应用于His标签高效蛋白纯化的理想注射泵解决方案

His标签（多组氨酸标签）是在变性条件下纯化重组蛋白的常用方案。His标签蛋白纯化技术因其标签分子量小、结构稳定且对目标蛋白功能、活性及构象干扰极小等优势而被广泛应用。该技术通过基因工程手段在目标蛋白N端融合6个连续组氨酸残基（6×His），基于固定化金属离子亲和层析（IMAC）原理，使His标签与固定化镍/钴离子通过稳定的配位键特异性结合。

固定化金属离子亲和层析（IMAC）是纯化组氨酸标签蛋白的常规方法。该方法采用含有固定化金属离子（如钴离子，Co2?）的IMAC介质，通过金属离子与His标签的配位结合实现目的蛋白的捕获。将介质装填至层析柱后，以低咪唑浓度缓冲液作为上样缓冲液携带目标蛋白?？刂苹撼逡阂缘土魉倩郝骶阄鲋?，使His标签蛋白与介质中的Co2?充分结合。然后采用高咪唑浓度缓冲液通过竞争性置换将目的蛋白洗脱回收。

这种方法通过在固定化金属离子亲和层析柱（IMAC column）中精确控制变性缓冲液（如含咪唑溶液）的体积与流速，可实现组氨酸标签蛋白的稳定纯化。纯化过程的控制越精确，目标蛋白在单次柱上操作中的回收率越高。采用可控且可重复的IMAC纯化流程，研究人员可在最短时间内获得高纯度、高活性的目标蛋白。

应用于His标签高效蛋白纯化的理想注射泵解决方案

许多实验室致力于寻找一种经济高效的方法以实现高效的蛋白质纯化。一种便捷的方案是通过钴重力柱以精确可控的方式输送双路独立的咪唑缓冲液进行可控洗脱，从而实现对His标签蛋白的高效纯化。针对该应用的理想注射泵解决方案是通过I/O端口及内置的编程功能，将两台 Harvard Pump 11 Elite 可编程注射泵进行联用。此配置可构建创新性的注射泵系统，实现对两台注射泵独立流速的同步控制。利用内置的多步骤编程及输入/输出信号通信功能，所有操作均可通过Pump 11 Elite的触控界面完成，无需外部编程或计算机支持（见图1）。

图1

注射泵A：控制一支 10 mL 气密型注射器，用于将含有His标签蛋白的低咪唑浓度缓冲液以 1 mL/min 的流速注入重力柱，总体积为10 mL，持续10分钟。精确控制流速对于确保His标签蛋白与柱内钴基IMAC介质充分结合至关重要。 

注射泵 B：控制一支 10 mL 气密型注射器，用于输送高咪唑浓度缓冲液，用以将结合在钴基亲和层析介质上的标签蛋白洗脱下来。

下一步操作要求 注射泵 A 进入回抽模式以完成灌注。注射泵 A 向注射泵 B 发送信号，让注射泵 B 通过其注射器吸入高咪唑浓度缓冲液。从注射模式切换至回抽模式所产生的压力变化将触发单向阀开启，从而使两台泵均能充满合适浓度的咪唑缓冲液?；爻楣绦柩杆俚煽?，以避免缓冲液发生脱气现象?；撼逡阂坏┩哑?，将对重力柱中钴基介质上的蛋白纯化反应产生不利影响。

当两个注射器均完成装填后，注射泵A 和 注射泵B 将同时按照预设的流量程序运行：

注射泵A：输送低咪唑浓度缓冲液，初始流速为 1mL/min，经20分钟后递减至0 ml/min（见图2）。

注射泵B：输送高咪唑浓度缓冲液，初始流速为 0mL/min，经20分钟后递增至1mL/min（见图3）。

图2 (左)  & 图3 (右)

通过双泵协同控制，钴重力柱内的总流速在梯度运行期间始终维持在1mL/min，这样的流速既能保证标签蛋白的有效洗脱，又可避免对重力柱超压（见图4）。

图4