在上期文章中,詳細(xì)描述了分子篩層析的完整手動操作和方法設(shè)置流程,本期文章以HiTrap Capto Q, 1 mL層析柱為例,繼續(xù)詳解離子交換層析首次實驗的手動操作和方法設(shè)置,輕松完成離子交換層析實驗的操作過程,得到更穩(wěn)定的分離結(jié)果。
一、實驗前準(zhǔn)備
詳見手把手帶你做實驗|實驗前必看!?KTA層析實驗前準(zhǔn)備完整流程
二、離子交換層析的手動操作
1
保存手動運行的實驗結(jié)果
(關(guān)鍵!避免結(jié)果丟失)
很多人忽略這一步,導(dǎo)致實驗結(jié)果被覆蓋,白白浪費時間!劃重點:系統(tǒng)默認(rèn)將手動運行結(jié)果保存在「結(jié)果-Manual文件夾」,但該文件夾僅能保存10個結(jié)果,超過后會自動覆蓋前序結(jié)果。
正確操作步驟:
點擊工具欄Manual→Execute Manual Instructions在打開Manual instructions對話框中選擇Save result as后的Browse按鈕,選擇要保存的路徑及名稱,點擊OK。
圖1 保存結(jié)果
2
層析柱平衡
點擊工具欄Manual→Execute Manual Instructions→Alarm,根據(jù)層析柱參數(shù),設(shè)置Alarm system pressure和Alarm pre column pressure(本案例均設(shè)為0.5 MPa),點擊Insert;如有Alarm delta column pressure則進(jìn)行設(shè)置。
圖2 設(shè)備與系統(tǒng)連接
點擊Flow Path→Column position,在下拉框選擇柱子連接的位置;在Flow Direction復(fù)選框,選擇溶液流向(一般選Down flow自上向下運行),點擊Insert;如無柱位閥則無需進(jìn)行設(shè)置。
圖3 設(shè)置柱位和流向
點擊Pumps→System flow,輸入柱子推薦流速(如HiTrap Capto Q, 1mL層析柱推薦流速為1 mL/min),同時設(shè)置管路A1,點擊Insert→Execute。
圖4 設(shè)置流速和管路
點擊Monitor→Wavelength,選擇需要監(jiān)測的波長,點擊Insert→Execute;無需使用的波長,勾選后面的Off復(fù)選框關(guān)閉即可。(注意:單波長設(shè)備或僅需280 nm檢測時,可跳過此步)。
圖5 設(shè)置監(jiān)測波長
點擊Execute,系統(tǒng)開始運行,層析柱進(jìn)入平衡狀態(tài),此時Process Picture中會以綠色標(biāo)識運行流路。
圖6 實驗運行界面
?? 小提醒:
平衡過程中,觀察系統(tǒng)曲線,確保無異常波動,耐心等待平衡完成。
3
上樣、沖洗及洗脫
層析柱平衡期間,可提前準(zhǔn)備上樣工作,節(jié)省實驗時間,步驟如下:
第一步:準(zhǔn)備上樣(平衡期間同步操作)
在上樣閥的LoopF和LoopE口,連接樣品環(huán)(如0.5 mL)。
用注射器抽取緩沖液,連接到上樣閥的Syr口,推入緩沖液清洗樣品環(huán),可重復(fù)幾次,確保清洗徹底。
清洗完成后,用注射器吸取樣品(重點:吸取的樣品體積必須大于上樣環(huán)體積)。
排除注射器內(nèi)的氣泡,將注射器連接到上樣閥的Syr口,推入樣品(重點:推入體積稍大于上樣環(huán)體積,確保無氣泡)。
?? 注意:
樣品推完后,注射器仍需保留在上樣閥上,不可取下。
第二步:上樣操作
當(dāng)系統(tǒng)所有曲線穩(wěn)定,且電導(dǎo)、pH等參數(shù)符合平衡buffer條件,平衡5 CV后,說明層析柱平衡完成。
點擊Manual→Execute Manual Instructions→Monitors→Auto zero UV,點擊Insert。
圖7 紫外清零
點擊Manual→Execute Manual Instructions→Flow Path→Injection valve,將上樣閥選擇為Inject,點擊Insert→Execute。
圖8 插入進(jìn)樣閥Inject命令
