AKTAexplorer100蛋白純化系統全面解析

AKTAexplorer100是美國通用電氣(GE)公司(現屬Cytiva思拓凡)生產的一款中低壓液相色譜系統，專為生物大分子的快速分離純化工藝開發而設計。作為蛋白質純化技術平臺的代表產品，該系統集成了多種層析技術和自動化功能，廣泛應用于天然蛋白質、重組蛋白、抗體、核酸、病毒等生物分子的純化工作。以下從技術特點、功能模塊、應用場景和維護要求等方面對該系統進行全面介紹。

系統概述與技術特點

AKTAexplorer100蛋白純化系統是一款兼顧小試工藝摸索和中試生產的多功能純化系統，其核心設計理念是實現生物分子純化的高效性與自動化。該系統采用模塊化設計，流速范圍0.01-100ml/min，壓力范圍高達10MPa(約100bar)，屬于中低壓色譜系統，能夠溫和處理蛋白質等生物分子，保持其生物活性。系統內置多種檢測模塊，可同時監測190-700nm范圍內的三個不同紫外波長，并集成pH和電導的在線檢測功能(pH范圍2-12，電導范圍1μS/cm-999.9mS/cm)，實現對純化過程的全面監控。

該系統的突出優勢在于其高度的自動化和智能化。系統配備"層析專家系統"，內置大量緩沖液配方、超過500種層析柱數據庫以及多種純化方案模板，用戶只需選擇層析柱類型，系統即可自動反饋生成相應程序參數。此外，系統支持自動緩沖液制備和Scouting快速探索功能，能快速優化不同pH/鹽濃度的純化條件，顯著縮短方法開發時間。

功能模塊與核心技術

AKTAexplorer100由多個精密模塊協同工作。其核心組件包括：P-901雙通道高效梯度泵系統，提供精確的流速控制；UV-900紫外檢測器，支持三波長同時監測；pH/C-900組合檢測器，實時反饋溶液特性變化；Frac-900/950組分收集器，實現餾分的自動收集。系統采用8通道多功能切換閥設計，包括緩沖液切換閥、樣品切換閥、層析柱切換閥等，支持多柱、多樣品、多緩沖液的復雜純化流程。

系統采用Unicorn控制軟件，這是通過FDA驗證的專業層析控制平臺，符合cGMP規范，支持12級密碼保護確保工藝保密性。軟件提供直觀的操作界面，分為方法編輯、系統控制、結果處理和主菜單四個窗口，可實現從進樣、分離、峰收集到數據處理和報告打印的全流程自動化操作。系統還具備網絡功能，支持遠程監控和數據管理，滿足現代化實驗室的需求。

在層析技術方面，AKTAexplorer100支持離子交換(IEX)、凝膠過濾(GF)、疏水相互作用(HIC)、親和層析(AC)和反向層析(RPC)等多種分離原理。系統特別配備了快速分離的Superdex、高載量的Sepharose FF、高分辨的SOURCE以及擴張柱床吸附技術的Streamline等專用介質，適應不同規模和要求的純化需求。

應用場景與操作要點

AKTAexplorer100的應用范圍極為廣泛，適用于天然蛋白質、重組和融合蛋白、抗原抗體、多肽、寡核苷酸、質粒DNA、病毒顆粒以及抗生素、生物堿等小分子的分離純化。系統從小試摸索到中試生產(三期臨床完畢)都能勝任，是連接實驗室研究和工業化生產的重要工具。

在實際操作中，用戶需注意以下關鍵步驟：首先，所有工作溶液和樣品必須經過0.45μm濾膜過濾，含有機溶劑的緩沖液需超聲脫氣處理。系統啟動前需進行泵清洗和管道準備，使用20%乙醇潤洗管路并排除泵頭空氣。層析柱安裝時需設置適當的流速和壓力上限(根據填料或柱子耐受壓力)，待電導和pH穩定后再上樣。上樣方式靈活多樣，可通過樣品環、系統泵或專用樣品泵完成。

純化完成后，必須立即用水沖洗系統，再用20%乙醇清洗所有管路以防微生物滋生；pH電極需浸泡在保護液(pH4緩沖液與1M KNO3混合液)中保存。每周應更換泵后潤洗系統的20%乙醇，檢查管道通暢性和系統壓力，清潔組分收集器的傳感器；每月需用1M NaOH執行系統清洗指令，之后立即用純水沖洗干凈。

市場情況與選購建議

目前市場上AKTAexplorer100有新品和二手設備兩種選擇。二手設備價格相對優惠(如某二手AKTA Purifier 100報價10.8萬元人民幣)，通常包含1年保修和安裝調試培訓服務。多家供應商如蘇州譜特科學儀器、泰渡生物科技等提供二手設備及維修維保服務。購買時需關注設備使用年限(通常5-8年)、技術狀態和售后服務支持等因素。

對于科研機構和生物制藥企業，AKTAexplorer100代表了蛋白純化技術的成熟解決方案。其自動化程度高、重復性好、適用范圍廣的特點，使其成為現代生物實驗室不可少的工具。隨著生物醫藥行業的快速發展，該系統在抗體藥物開發、疫苗研究、基因治療等領域將繼續發揮重要作用。合理使用和維護AKTA系統，將顯著提高蛋白純化工作的效率和質量，為下游研究和應用提供可靠保障。