制造多孔聚合物颗粒的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一套被用来制造多孔聚合物颗粒的装置和方法。此装置包含一旋转喷雾器轮子，一聚合物的一均匀薄层可经由一配送器被涂在此喷雾器轮子上，接着由于离心力此聚合物移动到此轮子的周边，并且随后在此轮子周边放出自由飞行颗粒。此装置此外包含一捕获盘收集产出的多孔聚合物颗粒和一外壳对此装置的一内部环境与一外部环境之间的分壁下了定义。此外壳含有一隙缝容许一气体在此内部和外部环境之间交换。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及形成层析技术(chromatography techniques)用的多孔聚合物颗粒的装置和方法。亲合性层析法是一种层析方法，其用于分离蛋白质和其它生物成分。使用搭附于支持颗粒的亲合性配合基来实现该技术，并且所得到的吸附质装入层析柱塔中。靶蛋白质通过有选择地附着于不移动的配合基上而从溶液中被捕获。附着的蛋白质可以冲洗，以便清洗掉不想要的杂质并因而洗成高纯度的质体。使用层析技术的优良分离决定于颗粒的大小、颗粒的大小分布、及颗粒的多孔性。珠粒一旦被装填到所述柱塔里，就应该具有高强度以便承受得起在纯化和柱塔再生(column regeneration)期间出现的液体流速。聚合物浓度及其它制备参数对琼脂糖颗粒多孔性和强度的影响在S.Hierten and K.O.Erikson，Analytical Biochmistry，137，313-317(1984)中介绍，于此用作为参考文献。另外的基础信息在Studies on Structure andProperties of Agarose，A.S.Medin，pH.D.Thesis，Uppsala，1995中介绍，于此用作为参考文献。有助于增强琼脂糖(agarose)颗粒多孔性的化学添加剂的描述可在M.Letherby and D.A.Young，J.Chem.Soc.，Faraday Trans.1，77，1953-1966(1981)和M.Tako and S.Nakamura，CarbohydrateResearch，180，277-284(1988)中找到，于此两者都用作为参考文献。通过使用离心力作用将液体分成小滴或颗粒，已开发出许多造粒的方法和装置。旋转式喷雾机在Spray Drying Handbook，K.Masters，fifthedition，Longman Scientific&Technical，Longman Group UK Limited文中被讨论，于此用作为参考文献。其它关于喷雾的相关参考有Atomizationand Sprays，A.Lefebvre，Hemisphere Publications，1989和LiquidAtomization，L.Bayvel and Z.Orzechowski Taylor and Francis，1993，于此两者都用作为参考文献。本专利技术使用的基础理论被知道为“喷雾凝结”其基于喷雾干燥原理，但是，其目的是凝结而不是干燥。基于传统乳状液制备琼脂糖珠粒的方法例如被描述于Studies on Structure and Properties ofAgarose，A.S.Medin，pH.D.Thesis，Uppsala，1995及“The Preparation ofAgarose Spheres for Chromatorgraphy of Molecules and Particles”Biochimica et Biophysica Acta，79，393-398(1964)中。用已知装置与方法制备的颗粒大小分布需要有额外的挑选分类步骤或程序来选择层析法所要求的均一大小颗粒。额外添加的挑选分类步骤导致更多费用。如果精确地控制决定颗粒大小分布因素和操作量，该额外费用是可避免的。不添加额外的挑选分类步骤，传统旋转喷雾技术或乳化技术制造的产品是不能用于颗粒大小分布必须很窄的应用领域中。例如，当在血液纯化应用中使用颗粒，必须避免小颗粒，因为小颗粒可能会被运载液体捕获而导致已纯化的物质的混染。当然窄颗粒大小分布可改善颗粒在许多应用(包括层析应用)的性能。会影响喷雾器轮子(atomizer wheels)产生的点滴大小因而影响颗粒大小的操作变量包括有旋转速度、轮的直径、轮的设计、原料流量、原料与空气的粘度、原料与空气的密度、以及原料的表面张力。