用于连续流动系统的分级外部预过滤器元件技术方案

由高效液体色谱盒或柱来说明的用于连续流动系统的预过滤器元件构造成设有梯度过滤器，该梯度过滤器在其厚度上具有平均孔尺寸的梯度，该孔尺寸沿流动方向减小。该预过滤器元件保持在一外壳内，外壳与连续流动系统的预过滤器元件本身之外的任何功能性部件分开，该预过滤器元件与其它功能性部件分离以允许更换预过滤器而不干扰任何其它功能性部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及连续流动的系统，包括柱色谱，尤其涉及设计用来分离样品混 合物各种成分的色谱柱，混合物也包含固体或趋于形成沉淀物，这些沉淀物驻 留在分离柱内或预过滤介质内，或以其它方式干扰溶质自由地流过柱，或在有 限次分离之后造成柱背压上升。
技术介绍
包括高效液体色谱(HPLC)和其它形式色谱的连续流动的系统被广泛地用 于各种化学物种混合物的分析用和制备用分离。举例来说，典型的HPLC柱可被多次使用，特别是用于自动化色谱系统内。重复使用单个柱允许样品对样品 的直接比较，没有通过在两次注入之间清洗分离介质或通过将用过的柱更换为 同样成分的新鲜柱而引入的误差。然而，在任何单次分离中，固体碎屑，不管 是样品中存在的还是采样或分析设备产生，这些碎屑都被样品或载体流体夹带 走。例如，在溶解的全血样品中，碎屑可由细胞壁碎片、不溶的蛋白质以及附 聚或沉淀的可溶解的蛋白质组成。如果阀门和泵的密封结构破碎而将颗粒物质 释放到载体流体中，或在用取样刺针刺破标本管或隔膜时碎片从标本管或隔膜 中掉出时，则碎屑也可起源于色谱分析仪本身。夹带的碎屑常常进入柱并积聚 在柱内，阻碍流体自由地流过柱，从而造成柱内背压上升。在HPLC柱中用作为分离介质的树脂通常用玻璃料固定在位，该玻璃料也 用作为过滤固体碎屑的过滤器。然而，玻璃料本身会被碎屑堵塞，特别在玻璃料和树脂之间的交界面，同样会造成柱背压升高。交界面区域内的堵塞还会阻 塞非常小的蛋白质的材料的通过，由此，当这些蛋白质属于想要识别和/或定量 的组分中时，就由此会干扰分离的进行。碎屑累积和所产生的背压的形成是连续流动系统的最大问题。在这些系统 中，在将样品注入系统内之前，某些碎屑可通过样品的过滤或离心分离来离线 去除。然而，过滤和离心分离是费时的步骤，并会增加操作者带来的错误。还 可利用不与树脂直接接触的保护柱和预过滤器来实施在线过滤。 一个设计用于 全血样品的预过滤器的实例是烧结的不锈钢预过滤器，其孔大小为0.5微米，厚度为1.9mm，可从美国加利福尼亚州赫拉克勒斯市(Hercules)的生物辐射 实验室股份公司(Bio-Rad Laboratories, Inc.)购得，产品目录为第2700270号。 遗憾的是，出于同样原因，预过滤器本身易于堵塞和形成背压。当采用保护柱 时，上升的背压通常导致根据应用情况在50至200次注射之后就要更换保护 柱。当采用预过滤器作为对分离用树脂的保护时，树脂常可在两次更换之间维 持较长时间，但在需要更换之前，树脂一般地耐用不超过500次注射。1999年11月16提交的授予Dewaele的美国专利第5,985,140号，题为"色 谱法中利用分级过滤介质来减小背压的形成(Reduction in Back Pressure Buildup in Chromatography by Use ofGraded Filter Media)"，描述了一个解决 背压形成问题的较早公开的方法。然而，专利第5,985,140号中的分级过滤器 (graded filter)与共用管中的树脂直接接触，而且更换过滤器需要拆卸树脂管， 经常更换树脂以及过滤器。
技术实现思路
