[发明专利]层析柱中的过滤器夹持器

说明书

技术领域

本发明涉及层析柱。具体而言，本发明涉及用于在柱内的流体分布的微粒保留过滤器的固定。

背景技术

层析是用于分离化学和生物物质的沿用已久且有价值的技术，且被广泛用于研究和工业中，从而在化合物制备、提纯和分析中具有许多应用。存在许多不同形式的层析，液体层析在用于蛋白质、缩氨酸、核酸的制备、提纯和分析的制药和生物工业中尤其重要。

典型的液体层析装置具有竖直的外壳，其中填充料床(其本质上通常是微粒状的且由多孔介质组成)倚靠在可渗透的保持层上。液体流动相通过入口(例如在柱的顶部处)进入，通常穿过多孔的穿孔过滤器、网眼或玻璃料，移动穿过填充料床且经由出口被移除，典型地通过第二过滤器、网眼或玻璃料。

用于液体层析的柱典型地包括装入多孔层析介质的管状主体，载体液体或流动相流过该多孔层析介质，且物质或分析物的分离发生在多孔介质的流动相和固相之间。典型地，多孔介质被装入柱中作为填充床，通常由结合分离微粒的悬浮液(已知为通常从位于柱的一端处的中心孔或喷嘴被泵入、倒入或吸入柱内的浆状物)形成。稳定均匀的床的产生对最终分离过程是关键的，且发现最佳的结果是使用穿过至少一个柱端件的中心地定位的孔。

在物质的分离中的另一个关键特征是流体分布系统，尤其是当层析柱的横截面增加时。层析分离的效率依赖于在填充床的流体入口和出口处的液体分布和收集系统。

理想的是，载体液体被均匀地引导贯穿填充物的顶部处的表面，贯穿填充物横截面以相同的速率流动通过填充物，且在由填充床的底部限定的平面处被均匀地移除。

用于液体层析的传统分布系统必须解决对柱的分离效率具有有害影响的许多固有问题。这些问题之一是在填充床的顶部处的不均匀的初始流体分布。不均匀的初始流体分布的问题通常指在填充床的横截面区域同时地应用样本体积的问题。该问题将通过拓宽与流体一起贯穿系统运送的追踪剂物质的对流驻留时间分布而导致层析系统中增加的分散。由液体分布系统产生的分散必须相对于由层析填充床本身通过扩散和混合效果所引入的分散的量而控制。在没有在由床的顶部限定的平面中的流体的同时引入的情况下，实际上不可能达到所谓的塞式流动性状，塞式流动是样本分别通过填充床和柱的均匀且良好限定的移动，从而导致均匀的驻留时间分布。

标准的流体分布系统由用于流动相的一个中央入口结合薄的分布通道(间隙)组成，薄的分布通道(间隙)邻近限制填充床的入口和出口的顶平面和底平面的微粒保留过滤器(网眼、编织网或烧结物)。理论上且根据经验，已知此类系统在性能上随着增加柱的直径而恶化。这是由于在从入口移动至外柱壁的流体要素和能够直接进入过滤器或网和在入口以下的填充床区域的流体要素之间的驻留时间差异。驻留时间的该差异随着柱直径被放大，且导致了层析带拓宽，其对小微粒变得最严重。该问题对应于不均匀的初始流体分布。

跨越填充床的表面的不均匀的流体分布还源自接触填充床表面的过滤器面积的减少。例如，当提供用于将介质引入柱的介质入口(此处也称为喷嘴，该喷嘴在一个端单元中通过分布系统和过滤器在中心突出到柱中)时，此处，由于过滤器面积的中心部分由介质入口取代，流动相可明显地不被精确地添加至柱。因此希望尽可能地多地减少该介质入口的尺寸，以便维持大的过滤器面积且因而尽可能多地最小化流型的扭曲。在实践中，不仅喷嘴的尺寸，还有环绕喷嘴的密封方式都导致跨越填充床的流体分布的可达面积减少。为了避免树脂(微粒介质)泄漏进流动相，需要环绕喷嘴的紧密密封。此外，必须提供足够的机械支承，使得过滤器在喷嘴周围被保持就位。这样做的一种方式是靠着所谓的喷嘴保持器焊接过滤器。然而，焊接是昂贵的，因而可能优选其它方式。另一种可能性是在过滤器以下且环绕喷嘴的部分提供过滤器夹持器以防止泄漏。过滤器夹持器包括一个挤压器件和一个过滤器挤压部件，挤压器件此处呈圆柱状部件的形式，其例如是适于环绕喷嘴的最低部分的带螺纹的圆柱体，过滤器挤压部件例如呈板状，具有适于接纳喷嘴的中央孔。所述过滤器挤压部件附接至圆柱状部件，使得喷嘴能够通过。过滤器挤压部件适于在柱的端件处抵靠对应的元件挤压过滤器，以便防止树脂在过滤器挤压部件和过滤器之间泄漏进流动相。为了得到可靠的泄漏保护，过滤器挤压部件的区域需要比设置在过滤器中的介质入口通道稍大一点，以让介质入口(喷嘴)通过。这将导致阻碍液体流向填充床的在柱中心线上更大的区域，且增加了如上所述填充床上不均匀的初始流体分布的问题。