AKTATM pure

AKTA pure（圖1）是一臺靈活和直觀的層析系統，可用于快速純化從微克到克水平的蛋白、肽和核酸等目標產物。同時AKTA TM pure 是一臺可靠的系統，它的硬件以及UNICORN TM軟件與各種層析柱和填料一起可滿足任何純化挑戰。系統支持各種層析技術，并滿足需要提供1高純度的自動化要求。系統配置靈活，并可以根據您的需要隨時升級，進一步提高其性能。AKTA pure系統是在蛋白領域超過五十年研究經驗和三十年AKTA純化系統開發經驗的結晶。

AKTA pure 提供兩種型號：AKTA pure 5適合廣泛的科研應用和多用戶環境下的純化任務；AKTA pure 150適合在大規模純化下優化資源利用和提高產能。

AKTA pure具有以下優點：

·多樣化選擇的模塊化系統設計可以靈活的應用在蛋白質和多肽的純化中·客戶定制的系統可隨著您的研究需要的發展輕松的升級·系統設計理念來源于*的AKTA avant，可靠性值得信賴·UNICORN6軟件提供簡單、直觀和靈活的預編程方法模板和系統控制，可簡化您的工作·可用于所有GE Healthcare 實驗室規模層析柱

層析系統概述

AKTA pure層析系統是一款高度靈活配置的模塊化系統，具有許多優點來進行穩定的純化。

系統由AKTA pure硬件和UNICORN6控制軟件組成。系統采用模塊化設計，所有閥門、檢測器和層析柱面向操作者安裝，可以清楚了解各個模塊之間的關系（了解樣品和緩沖液的流向非常簡單）（圖）。各種可選模塊的附加組件如閥門、檢測器和傳感器可以很容易地被添加到所用位置。用于層析柱夾和設備連接的多軌道位于儀器的前部和一側。儀器頂部的緩沖液托盤提供容器和溶液瓶的存放區域。儀器的控制面板顯示系統的狀態，并且可以通過觸摸按鈕進行運行操作（暫停/繼續）。

基本配置的系統僅重48kg，選擇所有選配組件時重51kg。相對低的重量使它能夠更簡單地被放置在實驗臺上，系統尺寸使它可以更方便地安裝在標準的層析冷柜中，用于不穩定樣品的純化。

無論采用何種配置，AKTA pure都帶有兩個高性能的系統泵、用于層析柱保護的系統壓力表、混合器、進樣閥和紫外檢測器。AKTA pure具有廣泛的可選模塊，可以產生大量的可能性配置。這個系統的管路流程設計能減少譜帶展寬效應，而且在流路中所使用的所有接觸液體材料都是生物兼容的，并耐受常規使用的溶劑。儀器的正面設計有預留模塊位置，可以安裝選配的閥門或檢測器以便能夠進行靈活的流路配置。AKTApure的兩個系統配置例子如圖所示。

UNICORN6控制軟件可以快速簡單地創建方法和開始運行。

UNICORN6無需編程技巧，因為層析方法的建立由簡單的拖拽操作就可以完成。此外，這個軟件是模塊化的，可以增加一些如Column Logbook 和Design of Experiments/DoEl功能用于方法開發。用于遠程訪問系統/創建方法或評估結果的許可選項可提供更大的便利。

以下章節為AKTA pure系統組件和選配組件詳細的介紹。

AKTA pure 標準組件

系統泵

兩個系統泵都是建立在為AKTA avant系統而開發的現代化技術的基礎上。堅固的結構可以在低和高反壓下提供可重現的流速，可縮短純化時間。

每個泵都由一對泵頭組成，為混合器提供低脈沖液流。所產生的連續和準確的流速能夠進行可重現的線性或梯度洗脫。對于AKTA pure5來說，系統泵的操作壓力1高可達0MPa，可提供的1大流速為5ml/min。對于AKTA pure150來說，系統泵的操作壓力1高可達5MPa，可提供的1大流速為150ml/min的1大裝柱流速。系統壓力檢測器連接到系統泵上，連續測量系統壓力，并能夠自動調整流速以避免達到設定的壓力上限。