颗粒经过的环境是重要的，以避免孔尺寸缩小。尤其是，对湿度和温度的控制可避免颗粒在聚合化和胶凝化(gelling)阶段期间变干燥。颗粒的干燥会缩小孔尺寸。希望的是，有一套以离心力作用方式制造颗粒的机器和方法以使得颗粒有一窄颗粒大小分布并且具有高的多孔性和高流速。对现有技术的装置和方法的详细研究之后确定出一些造成比较宽颗粒大小分布的可能因素。这样的因素包括有在轮子表面上的阻碍件，其可能会阻滞颗粒溶液的径向加速和在轮子表面上的黏附；对喷雾器轮子的温度控制的缺乏，其可能会导致原料粘度和颗粒结构的改变；以及在喷雾器轮子周边附近的不受控制气流形态，其可能会导致颗粒孪生——起因于颗粒在胶凝前的碰撞，和导致颗粒不希望的干燥——起因于它们从轮子下到收集液体的路径的改变。特别是，已发现，可以控制喷雾器轮子邻近区域的空气流动速度、温度、和湿度到足够精确度从而制造具有窄大小分布的颗粒。可由温度和湿度控制装置和一个含有一孔口因而部分地包围喷雾机的外壳组合来达到对温度和湿度的控制。本专利技术的装置和方法所制造的颗粒具有改良性质，其包括非常优良珠粒形状和用传统制造装置和方法不可能达到的更窄的大小分布。此装置和方法特别适合制造层析用的琼脂糖珠粒。根据第一主要方面，本专利技术提出一制造多孔聚合物颗粒的喷雾机(atomizer machine)，其包含a)一具有一边缘的喷雾器轮子，在其中，所述轮子可绕一轴线旋转；b)一用来将液体状态的聚合物散布到所述轮子上的配送器；c)一被置于喷雾器轮子下的捕获盘，其用来收集当所述喷雾器轮子旋转时聚合物从其边缘喷出所形成的聚合物颗粒；d)一外壳，其包围所述喷雾器轮子、所述配送器和所述捕获盘，所述外壳形成所述喷雾机器的一内部环境与所述喷雾机器的一外部环境之间的分隔壁；e)一隙缝，其位于所述外壳上面，容许在所述喷雾机器的内部环境与所述喷雾机器的外部环境之间气体交换。在一实施例中，所述的隙缝大小是可变化的。在一实施例中，所述外壳包括一周壁，其围绕所述喷雾器轮子、所述配送器及所述捕获盘；和一顶部件，其覆盖所述周壁。在一实施例中，所述的周壁通常是环状的。在一实施例中，所述隙缝沿所述周壁周向延伸。在一实施例中，所述周壁包括一上部和一下部，所述隙缝是形成在所述上部和所述下部之间。在一实施例中，所述的喷雾机器还包括一促动器，以便改变所述上部与所述下部彼此之间的相互位置，从而变化所述隙缝的尺寸大小。在一实施例中，所述促动器沿着所述轴线动作以便移动所述上部，从而变化所述隙缝的大小。在一实施例中，所述的喷雾机器包含包括一温度控制单元，以便调控所述内部环境的温度。在一实施例中，所述的喷雾机器包含包括一湿度控制单元，以便调控所述内部环境的湿度值。在一实施例中，所述温度控制单元包括下列单元中的至少一个一用于控制所述隙缝尺寸大小的单元，一用于控制所述配送器与轮子的温度的单元，一用于控制该捕获盘的温度值和水流速度的单元，至少有一阀门——其向该喷雾器轮子的周边附近、所述喷雾器轮子上面及所述外壳内供应至少一相应的蒸汽流，和至少有一蒸汽凝气阀——其用于除去所述内部环境中的水气并且防止水滴掉到所述喷雾器轮子上。在一实施例中，所述湿度控制单位包括下列单元中的至少一个一用于控制所述隙缝尺寸大小的单元，一用于控制所述配送器与轮子的温度的单元，一用于控制所述捕获盘的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用来制造多孔聚合物颗粒的喷雾机器，其包括： ａ）一具有一边缘的喷雾器轮子，在其中，所述轮子可绕一轴线旋转； ｂ）一用来将液体状态的聚合物散布到所述轮子上的配送器； ｃ）一被置于喷雾器轮子下的捕获盘，其用来收集当所述喷雾器轮子旋转时聚合物从其边缘喷出所形成的聚合物颗粒； ｄ）一外壳，其包围所述喷雾器轮子、所述配送器和所述捕获盘，所述外壳形成所述喷雾机器的一内部环境与所述喷雾机器的一外部环境之间的分隔壁； ｅ）一隙缝，其位于所述外壳上面，容许在所述喷雾机器的内部环境与所述喷雾机器的外部环境之间气体交换。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：巴里帕廷顿，何塞埃斯蒂尔，
申请(专利权)人：普罗米蒂克生物科学公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]