[發(fā)明專利]一種新型擴(kuò)張床

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910176835.1
• 申請(qǐng)日: 2009-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN101690854A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周鑫;鐵德馨;趙艷霞;代斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 周鑫
• 主分類號(hào): B01D15/00
• 分類號(hào): B01D15/00;B01D15/08;G01N30/06
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及擴(kuò)張床技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)構(gòu)的擴(kuò)張床。

背景技術(shù)

1992年Chase等人在傳統(tǒng)的層析柱底部安裝了一種特制的流體分布器，用傳統(tǒng)的瓊脂糖層析介質(zhì)得到一穩(wěn)定的擴(kuò)張床，采用這套裝置處理可以含固體顆粒的蛋白質(zhì)和細(xì)胞混合液，其層析性能逼近填充床層析，從而開發(fā)出一種新型的生物質(zhì)單元分離技術(shù)——擴(kuò)張床吸附層析(Expanded?bed?adsorption?chromatograph，簡(jiǎn)稱EBA)。擴(kuò)張床也可以解釋為返混很小的流化床，是流化床的一種特殊形式。擴(kuò)張床綜合了流化床和填充床層析的優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)層析的操作方式不同，擴(kuò)張床料液是從床層的底部進(jìn)入，由于流體向上流動(dòng)產(chǎn)生的速度和浮力，導(dǎo)致床層內(nèi)的不同尺寸或密度的吸附劑存在不同程度地向上浮動(dòng)，引起床層膨脹，待床層穩(wěn)定后，不同吸附劑會(huì)在擴(kuò)張床層內(nèi)的各自固定位置上的較小范圍內(nèi)上下浮動(dòng)，固液相之間的軸向混合程度較低，流體以接近活塞流的方式流經(jīng)床層，料液中的目標(biāo)物質(zhì)基本上按填充床的模式被吸附在吸附劑上，從而獲得良好的分離效果。由于床層的膨脹，吸附劑之間空隙率增大，能使料液中的細(xì)胞、細(xì)胞碎片等微小固體顆粒順利通過(guò)床層，因此，擴(kuò)張床吸附技術(shù)是一種集成生物分離操作技術(shù)，它集澄清、濃縮和初步分離純化于一體，可直接從含顆粒的原料液中吸附并初步純化目標(biāo)物質(zhì)，它把澄清、濃縮和初步純化幾個(gè)步驟集成于一個(gè)單元操作中，減少了操作步驟，提高了產(chǎn)品收率，減少了純化費(fèi)用和資本投入。因此，該技術(shù)一問(wèn)世便受到生物分離純化技術(shù)專家的重視。目前，擴(kuò)張床已成功地用于大腸桿菌、酵母、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液以及動(dòng)物組織、植物組織、果汁、動(dòng)物乳汁及其他一些微生物中目標(biāo)產(chǎn)物的提取，也可將擴(kuò)張床用作生物反應(yīng)器和生物物質(zhì)的檢測(cè)裝置。

擴(kuò)張床技術(shù)具有明顯的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，但由于擴(kuò)張床內(nèi)部的譜帶展寬效應(yīng)，床層內(nèi)存在一定程度的徑向和軸向返混是影響其分離精度的主要原因之一；同時(shí)，已開發(fā)的適用于擴(kuò)張床的吸附劑種類少，使得擴(kuò)張床技術(shù)仍無(wú)法替代傳統(tǒng)層析技術(shù)在生物分離領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。目前，針對(duì)擴(kuò)張床方面的研究主要集中在吸附劑的研制和應(yīng)用上，如孫彥等發(fā)明的高密度殼核型吸附劑的研究；蘇志國(guó)等利用擴(kuò)張床技術(shù)從牛血中分離牛血清白蛋白，只經(jīng)一步操作，得到純度接近70％的單體牛血清白蛋白(BSA)，實(shí)現(xiàn)了BSA的有效快速分離。Anita?Pai等制備出一種超大孔結(jié)構(gòu)的交聯(lián)纖維素硬基質(zhì)，孔半徑達(dá)3μm，基質(zhì)在很大的流速范圍內(nèi)維持十分低的等理論板高度(HETP)和較高的吸附容量，同樣可以實(shí)現(xiàn)高流速下的擴(kuò)張床方式洗脫。在擴(kuò)張床結(jié)構(gòu)方面的研究報(bào)道很少，特別是關(guān)于擴(kuò)張床柱結(jié)構(gòu)的。擴(kuò)張床柱是擴(kuò)張床技術(shù)的主要組成，從柱結(jié)構(gòu)入手，考慮削弱擴(kuò)張床床層內(nèi)的徑向返混，提高分離效率應(yīng)是一種新方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠解決擴(kuò)張床技術(shù)分離精度低和效率低的擴(kuò)張床。

本發(fā)明的擴(kuò)張床，包括擴(kuò)張床柱管(內(nèi)管和外管)、內(nèi)管固定器、流體分布器、床層高度調(diào)節(jié)器、柱頭、篩板，其中外管是普通色譜柱管，內(nèi)管尺寸比外管的小，內(nèi)管同軸置于擴(kuò)張床外管中心。

以上所述擴(kuò)張床柱，所述內(nèi)管可由固定器將其固定于擴(kuò)張床柱管內(nèi)，內(nèi)管尺寸比外管小，可組裝或拆卸。

以上所述擴(kuò)張床柱，所述外管和內(nèi)管是表面光滑的玻璃管或有機(jī)玻璃管。

以上所述擴(kuò)張床，固定器為帶凹槽的十字型或圓形，固定器的尺寸與擴(kuò)張床外管的內(nèi)徑尺寸相等，槽的尺寸與內(nèi)管管徑尺寸相等，色譜柱內(nèi)管和固定器可拆卸連接。

以上所述擴(kuò)張床，內(nèi)管固定器為有機(jī)高分子材料。

以上所述擴(kuò)張床，色譜柱管與兩端的色譜柱頭為可拆卸連接。

以上所述擴(kuò)張床，色譜柱頭設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)色譜柱接口。

以上所述擴(kuò)張床柱，所述內(nèi)管與外管之間的間隙在10-500mm之間，內(nèi)管與外管的徑向比例0.1-0.8之間。

以上所述擴(kuò)張床柱，所述內(nèi)管與外管軸向比例為0.1-0.9之間。

本發(fā)明的另一目的在于對(duì)擴(kuò)張床的基本性能的研究提供一種分析方法。

該擴(kuò)張床的分析方法中，根據(jù)具體情況可靈活地選擇內(nèi)管的尺寸。分析過(guò)程中所用的填料為商品化介質(zhì)streamline-DEAE，填料均勻地填充在柱管。分析過(guò)程需要考查不同內(nèi)管尺寸對(duì)擴(kuò)張床性能的影響。

本發(fā)明通過(guò)在擴(kuò)張床內(nèi)管和外管的設(shè)計(jì)，改變了流動(dòng)相在擴(kuò)張床層內(nèi)的流動(dòng)軌跡，削弱了流動(dòng)相的返混問(wèn)題，從而提高了擴(kuò)張床的分離效率，具有很高的實(shí)用價(jià)值，在生物、化工、醫(yī)藥等下游技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1：本發(fā)明的擴(kuò)張床色譜柱和傳統(tǒng)擴(kuò)張床色譜柱截面示意圖