專利名稱：可加壓加熱的環(huán)形色譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)在高壓釜中可消毒的裝置連續(xù)的環(huán)形色譜儀及該裝置的使用方法。
從WO99/12625已知一種環(huán)形色譜儀，它有一個(gè)作為滑動(dòng)環(huán)形狀的固定的洗提液收集環(huán)，在其上密封的，滑動(dòng)的引入一個(gè)帶有色譜凝膠的圓柱體夾套狀的顆粒床的轉(zhuǎn)動(dòng)體和一體化的塔板。其目的是，一個(gè)用此裝置連續(xù)運(yùn)作的環(huán)形色譜儀(國(guó)際上簡(jiǎn)稱為CAC，連續(xù)環(huán)形色譜儀)保護(hù)環(huán)境免受污染和有可能進(jìn)行消毒工作。在洗提液收集環(huán)中以小室形式的收集外裝有液體導(dǎo)出管。在塔板中有小槽用于收集從CAC柱子的顆料床中流出的餾分和將其繼續(xù)導(dǎo)向洗提液收集環(huán)的小室中。
專門用于分離生物的或生化的物質(zhì)以及在應(yīng)用于制藥的生物活性物質(zhì)加工上對(duì)色譜儀的無污染的操作過程提出高的要求。還要求它與外界封閉的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能簡(jiǎn)單進(jìn)行消毒和此外使之容易適應(yīng)交替的分離任務(wù)，其中要注意的是，無污染運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置是由轉(zhuǎn)動(dòng)部分和固定部分組成的。此外在洗提液取出時(shí)還需要防護(hù)措施。它使從收集環(huán)的顆粒床和小室流出的洗提液和餾分盡可能均勻同時(shí)有盡可能高的選擇性。此外合適的措施應(yīng)阻止已分離的餾分事后“拉走”至相鄰的小室。
按WO99/12625改善選擇性的愿望用設(shè)計(jì)途徑達(dá)到，將塔板中的槽數(shù)和收集環(huán)的室數(shù)在技術(shù)可行性上和方法經(jīng)濟(jì)性上提高到最大值。在此出現(xiàn)的問題通過粘著效應(yīng)和毛細(xì)管效應(yīng)在減少塔板中槽的橫截面的基礎(chǔ)上和特別是在收集環(huán)的小室的液體導(dǎo)出的基礎(chǔ)上這樣來解決，即將塔板中槽的直徑在徑向向上至顆粒床進(jìn)行楔形擴(kuò)大，使盡可能形成負(fù)壓和防止隨后未消毒的雜質(zhì)氣體在滑動(dòng)環(huán)密封的上方抽吸到小室中。此外有一壓力平衡孔，為消毒操作可用一適當(dāng)?shù)南具^濾膜覆蓋。
可按WO99/12625先用以下方法減少餾分拉走到相鄰的收集環(huán)的槽中，選擇在塔板中的槽直徑，使其比收集環(huán)的小室間徑向壁的厚度明顯的大。因此使從一個(gè)槽到達(dá)的液流在槽滑動(dòng)通過徑向壁時(shí)被一剪切細(xì)縫徹底分離，其中槽和室之間存在的和對(duì)均勻的液體流出至關(guān)重要的液柱，它比兩個(gè)相鄰的室之間的徑向壁明顯的要厚，僅僅是部分但絕不超過它的總截面部分被中斷。
本發(fā)明首先提供了對(duì)WO99/12625進(jìn)一步發(fā)展的CAC-裝置，但不局限于它的特征，而是涉及環(huán)形色譜的裝置，它帶有一個(gè)固定的液柱頭，一個(gè)固定的洗提液收集環(huán)，一個(gè)存在其中的，圍繞垂直軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)體以中空套形狀構(gòu)成的雙圓柱體，帶有包括其中的色譜分離介質(zhì)、以及一個(gè)機(jī)械傳動(dòng)裝置。其中轉(zhuǎn)動(dòng)體在其末端與一轉(zhuǎn)動(dòng)盤相連，盤上有許多連續(xù)立式的槽子和將其密封滑動(dòng)送入固定的帶有小室的洗提液收集環(huán)。其中轉(zhuǎn)動(dòng)盤在它的背面有一凸臺(tái)(Vorsatz)，它可與傳動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過一個(gè)快速可松開的連接器可耦合。固定的液體柱頭，帶有轉(zhuǎn)動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)體和隨后的洗提液收集連接在CAC-模塊上和作為傳動(dòng)軸的部件可取下來。
按本發(fā)明裝置的可轉(zhuǎn)動(dòng)的和固定的部件構(gòu)成一個(gè)與傳動(dòng)裝置無關(guān)的，通過適當(dāng)?shù)氖侄谓Y(jié)合在一起的單元。為了使長(zhǎng)久的結(jié)合，尤其是轉(zhuǎn)動(dòng)體和洗提液收集環(huán)之間的滑動(dòng)密封，本身在操作中如傳動(dòng)裝置的拆去或在運(yùn)輸中有保證，可將裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)體和固定部件-不考慮傳動(dòng)單元—夾緊在一種外罩里，例如在兩塊板之間。
