[发明专利]层析柱框架和对层析柱进行维护和填充的方法

说明书

技术领域

本发明涉及层析柱框架和对层析柱进行维护和填充的方法。

为了清洁和更换床支承件、分配板和滑环，对层析柱(尤其是工业规模的层析中的柱)执行维护是必要的。用以拆开柱的重型提升装备(例如升降机或起重机)在执行维护时对安全性和时间效率有影响。而且，当填充层析柱时，诸如升降机或起重机的重型提升装备通常是必要的。本发明涉及用于对这样的柱执行维护和填充的高效且较安全的方法。

背景技术

层析技术广泛地以不同的形式用来分离化学和生物物质，并且在化合物制备、纯化和分析方面存在许多应用。液体层析在制药和生物工业中对于蛋白质、缩氨酸和核酸的制备、纯化和分析是特别重要的。

典型的液体层析设备具有直立的壳体，其中填充材料(其在本质上通常是颗粒，并且由多孔介质构成)的床支托在可渗透的固持层上。液体流动相通过入口而进入，入口例如在转接器杆的端部处，转接器杆在柱内具有伸长的延伸部。液体流动相此后进入分配板，分配板通过多孔的穿孔过滤器、筛网、过滤器板或网而分配液体流动相，多孔的穿孔过滤器、筛网、过滤器板或网连同分配板布置在转接器上。液体流动相因此移动通过填充材料的床，并且最终典型地通过第二过滤器、筛网、过滤器板或网和第二分配板经由出口移除。

用于液体层析的柱典型地包括封闭多孔层析介质的管状本体，载体液体或流动相流过多孔层析介质，物质或分析物的分离在多孔介质的流动相和固相之间进行。典型地，多孔介质被封闭在柱中而作为填充床，填充床一般通过使离散微粒的悬浮液固结而形成，该悬浮液称为浆料，在最上部的第一端部元件和转接器组件已经被移除时，浆料被泵送或倾倒到柱中。产生稳定均匀的床对于最终的分离过程通常是关键的。

用于液体层析的传统分配系统包括附连到网上的分配板。分配板包括以基本均匀地在板上分配流体的型式布置的通道。分配板穿孔成具有孔或开口，这导致流体从通道流出且均匀地流入填充床中。

在层析过程期间，填充床可受损害，并且可在柱中出现细粒。在若干层析循环之后，细粒可阻塞柱中的网或多个网，这可导致有较高的背压和较低的处理效率。因此，必须频繁地进行层析柱的维护，并且必须在许多循环之后更换网或过滤器。

背衬板或层析柱的最下部的第二端部元件一般用作用于柱的支承件，其本身支承在支腿上或定位在地板上的一些其它基座组件上，这允许出口管路有间隙来在柱下方突出。

当应当对这种柱填充填充材料和/或这种柱需要对内部构件(例如阀、密封件、筛网/网屏/过滤器、分配系统等)进行维护或清洁时，需要诸如起重机或升降机的重型提升装置来将最上部的第一端部元件和转接器组件提升离开柱管，以及还将柱管提升离开最下部的第二端部元件，因为这些组件可具有非常重的重量。使用重型过顶式提升装备来拆卸柱以便执行内部维护是不合需要的。当重型装备被提升过顶且技术员暴露在下方时，操作员安全性显然是个问题。此外，需要对准结构来使柱和其基部/转接器组件在它们彼此分离时沿轴向对准，以避免损害精密构件。

存在这样的对准和提升结构会在管的周围产生显著的障碍，并且它们需要小心地摆开，以在周边的一些点处提供足够的间隙，以插入/移除内部构件。此外，需要使用重型提升装备会对容纳这样的柱产生约束，因为需要足够的过顶空间和支承件将来容纳升降机或起重机。因为许多层析柱现在在符合GMP的“清洁的”环境中运行以避免微生物污染(其中极难容纳过顶装备)，所以需要将柱移动到另一个房间进行拆卸、维护和/或填充是成问题的。这个问题由于需要清洁柱以及在使柱重新用于清洁环境之前验证柱而恶化。在用于生物制药生产的GMP设施中存在升降机或起重机因而是非常不合需要的，这是因为上面提到的原因，以及这些机器会在它们的运行和维护期间脱落呈灰尘形式的颗粒物质。

文献US 2004/0164012 A1公开了一种层析柱，其完全从柱管上移除纵向负载，并且将其转移到位于柱管的周围但是在柱管的外部的轭和支柱组件。通过使用轭和支柱系统，可使用中心调节器来使顶部和端部移动进入和离开壳体。在对柱应用内部压力时，管不会经历纵向负载。轭和支柱允许从管上完全移除端部，并且在管被装填、清空、清洁或修理时提供地方来固持端部。