[發(fā)明專(zhuān)利]用于色譜介質(zhì)的容器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080058765.0
• 申請(qǐng)日: 2010-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102655919A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K.格鮑爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 通用電氣健康護(hù)理生物科學(xué)股份公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01D15/20
• 分類(lèi)號(hào): B01D15/20;B01D15/22;G01N30/60
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 林毅斌;林森

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通過(guò)柱色譜法分離化合物。具體地，本發(fā)明涉及用于色譜介質(zhì)的容器或袋和使用所述容器填充色譜柱或制備色譜介質(zhì)的固結(jié)的床的方法。

發(fā)明背景

在液體色譜法中使用的柱通常包含封入多孔色譜介質(zhì)的填充床的管狀或圓柱形主體，通過(guò)該色譜介質(zhì)載體液體流動(dòng)，其中通過(guò)在載體液體和多孔介質(zhì)的固相之間分配而發(fā)生分離。圓柱形柱通常稱(chēng)為‘軸向’柱，色譜分離通常在沿著柱的長(zhǎng)度向下的垂直方向發(fā)生，而管狀柱通常稱(chēng)為‘徑向’柱，隨著載體液體流動(dòng)至圓筒的中心，在徑向方向發(fā)生分離。

在任何分離過(guò)程之前，床必須通過(guò)從待引入到柱中的粒狀介質(zhì)開(kāi)始制備。目的是高效率分離的常規(guī)柱使用床形成的過(guò)程，其稱(chēng)為‘填充程序’。在高效率分離中，正確填充的床是影響含有填充床的柱的性能的關(guān)鍵因素。通常，填充床通過(guò)漿料填充而制備，即，固結(jié)離散的顆粒或纖維在液體中的懸浮液(稱(chēng)為漿料)，將其泵送、倒入或抽吸入柱中。一旦已將預(yù)定體積的漿料遞送至柱中，需要將其進(jìn)一步固結(jié)和壓縮。

在軸向柱中或在軸向色譜法中，可通過(guò)將可移動(dòng)的適配器(adapter)向下沿著柱的縱軸朝向柱的底部移動(dòng)來(lái)壓縮漿料，適配器通常以恒定的速度移動(dòng)。在該程序期間過(guò)量的液體在柱出口排出，而介質(zhì)顆粒借助過(guò)濾材料(所謂的‘床載體’或‘玻璃料(frit)’)被保留，過(guò)濾材料的孔太小而不能使介質(zhì)顆粒通過(guò)。一旦填充床已壓縮了最優(yōu)壓縮程度，則填充過(guò)程完成。

在軸向和徑向柱兩者中使用的用于柱漿料填充的另一種方法為流動(dòng)填充方法，其中多孔結(jié)構(gòu)的壓縮主要通過(guò)在柱上施加高流速而實(shí)現(xiàn)，由此在出口床載體處開(kāi)始形成多孔結(jié)構(gòu)。在多孔結(jié)構(gòu)中的顆粒上所得到的曳力最終引起壓力下降和床的壓縮。壓縮的床最終通過(guò)將適配器放入就位而限制。目前，僅已知流動(dòng)填充方法用于填充徑向柱。

隨后的色譜分離的效率強(qiáng)烈取決于：1)?在填充床的流體入口和出口處的液體分配和收集系統(tǒng)，2)?介質(zhì)顆粒在填充床中特別的取向(也稱(chēng)為填充幾何學(xué))，和3)?填充床的壓縮。如果填充床的壓縮太低，則在該床上進(jìn)行的色譜分離遭受“拖尾”，并且通常這種不充分壓縮的床不穩(wěn)定。如果填充床的壓縮太高，則該床進(jìn)行的色譜分離遭受“前伸(leading)”，并且這種過(guò)度壓縮的床可影響生產(chǎn)量和結(jié)合容量，并且，一般而言，得到高得多的操作壓力。如果壓縮最優(yōu)，則在使用期間形成的分離峰呈現(xiàn)小得多的前伸或拖尾，并且實(shí)質(zhì)上是對(duì)稱(chēng)的。最優(yōu)壓縮程度對(duì)于實(shí)現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)的良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性也是關(guān)鍵的，因此通過(guò)多個(gè)過(guò)程周期確保最優(yōu)性能。對(duì)于每一種柱尺寸(寬度或直徑)、床高度和介質(zhì)類(lèi)型，柱所需的最優(yōu)壓縮程度通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。

用于軸向柱的備選的填充方法稱(chēng)為“干填充”，其中使用多孔介質(zhì)的干顆粒填充柱，后來(lái)將液體引入柱中。這樣的優(yōu)點(diǎn)在于預(yù)填充的柱可干遞送至消費(fèi)者，而無(wú)需向填充液體中加入任何防腐劑，并且使在運(yùn)輸期間重量最小化。干填充通常用于目標(biāo)為分離小分子的二氧化硅介質(zhì)，例如由G?Guiochon?J?Chromatogr?A?704?(1995)?247-268所描述的，但是得到相當(dāng)差的柱效率。然而，對(duì)于可溶脹的色譜介質(zhì)，例如常用于分離生物分子的基于右旋糖酐或瓊脂糖的介質(zhì)，由于了解顆粒的溶脹可引起填充床的性能差，已避開(kāi)了干填充。

對(duì)于適用于高效率色譜分離的填充床的制備的以上描述的背景，同樣適用于目標(biāo)為高效率地實(shí)現(xiàn)生物反應(yīng)的填充床或固定床，所述生物反應(yīng)例如酶轉(zhuǎn)化、細(xì)胞的處理或粘附于填充床的細(xì)胞的生長(zhǎng)和培育。

上述柱和填充床也可用于穩(wěn)定物質(zhì)，特別是生物分子，例如蛋白、抗體和細(xì)胞。例如，這種穩(wěn)定可改進(jìn)和促進(jìn)分子的儲(chǔ)存和運(yùn)輸。比起其它濃縮方法(例如過(guò)濾、沉淀或冷凍-干燥)可實(shí)現(xiàn)的，物質(zhì)(特別是生物分子)與色譜介質(zhì)的結(jié)合可保存物質(zhì)的活性和穩(wěn)定性。

技術(shù)問(wèn)題

存在許多與制備和填充柱的現(xiàn)有方法相關(guān)的問(wèn)題。介質(zhì)通常在大的容器中載運(yùn)至操作者，并且在準(zhǔn)備填充程序時(shí)必須小心稱(chēng)重和轉(zhuǎn)移至柱。由于許多介質(zhì)不使用并且必須儲(chǔ)存，它涉及經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的技術(shù)人員，這可能為耗時(shí)、浪費(fèi)和昂貴的過(guò)程。當(dāng)介質(zhì)用于制備需要批準(zhǔn)的產(chǎn)品(例如藥物和食品)時(shí)，還必須滿(mǎn)足規(guī)章要求。滅菌和清潔介質(zhì)和/或柱以降低微生物載荷可證明對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)是困難的。此外，柱通常復(fù)雜并且具有大的‘占地面積(footprint)’以進(jìn)行填充程序。

另一個(gè)問(wèn)題在于，在現(xiàn)有技術(shù)中已知的柱由于高成本、復(fù)雜性和低靈活性而不適于穩(wěn)定物質(zhì)，用于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)哪康摹Ｒ虼耍枰峁┮环N簡(jiǎn)單的和成本有效的裝置和方法，用于通過(guò)吸附于色譜介質(zhì)和在進(jìn)一步加工或使用之前解吸的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的穩(wěn)定。