此措施的目的是，包括轉(zhuǎn)動(dòng)體，帶有液體流入管線接頭的固定柱頭，洗提液收集環(huán)，由洗提液收集環(huán)的小室的液體流出管線和必要的情況還包括洗提液收集槽整個(gè)地從傳動(dòng)塊中可拆卸的，例如使它可在高壓釜中消毒。按本發(fā)明的CAC-裝置也最好含有全部需要的結(jié)構(gòu)元件，以便能在傳動(dòng)塊中就位通入飽和水蒸汽-特別來自發(fā)酵技術(shù)的-已知的方式和方法進(jìn)行熱蒸汽消毒。為實(shí)施消毒過程，最好使供給柱頭的進(jìn)液管線和由洗提液收集環(huán)的小室中出來的管線都連上消毒柱頭。例如為了導(dǎo)入可采用標(biāo)準(zhǔn)消毒接頭，如人們從發(fā)酵技術(shù)所熟知的。此外可專門在轉(zhuǎn)動(dòng)體的構(gòu)件之間的接縫或接觸位置附加密封。
作為傳動(dòng)裝置有軸，三角皮帶，主動(dòng)鏈和齒輪傳動(dòng)或磨擦輪傳動(dòng)。三角皮帶盤和齒環(huán)可直接裝在轉(zhuǎn)動(dòng)體的外圍，其中齒輪及磨擦輪也可以裝在圓柱體夾套形的轉(zhuǎn)動(dòng)體的內(nèi)側(cè)。
優(yōu)選應(yīng)用傳動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)體可裝在傳動(dòng)軸的上面并可與其偶聯(lián)。這里優(yōu)選轉(zhuǎn)動(dòng)體直接經(jīng)過一個(gè)作為轉(zhuǎn)動(dòng)盤構(gòu)成的，直接在顆粒床連接的塔板層上與傳動(dòng)軸耦聯(lián)。為此目的，轉(zhuǎn)動(dòng)盤的背側(cè)有一短的凸臺(tái)，它基本上具有傳動(dòng)軸的形狀并在其末端形成襯套，它在傳動(dòng)軸的上方可被對(duì)準(zhǔn)蓋住，以便接納傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)距。對(duì)于耦聯(lián)可采用已知的扭力連接和對(duì)軸的扭轉(zhuǎn)的安全措施。例如固定的耦合連接可用于相互對(duì)準(zhǔn)的軸或齒形端面。決定性的是，轉(zhuǎn)動(dòng)體可逆的和簡(jiǎn)單的從傳動(dòng)軸取下-安裝工作費(fèi)用不大—和扭距變換也是可靠的。此外轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳動(dòng)軸之間的合適的連接方式是專業(yè)人員熟悉的，例如包括插塞-，倒板-，卡口-，入孔-，和螺旋連接。
傳動(dòng)軸在其耦合端可用原本已知的方法形成圓柱形，圓錐形和多邊形的，因此與其連接的轉(zhuǎn)盤的凸臺(tái)的必須經(jīng)過補(bǔ)充形成的對(duì)準(zhǔn)襯套。但帶有襯套的傳動(dòng)軸也可反相終止，在襯套中補(bǔ)充形成的轉(zhuǎn)盤的凸臺(tái)的終端適中地銜接。
在轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤和固定的洗提液收集環(huán)之間的滑動(dòng)環(huán)密封必須總是處于所需的接觸壓力下，這樣才能使洗提液收集環(huán)上的轉(zhuǎn)動(dòng)體運(yùn)轉(zhuǎn)密封。轉(zhuǎn)動(dòng)體的本身重量可作為壓力介質(zhì)。按本發(fā)明優(yōu)選采用一個(gè)或若干個(gè)壓力預(yù)應(yīng)力的拉力彈簧。當(dāng)在預(yù)應(yīng)力的彈簧中洗提液收集環(huán)在其中掛著，壓力彈簧從下方使接觸壓力作用于洗提液收集環(huán)上。為使彈簧力均勻的分布在洗提液收集環(huán)的截面上，有利的是，設(shè)有在彈簧和洗提液收集環(huán)之間具有相當(dāng)于彈簧放大了的沖壓面的壓力傳輸塊。
滑動(dòng)環(huán)密封、具有安置其中的小室用于接收從顆粒床流出洗提液的洗提液收集環(huán)，以及在塔板層或在轉(zhuǎn)盤中的槽子可按開頭描述的，從WO-99/12625中已知的方式和方法實(shí)施。在本發(fā)明的范圍內(nèi)優(yōu)選在開頭處由WO99/12625描述的CVC-裝置的壓力波動(dòng)問題以及負(fù)壓?jiǎn)栴}用不同于收集環(huán)的小室中壓力平衡孔的其它方法解決。
令人驚訝的表明，采用軟管作洗提液收集不小室的排出管線，必要時(shí)它可放上小室現(xiàn)有的流出接頭，負(fù)壓?jiǎn)栴}也可無壓力平衡孔在室中可以解決，如果軟管是從室中或從流出接頭引出，例如波浪的形類似臥著的“S”，它形成一個(gè)虹吸管。是否將軟管或必要時(shí)現(xiàn)有的流出接頭安裝在小室的底部和基本上垂直向下或它是否從旁邊安置在小室的外側(cè)和向下，特別是斜的向下都是不重要的。
在此對(duì)于按本發(fā)明的CAC-裝置最佳功能化的決定性作用是在顆粒床和排出軟管的虹吸管之間形成一個(gè)在相關(guān)容器上的直通液體接頭，在洗提-和必要時(shí)在洗滌-和再生階段的整個(gè)期間雖然顆粒床保持轉(zhuǎn)動(dòng)。由于此原因也沒有必要，使排出軟管的末端和最高部分固定在收集環(huán)的小室的以下水平，而它們可能特別是應(yīng)該提高到收集環(huán)以上的水平并保持此水平。
