纵向梯度色谱柱制造技术

离子交换色谱柱含有离子交换固定相，其包括带电基底、多个第一颗粒和多个第二颗粒。所述多个第一颗粒各自包括第一离子交换基团，并且所述第一颗粒以离子方式结合到所述带电基底。所述多个第二颗粒各自包括第二离子交换基团，并且所述第二颗粒以离子方式结合到所述带电基底。所述第一颗粒具有第一离子交换基团密度，并且所述第二颗粒具有第二离子交换基团密度。所述第一离子交换基团密度大于所述第二离子交换基团密度。所述离子交换色谱柱具有串联连接的多个区，其中每个区可具有从入口区到出口区不同水平的第一离子交换基团和第二离子交换基团。

【技术实现步骤摘要】
纵向梯度色谱柱
本专利技术大体上涉及具有不均匀分布离子交换位点的色谱柱，所述离子交换位点用于如分离包括离子的样品的应用。
技术介绍
色谱法是一种广泛使用的用于分子的化学分析和分离的分析技术。色谱法涉及使一种或多种分析物物种与存在于样品中的其它基质组分分离。通常选择色谱柱的固定相，使得与分析物存在相互作用。固定相是保持固定在色谱柱内部的材料。此类与固定相的相互作用可以是离子性的、亲水性的、疏水性的或其组合。例如，固定相可以用离子部分衍生，所述离子部分理想上将以不同亲和力水平结合到离子分析物和基质组分。移动相渗透通过固定相并且与分析物和基质组分竞争结合到离子部分。流动相或洗脱液是用于描述泵送通过色谱柱的液体溶剂或缓冲溶液的术语。在此竞争期间，分析物和基质组分将随时间的变化从固定相洗脱，且接着随后在检测器处被检测。一些典型检测器的实例是电导率检测器、UV-VIS分光光度计和质谱仪。多年来，色谱法已经发展成一种强大的分析工具，所述分析工具对于创造更健康的、更清洁的且更安全的环境是有用的，其中可以分离和分析复杂的样品混合物以用于各种行业，如水质、环境监测、食品分析、制药以及生物技术。申请人认为，有必要产生提供具有改进效率和较窄半高峰宽的色谱峰的色谱柱。
技术实现思路
离子交换色谱柱的第一实施例含有离子交换固定相，其包括带电基底、多个第一颗粒和多个第二颗粒。所述多个第一颗粒各自包括第一离子交换基团，并且所述第一颗粒以离子方式结合到所述带电基底。所述多个第二颗粒各自包括第二离子交换基团，并且所述第二颗粒以离子方式结合到所述带电基底。所述第一颗粒具有第一离子交换基团密度，并且所述第二颗粒具有第二离子交换基团密度。所述第一离子交换基团密度大于所述第二离子交换基团密度。所述第一离子交换基团和所述第二离子交换基团都具有相同极性的净电荷。所述离子交换色谱柱具有串联连接的多个区，其中所述区的数目在约二至约十的范围内。每个区包括入口区和出口区。从所述入口区到所述色谱柱的入口的距离小于从所述出口区到所述色谱柱的入口的距离。从所述出口区到所述色谱柱的出口的距离小于从所述入口区到所述色谱柱的出口的距离。所述第一颗粒以初始第一颗粒浓度在所述入口区处结合到所述带电基底，并且结合到所述带电基底的所述第一颗粒的浓度从所述入口区朝向所述出口区以线性方式减小以形成在所述出口区处结合到所述带电基底的最终第一颗粒浓度。所述第二颗粒以初始第二颗粒浓度在所述入口区处结合到所述带电基底，并且结合到所述带电基底的所述第二颗粒的浓度从所述入口区朝向所述出口区以线性方式增加以形成在所述出口区处结合到所述带电基底的最终第二颗粒浓度。离子交换色谱柱的第二实施例含有离子交换固定相，其包括带电基底、多个第一颗粒和多个第二颗粒。所述多个第一颗粒各自包括离子交换基团，并且第一颗粒以离子方式结合到所述带电基底。所述多个第二颗粒各自包括离子交换基团，并且所述第二颗粒以离子方式结合到所述带电基底。所述第一颗粒具有第一离子交换基团密度，并且所述第二颗粒具有第二离子交换基团密度。所述第一离子交换基团密度大于所述第二离子交换基团密度。所述第一离子交换基团和所述第二离子交换基团都具有相同极性的净电荷。所述第一颗粒以初始第一颗粒浓度在所述色谱柱的入口处结合到所述带电基底，并且结合到所述带电基底的所述第一颗粒的浓度从所述入口朝向所述出口以线性方式减小以形成结合到所述带电基底的最终第一颗粒浓度。所述第二颗粒以初始第二颗粒浓度在所述入口处结合到所述带电基底，并且结合到所述带电基底的所述第二颗粒的浓度从所述入口朝向所述出口以线性方式增加以形成结合到所述带电基底的最终第二颗粒浓度。离子交换色谱柱的第三实施例含有离子交换固定相。离子交换固定相通过包括以下步骤的方法形成：用多个处理循环处理色谱柱中所含的带电基底。每个处理循环包括使第一溶液和第二溶液的混合物流动到色谱柱的入口中。所述第一溶液含有多个第一颗粒并且所述第二溶液含有多个第二颗粒。