ДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ КОЛОНКИ
HOLDER FOR CHROMATOGRAPHIC COLUMN

В изобретении предложен держатель для хроматографической колонки, который позволяет устанавливать подвижную фритту внутри хроматографической колонки в желаемом положении. Данный держатель включает большое количество опор и большое количество соединительных элементов, присоединенных к верхнему концу опор, что обеспечивает поддержку по всему диаметру колонки для подвижной фритты.
Предшествующий уровень техники
Разработка крупномасштабного препаративного хроматографического процесса может оказаться очень сложной и зависеть от многих факторов, которые по своей сути не являются “хроматографическими”. Эти факторы включают способ упаковки колонки, падение гидродинамического давления и распределение потока. В конечном итоге они влияют на экономичность процесса.
В литературе (Stickel, J.J. and Fotopoulos, A., Biotechnol. Prog. 17 (2001) 755-751) сообщается о соотношениях между давлением и потоком для упакованных слоев сжимаемых хроматографических сред в лабораторных и промышленных масштабах.
В случае гель-фильтрационных колонок в промышленных масштабах проблему сжатия гелевого наполнителя, которое приводит к снижению емкости, можно устранить за счет упорядочивания перегородок внутри хроматографической колонки в направлении, параллельном стенке колонки, как предложено в EP 0005708.
В EP 0176891 предложена колонка для хроматографии высокого давления, включающая дополнительные поддерживающие элементы для стабилизации наполнителя колонки.
В US 3398512 предложена хроматографическая колонка. Предложенный здесь хроматографический прибор включает колонку, имеющую отверстие для входа газа и отверстие для выхода газа, при этом по меньшей мере одна стенка колонки соединяет между собой отверстия для входа газа и выхода газа, удерживая наполнитель, состоящий из твердых частиц, и предназначена для предотвращения и уменьшения искажения профиля компонентов за счет выпрямления или восстановления профилей компонентов после того, как они были искажены.
В US 5770061 подчеркивается, что при использовании хроматографических колонок с тарелками, которые являются проницаемыми для потока жидкости, но удерживают материал наполнителя, материал наполнителя можно подразделять на несколько наложенных друг на друга слоев, таким образом уменьшая разницу в давлении по всей высоте материала наполнителя (см., например, GB 1203439, US 3539505). Были также сделаны попытки избежать этого недостатка больших колонок с помощью различных стенок, расположенных внутри колонки и направленных вдоль вертикальной оси колонки. Такие стенки делят колонку на несколько параллельных секций с меньшим поперечным сечением, при этом такие секции проходят сквозь весь слой наполнителя или сквозь почти весь слой наполнителя (см., например, EP 0005708, US 5124133, US 3298527).
В WO 91/014490 предложен компрессор для суспензии, позволяющий осуществить гомогенную упаковку слоя наполнителя в колонках для жидкостной хроматографии, что увеличивает эффективность колонок и повышает точность полученных с помощью них результатов.
В US 6440301 предложено устройство, которое позволяет применять лабораторное стекло стандартного размера и конфигурации в качестве хроматографической колонки. Предложен также держатель для матрицы из нержавеющей стали, причем указанный держатель подразумевает наличие центрального отверстия, и дополнительно подразумевает наличие кольцевой канавки уменьшенного диаметра с прокладкой, например в виде О-образного кольца.
В US 3374606 предложен способ и устройство для хроматографического разделения, включающее ситчатые тарелки, которые можно расположить в любой последовательности или в любом положении в слое наполнителя или разделительного материала в хроматографической колонке, таким образом подразделяя колонку на несколько отдельных зон.
В US 5770061 сообщается, что показатели емкости и разделения для больших разделительных колонок можно значительно улучшить путем создания в колонке внутренней структуры, которая является легкой, самоподдерживающей и которую легко можно установить в колонке. Более конкретно, предложена разделительная колонка, отличающая тем, что ее пространство для наполнителя включает в вертикальном направлении по меньшей мере две зоны, между которыми не возникает затрудненный вертикальный поток и которые подразделяются практически вертикальными стенками на отдельные секции, причем эти зоны имеют такие размеры, что верхний край стенок в самой верхней зоне находится ниже верхней поверхности наполнителя колонки в режиме эксплуатации колонки.
В US 4351621 предложен соединитель для комбинированной фурнитуры. В EP 1606615 предложен высокоскоростной распределитель потока для хроматографической колонки. В JP 2008-241624 предложена ячейка для ввода жидкости для хроматографической колонки. В JP 62-042051 A предложено хроматографическое устройство.
Сущность изобретения
Одним из раскрытых аспектов является держатель для хроматографической колонки, включающий
- по меньшей мере одну плоскость симметрии,
- единственную ось симметрии,
- по меньшей мере три опоры,
- по меньшей мере три прямых соединительных элемента,
- при этом соединительные элементы образуют плоскость, перпендикулярную оси симметрии держателя,
при этом соединительные элементы соединяются друг с другом на оси симметрии или на окружности вокруг оси симметрии,
при этом каждая опора присоединена к соединительному элементу,
при этом каждая опора перпендикулярна полоскости, образованной соединительными элементами,
при этом все опоры находятся на одной и той же стороне плоскости, образованной соединительными элементами.
В одном осуществлении опоры представляют собой пластины со множеством отверстий. Еще в одном осуществлении указанный держатель включает три опоры и один соединительный элемент, при этом соединительный элемент имеет Y-образную форму. Еще в одном осуществлении такой держатель включает по меньшей мере четыре опоры и по большей мере шестнадцать опор, а также включает четыре соединительных элемента.
В одном осуществлении по меньшей мере один из соединительных элементов и одна из опор связаны в единый блок. В одном осуществлении каждый из соединительных элементов связан с опорой в единый блок.
В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки включает больше опор, чем соединительных элементов.
В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки включает
- по меньшей мере три опоры, каждая из которых образует единый блок с соединительным элементом,
- по меньшей мере три опоры, которые не образуют единый блок с соединительным элементом,
- по меньшей мере одну опору, которая описывает окружность вокруг оси симметрии.
В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки представляет собой одно целое.
В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки включает несколько элементов.
В одном осуществлении соединительные элементы имеют ширину по меньшей мере 8.0 мм.
В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки имеет диаметр по меньшей мере 12.5 см.
В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки изготовлен из нержавеющей стали, или силикона, или политетрафторэтилена, или стекла.
Другим раскрытым аспектом является устройство, включающее
- хроматографическую колонку,
- по меньшей мере одну подвижную фритту и
- по меньшей мере один держатель, раскрытый здесь,
причем указанные подвижная фритта и держатель для хроматографической колонки находятся внутри хроматографической колонки и
при этом указанная подвижная фритта находится выше указанного держателя для хроматографической колонки, если хроматографическая колонка расположена вертикально и на нее смотрят сбоку.
