用于色譜柱的裝填系統和方法技術方案

本發明專利技術涉及一種用于利用色譜介質裝填色譜柱的系統和用于在這樣的色譜柱內使用的裝填方法。具體地，本發明專利技術涉及一種用于裝填色譜柱的方法和系統，其利用外部驅動裝置將顆粒介質的床體壓縮至目標床體高度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于利用色譜介質裝填色譜柱的系統和用于在這樣的色譜柱內使用的裝填方法。更具體地，本專利技術涉及用于改進將色譜介質裝填到色譜柱內的裝填系統和方法。
技術介紹
在液相色譜中使用的色譜柱通常包括封裝有多孔色譜介質的管狀主體，載液從多孔色譜介質中流過，通過載液和多孔介質固相之間的物質收集而發生分離。在任何分離過程之前，床體的制備必然從必須被引入色譜柱內的漿料顆粒開始。床體成形過程被稱為“裝填過程”并且床體的正確裝填是影響包含填料床的色譜柱性能的關鍵因素。裝填過程的目的是提供以最優壓縮量一最優壓縮系數壓縮的床體。具體地，多孔介質是通過固化被稱為“漿料”的離散顆粒懸濁液而形成的，漿料通常從一端被泵送或注入或吸入色譜柱內。通常通過使漿料流向顆粒截留過濾器并進一步壓縮形成的濾餅以使其被裝填到一定的體積內來實現將漿料固化到填料床內，該體積小于若濾餅僅在重力的影響下沉降而形成的沉降床將會占據的體積。壓縮度取決于色譜介質的類型并且通常在2-20%之間的范圍變化。隨后的色譜分離的效率依賴于填料床的液體入口和出口處的液體分布和收集系統，但是主要是依賴于形成的填料床的均勻性和穩定性。如果填料床不均勻和不穩定，那么對于在床體上進行的色譜分離來說就會受到不好的影響。填料床的均勻性和穩定性取決于最優壓縮度，必須針對每一種色譜柱尺寸(寬度或直徑)、床體高度和床體介質實驗確定最優壓縮度。現有技術中有幾種用于裝填色譜柱的方法是公知的(例如參見US2003/0146159)。“流動裝填”是一種通常被用于制備分析色譜柱(也就是色譜柱體直徑大約為1-1Omm的色譜柱)和半制備色譜柱(也就是色譜柱體直徑為IO-1OOmm的色譜柱)或者更大一些的色譜柱的方法。在流動裝填時，通過篩板或過濾器將色譜柱的一端封閉。在另一端，漿料或裝填材料的懸濁液被泵送或注入色譜柱管內。濾床靠著篩板形成并且逐漸增長，直到形成濾餅為止。隨后通過以高于操作中使用流速的流速滲濾多個(大約3-10個)色譜柱體積的裝填溶劑而將床體進一步壓縮至其“目標床體高度”。固化和隨后的壓縮在滲透力的作用下進行，滲透力是床體對用于保持滲濾通過床體的液流流速所需壓力梯度的反應。一旦床體被通過流動壓縮之后，流動就被停止，關閉位于色譜柱底部的出口并將適配器或上端單元調節至壓縮床體的目標高度。該調節被快速完成以避免壓縮床體超過目標床體高度時的松弛。流動裝填方法具有的缺點是用這種方式壓縮的裝填材料床體是軸向不均勻的，流動壓縮步驟期間在色譜柱的出口附近產生最大壓縮而在填料床的頂部則產生零壓縮。這就使得一旦裝填流動被停止并且上端單元被帶到位，就會導致床體的嚴重松弛并可能出現顆粒重排。根據介質的類型和填料床的幾何形狀，這種方法所固有的在床體壓縮中的梯度可能會造成床體穩定性差和色譜柱效率低。流動裝填的標準方法可能并不適合用于在制備色譜法中使用的大口徑色譜柱。除其他因素外，設計出的設備需要施加一定的裝填流速并因此使裝填壓力明顯高于隨后操作所需的壓力經常是不合要求的。為了修正該問題，使用了依賴于機械式軸向壓縮的裝填方法。軸向壓縮方法通過適配器(末端單元)的軸向移動來實現床體壓縮。因此，在裝填期間對色譜柱空間內液體高壓的需求得以消除。