[发明专利]制备液体混合物的方法

说明书

发明领域

本发明涉及液体混合物的制备，更特别地，本发明涉及混合液体流(例如具有预定特性的缓冲液流)的制备。

发明背景

在许多工业方法中，重要的是得到具有精确已知的组成和/或其它特性的液体，所述特性例如pH、离子强度、粘度、密度等。进一步地，通常液体的组成不仅应在每一时刻精确已知并且可控，而且还应以精确和受控的方式随着时间而变化。

这样的液体通常通过将两种或更多种液体彼此混合或共混而得到，通常使用共混系统，通常为现场共混系统(on-site blending system)，其可提供等度和梯度共混模式(步进梯度和线性梯度)二者。

一种应用(其中液体的组成为最重要的)是在液相色谱法领域，当利用具有指定的pH和任选的离子强度的缓冲液时，洗脱液的pH和离子强度是在色谱法中(例如在离子交换树脂上)控制蛋白质分离的选择性的两种最重要的参数。另一种这样的应用为过滤。

用于在线递送期望的液体组成的共混系统通常基于两种不同的方法，即(i) 使用传感器反馈控制测量的液体参数，以设定液体组分的比例，得到期望的组成，和(ii) 流反馈控制，其中计算液体组分的混合比的方案(recipe)或配方(formula)，以得到期望的液体组成，并且其中随后经由相应流速的反馈控制，保持这些比例。

首先提及的方法实例在US 2008/0279038 A1中公开，其描述了一种使用连续操作模式用于共混三种液体(进料液体、第一和第二调节液体)的共混系统。相应地，进料液体为例如水，调节液体可为盐浓缩溶液和醇。将液体在再循环回路中混合。通过与控制系统的阀和泵的系统控制器连通的电导率传感器感测再循环溶液的电导率。近红外(NIR)传感器检测醇浓度。当已达到靶标电导率和醇浓度水平时，将回路的输出递送至过程。盐浓缩溶液和醇加入速率持续基于来自电导率传感器和NIR传感器的反馈控制。

一种不同的液体共混方法是测定其中将液体共混的精确的相对组分比例或比率，以得到具有预定特性的期望的液体混合物，通常使用适当的算法，随后通过以预定比率的计量系统，通过进料不同的液体，产生液体混合物流。

使用“流反馈控制”而不是“液体参数控制”的上述第二种方法的实例在US 6,221,250B1中公开，其中用于液相色谱法的设备包含在线计量装置，该装置能将一种或多种缓冲物类、酸或碱、任选盐和溶剂的洗脱液进料到色谱分离装置中。通过使用Debye-Hückel方程的近似值，计量装置计算在给定盐浓度下得到所选pH的洗脱液所需的组分的相对比例。通过迭代过程实现这一点，其中不同的组分伴随变化，其方式考虑在液体混合物中pH和离子强度的相互关系。

允许使用较高浓度的缓冲液和/或盐的该方法的发展在WO 2009/131524 A1中公开。此处提供混合机控制单元，以使用Debye-Hückel方程控制相对组分比例，其中测定在Debye-Hückel方程中的离子尺寸α作为对液体混合物的离子强度做出贡献的所有物类的加权平均离子尺寸，其中各物类的离子强度用作加权参数。在该改进的方法中，其优选通过计算机执行，首先计算精确的组成，随后在单一步骤中制备液体混合物，通常为缓冲液。在一个实施方案中，在连续过程中在线得到缓冲液定义。

然而，基于组分比例的计算的上述方法的缺点在于，在使用时人们必须知道储液的精确浓度和/或其它特性。该缺陷通过在国际申请公布号WO 2011/037530中公开的方法来弥补，其中将至少两种不同的组分储液彼此混合，并且其包括如下步骤：通过在各储液的流中，单独地感测与储液的性质值相关的至少一种特性，来测定一种或多种储液的所选性质值，并且基于一个或多个测得的性质值，以得到期望的混合液体流的混合比混合储液流。

本发明的目的是提供备选的(并且在若干方面，改进的)方法，所述方法经由感测的液体参数，基于反馈控制，根据首先提及的方法，制备具有预定特性的液体混合物流(例如缓冲液)，所述方法可任选与基于流计量反馈控制的第二方法一起使用，并且所述方法可方便地自动化，例如通过计算机执行。

发明概述

通过本发明的液体共混方法，实现上述目的以及其它目的和优点，所述方法提供具有期望特性的混合液体流，通常为缓冲液流，做法是将至少三种不同的液体流混合，其中两种(或更多种)液体具有不同的期望性质值，并且它们的比例变化，以得到期望的性质。例如，通过将缓冲液组分的流、溶剂(通常水)和任选的盐混合，可得到具有预定的缓冲液浓度和pH以及任选的电导率和/或盐浓度、或pH和电导率的缓冲液流。