Еще один раскрытый аспект представляет собой применение заявленного держателя для хроматографической колонки для стабилизации наполнителя хроматографической колонки изнутри наполнителя.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение предлагает держатель для хроматографической колонки, включающий
- одну ось симметрии,
- по меньшей мере одну плоскость симметрии, которая перпендикулярна оси симметрии,
- по меньшей мере три опоры, перпендикулярные плоскости симметрии,
- по меньшей мере три прямых соединительных элемента,
- при этом указанные соединительные элементы образуют плоскость симметрии, перпендикулярную оси симметрии держателя,
при этом соединительные элементы соединены друг с другом на оси или около оси симметрии,
при этом каждая опора присоединена к соединительному элементу,
при этом каждая опора перпендикулярна плоскости, образуемой соединительными элементами,
при этом все опоры находятся на одной и той же стороне плоскости, образуемой соединительными элементами,
при этом плоскость, образуемая соединительными элементами, не является непрерывной.
Было обнаружено, что поверхность контакта между подвижной фриттой, помещаемой на указанный держатель для хроматографической колонки, и хроматографической колонкой, в которой помещено указанное устройство, не влияет на свойства поддерживаемой подвижной фритты.
Было обнаружено, что при конструировании указанного держателя для хроматографической колонки следует учитывать, что его помещают внутрь хроматографического материала и, таким образом, держатель оказывается окруженным им. Таким образом, указанный держатель для хроматографической колонки конструируют таким образом, чтобы минимизировать нарушение хроматографического материала в процессе упаковки колонки. Кроме того, его конструируют таким образом, чтобы минимизировать нарушения в подвижной фазе при ее протекании сквозь хроматографический материал в ходе процесса хроматографического разделения.
Было обнаружено, что предложенный держатель для хроматографической колонки можно изготовить в виде единого целого (например, путем отливки расплавленного материала в форме) или из нескольких составных частей (например, путем соединения элементов вместе, например, посредством свинчивания или склеивания).
Заявленный держатель для хроматографической колонки не прикреплен жестко к хроматографической колонке. Его можно удалить из колонки без необходимости сначала отсоединять его от колонки.
Заявленный держатель для хроматографической колонки поддерживает наполнитель хроматографической колонки изнутри. В противоположность этому хроматографические колонки, а также верхние и/или нижние пластины внутри хроматографической колонки поддерживают наполнитель хроматографической колонки снаружи. Предложенный держатель для хроматографической колонки образует каркас внутри наполнителя хроматографической колонки. Этот каркас обеспечивает стабильность и гомогенность наполняющего хроматографического материала изнутри. В противоположность этому обычная хроматографическая колонка поддерживает хроматографический наполнитель только снаружи.
Таким образом, наполнитель для хроматографической колонки, включающий предложенный держатель для хроматографической колонки, обладает улучшенной стабильностью по сравнению с наполнителем для хроматографической колонки в обычной хроматографической колонке без предложенного держателя для хроматографической колонки.
Термин “один соединительный элемент и одна опора соединены в единый блок” обозначает, что нет необходимости в дополнительном соединительном элементе, поскольку опора имеет ту же длину, что и соединительный элемент, и соединяется с другими опорами/соединительными элементами на или вокруг оси симметрии.
В соответствии со способом очистки с помощью колоночной жидкостной хроматографии хроматографический материал расположен внутри рубашки колонки (хроматографической колонки) и обозначается как “неподвижная фаза”. Для того чтобы обеспечить взаимодействие неподвижной фазы с веществами/полипептидами в растворе, который на нее наносят, неподвижную фазу окружают “подвижной фазой” или погружают в нее. Термин “подвижная фаза” обозначает жидкость, например забуференный водный раствор, смесь воды и органического растворителя или органический растворитель, который применяют для хроматографического способа очистки, в котором используется неподвижная фаза.
Различные хроматографические методы общепризнаны и повсеместно применяются для выделения и очистки полипептидов, например аффинная хроматография с бактериальными белками (например, аффинная хроматография с белком A или белком G), ионообменная хроматографии (например, катионообменная (карбоксиметильные смолы), анионообменная (аминоэтильные смолы) и хроматография комбинированного обмена), тиофильная абсорбция (например, с бета-меркаптоэтанолом и другими SH-лигандами), хроматография гидрофобного взаимодействия или хроматография ароматической адсорбции (например с фенил-сефарозой, аза-аренофильными смолами или м-аминофенилбороновой кислотой), металло-хелатная аффинная хроматография (например с аффинным материалом на основе Ni(II)- и Cu(II)-), эксклюзионная хроматография, а также электрофоретические методы (такие как гель-электрофорез, капиллярный электрофорез) (см., например, Vijayalakshmi, M.А., Appl. Biochem. Biotech. 75 (1998) 93-102).
При разделении или очистке с помощью колоночной хроматографии неочищенного полипептида обычно используют хроматографическую колонку, включающую хроматографический материал и подвижную фазу. Подвижную фазу пропускают через хроматографическую колонку, а вместе с ней - через хроматографический материал за счет прилагаемого к подвижной фазе давления. Через подвижную фазу давление также прилагается к хроматографическому материалу, при этом устанавливается падение давления от входа в хроматографическую колонку до выхода из хроматографической колонки. На выходе из хроматографической колонки давление падает до внешнего атмосферного давления. Таким образом, к верхней фракции хроматографического материала в хроматографической колонке прилагается наибольшая сила давления.
Приложенное давление, как правило, с одной стороны, зависит от размера частиц хроматографического материала, а также от вязкости подвижной фазы, поскольку сквозь хроматографическую колонку устанавливается постоянный поток, но не постоянное давление. Обычно давление возрастает при уменьшении размера частиц хроматографического материала. При постоянной скорости потока через хроматографический материал изменение вязкости подвижной фазы, например, в ходе регенерации или очистки хроматографического материала приводит к изменению давления, прилагаемого к хроматографическому материалу. Хроматографический материал в общем случае не является материалом, не чувствительным к давлению, т.е. он может сжиматься и расширяться после компрессии. Таким образом, с увеличением прилагаемого давления хроматографический материал сжимается и высота хроматографического материала внутри хроматографической колонки, т.е. высота наполнителя, уменьшается. Аналогичным образом, с уменьшением прилагаемого давления хроматографический материал снова расширяется и высота хроматографического материала внутри хроматографической колонки увеличивается, по большей мере до того значения высоты, которая было до наложения давления. Такие сжатие и расширение хроматографического материала являются одновременно макроскопическим процессом для всего хроматографического материала в целом и микроскопическим процессом для отдельных частиц хроматографического материала. С увеличением числа таких циклов сжатия-расширения частицы хроматографического материала разрушаются до более мелких частиц. С уменьшением размера частиц хроматографического материала упаковка такого хроматографического материала становится более плотной и, вместе с этим, давление, которое требуется для обеспечения постоянного потока жидкой фазы через хроматографическую колонку, т.е. хроматографический материал, возрастает. Это, в свою очередь, приводит к дальнейшему разрушению частиц хроматографического материала, вновь вызывая повышение давления, и т.д.
Разделение на хроматографической колонке в общем случае можно осуществлять вплоть до достижения максимального давления. После того как будет достигнут этот верхний предел давления, наполнитель хроматографической колонки следует полностью заменить.
