用于液体混合物的制备的方法和系统技术方案

一种用于通过将至少两种不同组分储备溶液的液体流彼此混合来制备具有预定义特性的液体流的方法，包括如下步骤：通过在每种储备溶液流中单独地感测与储备溶液的属性值相关联的至少一个特性来确定一种或多种储备溶液的选定属性值，并且基于所确定的一个或多个属性值，按给出期望的混合液体流的混合比率来混合储备溶液流。一种用于执行该方法的系统，包括传感器装置和控制单元，其中控制单元布置成评估传感器装置感测的特性并提供获得具有预定义特性的混合液体流所需的储备溶液的相对比率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及液体混合物的制备，并且更具体地说，涉及具有预定义特性的液体混合物的制备。
技术介绍
在许多情况中，获取精确已知成分和/或其他特性(如PH、离子强度、粘度、密度等)的液体是重要的。进一步地，通常液体成分不仅应在每个时刻精确已知和受控，而且还应以精确和受控方式随时间变化。往往通过将两种或两种以上液体彼此混合或掺合、典型地使用掺合系统(往往是现场掺合系统)来获得此类液体，掺合系统可以提供等浓度掺合模式和梯度掺合模式(步进梯度和线性梯度)。其中液体的成分是最重要的一个应用是在液相色谱分析领域中，当采用具有指定的PH以及可选地还有指定的离子强度的缓冲液时，洗脱液的pH和离子强度是控制色谱分析中蛋白质分离(例如，离子交换树脂)的选择性的两个最重要的参数。另一种此类应用是过滤。US 2008/0279038A1公开了一种用于使用连续的操作模式掺合三种液体(料液以及第一调整液和第二调整液)的掺合系统。料液是例如水，而调整液可以分别是盐浓缩溶液和乙醇。在重复循环回路中混合这些液体。通过与控制系统的阀和泵的系统控制器通信的导电率传感器感测重复循环的溶液的导电率。近红外线(NIR)传感器检测乙醇浓度。当达到了目标导电率和乙醇浓度水平时，将回路的输出输送到过程。盐浓缩溶液和乙醇添加速率持续地基于来自导电率传感器和OTR传感器的反馈控制。液体掺合的一种不同方法是典型地使用适合的算法确定掺合液体以获得具有预定义特性的期望液体混合物的精确相对组分比例或比率，然后通过计量系统按预定比率馈送不同液体来产生液体混合物流。US 6，221，250B1公开了一种用于液相色谱分析的设备，其包括能够将一个或多个缓冲物质的洗脱液、酸或碱、(可选的)盐和溶剂馈送到色谱分析的分离装置中的联机计量装置，其中该计量装置通过使用Debye-HUckel公式的近似来计算获得给定盐浓度的选定 PH的洗脱液所需的组分的相对比例。这通过迭代过程来实现，其中以将液体混合物中的pH 与离子强度的相互关系纳入考虑的方式来相伴地改变不同组分。但是，与使用此类近似的其他方法类似，使用的Debye-HUckel公式的近似在缓冲液和/或盐的较高浓度时遭受精度差的问题。标题为“液体混合物的制备(Pr印aration of liquid mixtures) ”的PCT申请号 PCT/SE2009/050399中公开了一种克服上述缺陷的计算相对组分比例的发展。提供了一种混合器控制单元以使用Debye-HUckel的公式来控制相对组分比例，其中将Debye-HUckel 公式中的离子大小1确定为对液体混合物的离子强度给予贡献的所有物质的加权平均离子大小，其中将每种物质的离子强度用作加权参数。在优选为计算机实现的此改进型方法中，首先计算精确的成分，然后在单个步骤中制备液体混合物，典型为缓冲液。在一个实施例中，在连续过程中以管线内方式获得缓冲液定义。但是，基于组分比例的计算的上述方法的缺点在于，必须在使用时知道储备溶液的精确浓度和/或其他特性。本专利技术的目的在于提供一种用于制备具有预定义特性的液体混合物流的改进型方法，并且其可方便地自动化(如计算机实现)。
技术实现思路
