[发明专利]基于压力探测的自动化层析柱切换控制

说明书

本发明的某些实施例提供了一种用于监测柱中的层析介质的饱和水平的方法，该方法包括：测量未加载柱的入口处的第一压力；测量加载柱的入口处的第二压力；以及比较第一压力测量结果和第二压力测量结果来确定层析介质的饱和水平。本发明的实施例还提供了用于控制层析系统的相关方法，和用于控制周期逆流层析系统的方法，以及适合连同新颖方法使用的层析系统。

技术领域

本发明涉及一种用于确定层析柱的结合容量的方法、层析系统以及用于控制层析系统的方法。

背景技术

用于溶质的层析柱的结合容量是过程层析中的很重要因素。结合容量直接地影响层析步骤的生产率和成本。结合容量按照动态/穿透容量限定或限定为最大结合容量。动态容量取决于溶液流过装填有层析介质的柱所处的条件，诸如，限定为柱容积和供给流率之间的比率的停留时间。如果停留时间无限长，则最大结合容量代表柱的穿透容量。初始穿透容量限定为在溶质首次在流出物中探测到的时间点处由柱占有的结合溶质的量。穿透容量还可限定为给定穿透百分比下的容量，其中百分比代表以供给中存在的溶质的百分比表达的来自柱中的流出物中存在的结合溶质的量。根据此限定，最大结合容量将等于100%穿透下的穿透容量，即，没有更多溶质可结合至柱的点。因此，为了确定最大容量，穿透容量在不同的穿透水平下测量，其中该水平由样本加载期间在来自柱的流出物中测得的溶质的浓度的水平限定。通常，这些浓度由放置在流出物管线中的探测器连续地监测穿过的流中的信号来确定。这些浓度(信号)相对于时间(或加载的容积或质量)的图表称为穿透曲线。层析图上的穿透的位置和其形状关于多少溶质可结合在柱上，以及所有吸附位点多快溶质饱和。其还示出了在任何给定时间还有多少溶质可结合至柱。

存在杂质时的溶质的穿透结合容量是开发纯化规程时优化的最关键参数之一。由于杂质大多数具有与溶质类似的光吸收性能，故确定结合穿透容量是冗长且艰苦的工作。在典型的实验中，来自柱的流出物以一系列小部分收集，其随后使用高分辨率的技术(诸如HPLC)来针对溶质分析。因此，确定层析柱的结合容量是相当复杂的。在供给溶液浓度在供给施加到层析柱上期间随机变化的情况下，真实的穿透容量不可能测量到。如果一个人想要在最佳过程条件下操作柱，则后者是很重要的。例如，可示出在某些条件下，当所关心的溶质在柱流出物中达到其浓度的某一值(例如，其初始浓度的10%)时，获得捕集层析步骤的最大生产率。如果穿透容量根据上文描述的方法确定，而如果供给浓度或过程条件(包括流率和/或层析介质性能)以不可预计的方式随时间变化，则不可能在准确的10%穿透下终止柱的加载。

此外，在变化的过程条件下确定不同穿透水平的穿透容量在连续层析的情况下很重要。

在连续层析中，若干相同的柱以允许柱取决于方法要求而串联和/或并联操作的布置来连接。因此，所有柱都可在原则上同时运行，但方法步骤略微移位。程序可重复，使得各个柱在过程中加载、洗脱和再生若干次。相比于'常规'层析，其中单个层析循环基于若干连贯的步骤，诸如，加载、清洗、洗脱和再生，在基于多个相同的柱的连续层析中，所有这些步骤同时发生，但各自在不同的柱上。连续层析操作导致层析树脂的较好使用、减少处理时间和降低缓冲物要求，它们所有都有益于过程经济性。有时，连续层析称为模拟移动床(SMB)层析。模拟移动床层析是周期逆流过程的示例，因为包括该系统的所有层析柱都周期地同时沿与样本流相对的方向移动。柱的明显移动通过至/从柱的入口和出口流的适当再引导来实现。