Предложенный держатель для хроматографической колонки имеет ряд преимуществ.
Предложенный держатель можно перемещать внутри колонки, т.е. его можно разместить в любом положении вдоль оси колонки. Таким образом, высоту держателя и вместе с этим высоту соответствующего горизонтального сегмента хроматографической колонки можно варьировать и подбирать в соответствии со свойствами хроматографического материала, используемого вместе с держателем. Кроме того, поскольку держатель можно перемещать внутри колонки, предотвращается повреждение внутренней стенки хроматографической колонки.
Предложенный держатель можно изготовить из любого материала, который можно использовать в колоночной хроматографии, например из тефлона (политетрафторэтилена), нержавеющей стали, силикона или стекла. В одном осуществлении предложенный держатель для хроматографической колонки изготовлен из политетрафторэтилена, или нержавеющей стали, или силикона, или стекла. Это позволяет получить инертный держатель, который не влияет на хроматографический материал (наполнитель колонки) или же не взаимодействует с ним, а также с веществами, которые нужно разделять. В одном осуществлении такой держатель для хроматографической колонки изготовлен из хроматографически инертного материала.
Поскольку предложенный держатель не прикрепляется к хроматографической колонке, такой держатель можно легко вводить в колонку и удалять из колонки. Кроме того, поскольку такой такой держатель легко можно извлечь из колонки, его легко можно очищать и дезинфицировать. В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки в предложенном устройстве легко можно перемещать внутри хроматографической колонки. В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки в предложенном устройстве находится внутри хроматографической колонки, но не зафиксирован на внутренней стенке хроматографической колонки.
Кроме того, с помощью предложенного держателя можно обеспечить легко адаптируемое, общеприменимое дополнение к существующим хроматографическим колонкам. Благодаря этому снижаются затраты, необходимые для расширения пределов применения существующих хроматографических колонок.
Предложенный держатель может быть представлен в различных вариациях по диаметру и высоте, при этом его можно применять ко множеству различных хроматографических колонок. Но диаметр предложенного держателя для хроматографической колонки всегда меньше, чем внутренний диаметр хроматографической колонки, для того чтобы обеспечить легкую подвижность внутри колонки при упаковке колонки и/или при использовании колонки.
Если опоры держателя имеют форму пластины, можно обеспечить дополнительный стабилизирующий эффект для хроматографического материала. В этом осуществлении указанные опоры и соединительные элементы составляют единый блок, и, таким образом, такой держатель для хроматографической колонки включает по меньшей мере три опоры, которые соединены друг с другом на или вокруг оси симметрии.
В общем случае предложенный держатель можно использовать в комбинации с подвижной фриттой. В такой комбинации держатель может обеспечить стабилизирующий эффект во всем объеме хроматографического материала внутри колонки.
Предложенный держатель позволяет улучшить процесс упаковки, так как гомогенную упаковку хроматографического материала можно осуществить уже перед введением держателя. После использования колонки (одноразовая колонка) или в случаях, когда хроматографический материал следует заменить (колонка многократного использования), такой держатель легко можно извлечь вместе с хроматографическим материалом, так же как в случае с колонкой, не включающей предложенный держатель. Возможно также проводить процесс упаковки, когда предложенный держатель уже введен в соответствующий горизонтальный сегмент хроматографической колонки.
Было обнаружено, что предложенный держатель можно применять с любой хроматографической колонкой, что обеспечивает внутреннюю структуру и поддержку наполняющего хроматографического материала без необходимости модифицировать хроматографическую колонку.
Таким образом, одним из раскрытых аспектов является предложенный держатель для хроматографической колонки для поддержки хроматографического материала в хроматографической колонке.
В одном осуществлении такой держатель изготавливают из нержавеющей стали, или силикона, или политетрафторэтилена, или стекла.
В одном осуществлении такой держатель включает
- по меньшей мере
- одну плоскость симметрии,
- одну ось симметрии,
- по меньшей мере три опоры,
- по меньшей мере три прямых соединительных элемента,
при этом указанные соединительные элементы образуют плоскость, перпендикулярную оси симметрии держателя,
при этом указанные соединительные элементы соединены друг с другом на или вокруг оси симметрии,
при этом каждая опора присоединена к соединительному элементу,
при этом каждая опора перпендикулярна плоскости, образуемой соединительными элементами,
при этом все опоры расположены на одной и той же стороне плоскости, образуемой соединительными элементами.
В одном осуществлении указанные опоры представляют собой пластины, и при этом указанные соединительные элементы и опоры образуют единый блок, в котором верхняя грань соответствующей опоры представляет собой соединительный элемент.
В одном осуществлении указанные опоры представляют собой перфорированные пластины.
В одном осуществлении указанный держатель включает одну или более кольцевых опор, имеющих различные радиусы по отношению друг к другу и по отношению к оси симметрии.
В одном осуществлении возможен латеральный поток между сегментами, ограниченными опорами держателя.
Кроме того, преимуществом является уникальная симметричная структура держателя, особенно в случае, если он изготовлен из инертного материала.
За счет открытой архитектуры держателя, т.е. благодаря отсутствию постоянной фиксации на внутренней стенке хроматографической колонки обеспечивается внутренняя структура хроматографического материала без введения перегородок, которые находились бы в тесном контакте с другими перегородкам внутри колонки. За счет открытой структуры (i) можно получить упаковку хроматографического материала в более гомогенной форме, (ii) можно предотвратить появление напряжения внутри наполнителя, (iii) обеспечивается поток и перенос массы по всему сечению хроматографической колонки, (iv) возможно упрощение процессов упаковки колонки и извлечения наполнителя. Таким образом, одним из раскрытых аспектов является применение предложенного держателя для хроматографической колонки с целью создания внутренней структуры хроматографического материала в хроматографической колонке.
Кроме того, поддерживаемый участок может быть расположен от основания колонки вплоть до вершины без наличия каких-либо неподдерживаемых участков посреди, или выше, или ниже хроматографического наполнителя.
Кроме того, каждый из горизонтальных сегментов, получаемых при комбинации предложенного держателя и подвижной фритты, можно упаковывать отдельно, что позволяет осуществить упаковку хроматографической колонки от основания к вершине. В дополнение, в каждый горизонтальный сегмент можно вводить разный хроматографический материал, что, таким образом, обеспечивает средство для так называемой гибридной хроматографии.
В комбинации с подвижной фриттой предложенный держатель обеспечивает как вертикальную, так и горизонтальную поддержку хроматографического материала внутри хроматографической колонки. Таким образом, одним из раскрытых аспектов является применение предложенного держателя для хроматографической колонки для обеспечения вертикальной и горизонтальной поддержки хроматографического материала внутри хроматографической колонки.
Таким образом, предложенный держатель обеспечивает средство для применения уже используемых хроматографической колонок более универсальным образом при одновременной минимизации затрат, связанных с адаптацией, так как требуется внедрить только новый держатель.
