專利名稱：用于色譜柱的塑料床支撐體的潤(rùn)濕的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及分離并具體涉及過(guò)程色譜法。更特別地，其涉及用于色譜柱的床支撐體的潤(rùn)濕。
背景技術(shù)：
色譜柱可用于工業(yè)過(guò)程以純化過(guò)程液體并從過(guò)程液體分離關(guān)注的物質(zhì)。一個(gè)重要的應(yīng)用在于生物處理，其中從復(fù)雜的生物原料純化蛋白質(zhì)和其它生物藥物。典型的色譜柱包含空心柱管形式的柱壁，其連接于可拆卸的上端板組件和可拆卸的下端板組件。一個(gè)端板組件提供有過(guò)程流體入口布置，其一般包含入口管和入口閥，而另一個(gè)端板組件提供有過(guò)程流體出口布置，其一般包含 出口管和出口閥。柱管的每一端通常提供有在柱內(nèi)部的可拆卸的分布器板。這些入口和出口分布器板可附著于各自的端板組件，或可將上分布器板布置為可朝向或遠(yuǎn)離端板組件而移動(dòng)。在使用期間，柱中分布器板之間的空間通常以色譜介質(zhì)填充。通常在每個(gè)分布系統(tǒng)和介質(zhì)之間提供多孔床支撐體以防止介質(zhì)顆粒脫出柱。入口分布器板預(yù)期將進(jìn)入的流體均勻地分布在位于柱入口端的介質(zhì)的表面上，而出口分布器板預(yù)期從位于柱出口端的介質(zhì)的表面均勻地收集流體。這種柱可重?cái)?shù)噸。多孔床支撐體跨柱的基本整個(gè)內(nèi)徑而延伸，且通常沿柱的外周和在柱的中部固定。所述支撐體可由金屬或聚合物的織造線制備，或它們可由燒結(jié)的顆粒制備。它們還可以是例如通過(guò)燒結(jié)結(jié)合的若干織造網(wǎng)的多層構(gòu)造。在生物分子的處理中，普遍使用腐蝕性液體，例如帶有高濃度的氯化物、酸性緩沖液、次氯酸鹽等的溶液，而在這些情況下通常優(yōu)選使用塑料床支撐體以消除不銹鋼等的腐蝕。普遍使用的塑料床支撐體類型包含由燒結(jié)的聚合物顆粒制備的多孔玻璃料(porous frits)。這些玻璃料可在數(shù)種材料中得到,例如來(lái)自像Porvair PLC (UK)和Porex Corp (US)公司的聚乙烯、聚丙烯等。這些材料是憎水的，且當(dāng)其在干儲(chǔ)存后用于柱中時(shí)，必須將其徹底潤(rùn)濕以取代來(lái)自孔結(jié)構(gòu)的空氣。這樣做的一種方法是將床支撐體浸入具有低表面張力的液體中，例如水可混溶的溶劑或水性表面活性劑溶液，且一旦空氣已被替換，以水或用于柱操作的水性溶液洗漆。I Bemberis 等人(BioPharm International Guide (國(guó)際生物藥物指南)23-30頁(yè)，2003年7月)推薦將床支撐體浸入> 80%乙醇、異丙醇或甲醇中。溶劑法的缺點(diǎn)是溶劑可燃且僅可在爆炸分類的場(chǎng)所(其中所有電氣設(shè)備是防爆的)處理。因?yàn)槿軇┰诙鄶?shù)生物處理設(shè)備中一般不經(jīng)處理，這包含大量額外成本。溶劑還可能侵蝕生物處理柱(其設(shè)計(jì)成主要用于水性體系)中的材料。表面活性劑的問(wèn)題為它們導(dǎo)致起泡且它們強(qiáng)烈吸附到孔表面，引起可能的緩慢脫附并引起表面活性劑痕量泄漏進(jìn)入生物藥物產(chǎn)品。表面活性劑是胃腸外藥物中不期望的污染物，因?yàn)樗鼈兪谴碳┎⑹辜?xì)胞膜破
裂 ο因此，需要既不包括可燃液體也不包括表面活性劑的潤(rùn)濕方法。發(fā)明簡(jiǎn)述
