專利名稱：：一種新型擴張床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及擴張床
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種新型結(jié)構(gòu)的擴張床。
背景技術(shù)：
：1992年Chase等人在傳統(tǒng)的層析柱底部安裝了一種特制的流體分布器，用傳統(tǒng)的瓊脂糖層析介質(zhì)得到一穩(wěn)定的擴張床，采用這套裝置處理可以含固體顆粒的蛋白質(zhì)和細(xì)胞混合液，其層析性能逼近填充床層析，從而開發(fā)出一種新型的生物質(zhì)單元分離技術(shù)--擴張床吸附層析(Expandedbedadsorptionchromatograph，簡稱EBA)。擴張床也可以解釋為返混很小的流化床，是流化床的一種特殊形式。擴張床綜合了流化床和填充床層析的優(yōu)點，與傳統(tǒng)層析的操作方式不同，擴張床料液是從床層的底部進入，由于流體向上流動產(chǎn)生的速度和浮力，導(dǎo)致床層內(nèi)的不同尺寸或密度的吸附劑存在不同程度地向上浮動，引起床層膨脹，待床層穩(wěn)定后，不同吸附劑會在擴張床層內(nèi)的各自固定位置上的較小范圍內(nèi)上下浮動，固液相之間的軸向混合程度較低，流體以接近活塞流的方式流經(jīng)床層，料液中的目標(biāo)物質(zhì)基本上按填充床的模式被吸附在吸附劑上，從而獲得良好的分離效果。由于床層的膨脹，吸附劑之間空隙率增大，能使料液中的細(xì)胞、細(xì)胞碎片等微小固體顆粒順利通過床層，因此，擴張床吸附技術(shù)是一種新型集成生物分離操作技術(shù)，它集澄清、濃縮和初步分離純化于一體，可直接從含顆粒的原料液中吸附并初步純化目標(biāo)物質(zhì)，它把澄清、濃縮和初步純化幾個步驟集成于一個單元操作中，減少了操作步驟，提高了產(chǎn)品收率，減少了純化費用和資本投入。因此，該技術(shù)一間世便受到生物分離純化技術(shù)專家的重視。目前，擴張床已成功地用于大腸桿菌、酵母、動物細(xì)胞培養(yǎng)液以及動物組織、植物組織、果汁、動物乳汁及其他一些微生物中目標(biāo)產(chǎn)物的提取，也可將擴張床用作生物反應(yīng)器和生物物質(zhì)的檢測裝置。擴張床技術(shù)具有明顯的特點和優(yōu)勢，但由于擴張床內(nèi)部的譜帶展寬效應(yīng)，床層內(nèi)存在一定程度的徑向和軸向返混是影響其分離精度的主要原因之一；同時，已開發(fā)的適用于擴張床的吸附劑種類少，使得擴張床技術(shù)仍無法替代傳統(tǒng)層析技術(shù)在生物分離領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。目前，針對擴張床方面的研究主要集中在新型吸附劑的研制和應(yīng)用上，如孫彥等發(fā)明的高密度殼核型吸附劑的研究；蘇志國等利用擴張床技術(shù)從牛血中分離牛血清白蛋白，只經(jīng)一步操作，得到純度接近70X的單體牛血清白蛋白(BSA)，實現(xiàn)了BSA的有效快速分離。AnitaPai等制備出一種超大孔結(jié)構(gòu)的交聯(lián)纖維素硬基質(zhì)，孔半徑達(dá)3m，基質(zhì)在很大的流速范圍內(nèi)維持十分低的等理論板高度(HETP)和較高的吸附容量，同樣可以實現(xiàn)高流速下的擴張床方式洗脫。在擴張床結(jié)構(gòu)方面的研究報道很少，特別是關(guān)于擴張床柱結(jié)構(gòu)的。擴張床柱是擴張床技術(shù)的主要組成，從柱結(jié)構(gòu)入手，考慮削弱擴張床床層內(nèi)的徑向返混，提高分離效率應(yīng)是一種新方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能夠解決擴張床技術(shù)分離精度低和效率低的新型擴張床。本發(fā)明的新型擴張床，包括擴張床柱管(內(nèi)管和外管)、內(nèi)管固定器、流體分布器、床層高度調(diào)節(jié)器、柱頭、篩板，其中外管是普通色譜柱管，內(nèi)管尺寸比外管的小，內(nèi)管同軸置于擴張床外管中心。