На верхней части Фигуры 1 показано одно из осуществлений предложенного держателя, имеющего четыре опоры в форме плоскостей (сплошные поверхности). В этом осуществлении опоры и соединительные элементы объединены в единый блок, и этот держатель не содержит дополнительные соединительные элементы. Верхняя грань опоры соответствует соединительному элементу. Плоскости опор находятся под углом 90° друг к другу и к плоскости, образуемой верхними гранями опор (т.е. соединительными элементами). Диаметр такого держателя и внешняя поверхность опоры (т.е. внешняя грань опор, которая представляет собой грань в направлении колонки и перпендикулярную плоскости, образуемой верхними гранями/соединительными элементами) можно подобрать под диаметр любой колонки таким образом, чтобы такой держатель можно было вводить и извлекать из любой колонки без трения и повреждения внутренней поверхности колонки. Высоту предложенного держателя можно варьировать и подбирать в соответствии с конкретным применением. Нижнюю поверхность держателя можно приспособить к основанию, на которое данный держатель должен быть помещен. Такое основание в большинстве случаев представляет собой фритту. Данное основание поддерживает держатель и удерживает его вес без участия стенки колонки. Верхнюю плоскость указанного держателя для хроматографической колонки формируют таким образом, чтобы она либо соответствовала основанию для подвижной фритты колонки (подвижный разделитель для хроматографической колонки), либо чтобы на нее можно было поместить верхний адаптер колонки. Таким образом обеспечивается гарантия того, что предложенный держатель стабилизирует весь объем наполнителя. Таким образом, одним из раскрытых аспектов является применение предложенного держателя для стабилизации наполнителя хроматографической колонки. Если применяется подвижный сепаратор колонки, на этот сепаратор можно поместить другой держатель, возможно, имеющий иную форму, по большей мере вплоть до достижения маскимальной длины колонки. Однако при этом также возможна ситуация, когда только часть наполнителя хроматографической колонки оснащена предложенным держателем.
На нижней части Фигуры 1 показано одно из осуществлений предложенного держателя. Такой держатель включает шесть опор, каждая в форме плоскости, которые разделены на симметричные части. Верхние грани каждой из шести опор представляют собой шесть соединительных элементов, которые совместно с опорами образуют единый элемент в данном осуществлении. Опоры присоединены друг к другу по кругу вокруг оси симметрии держателя. Давление, которое предположительно будет устанавливаться внутри колонки, и требуемая функция держателя определяют число опор. Они зависят от используемой хроматографической среды и технологического режима.
В верхней части Фигуры 2 показано одно из осуществлений предложенного держателя. В этом осуществлении опоры имеют форму плоскостей и образуют единый блок вместе с соединительными элементами, которые представлены верхними гранями каждой из опор. Характерной особенностью для данного осуществления являются удлиненные отверстия в плоскостях опор данного держателя. Такая форма обеспечивает улучшенный держатель для хроматографического материала и особенно подходит для мягких гелей. Таким образом, одним из раскрытых аспектов является применение держателя для хроматографической колонки, предложенного в данном осуществлении, для стабилизации наполнителя, представляющего собой мягкие хроматографические гели. Не привязываясь к какой-либо теории, предполагают, что таким образом хроматографический материал может в большей степени получить поддержку / увеличить площадь контакта в узком пространстве. Держатель поглощает нагрузку и давление, и они передаются на нижние слои наполнителя колонка в уменьшенной форме. Таким образом, одним из раскрытых аспектов является применение предложенного держателя для хроматографической колонки для поглощения давления внутри наполнителя хроматографической колонки. Другой отличительной особенностью данного воплощения является реализуемое здесь поперечное сообщение. Таким образом, возможен латеральный поток между отдельными отсеками, образованными опорами держателя. Следовательно, в одном осуществлении предложенного держателя возможен латеральный поток между отдельными отсеками, образуемыми опорами держателя и осью симметрии держателя. Это обеспечивает улучшенный перенос массы и рабочие характеристики колонки. Гомогенность наполнителя в течение жизни колонки также остается неизменной. Появляющееся напряжение лучше распределяется внутри наполнителя колонки, который оказывается лишь частично разорванным.
В средней части Фигуры 2 представлено одно конкретное воплощение предложенного держателя. В этом воплощении опоры имеют форму перфорированных плоскостей. Кроме того, в этом осуществлении каждый из соединительных элементов образует единый блок с индивидуальными опорами. В данном воплощении некоторые опоры соединены друг с другом на оси симметрии держателя. В данном осуществлении держатель включает дополнительные опоры, которые не соединяются друг с другом вокруг или на оси симметрии. Этот держатель отличается тем, что отверстия в плоскостях опор держателя обеспечивают поперечное сообщение. В данном осуществлении опоры изготовлены из перфорированных плоскостей. В данном осуществлении держатель дополнительно включает по меньшей мере две, в частности три, кольцевые опоры (и круглые соединительные элементы), которые все имеют различные радиусы относительно оси симметрии держателя. Таким образом, в одном осуществлении первая часть опор (соединительных элементов) соединена друг с другом на оси симметрии держателя и все опоры (соединительные элементы) соединены друг с другом кольцевыми опорами (круглыми соединительными элементами) держателя. В одном осуществлении держатель включает три кольцевые опоры (круглые соединительные элементы), при этом первая кольцевая опора (круглый соединительный элемент) имеет радиус относительно оси симметрии держателя, составляющий одну шестую от общего диаметра держателя, вторая кольцевая опора (круглый соединительный элемент) имеет радиус, составляющий одну треть от общего диаметра держателя, а третья кольцевая опора (круглый соединительный элемент) имеет радиус, составляющий половину от общего диаметра держателя. Кроме того, все опоры соединяются друг с другом за счет дополнительных круглых соединительных элементов. Соотношение между пропускными сечениями и поверхностями стенок в данном осуществлении отличается от такого соотношения в описанных выше осуществлениях. В данном случае получается большее количество отсеков для наполнителя, что может является преимуществом для колонок с большим диаметром. Таким образом, одним из раскрытых аспектов является применение соединительного элемента, включающего круглые опоры и перфорированные плоскости в качестве опор, для стабилизации наполнителя колонки для хроматографических колонок с большим диаметром. Термин “хроматографическая колонка с большим диаметром” обозначает хроматографические колонки с внутренним диаметром 15 см или более.
На нижней части Фигуры 2 показан один пример осуществления предложенного держателя. В данном случае показан держатель внутри хроматографической колонки. Такая колонка включает предложенный держатель и расположенную на нем подвижную фритту для хроматографической колонки. Эти элементы являются адаптивными и не присоединены перманентно к стенке колонки, или другим компонентам колонки, или же друг к другу. В данном осуществлении держатель включает три опоры в форме стержня и три соединительных элемента, присоединенных друг к другу на оси симметрии держателя.
