[发明专利]液体混合物的制备

说明书

技术领域

本发明涉及产生具有受控的pH和离子强度的液体混合物的方法，并且涉及可在这种方法中应用的设备。本发明大体关注需要精确的缓冲剂制备的任何情况。

背景技术

在许多情况下，如当使用具有规定的pH且可选地还具有离子强度的缓冲剂时，获得具有确知的成分的液体是重要的。另外，在许多情况下，液体的成分不仅应当在各个时刻为确知和受控制的，而且还应当以精确且受控的方式随时间而变化。

其中液体的成分极为重要的一种应用是在液相层析中，并且更具体而言，是当通过梯度洗提来执行洗提(即从层析基质中释放隔离的目标分子)时。例如，在离子交换层析(它是用于分离和净化生物分子的常用方法)中，有时使用梯度洗提来(例如)寻找使得能够实现使用逐步洗提的工业过程的设计的最优洗提条件。众所周知，洗提液包含惰性盐，并且通过改变这个盐的浓度来执行梯度。众所周知，盐浓度(即离子强度)的改变还影响pH，并且已经充分记录了洗提液的pH和离子强度是控制离子交换树脂上的蛋白质分离的选择性的两个最重要的参数。

美国专利No.5,112,949(Vukovich)涉及一种用于使用梯度来执行分离的自动化系统。具有逐渐改变的梯度的这种手动和自动化系统的问题在于，如果使梯度浅了，就要花很多时间来执行洗提，而如果使梯度陡了，则代替所关注的各个生物分子依次被洗提，生物分子的洗提会交迭。这会导致若干种类的生物分子被收集在各个部分中，而不是各个物类的生物分子被收集在其本身的单独的部分中。

美国专利7,138,051(DeLamotte)涉及一种用于分离生物分子的层析系统、方法和软件。更具体而言，这个专利涉及从层析柱中洗提的生物分子的分离的优化，在层析柱中，添加到洗提缓冲剂的组分的浓度被改变，以便形成具有浓度逐渐改变的所述添加的组分的洗提缓冲剂溶液。

Okamoto(Hirokazu Okamoto等人，Pharmaceutical Research(药物研究).Vol.14，No.3，1997：Theory and Computer Programs for CalculatingSolution pH，Buffer formula，and Buffer Capacity for MultipleComponent System at a Given ionic strength and Temperature(用于在给定离子强度和温度处计算多组分系统的溶液pH、缓冲剂配方和缓冲容量的理论和计算机程序))描述了用以在给定离子强度和温度处计算溶液pH、缓冲剂配方和缓冲容量的计算机程序。但是，由Okamoto等人制备的缓冲剂溶液显示了随着增加的盐浓度(甚至是在诸如0.3M的低浓度处)而增加的pH变化。因此，Okamoto方法不足以提供也包含盐的具有恒定的pH的缓冲剂溶液。

梯度形成的传统方式涉及小心地制备包括惰性盐以及具有预定的pH的缓冲剂的洗提液，以在恒定的pH处实现离子强度梯度。已经通过改变惰性盐梯度的斜率以及/或者用具有不同的pH的一种缓冲剂系统代替该缓冲剂系统来实现蛋白质的分离的优化。

在早期的现有技术中，优化包括制备具有预定的pH和盐浓度的许多缓冲剂溶液，必须对缓冲剂溶液进行小心的滴定，以使分离可重现。显然，这种方法即耗时又不方便。

在文献中记录了用于在中等离子强度(直至100mM)处计算缓冲剂pH的方法，并且这些方法基于存在于缓冲剂溶液中的各种带电及不带电的物类之间的平衡方程的基于代数或计算机的解决方案。

对于与对应的酸性物类(其分别可为共轭酸BH⁺或酸HA)处于平衡状态的特定的碱性物类(其可为碱B或共轭碱A^-)，平衡方程可写作：

H⁺+碱性物类<＝＝>酸性物类⁺        方程1.1

对应的平衡常量K_a定义为

K_a＝(H⁺)(碱性物类)/(酸性物类⁺)    方程1.2

其中，括号表示各个物类的活度。对方程1.2的两边取对数，并且在pH定义为-log(H⁺)的情况下进行求解得到

pH＝pKa+log{(碱性物类)/(酸性物类)}方程1.3