[发明专利]一种用于从液体混合物中分离目标分子的单程方法和装置

说明书

背景技术

本发明涉及通过使用包括多个滤筒模块的模拟移动床将目标分子从液体混合物中分离的方法和装置。

目标分子诸如例如生物大分子是活细胞的组分和产物，并包括例如蛋白质、碳水化合物、类脂和核酸。这些物质的检测和量化以及分离和纯化长期以来都是调查者的目标。从诊断上来讲，检测和量化是重要的，例如，作为各种生理状况诸如疾病的指示。生物大分子的分离和纯化对于治疗目的来讲是重要的，例如当将其给缺乏某种生物大分子的患者服用时，或者当用作一些药剂的生物相容性载体和用于生物医学研究中时。生物大分子诸如酶(其是一类能催化化学反应的蛋白质)是工业上有用的，酶已被分离、纯化，并且随后被用于甜味剂、抗生素，和多种有机化合物，诸如乙醇、乙酸、赖氨酸、天冬氨酸和生物有用的产品，诸如抗体和类固醇的生产。

在活的有机体内的天然状态下，这些生物大分子的结构和相应的生物活性一般来讲保持在相当窄的pH和离子强度范围内。因此，任何分离和纯化操作必须考虑这些因素以得到具有能量的处理后生物大分子。

色谱法是一种可以在生物产物混合物上进行的分离和纯化操作。该技术基于在移动相(可以是气体或液体)和固定相之间溶质的交换。该溶液混合物中各种溶质实现分离，是由于改变了每种溶质与固定相的结合交互作用；当受到移动相的离解和置换作用时，与交互作用不太强的溶质相比，较强的结合交互作用一般导致较长的保持时间，从而可以实现分离和纯化。

当前的捕获或纯化色谱法是通过传统的柱色谱技术实现的。这些技术在下游纯化中具有严重的瓶颈问题，因为使用这种技术的通过量比较低。对于缓解这些问题的尝试包括增加色谱柱的直径，但这继而会由于装柱有效性和再生性困难而面临挑战。较大的色谱柱直径还会增加难以解决的涡流发生率。同样，在传统的色谱柱中，当检测到所需要产物的漏过量高于某一水平时，所述吸收操作会被停止。这会引起吸附介质的动态吸附或有效吸附容量将显著小于总吸附或静态吸附容量。鉴于一些色谱树脂成本较高，那么这种有效性的缩减会导致严重的经济后果。

发明内容

一般来讲，本发明涉及一种通过使用模拟移动床系统从液体混合物中连续分离目标分子的模拟移动床装置和方法。该模拟移动床装置包括串联流体连通中的多个滤筒模块。每个滤筒模块包括一定量的邻近多孔基底层的固定相颗粒。这些固定相颗粒具有小于1厘米的层厚。

在一个实施例中，从溶液混合物中连续分离目标分子的单程方法包括：提供包括多个滤筒模块的模拟移动床装置；使包含目标分子的溶液混合物连续流过多个滤筒模块；将目标分子结合至一定量的固定相颗粒以形成目标分子：固定相颗粒产物；移去加载的滤筒模块，该模块包含目标分子：得自溶液混合物流的固定相颗粒产物；分离目标分子，该目标分子得自目标分子：在加载的滤筒中的固定相颗粒产物，以形成分离的目标分子产物和再生的滤筒；以及将该再生的滤筒模块加至溶液混合物流。每一个滤筒模块包括一定量的邻近多孔基底层的固定相颗粒、滤筒模块入口和滤筒模块出口。这些固定相颗粒具有小于1厘米的层厚。这些滤筒模块以串联流体连接。

在另一个实施例中，用于从溶液混合物中连续分离目标分子的单程模拟移动床装置，其包括一个捕获区和一个回收区。该捕获区包括多个串联连接的滤筒模块，包括第一个加载的滤筒模块和最后再生的滤筒模块。第一个加载的滤筒模块被连接至溶液混合物进料源，最后再生的滤筒模块被连接至目标分子耗尽的溶液混合物容器。每一个滤筒模块包括一定量的邻近多孔基底层的能够与目标分子连接的固定相颗粒、滤筒模块入口和滤筒模块出口。这些固定相颗粒具有小于1厘米的层厚。滤筒模块出口还被连接至后续的下游滤筒模块的滤筒模块入口。该回收区是在把加载的滤筒模块中的目标分子从一定量的固定相颗粒分离出来以形成再生滤筒模块的区域。该回收区包括至少一个滤筒模块。

本发明的以上概述并不旨在描述本发明每个公开的实施例或每个具体实施。随后的附图、具体描述和实例更具体地实例说明了这些实施例。

附图说明

通过结合附图在下文中对本发明的各种实施例的具体描述，可以更加充分地理解本发明，其中，

图1是单程模拟移动床的示意性示例图表；

图2是复合过滤介质的示意性剖视图；

图3是示例性的过滤介质的透视图；

图4是示例性的圆柱形折叠过滤元件的透视图；和

图5是圆柱形滤筒的透视图。

本发明有各种更改及替代形式，其细节通过附图中的例子已示出并且将会作详细说明。应当理解，本发明不局限于所述的具体实施例。相反，本发明的目的在于覆盖属于本发明的精神和范围内的所有修改、等同物及替代形式。