本發(fā)明除了適用于在高壓釜消毒外，裝置的模塊結(jié)構(gòu)具有整個(gè)色譜儀單元簡(jiǎn)單可替換性的優(yōu)點(diǎn)。用此方法各按分離問題的種類可將準(zhǔn)備好的轉(zhuǎn)動(dòng)體作為整體的色譜儀單元(模塊)無延誤時(shí)間地一個(gè)接著一個(gè)裝在傳動(dòng)裝置上，這樣在制備CAC-過程中與此平行的已準(zhǔn)備好另外一個(gè)模塊，例如可進(jìn)行裝料，空氣調(diào)節(jié)。
不僅能用同樣的傳動(dòng)塊與交替的色譜儀-模塊操作，而圓柱體中空套也可用于接受分離介質(zhì)和洗提液的排出，使適應(yīng)色譜儀任務(wù)。例如圓柱體中空套及轉(zhuǎn)動(dòng)體在其長(zhǎng)度上在同時(shí)應(yīng)用時(shí)改變相應(yīng)不同長(zhǎng)度的間距棒。本發(fā)明同樣適用于復(fù)合材料制品，在其中若干顆粒床重疊地或并列地同時(shí)進(jìn)行分離，如它們?cè)赪O99/47913所描述的。本發(fā)明的基本思想和原理允許完全一般地對(duì)顆粒床和CAC-裝置所作的所有改變，如它們?cè)趪?guó)際專利申請(qǐng)WO98/45699，WO99/12625，WO99/29388，WO99/28740和WO99/47913可公開的。關(guān)于“顆粒床”的概念此處不僅理解為在轉(zhuǎn)動(dòng)體的圓柱體中空套中排列的粒狀色譜凝膠或樹脂，而且也是一塊的“單塊的”，為液相色譜儀適用的分離介質(zhì)，例如由陶瓷，塑料(例如嵌段聚合物)，纖維材料和諸如此類制成的。此概念也涉及兩種或若干種的結(jié)合，必要時(shí)是層狀的重疊排列，最好是帶有相互分開的分離層的色譜分離介質(zhì)，例如它從上述公開發(fā)表的文件中已知的。
以下是本發(fā)明借助于實(shí)例參考圖進(jìn)一步解釋
圖1，按本發(fā)明CAC-裝置通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸的縱視截面圖2，圖1裝置底部范圍的詳細(xì)前視圖，它帶有附加的，軸狀排列的洗提液管線圖3，圖解說明按本發(fā)明的CAC-裝置濃縮過程的結(jié)果在圖1可看到傳動(dòng)塊8帶有傳動(dòng)軸2，它與馬達(dá)9的轉(zhuǎn)子10相連。在傳動(dòng)軸2上裝有轉(zhuǎn)動(dòng)體1。
轉(zhuǎn)動(dòng)體1向外封閉和用于環(huán)形色鐠儀。為接納顆粒床在轉(zhuǎn)動(dòng)體1有一圓柱體中空套作為顆粒床空間3，它載在轉(zhuǎn)動(dòng)盤4上。在此描述的結(jié)構(gòu)中圓柱體中空套從上方坐在轉(zhuǎn)動(dòng)盤4上。如在此實(shí)例表示的，圓柱體中空套下部與底板管座11相連和在其上用一螺栓連接件12固定在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上和上面用錐形頂蓋13封閉。為了給內(nèi)圓柱體定中心和消毒轉(zhuǎn)動(dòng)盤4在其上面有一中心高峰，它對(duì)準(zhǔn)進(jìn)入在底板座11底邊補(bǔ)充形成的槽上。為了無污染地實(shí)施該方法，顆粒床空間3分限定的器件接觸位置之間的接頭應(yīng)有補(bǔ)充密封34a，34b，34c，34d。
用于傳動(dòng)軸的扭距的傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)體1與傳動(dòng)軸2可耦合。其中轉(zhuǎn)動(dòng)盤4包括在其下面的一個(gè)凸臺(tái)(Fortsatz)，它基本上具有傳動(dòng)軸2的中間部件的形狀和在其末端修整成軸套32，它經(jīng)過自由的，按鎖-鑰匙-原理互補(bǔ)成軸套32形成的傳動(dòng)軸2的末端對(duì)準(zhǔn)套上。對(duì)一個(gè)旋轉(zhuǎn)可使耦合通過側(cè)面排列的銷釘33在傳動(dòng)軸22固定住，它在軸套32的相應(yīng)空隙嚙合?？梢岳斫獾氖?，相反的變體是適用的和滿足同樣的目的，在其中傳動(dòng)軸終止于軸套，轉(zhuǎn)動(dòng)盤4互補(bǔ)形成的凸臺(tái)嚙合其中。
固定在顆粒床空間3下面的轉(zhuǎn)盤4中的截止條(或柵條Ruckhaltegitter)14帶著顆粒床和從接著的特別是向上楔形擴(kuò)大的管道15分離出來，此管道通過轉(zhuǎn)盤4延伸和由顆粒床出來的液體繼續(xù)引到洗提液收集環(huán)5的小室16中(圖2)，有時(shí)像漏斗狀流入的或向外傾斜的洗提液收集環(huán)5的小室16的底部將排出管道17(圖2)從洗提液收集環(huán)引出來。在排出管道連接洗提液引出的管線18(圖2)一般是塑料軟管-，-必要時(shí)消毒-為洗提液收集環(huán)5和洗提液收集容器19建立連系。
洗提液引出管線18，如圖2所示，優(yōu)選使用波浪形臥式的“S”管，在開始洗提液引出管線18向下引出的部分18a和隨后和向上彎曲部分18b之間構(gòu)成一種虹吸管和以后再向下彎曲部分18c通向洗提液收集槽19。這樣排列的洗提液引出管線18的軟管可用簡(jiǎn)單方法制造，如借助于轉(zhuǎn)動(dòng)體1提高軟管，環(huán)狀的圍繞著，必要時(shí)高度可調(diào)的支柱(圖中沒有示出)。
