亲和层析以其极高的特异性著称，被誉为“一步纯化”的利器。填料上的配基与目标蛋白之间存在专一性、可逆的生物相互作用。经典的例子是Protein A/G/L填料用于抗体纯化，它们能特异性结合抗体的Fc区域。其他例子包括：固定化金属离子亲和层析（IMAC，常用Ni²⁺）纯化带组氨酸标签的重组蛋白；凝集素填料（如Con A）用于糖蛋白纯化；以及酶-底物、受体-配体等特异性配对。尽管成本较高，但亲和层析能在一步内获得高纯度产品，是许多生物制药工艺流程中的关键捕获步骤。实验室规模纯化常用重力流柱，简便但分离时间较长。双抗纯化用纯化树脂
蛋白纯化填料的基质材质是决定其性能的因素之一，目前主流的基质主要分为天然高分子、合成高分子和无机材料三大类。天然高分子基质（如琼脂糖、葡聚糖）具有较好的生物相容性和亲水性，不易引起蛋白变性，适合敏感性蛋白的纯化，但机械强度较低，耐压性差，难以满足工业大规模生产中的高流速要求。合成高分子基质（如聚丙烯酰胺、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯）机械强度高、耐压性好，化学稳定性强，可耐受较宽的pH范围和有机溶剂，适合高流速的工业化纯化，但亲水性相对较差，需通过表面修饰改善生物相容性。无机材料基质（如硅胶）机械强度极高，分离效率高，但在中性及碱性条件下易溶解，且生物相容性较差，主要用于小分子蛋白或多肽的纯化。高性价比纯化填料价格工业层析系统配合高刚性填料，实现快速循环和高效生产。
膜分离填料是一种基于膜结构的新型蛋白纯化介质，与传统颗粒状填料不同，其是具有特定孔径和功能基团的多孔膜材料（如纤维素膜、聚醚砜膜、尼龙膜）。膜分离填料的分离原理可分为体积排阻、离子交换、亲和结合等多种类型，其优势在于传质阻力小，可实现高流速操作，大幅提高纯化效率；同时，膜分离设备体积小、操作简便，易于规模化放大，适合工业级蛋白的快速纯化。这类填料尤其适用于大分子蛋白的分离和脱盐处理，可有效减少蛋白在纯化过程中的聚集和变性，提高目标蛋白回收率。但膜分离填料的吸附容量相对较低，分辨率略低于传统颗粒状填料，通常用于蛋白纯化的初步富集或抛光步骤。
疏水作用层析（HIC）填料利用蛋白表面疏水区域与固定相烷基或芳基配基的可逆结合，在高盐条件下上样，低盐条件下洗脱。这类填料以丁基、辛基或苯基为配基，偶联在琼脂糖或聚合物基质上，Toyopearl Butyl和Phenyl Sepharose应用广。HIC的优势在于生理pH操作，有效维持蛋白活性，对抗体聚集体去除效果明显，常与离子交换串联使用形成正交纯化。其载量适中（20-40 mg/mL），分辨率优于亲和层析但低于离子交换。挑战在于条件优化复杂，盐浓度和pH需精确控制。广泛应用于抗体药物中聚集体/片段去除、ADC药物DAR值调控及膜蛋白纯化，是精纯步骤的关键技术。填料的化学稳定性决定了其可耐受的清洗和消毒试剂。
蛋白纯化填料的再生与维护是延长其使用寿命、降低纯化成本的关键环节。不同类型的填料具有不同的再生方法，原则是通过化学或物理手段去除填料表面吸附的杂质和残留蛋白，恢复填料的原始性能。对于离子交换填料，通常采用高浓度盐溶液（如1-2M NaCl）洗脱残留的蛋白和杂质，再用低浓度缓冲液平衡至工作状态；对于亲和填料，可根据配体类型选择合适的再生剂（如酸性溶液、碱性溶液或竞争性配体），去除非特异性吸附的杂质；对于疏水作用填料，可使用含有机溶剂的溶液（如乙醇、甲醇）清洗填料表面的疏水杂质。此外，填料的储存条件也至关重要，通常需储存于含防腐剂（如0.02%叠氮钠）的缓冲液中，避免微生物污染和基质降解。标签切除后，需再次使用填料去除蛋白酶和游离标签。双抗纯化用纯化树脂
肝素填料模仿肝素结构，常用于纯化凝血因子和DNA结合蛋白。双抗纯化用纯化树脂
疏水相互作用填料的再生与维护需重点关注疏水基团的稳定性和填料表面的杂质。由于这类填料表面修饰的疏水基团易吸附疏水性杂质，长期使用后会导致吸附容量下降和分辨率降低，因此需定期进行深度再生。常规再生流程为：先用高浓度盐溶液洗脱残留蛋白，再用含20%-50%有机溶剂（如乙醇、异丙醇）的溶液冲洗填料，去除疏水性杂质；对于顽固杂质，可使用0.1M NaOH溶液浸泡30-60分钟，再用大量缓冲液平衡至工作状态。储存时需将填料置于含防腐剂的缓冲液中，避免干燥和微生物污染，以延长使用寿命。双抗纯化用纯化树脂
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