从SEC分离原理出发解析iZON-qEV系列纯化柱选型逻辑与实战方案
2026-07-09 来源:本站 点击次数:29摘要：本文从 SEC 分离原理出发，系统解析 iZON qEV 系列六种规格、双孔径选择及 GMP 合规体系，结合样本类型与应用场景提供可执行选型方案
关键词：外泌体、细胞外囊泡、外泌体分离、外泌体纯化、qEV 纯化柱、qEV 外泌体纯化柱、SEC 尺寸排阻色谱、SEC 纯化柱、色谱柱
外泌体（EV）研究的深度与可靠性，很大程度上取决于分离纯化环节的质量。在众多分离技术中，尺寸排阻色谱（SEC）因其操作简便、条件温和、可重复性高，已成为 EV 分离的主流方法之一。iZON Science 的 qEV 系列 SEC 纯化柱 凭借 15 分钟完成分离、≥99%蛋白去除率、温和保持囊泡活性的核心性能，被全球 1200+研究机构采用。
然而，面对 qEV 系列的 6 种常规色谱柱柱型、3 种孔径、2 代树脂和 2 个合规等级，研究者常面临一个问题：我的实验应该选哪一款？
本文围绕这一核心问题，提供完整选型框架。
一、SEC 分离原理：理解"分子筛"的核心逻辑
SEC 的分离机制基于流体动力学体积差异：当混合样本通过填充有多孔琼脂糖树脂的色谱柱时，大颗粒（如外泌体、外泌体-蛋白复合物）无法渗入树脂孔道，沿柱床间隙优先洗脱；小分子蛋白等杂质则进入孔道内滞留，延迟排出。
图1. SEC 分离原理
这一机制决定了 SEC 的四个核心特征：
•条件温和：无需高速离心或化学沉淀，囊泡结构和生物活性完整保留
•分离快速简便：单次分离仅需约 15 分钟，优于 UC 的 4-6 小时
•标准化操作：不依赖操作者经验，流程固化后易建立 SOP
•高样本兼容性：可兼容血浆、血清、尿液、细胞培养上清、CSF、唾液等样本
二、qEV 六种常规规格：从 150μL 到 100mL 上样体积全覆盖
iZONqEV 系列是目前市场上规格较完整的 SEC 纯化柱产品线，按上样体积划分为六种标准型号：
图2.qEV 柱系列产品
| 产品型号 | 上样量 | 重力柱可重复使用次数[1] | 可兼容自动化设备 | 是否适配重力手动洗脱 | 核心定位 |
| qEVsingle | ≤150 μL | ≤5 次 | AFC/DXter | 是 | 微量样本、临床 RT-PCR，无交叉污染 |
| qEVoriginal | ≤500 μL | ≤5 次 | AFC/DXter | 是 | 科研常用，兼容 AFC |
| qEV1 | ≤1 mL | ≤5 次 | AFC | 是 | 适合血浆或小体积浓缩后细胞培养上清 |
| qEV2 | ≤2 mL | ≤5 次 | AFC/ZENCO | 是 | 适合较大临床样本和小体积浓缩后细胞培养上清 |
| qEV10 | ≤10 mL | ≤5 次 | AFC/ZENCO | 是 | 细胞培养上清等中等体积场景 |
| qEV100 | ≤100 mL | ≤5 次 | AFC/ZENCO | 是 | 大规模快速分离，可扩展至工业级 |
[1]注：目前重力柱推荐使用 5 次以内，qEV 系列适配层析系统 ZENCO，连接层析系统清洗彻底，可使用 20 次以上；
表1. qEV 系列六种规格技术参数
选型原则：上样量是选择柱型的主要依据。
| 样本类型 | 推荐孔径 | 注意事项 |
| 血浆 / 血清 | 70nm | 脂蛋白含量高，70nm 减少 ApoB 干扰 |
| 细胞培养上清 | 35nm | 体积大蛋白背景杂 |
| 尿液 | 35nm | EV 丰度低，35nm 提高回收率 |
| 组织消化液 | 70nm | 样本复杂、杂质多，70nm 保证纯度 |
表2. 不同样本类型的推荐柱型
1. 20nm vs 35nm vs 70nm：孔径选择决定分离范围许多用户会问：同样的柱型为何有 20nm、35nm 和 70nm 三种版本？它们本质差异在于分离范围的不同：
| 对比维度 | 20nm | 35nm | 70nm |
