填料的基质材料是决定其物理化学性能的基础。传统软胶如琼脂糖（Sepharose）和葡聚糖（Sephadex），具有亲水性强、生物相容性好的优点，但机械强度低，不耐高压，主要用于低压层析。刚性基质如交联的琼脂糖（如Sepharose FF）、合成聚合物（如聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯-二乙烯基苯）以及无机材料（如二氧化硅），具有高机械强度，能够耐受更高流速和压力，适用于中高压层析系统和工业化生产。新型高流速琼脂糖介质通过高度交联，在保持高载量的同时获得了的流速性能。阴离子交换填料含碱性基团，选择性结合带负电目标蛋白。单抗纯化用分离介质
疏水作用层析（HIC）填料利用蛋白表面疏水区域与固定相烷基或芳基配基的可逆结合，在高盐条件下上样，低盐条件下洗脱。这类填料以丁基、辛基或苯基为配基，偶联在琼脂糖或聚合物基质上，Toyopearl Butyl和Phenyl Sepharose应用广。HIC的优势在于生理pH操作，有效维持蛋白活性，对抗体聚集体去除效果明显，常与离子交换串联使用形成正交纯化。其载量适中（20-40 mg/mL），分辨率优于亲和层析但低于离子交换。挑战在于条件优化复杂，盐浓度和pH需精确控制。广泛应用于抗体药物中聚集体/片段去除、ADC药物DAR值调控及膜蛋白纯化，是精纯步骤的关键技术。反相纯化树脂靠谱供应商优化缓冲液pH和离子强度是提高填料结合效率的关键步骤。
以纤维素为基质的离子交换填料凭借天然亲水性、低非特异性吸附和低成本优势，在血液制品和疫苗领域长期占有一席之地。DEAE Sephacel和CM Cellulose通过醚键将配基偶联到纤维状纤维素上，形成大孔结构，尤其适合大分子量蛋白和病毒颗粒的纯化。其优势包括：极高的生物安全性，无合成聚合物毒性担忧；易于大规模生产，价格为合成填料的1/5-1/10；对脆弱蛋白特别温和。缺点是机械强度低，只能重力流或低流速操作，分辨率有限。适用于免疫球蛋白粗提、白蛋白纯化及病毒样颗粒捕获，在发展中国家生物制品生产中仍是主流选择。
连续生物制造（Continuous Bioprocessing）要求填料支持高流速、低背压和数千次循环稳定性。填料如POROS系列和Eshmuno HCX采用灌注色谱（Perfusion Chromatography）技术，6000-8000Å超大贯穿孔允许大分子快速传质，实现10倍于传统填料的流速。这类填料机械强度极高，可承受>3000次循环，配基脱落<1 ppm。优势在于设备利用率高，生产周期从数天缩短至数小时，占地空间减少80%。但开发需配合过程分析技术（PAT）和复杂控制系统。在单抗、胰岛素等稳定蛋白生产中已有商业化案例，FDA已批准连续生产工艺，了未来生物制药从批次向连续生产的范式转变。填料选择需综合考虑目标蛋白特性、杂质组成及纯化目的。
填料的孔结构直接影响其结合载量。比表面积大的多孔结构能为配基的键合和蛋白的吸附提供更多位点。孔径大小决定了蛋白分子是否能顺利扩散进入孔内到达结合位点。对于大分子蛋白（如单克隆抗体），需要超大孔径（如>100nm）的填料以确保内部位点的可及性，避免表面吸附而导致的动态载量损失。现代填料设计注重孔结构的优化，力求在保证高比表面积的同时，提供通畅的传质通道，以实现高载量和高流速下的高效利用。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。疏水作用填料利用疏水相互作用，分离疏水性差异蛋白。反相纯化树脂
样品上样量不应超过填料动态载量，以防目标蛋白穿透。单抗纯化用分离介质
阴离子交换填料与阳离子交换填料互补，其表面修饰有碱性功能基团（如二乙基氨基乙基、季铵基），在适宜pH条件下解离带正电，通过静电作用选择性吸附带负电的蛋白分子。分离过程中，缓冲液pH值需高于目标蛋白等电点，使目标蛋白带负电并与填料结合，再通过增加缓冲液中盐离子浓度（如NaCl）竞争结合位点，实现不同亲和力蛋白的梯度洗脱。这类填料材质多为琼脂糖、聚苯乙烯或硅胶，其中强碱性季铵基填料适用pH范围广（2-12），稳定性强，适合耐高温、耐酸碱的蛋白纯化；弱碱性二乙基氨基乙基填料适用pH范围较窄（3-9），但对蛋白的吸附温和，可减少蛋白变性风险，常用于敏感性蛋白的分离。单抗纯化用分离介质
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