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。

AKTAexplorer100蛋白純化系統系統概述與技術特點

AKTAexplorer100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。