按規(guī)定的CAC-裝置的傳動(dòng)在顆粒床空間3和每個(gè)洗提液引出管線18之間各形成一個(gè)相關(guān)的液體柱，它由于在開頭時(shí)在WO99/12625的實(shí)例討論過的特別的相互校準(zhǔn)的在轉(zhuǎn)盤4的管道15的幾何形狀和在洗提液收集環(huán)5的小室16之間的徑向壁從不完全被切斷。由于按本發(fā)明的洗提液引出管線18的虹吸管的形成使之確保，由顆粒床出來的液體柱總是至少至虹吸管，有時(shí)至跟隨虹吸管后的，上面彎曲波浪狀排列的洗提液引出管線18和因此維持均勻的洗提液流動(dòng)。同時(shí)因此防止室16完全排空和由于室的可能不連貫的排空形成負(fù)壓。也許雖然出現(xiàn)的很小的壓力波動(dòng)通過在洗提液流出管線的液柱來緩沖，這樣使它不在色譜操作階段經(jīng)過滑動(dòng)環(huán)密封吸入雜質(zhì)空氣(未消毒)。
為使無污染的洗提液引出成為可能，將轉(zhuǎn)盤4密封滑動(dòng)地帶到兩個(gè)同心滑動(dòng)面上延著液提液收集環(huán)5的周圍，其中槽16安置在滑動(dòng)面之間和洗提液收集環(huán)5通過螺栓彈簧6對(duì)著轉(zhuǎn)動(dòng)盤4壓緊。螺栓彈簧6放在當(dāng)中，這樣使彈簧匝數(shù)圍著傳動(dòng)軸2，螺栓彈簧通過壓力錘7傳輸壓力，此壓力錘與洗提液收集環(huán)5用螺栓連接件12′連接，作為壓力傳輸塊起作用。
內(nèi)部平放的滑動(dòng)面和在傳動(dòng)軸間隔的內(nèi)邊緣之間洗提液收集環(huán)5含有一個(gè)向外邊緣傾斜的環(huán)繞的凹穴，它與轉(zhuǎn)盤4的下側(cè)形成一個(gè)空腔20，從這最深的區(qū)域由洗提液收集環(huán)5引出一個(gè)或若干個(gè)井孔?？涨灰环矫嬗糜谙拗苹瑒?dòng)面的尺寸和另一方面用于使滑動(dòng)面的熱蒸汽消毒成為可能。井孔21可使冷凝水從這里區(qū)域引走，此冷凝水是當(dāng)消毒時(shí)或當(dāng)色譜儀運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)收集的(例如在室溫下冷卻)。
在此應(yīng)指出，按本發(fā)明的CAC裝置優(yōu)選用介質(zhì)定溫或恒溫，特別是配備裝在轉(zhuǎn)動(dòng)體1內(nèi)部或外部的熱和/或冷循環(huán)，以便根據(jù)色譜儀和采用的原料通過加熱或冷卻可在最佳的操作條件下進(jìn)行。定溫(恒溫)例如可用轉(zhuǎn)動(dòng)體1的內(nèi)圓柱體內(nèi)部的恒溫介質(zhì)和/或用轉(zhuǎn)動(dòng)體1對(duì)外絕熱來實(shí)現(xiàn)。內(nèi)圓柱體也可做成夾套，通過它導(dǎo)入恒溫介質(zhì)。
轉(zhuǎn)動(dòng)體1與轉(zhuǎn)盤4連同固定的柱頭，洗提液收集環(huán)5壓力錘7用螺栓彈簧6在不能旋轉(zhuǎn)的底板22和不能旋轉(zhuǎn)的端板之間拉緊，它用間隔棒24延著它周圍相互旋緊和因此保持所需的距離。延著間隔棒24大約在轉(zhuǎn)盤4的高度有個(gè)凸臺(tái)，它與O-形圈密封支撐軸向軸瓦25，在其上裝有一個(gè)通過螺栓連接件12與轉(zhuǎn)盤連接的環(huán)狀軸承轉(zhuǎn)子25a和將其滑動(dòng)引入。
在端板23連成一體的或與此一塊相連的(如在圖1的實(shí)例說明的)是柱頭與在其中排列的進(jìn)料管27a，27b，27c用于進(jìn)料，和洗提劑的進(jìn)料(Elueuten)，用于顆粒床裝料，等等，(用由發(fā)酵技術(shù)配知的消毒接頭)。將顆粒床3上部封閉的轉(zhuǎn)動(dòng)體1的端部在端板23通過一個(gè)另外的軸向滑動(dòng)軸承用螺栓旋緊，環(huán)狀的軸承轉(zhuǎn)子25a′送到O-形環(huán)密封上，其中軸向軸瓦25′與不可轉(zhuǎn)動(dòng)的端板23牢固連接。
基板22包括一個(gè)中心開孔，它的內(nèi)徑大約相當(dāng)于傳動(dòng)軸的直徑。此中心開孔的邊緣是對(duì)著一個(gè)垂直向上對(duì)準(zhǔn)的圓柱體夾套22c形成的，它與它的內(nèi)面作為導(dǎo)套用作轉(zhuǎn)盤4的凸臺(tái)32。在基板22的底邊是開孔，以錐體的形式擴(kuò)展，這樣使CAC-模塊裝在傳動(dòng)軸2上明顯的變得容易。圓柱體夾套22c在其一面被滑動(dòng)密封漲圈28包圍，它使基板22對(duì)壓力錘7的垂直調(diào)節(jié)變得容易。在圓柱體夾套22c的端面插上一個(gè)銷29，它使壓力錘7對(duì)著基板旋轉(zhuǎn)時(shí)安全。壓力錘7有一個(gè)直通的中心孔，它在一個(gè)靠洗提液收集環(huán)5相鄰的端區(qū)，相應(yīng)于凸臺(tái)32的直徑和在其中連接的區(qū)域相當(dāng)于圓柱體夾套22c的直徑包括漲圈28，這樣它一方面可在轉(zhuǎn)盤4的凸臺(tái)32上方或另一方面在漲圈28和基板的圓柱體夾套22c上方套上。在壓力錘7的邊緣區(qū)域7a是一個(gè)環(huán)狀的向上開放的空腔，螺栓彈簧裝在其中，作為軸承座用于螺栓彈簧6對(duì)基板23起作用。因壓力保險(xiǎn)在基板22上，但沒有與它牢固連接，基板22對(duì)著它延著漲圈28可垂直移動(dòng)或可調(diào)節(jié)，以使在任何情況下使彈簧壓力和因此使洗提液收集環(huán)5和轉(zhuǎn)盤4之間的滑動(dòng)密封的壓緊壓力可以變化。其它的保險(xiǎn)是底板22帶有一個(gè)環(huán)繞的凸出部分22b，它在環(huán)狀的圓柱體夾套7a的空腔中向內(nèi)突出，壓力錘最后與洗提液收集環(huán)通過螺栓連接12′牢固相連。
