色譜介質和裝置的制造方法
【專利說明】色譜介質和裝置 發明領域
[0001] 本發明涉及色譜介質和包括色譜介質的色譜裝置、制造色譜裝置的方法、和使用 色譜裝置的方法。
[0002] 發明背景 本領域中需要提高色譜操作中的生產率和處理效率。
[0003] 發明概述 本發明通過引入色譜介質和包括此類色譜介質的色譜裝置解決上文討論的一些困難 和問題。由于超越常規色譜操作的一個或多個以下的優點，所公開的色譜裝置能夠獲得更 有效、更高產和/或更環境友好的色譜操作：消除使用者的裝置裝填步驟；消除原位清潔 (CIP)步驟；消除使用氫氧化鈉溶液的原位清潔（CIP)步驟；消除使用者的任何校驗步驟； 和包括可生物降解材料的色譜裝置的使用。
[0004] 在一種示例性實施方案中，本發明的色譜介質包括多孔無機顆粒，其具有官能化 表面并具有至少約300埃（A)，或至少約300 A最多至約3000 A的中值孔徑。所述多孔無 機顆粒可以具有至少約400 A (或至少約500 A ;或至少約600 A ;或至少約700 A ;或至少 約800 A ;或大于約1000 A)的中值孔徑。在另一種示例性實施方案中，所述無機顆粒可以 具有至少約20 m2/g，或至少約25 m2/g，或約30 m2/g，至多約2000 m2/g的BET表面積。所 述無機顆粒可以具有至少約20 m2/g，或至少約25 m2/g，至少約30 m2/g，或至少約35 m2/g 的BET表面積。所述無機顆粒可以具有至少約0. 8,至少約0. 9,至少約1. 0,或至少約I. 1 的孔徑分布相對跨度。所述無機顆粒可以具有至少約〇. 8,至少約0. 9,至少約1. 0,或至少 約1. 1，最高約2. 0的孔徑分布相對跨度。在另一種實施方案中，所述顆粒可以具有包含 至少一種分子量為至少約300 g/mol，或至少約400 g/mol，或至少約500 g/mol，最多至約 500, 000 g/mol的分子的官能化表面。在另一種實施方案中，所述顆粒可以包括基于所述 顆粒總重量計的純度為至少約93重量％ SiO2，或至少約93重量％ SiO2，至少約94重量％ SiO2，至少約95重量％Si02，至少約96重量％ SiO2，至少約97重量％ SiO2，或至少約98重 量％ SiO2最多至100重量％Si02的二氧化硅。
[0005] 本發明還涉及制備色譜介質或載體的方法。在本發明的一種實施方案中，所述介 質設計成通過使用不僅用于親和色譜法還用于離子交換、疏水相互作用等的不可壓縮的無 機樹脂來提高生產量。在一種示例性方法中，所述制備色譜介質的方法包括處理多孔無機 顆粒以在其上形成官能化表面，其中所述多孔無機顆粒具有至少約300埃（A)，或至少約 300 A最多至約3000 A的中值孔徑。所述多孔無機顆粒可以具有至少約400 A (或至少 約500 A ;或至少約600 A ;或至少約700 A ;或至少約800 A ;或大于約1000 A)，最多至約 6000 A的中值孔徑。在另一種示例性實施方案中，所述無機顆粒可以具有至少約20 m2/g， 或至少約25 m2/g，或約30 m2/g，至多約2000 m2/g的BET表面積。所述無機顆粒可以具有 至少約20 m2/g，或至少約25 m2/g，至少約30 m2/g，至少約35 m2/g，最多約150 m2/g的BET 表面積。所述無機顆粒可以具有至少約0. 8,至少約0. 9,至少約1. 0,或至少約I. 1的孔徑 分布相對跨度。所述無機顆粒可以具有至少約0. 8,至少約0. 9,至少約1. 0,或至少約1. 1， 最高約2. O的孔徑分布相對跨度。在另一種實施方案中，所述顆粒可以具有包含至少一種 分子量為至少約300 8/111〇1，或至少約400 8/1]1〇1，或至少約500 8/1]1〇1，最多至約500,000 g/mol的分子的官能化表面。在另一種實施方案中，所述顆粒可以包括基于所述顆粒總重量 計的純度為至少約93重量％ SiO2，或至少約93重量％ SiO2，至少約94重量％ SiO2，至少約 95重量％ SiO2，至少約96重量％ SiO2，至少約97重量％ SiO2，或至少約98重量％ SiO2最 多至100重量％ SiO2的二氧化硅。
