一种用于从液体混合物中分离目标分子的单程方法和装置制造方法及图纸

本文描述了一种通过使用模拟移动床体系（１０），从液体混合物中连续分离目标分子的单程模拟移动床装置和方法。所述模拟移动床体系包括以串联流体连通的多个滤筒模块（２１、２２、２３）。每一个滤筒模块包括一定量的邻近多孔基底层的固定相颗粒。固定相颗粒所述的量具有小于１厘米的层厚。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于从液体混合物中分离目标分子的单程方法和装置
技术介绍
本专利技术涉及通过使用包括多个滤筒模块的模拟移动床将目标分子 从液体混合物中分离的方法和装置。目标分子诸如例如生物大分子是活细胞的组分和产物，并包括例 如蛋白质、碳水化合物、类脂和核酸。这些物质的检测和量化以及分 离和纯化长期以来都是调查者的目标。从诊断上来讲，检测和量化是 重要的，例如，作为各种生理状况诸如疾病的指示。生物大分子的分 离和纯化对于治疗目的来讲是重要的，例如当将其给缺乏某种生物大 分子的患者服用时，或者当用作一些药剂的生物相容性载体和用于生 物医学研究中时。生物大分子诸如酶(其是一类能催化化学反应的蛋 白质)是工业上有用的，酶已被分离、纯化，并且随后被用于甜味剂、 抗生素，和多种有机化合物，诸如乙醇、乙酸、赖氨酸、天冬氨酸和 生物有用的产品，诸如抗体和类固醇的生产。在活的有机体内的天然状态下，这些生物大分子的结构和相应的生物活性一般来讲保持在相当窄的pH和离子强度范围内。因此，任何分离和纯化操作必须考虑这些因素以得到具有能量的处理后生物大 分子。色谱法是一种可以在生物产物混合物上进行的分离和纯化操作。 该技术基于在移动相(可以是气体或液体)和固定相之间溶质的交换。 该溶液混合物中各种溶质实现分离，是由于改变了每种溶质与固定相的结合交互作用；当受到移动相的离解和置换作用时，与交互作用不 太强的溶质相比，较强的结合交互作用一般导致较长的保持时间，从 而可以实现分离和纯化。当前的捕获或纯化色谱法是通过传统的柱色谱技术实现的。这些 技术在下游纯化中具有严重的瓶颈问题，因为使用这种技术的通过量 比较低。对于缓解这些问题的尝试包括增加色谱柱的直径，但这继而 会由于装柱有效性和再生性困难而面临挑战。较大的色谱柱直径还会 增加难以解决的涡流发生率。同样，在传统的色谱柱中，当检测到所 需要产物的漏过量高于某一水平时，所述吸收操作会被停止。这会引 起吸附介质的动态吸附或有效吸附容量将显著小于总吸附或静态吸附 容量。鉴于一些色谱树脂成本较高，那么这种有效性的縮减会导致严 重的经济后果。
技术实现思路
一般来讲，本专利技术涉及一种通过使用模拟移动床系统从液体混合 物中连续分离目标分子的模拟移动床装置和方法。该模拟移动床装置 包括串联流体连通中的多个滤筒模块。每个滤筒模块包括一定量的邻 近多孔基底层的固定相颗粒。这些固定相颗粒具有小于1厘米的层 厚。在一个实施例中，从溶液混合物中连续分离目标分子的单程方法 包括提供包括多个滤筒模块的模拟移动床装置；使包含目标分子的溶液混合物连续流过多个滤筒模块；将目标分子结合至一定量的固定 相颗粒以形成目标分子固定相颗粒产物；移去加载的滤筒模块，该 模块包含目标分子得自溶液混合物流的固定相颗粒产物；分离目标 分子，该目标分子得自目标分子在加载的滤筒中的固定相颗粒产物， 以形成分离的目标分子产物和再生的滤筒；以及将该再生的滤筒模块 加至溶液混合物流。每一个滤筒模块包括一定量的邻近多孔基底层的 固定相颗粒、滤筒模块入口和滤筒模块出口。这些固定相颗粒具有小 于1厘米的层厚。这些滤筒模块以串联流体连接。在另一个实施例中，用于从溶液混合物中连续分离目标分子的单程模拟移动床装置，其包括一个捕获区和一个回收区。该捕获区包括 多个串联连接的滤筒模块，包括第一个加载的滤筒模块和最后再生的 滤筒模块。第一个加载的滤筒模块被连接至溶液混合物进料源，最后 再生的滤筒模块被连接至目标分子耗尽的溶液混合物容器。每一个滤 筒模块包括一定量的邻近多孔基底层的能够与目标分子连接的固定相 颗粒、滤筒模块入口和滤筒模块出口。这些固定相颗粒具有小于1厘 米的层厚。滤筒模块出口还被连接至后续的下游滤筒模块的滤筒模块 入口。该回收区是在把加载的滤筒模块中的目标分子从一定量的固定 相颗粒分离出来以形成再生滤筒模块的区域。该回收区包括至少一个 滤筒模块。本专利技术的以上概述并不旨在描述本专利技术每个公开的实施例或每个 具体实施。