混合器

混合器能夠在梯度運行期間確保均勻的緩沖液組成。混合器大小的選擇取決于流速和所使用的緩沖液。所提供的標準混合器大小為1.4ml。也可選擇0.6ml和5ml混合器。

對于更高流速或難以混合的緩沖液需要更大的混合器。

混合器上整合了一個在線濾器。濾膜容易更換，更換混合器也比較容易，直接從混合器支架上嵌入或抽出即可。

進樣閥

進樣閥允許使用樣品環或SuperloopTm的各種上樣技術。在各種不同進樣技術之間變化時，新型的閥門設計無需更換管路的連接方式。樣品環可以經過注射器或利用進樣泵進行手動填充；相同的進行選型也適用于Superloop的使用。還可以使用系統泵填充樣品環。

也可以使用選配的樣品泵或系統泵直接把樣品上樣到層析柱上。

紫外檢測器

AKTA pure 系統有固定波長的紫外檢測器或可變的多波長紫外和可見光檢測器。固定波長（80nm）紫外檢測器（U9-L）采用LED技術，它既耐用又可靠，無需預熱開機即可使用。此外，紫外檢測器U9-L不會使樣品變熱。這種檢測器標配一個mm流動池，當需要更高靈敏度檢測時提供有一個備選的5mm 流動池。

為了在不同波長測定蛋白質，紫外檢測器U9-M（圖1）可用于從190到700nm的紫外和可見光譜中的多波長檢測。紫外檢測器U9-M可以同時檢測三個波長（圖1和6）。當純化具有不同蛋白濃度的樣品時，為了獲得1佳性能，提供有三個不同光徑的流動池備選：0.5mm，mm（標配），10mm。1佳流動池設計和光纖技術提供高信噪比，不會引起紫外流動池的任何局部加熱。檢測器含有高靈敏度的長壽命氬燈，需要1短的啟動時間。每次儀器開啟時，檢測器自動校正。

所有U9-M在出廠時進行了標定。UV信號會自動同步可以幫助比較來自不同系統的數據。

利用多波長檢測可以用于發現污染物，特別是標記蛋白，或在80nm沒有吸收值的目標分子。例如，在14、80和140nm波長下監測分子量測定標準品。在14nm的檢測揭示所有蛋白的肽鍵對于濃度以及目標蛋白在80nm的消光系數很低的樣品可能會很有用。鐵蛋白是一種多聚體儲鐵蛋白，由于在分子中心存在大量的鐵離子，它在140nm顯示出比其他蛋白更強的吸光值（圖1）。

紫外檢測器U9-L和紫外檢測器U9-M可以與第二個紫外檢測器U9-L結合使用以提供更多的應用，例如多步純化或用于使用不同大小的流動池以同時檢測低濃度和高濃度蛋白。

電導檢測器

電導檢測器用于監測緩沖液和樣品的電導率，在線檢測真實的梯度。電導檢測器整合溫度傳感器，可以校正由溫度引起的電導率的變化。電導檢測器具有廣泛的讀數范圍，能夠用在所有不同的層析技術中監測電導。

層析系統:AKTA pure 增強自動化的選配模塊

上樣選項

選配的樣品泵（圖4）設計用于直接自動進樣到層析柱上，或經樣品環或Superloop間接進樣。使用樣品泵，省去辛苦的進樣步驟從而節省時間，當處理大體積樣品時尤其有用。泵由兩個泵頭組成，其建立在與系統泵相同的泵原理基礎上。可以很容易地自動進行泵的潤洗和空氣去除。樣品泵裝有壓力傳感器，通過控制樣品流速保護層析柱，同時防止超壓暫停和盡可能減少上樣時間。通過使用樣品泵，樣品可以以1高50ml/min（樣品泵S9）或著150ml/min（樣品泵S9H）的流速上樣。

選配的進樣閥V9-Is或者V9H-IS是為了與樣品泵一起使用。它允許多達7個不同樣品的快速、自動進樣。整合的空氣傳感器確保安全和完整的上樣，無需預先設定樣品體積。閥門有7個進樣位置和一個專門的緩沖液進口，用于在樣品上樣前利用緩沖液充滿樣品泵，以及用于兩個樣品上樣之間沖洗閥門和泵。在進樣過程中，當樣品*上樣時空氣感應器開始檢測，以便使方法繼續到下一步而氣泡不會進入流路或層析柱。

緩沖液選擇

AKTA pure 可以選配有兩種不同類型的入口閥，可以進行緩沖液和洗脫溶液的選擇。多個入口的閥門確保清洗緩沖液隨時在線，方便定期清洗層析柱和系統。

入口選擇閥V9-lAB在單個閥門中含有4個進口位置，可為緩沖液自動化選擇和進行基本層析時層析柱和系統運行后的清洗提供便利。

入口自動化閥（V9-lA，V9-1B）提供多達x7個進口；多個進口能夠進行緩沖液條件的自動化篩選。每個入口閥都整合空氣傳感器。如果檢測到氣泡，系統暫停，可使氣泡在進入管路前被排除。