軸向壓縮方法的另一個優點是床體是沿軸向方向被均勻壓縮的，這就避免了流動裝填方法中出現的松弛和顆粒重排的問題。由于壁部摩擦效應，上述兩種方法都會出現床體壓縮中的徑向梯度和床體空隙。徑向不均勻性的影響取決于床體的幾何形狀，也就是直徑和高度的比。如上所述，沿軸向方向的壓縮梯度和床體空隙度在流動裝填方法和軸向壓縮方法之間有顯著地不同。軸向壓縮的一個缺點是使用這種方法裝填的色譜柱需要用于移動末端單元的裝置和用于控制該移動的裝置。用于該移動的典型方法是電機驅動或液壓系統。由于這些裝置被連接至色譜柱或者構建在色譜柱內，因此軸向壓縮色譜柱的成本和機械復雜性要明顯高于流動裝填色譜柱。在進行任何固化和壓縮之前，必須將介質引入色譜柱內。優選地通過噴射漿料經過中心漿料噴嘴或閥進入色譜柱內而制備大口徑色譜柱。這樣就實現了一種對于衛生原因來說是優選的封閉系統方法。基于漿料閥設計的色譜柱可以被設計用于使用可移動的適配器進行軸向壓縮裝填或者使用固定的末端單元進行流動裝填。定義“分析物”應該被定義為天然或合成得到的物質、化合物或化學制品，或者是其反應產物或衍生物或代謝物。為了避免疑義，該術語應該包括生物分子例如蛋白質、肽、氨基酸和核酸以及合成分子例如藥物和/或前體藥物。“介質”應該被定義為在其中可實現色譜分離的任何材料。介質的例子包括但不限于實現離子交換色譜分離、體積排阻色譜分離、親和結合色譜分離和反相色譜分離的材料。“一次性”色譜柱的特征在于為了減少安裝和確認/驗證的工作而預處理的色譜介質，否則在非一次性色譜柱中則需要進行這些工作。最低限度地，預處理包括多孔介質的床體成形。另外的預處理可以是降低微生物負荷、殺菌、除熱原等。一次性色譜柱可以被用作單用途色譜柱，也就是說使用者不用進行清潔處理，清潔處理要求在重復使用之前對填料床進行確認(例如測試、驗證等)。一次性色譜柱的一個實施例是以預裝填色譜介質而提供的完整的色譜柱。一次性色譜柱的另一個實施例由第一設備和第二設備構成，第一設備表示框架或導管，設計用于承受操作期間加在填料床的一個或多個側面上壓力和負荷，目的是為了給填料床提供空間穩定性，第二設備表示容納多孔介質或床體的容器、套管、套筒、料袋等，其被連接至第一設備用于進行操作。對于后一個實施例，多孔介質被容納在第二容器內并且在框架可重復使用時能夠進行更換。在此情況下，用于操作所需的多孔介質壓縮度可以在將被容納的介質插入框架內之后進行調節(參見例如US2002/0166816和W02005/009585)。“不與色譜柱成為一體且從外部連接至色譜柱的驅動裝置”是指驅動裝置是獨立實體，只在裝填色譜柱時使用并在操作色譜柱時予以拆除或者與色譜柱分離。因此，當終端用戶操作色譜柱時，驅動裝置并不存在也沒有被連接至色譜柱。
技術實現思路
本專利技術的目標是提供一種克服了現有技術中的方法的各種缺點的裝填方法。本專利技術的主要優點是通過軸向壓縮方法制備填料床，產生的優點是提高了床體穩定性和色譜柱的高效，而且不需要常規的軸向壓縮色譜柱解決方案所要求的色譜柱結構內的高機械復雜性。這就允許顯著地降低成本。本專利技術方法的另一個優點是它也適合于低壓液體運送設備(例如蠕動泵)，原因在于壓縮主要是通過外部驅動裝置例如壓縮框架實現的，而不是通過流動壓縮所需的高壓。本專利技術方法的另一個優點是色譜柱的裝填/填充能夠作為一個封閉系統進行，也就是說色譜柱甚至可以在從預殺菌的色譜柱和預殺菌的色譜介質開始的無菌條件下進行填充/裝填。該方法因此能夠在“可隨時進行處理”或“一次性”的色譜柱上使用。