薄层叠加式固定化阴（阳）离子交换层析柱制造技术

本发明专利技术《薄层叠加式固定化阴（阳）离子交换层析柱》的核心在于改革传统层析柱的柱芯结构。彻底打破了那种旨在保持“细密，均匀，连续性”固定相的传统设计格局。创造出一种新理念的实验或工业生产用柱。 其特征是：对柱芯沿横断面最大限度的进行机械性等份分割，把柱芯制作成薄层叠加，疏密相间的结构。分割间距为１或数毫米。使这种柱芯由数百乃至上千层毫米级厚度的薄片叠加而成。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主题名称为″薄层叠加式固定化阴(阳)离子交换层析柱″。它在生化研究、基因工程技术中，可用作酶、蛋白质，核酸等生物大分子分离提纯的核心装备。学术上应属于色谱分析
的分离材料或分离工具范畴。二
技术介绍
层析柱作为色谱技术家族的最重要成员，具备该家族共有的三项标志分离有效物质的场所---固定相和在固定相里运动的液体或气体---流动相，以及后者必须能平稳的携带着被分离的有效物质并使其在固定相里经过千百次的固，液相反复分配过程，最终达到分离纯化目的。没有色谱分离技术就不会有今日的生命科学；分离材料科技一直在其母学科---生命科学的带领下飞速发展。所有的色谱材料的开发和应用技术的改进，都集中在固定相和流动相质材品质改良和两者间相互最佳匹配状态选择上。理想状态的层析柱按数学公式推导的要求，须要操作者把将近二十项相互关联的变量参数调整到最佳协同状态。与数学模型完全吻合的柱层析技术是可接近而不可企及的。它像所有科学技术一样，将永远向勤奋的科学家开放一方可开垦的处女地。层析柱作为一类重要的研究和生产工具，紧密伴随生命科学蓬勃发展的要求而不断更新换代。现代生命科学发展要求分离材料技术不断创新，令诸多分离材料专门家折腰。本专利专利技术《薄层叠加式固定化阴(阳)离子交换层析柱》(简称片层柱)即是在这样大技术背景下补缺而生。它的设计思想和实物结构与传统理念有很大差异。近些年来，市场上有多种予装柱供应，性能堪佳，使用方便；缺憾之处是回收再生依然费时费工，比起散装柱并无改观。究其根源，这似乎与设计者脑子里一直存在的″要求有一个臻于完美的固定相和一个几乎不受干扰的流动相″理念不无关系。中国专利92111328.5《工业生产用固定化阴(阳)离子交换纤维素柱》是本文作者早年工作。实施过程中发现有明显缺陷，尽管采取多种措施，柱体间参数离散性大的弊病仍是长期困扰人心的难题。长期摸索过后，意识到一味追求柱芯的细密，均匀和连续性来保证能有一个″几乎不受干扰的流动相″可能不是最佳的选择。或许彻底打破这种″细密，均匀，连续性″传统格局，采取″于最纷乱之中求均匀，最断续中求连续″的做法可能是另一个出口。这种设想指导下的具体实践是改革传统的柱芯结构，沿柱芯纵轴方向垂直对柱芯做结构上的等份分割，分割间距为1或数毫米。使这种柱芯由数百乃至上千层毫米级厚度的薄片叠加而成。这就要对柱体内流动相的流体力学特性作出新的解释在此新的分离系统中，流动相除受重力或泵压的驱动之外，还随时受到沿途各薄层片内部毛细效应的浸润和片层间隙的阻滞。由于每片薄层都与柱芯的中心线垂直，使这种浸润和阻滞效应可随时随地对流动相的扩散起到矫正和限制作用。这样，流动相就可以携带着被分离溶质沿经向以狭窄的区带循序渐进。狭窄的区带意味着良好的分离效果。叠层柱柱体以模块为单位任意拆装、重组会带来独到的应用特点。另外，通过特制的清洗片可实现对整个柱芯从内部进行同步分段回收和再生。数年实验下来，实践证明了上述构想不谬。有今日中国专利技术专利《薄层叠加式固定化阴(阳)离子交换层析柱》的申报。三
技术实现思路
