用于离心分配色谱仪的新型的萃取单元，以及包含这样的萃取单元的离心分配色谱仪制造技术

本发明专利技术的目的涉及一种在离心分配色谱仪中使用的萃取单元(100)，其具有确定封闭的萃取室(150)的单元壁(120)，以及形成于所述单元壁(120)的基本上相对的部分上的、确保所述萃取室(150)与所述萃取单元(100)的外部的空间之间的流体连接的入口(115)和出口(140)。从在所述离心分配色谱仪运行时所使用的流动方向的可逆性的角度来看，根据本发明专利技术所述的萃取单元(100)具有不对称的构造。

A new extraction unit for a centrifugal dispensing instrument and a centrifugal dispensing chromatograph comprising such an extraction unit

The purpose of the present invention relates to an extraction unit used in centrifugal distribution chromatograph in (100), which has determined the extraction chamber closed (150) cell wall (120), and formed in the cell wall (120) of the relative part basically, to ensure the extraction chamber (150) with the extraction unit (100) entrance fluid between the external space of the connection (115) and the outlet (140). The extraction unit (100) has an asymmetric structure according to the reversibility of the flow direction used in the operation of the centrifugal dispensing chromatograph.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于离心分配色谱仪的新型的萃取单元，以及包含这样的萃取单元的离心分配色谱仪
本专利技术涉及材料混合物的色谱分离的领域。更具体地，本专利技术的目的是一种特别地用于在离心分配色谱仪的设备中使用的新型的萃取单元。本专利技术的目的还涉及一种包含有由这样的萃取单元所构成的网络的离心分配色谱装置。
技术介绍
离心分配色谱(CPC)为其中用来使材料混合物分离的固定相和流动相都为液相材料的一种色谱技术。所述方法的适用领域非常广泛：CPC适用于在给定的情况下以较高的纯度水平从各种介质萃取市场上有价值的化合物(比如各种活性药物制剂)以及甚至危险物质(例如移除具有碱性物质的脂肪酸)。图1示出当今所使用的用于实施所述方法的CPC组件的简化的方块图。据此，通常离心分配色谱仪组件包括：作为主要单元的用于进给洗脱液的液体泵送系统，用来插入待分离的材料混合物的试样进给单元，围绕轴旋转的CPC转子，探测器以及碎片收集系统，其通过使液体能够流动的管线按流动方向的次序串联地连接至彼此。CPC转子代表CPC组件的一个重要的构件，并且是该构件使CPC技术与其它液相色谱技术不同。在CPC转子中存在由优选地经由适当的通道串联地连接至彼此的众多较小的、所谓的萃取单元所构成的网络，所述网络围绕CPC转子的轴旋转。存在用于构造萃取单元的以及用于将它们连接至网络中的许多解决方案，其包括，但并非详尽地，例如美国专利第US-6,537,452号以及第US-8,182,690B2号，日本专利申请第JPS629270A号以及第JP2005/315787A号，以及美国专利申请第US2010/200488A1号以及第US2009/173680A1号。当分离开始时，萃取单元被至少部分地填充以被选择作为固定相的液相材料。由于旋转在萃取单元中形成显著的离心力。在已经使CPC转子旋转之后，开始将被选择为流动相的液相材料泵送通过所述单元网络。根据固定相和流动相的相对密度，根据以下选择泵送方向：-若固定相为密度更大的相(这是所谓的上升模式)，则流动相的流动从旋转圆周朝向旋转中心点、换句话说朝向CPC转子的主轴前进；-若固定相为密度更小的相(这是所谓的下降模式)，则流动相的流动从旋转中心点朝向旋转圆周前进，如在图2中可以观察到的，图2提供萃取单元的理想的运行(换句话说，不考虑由于旋转系统的特征而发生的科里奥利力)的示意图。由于泵送，流动相经由连接至萃取单元的入口的通道进入萃取单元，所述入口从流动相的角度来看可划分成三个部分(其以下被结合下降模式说明，然而，类似的划分对于上升模式为有效的)：(1)在图2中所示的萃取单元的上部部分(第一部分)中，除所述两种相的物理-化学参数以及实际的力场之外，只要输入的液相材料的线性流动速度超过斯托克斯(Stokes)模型所允许的值，流动相就在固定相中分解成微小的液滴。在理想情况下，在这样的时刻所述液滴在所述单元的整个剖面上均匀地分布。(2)在根据图2的萃取单元的中间部分(第二部分)中，流动相液滴由于施加于它们之上的更大的离心力而流动通过固定相，然而在此部分中所述两种相在较大的表面面积上与彼此接触。在理想情况下，所述两种相从靠近于入口点的点直至出口点与彼此接触。(3)在根据图2所述的萃取单元的下部部分(第三部分)中，由于所述单元的构造以及所述两种相之间的密度方面的差异，所述两种相彼此分离。更轻的(密度更小的)相通过它的浮力朝向入口(向上)推进，而密度更大的相通过施加于其上的更大的离心力被继续朝向出口(向下)推进。在理想情况下，流动相仅仅以微小的液滴的形式并且并不作为粘着的材料团存在于固定相中，并且仅仅流动相离开所述单元。在CPC转子的串联地连接的单元中执行上述工艺并且从一个单元至一个单元重复上述工艺。因此，若混合物试样的组分以较短的液体部分的形式(亦即作为栓(plug))进给至液体流中，则以不同的分配系数为特征的组分在萃取单元中彼此分离。