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供裝備有塑料床支撐體的柱中的有效色譜法，其中床支撐體沒(méi)有空氣。這通過(guò)如權(quán)利要求1定義的潤(rùn)濕方法并通過(guò)如權(quán)利要求13定義的色譜方法而實(shí)現(xiàn)。這種方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不必須使用表面活性劑或可燃溶液。以上的一個(gè)或多個(gè)方面可通過(guò)如所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的另外的方面、細(xì)節(jié)和優(yōu)勢(shì)將從以下的詳述和權(quán)利要求顯現(xiàn)。附圖簡(jiǎn)沭


圖1顯示帶有床支撐體的色譜柱。圖2顯示根據(jù)本發(fā)明潤(rùn)濕塑料床支撐體的方法。圖3顯示根據(jù)本發(fā)明潤(rùn)濕塑料床支撐體的方法。圖4顯示根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行色譜法的方法。定義
術(shù)語(yǔ)“非表面活性劑潤(rùn)濕劑”在本文指用于塑料床支撐體的潤(rùn)濕劑，其不是表面活性齊Li。表面活性劑(如定義于例如 Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology 第24 卷，http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/0471238961.1921180612251414.aOl.pub2/abstract)是包含C8-C18烴或氟碳鏈和親水基團(tuán)(極性或離子性)的物種。因此，表面活性劑具有高于130D的分子量。潤(rùn)濕劑是提高水性液體在固體基底上的散布和穿透力的添加劑。非表面活性劑潤(rùn)濕劑的實(shí)例是水溶性溶劑和堿金屬氫氧化物。術(shù)語(yǔ)“閃點(diǎn)”在本文指在該溫度下?lián)]發(fā)性液體可在空氣中蒸發(fā)以形成可燃混合物的最低溫度。閃點(diǎn)可通過(guò)例如ASTM D3828或ASTM D93閉口杯法測(cè)量，而且是液體的可燃性的指示。術(shù)語(yǔ)“水溶性”在本文指物質(zhì)在室溫下(即約25°C)可溶于水達(dá)至少2重量％濃度。術(shù)語(yǔ)“水可混溶”在本文指物質(zhì)在室溫下(即約25°C)在整個(gè)0-100%濃度范圍可溶于水。發(fā)明詳沭
本發(fā)明的一個(gè)方面，由圖2說(shuō)明，涉及提供不使用表面活性劑或可燃溶液而從塑料床支撐體有效去除空氣。這通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn):其中提供在孔結(jié)構(gòu)中具有空氣的多孔塑料床支撐體，將塑料床支撐體浸泡在包含0.1-30重量％非表面活性劑潤(rùn)濕劑的水性溶液中，導(dǎo)致從孔結(jié)構(gòu)去除空氣的至少約60%。水性溶液中非表面活性劑潤(rùn)濕劑的濃度可有利地為
0.1-20重量％，例如0.1-17重量％或12-17重量％。該方法還可導(dǎo)致從孔結(jié)構(gòu)去除空氣的至少約80%，例如至少約90%，或基本全部空氣。應(yīng)理解孔結(jié)構(gòu)中的空氣可包含任何氣態(tài)材料，例如源自多孔塑料床支撐體的制造或儲(chǔ)存?？諝獾娜コ赏ㄟ^(guò)例如稱量經(jīng)浸泡的床支撐體而檢驗(yàn)一完全的空氣去除由對(duì)應(yīng)于全部孔體積被填充的重量增加而指示?？左w積通常由材料供應(yīng)者提供，但也可通過(guò)本領(lǐng)域中已知的孔隙率計(jì)或密度計(jì)方法而測(cè)量。監(jiān)測(cè)空氣去除的替代方法可以是通過(guò)測(cè)量包含經(jīng)處理的床支撐體的柱的色譜性能一基本全部空氣的去除在此由以下所指示:對(duì)于給定填充材料和柱構(gòu)造達(dá)到理論上可達(dá)到的塔板數(shù)，以及當(dāng)在柱中進(jìn)行介質(zhì)的重復(fù)填充時(shí)穩(wěn)定的塔板數(shù)。