y than poroi but hiher effid ency d The experin ental which affect the observed capacity are pH,the ionic rure.The flow rate is of articular imp ortance wit aesipraesecendt 19
matrices have considerably lower capacity than porous matrices, but higher efficiency due to shorter diffusion distances. The experimental conditions which affect the observed capacity are pH, the ionic strength of the buffer, the nature of the counter-ion, the flow rate and the temperature. The flow rate is of particular importance with respect to dynamic capacity, which decreases as the flow rate is increased. These conditions should always be taken into consideration when comparing available capacities for different ion exchangers. Methodologies for determining the available and dynamic capacities for an ion exchanger are given in Chapter 10. 19
3.Product Guide ionThe produci MonoBeads(page 23) Mono o and mono S hange separaions and are MiniBeads(page 30) revaable preColm,for SOURCE (page 34) SOURCE 1 on,SOUR 1SO nd SOURCE PO perse parti E 30Q and SOUR high capacity at short cycle times,high pro SoURCEi5natoRCtorpuriaonmtmpebhh8otcEig er back-pressu fication with mor re complex sample nd ned with hig 6R动ES西 workin r ion exch 20
3. Product Guide Pharmacia Biotech manufactures a wide range of ion exchange media suitable for analytical, micropreparative, small scale preparative, and process scale applications. The product range is summarized below. MonoBeads (page 23) Mono Q and Mono S are strong ion exchangers based on MonoBeads, monodisperse 10 µm hydrophilic polymer particles. Mono Q and Mono S are the established standards for high performance ion exchange separations and are best suited for analytical and small scale preparative applications. MiniBeads (page 30) MiniBeads, a non-porous matrix of monodisperse 3 µm hydrophilic polymer particles, is the base for two strong ion exchangers, Mini Q and Mini S. Both media are available pre-packed in Precision Columns 3.2/3, for micropreparative chromatography in SMART System. With a specially designed column holder, these columns can also be used in FPLC and HPLC systems. SOURCE (page 34) SOURCE 15Q, SOURCE 15S, SOURCE 30Q and SOURCE 30S are strong ion exchangers based on the same type of rigid polymer matrix as MonoBeads, polystyrene/divinyl benzene beads. SOURCE 15Q and SOURCE 15S are based on 15 µm monodisperse particles while SOURCE 30Q and SOURCE 30S are based on 30 µm mondisperse particles. SOURCE ion exchange media are designed for high performance applications at both research and industrial scales. They provide high capacity at high flow rates and at a minimum of back-pressure, thus allowing short cycle times, high productivity and scaleability. SOURCE 15 matrices are ideal for purification when very high resolution (efficiency) is required. SOURCE 30 matrices gives, in comparison with SOURCE 15 matrices, slightly less resolution (lower efficiency) but at much lower back-pressure. This makes SOURCE 30 ideal for purification with more complex samples and larger volumes. Using SOURCE 30, a higher degree of purification can be obtained with high productivity. Typically working flow rate ranges for ion exchangers based on SOURCE 15 and SOURCE 30 are 30-600 cm/h and 300-1000 cm/h respectively. 20 BioProcess ?@f?@?@?@?/K ?@e@@?@?@?@?V4 ? @ ? ? @@@@@@6XfO26 S,?W2@@Y@ @@@@@@@U?7UI'X@ I/?@)?V4@? ? ?)X?'@?@?@@?W.? ?@)?V'e?@@?.Y? ? ?@@?? ? ? O2@?? @@e@?@@@@@U@?? B@@?? @@e@?@?@??@@??? ? ?@?@e?@@ @Khf? @@@@@@@?e?@e@? ?@f?@?@?@?/K ?@e@@?@?@?@?V4? @ ? ? @@@@@@6XeW2@@@ S,?W&@@X@ @@@@@@@U?7>(R@@ I/?@0Y?@@? ? ?@@?W.?@?@@??@? ?@@?.Y?@?@@?e?? ?@@??? ? O2@?? @@e@?@@@@@U@?? B@@?? @@e@?@?@??@@??? ? ?@?@e?@@ @Khf? @@@@@@@?e@?@?@? ?@f?@?@?@?/K ?@e@@?@?@?@?V4? @ ? ? @@@@@@6Xe@?@?W S,?J@@@?7 @@@@@@@U?7@??J@ I/?@@??@@? ? ?@@??@e?@@?@?? ?@@?e?@g?? ?@@??? ? O2@?? @@e@?@@@@@U@?? B@@?? @@e@?@?@??@@??? ? ?@?@e?@@ @Khf? @@@@@@@?e@@?@?? ?@f?@?@?@?/K ?@e@@?@?@?@?V4? @ ? ? @@@@@@6Xe@6T26 S,?J@@@R4 @@@@@@@U?7@V'9? I/?@@?V4@? ? ?@@?@??@?@@?e?? ? ?@@??? ? O2@?? @@e@?@@@@@U@?? B@@?? @@e@?@?@??@@??? ? ?@?@e?@@ @Khf? @@@@@@@??@f@? ?@f?@?@?@?/K ?@e@@?@?@?@?V4? @ ? ? @@@@@@6Xe@@@6T S,?J@@@>@ @@@@@@@U?7@(R@> I/?@0Y?@0? ? ?@@?e?@g?? ? ?@@??? ? O2@?? @@e@?@@@@@U@?? B@@?? @@e@?@?@??@@??
