轴向式色谱柱和方法技术

本发明专利技术涉及轴流式色谱柱和用于通过利用这种色谱柱分离液体中的一种或多种分析物的方法。色谱柱包括用于流动相的第一端口和用于在整个填充床上均匀地分配流体的横向流体分配通道。第一端口包括具有在其间的通路的入口和出口，该出口具有相对于流体分配通道的不对称构造。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及轴向式色谱柱和利用这种色谱柱使存在于液体中的 一种或多种分析物彼此分离的方法。
技术介绍
色谱法是用于分离化学物质和生物物质的沿用已久的并且有价 值的技术，并且广泛地用于研究和工业，而且在化合物的制备、提纯 和分析中存在多种应用。存在在用于蛋白质、缩氨酸和核酸的制备、 提纯和分析的制药工业和生物工业中尤其重要的许多不同形式的色谱法、液体色i普法。通常的液体色谱仪具有竖直壳体，在该壳体中通常实际上为颗粒 的并且由多孔介质构成的填充材料床(bed)靠在可透过的保持层上。液 体流动相通常通过多孔的且穿孔的过滤器、网或熔料(frit)通过例如在 柱的顶部处的入口进入，穿过填充材料床并且通常通过第二过滤器、 网或过滤板经由出口而移开。在液体色谱法中使用的柱通常包括管状体，其包围载液或流动相 所流过的多孔色谱介质，其中物质或分析物的分离出现在多孔介质的 流动相与固相之间。通常，多孔介质包围在作为填充床的柱中，其通 常通过凝结离散颗粒的悬浮液而形成，并且已知为通常从位于柱的一 端处的中心孔或喷嘴泵入、注入或吸入该柱内的浆料。稳定、平坦的 床的产生对最终的分离过程是关键的，并且发现当利用通过柱的端部 居中地定位的孔时结果最优。在物质分离中的另一关键特征是流体分配系统，尤其当色谱柱的 截面增加时。色谱分离的效率依赖于在填充床的流体入口和出口处的5液体分配及收集系统。理想地，载液在填充件顶部的整个表面上均匀地引入，以相同的速度在填充件截面上流过该填充件，并且在由填充床的底部限定的平面处^l皮均匀地移开。用于液体色谱法的传统的分配系统必须解决对柱的分离效率存在有害影响的许多固有问题。这些问题之一是在填充床的顶部处的不均匀的初始流体分配。不均匀的初始流体分配的问题通常涉及将样本体积同时施加在填充床的截面区域上的问题。该问题将由于增宽整个系统内的与流体一起输送的追踪物质的对流驻留时间分配而导致色谱系统中的分散增大。在不存在在由床的顶部限定的平面中同时引入流体的情况下，实际上不可能实现所谓的活塞流特性，其是样本分别通过填充床和柱的均匀且明确的运动，,人而导致均匀的驻留时间分配。针对由色谱填充床本身由于扩散和混合效应而引入的分散量，必须控制由液体分配系统产生的M。标准的流体分配系统包括用于流动相的一个中心入口和在过滤器(网、编织网或烧结物)之后的细分配通道(间隙)，以限制填充床的入口和出口的顶部平面和底部平面。理论上并通过经马全已知这种系统在性能上随柱的直径的增加而劣化。这是由于从入口移动到外柱壁的流体单元与可直接进入过滤器或网和进入口以下的填充床区域的那些流体单元之间的驻留时间差。该驻留时间差随柱的直径而增加，并导致随小的颗粒变得非常严重的色谱带增宽。该问题对应于不均匀的初始流体分配。提出了具有多个入口的柱。多个入口减少了驻留时间差但制造昂贵。US 4，537，217公开了又一技术，其包括分层分配结构，该结构包括第一层，其作为覆盖并且流体入口形成在其中；第二层，在该第二层中形成许多通道，该通道均终止在延伸通过第二层的出口中。作为该技术的进一步改进，类似于上述的分层分配结构，US 5,354,460 公开了许多扇形的"逐级下降的喷嘴"的使用，该喷嘴布置成同心环 并通过歧管系统互连。由于才莫块结构，所以可利用大规才莫生产技术来 生产该系统，但是高度的复杂性仍然导致高的生产成本。与分层分配 结构相同，这种复杂系统难于清洁，从而增加卫生问题的风险。所有上述系统采用用于流动相的中心入口系统，其围绕用于浆料 的中心入口构造。尽管该中心构造对于填充该柱以获得均匀的介质床 是关键的，但是这种构造对色谱柱的设计产生约束，尤其在其结构和 成本方面。尽管许多年在色谙法领域的高水平活动和推测性的以及试验性 评估的针对轴向式色谱柱提出的许多分配系统，但是仍然需要允许使 用超过100毫升体积的高效、简单且合算的色谱柱。至今，没有提供满足该需求的任何轴向式色谱柱。 定义"分析物"应限定为自然源或合成源的物质、化合物或化学制品， 或者它们的反应产物或衍生物或代谢物。为了避免疑惑，术语应包括 诸如蛋白质、缩氨酸、氨基酸和核酸的生物分子以及诸如药物和/或药 物前体的合成物分子。"