在某些實(shí)施方案中，由圖3說(shuō)明，該方法還包含以下步驟:當(dāng)浸泡在所述水性溶液中時(shí)，施加至少I(mǎi)OkPa (例如至少50kPa或至少I(mǎi)OOkPa)過(guò)壓至所述塑料床支撐體,和/或當(dāng)浸泡在所述水性溶液中時(shí)使所述塑料床支撐體振動(dòng)。所述振動(dòng)可為連續(xù)的或間歇的，并可包含恒定或變化頻率的振動(dòng)?？蓪?duì)單獨(dú)的浸泡容器或?qū)Π?jīng)浸泡的塑料床支撐體的色譜柱進(jìn)行過(guò)壓的施加。所述過(guò)壓可施加為在每個(gè)脈沖后帶有壓力釋放的一個(gè)或多個(gè)脈沖。脈沖長(zhǎng)度可為最多數(shù)小時(shí)，例如至少一小時(shí)。該處理還可包含降低的壓力(例如真空)的一個(gè)或多個(gè)脈沖。在某些實(shí)施方案中該方法還包含將塑料床支撐體裝入色譜柱中的步驟。該步驟可在將床支撐體浸泡在非表面活性劑潤(rùn)濕劑溶液中以及振動(dòng)或加壓之后進(jìn)行。在這個(gè)情況下，床支撐體可在單獨(dú)的浸泡容器或槽中經(jīng)浸泡以及振動(dòng)或加壓，之后裝入柱中。此方法對(duì)于較小的床支撐體(例如最多300_直徑)特別有利。替代地，裝入步驟還可在浸泡以及振動(dòng)或加壓前進(jìn)行，在該情況下浸泡以及振動(dòng)或加壓將在柱中發(fā)生。在這個(gè)情況下，浸泡可通過(guò)用包含非表面活性劑潤(rùn)濕劑的水性溶液部分地或完全地填充柱而方便地進(jìn)行。這種方法對(duì)較大的床支撐體(例如至少300mm直徑)特別有利。在一些實(shí)施方案中該方法還包含洗滌塑料床支撐體以去除非表面活性劑潤(rùn)濕劑的步驟。當(dāng)將床支撐體裝入柱中時(shí)可進(jìn)行洗滌，例如通過(guò)使洗滌流體經(jīng)過(guò)柱，或替代性地通過(guò)用洗滌流體取代浸泡容器或槽中的潤(rùn)濕劑溶液。洗滌流體可為水性流體，例如水或緩沖液或鹽溶液。在一個(gè)實(shí)施方案中使經(jīng)浸泡的床支撐體振動(dòng)的步驟包含施加超聲至塑料床支撐體。超聲可包含20-400kHz頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)，并可通過(guò)以下而施加:例如通過(guò)將超聲變換器浸入非表面活性劑潤(rùn)濕劑溶液中、通過(guò)使超聲變換器接觸浸泡容器/槽/柱的壁或通過(guò)使用超聲浴作為浸泡容器或槽。超聲變換器和超聲浴為本領(lǐng)域內(nèi)熟知并可得自許多供應(yīng)者。施加超聲的優(yōu)勢(shì)是:非表面活性劑潤(rùn)濕劑溶液進(jìn)入塑料床支撐體的孔結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲透得以改進(jìn)，且空氣分散為可容易地從床支撐體去除的小泡。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，調(diào)節(jié)超聲的頻率和/或振幅以提供從床支撐體和浸泡容器/槽的特定組合的最優(yōu)空氣去除。在某些實(shí)施方案中，使經(jīng)浸泡的床支撐體振動(dòng)的步驟還可包含施加非超聲頻率的振動(dòng)(即在20-400kHz范圍外)至塑料床支撐體。振動(dòng)頻率可低于20kHz，例如在25_500Hz區(qū)間，其中用于例如混凝土振動(dòng)的市售設(shè)備容易可得?？墒褂脙?nèi)部“插入式(poker)”振動(dòng)器和安裝在容器/槽/柱上的外部振動(dòng)器兩者。在某些實(shí)施方案中，非表面活性劑潤(rùn)濕劑的分子量小于130D，例如小于IlOD乃至小于70D。其還可具有50-130D (例如50-110D)的分子量。具有低分子量的優(yōu)勢(shì)為較易洗出潤(rùn)濕劑，而避免最低分子量以降低揮發(fā)性和可燃性可以是有利的。