分离以及分离效率可以以从文献所众所周知的常用的色谱参数为特征，例如以理论塔板数(N)、色谱峰(Rs)之间的分辨率以及固定相体积比(Sf)为特征。实际上，必须将在旋转的CPC转子的萃取单元中由于旋转以及由于旋转系统的特征而形成的科里奥利(Coriolis)力考虑在内。对科里奥利力的物理描述为已知的，并且许多科技公开文本涉及它对CPC萃取单元的运行的影响，且非详尽地，我们可提及，例如，作者为Jun-IchiIkehata等人的题目为“EffectofCoriolisforceoncounter-currentchromatographicseparationbycentrifugalpartitionchromatography”[色谱技术期刊A，1025期，169-175页(2004)]的公开文本；作者为Adelmann，Schwienheer以及Schembecker的题目为“Multiphaseflowmodelingincentrifugalpartitionchromatography”[色谱技术期刊A，1218期，6092-6101页(2011)]的作品；以及作者为Marchal，Foucault，Patissier，Rosant以及Legrand的题目为“Influenceofflowpatternsonchromatographicefficiencyincentrifugalpartitionchromatography”[色谱技术期刊A，869(1-2)期，339-352页(2000)]的公开文本。可使用软件模拟(例如OpenFOAM软件包)容易地使施加于CPC萃取单元中的流上的科里奥利力的影响具体化；根据按这种方式所获得的流动模式可得出与单元的运行有关的许多结论。根据以上所提到的Jun-IchiIkehata等人的作品，已知的是，在当今所使用的单元结构的情况下，由于科里奥利力的影响，雾化在所述单元的整个剖面上为不均匀的，因为一部分液滴由于科里奥利力的影响而偏离。在不均匀的液滴分配情况下萃取不能以最大的效率进行。除此之外，由于科里奥利力的影响而偏离的液滴撞击单元的侧壁并且因此仅仅沿它向下滴流，这显著地使所述两种相之间的接触界面的大小减小。同时，科里奥利力的影响可被看作是经由将流动相与固定相混合而增加所述两种相之间的接触界面。在研究了经由在专业领域中所公认的模拟实验所获得的所述单元中的流的流动模式之后，显而易见的是，科里奥利力在CPC萃取单元中引起反混，所形成的循环流动使已经沉淀的液体混合在一起，这从萃取的角度来看是非常降低质量的因素，因为由于反混，元素的分离阶段输出被返回至输入阶段，结果显著地降低色谱分离效率。根据图3的模拟流动模式示出当今所使用的萃取单元中的这样的反混(参见所标示的箭头)，其中为了抵消科里奥利力的影响的目的，单元的轴线相对于CPC转子的旋转半径成给定的角度(33°)(所谓的倾斜轴线单元)(1400转/分的转速，以及15毫升/分的流动速度及从旋转中心所测量的r＝105.5mm的单元距离，亦即旋转半径)。根据以上所提及的Marchal等人的作品，还可以看出的是，接触界面的大小对理论塔板数(N)的色谱参数具有一定影响，而沉淀效率影响固定相体积比(Sf)。同时，通过色谱峰(Rs)之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于离心分配色谱仪的萃取单元(100，200)，所述萃取单元(100，200)具有确定封闭的萃取室(150，250)的单元壁(120，220)，以及形成于所述单元壁(120，220)的基本上相对的部分上的、确保所述萃取室(150，250)与所述萃取单元(100，200)的外部的空间之间的流体连接的入口(115，215)和出口(140，240)，其特征在于，从在所述离心分配色谱仪运行时所使用的流动方向的可逆性的角度来看，所述萃取单元(100，200)具有不对称的结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.05 HU P1400469;2014.11.24 HU P14005521.一种用于离心分配色谱仪的萃取单元(100，200)，所述萃取单元(100，200)具有确定封闭的萃取室(150，250)的单元壁(120，220)，以及形成于所述单元壁(120，220)的基本上相对的部分上的、确保所述萃取室(150，250)与所述萃取单元(100，200)的外部的空间之间的流体连接的入口(115，215)和出口(140，240)，其特征在于，从在所述离心分配色谱仪运行时所使用的流动方向的可逆性的角度来看，所述萃取单元(100，200)具有不对称的结构。2.根据权利要求1所述的萃取单元(100，200)，其特征在于，所述入口(115，215)和出口(140，240)具有不同的剖面。3.根据权利要求1或2所述的萃取单元(100，200)，其特征在于，所述出口(140，240)的流动剖面大于所述入口(115，215)的流动剖面。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的萃取单元(100，200)，其特征在于，所述入口(115，215)被形成为至少一个入口分支(115a，115b)。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的萃取单元(100，200)，其特征在于，所述单元壁(120，220)形成基本上基于矩形的倾斜的棱柱，其中当所述萃取单元(100，200)在所述离心分配色谱仪中处于它的适当的位置中时，所述萃取单元的倾斜角度被选择成使在所述萃取单元(100，200)处于它的运行状态中时由于旋转而发生的克里奥利力最小化。6.根据权利要求5所述的萃取单元(100，200)，其特征在于，所述倾斜角度介于5°与30°之间，优选地介于15°与18°之间。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉斯洛·洛兰特菲，拉斯洛·内梅特，
申请(专利权)人：拉斯洛·洛兰特菲，拉斯洛·内梅特，
类型：发明
国别省市：匈牙利,HU