層析柱

柱位閥可以被連接到系統并被用于控制液流在層析柱上的流向。AKTA pure 可以選配兩種不同配置柱位閥中的一個。

單柱位閥V9-Cs允許連接一個層析柱，并具有集成的旁路（bypass）功能，從而無需卸下層析柱就能夠進行系統清洗。

單柱位閥也可以有反向流向功能，用于強結合蛋白的快速有效的反向洗脫、以獲得更尖銳的條帶以及濃縮的目標分子的洗脫。

多柱位閥V9-C或者V9H-C整合了旁路（bypass）和反向流動功能。使用這個閥門1多可以連接5根層析柱，用于自動層析柱的切換。多根層析柱的連接可以1大限度減少人員之間的差異，并進一步減少氣泡進入層析柱中的風險。多柱位閥整合兩個壓力傳感器；個傳感器檢測層析柱前壓力，能夠保護層析柱的硬件，而第二個傳感器檢測層析柱后的壓力。通過測量兩個壓力讀數之間的差值可以計算層析填料上的壓差（Ap），保護裝填好的柱床（圖5）。

多柱位閥連接多達5根層析柱的靈活性，在用于疏水作用層析（HIC）的層析柱優化（scouting）的研究中得到證明。

五根層析柱（HiTrapTM HIC選擇試劑盒）連接到AKTA pure系統，用于澄清大腸桿菌破胞液中S-氨基轉移酶的純化條件優化的層析柱優化。紫外檢測器U9-M用于兩個波長下的蛋白質檢測。五個獨立的HIC運行的層析圖如圖6所示。

洗脫的組分使用GF和SDS-PAGE進行分析（數據沒有顯示）。

Aaxo信號特異地監測目標蛋白。在Aoo下提供1尖銳和1對稱的峰以及可能的1高純度的層析柱被選擇用于隨后的優化和放大實驗。HiTrap Phenyl FF（high sub）1ml和HiTrap ButylFF1ml在所使用的條件下結果1好，在這個例子中選擇HiTrap Phenyl FF（high sub）1ml用于進一步的優化。

pH監測

選配的pH閥包括一個整合的pH電極，能夠在運行期間進行在線pH監測。在安裝有pH電極的閥上直接注射校正液，可以輕松地進行pH計校正。限流器連接在pH閥上，在管路中產生反壓，防止在紫外流動池中形成氣泡。pH閥可以同時流經pH電極和限流器，或者繞過其中一個或兩個。旁路中的pH電極意味著它可以隨時在線保存或者存儲，操作方便。

出口閥

現有提供兩種不同的閥門可用于液體流向分步收集器、廢液或其他出口。單出口控制閥V9-Os可以連接收集器并具有一個額外出口，可用于流穿組分的收集。多出口收集閥V9-O能夠連接多個收集器，而且有10個出口可以進行大體積組分的收集。

分步收集

AKTA pure 可以選配圓形組分收集器F9-R（圖7）或靈活的組分收集器F9-C*（圖8）。兩個收集器都通過UNICORN軟件控制，可以根據時間、體積或自動峰識別進行組分收集。自動的峰識別可以1大限度減少交叉污染，把不需要的組分直接排為廢液。為了提高收集體積，兩臺組分收集器F9-R或一臺F9-R與一臺F9-C可以一起使用。

組分收集器F9-R提供具有高容量的基本選擇。可提供各種管架，適合使用1、8、15、50ml的試管。為了盡量減少液體濺出，對于達到ml/min的流速可以使用滴同步的功能。

滴同步功能可以減少按時間收集時滴與滴之間的濺出。

組分收集器F9-C具有靈活性、高容量和安全性。組分收集器配備有可以容納各種試管（1、8、15、50ml）和深孔板（4-、48-和96-孔）的不同收集盤架，這意味著可以用任何需要的規格收集樣品。可以按照用戶的需求以任何組合在收集器上裝載六個收集盤架（圖8）。除了使用6個盤架外，通過使用容納50ml試管的大試管架或容納50ml瓶子的瓶架可以使收集體積1大化。傳感器自動掃描識別收集盤和盤架放置位置，排除樣品收集過程中的錯誤。設計用于容納試管的收集盤架有倒置鎖死功能，當倒掉廢液時能夠鎖定試管。隨后，使用解鎖可以很容易地倒出或取出試管。

