用于色谱柱的自动填充系统和方法技术方案

一种柱填充系统，包括：具有软件的控制单元，用于监测柱内压力和／或流经柱的流量，以便计算可移动的适配器与柱床介质的压实柱床进行接触的断点。所计算的断点经由控制单元确定可移动的适配器如何在柱内作进一步移动，从而获得所需要的柱床压缩量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于色谱柱的介质填充系统和在色谱柱内使用的介 质填充方法。更准确地说，本专利技术涉及将色谱介质填充入色谱柱的填充 装置和方法的改进。
技术介绍
用于液相色谱的柱典型地包含封装有多孔层析介质的管状主体，载 液流经多孔层析介质，用于在载液与多孔介质固相之间进行分离。典型 地是，多孔介质以填充床的形式封装在柱内，典型地是通过离散微粒固 化形成，已知的是将料浆进行泵送或者注入或者吸入柱内，并且通常是 从一端进行上述操作。料浆固化为填充柱床是通过料浆的压缩取得的，以便使其填充的体 积小于如果是仅在重力的作用下经沉积而形成的沉积柱床所占据的体 积。随后色谱分离的效率强烈依赖于填充床的液相进口和出口处的液相 分配和收集系统。如果压缩柱床的压缩过低，则色谱分离的进行将承受"尾部效应"。如果压缩柱床的压缩过高，则色谱分离的进行将承受"头 部效应"。如果进行最优的压缩，在分离过程中的分离顶点既不会出现头 部，也不会出现尾部，而基本上是平衡的。柱所需要的的最佳程度压缩 是根据柱大小(宽度或者直径)、床高度和床介质，通过实验确定的。在任何分离过程之前，柱床毫无疑问是从准备将要被引入柱内的料 浆颗粒开始。柱床的形成过程被称为"填充过程"，并且恰当的填充床是 影响的包含填充柱床的柱的性能的关键因素。填充过程的目标在于提供 经过最优量压缩(最优的压缩系数)的压缩床。柱床经最优压缩的高度 称为目标压缩柱床高度。大规模的柱优选的是经由中心料浆喷口将具有 指定的介质颗粒浓度的料浆注入柱内。 一旦预定用量的料浆已经注入柱通常压缩以等速进行，例如l厘米/分钟。在此过程中，过多的液体从 柱出口排出，而颗粒通过过滤材料得到保留，过滤材料^f皮称为"柱床支 承"，并且其孔小得致使颗粒不能穿过。 一旦填充床经过最优量的压缩，填充过程就完成了 。如果压缩柱床具有以分布在柱床上的驻留时间计量 的良好且坚固的色谱性能，就认为填充过程获得了成功。然而，在在实践中生产出此种经最优化压缩的柱床是不容易的。柱床的填充至今祐:认为是一种技艺，而非是一门科学，并且最终填充床的 品质也依赖于操作者控制柱填充的技巧。此种情形的一个原因在于难以 确保给入柱内的实际料浆浓度与经计算得出的应当给入柱内的指定浓度 精确地保持一致。实际料浆浓度与指定料浆浓度之间的任何差异都会导 致实际的柱床高度不同于目标柱床高度和/或柱床的实际压缩量不同于 指定的压缩量。在给入以及随后柱的填充过程中，操作人员手动地选择 和调整诸如流速、适配器移动速度和柱床压缩量之类的参数，并且必须 判断适配器开始进行柱床压缩的点。此点用于计算适配器进一步需要作 多少移动，从而能够获得所需要的压缩量。对于填充参数的任何错误选 择都会导致色谱柱分离性能的削弱。特别困难的是，难以通过肉眼判断 柱床实际压缩的开始时刻，在此点上的显著误差使得不可能获得最优的 压缩纟主床。已经报道了自动进行填充压缩的系统。迄今，EP 1698895 (Millipore 公司)描述了一种在介质床上进行压缩的方法，包括使用测压元件和压力 传感器从而计算介质床上的压力；然后将此计算值与所需要的最优的压 力进行比较，并据此在柱内改变致动器/适配器的位置。如在此处和随附的权利要求中所使用的那样术语"流体系统，，是 指流体在腔室中进入或者排出的装置，在此区域大约横向上流经腔室。 术语"腔室"是指包括术语"容器"和"柱"在内，以及其它任何的分 离领域的人员通过将混合物与固体或液体交换介质相接触，从混合物中 进行分离和/或反应和/或催化和/或提取成分，其中交换介质通称称为填 充床。断面区域(或者范围，或者部分)是指腔室内由腔室的横向断面(典 型的大约在普通的)流经腔室的纵向流动方向。"流体的纵向，，是指在腔 室内从进口朝向出口的流动方向。"纵向，，始终是指在不考虑方向的情况 下流经腔室的主要流动路径。"流动连接系统"是指在流体管路中连接两 点的通道或者路径系统。"