На Фигуре 3 показан пример хроматографической колонки, которая оснащена несколькими различными опорами, раскрытыми в данном описании. Кроме того, колонка включает несколько подвижных разделителей для хроматографической колонки. Стенка колонки служит лишь направляющей поверхностью для опор и подвижных разделителей колонки, которые скользят вдоль стенки хроматографической колонки при их передвижении. Нет необходимости модифицировать стенку такой колонки. Ни один из элементов не соединен перманентно или прикреплен к стенке колонки. Такую колонку также можно заполнять различными хроматографическими материалами в отдельных горизонтальных отделах, образованных парой держателя и сепаратора. Таким образом, одним из раскрытых аспектов является применение предложенного держателя и подвижной фритты для разграничения горизонтальных сегментов в хроматографической колонке. Состав всех используемых элементов можно легко и каждый раз изменять. Удаление наполнителя колонки можно проводить обычным образом. Используемые держатели и подвижные разделители хроматографической колонки можно легко извлекать из колонки вместе с наполнителем колонки. Все используемые детали можно независимо друг от друга чистить или частично заменять.
На Фиг.4 показана диаграмма давления потока для хроматографической колонки, включающей хроматографический материал DEAE-сефарозу. Левая кривая представляет типичные свойства DEAE-сефарозы в качестве хроматографического материала в колонках, упакованных обычным путем. Правая кривая представляет свойства колонки, оснащенной двумя предложенными держателями и двумя разделителями хроматографической колонки. Можно видеть, что максимальная скорость поток для колонки, упакованной обычным образом, составляет менее половины от скорости потока, которая достигается на колонке, содержащей предложенный держатель (24 л/ч вместо 55 л/ч). Видно, что происходит трехкратное снижение давления (от 1.5 бар до 0.5 бар) на поперечном сечении потока 22 л/ч, что представляет собой поток при обычном процессе (подробные характеристики колонки без предложенного держателя: 4 л суспензии DEAE Сефарозы, высота наполнителя: 24 см; используемый элюент: 0.0005 молярный (проводимость 5 мСм) раствор KCl; подробные характеристики колонки, включающей предложенный держатель: высота используемого держателя: 8 см, прочность используемого разделителя: 5 мм, 4 л суспензии DEAE Сефарозы, распределенной на три составляющие, высота держателя: 24 см, используемый элюент: 0.0005 молярный (проводимость 5 мСм) раствор KCl).
На Фиг.5 показана диаграмма давления потока для хроматографической колонки, включающей HA-Ultrogel в качестве хроматографического материала. Левая кривая отображает типичные свойства колонок с HA-Ultrogel, которые функционировали без предложенного держателя. На правой кривой представлены свойства колонки, включающей два предложенных держателя и два подвижных разделителя хроматографической колонки. Можно видеть, что максимальный поток в колонке без предложенного держателя меньше по величине, чем скорость потока в колонке, включающей предложенный держатель (8 л/ч вместо 15 л/ч) (подробные характеристики колонки без предложенного держателя: 4 л суспензии HA-Ultrogel, высота наполнителя: 24 см; используемый элюент: 0.0005 молярный (проводимость 5 мСм) раствор KCl; подробные характеристики колонки, включающей предложенный держатель: высота используемого держателя: 8 см, прочность используемого разделителя: 5 мм, 4 л суспензии DEAE Сефарозы, разделенной на три составляющие части, высота наполнителя: 24 см, используемый элюент: 0.0005 молярный (проводимость 5 мСм) раствор KCl).
Таким образом, еще один раскрытый аспект представляет собой устройство, включающее
- хроматографическую колонку,
- по меньшей мере один подвижный разделитель хроматографической колонки и
- по меньшей мере один предложенный держатель.
В одном осуществлении такое устройство включает два разделителя хроматографической колонки и два предложенных держателя. В другом варианте осуществления такое устройство включает три разделителя хроматографической колонки и три предложенных держателя. В другом варианте осуществления и разделитель, и держатель имеют внешний диаметр, меньший, чем внутренний диаметр хроматографической колонки. Еще в одном осуществлении диаметр держателя и разделителя составляет от 90% до 99% от внутреннего диаметра хроматографической колонки. Все осуществления предложенного держателя, а также те, которые приведены выше, также являются осуществлениями держателя, включенного в предложенное устройство. Частные осуществления разделителей, входящих в состав предложенного устройства, представлены ниже.
При наличии одного разделителя хроматографической колонки хроматографическая колонка подразделяется на верхнюю камеру хроматографической колонки и нижнюю камеру хроматографической колонки. Местоположение такого разделителя внутри хроматографической колонки можно варьировать. Эта “подвижность” обеспечивается за счет направляющего кольца. Таким образом, указанный разделитель может вертикально скользить внутри колонки, и такой разделитель внедряется в хроматографический материал.
Разделитель хроматографической колонки, состоящий из направляющего кольца и закрепленной в нем фритты, не нарушает процесс хроматографического разделения. Такой разделитель обеспечивает, например, возможность замены только одной фракции хроматографического материала при достижении максимального рабочего давления без необходимости замены всего наполнителя хроматографической колонки. Это означает, что такой разделитель хроматографической колонки позволяет заменять хроматографический материал в верхней камере хроматографической колонки, не затрагивая хроматографический материал в нижней камере хроматографической колонки. Такое частичное удаление хроматографического материала возможно, поскольку указанный разделитель, с одной стороны, делит весь хроматографический материал в хроматографической колонке на отдельные фракции и, с другой стороны, предотвращает нарушения в хроматографическом материале, заполняющего нижнюю камеру хроматографической колонки, при удалении хроматографического материала из верхней камеры хроматографической колонки. Таким образом, по меньшей мере та фракция хроматографического материала, которая не подвергалась изменениям максимального давления и, таким образом, не претерпела износ, может быть использована далее без отрицательного воздействия на эффективность разделения. При этом за счет сохранения части хроматографического материала можно достичь снижения стоимости материалов.
Указанный разделитель хроматографической колонки включает направляющее кольцо, в котором может быть закреплена фритта, изготовленная из любого инертного материала. “Инертный материал” представляет собой материал, который не оказывает влияние на процесс хроматографического разделения, т.е. хроматограмма, полученная на хроматографической колонке, содержащей один или более предложенных разделителей хроматографической колонки, идентична хроматограмме, полученной на хроматографической колонке, не содержащей разделителей хроматографической колонки, при прочих равных условиях. Такими инертными материалами являются, например, металл, в частности нержавеющая сталь, силикон, полипропилен, полиэтилен, политетрафторэтилен, спеченные материалы или их комбинации, в частности нержавеющая сталь с политетрафторэтиленовым покрытием.
На Фиг.6 показаны примеры разделителей хроматографической колонки. На Фиг.6a) изображен разделитель с единственной фриттой, включающий фритту(1) и фитинг (2). На Фиг.6b) показан разделитель, включающий верхнюю фритту (3) и нижнюю фритту (4), а также фитинг (2). На Фиг.6c) показан вертикальный срез направляющего кольца разделителя, включающего две аксиально симметричных плоскости поперечного сечения (5 и 6), где каждая из аксиально симметричных плоскостей поперечного сечения имеет а) конусообразную структуру, при этом конус располагается от внешней стороны к внутренней стороне направляющего кольца, и b) желоб (8) с отверстием, направленным к внутренней стороне направляющего кольца, для закрепления фритты.