點擊Manual→Execute Manual Instructions→Fraction collector F9-R→Fractionation,設(shè)置Fraction size為1 ml,點擊Insert→Execute。
注:收集命令可根據(jù)目的分子的性質(zhì),實驗采用流穿模式或結(jié)合洗脫模式在不同步驟選擇收集。
圖9 插入收集命令
上樣運行1.5 ml后,點擊Manual→Execute Manual Instructions→Flow Path→Manual load,將上樣閥切回Manual load,點擊Insert→Execute。
圖10 插入進(jìn)樣閥Manual load命令
第三步:沖洗操作
繼續(xù)以1 mL/min的流速運行5 CV來沖洗雜質(zhì)。
第四步:洗脫操作
點擊Manual→Execute Manual Instructions→Gradient→選擇洗脫使用B液濃度target為100%,洗脫時間length為20 min(可根據(jù)流速選擇梯度時間,初次實驗推薦0-100% B , 20 CV),點擊Insert→Execute。
圖11 插入洗脫命令
第五步:柱沖洗和再平衡操作
點擊Manual→Execute Manual Instructions→Gradient→選擇洗脫使用B液濃度target為100%,洗脫時間length為0 min,點擊Insert→Execute。運行5 CV。
圖12 插入柱沖洗命令
點擊Manual→Execute Manual Instructions→Gradient→將B液濃度的target改為0%,洗脫時間length為0 min,點擊Insert→Execute。運行5 CV。
觀察儀器界面,待紫外峰與電導(dǎo)峰均平穩(wěn),點擊工具欄中的結(jié)束圖標(biāo),停止實驗即可。
第六步:實驗運行結(jié)束后需要清洗層析柱保存在20%乙醇中。
將緩沖液A1的入口放入去離子水中,執(zhí)行Pump wash命令。點擊工具欄Manual Execute Manual Instructions→Alarm,分別設(shè)置Alarm system pressure和Alarm pre column pressure為0.5 MPa和0.5MPa,點擊Insert。
點擊工具欄Manual→Execute Manual Instructions→Flow Path→Column position,在下拉框中選擇柱子需要連接的位置,在Flow Direction復(fù)選框中選擇溶液流向Down flow或者是Up flow(一般選擇Down Flow,自上向下運行),點擊Insert;如無柱位閥則無需進(jìn)行設(shè)置。
點擊工具欄Manual→Execute Manual Instructions →Pumps→System flow,輸入層析柱推薦的流速為1 mL/min,點擊Insert。
點擊Execute一起執(zhí)行相應(yīng)的命令,即可開始用水清洗層析柱,運行2個柱體積之后,點擊工具欄暫停圖標(biāo),暫停。
將緩沖液A1的入口放入經(jīng)脫氣的20%乙醇中,繼續(xù)運行,再次執(zhí)行Pump wash命令。
待泵沖洗結(jié)束后,機(jī)器會自動繼續(xù)之前1 ml/min的流速,用20%乙醇溶液清洗柱子,運行2個柱體積后,完成層析柱的保存。
三、離子交換層析的方法設(shè)置
?KTA跑不穩(wěn)、結(jié)果不可重復(fù),問題往往不在柱子,而在方法設(shè)置。真正發(fā)揮?KTA性能的關(guān)鍵,是把方法設(shè)“對”,而不是設(shè)“完”。
接下來,我們將拋開晦澀的參數(shù)解釋,用一步不踩雷的實操方式,手把手教你在?KTA中完成方法創(chuàng)建,讓自動化真正為你的目標(biāo)蛋白服務(wù)。
1
打開Method Editor界面,點擊Create a new method圖標(biāo)(如下圖),選擇Predefined Method中下拉框選中Anion Exchange Chromatography (AIEX),點擊OK。
圖13 創(chuàng)建方法
2
分別對方法進(jìn)行設(shè)置,根據(jù)HiTrap Capto Q, 1 mL層析柱的說明書和實驗的運行流程設(shè)置方法,方法編輯界面如下圖,根據(jù)所選的AIEX實驗,整個試驗過程包括Equilibration>Sample Application>Column Wash>Elution>Column Wash>Equilibration六步。
