[发明专利]色谱柱和对色谱柱进行维护的方法

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的色谱柱和根据权利要求6的前序部分的对色谱柱进行维护的方法。

需要对色谱柱(特别是在工业级的色谱分离中的柱)执行维护，以清洁和更换床支承件、分配器板和滑动环。拆除柱的重型提升装备(诸如起重机或吊架)在执行维护时对安全性和时间效率有影响。本发明涉及用于对这样的柱执行维护的高效且较安全的方法。

背景技术

色谱分离技术广泛地以不同的形式用于分离化学和生物物质，并且在化合物制备、纯化和分析中存在许多应用。液体色谱分离在制药和生物工业中对于制备、纯化和分析蛋白质、缩氨酸和核酸是特别重要的。

典型的液体色谱分离设备具有直立壳体，其中通常本质上为颗粒且由多孔介质构成的填充材料床支托在可渗透的固持层上。液体流动相通过例如适配器杆的端部处的入口进入，适配器杆在柱内具有伸长的延伸部。液体流动相此后进入分配器板，分配器板将液体流动相分配通过多孔的、穿孔过滤器、网筛、过滤器板或网，它们与分配器板一起布置在适配器上。液体流动相此后移动通过填充材料床且最终通过出口，典型地通过第二过滤器、网筛、过滤器板或网和第二分配器板移除。

在液体色谱分离上使用的柱典型地包括管状本体，其封闭多孔色谱介质，载体液体或流动相流过多孔色谱介质，物质或分析物的分离在流动相和多孔介质的固体相之间进行。典型地，多孔介质封闭在柱中作为填充床，填充床大体通过固结离散颗粒的悬浮物而形成，悬浮物称为浆，其通常从位于管状壳体处或柱的一端处的孔或喷嘴泵送、倾注或吸入柱中。产生稳定的均匀的床对于最终分离过程通常是关键的。

用于液体色谱分离中的传统的分配系统包括附连到网上的分配器板。分配器板包括通道，其布置成一定型式，以基本均匀地将流体分配在板上。分配器板穿有孔或开口，它们将流体从通道均匀地引导到填充床中。

在色谱分离过程期间，填充床可受损害，并且可在柱中出现细粒。在几次色谱分离循环之后，细粒可堵塞柱中的网，这可导致更高的背压且降低过程效率。因此，必须频繁地进行色谱柱的维护，并且网或过滤器必须在多个循环之后更换。

背板或色谱柱的最下部的第二端单元大体用作柱的支承件，其本身支承在位于地板上的支腿或一些其它支座组件上，这允许有间隙用于出口管道系统凸出在柱下面。

当这种柱需要维护或清洁内部构件，诸如阀、密封件、网筛/筛/过滤器、分配系统等时，需要重型提升装置诸如吊架或起重机，以将上部端/适配器组件提升远离柱管和将柱管提升远离下部端/基部组件，因为这些组件的重量可超过三吨。使用重型头顶式提升装备以拆卸柱，以便执行内部维护是不合需要的。当重型装备提升到头顶且技术员暴露在下面时，操作员安全性明显是个问题。此外，需要对齐结构来使柱和其基部/适配器组件在它们彼此分开时沿轴向对齐，以避免损害精密构件。

这样的对齐和提升结构的存在在管周围带来显著的阻碍，并且需要小心布置，以在周围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对容纳这样的柱带来约束，需要足够的头顶空间和支承件来容纳起重机或吊架。因为现在许多色谱柱在GMP下的“清洁的”环境中运行，以避免微生物污染(其中非常难以容纳头顶式装备)，所以需要将柱移动到另一个房间以进行拆卸和维护是成问题的。这个问题由于需要清洁和验证柱然后使其返回以用于清洁环境而被放大。在用于生物制药的GMP设施中存在起重机或吊架因而是非常不合乎需要的，这是因为有上面提到的原因，并且这些机器在它们的运行和维护期间流出成污垢的形式的颗粒物质。

US 6,736,974通过提供一种柱解决了一些上面的问题，柱能够借助于与柱成整体的液压系统将适配器组件提升到柱管上方和/或将柱管升高到基部组件上方。

但是，US 6,736,974中描述的系统由于其设计具有与其相关联的显著的缺点。如从US 6,736,974的图4和5可看到和该文献第4列，第63-66行中描述的，为了从柱的内部移除分配器板(31)和/或过滤器/网筛(28/60)，操作员必须在鼓(18)的中心内工作，以接近和移除固定这些构件部件的固定螺母(30)。由于工业柱典型地具有范围为200mm至2000mm的直径，所以这表示操作员必须在悬吊或支承的负载下面工作，以松开螺母。这明显对操作员带来显著的安全风险，特别是在操作员的臂或头暴露在悬吊或支承的负载下面的情况下。