• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
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  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1989004202A1
    申请号:PCT/DE1988/000704
    申请日:1988-11-12
    公开日:1989-05-18
    发明作者:Horst Chmiel
    申请人:Horst Chmiel；
    IPC主号:B01D15-00
    专利说明:
    [0001] Vorrichtung zur präparativen Flüssigkeitschromatografie bzw. Adsorption
    [0002] B e s c h r e i b u n g
    [0003] Technisches Gebiet
    [0004] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur präpa- rativen Flüssigkeitschromatografie bzw. Adsorption.
    [0005] Stand der Technik
    [0006] Die Kosten biotechnischer Produkte werden zu 60 bis 95 % von der Produktaufarbeitung bzw. Produktreinigung be¬ stimmt. Besonders häufig verwendete Reinigungsverfahren sind Chromatografie bzw. Adsorption. Hier nutzt man den Effekt, daß verschiedene Komponenten einer Lösung, wenn sie ein Festbett passieren, mit der Oberfläche der Fest¬ stoffpartikeln verschieden stark interagieren. Bei bishe¬ rigen Verfahren sind die Feststoffpartikeln in eine Säule gefüllt.
    [0007] Die Ausrüstung der Oberfläche der Feststoffpartikeln - stationäre Phase genannt - bestimmt zusammen mit der daran vorbeiströmenden Flüssigkeit - mobile Phase genannt - das spezifische, chromatische bzw. adsorptive Trennverfahren.
    [0008] Die Kapazität einer solchen chromatografischen Trennsäule bzw Adsorbersäule ergibt sich aus der Zahl der aktiven Stellen pro Flächeneinheit multipliziert mit der insgesamt verfügbaren Fläche. Ist die Kapazität erschöpft, d. h. sind alle aktiven Stellen besetzt, muß die Säule regener¬ iert werden. Dabei werden die Umgebungsbedingungen (pH, Temperatur, Polarität etc.) geändert und mit einer Spül- lösung das Produkt ausgewaschen.
    [0009] Dieser Zyklus kann so oft wiederholt werden, bis die akti¬ ven Stellen sich nicht mehr regenerieren lassen. Der Säu¬ leninhalt muß dann verworfen, die Säule mit frischer sta¬ tionärer Phase gefüllt werden. Damit dieser Zyklus nicht zu oft wiederholt werden muß, ist eine ausreichende Menge an Säulenfüllmaterial (auch Packungsmaterial genannt) erforderlich. Um eine gleichmäßige Durchströmung des Fest¬ bettes zu erreichen, darf der Säulendurchmesser nicht zu groß sein. Mit zunehmender Säulenhöhe steigt aber der Strömungswiderstand an, so daß hohe Drücke erforderlich sind, um wirtschaftliche Flüsse zu erzeugen.
    [0010] Die meisten chromatografischen Füllmaterialien bestehen aus Kunεtstoffpartikeln (meist Kugeln mit einem Durchmes¬ ser im um-Bereich) , die bei hohen Drücken deformiert werden, so daß der Strömungswiderstand weiter ansteigt.
    [0011] Darstellung der Erfindung
    [0012] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur präparativen Flüssigkeitschromatografie bzw. Adsorp¬ tion derart weiterzubilden, daß ohne Beschädigung der Feststoffpartikel hohe Drücke angelegt und/oder große Säulenhöhen verwendet werden können.
    [0013] Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet:
    [0014] Erfindungsgemäß ist das Chromatografie- bzw. Adsorber- Material in einem Stützgewebe fixiert, das beiderseits von Porenmembranen bzw. feinmaschigem Gewebe verschlossen ist. Hierdurch wird zum einen erreicht, daß die feste Phase weder durch ihr Eigengewicht noch durch von außen angeleg- te Drücke beschädigt wird, zum anderen ist eine leichte Handhabbarkeit gewährleistet.
    [0015] Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet:
    [0016] Gemäß Anspruch 2 ist das flächige System in mehreren Schichten aufgewickelt, so daß die Gesamtabmessungen des Systems praktikabel sind.
    [0017] Durch die im Anspruch 3 angegebenen Abstandhalter, die wenigstens ein zwischen den Schichten vorgesehenes wei¬ teres Stützgewebe bildet, wird eine über die ganze Fläche gleichmäßige Flüssigkeitszu- und abfuhr erreicht.
    [0018] Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn - wie im Anspruch 4 gekennzeichnet - zwei Stützgewebe als Abstandshalter vor¬ gesehen sind.
    [0019] Die im Anspruch 5 angegebene Weiterbildung, gemäß der das Stützgerüst einen Eintritts- und einen Austrittsstutzen zur Befüllung bzw. Entleerung mit Chro atografie- bzw. Adsorber-Material hat, wird ein kompaktes Modul geschaf¬ fen, das, ohne daß es zerlegt werden müßte, regenerierbar ist.