所述第一颗粒包括处于第一离子交换基团密度的第一离子交换基团，并且所述第二颗粒包括处于第二离子交换基团密度的第二离子交换基团。所述第一离子交换基团和所述第二离子交换基团具有相同极性的净电荷。所述混合物在所述处理循环开始时处于初始第一颗粒浓度，并且在所述处理循环结束时减小至最终第一颗粒浓度，并且所述混合物在所述处理循环开始时处于初始第二颗粒浓度，并且在所述处理循环结束时增加至最终第二颗粒浓度。所述带电基底具有与a)所述第一颗粒的电荷和b)所述第二颗粒的电荷相反的电荷。所述第一离子交换基团密度大于所述第二离子交换基团密度。关于第一、第二或第三实施例，所述带电基底包括多个具有负电荷的交联二乙烯基苯和乙基乙烯基苯颗粒，其中所述颗粒的至少一个表面包括磺酸根基团。关于第一、第二或第三实施例，所述第一颗粒可具有30nm至60nm范围内的直径，并且所述第二颗粒可具有30nm至60nm范围内的直径。带负电荷基底可以呈颗粒的形式并且具有4微米至7微米范围内的直径。关于第一、第二或第三实施例，所述第二离子交换基团密度在所述第一离子交换密度的约10％至约50％的范围内。关于第一、第二或第三实施例，所述最终第一颗粒浓度和所述初始第二浓度均约为零。关于第一、第二或第三实施例，所述最终第一浓度是所述初始第一浓度的约10％或更小，并且初始第二颗粒浓度是所述最终第二颗粒浓度的约10％或更小。关于第一、第二或第三实施例，第一颗粒和第二颗粒的离子交换基团各自独立地选自由以下组成的组：伯胺、仲胺、叔胺、季胺和其组合。或者，所述第一颗粒和所述第二颗粒的离子交换基团各自独立地选自由以下组成的群组：磺酸根、羧酸根和其组合。关于第一、第二或第三实施例，所述第一颗粒和所述第二颗粒各自包括季胺。关于第一、第二或第三实施例，所述第二颗粒各自还包括两性离子基团。关于第一、第二或第三实施例，所述第一颗粒和所述第二颗粒各自以离子方式结合到所述带电基底。关于第三实施例，处理循环的数目为一。关于第三实施例，处理循环的数目在约二至约十的范围内。关于第三实施例，每个处理循环可具有约1分钟至约20分钟范围内的持续时间。关于第三实施例，每个处理循环可具有约10分钟至约20分钟范围内的持续时间。关于第三实施例，所述方法还包括使所述第一溶液流动到混合器中并且使所述第二溶液流动到所述混合器中以形成混合物，之后使所述混合物流动到所述色谱柱的入口中。关于第三实施例，所述方法还包括计算用于使所述第一溶液或所述第二溶液流动的穿透体积。流动到所述色谱柱的入口的所述第一溶液和所述第二溶液的所述混合物具有用于一个处理循环的体积。每个处理循环的体积乘以处理循环的数目等于所述穿透体积。关于以上实施例中的任一个，所述第一离子交换基团和所述第二离子交换基团是阴离子交换基团，并且相同极性的净电荷是正性。使用以上实施例中所描述的任何色谱柱的方法包括使洗脱液流过所述色谱柱，将样品注射到所述色谱柱中，和用检测器测量从所述色谱柱洗脱的一种或多种分析物。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子交换色谱柱，其含有离子交换固定相，所述离子交换固定相包含：/na)带电基底；/nb)多个第一颗粒，其各自包括第一离子交换基团并且所述第一颗粒以离子方式结合到所述带电基底，所述第一颗粒具有第一离子交换基团密度；以及/nc)多个第二颗粒，其各自包括第二离子交换基团并且所述第二颗粒以离子方式结合到所述带电基底，所述第二颗粒具有第二离子交换基团密度，其中所述第一离子交换基团密度大于所述第二离子交换基团密度，其中所述第一离子交换基团和所述第二离子交换基团都具有相同极性的净电荷，/n其中所述离子交换色谱柱具有串联连接的多个区，所述区的数目在约二至约十的范围内，每个区包含：/ni)入口区；和/nii)出口区；/n从所述入口区到所述色谱柱的入口的距离小于从所述出口区到所述色谱柱的所述入口的距离，并且/n从所述出口区到所述色谱柱的出口的距离小于从所述入口区到所述色谱柱的所述出口的距离，/n其中所述第一颗粒以初始第一颗粒浓度在所述入口区处结合到所述带电基底，并且结合到所述带电基底的所述第一颗粒的浓度从所述入口区朝向所述出口区以线性方式减小以形成在所述出口区处结合到所述带电基底的最终第一颗粒浓度，/n其中所述第二颗粒以初始第二颗粒浓度在所述入口区处结合到所述带电基底，并且结合到所述带电基底的所述第二颗粒的浓度从所述入口区朝向所述出口区以线性方式增加以形成在所述出口区处结合到所述带电基底的最终第二颗粒浓度。/n...