在一些實(shí)施方案中，非表面活性劑潤(rùn)濕劑選自堿金屬氫氧化物和水溶性C3-C6醇、二醇和二醇醚，例如水溶性C3-C6伯醇。合適的堿金屬氫氧化物包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化銣和氫氧化銫。由于成本原因，優(yōu)選氫氧化鈉和氫氧化鉀。堿金屬氫氧化物可按0.1-10重量％ (例如2-8重量％)的濃度合適地應(yīng)用。當(dāng)用堿金屬氫氧化物溶液作業(yè)時(shí)，重要的是使用充足的保護(hù)設(shè)備例如防護(hù)眼鏡。堿金屬氫氧化物的優(yōu)勢(shì)為它們非可燃，因此它們的水性溶液不具有閃點(diǎn)。水溶性C3-C6醇的實(shí)例為正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、2- 丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇和苯甲醇，其中正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇和苯甲醇是伯醇。正丙醇和異丙醇在室溫下是完全水可混溶的。水溶性(和完全水可混溶的)C3-C6 二醇的實(shí)例包括1，2-丙二醇、1,2-丁二醇、1,2-戊二醇、1,2-己二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇等。水溶性(和完全水可混溶的)C3-C6 二醇醚的實(shí)例包括乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚等。使用水溶性C3-C6醇、二醇或二醇醚的優(yōu)勢(shì)為它們是比例如乙醇更好的潤(rùn)濕劑，并可因此以更低濃度使用。在相等濃度下它們的水性溶液還具有比乙醇溶液更高的燃點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施方案中水性非表面活性劑潤(rùn)濕劑溶液包含2-30重量％ (例如10-25%、12-21%或12-17%)的一種或多種C3-C6醇、二醇或二醇醚。不超過(guò)30%濃度的醇、二醇或二醇醚的一個(gè)優(yōu)勢(shì)為溶液的閃點(diǎn)可保持高于操作溫度。另一個(gè)優(yōu)勢(shì)為，在這些濃度下溶液較不可能侵蝕一些生物過(guò)程柱中的敏感材料，例如丙烯酸柱管和橡膠墊圈。溶液可為均質(zhì)的，即水性非表面活性劑潤(rùn)濕劑的濃度不超過(guò)其室溫水溶解度。水性非表面活性劑潤(rùn)濕劑的室溫水溶解度可為至少4重量％，例如至少12重量％或其可以是完全水可混溶的。還考慮了不同非表面活性劑潤(rùn)濕劑的混合物。它們可以是不同的醇、二醇和二醇醚的混合物，以及一種或多種這些物質(zhì)與一種或多種堿金屬氫氧化物的混合物。在這個(gè)情況下，非表面活性劑潤(rùn)濕劑的總濃度可為0.1-30重量％，例如0.1-20重量％、0.1-17重量％或12-17重量％。在某些實(shí)施方案中，步驟b.中所述水性溶液不具有閃電或具有至少約30°C (例如高于約35°C或約40°C)的(閉口杯)閃點(diǎn)。這具有以下優(yōu)勢(shì):水性溶液在使用條件下不認(rèn)為可燃，從而不必須使用昂貴的防爆設(shè)備和地點(diǎn)。堿金屬氫氧化物非可燃，因此它們的水性溶液不具有閃點(diǎn)。乙醇、正丙醇和異丙醇的水性溶液的閃點(diǎn)在表I給出。表1.不同濃度的水性醇溶液的閉口杯閃點(diǎn)(°C)。
權(quán)利要求
1.一種潤(rùn)濕用于色譜柱的塑料床支撐體的方法，所述方法包含以下步驟: a.提供帶有孔結(jié)構(gòu)的塑料床支撐體，所述孔結(jié)構(gòu)中包含空氣，和 b.將所述塑料床支撐體浸泡在包含0.1-30重量％非表面活性劑潤(rùn)濕劑的水性溶液中，導(dǎo)致從所述孔結(jié)構(gòu)去除所述空氣的至少約60%。
