[發明專利]以聲學方式沉淀的液-液樣品純化系統

有效

• 申請號: 201580064289.6
• 申請日: 2015-10-23
• 公開（公告）號: CN106999796B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: S·P·柯林斯;C·D·布勞;N·D·瓊斯
• 申請（專利權）人: 生命科技股份有限公司
• 主分類號: B01D11/04
• 分類號: B01D11/04
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陶家蓉;余穎

一種樣品純化系統包含限定樣品純化隔室且具有上端和對置下端的容器組合件，所述樣品純化隔室包括混合區和沉淀區。多個屏蔽元件定位于所述樣品純化隔室內，以便至少部分分離相鄰的混合區和沉淀區或分離相鄰的混合區，所述混合區與所述沉淀區流體連通。混合元件設置在每個混合區內。聲波沉淀器與所述容器組合件的一部分對準，所述聲波沉淀器經配置以經由所述容器組合件的所述部分和設置在其中的混合物發射聲波，所述聲波使設置在所述混合物中的流體相液滴聚結以增大所述流體相液滴的浮力或密度。

技術領域

本發明大體上涉及樣品純化和樣品純化系統，且更具體來說，涉及液-液萃取和/或兩相樣品純化以及實施液-液萃取和/或兩相樣品純化的系統和方法。確切地說，本發明涉及兩相連續流動液-液饋源純化系統和其實施方法。

背景技術

現有的液-液萃取系統或塔經設計以將所關注分子從第一液相轉移到第二液相(例如，以便從一種或多種污染物純化所關注分子)。通常，不混溶的第一與第二相在主動混合區中反復混合在一起，且接著允許聚結或“沉淀”在被動沉淀區中。在混合期間，一個相分散(作為較小液滴)于另一相中。相對較小的液滴大小通過允許所關注分子經由較大表面積與體積比而更容易地移動到新相中來增大純化的速度和效率。接著將混合樣品從相鄰沉淀區中的混合區屏蔽或阻擋開。此阻擋允許分散的液滴一起聚結成較大液滴。

最終，較大的分散相液滴的浮力或較大的分散相液滴與周圍的連續相之間的密度差可能足夠大以克服周圍對置分散液滴相的拖曳力。因此，較大的分散相液滴可能逆流通過連續相，并進入鄰近混合區，其中混合與沉淀的循環重復。不受任何理論的束縛，維持兩個液相的這種逆流流動對于兩種原料的連續、多級純化是必要的。在完成純化或分子轉移之后，最終允許混合物被動地沉淀成可以彼此分離的相異相。

因此，現有系統依賴于分散相液滴在指定的相沉淀區中的被動聚結以及混合的兩相樣品到單獨相的最終沉淀。具體來說，現有的液-液萃取器和塔依賴于交替的(主動)樣品混合區與(被動)樣品沉淀區之間的物理屏障或擋板來抑制樣品在沉淀區中的混合且準許較小的分散相液滴聚結成較大的液滴，以維持連續、多級純化所必要的重相和輕相的逆流流動。這些屏障的屏蔽或阻擋效果通過準許小的分散相液滴聚結成較大的液滴，直到較大分散相液滴的浮力足以克服周圍連續相的拖拽力并逆流流過所述連續相而允許在兩相之間具有高界面張力的混合樣品自然地和/或自發地沉淀成較低密度的上層相和較稠密或較高密度的下層相。

現有系統的一個缺點是，使在兩相之間具有低界面張力的混合樣品自發地沉淀成分離的相，或者甚至是使分散相液滴聚結可能花費幾分鐘到1小時，或者甚至幾小時(如果有的話)。舉例來說，在含有所關注的樣品的較重水相與有機(例如，聚乙二醇(PEG))相混合以實現分子到有機相中的轉移時，混合樣品到重相和輕相中的被動沉淀可能在商業上、經濟上和實踐上過于耗時和/或成本過高。為了(有效地)實現分子轉移，兩個相可以劇烈混合，由此形成分散相和/或連續相的非常小的微液滴。此劇烈混合樣品可能不能正確地且充分地聚結和/或沉淀在連續流動、連續混合/沉淀、兩相液-液萃取系統中(例如，其中時間和空間(沉淀區的大小和數目)受實際和/或商業約束的限制)。將有益的是提供一種系統，所述系統可以提供混合樣品的主動沉淀，使得純化樣品所需的時間可以減小。

類似地，現有系統限于連續的樣品流速慢到足以允許相的被動聚結和沉淀。例如，如果現有系統的進料流速過高，或者流體旋動過大，那么分散液滴可能不會在沉淀區中充分聚結以克服周圍連續相的拖曳力。因此，分散液滴(尤其是微滴)可以被截留(即，夾帶)在周圍連續相流動，導致相的軸向混合，且最終導致系統溢流或夾帶形式的故障。試圖通過增大塔直徑來增大系統的流動速率只可能會加劇軸向混合問題和/或需要塔高度的昂貴的、指數級增大以維持相當的純化。