ÄKTA avant层析系统

ÄKTA avant层析系统

ÄKTATM avant 是一种用于方法和工艺开发的制备型层析系 统 ( 图 1 )。ÄKTA avant 两款系统具有不同的流速/压力规格，但具 有相同的硬件装置。ÄKTA avant 25 系统的流速高达 25 mL/min， 专为层析填料筛选和方法优化而设计；ÄKTA avant 150 系统流速 高达 150 mL/min，设计用于放大到更大的层析柱。

UNICORN™ 软件用于控制 ÄKTA avant 实现自动化流程，以提高生 产力和效率。ÄKTA avant 为快速、高质量的蛋白质分离提供了完 整的解决方案并保证了可靠性，同时增加了您对工艺的理解。

ÄKTA avant 提供以下优势：

  ÄKTA avant 配合 UNICORN 软件，提供了一个高效的工艺开发 平台

  实验设计 ( DoE) 是一种实验设计工具，可以在更少的实验中获 取更精确的信息，从而节省了时间和成本

  具有制冷功能的集成式组分收集器可保护纯化后的样品

  使用 BufferPro 的自动在线缓冲液配制减少了缓冲液混合和手 动滴定所需的时间，提高了您的工作效率

   UNICORN 软件提供直观灵活的方法创建、系统控制和结果分 析，以简化您的纯化任务

系统组件

该系统由 ÄKTA avant 主机和 UNICORN 软件组成。使用可旋转的 底座设计使用户可以方便的进行设备各部分的操作( 图 2A )。ÄKTA avant 采用模块化设计，所有阀门、监测器和层析柱都安装在仪 器的湿侧。仪器的湿侧便于用户与系统实现轻松互动，并设有门 和泵盖以保证在运行过程中操作的安全性 ( 图 2A 和 2B )。仪器顶 部的缓冲托盘为容器和瓶子提供了较大的存储区域。在仪器的正 面，ÄKTA avant 具有制冷功能的集成式组分收集器，可安全存储 样品。

前面板上的交互式显示屏会通知您当前的仪器和方法状态，并且 可以通过显示屏快速暂停或继续运行。开机后系统会执行合适的 自检程序以确保仪器的可靠性。

泵

ÄKTA avant 系统泵和样品泵基于市场上广为人知的技术和坚固的 结构而设计：它们坚固的结构不管在低反压或高反压均可提供可 重现的稳定流速，允许快速分离和使用现代化可放大的高流速层 析填料。图 2B 显示了 ÄKTA avant 的湿侧图示和泵的位置。系统 泵和样品泵上各连接了一个压力传感器以监测压力 。

系统泵：

提供连续准确的流速，从而实现可重现的等度或 梯度洗脱。该泵由两对泵头组成，向混合器输送同步的低脉 冲液流。对于 ÄKTA avant 25，最大工作压力为 20 MPa ( 200 bar，2900 psi )，最大工作流速为 25 mL/min。对于 ÄKTA avant 150，最大工作压力为 5 MPa ( 50 bar，725 psi )，最大工作流速 为 150 mL/min。装柱模式下，ÄKTA avant 25 和 ÄKTA avant 150 可分别以高达 50 mL/min 和 300 mL/min 的流速运行。

样品泵：

用于执行自动上样的专用泵。样品泵由两个泵头组 成，基于与系统泵相同的设计原理。这种设计可以容易地执行 自动泵洗和排气。空气传感器通过感应空气以确保没有气泡进 入层析柱从而保护层析柱。样品泵可将样品直接上样到层析柱 上，也可通过样品环或 Superloop™ 间接上样。

阀门

整个系统通过一系列电动的、多端口阀门控制液体在系统中的流 向 ( 图 2C )。不同类型的阀门如下所述。

• 进样阀：能够自动将样品上样到层析柱上，在不同的上样模式 之间切换无需重新安装上样环。它提供多种上样方式，包括通 过注射器手动或样品泵将样品注入样品环，通过注射器手动或 样品泵将样品注入 Superloop 设备，或使用样品泵直接上样到 层析柱上。

• 样品入口阀：可在不同样品之间进行自动切换。该阀门具有集 成的空气传感器，可确保完全上样。该阀门有七个样品入口和 一个专用的缓冲液入口。缓冲液入口可用于在上样前向样品泵 中注入溶液，以及在两次运行之间冲洗阀门和泵。

• 五柱位阀：连接到进样阀，用于层析柱的选择。五柱位阀最 多可连接五根层析柱，用于层析柱的自动化筛选。五柱位阀具 有集成的旁路功能，如在系统和泵清洗过程中可将层析柱超压 风险降至最低。在使用吸附性层析技术时，为了提高产量和性 能，五柱位阀还具有集成的反向液流功能。反向液流功能可用 于层析柱的反向清洗，或反向洗脱样品以获得尖锐的峰和浓缩 目标分子洗脱液。五柱位阀还有两个集成的压力传感器，用于 测量层析柱前和层析柱后压力，以计算压差 ( 参见 传感器和监 测器 )。

• 两个入口自动阀 ( A 和 B )：实现不同缓冲液和清洗液之间的自 动切换。入口自动阀集成了空气传感器 ( 参见 传感器和监测器 )。

• 四元阀：用于 BufferPro 自动缓冲液配制和创建四元梯度。该阀 有四个缓冲液入口，能够使用四种储备溶液，通过 BufferPro 进 行自动缓冲液配制。