随后的附图、具体描述和实例更具体地实例说明了这些实 施例。附图说明通过结合附图在下文中对本专利技术的各种实施例的具体描述，可以 更加充分地理解本专利技术，其中，图1是单程模拟移动床的示意性示例图表；图2是复合过滤介质的示意性剖视图；图3是示例性的过滤介质的透视图；图4是示例性的圆柱形折叠过滤元件的透视图；和图5是圆柱形滤筒的透视图。本专利技术有各种更改及替代形式，其细节通过附图中的例子已示出 并且将会作详细说明。应当理解，本专利技术不局限于所述的具体实施例。 相反，本专利技术的目的在于覆盖属于本专利技术的精神和范围内的所有修改、 等同物及替代形式。具体实施方式对于以下给出的术语定义，其目的在于以这些定义为准，除非在 权利要求中或在本说明书中另外给出了不同的定义。术语"过滤层"或"多孔基底层"是指片状机织物或非织造材料， 可包含一个或多个独立的层，这些层可被合并以提供一个单一层，平均孔径可大于1微米并且最多50微米。术语"复合过滤介质"是指包含一层位于其上游面的固定相颗粒的过滤层；该介质可在最多0.25兆帕(MPa)的滤筒压力下维持至少 0.01cm/min的流速。术语"过滤元件"是指成形用作流体通道的复合过滤介质。术语"滤筒"是指死端过滤装置，其形状优选为圆柱形。术语"滤筒壳体"是指用于滤筒的支撑结构。术语"分离过滤组件"是指包含死端滤筒的壳体，该滤筒包括复 合过滤介质，加载的固定相颗粒位于其上游面之上。术语"死端过滤器"或"死端过滤装置"是指过滤元件，其中100% 的所述流体流经该过滤器。术语"流速"是指液体流过过滤元件的速度并且等于除以过滤层 表面积的流量。依此所述，液体流的流动可以被表征并且不依赖于过 滤层的尺寸。流速也会促成经过过滤器的压降，即流速增加一般来讲 意味着系统压力的增加。在商业滤筒应用中，理想的是提供最小尺寸 的过滤器，该过滤器会处理最大量的液流。因此，流速最好可以通过 增加流量而增加。术语"固定相颗粒"是指不溶性颗粒，该颗粒可与溶液混合物中 所关注的目标分子形成结合缔合作用。具体的结合缔合作用可包括-吸附、离子交换、疏水、以及亲和力交互作用。术语"目标分子"是指一种或多种化学物质，为此，本文所述模 拟移动床装置被设计成可从液体进料流或溶液混合物进料流中分离出 这样的物质。目标分子可包括例如，药物类；生物大分子，诸如蛋 白质和抗体(单克隆或多克隆)、由细菌、酵母、哺乳动物、植物或 昆虫细胞表达的DNA和RNA;矿物质；和人造化学物质，诸如例如 合成小有机分子、肽和多肽，低聚糖、和糖改性的蛋白质。在一些实 施例中，该目标分子可以是一种或多种杂质或废物，包括蛋白质；无 机物，诸如金属、金属离子或离子，诸如碳酸根离子、硫酸根离子、 氧化物、磷酸根离子、碳酸氢根离子、和其它在工业、住宅和生物进 料流中常见的离子；小的有机分子，诸如包含但不限于染料、杀虫剂、 肥料、添加剂和稳定剂的那些；处理副产品和污染物质；DNA、 RNA、 磷脂、病毒、或其它来自生命过程的细胞碎片。在另一个实施例中， 被滤去的配体，诸如例如来自上游亲合性分离过程的蛋白质A也可以 是目标分子。在其它实施例中，例如，通过吸附或酶促反应，可将本 文所述的模仿移动床装置用于移除垃圾或饮用水中的各种化学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从溶液混合物连续分离目标分子的单程方法，其包括以下步骤：　　　　提供包括多个滤筒模块的模拟移动床装置，每个滤筒模块包含一定量的邻近多孔基底层的固定相颗粒，所述量的固定相颗粒具有小于１厘米的层厚，每个滤筒模块具有滤筒模块入口和滤筒模块出口，所述多个滤筒模块以串联流体连接；　　　　使包含目标分子的溶液混合物连续流过所述的多个滤筒模块；　　　　将所述目标分子结合到所述量的固定相颗粒上以形成目标分子：固定相颗粒产物；　　　　将加载的滤筒模块移除，所述滤筒模块包含所述目标分子：得自所述溶液混合物流的固定相颗粒产品；　　　　分离所述目标分子：得自所述加载的滤筒的固定相颗粒产品，以形成分离的目标分子产物和再生滤筒；并且　　　　将所述再生滤筒模块加至所述溶液混合物流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯利J吉本斯，中村雅之，凯南塞沙德里，安德鲁W拉宾斯，拉里J卡森，小罗伯特T菲茨西蒙斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]