按本發(fā)明的CAC-模塊與基板22和端板23之間拉緊的CAC-裝置帶有轉(zhuǎn)動(dòng)體1，洗提液收集環(huán)5，壓力錘7和螺栓彈簧6，它們是裝在傳動(dòng)塊8的支架板30上。在支架板30上有一中心孔用于安裝傳動(dòng)軸2，它的上側(cè)邊緣構(gòu)成作為環(huán)繞的高峰30a，輔以與其連接的基板22的錐體22a。在解開螺栓連接31后在基板22和支架板30之間整體的CAC-模塊可簡(jiǎn)單化，必要時(shí)用起重機(jī)，從傳動(dòng)塊提升起和可用高壓釜交換也可用其它CAC-模塊交換。
本發(fā)明的CAC-裝置基本上適用于所有可行的借助于CAC或P-CAC可解決的分離問題，特別是例如在WO99/28740中所描述的。這也包括最不同的色譜儀的凝膠或樹脂，以及這種樹脂和凝膠的結(jié)合，如同樣在WO99/28740描述的。單塊的(Monolithisch)分離材(包括嵌段聚合物)或適合于液態(tài)色譜的其它分離介質(zhì)，也應(yīng)包括在內(nèi)。本發(fā)明的CAC-裝置優(yōu)選用于制備的分離目的，提純目的和/或單個(gè)物質(zhì)的濃縮目的，或有機(jī)物的混合物的濃縮目的，特別是蛋白質(zhì)或來源于植物的，動(dòng)物的(包括人類的)或生物技術(shù)的(例如再組合的蛋白質(zhì))蛋白質(zhì)混合物濃縮目的，如部分已經(jīng)在WO99/28740中介紹過。
將要處理的樣品材料作為進(jìn)料在一位置逐點(diǎn)的加入在圓柱體中空套的環(huán)隙中的分離介質(zhì)中(例如色譜儀凝膠的顆粒床)和用洗提劑(例如主洗提劑和分洗提劑)通過固定相運(yùn)動(dòng)，其中發(fā)生吸附和解吸過程。主洗提劑通常均勻分布涂在整個(gè)環(huán)隙，例如在錐頂上，此錐頂向上將轉(zhuǎn)動(dòng)體的內(nèi)圓柱體蓋住，當(dāng)分洗提劑在一定的角矩時(shí)，連接在樣品進(jìn)料上，同樣的逐點(diǎn)地分布涂在環(huán)隙。除了用于進(jìn)料的流入外洗提劑可作為空調(diào)液體流入，特別可作為洗滌劑，再生劑，和/或衛(wèi)生劑(“消毒劑”)存在，這可按處理任務(wù)和樣品材料的種類在洗滌劑-入口之前，中間和/或之后安排。這可特別用于處理生物樣品材料和一方面用于處理經(jīng)常有聯(lián)系的許多不需要的雜質(zhì)和另方面用于處理有機(jī)組分(例如蛋白質(zhì))的腐敗物和易傳染物具有很大意義或甚至是不可缺少的。如果這些材料對(duì)人類或動(dòng)物在醫(yī)學(xué)上用途有關(guān)，則其意義更大。
現(xiàn)在提出的是對(duì)某些分離-，提純-，特別是濃縮的任務(wù)合適的方法，在其中樣品進(jìn)料和主洗提劑的流入與傳統(tǒng)的方法交換，這叫做與通常過程相反不是主洗提劑而是要處理的樣品材料分布涂在整個(gè)環(huán)隙。這樣過程然后才有意義，即只有當(dāng)大容量的樣品材料要浸透，例如當(dāng)醫(yī)藥的生物活性物質(zhì)要濃縮和要去除雜質(zhì)提純，而這種物質(zhì)在溶液中的濃度僅非常小時(shí)此過程才有意義。
這類問題可用“反向”CAC-方法(也稱“Head-Space”方法)用傳統(tǒng)的改進(jìn)方法明顯經(jīng)濟(jì)，因?yàn)槔缦刺峥稍谛〉慕嵌榷?Winkelsegment)和小的區(qū)域中通過容易和快速的解吸進(jìn)行。為使被分離介質(zhì)吸附的樣品材料有選擇性的解吸，將一個(gè)或若干個(gè)分-洗提劑-入口和必要時(shí)洗滌劑，再生劑和/或消毒劑的其它流入洗提劑-入口之前，之中，和/或之后的入口排列在柱頭預(yù)定的角距中。必要的情況要注意，在緊挨著的前后進(jìn)行的洗提階段和空調(diào)階段(例如洗滌-，再生-和/或消毒階段)各流入的洗提劑和/或空調(diào)劑緊挨著并列排列，其間無樣品材料能浸入分離介質(zhì)。此外可補(bǔ)充的或交替的使樣品進(jìn)料流和消毒劑流的流動(dòng)速率相互協(xié)調(diào)；以達(dá)到同樣的效果。
為此目的使柱配備多數(shù)的在緊挨的角距固定安裝的延長(zhǎng)小管用于液體的導(dǎo)入，其中按分離的任務(wù)只有一部分被利用，其它管子關(guān)閉。