不对称"是相对术语并意味着非中心的。 "分配通道，，指的是一种结构，流体通过该结构从截面区域引入 到用于色谱介质的填充床的包围物或床空间。一次性柱的特征在于色谱介质的预处理，以便减少非一次性柱所 需要的安装和鉴定工作。至少，预处理包括多孔介质的床的形成。附 加的预处理可为减少微生物含量、杀菌、去除热原法等。一次性柱可用作单次使用柱，这意^^未着用户在重复^f吏用之前不执 行需要鉴定(例如测试、确认等)填充床的清洁制度。一次性柱的一个实施例是预填充有色谱介质的输送的完整柱。一次性柱的另一实施例包括第一装置，其表示设计为用于抵抗 在操作期间施加在填充床的一个或多个侧表面上的压力和载荷以使_为填充床提供尺寸稳定性的框架或盛器；和第二装置，其表示包含附 连到第一装置的用于4喿作的多孔介质或床的容器、壳、盒、袋等。在 后一实施例中，多孔介质包含在次级容器中并且可在框架可重复使用 的同时替换。在该情况下，在将包含的介质插入框架之后可调节多孔 介质进行操作所需的压缩度(例如见US2002/0166816和 WO2005/0095S5)。"水平"应限定为水平面或指定高度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种色谱柱，其克服现有技术的系统的缺点。这种色谱柱的一个优点是提供优良的分配特性。另一优点是与现有的柱相比较，本专利技术的制造容易和便宜。色谱柱的又一优点是比传统的柱更容易使用。包括很少的互连元件的设计的简单性有利于減少对密封件的数 量的需求，因此减少由于卫生问题而产生的泄漏或污染的可能性。这 些特征对于一次性柱尤其重要，包括在柱的制备(生产)期间减少微生 物含量以及在柱的存储和装运期间保持这些状态。采用填充阀的设计的又一优点是柱的填充/装填可作为封闭系统 而执行，这意味着甚至可在来自于预杀菌的柱和预杀菌的色谱介质的 无菌条件下装填/填充该柱。又一优点是色谱柱是可缩放的(即柱的尺寸的增大或减小导致可 预测的性能)。根据本专利技术的第一方面，提供一种轴流式色谱柱，包括 壳体，其包括侧壁；由侧壁分开的相对的且轴向间隔开的第一端单元和笫二端单元；横向流体分配通道，其是第一端单元的一部分或与第一端单元相邻；第一过滤器，其与横向流体分配通道相邻，和第二过滤器，其与 第二端单元相邻，其中过滤器与侧壁一起限定用于在其中容纳颗粒介质床的封闭床空间；第 一端单元包括阀装置，其具有与封闭床空间处于流体连通的中 心孔，该阀装置包括延伸通过第 一过滤器和流体分配通道的纵向部件 并且在其中具有通路，该阀可操作为可打开的和可关闭的，以允许通过该通路利用颗粒介质装填该床空间；和第一端口，用于添加液体至 床空间或从床空间移开液体；包括第二端口的第二端单元，该笫二端口与封闭床空间相流体连 通，以允许倒空床空间或利用液体装填该床空间；其中，第一端口包括在其间具有通路的入口和单个出口，该单个 出口与流体分配通道处于直接流体连通，并且所述出口具有相对于流 体分配通道的不对称构造。在本专利技术的第二方面中，提供用于一种用于使液体中的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴流式色谱柱，其包括：　包括侧壁的壳体；　由所述侧壁分开的、相对的且轴向间隔开的第一端单元和第二端单元；　横向流体分配通道，其作为所述第一端单元的一部分或与所述第一端单元相邻；　与所述横向流体分配通道相邻的第一过 滤器和与所述第二端单元相邻的第二过滤器，其中，所述过滤器与所述侧壁一起限定用于在其中容纳颗粒介质床的封闭床空间；　所述第一端单元包括阀装置，该阀装置具有与所述封闭床空间处于流体连通的中心孔，所述阀装置包括延伸通过所述第一过滤器和所述流 体分配通道的纵向部件并且具有在其中的通路，所述阀可操作为可打开的和可关闭的，以允许通过所述通路利用所述颗粒介质装填所述床空间；和用于添加液体至所述床空间或从所述床空间移开液体的第一端口；　所述第二端单元包括第二端口，所述第二端口与所述 封闭床空间处于流体连通，以允许倒空所述床空间或利用液体装填所述床空间；　其中，所述第一端口包括入口和单个出口，在所述入口与所述单个出口之间存在通路，所述单个出口与所述流体分配通道直接流体连通，并且所述出口具有相对于所述流体分配通道的不 对称构造。...

【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格鲍尔，D赫曼森，H斯范伯格，
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]