收集盤架也可用于組分的保存或作為樣品試管的支架，易于處理和清洗。收集器帶有蓋子，使樣品免受灰塵污染。

收集器的頂部可用于放置配件和設備。

組分收集器F9-C具有兩大優點，在組分收集期間1大限度減少交叉污染和濺出。滴同步功能可用于高達ml/min的流速，并可以盡可能的防止液滴濺出。在更高的流速下，儲存液功能可在需要移動到下一管或下一孔所需要的時間內短暫地保存液流。系統可以在兩個模型之間自動變化以確保獲得1佳性能。

其他選配模塊

AKTA pure是一種*模塊化的系統，可以進一步升級以提高系統的性能和生產效率。由于無障礙的模塊化設計，它們很容易改變，方便進行快速和有效的定制。

多功能閥V9-V是一種常規的4位閥，可以用于針對特殊應用定制流路例如，用于多步純化。

如果樣品通過系統泵上樣，則混合器旁路閥門V9-M用于混合器。

樣品環閥V9-L允許使用多達五個環，而且當進行多步純化時用于中間組分的收集，或者用于多達五種不同樣品的自動純化。例如，樣品環閥也可以用于放置昂貴試劑，節約試劑用量。

可1多選配兩個額外的8位進口閥門以擴大緩沖液和樣品進口容量。1多選配四個額外的空氣傳感器，可以被放置在管路中以增加安全性，例如在進口閥前或在層析柱前。

1/O-boxE9提供了一種連接外部接口設備的方法，例如檢測器。I/0-boxE9需要整合到系統的外部設備接收模擬或數字的信號，或者傳輸模擬或數字的信號到外部設備。可以連接兩個/O-boxE9單元到AKTA pure。可以在訂購信息中找到一列可供使用的選配的閥門和其他選項。

UNICORN6控制軟件

所有從實驗室規模到生產規模的AKTA系統都使用UNICORN軟件。UNICORN含有初學者和有經驗的用戶進行的所有類型層析所需要的工具，包括從建立和運行方法到評估數據。

AKTA pure 的操作是由 UNICORN6系統軟件控制，它內置了編輯方法、控制系統、分析層析結果的諸多信息。更方便的是，也可提供能夠遠程控制AKTA pure許可。

UNICORN6的主要特點是：

·直觀的軟件設計：使用預定義階段（一步步）來建立簡單、直觀和靈活的方法·數據庫存儲：強大的數據存儲可以快速訪問數據，確保數據安全性和完整性·直觀的過程畫面：顯示當前開放的流路，并為手動控制運行提供直觀的方法·層析柱日志（選配）：可追蹤性和操作安全性，追蹤單個層析柱和運行數據的寶貴工具·實驗設計（DoE，選配）：整合實驗設計功能，可以從較少的試驗中獲得更精確的信息，是節省成本和時間的方法開發方法編輯模塊

方法編輯含有用于控制層析運行的所有指令。在UNICORN6中，方法編輯具有用戶友好的圖形界面，用于方法和運行性能的簡單瀏覽和編輯。圖9顯示了一個具有自定義窗口的方法編輯的截圖，提供了運行的全面概況。

在UNICORN6中，使用階段（phase）建立方法。每個階段（phase）反映了層析運行中的一個步驟，例如平衡、上樣或洗脫。方法編輯含有針對不同層析技術和維護程序的預定義方法，以及用于建立或編輯您自己的方法的預定義階段（phase）。

通過從階段庫（Phase Library）中拖拽階段（phase）到方法概要中就可以簡單地建立和編輯方法。在階段（phase）屬性窗口中，具體的運行參數被設定，這些設定值被自動編程在文本說明窗口中。當選擇了一種層析柱類型時，對于這種類型層析柱的參數設定值（例如默認流速和壓力上限）將自動設置。

階段（phase）屬性窗口可以對方法進行簡單的編輯，而更高級的用戶可以在文本說明窗口中直接編繩方法。為了進行快速的編輯，工具欄含有常用的命令，例如Undo、Redo和Save。

系統控制

系統控制用于開始、瀏覽和控制方法運行。這個模塊含有三個窗口，提供了運行狀態的概況。運行數據窗口代表當前以數值形式表示的數據，而層析圖窗口在整個方法運行期間把數據顯示為曲線。過程畫面窗口顯示運行期間當前的流路，并可以用于控制運行（圖10）。包含在過程畫面中的顏色指示顯示當前開放的流動管路、關閉的管路或開放的無流動的管路。來自監測器的實時數據也顯示在過程畫面中。