| 主要回收范围 | 20-100nm | 35–350 nm | 70–1000 nm |
| 核心优势 | 专为小分子与小外泌体精细分离设计，具备高分离分辨率，是科研级微量样本分析的理想选择 | 兼顾回收率与分辨率的平衡之选，适用于绝大多数标准外泌体与囊泡的常规分离 | 高脂蛋白去除能力，针对更高纯度要求设计 |
| 小 EV（<110 nm）回收率 | 更高（捕获更全面） | 兼顾回收率和纯度 | 相对较低 |
| 脂蛋白（ApoB）污染 | 较多 | 中等 | 微量 |
| 推荐场景 | RT-PCR 样本 | 全面回收、蛋白组学 | 高纯度需求、脂蛋白敏感下游 |
| 适配样本类型 | 小颗粒外泌体研究聚焦<50nm 的外泌体(Exosomes)和超小细胞外囊泡(sEVs)，适用于对纯度要求高、需排除微量蛋白杂质的场景 | 常规细胞培养上清(CCM)适用于各类细胞系来源的外泌体分离，是基于细胞培养模型进行机制探索、功能验证等常规研究的标准方案 | 复杂生物体液适配血浆、血清及脑脊液(CSF)样本，可有效分离外泌体与脂蛋白、白蛋白等高丰度干扰物质 |
表3. 20、35、70nm 孔径 qEV 分离差异
选型口诀： 兼顾回收率和纯度选 35nm；追求产物纯净、需减少脂蛋白干扰选 70nm。
2. Gen 2 vs Legacy：两代树脂
iZON 推出第二代 qEV 色谱柱（Gen 2）的核心驱动力，是应对外泌体研究领域对分离纯度、标准化程度及临床转化能力不断提升的技术要求。第二代 qEV（Gen 2）换用了专有的新型琼脂糖树脂，分离纯度进一步提升。适合对纯度要求较高的外泌体蛋白质组学和 RNA 分析。目前 qEVsingle、qEVoriginal、qEV2、qEV10、qEV100 均有 Gen 2 版本可选。
图3. qEV 柱一二代纯化效果对比图
以每微克总蛋白所分离到的 EV 数量来衡量纯度，70 nm 第二代柱的 EV 纯度平均比传统柱高 2.6 倍，35 nm 第二代柱高 4.6 倍。第二代柱的回收率同样也有提升。
三、GMP-Ready：从科研级到临床级规模化放大
对于体内实验、临床诊断及治疗级应用，iZON 提供 qEV GMP-Ready 纯化柱——在受控生产环境中按需制造，每批次执行严格的生物负载与内毒素检测，附分析证书（CoA）及法规支持档案（RSF）。
其核心优势在于工艺平移能力：在方法开发阶段使用 qEV 建立的 SEC 工艺参数，可直接转移至临床放行生产，无需因合规升级更换分离介质或重新验证工艺，降低转化成本与周期风险。
图4. GMP readyqEV 柱放行检
1. 自动化升级：从单柱到全流程
当样本通量上升至中试规模时，iZON 提供四套自动化系统与 qEV 柱无缝衔接：
| 自动化系统 | 适配柱型 | 核心功能 | 适用阶段 |
| AFC V2 | single/original/1/2/10 | 称重法自动收集，RFID 自动识别 | 临床队列、高通量筛选 |
| qEV DXter | single(×24)/original(×12) | 机械臂，12/24 样本并行处理 | IVD 检测、药物筛选 |
| qEV Zenco/BigZenco GMP | 2/10/100 及工业级柱 | 流速≤100 mL/min，UV/pH/电导率监测 | 中试至 GMP 生产 |
| qEV TFF | 与 qEV 联用 | 切向流浓缩 + SEC 纯化，>99% 除蛋白 | 中试至 GMP 生产 |
表4. qEV 柱自动化设备适配性
2. 实战选型：四步锁定适配方案结合以上参数，可按以下四步完成选型：
Step 1：确定样本体积 → 匹配对应柱型（qEVsingle 至 qEV100）
Step 2：判断纯度要求 → 一般选/35nm（全面回收），脂蛋白敏感选/70nm
Step 3：评估合规等级 → 临床转化项目直接选 GMP-Ready
Step 4：确认通量需求 → 高通量场景引入 AFC/DXter/Zenco/TFF 自动化方案
