提供了一种用于大规模地分离分子的工艺，其包括以下步骤：提供磁性多孔颗粒，其对所述待分离分子具有亲和性；将所述磁性多孔颗粒与含有所述分子的溶液混合在一起；使所述混合物与包括流动通道和至少一个磁性元件的磁性分离装置接触；除去所述至少一个磁性元件并收集携带所述分子的磁性多孔颗粒；使所述分子与所述磁性多孔颗粒分离；获得所述分子的浓缩级分；以及使所述磁性多孔颗粒再循环。提供了一种用于执行这种工艺的系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于磁性分离的新工艺和系统
本专利技术说明书大致地涉及用于分离分子与细胞的新型工艺、装置和系统，其中磁性过滤器和对所述分子具有高容量和/或亲和性的磁性颗粒是主要组件。这种工艺及相应装置和系统可用于其中一种或多种反应物，例如催化剂或酶结合至固体介质的化学和生物化学过程中，如可用于化学和生物化学合成中以及可用于各种纯化步骤中。所述工艺、装置和系统还适用于除去和/或富集期望或不想要的组分，例如但不限于从饮用水中除去药物残留物、重金属或其他不想要的污染物，以及富集化学和生物化学合成、生产和回收中的中间产物及最终产物。
技术介绍
用于分离低或高分子量化合物、生物分子和细胞的技术在诸如但不限于生物制药和生物技术，包括食品技术和水净化的许多技术应用中都至关重要。大量层析介质及层析装置和系统是可用的。例如，基于生物亲和性的层析工艺已使用超过50年。一种重要的生物亲和性系统是固定化蛋白A，免疫球蛋白将通过它相互作用，表现出生物特异性相互作用。这使得以非常高效的方式分离单克隆抗体成为可能。现今最频繁使用的分离技术是层析技术，其中分离介质装填在圆柱体中并且连接至使得分离感兴趣的分子成为可能的层析系统。这种技术存在的数个缺陷之一是处理时间。不但分离本身需要相当长的时间，而且搭建层析系统也费时。在待分离材料可被施加到柱子中之前，诸如过滤、离心和除杂工艺的额外步骤经常是必须的。仪器和设备价格昂贵而且需要时间搭建。此外，还需要有专业知识和经验才能够操纵该系统和评价结果。存在可替代方案，磁性颗粒的使用是其中的一种。美国专利序列号6,623,655公开了制备金属螯合化合物的方法。Zhao等人在LabChip,2009,9,2981-2986中描述了一种制造具有用于细胞的隔室和带有磁性纳米颗粒的隔室的颗粒的技术。美国专利序列号4,438,179描述了一种具有结合至其表面的磁性颗粒的聚合物颗粒。所述磁性材料与一层结合聚合物结合，所述结合聚合物包含这样的官能团，所述官能团是离子的或能够形成金属螯合物或络合物。替代地，磁性材料与聚乙二醇和/或聚丙二醇结合。国际公布WO2012/015891公开了一种颗粒，所述颗粒可能是多孔的，具有位于其表面上的较小无机颗粒。所述颗粒以供打印机用的调色剂颗粒形式来提供。GB1577930公开了包埋在多孔聚合物基体中的吸附颗粒和磁性颗粒。所述基体的孔隙率是这样的，其仅允许至多某特定分子量的分子能够穿透到基体的间隙中，以便所述产品选择性地吸附溶液中溶解的物质。复合材料，尤其珍珠形式的复合材料，在食品工业中尤其有用，例如，用来从各种食物产品中分离出不想要的微量风味剂或者从各种产品中回收诸如维他命之类的有用材料。具体应用包括从浓缩的酵母提取物中除去苦味的异葎草酮(isohumulone)及从乳清中回收核黄素。含有被选择性吸附的物质的颗粒，因为它们的磁性特性而容易与介质分离，因而克服了现有