Sepharose High Performance ion exchangers (page 43) O and SP Ser High Perforr e media ared ose matrix,providing for intermediate maintained with increasin these media are easy to scale up.Typical working flow rates are 50-150cm/h. Sepharose Fast Flow ion exchangers(page 46) Sepharose Fast Flow ion exchangers are based on 90 um highly cross-linked6% agarose beads of hi dphysical sta as the strong exchar racteristics make these ion exc ange the first choice for Sepharose Big Beads ion exchangers(page 50) an etrgnsionCchangesdcsigcdorindastrial sing,even for vis ous samples.Sepharose Big Beads is Smaneo when large vofumes are handled and fast adsorptiodum ead sizes, orption is required STREAMLINE ion exchangers (page 52) TREAMIINE columns for eads with a m ticle s ze of 200m,are designed to handle samples directly from both fermentation homoge 21
Sepharose High Performance ion exchangers (page 43) Q and SP Sepharose High Performance are strong ion exchangers based on a 34 µm highly cross-linked agarose matrix, providing high physical and chemical stability. These media are ideal for intermediate and final purification. They should be used when resolution is the main objective. As resolution and efficiency are maintained with increasing column diameter and sample load, separations using these media are easy to scale up. Typical working flow rates are 50-150 cm/h. Sepharose Fast Flow ion exchangers (page 46) Sepharose Fast Flow ion exchangers are based on 90 µm highly cross-linked 6% agarose beads of high chemical and physical stability. The range consists of the weak exchangers DEAE Sepharose Fast Flow and CM Sepharose Fast Flow as well as the strong exchangers Q Sepharose Fast Flow and SP Sepharose Fast Flow. The exceptional flow characteristics make these ion exchangers the first choice for separating crude mixtures early in a purification scheme. Here, fast removal and a combination of good resolution and high flow rate are essential. Typical working flow rates for these media are 100-300 cm/h. Sepharose Fast Flow ion exchangers are ideal for purifications with high demands on productivity. Sepharose Big Beads ion exchangers (page 50) Q and SP Sepharose Big Beads are strong ion exchangers designed for industrial applications. They are based on 100-300 µm highly cross-linked 6% agarose beads. The large particle size combined with high physical stability of the base matrix ensures rapid processing, even for viscous samples. Sepharose Big Beads is therefore the choice at the beginning of a purification scheme, where viscosity and back-pressure may limit the throughput attainable with ion exchangers based on smaller bead sizes, such as Sepharose Fast Flow ion exchangers. The medium should be chosen when large volumes are handled and fast adsorption is required and when resolution is of less importance. STREAMLINE ion exchangers (page 52) STREAMLINE adsorbents, available as STREAMLINE DEAE and STREAMLINE SP, are specially designed for use in STREAMLINE columns for expanded bed adsorption. Together they enable the high flow rates needed for high productivity in industrial applications of fluidized beds. STREAMLINE adsorbents, based on cross-linked 6% agarose beads with a mean particle size of 200 µm, are designed to handle samples directly from both fermentation homogenates and crude samples from cell culture/fermentation at working flow rates of typically 200-400 cm/h. 21 BioProcess ?@f?@?@?@?/K ?@e@@?@?@?@?V4? @ ? ? @@@@@@6XfO26 S,?W2@@Y@ @@@@@@@U?7UI'X@ I/?@)?V4@? ? ?)X?'@?@?@@?W.? ?@)?V'e?@@?.Y?? ?@@??? ? O2@?? @@e@?@@@@@U@?? 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DEAE Sepharose CL-6B and CM Sepharose CL-6B (page 54) applicationsf For the separaionpolysaccharides,nucl CCdmnaepygwe DEAE Sephacel(page 58) DEAE Sephacel is a beaded cellul tography of proteins,nucleic acids or other biopolymers. Sephadex ion exchangers(page 61) Bulk quantities Equipment Bi0nregardingpeic6quip 22