此外可選擇的是在另一實(shí)施方式中將比較少數(shù)的延長(zhǎng)小管裝在圓柱體中空夾套的環(huán)隙上部的導(dǎo)環(huán)上或在環(huán)狀的導(dǎo)軌上(在圖中未表示出)，這樣它延著環(huán)的周圍或?qū)к壍闹車梢苿?dòng)和在所需的角度位置在顆粒上可固定。為此目的延長(zhǎng)小管可以是直線狀的。它們優(yōu)選通過導(dǎo)環(huán)或?qū)к壌怪币牒屠缬脧幕瑒?dòng)軸承技術(shù)熟知的將其固定在小管的滑動(dòng)-或滾動(dòng)元件上，由導(dǎo)環(huán)或?qū)к墧y帶著。
為垂直的穩(wěn)定化和為固定的定位在導(dǎo)環(huán)或?qū)к壣峡蓪⑿」苡寐菟ㄟB接或夾子連接，在導(dǎo)環(huán)或?qū)к壍纳厦婊蛳旅婊騼擅鎶A緊。類似的其它適用懸掛系統(tǒng)也可用于小管上，為此它可以延著環(huán)隙的周圍在顆粒床上方移動(dòng)。例如小管也可用環(huán)或吊環(huán)可活動(dòng)地掛在單個(gè)導(dǎo)環(huán)或兩個(gè)重疊排列的導(dǎo)環(huán)上和用適當(dāng)?shù)膴A子連接固定。導(dǎo)環(huán)或?qū)к壱部梢杂羞M(jìn)也位，在其中小管可牢固定位。在柱頭中的小管和進(jìn)料孔之間的連接可用柔性的，必要時(shí)加固的由惰性材料(例如塑料)制成的軟管，它通過軟管套管，插件彈簧閉鎖器或螺旋閉鎖器或類似的可拆卸的連接工具可連接在柱頭的小管或進(jìn)料孔上。
為選擇和調(diào)節(jié)角度位置，延長(zhǎng)小管的角距，和/或引入的液體流的流動(dòng)速率的最佳條件可對(duì)每一制備處理問題在予試驗(yàn)范圍同進(jìn)行測(cè)定。這可用以下實(shí)例說明實(shí)施 用反向P-CAC濃縮蛋白質(zhì)溶液一種由發(fā)酵進(jìn)行微生物制備的重組人類因子VIII(縮寫rFVIII)得到的，基本上無顆粒的溶液，為了濃縮其中含有的rFVIII，使用本發(fā)明的CAC-裝置進(jìn)行制備連續(xù)的環(huán)形色譜分析(P-CAC)。
本試驗(yàn)應(yīng)用的CAC-裝置具有含7個(gè)入口的柱頭；一個(gè)主進(jìn)料口，它將樣品材料在內(nèi)圓柱體的錐頂上方分布在顆粒床的整個(gè)環(huán)隙(洗提劑或空調(diào)劑加入?yún)^(qū)是例外)和必要時(shí)將轉(zhuǎn)動(dòng)體的整個(gè)端部空間(“head-space”)用樣品材料充滿，以及對(duì)洗滌和平衡液(150mM的NaCl)，(10.7M NaCl)、再生劑(2M NaCl)、清洗劑(月桂基硫酸鈉)和消毒劑(M NaOH)各有一個(gè)進(jìn)料口，在此實(shí)例中一個(gè)進(jìn)料口不用。
多孔的DEAE陰離子交換凝膠(制造廠Perseptive Biosystems)用作轉(zhuǎn)動(dòng)體的圓柱體中空套中的顆粒床和用約2-3cm高的玻璃珠層復(fù)蓋。除了主進(jìn)料口，所有的進(jìn)料口都配備有相應(yīng)彎曲的延長(zhǎng)小管，此小管浸沒在玻璃珠層中和大約超過陰離子交換劑的凝膠床0.5至1.5cm而終止。用此方法可防止由延長(zhǎng)小管出來的液流直接“射擊”在凝膠床上和防止在其最上部區(qū)域揚(yáng)起。此外也用玻璃珠作保護(hù)層和涂敷輔助使直接用延長(zhǎng)小管直接在環(huán)隙流動(dòng)的液體流速限制在相當(dāng)狹的范圍，這樣使樣品進(jìn)料的涂覆經(jīng)過此小管中的一個(gè)造成決定速度的步驟。此問題可通過本發(fā)明用樣品進(jìn)料灌滿頂部空間成功的解決。
消毒是將包裝好的和用脫離子水或必要時(shí)用洗滌液充滿的CAC-模塊夾緊在柱頭的液體流入管線上或優(yōu)選用可壓熱煮的薄膜，特別是以相應(yīng)的螺栓-或插件連接形式，如它從發(fā)酵技術(shù)熟知的進(jìn)行密封。同樣的收集環(huán)的洗提液引出管線的軟管。優(yōu)選90至180根，在其末端緊密夾住。它們也可配備金屬套管，它們使軟管與消毒的，必要時(shí)含有密封膜的洗提液收集槽的無菌連接變得容易，例如在防火下通過刺開密封。
為熱壓煮的用途套管用可重復(fù)利用的保護(hù)套保護(hù)起來。這樣進(jìn)一步減少可能被污染的危險(xiǎn)。
將轉(zhuǎn)動(dòng)體向上封閉的固定頂板還另外含有至小一個(gè)開孔，它用于熱壓煮時(shí)和然后冷動(dòng)階段時(shí)平衡轉(zhuǎn)動(dòng)體的壓力。為此目的將此開孔用一可熱壓煮的，兩面透氣透濕的消毒過濾膜，例如用孔大小最大為0.45μm或此外可選擇用深度過濾體系(Tiefenfilter system)，例如玻璃纖維蓋住。這種壓力平衡體系同樣是長(zhǎng)久以來從發(fā)酵技術(shù)熟知的。用于熱壓煮將整個(gè)CAC-模塊在松開螺栓后，在基板和轉(zhuǎn)盤之間從馬達(dá)傳動(dòng)的傳動(dòng)軸，必要時(shí)用活動(dòng)的起重機(jī)提升出來和放在適當(dāng)大小的高壓釜中。隨即的熱壓煮過程用已知方法進(jìn)行。對(duì)于在實(shí)際中大多數(shù)的用途在120℃停留時(shí)間為15-20分鐘(壓力約為0.15Mpa；大約為1.5大氣壓)就已足夠。