中这种类型的吸附材料遇到的分离问题。所述吸附颗粒可以是例如碳、Al2O3、硅胶、活性硅酸镁、粘土等的颗粒。所述磁性颗粒可以是例如磁铁矿、γ-Fe2O3、铁氧体等的颗粒。多孔基体可以是例如PVC、聚丙烯酰胺(任选地与表氯醇交联)酚醛树脂、与HCHO交联的尼龙-6,6等。美国专利序列号8,518,265涉及功能性粉末，其包含磁性颗粒及提供在磁性颗粒表面上的疏水基团和亲水基团；其中疏水基团的数目(M)与亲水基团的数目(N)满足M/N为0.2-0.8的条件。包括了针对水处理方法(例如，对废水诸如工业废水的处理)的独立权利要求，所述方法涉及将功能性粉末分散在含有杂质的水中，以便粉末通过利用磁力吸附水中的杂质。大多数市售磁性颗粒都是固体颗粒，其具有有限容量，这使得它们主要可用于小规模的分子分离。对于大规模分离，该容量太小而不能引起商业兴趣。然而，具有大内表面积的多孔磁性颗粒(5m2/ml颗粒，参见例如ProteinPurification,Principles,HighresolutionMethodsandApplications，J.C.Janson和L.Ryden,VCHPublicerslnc.1989,40页)使得开发传统层析技术的替代物成为可能。鉴于上述，将层析技术应用在大规模应用中仍然是一个问题，并且需要改进的颗粒以及用于在大规模应用中操纵层析颗粒的工艺、装置和单元操作。本文描述了一种新型工艺、装置和系统，其中磁性过滤器与高容量磁性颗粒组合在一起，使得或多或少自动化的分子与细胞的分离工艺能够被开发和优化。
技术实现思路
本文陈述的一般概念和实施方案的目的在于减少现有技术的至少某些缺陷，并提供基于磁性颗粒的使用的改进的新型分子分离工艺，优选地用于大规模工艺，最优选地用于大规模连续或半连续工艺。第一方面是用于大规模地分离分子的工艺，其包括以下步骤：提供颗粒，优选对所述待分离分子具有亲和性的磁性多孔颗粒；将所述磁性多孔颗粒与含有所述分子的溶液混合在一起；使所述混合物与包括流动通道和至少一个磁性元件的磁性分离装置接触；除去所述至少一个磁性元件并收集携带所述分子的磁性多孔颗粒；使所述分子与所述磁性多孔颗粒分离；获得所述分子的浓缩级分；以及使磁性多孔颗粒再循环。所述颗粒可以选自市售颗粒，前提是这些颗粒具有所需的磁性特性和足够大的比表面积，或者优选为按本文所公开的方法生产的磁性颗粒。根据所述第一方面的实施方案，磁性颗粒，优选多孔磁性颗粒包含选自由琼脂糖、二氧化硅、纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚苯乙烯、右旋糖酐、丙烯酸酯以及它们的衍生物组成的组中的材料。根据可与上述实施方案自由组合的所述第一方面的另一个实施方案，磁性颗粒，优选多孔磁性颗粒携带包括选自由-SH、-S-S-吡啶、-COOH、-NH2、-CHO、-OH、苯酚、酐、环氧基、S-Au、酰胺、氨乙基、二乙基氨乙基、季铵基乙基、羧基甲基、磷酸基和磺基丙基组成的组中的至少一者的官能团。这些官能团适合于制造磁性颗粒，因为它们使得磁性离子，诸如Fe和Ni容易偶联至颗粒。这些官能团也可以用在不同的分离工艺，例如离子交换中。根据可与上述实施方案自由组合的进一步实施方案，所述官能团包括至少一种由于与至少一种选自由以下化合物组成的组中的化合物反应而产生的基团：二乙烯砜、苯醌、咪唑、高碘酸盐、三氯-S-三嗪、甲苯磺酸盐、重氮化合物、异脲盐、碳化二亚胺、肼、表氯醇、戊二醛、溴化氰、双环氧乙烷、羰基二咪唑、N-羟基琥珀酰亚胺、硅烷以及它们的衍生物。根据可与上述实施方案自由组合的进一步实施方案，所述官能团包括至少一种选自由IDA(亚氨基二乙酸)及其衍生物、TED(三(羧甲基)乙二胺)及其衍生物、CM-Asp(羧基甲基化天冬氨酸)及其衍生物、NTA(次氮基三乙酸)及其衍生物、TREN(三(2–氨基乙基)胺)及其衍生物、DPA(二甲基吡啶胺)及其衍生物、C6–S凝胶(己基硫基基团)及其衍生物、EDTA(乙二胺四乙酸)及其衍生物组成的组中的基团。