而進一步的優點是色譜柱是可縮放的(也就是增大或者減小色譜柱的尺寸以獲得可預測的性能)。這是由于通過漿料噴嘴填充色譜柱是在升高的適配器位置處的軸向壓縮步驟之前完成的原因。這就允許漿料在色譜柱的截面區域上與基于一種具有固定末端單元設計的使用噴嘴的流動裝填(例如參見US6524484)相比更均勻地分布。對于后者，裝填必須在恒定的床體高度和目標床體高度下進行，這可能會分別導致填料床密度和本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于以目標床體高度的顆粒介質床體裝填軸流式色譜柱的方法，?所述色譜柱包括：包括狹長的管狀側壁的殼體；被所述側壁分離的相對的、軸向間隔開的第一末端單元和第二末端單元，其中至少一個所述單元可以通過驅動裝置相對于另一個所述單元軸向移動；靠近所述第一單元的第一過濾器和靠近所述第二單元的第二過濾器，它們與側壁一起界定出用于容納顆粒介質床體的封閉床體空間并且其中第一過濾器和/或第二過濾器的相對移動改變床體高度；所述第一末端單元包括用于利用所述顆粒介質填充床體空間的第一閥裝置；以及用于向床體空間中加入液體或者從床體空間中移除液體的第一端口；第二末端單元包括用于向床體空間中加入液體或者從床體空間中移除液體的第二端口；所述方法包括：i.?將所述第一過濾器和第二過濾器之間的軸向間距調節為大于目標床體高度的距離；ii.?將顆粒介質的懸濁液通過第一閥裝置引入床體空間內以在其中提供顆粒介質的床體；iii.?通過第一末端過濾器和/或第二末端過濾器的軸向移動壓縮所述顆粒介質的床體以形成目標床體高度；其特征在于所述軸流式色譜柱和所述顆粒介質的懸濁液是預殺菌的。

【技術特征摘要】
2007.03.09 GB 0704603.01.一種用于以目標床體高度的顆粒介質床體裝填軸流式色譜柱的方法， 所述色譜柱包括: 包括狹長的管狀側壁的殼體； 被所述側壁分離的相對的、軸向間隔開的第一末端單元和第二末端單元，其中至少一個所述單元可以通過驅動裝置相對于另一個所述單元軸向移動； 靠近所述第一單元的第一過濾器和靠近所述第二單元的第二過濾器，它們與側壁一起界定出用于容納顆粒介質床體的封閉床體空間并且其中第一過濾器和/或第二過濾器的相對移動改變床體高度； 所述第一末端單元包括用于利用所述顆粒介質填充床體空間的第一閥裝置；以及用于向床體空間中加入液體或者從床體空間中移除液體的第一端口； 第二末端單元包括用于向床體空間中加入液體或者從床體空間中移除液體的第二端口； 所述方法包括: i.將所述第一過濾器和第二過濾器之間的軸向間距調節為大于目標床體高度的距離； ii.將顆粒介質的懸濁液通過第一閥裝置引入床體空間內以在其中提供顆粒介質的床體； iii.通過第一末端過濾器和/或第二末端過濾器的軸向移動壓縮所述顆粒介質的床體以形成目標床體高度； 其特征在于所述軸流式色譜柱和所述顆粒介質的懸濁液是預殺菌的。2.如權利要求1所述的方法,其中通過不與色譜柱成為一體且位于色譜柱外部的所述驅動裝置實現步驟iii)。3.如權利要求1或2所述的方法，其中所述驅動裝置是從由致動器、壓力機和框架構成的組中選取的。4.如上述權利要求中的任意一項所述的方法，其中顆粒介質是從由離子交換介質、反相介質、體積排阻介質以及親和介質構成的組中選出的色譜介質。5.如上述權利要求中的任意一項所述的方法，其中第一閥裝置是單向閥。6.如上述權利要求中的任意一項所述的方法,其中色譜柱是一次...

【專利技術屬性】
技術研發人員：K格鮑爾，
申請(專利權)人：通用電氣健康護理生物科學股份公司，
類型：發明
國別省市：