P-CAC-過程在熱壓煮、冷卻和流入管線無菌連接在泵上和洗提液流出管線連接在洗提收集槽上后，向連續(xù)制備的環(huán)形色譜(P-CAC)以為80mlmin的流速開始供應(yīng)將樣品進(jìn)料的流速開始供應(yīng)。用于洗滌/平衡，洗提，再生，凈化和消毒的5個(gè)入口-延長(zhǎng)小管是這樣安排的，它們?cè)谖ㄒ坏囊粋€(gè)角度段內(nèi)成45度進(jìn)入環(huán)隙的玻璃珠層中，這樣它在此角度位置的范圍阻止或完全阻樣品材料涌進(jìn)分離介質(zhì)。用此方法可保證，在洗提區(qū)后和在空調(diào)區(qū)之間沒有樣品材料污染分離介質(zhì)。
洗滌/平衡的流速調(diào)節(jié)在4ml/min，其它各調(diào)到2ml/min，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)體的轉(zhuǎn)動(dòng)速度選擇角速度為120°/小時(shí)。在約1.25小時(shí)后取樣。雖然還不是最佳的工藝條件，rFVIII的濃縮已達(dá)到因子13(圖3)。
在另一試驗(yàn)中流速是這樣改變的，進(jìn)料用100ml/min，洗滌/平衡和洗提各用3ml/min，再生，凈化和消毒各用12ml/min進(jìn)行。在角速度為120o/小時(shí)和線流速為157cm/h在3小時(shí)后開始餾份收集。蛋白質(zhì)濃縮相對(duì)于原料溶液可達(dá)到因子74(表1)。
表1用P-CAC濃縮rFVIII
上面數(shù)值是標(biāo)準(zhǔn)化成原料溶劑＝OU/ml
權(quán)利要求
1.連續(xù)環(huán)形色譜裝置(CAC)它帶有固定的柱頭，固定的洗提液收集環(huán)，一個(gè)位于其間的，圍著垂直軸可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)體，它構(gòu)成雙圓柱體的中空夾套形狀，其中含有色譜分離介質(zhì)；和傳動(dòng)裝置，其中轉(zhuǎn)動(dòng)體(1)在其下端與一轉(zhuǎn)盤(4)相連接，它具有慣穿的垂直通道(15)并與小室(16)密封滑動(dòng)地帶入固定的洗提液收集環(huán)(5)上，其特征在于，轉(zhuǎn)盤(4)在其背面有一凸臺(tái)，它與傳動(dòng)裝置(8)的傳動(dòng)軸(2)通過一個(gè)快速可松開的連接件耦聯(lián)和固定的柱頭，帶轉(zhuǎn)盤(4)的轉(zhuǎn)動(dòng)體(1)和隨后的洗提液收集環(huán)(5)與CAC-模塊相連并作為一個(gè)單元從傳動(dòng)裝置(2)可取出。
2.按權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)盤(4)的凸臺(tái)在其末端被修整成襯套(32)，在其中銜接補(bǔ)充修整的傳動(dòng)軸(2)的末端，或相反的傳動(dòng)軸(2)在其末端有一軸套，在其中銜接轉(zhuǎn)盤(4)的補(bǔ)充形成的凸臺(tái)。
3.按權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于，柱頭，轉(zhuǎn)動(dòng)體(1)與轉(zhuǎn)盤(4)和洗提液收集環(huán)(5)在基板(22)和頂板(23)之間拉緊，其中基板(22)和頂板(23)必要時(shí)被同心圍著的轉(zhuǎn)動(dòng)體(1)排列的間距棒(24)結(jié)合在一起。
4.按權(quán)利要求3的裝置，其特征在于，柱頭至少有一液體流入管線(27)和優(yōu)選在頂板(23)中成一整體或一塊與其相連。
5.按上述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于，在洗提液收集環(huán)的背面，轉(zhuǎn)盤(4)平放在一個(gè)被間隔棒(24)承載的環(huán)繞著的軸承(25)上和優(yōu)選通過平放的O-環(huán)，滑動(dòng)裝入。
6.按上述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于，在洗提液收集環(huán)背面鄰近安排壓力錘(7)，它對(duì)著轉(zhuǎn)盤(4)壓著洗提液收集環(huán)(5)。
7.按權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，壓力錘(7)在向下開口的，圍繞在邊緣區(qū)(7a)留出的地方有一起壓力彈簧起作用的螺旋彈簧(6)，它同心的圍繞傳動(dòng)軸(2)的軸線纏繞并重新安置在直接向下排列的底板(22)上。
8.按上述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)盤(4)平放在靠洗提液收集環(huán)(8)的兩二同心滑動(dòng)面上和洗提液收集環(huán)(5)在置于內(nèi)部的滑動(dòng)面之間和它的內(nèi)部，在傳動(dòng)軸(2)相隔的邊緣有一向外傾斜的凹槽，它與轉(zhuǎn)盤(4)共同形成一個(gè)空間(20)，從此空間最低位置至少有一個(gè)孔(21)從洗提液收集環(huán)(5)引出。