DEAE Sepharose CL-6B and CM Sepharose CL-6B (page 54) DEAE and CM Sepharose CL-6B ion exchangers are based on 90 µm cross-linked 6% agarose beads. These two gels are the traditional agarose based ion exchangers from Pharmacia Biotech. Their performance has been demonstrated in several hundred applications for the separation of proteins, polysaccharides, nucleic acids, membrane components and other high molecular weight substances. Sepharose CL-6B based ion exchangers are typically used with working flow rates of up to 60 cm/h. DEAE Sephacel (page 58) DEAE Sephacel is a beaded cellulose ion exchanger for separations over a wide molecular weight range (up to l x 106 for globular proteins). DEAE Sephacel is the medium of choice when a cellulose ion exchanger is needed for standard chromatography of proteins, nucleic acids or other biopolymers. Sephadex ion exchangers (page 61) Sephadex ion exchangers are bead-formed media based on cross-linked dextran. They are available as strong and weak ion exchangers covering the pH range 2-10. Sephadex ion exchanger are suitable for batch-type applications. Bulk quantities All Pharmacia Biotech ion exchangers are available in larger pack sizes or larger pre-packed columns. Contact your local Pharmacia Biotech supplier for further information. Equipment Pharmacia Biotech also supply a full range of equipment for operating all of the ion exchangers covered in this handbook. Information regarding specific equipment is available upon request from Pharmacia Biotech. 22
4.MonoBeads and MiniBeads MonoBeads MonoBeads are unique,highly efficient,pH stable ion exchange media,specifical- 型PospholpaseA 50 NN 经eg Fig.7.Char Mon d hydrophilic cpolystyre to yield the strong cation exchanger,Mono S Note:Substitution with the same ionic groups as Polybuffer Exchanger PBE94 gives Mono Pthe matrix used contact Pharmacia Biotech. queandmedorohionchromaofo er shou
4. MonoBeads and MiniBeads MonoBeads MonoBeads are unique, highly efficient, pH stable ion exchange media, specifically designed for high resolution separations of proteins, peptides, and oligonucleotides. An example of the type of separation which can be achieved is shown in Figure 7. Fig. 7. Characterization of venom from the White Faced Hornet by cation exchange chromatography (6). Conditions: Venom (7 mg) dissolved in 50 mM BICINE, pH 8.4 (buffer A); Column, Mono S HR 5/5; Buffer B, 0.35 M NaCl in Buffer A; Gradient, 0-100% B in 40 ml; flow rate, 1 ml/min; detection, 280 nm at 0.05 AUFS. MonoBeads ion exchangers are based on a 10 µm beaded hydrophilic polystyrene/divinyl benzene resin which has been substituted with quaternary amine groups to yield the strong anion exchanger, Mono Q, or with methyl sulphonate groups to yield the strong cation exchanger, Mono S. Note: Substitution with the same ionic groups as Polybuffer Exchanger PBE 94 gives Mono P - the matrix used for high resolution chromatofocusing. For further information on the technique and media for chromatofocusing the reader should contact Pharmacia Biotech. ?W-X ?7R1 J@?@L? 7@@@)X @?e@)KO-X?W-X @?e(R4@?,?7R1 ?S@U?@?@ @@6X @KO&?,?3T5 ?W-Xf@?B1 @@0R+Y?V+Y ?*?)T-X?@?C5 ?W&?W26X?W26X? ?V+R@>)X@@@U ?*@?7<B1?7<B1? ?J@@?@@?V1 ?N@?@??@?@e@? ?.MI+R4@@@ @?@??@?@e@? @?3=C5?3=C5?f@@@@@? @@@@@? @?V40Y?V40Y?h@?@?@? @@@@@? @@@@@? @@@@@? ?W&?W26X?W26X?e ?*@?7<B1?7<B1?e ?N@?@??@?@e@?e @?@? @@@@@? @@@@@? ?@@@@@@@@@@@@@@@@@@@g?@@6T&K? ?@@@@@@@@@@@@@@@@@@@g?@?B@@@@eW26KO.e@@6X?@@@?W26X?@@?@@6X??'6KO.eW26Xf?7R1 ?@K?g@@ ?W-X W2@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@?e@?3=C5?3=C5?e O@K?g@?@??@?@e@?e @?@? @@@@@? @@@@@? ?@@@@@@@@@@@@@@@@@@@g?@?C@@?@e7<B@@Ue@?B1?@?@?7<B1?@@?@?B1??S@@@Ue7YV1fJ@?@L? ?@@@@@@@@@@@@@@@@@@@g?@@0Y@?@e@??@V/X?@??@?@?@?@e@?@@?@e@?@(Y@V/X?@@@@f7@@@1? ?W.M ?7H? ?@h@?V40Y?V40Y?e ?@ @? @@@@@? ?@@@@@@@@@@@@@@@@@@@g?@e?@?@e3=C5?S,?@?C5?@?@?3=C5?@@?@?C5?3U?@?S,?3Xg@?e@? 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