[0006] 在另一種示例性實施方案中，本發明的色譜裝置包括殼體；和位于該殼體內的多 孔無機顆粒；所述多孔無機顆粒具有官能化表面并具有至少約300埃（A)，或至少約300 A 最多至約6000 A的中值孔徑。所述多孔無機顆粒可以具有至少約400 A (或至少約500 A ; 或至少約600 A ;或至少約700 A ;或至少約1000 A ;或至少約2000 A，或至少約3000 A，或 至少約4000 A)，最多至約6000 A的中值孔徑。在另一種示例性實施方案中，所述無機顆粒 可以具有至少約20 m2/g，或至少約25 m2/g，或約30 m2/g，至多約2000 m2/g的BET表面積。 所述無機顆粒可以具有至少約20 m2/g，或至少約25 m2/g，至少約30 m2/g，或至少約35 m2/ g，最多約150 m2/g的BET表面積。所述無機顆粒可以具有至少約0. 8,至少約0. 9,至少約 1. 0,或至少約I. 1的孔徑分布相對跨度。所述無機顆粒可以具有至少約0. 8,至少約0. 9,至 少約1. 0,或至少約1. 1，最高約2. 0的孔徑分布相對跨度。在另一種實施方案中，所述顆粒 可以具有包含至少一種分子量為至少約300 g/mol，或至少約400 g/mol，或至少約500 g/ mol，最多至約500, 000 g/mol的分子的官能化表面。在另一種實施方案中，所述顆粒可以包 括基于所述顆粒總重量計的純度為至少約93重量％ SiO2，或至少約93重量％ SiO2，至少約 94重量％ SiO2，至少約95重量％ SiO2，至少約96重量％ SiO2，至少約97重量％ SiO2，或至 少約98重量％ SiO2，最多至100重量％ SiO2的二氧化硅。所述柱殼體可以從聚合物材料、 金屬材料、玻璃材料、陶瓷材料、或其復合材料成型，并且期望地，從可生物降解的聚合物材 料成型。
[0007] 本發明還涉及制造色譜裝置的方法。在一種示例性方法中，制造色譜裝置的方法 包括將多孔無機顆粒引入到殼體中，其中所述多孔無機顆粒具有官能化表面和至少約300 埃（A)，或至少約300 A最多至約6000 A的中值孔徑。所述多孔無機顆粒可以具有至少約 400 A (或至少約500 A ;或至少約600 A ;或至少約700 A ;或至少約800 A ;或大于約1000 A ;或至少約2000 A，或至少約3000 A，或至少約4000 A)，最多至約6000 A的中值孔徑。在 另一種示例性實施方案中，所述無機顆粒可以具有至少約20 m2/g，或至少約25 m2/g，或約 30 m2/g，至多約2000 m2/g的BET表面積。所述無機顆粒可以具有至少約20 m2/g，或至少 約25 m2/g，至少約30 m2/g，或至少約35 m2/g，最多約150 m2/g的BET表面積。所述無機 顆粒可以具有至少約〇. 8,至少約0. 9,至少約1. 0,或至少約I. 1的孔徑分布相對跨度。所 述無機顆粒可以具有至少約〇. 8,至少約0. 9,至少約1. 0,或至少約1. 1，最高約2. 0的孔徑 分布相對跨度。在另一種實施方案中，所述顆粒可以具有包含至少一種分子量為至少約300 g/mol，或至少約400 g/mol，或至少約500 g/mol，最多至約500, 000 g/mol的分子的官能化 表面。在另一種實施方案中，所述顆粒可以包括基于所述顆粒總重量計的純度為至少約93 重量％ SiO2，或至少約93重量％ SiO2，至少約94重量％ SiO2，至少約95重量％ SiO2，至少 約96重量％ SiO2，至少約97重量％ SiO2，或至少約98重量％ SiO2最多至100重量％ SiO2 的二氧化硅。在制備色譜柱的一些方法中，所述方法包括將多孔無機顆粒引入到從聚合物 材料、金屬材料、玻璃材料、陶瓷材料、或其復合材料(期望地，可生物降解的聚合物材料）成 型的柱殼體中。
[0008] 本發明進一步涉及使用色譜裝置的方法。在使用色譜裝置的一種示例性方法中， 所述方法包括將所述色譜裝置布置在色譜系統的操作位置內；和通過色譜裝置處理流體。 在一些實施方案中，所述方法包括當處于色譜系統的操作位置中時，通過色譜裝置處理包 含一種或多種生物分子的流體。例如，所述流體可以包含蛋白質、肽、寡核苷酸、或其任何組 合。
[0009] 本發明的這些和其它特征和優點在評析后文的所公開的實施方案的詳細描述和 所附權利要求書之后將變得明顯。
[0010] 附圖簡述 本發明參考所附的附圖進一步進行描述，其中： 圖1描繪了本發明的示例性色譜裝置的視圖； 圖2描述了圖1中所示的包括色譜柱的示例性色譜系統的視圖； 圖3描繪了本發明的色譜介質的示例性實施方案的孔徑分布圖； 圖4描繪了本發明的色譜介質的示例性實施方案的反應方案； 圖5描繪了本發明的色譜介質的示例性實施方案的反應方案； 圖6描繪了本發明的色譜介質的示例性實施方案的反應方案； 圖7描繪了本發明的色譜介質的示例性實施方案的反應方案； 圖8描繪了本發明的色譜介質的示例性實施方案的反應方案； 圖9描繪了用于制備本發明的色譜介質的示例性實施方案的反應方案； 圖10描繪了用于制備本發明的色譜介質的示例性實施方案的反應方案。