根据本专利技术，上述目的以及其他目的和优点通过如下步骤来实现在混合储备溶液之前，单独地使每种储备溶液流经受储备溶液的特性的测量，该特性可以直接或间接用于确定混合比率。然后(i)对测量值进行评估以检查或验证对于储备溶液获得的测量值或由此推导的值是否处在允许根据要使用的预定配方的混合比率的可接受预设极限内(即， 足够地精确)，和/或(ii)使用这些测量值来计算用于产生期望的液体混合物流的储备溶液流的适合混合比率。在其最广义方面中，本专利技术因此提供了一种通过将至少两种不同组分储备溶液的液体流彼此混合来制备具有预定义特性的液体流的方法，该方法包括如下步骤通过单独地在每种储备溶液流中感测与储备溶液的属性值相关联的至少一个特性来确定一种或多种储备溶液的选定属性值，并且基于所确定的一个或多个属性值，按给出期望的混合液体流的混合比率来混合储备溶液流。在本专利技术的此方面的一个实施例中，该方法包括验证每种感测的储备溶液中确定的属性值位于允许为获得期望的混合液体流而使用的储备溶液流的预定混合比率的预定可接受范围内，然后按预定混合比率来混合这些储备溶液流。在本专利技术的此方面的另一个实施例中，该方法包括使用每种感测的储备溶液的一个或多个确定的属性值来计算提供期望的混合液体流的储备溶液流的混合比率，并按计算的比率混合储备溶液流。混合液体流的预定义特性典型选自浓度、pH和离子强度，所确定的属性值优选地是浓度。对于许多应用，感测的特性选自导电率、pH、紫外线(UV)吸收和近红外线(NIR)吸收率。在优选实施例中，该属性值是浓度，与属性值相关联的特性是导电率，并且该浓度是通过导电率与浓度之间的预定关系根据导电率来确定的。在另一个方面中，本专利技术提供了一种液体混合物制备系统，其包括(i)混合液体的至少一个出口和多个入口，每个入口连接到用于组分储备溶液的相应容器；(ii)用于将每种储备溶液流馈送到相应入口的装置；(iii)布置成控制经入口供给的储备溶液的相对比率以便在一个或多个出口处提供具有预定义特性的混合液体流的控制单元；以及(iv) 能够感测每种储备溶液流的至少一个特性的传感器装置，其中该控制单元布置成评估传感器装置感测的特性并提供获得具有预定义特性的混合液体流所需的储备溶液的相对混合比率。在再一个方面中，本专利技术提供了一种包括根据上文的第二方面的液体混合物制备CN 102549516 A系统的分离系统。在一优选实施例中，这种分离系统包括液相色谱分析系统和过滤系统的至少其中之一。在从属权利要求中阐述了本专利技术的进一步的优选实施例。通过参考下文详细描述和附图将获得对本专利技术及其进一步特征和优点的更全面的理解。附图说明图1是可以在本专利技术的方法中使用的液体掺合系统的示意图。图2是示出根据本专利技术方法的一个实施例中不同步骤的示意框图。图3是示出根据本专利技术方法的另一个实施例中不同步骤的示意框图。图4是示出分别在以两种不同流速混合两种液体流期间总流量、pH和导电率的变化的一组图形。具体实施例方式正如上文提到的，本专利技术涉及用于提供具有预定义特性的液体流的改进型方法和系统。简言之，通过将来自两种或两种以上组分储备溶液的液体流按已知或确定的(如计算的)比例或比率组合以提供期望的成分和特性的液体来制备期望的液体流。在执行混合比率确定之前，对相应储备溶液流自动地确定要混合的每种储备溶液的精确成分和/或其他特性，然后使用所确定的值来检查储备溶液对于根据预定的配方或要调整的需求进行混合是可接受的；或使用所确定的值来计算对于获得期望的液体流的储备溶液的必要混合比率。虽然该方法和系统一般可应用于用在多种目的的液体混合物流(包括等浓度和梯度液体混合物)的制备，但是下文的详细描述(仅通过举例而非任何限制)将主要涉及液相色谱分析和过滤的领域，其中液体混合物的PH和/或离子强度是具体关注所在。在进一步描述本专利技术之前，将大致描述PH和离子强度特性。pH 和 pH 控制pH值描述溶液中酸性度，并且定义为氢离子(或质子)的活性的负对数。大多数生物过程受PH变化的影响，其原因是pH影响分子级的相互作用本文档来自技高网...

【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：T·布兰克，E·卡雷达诺，K·埃克斯特伦，JE·利恩加，R·诺德贝格，M·彼得斯，G·罗德里戈，H·桑德格伦，L·斯塔克，
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：