[发明专利]模块化自动化色谱系统

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年8月24日提交的美国临时专利申请号61/526,959的利益，该申请的内容通过引用完整地结合于此。

发明背景

发明领域

本申请涉及自动化色谱系统领域。

现有技术描述

蛋白质、肽、核酸、单克隆抗体和来自生物学样品、以及反应混合物和流体介质的其他目的物质的提取和纯化通常对于研究实验室、诊断实验室、药物制造操作和生物技术工业中的任意数目的环境和场所来说是关键步骤。这些步骤已经达到这样高的完善度水平以致实际上任何生物学物质都可以以高度纯化的形式获得。然而就诸如样品准备、分离介质的类型和组成以及进行分离的条件的因素而言，每种物质具有其自身的特殊需要。因此为了满足其所有纯化需要，典型的实验室必须容纳各种组件、规程和材料。需要灵活性和适应性，但是其获得通常以一致性和准确度为代价，并且容纳各种规程以及以需要的准确度这样做的能力通常需要设备、劳力和培训方面的高成本。

发明概述

本发明解决了对运行容易且便宜并且高度适应于不同物质的分离和纯化和对每种物质所需的规程的系统的此需要。该系统可以容易并且快速的组装，改装，替换和扩展，并且当该系统在使用中时，其运行容易监控，控制和保持。甚至在复杂流动方案的情况下，系统的流控线路也是用户可接近的并且以简洁和有逻辑的方式管理，同时电连接被限制到远离流控线路的位置的位置并且被隐藏而看不见。大部分(如果不是全部)的电连接可以通过插座实现，虽然本发明的某些实施方案包括用于一些或全部电连接的线缆。

所述系统在构造上是模块化的，包括各种模块，每个模块包含流体操纵组件和微控制器，并且在本发明的某些实施方案中包含另外的零件用于模块中的组件的控制、状态监控和运行。系统中心是安装框或基本单元，其具有单独的和可交换的安装位点用于不同的模块和信号连接器，如例如每个安装位点中的电子连接器。各个信号连接器与通用的软件平台通信，并且信号连接器在接触时与微控制器可交换地耦联并且与和其耦联的微控制器通信。连接器也可以将电力传送至模块，从而不需要单独的导线或线缆。在模块根据用户的选择以多种布置方式中的任一种安装到安装框后，通过软件执行多种功能，包括由通过耦联传输的电子信号识别流体操纵组件及其在安装框上的位置，并且将组件协调到流动方案中。流体连接由用户直接在安装的组件间获得，并且在很多实施方案中这根据由软件驱动的图形用户界面提供的指令完成。视觉提示也可以由获得流体连接的位置附近的模块提供。安装框因此提供中央命令和信号处理功能以运行组件的整体装配件，使用进出每个模块的信号连接，同时所有流体连接在组件自身之间获得，在空间上与电和信号连接隔离，并且不作为框本身的部分。

在本发明的某些实施方案中，除了模块安装位点以外，安装框还提供一个或多个安装站，这些附加的站提供位点以用于安装色谱分离单元如柱和筒(cartridge)以及流体储槽或对于模块安装位点来说可以不能合适地定尺寸的其他介质保持单元。安装在这些附加的位置处的单元可以流体连接到作为多个模块中的一个或多个的部分的组件。安装有这些柱、筒或其他附加单元的站也可以配备有传感器或电子连接器用于在如此安装的单元和安装框软件之间传输信息。

在本发明的某些实施方案中，各自完整地配备有一组模块并且各自形成配套的纯化系统和流控方案的两个以上的安装框，可以充当单独的和独立的工作站，其中所有这样的工作站连接到共用中央处理单元和数据库管理系统。

根据本发明的系统可以因此容纳大范围的分离介质和流体转移组件。以上列出的特征和实施方案与本发明的其他特征和实施方案一起详细地描述于下。

附图简述

图1A是根据本发明的模块化色谱系统的透视图，其中组件是分开的以便于观察。

图1B是图1A的系统的一个模块的视图，从后部透视地显示。

图2是作为图1A的系统的基本单元的备选方案的根据本发明的基本单元的正视图。

图3是具有多个工作站的根据本发明的系统的图解。

图4是用于本发明的计算机程序的略图。

图5是根据本发明可以显示在监视器上的一个流动方案的屏幕截图或图形显示。

图6是根据本发明可以显示在监视器上的另一个流动方案的屏幕截图或图形显示。

发明详述和选择的实施方案