【技术特征摘要】
20191104 US 16/673,8811.一种离子交换色谱柱，其含有离子交换固定相，所述离子交换固定相包含：
a)带电基底；
b)多个第一颗粒，其各自包括第一离子交换基团并且所述第一颗粒以离子方式结合到所述带电基底，所述第一颗粒具有第一离子交换基团密度；以及
c)多个第二颗粒，其各自包括第二离子交换基团并且所述第二颗粒以离子方式结合到所述带电基底，所述第二颗粒具有第二离子交换基团密度，其中所述第一离子交换基团密度大于所述第二离子交换基团密度，其中所述第一离子交换基团和所述第二离子交换基团都具有相同极性的净电荷，
其中所述离子交换色谱柱具有串联连接的多个区，所述区的数目在约二至约十的范围内，每个区包含：
i)入口区；和
ii)出口区；
从所述入口区到所述色谱柱的入口的距离小于从所述出口区到所述色谱柱的所述入口的距离，并且
从所述出口区到所述色谱柱的出口的距离小于从所述入口区到所述色谱柱的所述出口的距离，
其中所述第一颗粒以初始第一颗粒浓度在所述入口区处结合到所述带电基底，并且结合到所述带电基底的所述第一颗粒的浓度从所述入口区朝向所述出口区以线性方式减小以形成在所述出口区处结合到所述带电基底的最终第一颗粒浓度，
其中所述第二颗粒以初始第二颗粒浓度在所述入口区处结合到所述带电基底，并且结合到所述带电基底的所述第二颗粒的浓度从所述入口区朝向所述出口区以线性方式增加以形成在所述出口区处结合到所述带电基底的最终第二颗粒浓度。


2.根据权利要求1所述的离子交换色谱柱，其中所述带电基底包含多个具有负电荷的交联的二乙烯基苯和乙基乙烯基苯颗粒，其中所述颗粒的至少一个表面包括磺酸根基团。


3.根据权利要求1所述的离子交换色谱柱，其中所述第一颗粒具有30nm至100nm范围内的直径，并且所述第二颗粒具有30nm至100nm范围内的直径。


4.根据权利要求1所述的离子交换色谱柱，其中所述第二离子交换基团密度在所述第一离子交换基团密度的约10％至约50％的范围内。


5.根据权利要求1所述的离子交换色谱柱，其中所述最终第一颗粒浓度和所述初始第二浓度均约为零。


6.根据权利要求1所述的离子交换色谱柱，其中所述最终第一浓度为所述初始第一浓度的约10％或更小，并且所述初始第二颗粒浓度为所述最终第二颗粒浓度的约10％或更小。


7.根据权利要求1所述的离子交换色谱柱，其中所述第一颗粒和所述第二颗粒的所述离子交换基团各自独立地选自由以下组成的群组：伯胺、仲胺、叔胺、季胺和其组合。


8.根据权利要求1所述的离子交换色谱柱，其中所述第一颗粒和所述第二颗粒各自包含季胺。


9.根据权利要求1所述的离子交换色谱柱，其中所述第一颗粒和所述第二颗粒各自以离子方式结合到所述带电基底。


10.一种离子交换色谱柱，其含有离子交换固定相，所述离子交换固定相包含：
a)带电基底；
b)多个第一颗粒，其各自包括离子交换基团并且所述第一颗粒以离子方式结合到所述带电基底，所述第一颗粒具有第一离子交换基团密度；以及
c)多个第二颗粒，其各自包括离子交换基团并且所述第二颗粒以离子方式结合到所述带电基底，所述第二颗粒具有第二离子交换基团密度，其中所述第一离子交换基团密度大于所述第二离子交换基团密度，其中所述第一离子交换基团和所述第二离子交换基团都具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·A·波尔，
申请(专利权)人：戴安公司，
类型：发明
国别省市：美国;US