将细胞分区指数与热力学方法相结合，研究生物质在色谱珠上的吸附行为

《CHROMATOGRAPHIA》：Correlating Cell Partition Index and Thermodynamic Approaches to Study Biomass Adhesion onto Chromatographic Beads

生物质吸附研究结合DLVO理论和CPI技术，探讨微生物细胞与蛋白质在色谱柱中的相互作用机制，发现盐浓度通过改变疏水暴露和静电作用影响吸附效果，为高效低成本分离系统开发提供理论依据。

　　

摘要

生物质在表面上的吸附在许多领域中都发挥着重要作用，包括生物科学、药物创新、生态工程、分离科学和医疗行业。当前的研究旨在通过理论和实验框架来探讨微生物细胞（不需要的成分）和蛋白质（需要的成分）与色谱珠之间的相互作用。扩展的DLVO方法被用来分析相互作用能量，而细胞分配指数（CPI）技术则用于实验验证。本研究的目的是更好地理解细胞的吸附行为，并提出一种简化且成本效益高的蛋白质纯化策略，应用于吸附色谱法。研究结果表明，盐浓度会影响细胞或蛋白质与色谱珠之间的相互作用。在疏水相互作用色谱法中，随着盐浓度的增加，CPI值降低，从而增强了细胞或蛋白质与Toyopearl Phenyl 650C珠之间的次级能量最小值。这种效应归因于疏水区域的暴露，促进了相互作用体之间的吸引力。相比之下，在离子交换色谱法中，随着盐（NaCl）浓度的增加，CPI值上升，导致细胞/蛋白质与Toyopearl SP珠之间的相互作用减弱。这种减少是由于静电屏蔽和电荷排斥作用。这些趋势与从xDLVO计算得到的次级相互作用能量值一致。这项研究有助于开发一种成本效益高且不那么复杂的综合技术——xDLVO-CPI方法，以理解这种相互作用行为。这些发现可能有助于开发出更简单、更经济的系统，用于从未澄清的原料中纯化具有商业价值的生物分子。