9.按上述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于，洗提液收集環(huán)(5)有數(shù)個(gè)通過徑向壁分離的小室(16)，其中每一徑向壁的厚度比轉(zhuǎn)盤(4)的通道(15)的直徑小。
10.按上述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于，洗提液引出管線(18)，優(yōu)選以柔性軟管的形式連接在洗提液收集環(huán)(5)的小室(16)中，它開始是向下走和波浪狀的成臥式“S”形向上和隨后再向下彎曲和必要時(shí)通入洗提液收集槽(19)，其中洗提液引出管(18)的最高部分超過洗提液收集環(huán)(5)的水平。
11.按上述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)動(dòng)體(1)的雙圓柱體中的內(nèi)圓柱體在其下端與底座(11)牢固連接，它平放在轉(zhuǎn)盤(4)上，和與轉(zhuǎn)盤至少用一個(gè)連接元件，例如螺栓，銷釘或螺絲(12)不移動(dòng)地連接。
12.按上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，該裝置配備有一定數(shù)目的延長(zhǎng)小管，此小管安置在分離介質(zhì)上面的頂部空間，在轉(zhuǎn)動(dòng)體(1)的圓柱體中空夾套的縫隙中向里突出，它們與液體引入管線(27a、27b)的入口相連接和必要時(shí)延著分離介質(zhì)上面環(huán)隙的周圍環(huán)狀的移動(dòng)和在所需的角度位置固定安置。
13.按上述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于，它具有用于定溫和/或恒溫，特別是設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)體內(nèi)部和/或外部的熱和/或冷循環(huán)的手段。
14.在應(yīng)用連續(xù)環(huán)狀色譜儀(CAC)，特別是應(yīng)用按權(quán)利要求1至13之一的裝置，的情況下用液相色譜進(jìn)行物料的提純，分離和/或濃縮的方法；其特征在于，樣品材料是一種含有物料的液體，將它均勻地分布涂在存在于轉(zhuǎn)動(dòng)體的圓柱體中空夾套中的色譜分離介質(zhì)的整個(gè)范圍，按此物料的洗提和分離介質(zhì)的空調(diào)液體逐點(diǎn)地在預(yù)定的角度位置涂覆在分離介質(zhì)上和在此位置范圍防止或阻止樣品材料涌入分離介質(zhì)。
15.按權(quán)利要求14的方法，其特征在于，樣品材料通過中心進(jìn)料口加入位于分離介質(zhì)上部的CAC-裝置的頂部區(qū)域和優(yōu)選整個(gè)頂部區(qū)域充滿樣品材料。
16.按權(quán)利要求14或15的方法，其特征在于，洗提液和/或空調(diào)液在角度位置涂覆在分離介質(zhì)上，如此地進(jìn)行選擇，使其間無樣品材料可涌入分離介質(zhì)。
17.按權(quán)利要求14至16之一的方法，其特征在于，樣品材料含有有機(jī)物，特別是天然的或重組的蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)混合物和優(yōu)選至少一種空調(diào)液體用于分離介質(zhì)的消毒。
18.按權(quán)利要求14至17之一的方法，其特征在于，蛋白質(zhì)材料含有重組人類因子VIII和用此方法可使rFVIII濃縮至原料濃度的四倍付諸實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及CAC－裝置,它帶有固定的柱頭,固定的洗提液收集環(huán),一個(gè)存在其中的圍著垂直軸可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)體,其中含有色譜分離介質(zhì),和一個(gè)傳動(dòng)裝置,其中轉(zhuǎn)動(dòng)體(1)在其下端與一轉(zhuǎn)盤(4)連接,將它密封地滑動(dòng)裝入洗提液收集環(huán)(5),其中轉(zhuǎn)盤(4)在其背面有一凸臺(tái),它與傳動(dòng)裝置(8)的傳動(dòng)軸(2)通過一個(gè)快速可松開的連接件偶聯(lián)和固定的柱頭,帶轉(zhuǎn)盤(4)的轉(zhuǎn)動(dòng)體(1)和隨后的洗提液收集環(huán)(5)與CAC－模塊相連和作為一個(gè)單元可從傳動(dòng)裝置(2)取出。此發(fā)明還涉及在應(yīng)用本發(fā)明裝置下的與CAC反向的方法,其中樣品材料分布涂覆在分離介質(zhì)的整個(gè)范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)G01N30/58GK1380974SQ01801193
公開日2002年11月20日 申請(qǐng)日期2001年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月7日
發(fā)明者A·普里奧, J·普里奧, J·沃爾夫?qū)?申請(qǐng)人:先前分離技術(shù)股份有限公司