以上所述新型擴張床柱，所述內(nèi)管可由固定器將其固定于擴張床柱管內(nèi)，內(nèi)管尺寸比外管小，可組裝或拆卸。以上所述新型擴張床柱，所述外管和內(nèi)管是表面光滑的玻璃管或有機玻璃管。以上所述新型擴張床，固定器為帶凹槽的十字型或圓形，固定器的尺寸與擴張床外管的內(nèi)徑尺寸相等，槽的尺寸與內(nèi)管管徑尺寸相等，色譜柱內(nèi)管和固定器可拆卸連接。以上所述新型擴張床，內(nèi)管固定器為有機高分子材料。以上所述新型擴張床，色譜柱管與兩端的色譜柱頭為可拆卸連接。以上所述新型擴張床，色譜柱頭設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)色譜柱接口。以上所述新型擴張床柱，所述內(nèi)管與外管之間的間隙在10-500mm之間，內(nèi)管與外管的徑向比例0.1-0.8之間。以上所述新型擴張床柱，所述內(nèi)管與外管軸向比例為0.1-1.0之間。本發(fā)明的另一目的在于對新型擴張床的基本性能的研究提供一種分析方法。該新型擴張床的分析方法中，根據(jù)具體情況可靈活地選擇內(nèi)管的尺寸。分析過程中所用的填料為商品化介質(zhì)streamline-DEAE，填料均勻地填充在柱管。分析過程需要考查不同內(nèi)管尺寸對擴張床性能的影響。本發(fā)明通過在擴張床內(nèi)管和外管的設(shè)計，改變了流動相在擴張床層內(nèi)的流動軌跡，削弱了流動相的返混問題，從而提高了擴張床的分離效率，具有很高的實用價值，在生物、化工、醫(yī)藥等下游
技術(shù)領(lǐng)域：
具有廣泛的應(yīng)用前景。圖1圖2圖3圖4圖5本發(fā)明的新型擴張床色譜柱和傳統(tǒng)擴張床色譜柱截面示意圖本發(fā)明的新型擴張床色譜柱剖面示意圖傳統(tǒng)擴張床色譜柱剖面示意圖本發(fā)明新型擴張床色譜柱檢測圖譜(內(nèi)管為60mm)傳統(tǒng)擴張床色譜柱檢測圖譜具體實施例方式本發(fā)明設(shè)計了一種新型擴張床，通過內(nèi)管與外管按一定比例有機結(jié)合的組合，影響床層內(nèi)流動相的運動，削弱了床層內(nèi)流動相的返混現(xiàn)象，提高了擴張床色譜柱的分離效率。以下就本發(fā)明新型擴張床的結(jié)構(gòu)組成及所產(chǎn)生的功效，配合具體實例詳細(xì)說明如下圖2所示是本發(fā)明的新型擴張床色譜柱剖面示意圖，圖3是傳統(tǒng)擴張床色譜柱剖面示意圖。實例1將內(nèi)徑為26mm，長度為260mm的傳統(tǒng)擴張床色譜柱的下端柱頭擰開(即流體分布器端)，將內(nèi)徑為13mm，長度為60mm的內(nèi)管固定于擴張床外管內(nèi)(由內(nèi)管固定器固定)，內(nèi)管與外管同軸置于柱管中心，內(nèi)管上端固定于柱管的100mm處(內(nèi)管下端距離流體分布器為40mm)。擰上色譜柱下端的柱頭。以商品化介質(zhì)streamline-DEAE為填充介質(zhì)，從色譜柱管上端緩緩倒入，介質(zhì)填充高度達(dá)柱管75mm處。然后調(diào)節(jié)擴張床的床層高度調(diào)節(jié)器的位置，位于內(nèi)管上端(即100mm處)，固定高度調(diào)節(jié)器和柱頭。新型擴張床色譜柱組裝好后，新型擴張床色譜柱下端和上端的連接管分別與檢測器的出口和入口相連。本實驗所用檢測器為AKTAExplore100快速分離純化系統(tǒng)(AmershamBiosciences公司)。分析檢測條件流動相為超純水，分析樣品為10%的丙酮溶液，進樣量為0.5ml，檢測波長為280nm。操作步驟流動相從新型擴張床色譜柱管下端進入，調(diào)節(jié)流速使床層膨脹起來，當(dāng)流速為67.8cm/h，床層膨脹到100mm處，平衡20-30min，脈沖進樣0.5ml的丙酮，記錄試驗結(jié)果。在同樣條件下，以外管尺寸相同的傳統(tǒng)色譜柱作為對照。實驗結(jié)果如下表1色譜參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>試驗結(jié)果顯示在相同條件下，固定了60mm內(nèi)管的新型擴張床的色譜性能要明顯好于同尺寸的普通擴張床，峰型對稱，理論塔板數(shù)比普通擴張床增大兩倍多，分離效率高。