остью твердого тела из жидкой или газовой фазы. Традиционно применяемыми адсорбентами являются древесный уголь, глины с развитой пористой поверхностью. Путем адсорбции из культуральной жидкости выделяют антибиотики и витамины.

Современные методы разделения веществ. Они включают хроматографию, электрофорез, изотахофорез, электрофокусировку, основанные на принципах экстракции и адсорбции. Разделение веществ путем хроматографии связано с их неодинаковым распределением между двумя несмешивающимися фазами. Различают хроматографию на бумаге, пластинках, колонках. При хроматографии на бумаге или на пластинках одной из несмешиваю-щихся фаз служит движущийся растворитель, например бутанол, а другой, неподвижной фазой — волокна бумаги или частицы покрывающего пластинку силикагеля или другого материала. При колоночной хроматографии подвижная фаза — текущий через колонку растворитель, неподвижная — заполняющий колонку адсорбент, чаще всего гранулированный гель. Разделяемая смесь вводится в контакт с подвижной и неподвижной фазами.

Колоночная хроматография допускает масштабирование — увеличение размеров и пропускной способности. Она применяется в промышленных условиях и имееет несколько разновидностей.

1. Ионообменная хроматография (рис. 12) —гранулы адсорбента, например карбоксиметилцеллюлозы, несут на себе заряженные группы, катионные (— NHt) или анионные (—SOJ), способные к захвату ионов противоположного знака. Она применяется для выделения ионизированных соединений из жидкости, а также для очистки нейтральных соединений от примесей ионной природы. Одной из первых примененных в промышленных масштабах ионообменных колонок была колонка с естественным ионообменником цеолитом для смягчения воды, т. е. удаления из нее Са2+ и Mg2+. Ионообменные колонки с амберлитом широко применяют для отделения витамина Bj2.

2. Хроматография, основанная на разделении веществ с различной молекулярной массой и диаметром (метод «молекулярных сит», гель-хроматография, гель-фильтрация). Частицы адсорбента захватывают и удерживают, скажем, только низкомолекулярные соединения, пропуская высокомолекулярные (рис. 13).

3. Аффинная хроматография — задерживается компонент, образующий прочный комплекс с лигандом, фиксированным на частицах носителя (рис. 14). Применяют агенты, специфически связывающие одно индивидуальное вещество. Например, фермент очищают путем связывания на колонке, несущей субстрат или специфический ингибитор (табл. 3).

Ркс 13. Хроматография на основе «молекулярных сит> (Компоненты, размеры которых соответствуют размерам пор или входов в поры адсорбента, задерживаются на колонке): а, б — две стадии процесса

Важную роль в отделении и очистке белковых и небелковых веществ играют взаимодействия антигенов и антител. Основанная на этих взаимодействиях хроматография получила название иммунноаффинной. Новые горизонты открыло перед иммунноаф-финной хроматографией использование моноклональных антител (см. гл. 1,§ 4), позволяющих провести за один этап 500-кратную очистку человеческого интерферона (J. OJansen, 1984).

В аффинной хроматографии используют также групповые лиганды, связывающие, например, целую группу сходных по структуре ферментов. К таким лигандам относятся кофакторы ферментов н их аналоги. В этом случае разделение и очистка индивидуальных веществ основана на их различном сродстве к лиганду, что позволяет собрать их порознь в виде отдельных фракций. Могут применяться и еще менее специфичные лиганды, связывающие целые классы веществ, например алкильные и арнльные группы или лиганды, представляющие собой текстильные красители.

Аффинная хроматография может обеспечить полную очистку продукта из сложной многокомпонентной смеси — культуральной

Рис. 14. Аффинная хроматография (В виде частиц различной формы изображены молекулы с различными химическими структурами, из которых только одна вступает в специфическое взаимодействие с частицами геля. Показано, что в выемки на частицах геля входят лишь молекулы комплементарной формы): а, б ~ две стадии процесса

жидкости, экстракта клеток — в одну стадию, в то время как более традиционные методы осаждения и ионообменной хроматографии требуют многоэтапной очистки, сопряженной с большими затратами труда и времени. Определенные неудобства вызывает относительная дороговизна материалов для аффинной хроматографии, в частности, веществ, используемых в качестве лигандов. Проблемой является также быстрый выход колонки из строя при пропускании через нее смесей, компоненты которых забивают промежутки между гелевыми частицами. Поэтому в производственных условиях колонки используются в периодическом, а не непрерывном режиме.

После пропускания через колонку порции культуральной жидкости, из которой выделяют продукт, частицы геля подвергают очистке. Методы очистки основаны на: а) использовании гелевых частиц, превышающих по плотности конгломераты веществ, закупоривающих колонку: различие в плотности позволяет очистить гель путем его избирательного осаж