В одном осуществлении указанный разделитель хроматографической колонки включает направляющее кольцо и фритту, закрепленную в направляющем кольце.
В одном осуществлении такое направляющее кольцо имеет круглую форму и применяется в колонке для жидкостной хроматографии. В другом варианте осуществления направляющее кольцо имеет вертикальное сечение, включающее две аксиально симметричных поперечных сечения (5 и 6), при этом каждое из аксиально симметричных поперечных сечения имеет:
a) конусообразную структуру, при этом конус расположен от внешней к внутренней стороне направляющего кольца и
b) желоб (8) с отверстием, направленным к внутренней стороне направляющего кольца для закрепления фритты.
В одном осуществлении такой желоб представляет собой желоб прямоугольной формы. Еще в одном осуществлении каждое из поперечных сечений имеет треугольную форму и наибольшая сторона (7) имеет длину, по меньшей мере в 1.5 раза превышающую диаметр желоба (8). Еще в одном осуществлении такое кольцо изготовлено из резины, пластика, силикона, политетрафторэтилена, полиэтилена или полипропилена.
В одном осуществлении указанная фритта представляет собой:
a) единственную фритту или
b) две фритты, с верхней фриттой и нижней фриттой.
В другом варианте осуществления а) указанная фритта имеет размер пор от 1 мкм до 20 мкм, или b) каждая из фритт имеет размер пор от 1 мкм до 20 мкм независимо друг от друга, при этом размер пор верхней фритты меньше, чем размер пор нижней фритты. В другом варианте осуществления указанная фритта изготовлена из металла, силикона, полипропилена, полиэтилена, политетрафторэтилена, спеченных материалов или их комбинации. Еще в одном осуществлении указанный разделитель включает прокладки для обеспечения нужного расстояния между деталями, при этом все они присоединены к одной стороне разделителя.
В одном осуществлении указанный разделитель хроматографической колонки отличается тем, что:
a) такой разделитель разделяет отсек хроматографической колонки на верхнюю камеру хроматографической колонки и нижнюю камеру хроматографической колонки и
b) местоположение такого разделителя можно варьировать внутри хроматографической колонки за счет скольжения вдоль внутренней стенки хроматографической колонки.
В одном осуществлении указанный разделитель хроматографической колонки включает одну фритту, в другом варианте осуществления такой разделитель включает верхнюю фритту и нижнюю фритту. Еще в одном осуществлении указанный разделитель хроматографической колонки или верхняя фритта или нижняя фритта имеют размер пор от 1 мкм до 20 мкм, при этом размер пор верхней фритты меньше, чем размер пор нижней фритты. В другом варианте осуществления такую фритту изготавливают из металла, силикона, полипропилена, полиэтилена, политетрафторэтилена, спеченных материалов или их комбинации.
Указанный фитинг или направляющее кольцо имеет круглую форму с поперечным сечением, которое может иметь любую форму, поскольку оно включает прямоугольный желоб для установки фритты. Например, в одном осуществлении сечение фитинга имеет форму треугольника с прямоугольным желобом для установки фритты в углу треугольника по наибольшему внутреннему углу. Еще в одном осуществлении указанный фитинг или направляющее кольцо имеет сечение или обеспечивает наличие поперечных сечений в форме треугольника, в одном осуществлении - форму прямоугольного треугольника, где фритта присоединена к углу треугольника, по внутреннему углу 90°. В другом варианте осуществления поперечное сечение направляющего кольца имеет форму трапеции с прямоугольным желобом для удерживания фритты, который расположен по наиболее короткой стороне из параллельных сторон. В одном осуществлении фитинг имеет форму прямоугольника, в другом варианте осуществления - форму четырехугольника с внутренними углами 90°, 90°, 80° и 100°. В одном осуществлении внутренние углы 80° и 100° расположены на верхней стороне или на нижней стороне четырехугольника. В одном осуществлении наиболее длинная сторона направляющего кольца представляет собой внешнюю грань разделителя и контактирует со стенкой хроматографической колонки, когда указанный разделитель помещают внутрь хроматографической колонки. В другом варианте осуществления наиболее длинная сторона ориентирована вертикально. Еще в одном осуществлении поперечные сечения фитинга или направляющего кольца имеют форму прямоугольника с внутренними углами 90° с прямоугольным желобом для установки фритты на одной из более коротких сторон или, в случае квадрата, на одной из сторон. Сторона с желобом представляет собой сторону фитинга, направленную к центру разделителя и, аналогичным образом, хроматографической колонки, или, другими словами, желоб расположен на стороне фитинга или направляющего кольца, которая параллельна направлению потока подвижной фазы и имеет диаметр меньше внешнего диаметра фритты. Кроме того, направляющее кольцо, помимо того что оно предотвращает прохождение жидкой фазы и частиц хроматографического материала сквозь разделитель за пределами фритты, предотвращает также перекос и, вместе с этим, смещение всего разделителя в хроматографической колонки в ходе сжатия и расширения хроматографического материала при наложении внешнего давления. Разделитель помещают внутрь хроматографического материала, упакованного в хроматографическую колонку. Разделитель можно свободно передвигать и точно устанавливать внутри колонки, поскольку он может скользить вдоль внутренней стенки хроматографической колонки. Это полезно при упаковке хроматографической колонки и для удаления разделителя из хроматографической колонки. В одном осуществлении вертикальные поперечные сечения направляющего кольца имеют форму треугольника или трапеции, при этом направляющее кольцо имеет конусообразную структуру и конус расположен от внешней к внутренней стороне направляющего кольца, то есть уровень внешней грани направляющего кольца лежит выше, чем уровень его внутренней грани или, соответственно, желоба. В одном осуществлении внешняя грань направляющего кольца имеет высоту, которая по меньшей мере в 1.5 превышает высоту желоба. В другом варианте осуществления внешняя грань направляющего кольца имеет высоту, которая по меньшей мере в 1.5 раза, или два раза, или три раза, или более чем в три раза превышает высоту желоба.
Если указанный разделитель включает верхнюю фритту и нижнюю фритту, в одном осуществлении фитинг или направляющее кольцо представляют собой единственные фитинг или кольцо, а в другом варианте осуществления фитинг или направляющее кольцо представляют собой верхние фитинг или кольцо и нижние фитинг или кольцо. В последнем случае такие два фитинга или кольца имеют в одном осуществлении площадь контакта, включающую нижнюю сторону верхнего фитинга или кольца и верхнюю сторону нижнего фитинга или кольца, при этом контактирующие стороны плоские, т.е. не содержат прорези или желоба, и находятся на одной линии с нижней стороной верхней фритты и верхней стороной нижней фритты, т.е. нижняя сторона верхнего фитинга и нижняя сторона верхней фритты образуют единственную поверхность без неровностей и, аналогичным образом, верхняя сторона нижнего фитинга или кольца и верхняя сторона нижней фритты образуют единственную поверхность без неровностей, при этом обе поверхности параллельны.