[0011] 發明詳述 為了促進理解本發明的原理，后文為本發明的具體實施方案的描述，并使用特定語言 描述具體實施方案。然而，要理解的是并非意在通過使用特定語言限定本發明的范圍。變 化、其它改變、和所討論的本發明原理的此類進一步應用預期為本發明所屬領域普通技術 人員常規理解的。
[0012] 必須注意如本文和所附權利要求中所使用的，單數形式"一"、"一個/種"和"該" 包括復數指示物，除非上下文以另外的方式清楚地指明。因此，例如提及"一個/種氧化物" 包括多個/種此類氧化物，并且提及"氧化物"包括提及一種或多種氧化物和本領域技術人 員已知的其等同物等。
[0013] 描述本公開的實施方案中使用的"約"修飾的，例如組合物中的成分、濃度、體積、 處理溫度、處理時間、回收率或產率、流速、和類似值的量和其范圍是指可以通過如下過程 發生的數值數量的變化：例如通過典型的測量和處理程序；通過這些程序中疏忽的錯誤； 通過用于進行所述方法的成分中差別；和類似的近似考慮。術語"約"還包括由于具有特定 初始濃度的配制品或混合物的老化導致不同的量，和由于混合或處理采用特定的初始濃度 的配制品或混合物導致不同的量。無論是否由術語"約"修飾，所附的權利要求包括這些量 的等價值。
[0014] 本文中使用的術語"生物分子"是指由活體產生的任何分子，包括大分子如蛋白 質、多糖、脂質、和核酸；和小分子例如原生代謝物、次生代謝物、和天然產物。生物分子的實 例包括細胞和細胞碎片；抗體；蛋白質和肽；核酸，例如DNA和RNA ;內毒素；病毒；疫苗等。 生物分子的其它實例包括在WO 2002/074791和U. S. 5, 451，660中敘述的那些。
[0015] 如本文使用的，"無機氧化物"定義為二元氧化合物，其中所述無機組分為陽離子， 所述氧化物為陰離子。所述無機材料包括可以也包括準金屬的金屬。金屬包括在元素周期 表上從硼到釙畫出的對角線左側的那些元素。準金屬或半金屬包括在該線右側的那些元 素。無機氧化物的實例包括二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯等，和其混合物。
[0016] 如本文使用的，"多孔無機顆粒"包括由無機材料、或無機材料(例如金屬、半金屬、 和它們的合金；陶瓷，包括無機氧化物等）和有機材料(例如有機聚合物）的組合，例如復合 材料(其在性質上為多相或均相的）構成的顆粒。例如，多相復合材料僅包括材料、層狀材 料、核-殼等的混合物。均相復合材料的實例包括合金、有機-無機聚合物雜化材料等。所 述顆粒可以為多種不同的對稱的、不對稱的或不規則形狀，包括鏈、棒或板條狀。所述顆粒 可以具有不同的結構，包括無定形或結晶等。所述顆粒可以包括包含不同組成、尺寸、形狀 或物理結構的顆粒的混合物，或除了不同的表面處理之外是相同的那些。在較小顆粒團聚 形成較大顆粒的情況下，所述顆粒的孔隙可以為顆粒內的或顆粒間的。在一種示例性實施 方案中，所述顆粒由無機材料例如無機氧化物、硫化物、氫氧化物、碳酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽 等構成，但優選為無機氧化物。其可以經由任何已知方法形成，包括但不限于溶液聚合例如 用于形成膠體顆粒、連續火焰水解例如用于形成熔融顆粒、凝膠化例如用于形成膠凝顆粒、 沉淀、噴霧、模板、溶膠-凝膠法等。
[0017] 如本文使用的，術語"有序多孔材料"是指具有結構次序的多孔顆粒，所述次序具 有非常窄的孔徑分布從而使該孔徑分布具有如本文定義的小于0. 5的相對跨度。
[0018] 如本文使用的，術語"無序多孔材料"是指具有不均勻的孔徑分布（即，在性質上為 多峰的非常寬的孔徑分布）從而使該孔徑分布具有如本文定義的大于0. 5的相對跨度的多 孔顆粒。
[0019] 如本文使用的，術語"官能化表面"是指已經通過與官能化合物的反應以改變至少 一部分所述顆粒表面(包括所述顆粒外部部分上的表面區域和/或內孔的表面區域）的潤 濕性或選擇性來表面改性的無機顆粒。所述官能化的表面可以用于形成鍵合相(共價鍵合 或離子鍵合)、涂布表面(例如，反相C18鍵合的)、包層表面(例如，如EP6中的碳包層)、聚合 表面(例如，離子交換)、固有表面(例如，無機/有機雜化材料)等。例如，通過共價鍵合硅烷 至無機表面(例如，C4,