[发明专利]包括内部支柱的色谱柱

说明书

本发明公开一种生物过程色谱柱，其包括：a)床室，该床室由至少一个侧壁、第一床支承筛和第二床支承筛界定；b)第一端壁，该第一端壁固定到侧壁或与侧壁整体结合，其中第一端口经由第一分配器流体地连接到第一床支承筛；c)第二端壁，该第二端壁固定到侧壁或与侧壁整体结合，其中第二端口经由第二分配器流体地连接到第二床支承筛；d)壁中的填充端口；以及e)内部支柱，该内部支柱固定到端壁中的至少一个或与端壁中的至少一个整体结合，且延伸到床室中。

技术领域

本发明涉及用于生物过程分离的色谱柱。本发明还涉及色谱柱的堆叠、填充一个或多个色谱柱的方法，以及组装色谱柱的堆叠的方法。

背景技术

液体色谱中使用的柱典型地包括管状本体，该管状本体包围多孔色谱介质的填充床，载液流过该填充床，其中分离通过在多孔介质的固相与载液之间分隔来发生。

在任何分离过程之前，床必须通过从待引入柱中的微粒介质开始来制备。床形成的过程称为“填充过程”，且正确填充的床是影响包含填充床的柱的性能的关键因素。典型地，填充床通过浆料填充(即，巩固液态下的离散微粒的悬浮液，该悬浮液称为浆料，该浆料泵送、倾注或吸取到柱中)来制备。一旦将预定体积的浆料输送到柱中，它需要通过使可移动适配器(adapter)沿柱的纵向轴线向下朝柱的底部移动(通常以恒定速度)来进一步巩固和压缩。在该过程期间，过量的液体在柱出口处排出，而介质微粒借助于过滤材料(所谓的‘床支承件’)被保留，其中孔过小以至于不能允许介质微粒通过(pass though)。一旦填充床由最佳压缩度来压缩，填充过程完成。用于柱浆料填充的另一方法是流动填充方法，其中多孔结构的压缩主要通过在柱上应用高流率来实现，由此形成开始于出口床支承件处的多孔结构。在多孔结构中的微粒上所得的阻力最终引起压降和床的压缩。最后通过将适配器放到适当位置中来限制压缩的床。

随后色谱分离的效率强烈(strongly)依赖于：1)填充床的流体入口和出口处的液体分配和收集系统；2)填充床中的介质微粒的特殊定向(也称为填充几何形状)；以及3)填充床的压缩。如果填充床的压缩过低，则在该床上执行的色谱分离遭受“拖尾”且大体上，此类压缩不足的床是不稳定的。如果填充床的压缩过高，则由床执行的色谱分离遭受“超前”且此类过度压缩的床可影响通过量(throughput)和结合能力，且大体上给出更加高的操作压力。如果压缩是最佳的，则在使用期间形成的分离峰显示出更加少的超前或拖尾且基本是对称的。最佳压缩度对于实现多孔结构的良好长期稳定性也至关紧要，由此确保在多个过程周期期间的最佳性能。对于柱所需要的最佳压缩度用实验方法针对每个柱尺寸(宽度或直径)、床高度和介质类型来确定。

特定的问题是，通常期望通过若干柱的并行联接来按比例增加(scale)色谱过程，以便提高能力。然而，当前填充过程的可变性是严重的障碍，因为渗透性和对应的流速将在各个柱之间变化，引起并行组件上过量的谱带展宽。干燥填充可膨胀介质的方法建议作为对该问题的补救(见US20140224738和US20120267299，其两者由此通过引用以其整体并入)。

用于生物过程分离中的制备的柱需要具有相对大的直径来容纳足够的床体积以用于所需要的吸收能力。这意味着，柱需要承受来自流体动力背压的显著的力，而不破裂或变形。为了重复使用，柱通常用不锈钢的重端件来构造，且使用作用于端件的液压来用于抵消背压力。单次使用的柱需要由低成本材料(诸如塑料)来构造，其需要不同的构造。典型地，塑料端件非常厚以防止膨胀，且它们通过多个外部拉杆保持在一起(见例如US8702983和US20080017579，其由此通过引用以其整体并入)。即使当使用这些补救时，单次使用的柱的直径仍然受限。备选地，单次使用的柱的堆叠可使用液压或螺纹杆通过重的不锈钢板来夹紧在一起以用于压缩(见例如US201330068671，其由此通过引用以其整体并入)。

因此，需要允许较轻的构造以降低成本且改进在柱的使用期间的便利性的单次使用的生物过程柱。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种适合于单次使用应用的紧凑的生物过程色谱柱。这通过包括下者的柱来实现：