复合模式（Mixed-Mode）填料整合疏水、离子交换、氢键等多种作用力，通过协同效应实现传统单模式填料无法达到的选择性。Capto MMC和Capto Adhere是典型，前者兼具弱阳离子交换和疏水作用，后者整合强阴离子交换、疏水及氢键作用。这类填料可在电导率较高条件下结合蛋白，简化样品前处理，对电荷异构体、聚集体和HCP残留去除效果明显。其优势在于工艺步骤缩减潜力大，可实现"两步法"替代传统"三步法"纯化策略，提升收率并降低成本。挑战在于方法开发复杂，需筛选pH、盐浓度和添加剂。在抗体、重组蛋白精纯中应用日益，是工艺强化（Process Intensification）的关键工具。
以聚甲基丙烯酸酯或聚苯乙烯为骨架的离子交换填料，因其的机械强度和化学稳定性，成为工业级蛋白纯化的主流选择。这类填料可耐受极端pH和强清洗剂，支持在线清洁（CIP）工艺。Q、DEAE为阴离子交换配基，SP、CM为阳离子交换配基，通过电荷差异实现蛋白分离。Toyopearl和Source系列前列水平，提供30-100 μm的均一粒径，柱效高达数千理论塔板数。其优势在于高载量（可达80 mg/mL以上）、快速动力学和优异的放大一致性。缺点是疏水性较强，可能导致部分蛋白失活。适用于单克隆抗体捕获、重组蛋白精纯及病毒颗粒分离，在cGMP生产中市场份额持续增长。疫苗纯化用分离填料预装柱规格多样，从分析型到生产型，满足不同纯化规模需求。
填料的粒径（通常为微米级）及其分布均匀性是影响层析柱效和背压的关键参数。小粒径填料（如10-34μm）能提供更高的理论塔板数，实现更尖锐的峰和更好的分离分辨率，但会导致较高的柱反压，对系统和装柱技术有更高要求，常用于分析或精细分离。大粒径填料（如50-100μm）反压低，载量高，操作简便，更适用于快速捕获和高通量筛选。单分散性（粒径高度均一）的填料能提供更均匀的流动和更佳的装柱重现性，是现代高性能填料的标志之一。
蛋白纯化填料的选型是实现高效纯化的关键步骤，需综合考虑目标蛋白的理化性质（如分子质量、等电点、疏水性、生物活性）、样品特性（如杂质类型、样品浓度、粘度）、纯化目标（如纯度要求、回收率要求、规模大小）及成本预算等因素。首先，根据目标蛋白与杂质的差异选择分离原理（如分子大小差异选择凝胶过滤，电荷差异选择离子交换，特异性结合选择亲和）；其次，根据蛋白的敏感性选择合适的基质材质和操作条件（如敏感性蛋白选择天然高分子基质，高流速需求选择合成高分子基质）；，结合纯化规模和成本选择科研级或工业级填料。合理的选型可大幅提高纯化效率，降低操作成本，同时很大程度保留目标蛋白的生物活性。填料成本是生产考虑重点，需平衡载量、寿命和纯化效果。
磁性层析填料将功能配基包覆在Fe₃O₄超顺磁微球表面，尺寸50 nm-5 μm，通过外加磁场实现快速分离，无需装柱和离心。Ni-NTA磁性琼脂糖珠和Protein A磁珠已商业化，载量10-40 mg/mL。优势在于操作极快速（分离时间<1分钟），样品处理量灵活，特别适合高通量筛选和难澄清样品（如细胞裂解液）。缺点是一次性使用成本高，放大困难，且磁场均匀性影响分离效率。主要应用于实验室平行筛选、瞬时表达快速纯化以及样品前处理。在自动化工作站中可实现96通道同时操作，是结构生物学和抗体发现平台的理想工具，但在生产规模应用仍限于特殊场景。金属螯合亲和填料螯合过渡金属，适配组氨酸标签重组蛋白。疫苗纯化用分离填料
新型合成基质填料机械强度高，适合高速工业层析应用。疫苗纯化用分离填料
配基在填料表面的密度（偶联量）是影响载量和选择性的重要因素。密度过低则载量不足；密度过高可能导致空间位阻，反而降低有效载量，或因多价结合而过强吸附，洗脱困难。配基与基质的偶联化学必须稳定，能耐受纯化、在位清洗和长期储存的条件。常用的活化方法包括溴化氰法、环氧法、NHS酯法等，它们与配基上的氨基、巯基或羟基反应形成共价键。先进的偶联技术能够实现配基的定向固定，以优化其空间取向和生物活性。现代蛋白纯化实践中，用户可以选择购买商品化的预装柱，或购买散装填料自行装填。预装柱由厂商使用精密设备装填，柱效高、重现性好、开箱即用，节省时间，特别适合方法开发、小规模制备和需要高重复性的QC分析。自装柱则更具灵活性，用户可根据需要选择不同规格的空柱和填料，成本效益更高，适合工艺摸索和特定规模的生产。选择何种形式取决于应用需求、预算以及对工艺控制的要求。疫苗纯化用分离填料
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