В общем случае наименьший внутренний диаметр фитинга или направляющего кольца или верхнего фитинга и нижнего фитинга меньше, чем внешний диаметр фритты, т.е. фитинг или направляющее кольцо распространяется от внешнего периметра фритты к центру хроматографической колонки.
Упаковку хроматографической колонки хроматографическим материалом с держателем и/или погруженным разделителем хроматографической колонки можно разделить на две стадии упаковки. Процесс упаковки можно начать с упаковки первой фракции хроматографического материала в колонку стандартным способом. После этого держатель и разделитель хроматографической колонки можно поместить сверху на первую фракцию хроматографического материала. Наконец, можно упаковывать вторую фракцию хроматографического материала в колонку сверху на разделитель, следуя стандартной процедуре. Данный способ упаковки представляет собой упаковку от нижней части к верхней. В отличие от этого колонки, не содержащие держатель и разделитель, упаковывают от вершины, что требует, помимо прочего, более высокого давления при упаковке. Таким образом, предложенный держатель для хроматографической колонки обеспечивает средство для упаковки хроматографической колонки в две последовательные стадии, если применяют один держатель и один разделитель, или в три или более последовательных стадий, если применяют два или более держателей и разделителей. С помощью держателя и разделителя колонку можно разделить на верхнюю камеру и нижнюю камеру (один держатель и один разделитель) или нижнюю камеру, среднюю камеру и верхнюю камеру (два держателя и два разделителя), из которых каждая сама по себе является эквивалентом хроматографической колонки с уменьшенной высотой наполнителя хроматографического материала. За счет разделения хроматографической колонки на более мелкие камеры отношение объема (хроматографического материала в одной камере) к поверхности (камеры) изменяется, а именно уменьшается и стабильность хроматографического наполнителя возрастает.
Представленные ниже примеры и фигуры приведены, чтобы облегчить понимание настоящего изобретения, истинный объем которого представлен в приложенной формуле изобретения. Подразумевается, что можно осуществить модификации представленных способов, не удаляясь от сущности изобретения.
Раскрытые аспекты и осуществления
Одним из раскрытых аспектов является держатель для хроматографической колонки, включающей:
- по меньшей мере одну плоскость симметрии,
- одну ось симметрии,
- по меньшей мере три опоры,
- по меньшей мере три прямых соединительных элемента,
при этом соединительные элементы образуют плоскость, перпендикулярную оси симметрии держателя,
при этом соединительные элементы соединены друг с другом на оси симметрии или на окружности вокруг оси симметрии,
при этом каждая опор присоединена к соединительному элементу, при этом каждая опора перпендикулярна плоскости, образуемой соединительными элементами,
при этом все опоры расположены на одной стороне плоскости, образуемой соединительными элементами.
Одним из раскрытых аспектов является держатель для хроматографической колонки, включающей:
- одну ось симметрии,
- по меньшей мере одну плоскость симметрии, перпендикулярную оси симметрии,
- по меньшей мере три опоры, перпендикулярные плоскости симметрии,
- по меньшей мере три прямых соединительных элемента,
при этом указанные соединительные элементы образуют плоскость, перпендикулярную оси симметрии держателя,
при этом указанные соединительные элементы соединены друг с другом на или вокруг оси симметрии,
при этом каждая опор присоединена к соединительному элементу,
при этом каждая опор перпендикулярна плоскости, образуемой соединительными элементами,
при этом все опоры расположены на одной стороне плоскости, образуемой соединительными элементами,
при этом плоскость, образуемая соединительными элементами, не является сплошной.
В одном осуществлении указанные соединительные элементы представляют собой пластины.
В одном осуществлении такие опоры представляют собой пластины, а соединительные элементы представляют собой верхнюю грань соответствующих пластин.
В одном осуществлении по меньшей мере один из соединительных элементов и одна опора образуют единый блок, при этом такие опоры представляют собой пластины, а соединительный элемент представляет собой верхнюю грань пластины. Т.е. соединительный элемент образован верхней гранью пластины.
В одном осуществлении каждый из соединительных элементов образует единый блок с индивидуальной опорой.
В одном осуществлении каждый из соединительных элементов образует единый блок с опорой. В данном осуществлении каждая опора образует единый блок с соединительным элементом и, таким образом, указанный держатель для хроматографической колонки включает блоки, которые соединены друг с другом на или вокруг оси симметрии.
В одном осуществлении некоторые опоры соединены друг с другом на оси симметрии держателя.
В одном осуществлении пластины представляют собой перфорированные пластины.
В одном осуществлении держатель включает дополнительные опоры, которые не соединены друг с другом на или вокруг оси симметрии.
В одном осуществлении держатель включает одну или более кольцевых опор, имеющих различные радиусы относительно оси симметрии держателя.
В одном осуществлении возможен латеральный поток между сегментами, образуемыми опорами держателя и осью симметрии держателя.
В одном осуществлении держатель включает три опоры и один соединительный элемент, при этом соединительный элемент имеет Y-образную форму, а опоры имеют форму стержней.
В одном осуществлении держатель состоит из трех опор в форме стержней и Y-образный соединительный элемент.
В одном осуществлении держатель состоит из трех опор в форме пластин, которые соединены друг с другом на или вокруг оси симметрии.
В одном осуществлении держатель состоит из четырех опор в форме стержней и Х-образного соединительного элемента.
В одном осуществлении держатель состоит из четырех опор в форме пластин, которые соединены друг с другом на или вокруг оси симметрии.
В одном осуществлении держатель состоит из шести опор в форме стержней и Х-образного соединительного элемента.
В одном осуществлении держатель состоит из шести опор в форме пластин, которые соединены друг с другом на или вокруг оси симметрии.
В одном осуществлении держатель состоит из:
i) четырех первых опор в форме пластин, которые соединены друг с другом на оси симметрии,
ii) четырех вторых опор в форме пластин, которые не соединены друг с другом и с четырьмя первыми опорами на оси симметрии, и
iii) трех кольцевых опор, которые соединены с каждой из первых и вторых четырех опор, но не друг с другом, и имеют различные радиусы относительно друг друга и оси симметрии.
В одном осуществлении такие пластины представляют собой перфорированные пластины.
В одном осуществлении держатель включает по меньшей мере четыре опоры и по большей мере шестнадцать опор, и включает четыре соединительных элемента.
В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки включает больше опор, чем соединительных элементов.
В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки включает:
- по меньшей мере три опоры, каждая из которых образует блок с соединительным элементом,
- по меньшей мере три опоры, которые не образуют блок с соединительным элементом,
- по меньшей мере одну опору, которая представляет собой кольцевую опору вокруг оси симметрии.
В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки представляет собой одно целое.
В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки включает несколько составных частей.
В одном осуществлении указанные соединительные элементы имеют ширину по меньшей мере 8.0 мм.
В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки имеют диаметр по меньшей мере 12.5 см.
В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки изготовлен из хроматографически инертного материала.
В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки изготовлен из нержавеющей стали, или силикона, или политетрафторэтилена, или стекла.