本专利技术的核心是改革传统柱芯的固定相，使它由均一的连续结构改为疏密相间、层层叠加的片层。要点如下1)从结构上看，保持柱芯横切面方向的物质分布尽可能均匀，细密和连续性。沿纵轴方向对柱芯做结构上垂直的等份分割，分割间距为1或数毫米。由此制成的″薄层叠加式固定化阴(阳)离子交换层析柱″是一种新的固定床色谱柱，它的柱芯是由数百乃至上千层毫米级厚度的薄片叠加而成。2)这一种有勃于传统的色谱柱芯柱芯，装填物质沿径向是非均一的，不连续的固定相。柱体横向剖面装填物质保持传统理论所强调的细致，均一和连续性；但纵向剖面在物质占位上是疏密相间和有规律的循环重复。3)柱身的基本构件是模包组件，它是由若干层上述柱芯薄片叠加后，固定在塑料或有机玻璃预制的封套里。若干模包组件再叠加，机械固定组成完整的《薄层叠加式固定化阴(阳)离子交换层析柱》。4)整个柱体可以以模包为单位随意拆散和组装，同等尺寸规格的模包组件可任意替换和重组。5)专用的可插入式清洗模片可多位点的从横向切入待回收柱芯内，使得片层柱被分割为若干柱节。清洗模片在垂直柱芯的轴向设有隔膜，同时可以从横向往上，下方向输入或输出液体的预制件。清洗剂由清洗片导入柱芯，从内部同时进行清洗回收。既省时又省工，从而可获得最大限度的利用效率。6)组成柱芯的片层材料由环氧树脂，丙稀酸树脂，硅橡胶等共聚物与阴(阳)离子交换材料胶合，固化成型。7)《薄层叠加式固定化阴(阳)离子交换层析柱》可以胜任两种常规装填柱不可能具备的工作方式A足够长度的片层柱，充分展层后，将整个柱芯视为一个″部分收集器″找出携带欲分离物质集中的模包单独回收。B多根柱床平行操作，按上法收集分离物质集中的模包重新组装成柱，集中回收或进一步分离纯化。四说明书附图说明(图1)300*1毫米*30毫米阴离子交换纤维素片层柱。PH7.5，磷酸缓冲液，0---500毫摩氯化钠直线梯度，鸡卵清分离图谱。该柱可将鸡卵清分离为三个独立的蛋白峰。(图2)300*1毫米*30毫米阴离子交换纤维素叠层柱。PH7.5，磷酸缓冲液，500毫摩氯化钠对卵清蛋白洗脱图谱。(图3)300*1毫米*30毫米阴离子交换纤维素叠层柱。PH7.5，磷酸缓冲液300毫摩尔氯化钠分离鸡卵清蛋白图谱。(图4)300*1毫米*30毫米阴离子交换纤维素叠层柱。PH7.5，磷酸缓冲液，蚯蚓抽提液分离图谱峰1为流出杂蛋白，峰2为0-300毫摩尔氯化钠线性洗脱图谱。可以看出线性洗脱不能对蚯蚓浆组分进行有效分离，只是显4有4-5个组分混合在一起。(图5)300*1毫米*30毫米阴离子交换纤维素叠层柱。PH7.5，磷酸缓冲液，蚯蚓抽提液分离图谱峰1为流出杂蛋白，-------为予设的洗脱液离子强度变化曲线，依次递增的氯化钠浓度为50、90、130、140、200、250、300、350、410毫摩尔，在每个浓度间隔里插入一个柱体积的5毫摩尔氯化钠作为过度。从图中可以看出(图4)里的峰2在(图5)条件下被分解为8个独立的蛋白峰。(图6)实验用《薄层叠加式固定化阴(阳)离子交换层析柱》(A2工作柱 B2加装清洗片的回收柱)①进料管 ②紧固螺栓 ③模包组件 ④清洗片 ⑤封头 ⑥出料管(图7)生产用《薄层叠加式固定化阴(阳)离子交换层析柱》(A1工作柱 B1加装清洗片的回收柱)①紧固螺杠 ②把手 ③压板 ④清洗片 ⑤模包组件 ⑥封头 ⑦基座 ⑧龙门架五具体实施例方式(一)《薄层叠加式固定化阴(阳)离子交换层析柱》的制作方法。阴离子交换柱芯芯料配方1二乙氨基乙基离子交换纤维素 55.25％2环氧树脂 7％3丙稀酸甲脂 8.5％4偶氮2异庚氰0.3％5硅橡胶予聚体 3.5％6邻苯2甲酸2甲脂 1％7去离子水 4％8氯化钠 21％芯料制备；按配方要求将物料2，3，4，6依次投入反应釜中，升温至75摄氏度，保温90分钟，待物料黏度变稠至可扯起丝时立即降温至15摄氏度以下，使反应暂时停止。将物料5，8依序加进上述反应釜中，搅拌均匀。物料1与7预先拌匀后一并加进反应釜。始终保持釜内15摄氏度，直至全部物料被下步工序用完。轧辊间隙1毫米，将反应釜中物料扎制成薄板，随即切割成规定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：倪宝谦，
申请(专利权)人：倪宝谦，
类型：发明
国别省市：