四、案例实战案例
1：牛奶来源细胞外囊泡（EV）分离
样本特点：牛奶基质属于高脂高蛋白复杂生物样本，体系内大量乳脂肪球、酪蛋白胶束、乳清蛋白共存，整体粘度高、本底颗粒数量高
前处理：脱脂、酪蛋白沉淀、qEV TFF 浓缩 25 倍左右
选用 qEV 柱：70 nm 系列（柱子大小根据上样量确定）
选型依据：70 nm 系列对脂蛋白去除率高（血浆中 ApoB 去除率约 99%），适合高脂样本；20/35 nm 孔径对脂蛋白截留能力弱，高脂样本不推荐使用。
案例 2：高浓度高粘度细胞培养上清（CCM）分离
样本特点：高密度细胞发酵 / 培养所得上清，细胞分泌蛋白、细胞碎片、代谢杂质浓度高，液体粘稠度大；EV 浓度偏低、样本原始体积大
前处理：样本稀释预处理、澄清过滤、qEV TFF 浓缩
选用 qEV 柱：35 nm 系列（柱子大小根据上样量确定）
选型依据：35 nm 系列是 EV 研究中常用的孔径，平衡回收率与纯度
案例 3：血清/血浆样本 EV 分离（生物标志物研究级）
样本特点：基质复杂，含有高丰度白蛋白、球蛋白、脂蛋白（ApoA1、ApoB）；脂蛋白颗粒粒径与 EV 高度重叠，易共洗脱，会严重干扰下游实验，且无法进行 SEC 前离心处理
前处理：低速离心去除细胞碎片，
选用 qEV 柱：qEV1 35 nm / qEV2 35 nm
选型依据：优先选用 70nm 孔径系列，该型号对血浆中 ApoB 的去除率高达约 99%，且所有 qEV 系列对 ApoA1 的去除水平均较高（低于 ELISA 检测限），可有效分离血浆内低密度、高密度脂蛋白与细胞外囊泡，大幅降低杂颗粒背景，保证 EV 标志物检测结果真实可靠。70nm 有效分离区间 70–2000nm，完全覆盖人体循环 EV 主流粒径范围，满足液体活检实验要求。
案例 4：3D 生物反应器大规模 MSC 外泌体生产（工艺中试/临床前放大）
样本特点：体积大（10-100L），对纯化通量、批次稳定性、可重复性要求高
前处理：澄清过滤，qEV TFF 切向流浓缩及高倍数透析
选用 qEV 柱：35nm 系列（qEV100/400 或更大规格）
选型依据：35nm 平衡回收率与纯度，适配生物反应器 MSC-EV 粒径分布，大规模生产下稳定去除培养基可溶性蛋白，保障多批次 EV 关键质量属性（CQAs）一致，符合 MISEV 分离规范与临床申报质控标准。qEV100 可处理 100mL 上样，配合 qEV Zenco 自动化系统实现 20 次以上运行 UV 曲线高度一致；如需更大规模，可定制 qEV400 或其他规格。
关于 iZON Science
iZON Science 成立于 2008 年，总部位于新西兰，是全球纳米颗粒分离与分析解决方案提供商，同时掌握 SEC 与 TRPS 两大核心技术，企业质量管理通过 ISO13485 认证。上海曼博生物（MineBio）是 iZON Science 在中国区域的官方合作伙伴，可提供 qEV 全系列纯化柱、自动化纯化系统及 Exoid/Pulsoid 表征设备的销售、技术支持和本地化服务。此外，曼博生物拥有覆盖外泌体分离、纯化、表征与工艺开发的整体解决方案，更多内容可访问曼博生物官网了解外泌体解决方案详情（www.mine-bio.com/exosomes/）！
扩展阅读
• 破解量产难题：iZON TFF+Zenco 打造外泌体规模化纯化体系
本文基于iZON Science公开资料由其中国提供商上海曼博生物整理，用于科研信息分享、实验参考等。上海曼博生物可提供 qEV 系列外泌体纯化柱（qEVsingle/qEVoriginal/qEV1/qEV2/qEV10/qEV100）、全自动纯化系统（AFC V2/qEV DXter/qEV Zenco/qEV TFF）及 Exoid/Pulsoid 纳米颗粒分析仪等全系列产品，支持外泌体分离、外泌体纯化、SEC 尺寸排阻色谱、纳米颗粒表征、GMP-Ready 规模化纯化及工艺开发应用。