2.權(quán)利要求1的方法,還包含步驟c.當(dāng)浸泡在所述水性溶液中時(shí)施加至少1OkPa過(guò)壓至所述塑料床支撐體，和/或當(dāng)浸泡在所述水性溶液中時(shí)使所述塑料床支撐體振動(dòng)。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中步驟b包含將所述塑料床支撐體浸泡在包含0.1-17重量％，例如12-17重量％，非表面活性劑潤(rùn)濕劑的水性溶液中。
4.任一前述權(quán)利要求的方法，還包含步驟d.洗滌所述塑料床支撐體以去除所述非表面活性劑潤(rùn)濕劑。
5.任一前述權(quán)利要求的方法，其中步驟c.包含施加超聲至所述塑料床支撐體。
6.任一前述權(quán)利要求的方法，其中步驟b.中所述水性溶液不具有閃點(diǎn)或具有至少約30 V，例如高于約35 °C的閃點(diǎn)。
7.任一前述權(quán)利要求的方法，其中所述非表面活性劑潤(rùn)濕劑選自堿金屬氫氧化物和水溶性C3-C6醇、二醇和二醇醚，例如水溶性C3-C6伯醇。
8.任一前述權(quán)利要求的方法，其中所述非表面活性劑潤(rùn)濕劑選自正丙醇、氫氧化鈉和氫氧化鉀。
9.任一前述權(quán)利要求的方法，其中所述水性溶液包含12-21重量％正丙醇，例如12-17重量％。
10.任一前述權(quán)利要求的方法,其中所述塑料床支撐體具有至少5cm,例如至少30cm的直徑。
11.任一前述權(quán)利要求的方法，其中所述塑料床支撐體包含燒結(jié)的多孔塑料。
12.任一前述權(quán)利要求的方法，其中所述塑料支撐體包含聚烯烴例如聚乙烯。
13.—種在柱(7)上分離生物分子的方法，所述柱(7)包含至少一個(gè)塑料床支撐體(4)，所述方法包含以下步驟: a.提供包含帶有孔結(jié)構(gòu)的塑料床支撐體(4)的柱(7)，所述孔結(jié)構(gòu)中包含空氣， b.將所述塑料床支撐體浸泡在包含包含0.1-30重量％非表面活性劑潤(rùn)濕劑的水性溶液中， c.當(dāng)將所述塑料床支撐體浸泡在所述水性溶液中時(shí)施加至少I(mǎi)OkPa過(guò)壓至所述柱，和/或當(dāng)將所述塑料床支撐體浸泡在所述水性溶液中時(shí)使所述柱振動(dòng)，導(dǎo)致從所述孔結(jié)構(gòu)去除所述空氣的至少約60%， d.洗滌所述塑料床支撐體， e.在所述柱中填充色譜介質(zhì)的床(8)和 f.在所述柱上施用包含生物分子的液體。
14.權(quán)利要求13的方法，其中步驟b中所述水性溶液不具有閃點(diǎn)或具有至少30°C，例如高于35 °C的閃點(diǎn)。
15.權(quán)利要求13或14的方法，其中步驟b中所述水性溶液包含12-21重量％，例如12-17重量％，正丙醇或0.1-10重量％氫氧化鈉或氫氧化鉀。
16.權(quán)利要求13-15中任一項(xiàng)的方法，其中所述塑料床支撐體包含燒結(jié)的多孔塑料。
17.權(quán)利要求13-16中任一項(xiàng)的方法，其中所述塑料支撐體包含聚烯烴例如聚乙烯。
18.權(quán)利要求13-17中任一項(xiàng)的方法，其中所述塑料床支撐體具有至少5cm，例如至少30cm的直徑 。
全文摘要
一種潤(rùn)濕用于色譜柱的塑料床支撐體的方法，其包含以下步驟提供帶有孔結(jié)構(gòu)的塑料床支撐體，所述孔結(jié)構(gòu)中包含空氣，并將塑料床支撐體浸泡在包含0.1-30重量%非表面活性劑潤(rùn)濕劑的水性溶液中，導(dǎo)致從所述孔結(jié)構(gòu)去除所述空氣的至少約60%。
文檔編號(hào)B01D15/14GK103109182SQ201180045678
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月24日
發(fā)明者L.安德斯泰特, J.F.阿瓦林, J.卡爾松 申請(qǐng)人:通用電氣健康護(hù)理生物科學(xué)股份公司