业已发现，当分级过滤介质构造为系统的外保护器，而不是与系统的诸如 分离树脂那样的其它功能性部件连接时，分级过滤介质可保护色谱柱、分析盒 或连续流动系统的任何部件。所谓"功能性部件"是指执行除了简单地将液体 从系统中的一个部位传输到另一部位之外的功能的部件。作为外保护器，当背 压开始上升时，分级过滤介质可被拆下和更换，不会干扰连续流动系统的树脂 或其它部件，并且，利用机械紧固方法可将该分级过滤介质牢固地固定到其外 壳上，没有损坏树脂或造成树脂颗粒穿透过滤介质和与之混合的危险。过滤介质本身因此将不需要那么频繁地更换，且当需要更换时，可以更加容易地进行 更换。此外，当分级过滤介质在上游端、下游端或上下游两端由用作为结构支 承的长度短的非分级过滤介质支承时，则可实现更多益处。在某些情形中，当 分级过滤介质分为被非分级过滤介质分开的两个长度或厚度时，还可实现更多 的益处。无论在哪一种情形中，非分级过滤介质存在时除了支承功能之外还可 提供补充的过滤作用，其补充由分级过滤介质提供的过滤作用。在任何这些配 置中，在系统之外或在过滤器设计用来保护的部件之外的外壳内放置分级过滤 介质，将可从流过系统的样品中除去任何碎屑，并较之于现有技术的过滤器， 还可在多得多的样品上连续地重复使用而无需插入清洁步骤。附图说明图1是作为本专利技术实施方式的一实例的预过滤器的分解立体图。图2是作为本专利技术实施方式的另一实例的第二预过滤器的分解立体图。图3是作为本专利技术实施方式的还有另一实例的第三预过滤器的分解立体图。具体实施例方式如上所述，本专利技术预过滤器内的梯度过滤(gradientfilter)介质这样进行布 置使样品流体和任何其它液体通过具有较大空隙空间的一侧进入介质，然后， 穿过介质并通过具有较小空隙空间的一侧离开介质。当存在两层梯度介质时， 两层介质可布置成让液体通过具有较大空隙空间的一侧进入，而通过具有较小 空隙空间的一侧流出，或可替代地，两梯度层可布置成使其梯度沿相反方向对 称地布置，以使预过滤器可相对于流动方向安装在任一取向上。然而，在有两 个或更多个梯度介质层的所有情形中，上游梯度介质层具有沿流动方向减小的 孔尺寸。同样在某些这样的实施例中，预过滤器含有一个或更多个多孔的元件， 除了它们的多孔性基本上呈均匀，即，没有梯度之外，它们类似于梯度过滤介 质。这些非梯度的多孔元件用作对梯度介质的结构支承，并可存在于梯度介质 的上游侧、下游侧或上下游侧两者，或在两个梯度介质层之间。非梯度多孔的 元件也可存在于所有三个部位上。尽管在本专利技术范围内的梯度介质内的孔尺寸渐变的程度和空间分布率可变化，就像孔尺寸本身变化那样，但梯度介质内的孔尺寸一般等于或大于梯度介 质所接触的任何非梯度多孔元件的孔尺寸。在优选实施例中，每个梯度介质层 的最小直径端处的平均孔直径与非梯度元件内的平均孔直径之比从约1:1至约20:1，更佳地从约1:1至约12:1，最佳地从约1:1至约10:1。当梯度层或当两 个或更多个层存在时的每个梯度层具有这样一种孔尺寸的渐变，其减小到足够 狭窄保留住直径为10微米的颗粒，较佳地保留住直径为5微米的颗粒，最佳 地保留住直径为1至3微米的颗粒的最终尺寸，但也可使用能够保留住0.5微 米量级颗粒的梯度层。不管表述得是否明确，这里谈及孔直径时指在一给定厚 度或区域上的平均孔直径，而对一元件描述为具有均匀的或基本上均匀的孔尺 寸是指孔尺寸的分布在距离、体积或面积上是基本上一致或均匀的，由此，所 述的孔直径是一平均孔直径。因此，孔直径或空隙空间的梯度是指平均的孔直 径或平均的空隙空间的梯度。预过滤器的分级或非分级元件的其它相关的因素是元件的厚度和渗透因 子，这两者可如孔尺寸那样变化。当存在一个或更多个非分级元件时，它们的 厚度可以比它们所接触的梯度层的厚度大(指大样流动方向的尺寸)。较佳的 厚度范围为约0.5mm至约6.0mm，最佳的厚度范围为约l.Omm至约3.0mm。 每个梯度层具有从约O.lmm至约l.Omm的较佳厚度范围，较佳地从约0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于连续流动系统的预过滤器，所述预过滤器具有液体所流过的规定方向，并包括由烧结的无纺不锈钢纤维形成的梯度过滤器元件，所述梯度过滤器元件具有形成沿所述流动方向减小的尺寸梯度的分级空隙通道，所述梯度过滤器元件置于与所述连续流动系统的除了所述预过滤器之外的任何功能性部件分开的外壳中，所述预过滤器可与所述其它功能性部件分离以允许更换所述梯度过滤器元件，而不干扰所述其它功能性部件。

【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：C德瓦尔，P韦南特，H瑟吉洛泽，
申请(专利权)人：生物辐射实验室股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]