，請參見圖5。
圖5：PureCube瓊脂糖比競品90 μm珠粒尺寸瓊脂糖具有更高的動態蛋白結合能力。
BSA純化時使用pH 7.4的Tris緩沖液，采用兩種離子交換基質，流速為25-500cm/h，相當于0.8×2.5cm柱的0.3-4.0 ml/min。當流速高于100 cm/h （0.85 ml/min）時，競品基質獲得的蛋白質產量顯著降低，而PureCube瓊脂糖基質即使在500 cm/h （4 ml/ml）的高流速下也顯示出可重現的高蛋白質產量）。