这些官能团可用在例如涉及疏水相互作用和固定化金属亲合层析(IMAC)的应用中。根据可与上述实施方案自由组合的又一个进一步实施方案，所述官能团包含至少一种选自由CnHm(1≤n≤204≤m≤42)、苯酚及其衍生物、硫代苯酚及其衍生物以及巯基吡啶及其衍生物组成的组中的基团。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于大规模地分离分子的工艺，其包括以下步骤：‑提供磁性颗粒，所述磁性颗粒对待分离的所述分子具有亲和性，‑将所述磁性颗粒与含有所述分子的溶液混合在一起，‑使所述混合物与包括流动通道和至少一个磁性元件的磁性分离装置接触，‑除去所述至少一个磁性元件并收集携带所述分子的所述磁性颗粒，‑使所述分子与所述磁性颗粒分离，‑获得所述分子的浓缩级分，以及‑使所述磁性颗粒再循环。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.09 SE 1351038-3;2014.02.20 SE 1450206-61.一种用于大规模地分离分子的工艺，其包括以下步骤：-提供磁性颗粒(P)，所述磁性颗粒(P)对待分离的所述分子具有亲和性，-将所述磁性颗粒(P)与含有所述分子的溶液混合在一起，-使所述混合物与包括流动通道和至少一个磁性元件的磁性分离装置接触，-除去所述至少一个磁性元件并收集携带所述分子的所述磁性颗粒(P)，-使所述分子与所述磁性颗粒(P)分离，-获得所述分子的浓缩级分，以及-使所述磁性颗粒(P)再循环，其中所述磁性颗粒(P)是具有外表面、孔隙和由所述孔隙界定的连接的内表面的颗粒，所述颗粒(P)包括至少一种聚合物、位于所述外表面和内表面上的官能团以及共价结合至所述颗粒(P)的所述内表面和外表面的磁性颗粒(Mp)，其中所有磁性颗粒(Mp)的至少95重量％的最小直径大于所述颗粒(P)的所述孔隙的至少95％的平均直径。2.根据权利要求1所述的工艺，其中所述磁性颗粒(P)包括选自由琼脂糖、二氧化硅、纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚苯乙烯、丙烯酸酯、右旋糖酐以及它们的衍生物组成的组中的材料。3.根据权利要求1-2中任一项所述的工艺，其中所述磁性颗粒(P)携带包括选自由-SH、-S-S-吡啶、-COOH、-NH2、-CHO、-OH、苯酚、酐、环氧基、S-Au、酰胺、氨乙基、二乙基氨乙基、季铵基乙基、羧基甲基、磷酸基和磺基丙基组成的组中的至少一者的官能团。4.根据权利要求1-2中任一项所述的工艺，其中所述磁性颗粒(P)携带选自由IDA(亚氨基二乙酸)及其衍生物、TED(三(羧甲基)乙二胺)及其衍生物、CM-Asp(羧基甲基化天冬氨酸)及其衍生物、NTA(次氮基三乙酸)及其衍生物、TREN(三(2–氨基乙基)胺)及其衍生物、DPA(二甲基吡啶胺)及其衍生物、C6–S凝胶(己基硫基基团)及其衍生物、EDTA(乙二胺四乙酸)及其衍生物组成的组中的官能团。5.根据权利要求1-2中任一项所述的工艺，其中所述磁性颗粒(P)携带至少一种选自由CnHm(1≤n≤204≤m≤42)、苯酚及其衍生物、硫代苯酚及其衍生物以及巯基吡啶及其衍生物组成的组中的基团。6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯文·奥斯卡尔森，克里斯托弗·埃里克松，佩尔·奥洛夫·埃里克松，
申请(专利权)人：微球实验公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE
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