Một hỗn hợp protein chảy qua một cột chứa đầy các hạt nhỏ. Một số protein bám vào các hạt, số khác thì chảy qua. Bằng cách thay đổi các điều kiện, các protein bị bám dính sẽ được giải phóng từng cái một. Đó chính là sắc ký, một kỹ thuật để tách và tinh chế các phân tử sinh học. Nó là xương sống của quá trình xử lý sau thu hoạch trong sản xuất sinh học.

Nguyên lý rất đơn giản. Các phân tử có ái lực khác nhau đối với pha tĩnh (các hạt) và pha động (chất lỏng chảy qua). Những khác biệt đó khiến chúng di chuyển với tốc độ khác nhau, dẫn đến sự tách biệt. Kỹ thuật này có nhiều dạng. Sắc ký trao đổi ion tách các phân tử theo điện tích. Sắc ký loại trừ kích thước tách theo kích thước. Sắc ký ái lực sử dụng tương tác liên kết đặc hiệu, ví dụ như kháng thể liên kết với mục tiêu của nó. Sắc ký tương tác kỵ nước tách theo tính kỵ nước.

Sắc ký được sử dụng rộng rãi trong công nghệ sinh học. Nó tinh chế insulin, kháng thể đơn dòng và vắc-xin. Nó phân tích mẫu máu để tìm thuốc và chất chuyển hóa. Nó tách các đoạn DNA để giải trình tự. Nó là công cụ chủ lực trong hóa học phân tích và phát triển quy trình.

Thách thức nằm ở quy mô. Một hệ thống cột lọc hoạt động tốt trong phòng thí nghiệm có thể không hoạt động hiệu quả trong nhà máy. Các hạt lọc, tốc độ dòng chảy, áp suất và dung dịch đệm đều phải được tối ưu hóa. Một bước tinh chế duy nhất có thể mất hàng giờ và tiêu tốn hàng nghìn đô la. Độ tinh khiết đạt được xứng đáng với công sức bỏ ra.