層析柱日志

軟件的一個選配功能是層析柱日志，可提高操作的安全性。這種實用的功能可追蹤與單根層析柱有關的重要運行數據，以提供可追溯性和操作安全性。GE Healthcare的許多預裝層析柱都具有條形碼標記，并可使用-D條碼掃描儀識別每根層析柱，或可以手動輸入信息到UNICORN6中。也提供具有預先打印的-D矩陣編碼（條形碼）的UniTag不干膠標簽用于標記層析柱，以用于之前的沒有條形碼標記柱子（例如空層析柱）。

通過跟蹤單根層析柱，對于每輪有關運行數據的信息進行記錄，例如總運行數和1大壓力，可以設置通知限制，以定義在兩次清洗之間層析柱可以運行的次數，當到了層析柱維護時間時會通知用戶。在層析柱日志中，點擊針對特定層析柱的層析柱歷史圖標，就可以得到這根層析柱的所有運行記錄。

實驗設計（DoE）功能

可以選配實驗設計（DoE）功能。DoE是一種用于方法優化的強大工具。DoE提供一種有效和邏輯性的方法，其中所選擇的參數可以同時變化，因此可以從幾個實驗獲得大量的數據（圖11）。因為DoE被地整合在UNICORN6中，優化（Scouting）由DOE方案自動生成，可以進行快速和有效的方法優化。

層析系統:配件

AKTA pure 配件包括用于連接層析柱的層析柱支架和夾具、瓶架和連接系統的管路（圖1）。具有0.5、0.5和0.75mm內徑尺寸的管路試劑盒可以為了滿足各種目的進行流程優化，并用于GEHealthcare的任何實驗室規模層析柱的連接。

預裝柱

GE Healthcare 提供廣泛系列的層析柱，包括所有層析技術，用于從微克到幾百毫克水平的目標蛋白的純化（圖11）。

這個系列包括HiTrap、HiPrep M、HiScreen TM和HiLoad TM層析柱，用于制備型層析空柱。TricornTM層析柱也可以用于微克水平的高分辨率半制備型純化以及用于蛋白質特征性研究。除了預裝柱外，也提供有空的Tricorn、XK和HiScale TM層析空柱用于填充您所選擇的層析填料。

用于微克規模純化的層析柱

Tricorn GL和PE層析柱是預裝有各種層析技術填料的高分辨率層析柱（圖11）。層析柱的設計可以使液體洗脫液均勻分布在整個層析柱表面上，它能夠在微克和毫克規模進行高分辨率純化。Tricorn GL層析柱是玻璃透明的，便于通過觀察填料床，而PE層析柱的PEEK試管和過濾器可以耐受更大的壓力。

用于毫克規模純化的層析柱

HiTrap 1和5ml層析柱預裝有廣泛系列的填料用于使用各種層析技術進行純化（圖11）。層析柱可以被串聯以獲得更大的產量。利用HiPrep 0ml層析柱可以實現進一步的放大。

RESOURCE TM預裝柱是為了在高流速下進行高分辨率純化設計的。層析柱預裝SOURCETM的填料，其顆粒大小均一，在高流速下反壓很低。

HiScreen 預裝了Bioprocess 工業的層析填料，可以反復使用得到可重復的結果。HiScreen柱子10cm的柱床高度，可以簡單進行穩定的工藝優化。

HiLoad 柱是預裝了制備級的Superdex填料玻璃柱，是為凝膠過濾中進行高分辨率的純化設計的。

為克級純化裝填自己的層析柱

AKTApure 上的裝柱程序非常方便的在恒壓和高流速下進行層析柱的裝填。將A泵和B泵同步化產生流速，使得AKTApure 5和AKTApure 150的裝柱流速分別1高可以達到50ml/min 和100ml/min。

我們提供幾種類型的空柱。這些空柱如何使用依賴于填料類型和運行條件（例如流速，壓力等）。HiScaleTM空柱是為了優化工藝開發和制備級蛋白純化的標準液相色譜而開發。層析柱為了適合現代Bioprocess層析填料（例如MabSelect TM和CaptoTM填料）的應用，可以耐受更高的壓力和更高的流速。XK層析柱已經為蛋白純化客戶所認可，且性能穩定，其是為中低壓層析色譜而設計。