圖14 方法模塊
修改Method Settings中參數(shù)。點擊Method Phase下的Method setting, 即可進(jìn)入Method setting界面設(shè)置。在界面選擇Column type為HiTrap Capto Q,1 mL,選擇之后系統(tǒng)會自動出現(xiàn)該層析柱的Column Volume, pressure Limit pre- column,Pressure Limit delta- column,F(xiàn)low Rate等參數(shù)。Column Position選擇層析柱連接的柱位,如下圖選擇3號位。在Monitor setting處根據(jù)需求選擇需要檢測的紫外波長,系統(tǒng)默認(rèn)使用280 nm檢測,如需開其他波長(如260 nm), 可勾選UV2,并輸入相應(yīng)波長即可。根據(jù)層析柱和設(shè)備的不同配置設(shè)置參數(shù),如無柱位則無需設(shè)置。
圖15 Method Settings界面
點擊Equilibration進(jìn)入平衡階段設(shè)置,平衡流速、緩沖液入口不變,平衡時緩沖液B所占的比例為0%,輸入平衡體積5 CV。
圖16 Equilibration界面
點擊Sample Application進(jìn)入上樣階段設(shè)置,選擇Loop type為Capillary loop,輸入Empty loop with(清空樣品環(huán))的體積1.5 ml(此方法使用0.5 mL樣品環(huán),設(shè)置3倍樣品環(huán)體積為了完全清空樣品環(huán)內(nèi)樣品)。
圖17 Sample Application界面
點擊Column Wash進(jìn)入柱沖洗階段設(shè)置,選擇沖洗使用B液濃度0%,沖洗的溶液體積為5 CV。
圖18 Column Wash界面
點擊Elution進(jìn)入洗脫設(shè)置,保持洗脫流速、緩沖液入口以及緩沖液流向不變。設(shè)置使用線性洗脫,在20 CV之內(nèi)B濃度升至100%,并在Fractionation Setting中選擇Fraction Collector用收集器進(jìn)行固定體積收集,每管收集1 mL。
圖19 Elution界面
點擊Column Wash進(jìn)入下一步柱沖洗階段設(shè)置,此階段目的是對層析柱進(jìn)行徹底清洗。 設(shè)置清洗緩沖液為100% B,沖洗體積為5 CV。
圖20 Column Wash界面
點擊Equilibration進(jìn)入層析柱再平衡階段設(shè)置,此階段目的是將層析柱中的緩沖液置換為平衡緩沖液。設(shè)置平衡體積為5 CV。
圖21 Equilibration界面
保存編輯的方法點擊工具欄上保存圖標(biāo)(如下圖),在彈出的窗口中選擇存儲位置及名稱,點擊Save即可保存方法。
圖22 保存界面
四、實驗結(jié)束后的系統(tǒng)的清洗和保存
1
點擊工具欄Manual→Execute Manual Instructions→Pumps→System flow, 輸入層析柱推薦的流速為1 mL/min,點擊Insert并點擊Execute執(zhí)行。
2
將層析柱從設(shè)備上拆下(拆柱過程需要先拆下端,后拆上端,擰下接頭后及時用堵頭堵上)。
3
點擊Manual→Execute Manual Instructions→Flow Path→Outlet valve,在下拉框中選擇出口為Frac,點擊Insert之后點擊Execute執(zhí)行,以清洗出口閥至收集器的管道。
?? 注意:
在清洗此段之前,需要提前將收集器收集滴頭端去除放置在廢液容器中,避免滴入到收集器內(nèi)部。
4
運行一段時間(約2-3 min即可)后點擊工具欄的結(jié)束圖標(biāo), 結(jié)束層析柱及系統(tǒng)的清洗和過程。
詳細(xì)操作可見下方《?KTA系列超全應(yīng)用培訓(xùn)手冊》和層析柱使用前準(zhǔn)備視頻。
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