    [0020] Gemäß Anspruch 7 ist das mit Chromatografie- bzw. Adsor¬ ber-Material gefüllte und beidεeits mit einem Gewebe ver¬ schlossenen Stützgewebe in einer Zentrifugentrommel einge¬ legt. Diese Ausführung ist besonders für kleine Durchsätze geeignet, bei der eine "Lage" in die Trommel eingelegt wird und die Zentrifugalkraft die Strömung durch das flä¬ chige System erzeugt (Anspruch 9) . -A-
    [0021] Gemäß Anspruch 7 ist an das aus mehreren Schichten beste¬ hende flächige System eine Druckdifferenz angelegt, die eine Strömung erzeugt, aus der das Chromatografie- bzw. Adsorbermaterial das Produkt aufnimmt.
    [0022] In jedem Falle ist es bevorzugt, wenn gemäß Anspruch 8 die Strömungsrichtung umkehrbar ist, so daß das flächige System von einem Eluenten durchströmt und dadurch das Produkt vom Chromatografie-bzw. Adsorber-Material entfernt wird.
    [0023] Kurze Beschreibung der Zeichnung
    [0024] Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei- spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrie¬ ben, in der zeigen:
    [0025] Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen
    [0026] Vorrichtung, Fig. 2 eine erfindungsgemäß aufgewickelte Vorrichtung, und Fig. 3 den Eintritts- und Auεtrittsstutzen.
    [0027] Beschreibung von Ausführungsbeispielen
    [0028] Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Das Säu- lenfüllmaterial 1 (Chromatografie- oder Adsorbermaterial) ist in einem Stützgewebe 2 fixiert, das eine Dicke von nur wenigen Millimetern besitzt und von beiden Seiten mit einer Porenmembran bzw. einem feinmaschigen Gewebe 3 und 4 verschlossen ist. Die Porenweite der Membran bzw. Maschen- weite des feinmaschigen Gewebes sind so ausgewählt, daß auch die feinsten Partikeln des Packungsmaterials nicht hindurchtreten können. Bei Verwendung einer Membran anstelle einem feinmaschigen Gewebe ergibt sich durch Wahl einer geeigneten Porenweite (z. B. 0,2 um) der weitere Vorteil, daß ein generelles Problem der Chromatografie, nämlich der mikrobielle Befall durch eingeschleußte Keime, vermieden wird. Der einmal sterilisierte Modul bleibt dann während des Betriebs ste¬ ril, da die Membranen die hindurchtretenden Flüssigkeiten steril filtrieren. Das dreischichtige, flächenhafte Gebil¬ de wird senkrecht durchströmt, so daß der Druckverlust äußerst gering ist. Die Strömungsgeschwindigkeit kann über den Druck sehr genau eingestellt werden. Die erforderliche Kapazität, d.h. das notwendige Füllvolumen an Packungsma¬ terial, wird durch geeignete Wahl der Flächengröße er¬ reicht.
    [0029] Fig. 2 zeigt eine Weiterbildung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, bei der die Gesamtabmessungen der Vorrichtung dadurch praktikabel gehalten werden, daß man das flächige Gebilde aufwickelt. Hierzu sind ein oder zwei weitere Stützgewebe 5 und 6 als Abstandhalter und eine flüssig¬ keitsdichte Folie 11 erforderlich.
    [0030] Der aus diesen Elementen in der in fig. 2 dargestellten Weise gebildete Wickelmodul hat beispielsweise vier An¬ schlüsse: Einen Füllstutzen 8 zum Stützgewebe 2, über den die Befüllung eines Moduls mit dem Packungsmaterial (sta¬ tionäre Phase) erfolgt, einen Entleerungsstutzen 7, über den das verbrauchte Packungsmaterial entfernt wird. Der Befüllungs- und Entleerungsvorgang des Packungsmaterials wird beträchtlich dadurch erleichtert, daß das Stützgewebe 2 eine Kanalstruktur mit Vorzugsrichtung besitzt; dies zeigt Fig. 3. Das zu trennende Gemisch tritt über den Eintrittsstutzen 10 in den Modul, der gleichzeitig als Wickelrohr dient. Das vom Produkt befreite Fluid verläßt den Modul über den Austrittsstutzen 9. Der Eluentf d.h. dasjenige Fluid, das die Umgebungsbedingungen des Trägermaterials nach Abschluß der Beladungsphase so ändert, daß dieses das zuvor aufge¬ nommene Produkt wieder freigibt, tritt nach einer Ventil- umschaltung über den Stutzen 9 ein und verläßt den Modul - gemeinsam mit dem Produkt - über den Stutzen 10.
    [0031] Während der Reinigungsphase, die nach einem oder mehreren Zyklen erfolgt, kann die Reinigungsflüssigkeit über den Stutzen 9 ein- und über die Stutzen 8 und 10 austreten, wodurch eventuell Ablagerungen auf 3 und 4 abgespült werden.