 • pH 阀：包含了一个整合的 pH 电极，能够在运行过程中进行在 线 pH 监测。限流器连接到 pH 阀，并可自动接入流路中，以 产生反压，防止在紫外流通池中有气泡溶出。pH 阀用于控制 液流流经 pH 电极和限流器，或者选择性地绕过其中一个或两 个。当在高流速下使用低压层析柱时，建议绕过限流器。

• 出口阀：主要用于将流体导向组分收集器、废液出口或其他出 口。该阀门有专门用于组分收集器和废液的出口，以及 10 个 出口用于收集大体积组分。

传感器和监测器

空气和压力传感器提高了操作安全性并保护了系统。紫外监测 器、电导率监测器和 pH 监测器可以准确测量层析运行的实时数 据。

• 空气传感器：能够避免气泡进入层析系统。集成的空气传感器 内置在样品入口阀和入口自动阀 A 和 B 中。当检测到空气时， 系统被暂停以防止空气进一步进入流路中。在上样期间，当样 品已经被完全注入时空气传感器检测到气泡并自动进行下一步 骤，防止把空气引入流路或层析柱中。

• 压力传感器：内置在五柱位阀中，保护层析柱和填料避免超 压。第一个传感器测量层析柱前的压力，保护层析柱硬件；第 二个传感器测量层析柱后的压力，并计算填料柱床的压力差 (Δp) ( 图 3 )。如果其中一个压力超过预设限值，运行将暂停。 或者用户也可以激活压力流速调节功能，当压力超过预设限值 时，系统会自动降低流速。另外两个压力传感器也连接到系统 泵和样品泵，用来保护连接的层析柱和仪器硬件

紫外监测器 U9-M：实时测量 190 nm 至 700 nm 紫外与可见光 范围内的吸光度。为了观察不同波长下蛋白质的分离，紫外监 测器具有光栅翻转模式，可实现同时监测多达三种波长。为了 在纯化不同蛋白质浓度的样品时得到最佳性能，有三种流通池 光径长度可供选择：0.5、2 ( 标配 ) 和 10 mm。优化的流通池设 计，加上先进的光纤，提供了高信噪比，不会导致紫外流通池 的任何局部加热 ( 尤其是在处理热敏样品时非常重要 )。紫外监 测器包含一个高光强氙灯，工作时间至少为 5000 小时，开机 即用。每次打开仪器，紫外监测器都会进行自动校准。

• 电导率监测器：测量缓冲液和样品的电导率，以便在线监测真 实梯度。电导率监测器还集成了温度传感器，用于监测温度。 温度变化会引起电导率的变化，但集成温度传感器可补偿并减 弱这种变化。

 • pH 监测器：连续测量缓冲液和样品的 pH。pH 电极集成在 pH 阀中，内置校准入口允许在不移除 pH 电极的情况下方便地进 行在线校准。

组分收集器

内置式组分收集器可保证样品收集的安全性、灵活性和高通量。 组分收集器具有制冷功能，可防止样品过热并保护纯化的样品。 多种管架可容纳各种试管 (3、5、8、15 和 50 mL) 和深孔板 (24 孔、48 孔和 96 孔)。六个管架能够以符合用户需求的任意组合装 入组分收集器 ( 图 4 )。除了使用六个管架外，可以使用一个用于 50 mL 试管的试管搁板，或一个用于 250 mL 瓶子的瓶架来最大化 装载能力。

装载后，传感器会自动识别管架的类型，并确认试管/瓶子的配 置。专为试管设计的管架，具有快速释放功能，可在丢弃废液时 将试管锁定到位。随后，这些试管可以轻松解锁并取出。这些管 架也可用于方便地储存组分或作为样品试管的支架。

ÄKTA avant 具有两个优点，即最大限度地减少组分收集过程中的 交叉污染和溢出。DropSync™ 滴同步功能可用于最多 2 mL/min 的 流速 ( 仅适用于 ÄKTA avant 25 )，通过对液滴之间组分的变化进行 计时来最大限度地减少溢出。在较高流速下，储液槽功能在液体 流向下一个试管或孔的过程中暂时保存液流。

组分收集可以基于时间、体积或自动峰识别。自动峰识别可最大 限度地减少交叉污染，将不需要的洗脱组分转移到废液中。使用 出口阀可以收集高达几升的大体积组分。通过选配两个额外的出口 阀进行系统扩展，可实现 32 个出口用于组分收集 ( 见 可选组件 )。

UNICORN 软件

UNICORN 软件为您提供层析系统的实时控制。UNICORN 由四个模 块组成：系统管理模块、方法编辑器模块、系统控制模块和结果 分析模块。本节描述了 UNICORN 中包含的一些有价值的工具，所 有模块统一协作，旨为提高运行的安全，效率和生产力。

方法编辑器

方法编辑器 (Method Editor) 模块允许您创建或调整方法以适应您 的应用需求。它包含用于控制运行的所有指令。方法编辑器包含 专为层析运行提供的内置应用支持。通过该界面，可以轻松查看 和编辑运行参数。图 5 显示了方法编辑器的截屏，带有可定制的 窗格，提供了运行的全面总览。

通过方法编辑器，可以为不同的层析技术和维护程序选择预定义 方法。方法使用阶段 (Phase) 进行构建。每个阶段反映了运行中 的一个步骤，例如上样或清洗。UNICORN 包括一个预定义 阶段 库 (Phase Library)，用于创建或编辑您自己的方法。

通过将阶段从 阶段库拖放到 方法总览 (Method Outline) 来创建或编辑方法。

更多仪器参数信息详见仪器详见样本，或来电咨询即可获得！