В статье продолжено обсуждение применимости существующих математических моделей ионообменного хроматографического процесса. Экспериментально показано, что существенное значение для ионообменного хроматографического процесса имеет геометрия колонки, где с увеличением высоты слоя адсорбента эффективность разделения снижается. Оптимальной формой конфигурации слоя адсорбента для данного типа хроматографии является цилиндр с соотношением высоты к диаметру от 1:1 до 0,1:1. Одновременно установлено, что скорость потока буфера элюции через «оптимальный цилиндр» сорбента является одним из критичных параметров для приближения расчетной математической модели к реальному процессу разделения. Зависимость эффективности разделения близких по свойствам белков от конфигурации слоя адсорбента и скорости потока буфера показана на примере природной смеси белков из яда змеи рода Gloydius.

Список ссылок.

1. Smith C. // Striving for purity: advances in protein purification. Nat. Meth. 2005. V. 2 (1). P. 71-77.
2. Thiel K.A. // Biomanufacturing, from bust to boom... to bubble? Nat. Biotech. 2004. V. 22 (11). P. 1365-1372.
3. Lightfoot E.N., Moscariello J.S. // Bioseparations. Biotechnol. Bioeng. 2004. V. 87 (3). P. 259-273.
4. Kahn D., Plapp R., Modi A. // Modeling a multi-step protein synthesis and purification process: A case study of a CAPE application in the pharmaceutical industry. In: European Symposium on Computer Aided Process Engineering-11, Gani and Jorgensen, eds., Elsevier Science B.V. 2001. P. 419-426.
5. Sun H., Ren P., Fried J.R. // The COMPASS force field: Parameterization and validation for phosphazenes. Comput. Theor. Polym.Sci. 1998. V. 8 (1-2). P. 229-246.
6. Suzuki T., Kaneko K., Setoyama N., Maddox M., Gubbins K. // Grand canonical Monte Carlo simulation for nitrogen adsorption in graphitic slit micropores: Effect of interlayer distance. Carbon. 1996. V. 34 (7). P. 909-912.
7. Gusev V.Y., O’Brien J.A., Seaton N.A. // A self-consistent method for characterization of activated carbons using supercritical adsorption and grand canonical Monte-Carlo simulation. Langmuir. 1997. V. 13. P. 2815-2821.
8. Son H.-J.,  Lim Y.-I. // Multiscale simulation starting at the molecular level for adsorption process development. Chinese J. Chem. Engineer. 2008. V. 16 (1). P. 108-111.
9. Smirnov. N.N., Aronova E.B., Konstantinov V.A. // Mathematical model of the membrane-chromatographic process. Russian J. Applied Chem. 2001. V. 74 (10). P. 1717-1719.
10. Iyer H., Tapper S., Lester P., Wolk B., Reis R. van. // Use of the steric mass action model in ion-exchange chromatographic process development. J. Chromatogr. A. 1999. V. 832 (1-2). P. 1-9.
11. Nordin A.-K. // Simulation of chromatographic process. MSC theses (Diploma work of chemical engineering). Lund Institute of Technology, Swedish Centre for BioSeparation. Sweden. 2003. P 1-52.
12. Lu J.-G., Sun Y.-X. // Mathematical modeling of non-linear solvent-gradient simulated moving bed chromatographic separation process. Asia-Pacific J. Chem. Engineer. 2005. V. 13 (1-2). P. 193-202.
13. Yao H.M. Wavelet based dynamic modeling of simulated moving bed chromatographic processes. PhD theses. Curtin University of Technology, Department of Chemical Engineering. Australia, Sydney. 2009. P. 1-137.
14. Волков Г.Л., Краснобрижая Е.Н., Гаврилюк С.П. и др. // Промышленная хроматография белков с близкими физико-химическими свойствами. Биофармацевтический журн. 2009. Т. 1 (4). С. 20-34.
15. Chan S., Titchener-Hooker N., Bracewell D.G., Sorensen E. // A systematic approach for modeling chromatographic process – application to protein purification. AIChE J. 2008. V. 54 (4).  P. 965-977.
16. Volkov G., Savchuk A., Karbovskyy V. // Method for extracting α-specific thrombin-like enzyme (Ancistron-B) from Agkistrodon blomhoffii ussuriensis venom. Patent WO 2008/020739. 2008.
17. Volkov G., Savchuk A., Karbovskyy V. // Method for extracting phospholipase A2 from Agkistrodon blomhoffii ussuriensis venom. Patent WO 2008/020741. 2008.
18. Volkov G., Savchuk A., Karbovskyy V. // Method for extracting fibrinogenic/ fibrigenolytic protein from Agkistrodon blomhoffii ussuriensis venom. Patent WO 2008/020742. 2008.
19. Li Z., Agellon L.B., Vance D.E. // Phosphatidylcholine homeostasis and liver failure. J. Biol. Chem. 2005. V. 280 (45). P. 37798-37802.
20. Hjertén S., Kunquan Y., Liao J.-I. // The design of agarose beds for high-performance hydrophobic-interaction chromatography and ion-exchange chromatography which show increasing resolution with increasing flow rate. Makromolekulare Chemie. Macromolecular Symposia. 1988 . V 17 (1). P. 349–357.
21. Kaltenbrunner O., Giaverini O., Woehle D., Asenjo J.A. // Application of chromatographic theory for process characterization towards validation of an ion-exchange operation. Biotechnol. Bioengineer. 2007. V. 98 (1). P. 201–210.
22. Волков, Г.Л., Гаврилюк С.П., Скалка В.В. и др. // Сравнительный анализ ионообменной мембранной хроматографии и хроматографии в упакованном слое при разделении модельной смеси белков из сыворотки молока. Биофармацевтический журн. 2010. Т. 2 (2). С. 24-31.
23. Harinarayan C., Mueller J., Ljunglof A., Fahrner R., Alstine J.V., Reis R. van. // An exclusion mechanism in ion exchange chromatography. Biotechnol. Bioengineer. 2006. V. 95 (5). P. 775-787.
24. Zeid J., Harinarayan C., Reis R. van. // The impact of protein exclusion on the purity performance of ion exchange resins. Biotechnol. Bioengineer. 2008. V. 102 (3). P. 971-976.
25. Chan S., Titchener-Hooker N., Sorensen E. // Optimal economic design and operation of single- and multi-column chromatographic process. Biotechnol. Prog. 2008. V. 24 (2). P. 389-401.
26. Ahamed T. // High-throughput technologies for bioseparation process development. Theses PhD in biotechnology. Department of Biotechnology, Delft University of Technology, Delft, Netherlands. 2008. P. 1-140.

промышленная хроматография, разработка технологии, математическое моделирование, ионообменная хроматография, геометрия слоя адсорбента, скорость буфера