    [0032] Besondere Sorgfalt muß den oberen und unteren Abdichtung¬ skanten des Wickelmoduls gewidmet werden, die die einzel¬ nen Schichten gegeneinander abdichten und teilweise gleichzeitig als Flüssigkeitskanäle dienen. Diese sorgen für eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung.
    [0033] Müssen nur kleinere Flüssigkeitsmengen aufgearbeitet wer¬ den, kann das flächige Gebilde der Figur 1 auch in eine Zentrifuge eingelegt werden, derart, daß das Gewebe 4 an¬ der Innenwand der Zentrifugentrommel anliegt, und über das Gewebe 3 (bzw. Membran) das aufzuarbeitende Flüssigkeits¬ gemisch zugeführt wird. Unter der Zentrifugalkraft strömt die Flüssigkeit vom Gewebe 3 durch das Gewebe bzw. das Stützgerüst 2. Die vom Produkt befreite Flüssigkeit ver¬ läßt die Zentrifuge dann über das Gewebe 4, das in diesem Fall ein Gewebe sein sollte, das den Flüssigkeitsablauf entlang der Zentrifugentrommel gestattet. Ist das Trägermaterial beladen, wird die Flüssigkeitszu¬ fuhr umgeschaltet. Nun tritt der Eluent über das Gewebe bzw. die Membran 3 in das Gewebe bzw. die Membran 2, än¬ dert dort die Umgebungsbedingungen derart, daß das Produkt sich vom Säuelnfüllmaterial 1 löst und verläßt über die Schicht 4 mit dem Produkt die Zentrifuge.
    [0034] Gewerbliche Anwendbarkeit
    [0035] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in der Biotechnolo¬ gie zu den verschiedensten Produktaufarbeitungen bzw. Produktreinigungen eingesetzt werden. Dabei richtet sich die Auswahl des Säulenfüllmaterials und der einzelnen Gewebe bzw. Membranen nach dem aufzuarbeitenden bzw. rei¬ nigenden Produkt. Diese Auswahl kann ein auf dem einschlä¬ gigen Gebiet tätiger Fachmann jederzeit aufgrund der vor¬ stehenden Beschreibung treffen.
    权利要求:
    ClaimsP a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Vorrichtung zur präparativen Flüssigkeitschromatografie bzw. Adsorption, dadurch gekennzeichnet, daß das Chromatografie- bzw. Ad¬ sorber-Material in einem Stützgewebe fixiert ist, das beiderseits von Porenmembranen bzw. feinmaschigem Gewebe verschlossen ist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige System in mehre¬ ren Schichten aufgewickelt ist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schichten wenig¬ stens ein weiteres Stützgewebe als Abstandshalter vorgese¬ hen ist, das für eine über die ganze Fläche gleichmäßige Flüssigkeitszu- und abfuhr sorgt.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stützgewebe als Abstands¬ halter vorgesehen sind.
    5. Vorrichtung nach einem der Anspüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützgerüst einen Ein¬ tritts- und einen Austrittsstutzen zur Befüllung bzw. Entleerung mit Chromatografie- bzw. Adsorber-Material hat.
    6. Vorrichtung nach einem der Anεpüuche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Chromatografie- bzw. Adsorber-Material gefüllte und beidseits mit einem Gewebe verschlossenen Stützgewebe in einer Zentrifugentrommel eingelegt ist.
    7. Vorrichtung nach einem der Anspüuche 1 bis 6,, dadurch gekennzeichnet, daß an das aus mehreren Schichten bestehende flächige System eine Druckdifferenz angelegt ist, die eine Strömung erzeugt, aus der das Chromatogra¬ fie- bzw. Adsorbermaterial das Produkt aufnimmt.
    8. Vorrichtung nach einem der der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung umkehr¬ bar ist, so daß daε flächige Syεtem von einem Eluenten durchströmt und dadurch daε Produkt vom Chromatografie- bzw. Adsorber-Material entfernt wird.
    9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Zentrifugalkraft die Strömung durch das flächige System erzeugt.
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    DE3738691A1|1989-05-24|
    JPH02502221A|1990-07-19|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    法律状态:
    1989-05-18| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1989-05-18| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1989-07-13| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988909743 Country of ref document: EP |
    1989-11-08| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988909743 Country of ref document: EP |
    1994-04-20| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1988909743 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DEP3738691.3||1987-11-13||
    DE19873738691|DE3738691A1|1987-11-13|1987-11-13|Verfahren und vorrichtung zur praeparativen fluessigkeitschromatographie bzw. adsorption|AT8888909743T| AT104563T|1987-11-13|1988-11-12|Vorrichtung zur praeparativen fluessigkeitschromatografie bzw. adsorption.|
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