實例2將內(nèi)徑為26mm，長度為260mm的傳統(tǒng)擴張床色譜柱的下端柱頭擰開(即流體分布器端)，將內(nèi)徑為13mm，長度為40mm的內(nèi)管固定于擴張床外管內(nèi)(由內(nèi)管固定器固定)，內(nèi)管與外管同軸置于柱管中心，內(nèi)管上端固定于柱管的100mm處(內(nèi)管下端距離流體分布器為60mm)。擰上色譜柱下端的柱頭。以商品化介質(zhì)streamline-DEAE為填充介質(zhì)，從色譜柱管上端緩緩倒入，介質(zhì)填充高度達(dá)柱管75mm處。然后調(diào)節(jié)擴張床的床層高度調(diào)節(jié)器的位置，位于內(nèi)管上端(即100mm處)，固定高度調(diào)節(jié)器和柱頭。新型擴張床色譜柱組裝好后，新型擴張床色譜柱下端和上端的連接管分別與檢測器的出口和入口相連。本實驗所用檢測器為AKTAExplore100快速分離純化系統(tǒng)(AmershamBiosciences公司)。分析檢測條件流動相為超純水，分析樣品為10%的丙酮溶液，進樣量為0.5ml，檢測波長為280nm。操作步驟流動相從新型擴張床色譜柱管下端進入，調(diào)節(jié)流速使床層膨脹起來，當(dāng)流速為62.2cm/h，床層膨脹到100mm處，平衡20-30min，脈沖進樣0.5ml的丙酮，記錄試驗結(jié)果。在同樣條件下，以外管尺寸相同的傳統(tǒng)色譜柱作為對照。通過計算理論塔板數(shù)等參數(shù)，試驗結(jié)果顯示在相同條件下，固定了40mm內(nèi)管的新型擴張床的色譜性能好于同尺寸的普通擴張床，峰型對稱；理論塔板數(shù)比普通擴張床大，分離5效率高。前述為本發(fā)明一種較合理的使用方法，僅為本發(fā)明可以具體實施的方式之一，并不以此為限。在不脫離本發(fā)明的精神下制作，仍可變化其形態(tài)與細(xì)節(jié)。權(quán)利要求一種新型擴張床，包括擴張床柱管、內(nèi)管固定器和流體分布器，其中擴張床柱管由外管和內(nèi)管組成，內(nèi)管與外管同軸置于柱管中心。2.如權(quán)利要求1所述的新型擴張床，其特征在于，所述內(nèi)管可由內(nèi)管固定器固定于傳統(tǒng)擴張床柱管內(nèi)。3.如權(quán)利要求2所述的新型擴張床，其特征在于，內(nèi)管固定器為帶有凹槽十字型或圓型，固定器的尺寸與擴張床外管的內(nèi)徑尺寸相等，凹槽尺寸與內(nèi)管管徑尺寸相等。4.如權(quán)利要求2或3所述的新型擴張床，其特征在于，內(nèi)管的尺寸小于外管。5.如權(quán)利要求3或4所述的新型擴張床，其特征在于，內(nèi)管和固定器可拆卸。6.如權(quán)利要求書1所述的新型擴張床，其特征在于，所述柱管材料為玻璃或有機玻璃等無特異性吸附的材料，表面光滑。7.如權(quán)利要求3所述的新型擴張床，其特征在于，內(nèi)管固定器為可加工的高分子材料。8.如權(quán)利要求書1所述的新型擴張床，其特征在于，外管尺寸為100-2000mm，內(nèi)管尺寸為20-1000mm，內(nèi)管與外管內(nèi)徑比可以為0.1-0.8，軸向比為0.1-1.0。全文摘要本發(fā)明涉及一種新型擴張床，包括擴張床柱管、內(nèi)管固定器、流體分布器，其中擴張床柱管由外管和內(nèi)管組成，內(nèi)管與外管同軸并置于柱管中心，內(nèi)管由內(nèi)管固定器固定于柱管內(nèi)。本發(fā)明通過在擴張床柱管內(nèi)固定內(nèi)管，改變了流動相在擴張床層內(nèi)的運移，削弱了擴張床內(nèi)的返混現(xiàn)象，提高了擴張床的分離效率，具有很高的實用價值。文檔編號B01D15/00GK101690854SQ20091017683公開日2010年4月7日申請日期2009年9月22日優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日發(fā)明者代斌,周鑫,趙艷霞,鐵德馨申請人:周鑫