分配系统"是指流体通过其进入腔室的结构。 "收集系统，，是指从腔室集中流体的结构，也就是在各种情况下从断面 区域集中流体的结构。"沉积床高度"是指在柱中的流体和介质颗粒内的柱床介质颗粒仅在重力的影响下形成的柱床媒体介质床的高度，此时形成的柱床称为"沉 积柱床"。"压实柱床高度"是指介质颗粒料浆在重力和附加的施加于柱 床颗粒上的向下压力的作用下形成的介质颗粒柱床的高度，所述的附加 的力是指可移动的适配器朝向柱床的移动和/或流体泵或者经过柱床抽 吸而产生，此时的柱床称为"压实柱床"。"压缩柱床高度，，是指压实柱床经压缩后，例如可移动的适配器 的接触以及进一步的运动之类，或者以比柱床的压实过程中更高的速率 进行泵抽，在柱内的柱床介质颗粒所形成的柱床高度，此时的柱床称为 "压缩柱床"。
技术实现思路
本专利技术的目标在于提供一种用于将填料介质填充至柱内的柱填充系 统和方法，该柱填充系统和方法能够克服现有技术中柱系统的缺点。 本专利技术的实施例在从属权利要求中进行了限定。 进一步的改进描述于权利要求中。根据本专利技术的装置和方法的 一个优点在于，它们所提供的柱床填充 至最优的压缩系数。此种装置和方法更进一步的优点在于，它们允许以 可再生的和可控制的方式填充色谱柱。附图说明附图1显示了根据本专利技术的介质填充系统实施例的示意性側视图， 附图2显示在恒定的适配器速度下填充介质床的过程中，柱内压力 与时间的曲线图。具体实施方式.附图1示意性地显示了4艮据本专利技术的一个实施例的自动化柱填充系 统，为了便于描述本专利技术的原理，其中与本专利技术无关的部件进行了省略。 系统1包括柱3，该柱3包括上盖或者凸缘5a，以及下端板5b，并且 由圓筒柱壁7所环绕。定位在柱3内的盖或者凸缘5a与下端板5b之间 的是可移动的适配器9(可以具有样本分布系统，未显示，用于将流入的 液体实质上均匀地分配在柱3的断面上，以及柱床支承，未显示，该柱 床支承延伸超过柱的断面，并且具有细小的筛孔，足以阻止柱床颗粒从筛孔中通过)，可移动的适配器9连接到柱入口 11，柱入口 ll连通供给 诸如样品混合物、洗提液、緩冲液等液体(未显示)。可移动的适配器通 过致动器13沿着柱的纵向移动，致动器13诸如是电机或者活塞/油缸促 动器，并且支承于穿过柱壁5的上端的框架14。提供了可移动适配器的 位置传感装置16，从而确定可移动的适配器相对于固定水平的位置 ("x")，例如下端板5b的上側，并且将与距离x相应的信号传送至 控制单元15。致动器13的运行和相应的可移动的适配器9的向上或者向 下的运动经由自动化控制单元15进行控制。控制单元15优选的是包括 用于控制柱3运行的硬件和软件。控制单元控制阀的开启和关闭以及可 移动的适配器的速度和可移动的适配器的运动量。控制单元15连接至压 力传感器18，并且能够接收和记录来自于压力传感器18的信号，压力传 感器18能够测量柱内的流体的压力，为了简便起见，在下文中称为柱内 压力。下端板5b支承流体收集系统17,流体收集系统17通向环紋导管19。 收集系统17定位于柱床支承21和环紋导管19之间，并且用于均匀地收 集柱断面之上的流体，并将其输送至环紋导管19。环紋导管19连接至流 动相出口 20，在流动相出口 20将流动相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柱填充系统，包括：具有纵轴的柱，用于感测柱内压力的。压力传感器和／或用于测量从所述的柱流出的液体流的测流装置，以及可移动的适配器，　　　　所述的可移动的适配器被控制单元监测时可移动，所述的系统包括压缩装置，包括自动化的软件和硬件，并在所述的柱内沿着所述的柱的纵轴压缩柱床介质压实床，从而形成压缩预定量的压缩填充床，其中所述的控制单元具有软件，用于监测和分析来自于所述的压力传感器和／或测流装置的信号，从而确定当所述的可移动的适配器开始压缩所述的压实床时的断点，当所述的柱的内部压力减小和／或从所述的柱流出的流体的流速减小时，确定所述的断点的产生。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K温达尔，
申请(专利权)人：通用电气健康护理生物科学股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]