Одним из раскрытых аспектов является устройство, включающее:
- хроматографическую колонку,
- по меньшей мере одну подвижную фритту и
- по меньшей мере один предложенный держатель,
при этом подвижная фритта и указанный держатель для хроматографической колонки расположены внутри хроматографической колонки, и
при этом подвижная фритта расположена выше указанного держателя для хроматографической колонки, если хроматографическая колонка расположена вертикально и на нее смотрят сбоку.
В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки можно свободно перемещать внутри хроматографической колонки.
В одном осуществлении указанный держатель для хроматографической колонки в предложенном устройстве расположен внутри хроматографической колонки, но не закреплен на внутренней стенке хроматографической колонки.
Одним из раскрытых аспектов является применение держателя для предложенной хроматографической колонки для стабилизации наполнителя хроматографической колонки изнутри наполнителя.
Одним из раскрытых аспектов является применение держателя для предложенной хроматографической колонки для поддержки хроматографического материала внутри хроматографической колонки.
Одним из раскрытых аспектов является применение держателя для предложенной хроматографической колонки для обеспечения внутренней структуры хроматографического материала в хроматографической колонке.
Одним из раскрытых аспектов является применение держателя для предложенной хроматографической колонки для обеспечения вертикальной и горизонтальной поддержки хроматографического материала внутри хроматографической колонки.
Одним из раскрытых аспектов является применение предложенного держателя для стабилизации наполнителя хроматографической колонки.
Одним из раскрытых аспектов является применение держателя для хроматографической колонки, включающего перфорированные пластины в качестве комбинированных опор и соединительных элементов или включающего в качестве опор пластины, имеющие удлиненные отверстия, для стабилизации упаковки мягких хроматографических гелей.
Одним из раскрытых аспектов является применение держателя для хроматографической колонки для поглощения давления внутри наполнителя хроматографической колонки.
Одним из раскрытых аспектов является применение соединительного элемента, включающего кольцевые опоры и перфорированные пластины в качестве опоры, для стабилизации наполнителя колонки для хроматографических колонок с большим диаметром.
Одним из раскрытых аспектов является применение предложенного держателя и подвижной фритты для создания горизонтальных сегментов в хроматографической колонке.
Описание Фигур
Фиг.1. Примеры осуществления предложенного держателя. Вверху: элемент, содержащий четыре опоры в форме сплошных поверхностей, которые расположены друг у другу под углом 90°; внизу: элемент, содержащий шесть опор.
Фиг.2. Примеры осуществления предложенного держателя. Вверху: элемент, включающий четыре опоры с удлиненными отверстиями в плоскостях опор; посередине: элемент с круглыми отверстиями в опорах, которые обеспечивают поперечное сообщение; внизу: элемент, включающий три опоры внутри хроматографической колонки.
Фиг.3. Схема хроматографической колонки, включающей несколько различных предложенных держателей и несколько разделителей хроматографической колонки.
Фиг.4. Диаграмма потока хроматографической колонки с DEAE-Сефарозой. Левая кривая: колонка без предложенного держателя; правая кривая: колонка с предложенным держателем.
Фиг.5. Диаграмма потока хроматографической колонки с HA-Ultrogel. Левая кривая: колонка без предложенного держателя; правая кривая: колонка с предложенным держателем.
Фиг.6. Примеры разделителя хроматографической колонки: a) разделитель с единственной фриттой, включающий: фритту (1) и фитинг (2); b) разделитель с верхней фриттой (1) и нижней фриттой (3), а также с верхним фитингом (2) и нижним фитингом (4); с) вертикальное сечение направляющего кольца разделителя, включающего две аксиально симметричных поперечных сечения (5 и 6), каждое из которых имеет: i) конусообразную структуру, при этом конус расположен от внешней к внутренней стороне направляющего кольца, и ii) желоб (8) с отверстием, направленным к внутренней стороне направляющего кольца для закрепления фритты.
Фиг.7. Величины давления в зависимости от регенераций и числа циклов для хроматографической колонки, не включающей предложенный держатель.
Фиг.8. Величины давления в зависимости от регенераций и числа циклов для хроматографической колонки, включающей предложенный держатель.
Примеры
Пример 1
Упаковка хроматографической колонки, включающей предложенный держатель
В процессе упаковки колонок, которые содержат адаптивные элементы предложенного держателя для наполнителя, очень важно гомогенное введение и распределение хроматографической среды. Имеются два возможных пути достижения гомогенной упаковки. Первый заключается в том, чтобы сначала поместить адаптивный элемент держателя для наполнителя в колонку, а затем вводить суспензию. В этом случае суспензию следует гомогенно вводить внутрь колонки. Другим возможным путем является сначала введение суспензии в колонку, ее гомогенизация в колонке, а затем установка элемента держателя наполнителя путем его прямого введения в суспензию в колонке. В ходе осаждения формируется гомогенный наполнитель колонки, включающий в своем объеме указанный элемент. По истечении установленного времени осаждения можно либо поместить промежуточную фритту колонки на элемент держателя наполнителя, либо можно закрыть колонку с помощью адаптера. Если сначала применяют промежуточную фритту для колонки, можно сверху поместить другой адаптивный элемент держателя наполнителя и можно начинать наполнение следующего отделения колонки. Эту процедуру можно повторять до тех пор, пока колонка не будет наполнена/упакована по всей своей высоте.
Пример 2
Хроматографическое разделение с помощью обычной хроматографической колонки, не включающей предложенный держатель - число циклов и характеристика давления при использовании хроматографического материала
Здесь показан жизненный цикл колонки для ВЭЖХ, упакованной обычным образом. На Фиг.7 можно видеть, что давление непосредственно сразу после упаковки составляет около 40 бар. Оно возрастает после сорокового цикла регенерации до примерно 70 бар.
Подробные характеристики упаковки
Диаметр колонки: 30 см
Тип колонки: динамическая компрессия без элементов держателя наполнителя и промежуточных фритт колонки
Высота наполнителя: около 40 см
Используемый хроматографический материал: Vydac C4
Скорость потока: 162 л/ч
Величины давления в зависимости от регенераций и числа циклов показаны на Фиг.7.
Пример 3
Хроматографическое разделение с помощью обычной хроматографической колонки, включающей предложенный держатель - число циклов и характеристика давления при использовании хроматографического материала
Здесь показана ВЭЖХ-колонка с предложенным держателем и промежуточной фриттой для колонки. Видно, что можно получить более низкое исходное давление после упаковки по сравнению с колонкой в Примере 2. В совокупности можно получить более стабильный ход давления в ходе циклов эксплуатации. Кроме того, можно достичь числа циклов 98 без необходимости замены наполнителя колонки. Промежуточная фритта для колонки без предложенного держателя выполняет функцию держателя наполнителя в средах для ВЭЖХ, которые поддаются компрессии лишь в небольшой степени.
Подробные характеристики упаковки
Диаметр колонки:15 см
Тип колонки: динамическая компрессия с помощью промежуточной фритты колонки
Высота наполнителя: около 40 см
Используемый хроматографический материал: Vydac C4
Скорость потока: 35 л/ч
Величины давления в зависимости от регенерации и числа циклов приведены на Фиг.8.