色譜介質(zhì)和裝置的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】色譜介質(zhì)和裝置 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及色譜介質(zhì)和包括色譜介質(zhì)的色譜裝置、制造色譜裝置的方法、和使用 色譜裝置的方法。
[0002] 發(fā)明背景 本領(lǐng)域中需要提高色譜操作中的生產(chǎn)率和處理效率。
[0003] 發(fā)明概述 本發(fā)明通過(guò)引入色譜介質(zhì)和包括此類(lèi)色譜介質(zhì)的色譜裝置解決上文討論的一些困難 和問(wèn)題。由于超越常規(guī)色譜操作的一個(gè)或多個(gè)以下的優(yōu)點(diǎn)，所公開(kāi)的色譜裝置能夠獲得更 有效、更高產(chǎn)和/或更環(huán)境友好的色譜操作：消除使用者的裝置裝填步驟；消除原位清潔 (CIP)步驟；消除使用氫氧化鈉溶液的原位清潔（CIP)步驟；消除使用者的任何校驗(yàn)步驟； 和包括可生物降解材料的色譜裝置的使用。
[0004] 在一種示例性實(shí)施方案中，本發(fā)明的色譜介質(zhì)包括多孔無(wú)機(jī)顆粒，其具有官能化 表面并具有至少約300埃（A)，或至少約300 A最多至約3000 A的中值孔徑。所述多孔無(wú) 機(jī)顆?？梢跃哂兄辽偌s400 A (或至少約500 A ;或至少約600 A ;或至少約700 A ;或至少 約800 A ;或大于約1000 A)的中值孔徑。在另一種示例性實(shí)施方案中，所述無(wú)機(jī)顆粒可以 具有至少約20 m2/g，或至少約25 m2/g，或約30 m2/g，至多約2000 m2/g的BET表面積。所 述無(wú)機(jī)顆?？梢跃哂兄辽偌s20 m2/g，或至少約25 m2/g，至少約30 m2/g，或至少約35 m2/g 的BET表面積。所述無(wú)機(jī)顆?？梢跃哂兄辽偌s0. 8,至少約0. 9,至少約1. 0,或至少約I. 1 的孔徑分布相對(duì)跨度。所述無(wú)機(jī)顆粒可以具有至少約〇. 8,至少約0. 9,至少約1. 0,或至少 約1. 1，最高約2. 0的孔徑分布相對(duì)跨度。在另一種實(shí)施方案中，所述顆?？梢跃哂邪?至少一種分子量為至少約300 g/mol，或至少約400 g/mol，或至少約500 g/mol，最多至約 500, 000 g/mol的分子的官能化表面。在另一種實(shí)施方案中，所述顆粒可以包括基于所述 顆?？傊亓坑?jì)的純度為至少約93重量％ SiO2，或至少約93重量％ SiO2，至少約94重量％ SiO2，至少約95重量％Si02，至少約96重量％ SiO2，至少約97重量％ SiO2，或至少約98重 量％ SiO2最多至100重量％Si02的二氧化硅。
[0005] 本發(fā)明還涉及制備色譜介質(zhì)或載體的方法。在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，所述介 質(zhì)設(shè)計(jì)成通過(guò)使用不僅用于親和色譜法還用于離子交換、疏水相互作用等的不可壓縮的無(wú) 機(jī)樹(shù)脂來(lái)提高生產(chǎn)量。在一種示例性方法中，所述制備色譜介質(zhì)的方法包括處理多孔無(wú)機(jī) 顆粒以在其上形成官能化表面，其中所述多孔無(wú)機(jī)顆粒具有至少約300埃（A)，或至少約 300 A最多至約3000 A的中值孔徑。所述多孔無(wú)機(jī)顆?？梢跃哂兄辽偌s400 A (或至少 約500 A ;或至少約600 A ;或至少約700 A ;或至少約800 A ;或大于約1000 A)，最多至約 6000 A的中值孔徑。在另一種示例性實(shí)施方案中，所述無(wú)機(jī)顆?？梢跃哂兄辽偌s20 m2/g， 或至少約25 m2/g，或約30 m2/g，至多約2000 m2/g的BET表面積。所述無(wú)機(jī)顆?？梢跃哂?至少約20 m2/g，或至少約25 m2/g，至少約30 m2/g，至少約35 m2/g，最多約150 m2/g的BET 表面積。所述無(wú)機(jī)顆?？梢跃哂兄辽偌s0. 8,至少約0. 9,至少約1. 0,或至少約I. 1的孔徑 分布相對(duì)跨度。所述無(wú)機(jī)顆粒可以具有至少約0. 8,至少約0. 9,至少約1. 0,或至少約1. 1， 最高約2. O的孔徑分布相對(duì)跨度。在另一種實(shí)施方案中，所述顆?？梢跃哂邪辽僖环N 分子量為至少約300 8/111〇1，或至少約400 8/1]1〇1，或至少約500 8/1]1〇1，最多至約500,000 g/mol的分子的官能化表面。在另一種實(shí)施方案中，所述顆?？梢园ɑ谒鲱w?？傊亓?計(jì)的純度為至少約93重量％ SiO2，或至少約93重量％ SiO2，至少約94重量％ SiO2，至少約 95重量％ SiO2，至少約96重量％ SiO2，至少約97重量％ SiO2，或至少約98重量％ SiO2最 多至100重量％ SiO2的二氧化硅。
[0006] 在另一種示例性實(shí)施方案中，本發(fā)明的色譜裝置包括殼體；和位于該殼體內(nèi)的多 孔無(wú)機(jī)顆粒；所述多孔無(wú)機(jī)顆粒具有官能化表面并具有至少約300埃（A)，或至少約300 A 最多至約6000 A的中值孔徑。所述多孔無(wú)機(jī)顆?？梢跃哂兄辽偌s400 A (或至少約500 A ; 或至少約600 A ;或至少約700 A ;或至少約1000 A ;或至少約2000 A，或至少約3000 A，或 至少約4000 A)，最多至約6000 A的中值孔徑。在另一種示例性實(shí)施方案中，所述無(wú)機(jī)顆粒 可以具有至少約20 m2/g，或至少約25 m2/g，或約30 m2/g，至多約2000 m2/g的BET表面積。 所述無(wú)機(jī)顆?？梢跃哂兄辽偌s20 m2/g，或至少約25 m2/g，至少約30 m2/g，或至少約35 m2/ g，最多約150 m2/g的BET表面積。所述無(wú)機(jī)顆?？梢跃哂兄辽偌s0. 8,至少約0. 9,至少約 1. 0,或至少約I. 1的孔徑分布相對(duì)跨度。所述無(wú)機(jī)顆粒可以具有至少約0. 8,至少約0. 9,至 少約1. 0,或至少約1. 1，最高約2. 0的孔徑分布相對(duì)跨度。在另一種實(shí)施方案中，所述顆粒 可以具有包含至少一種分子量為至少約300 g/mol，或至少約400 g/mol，或至少約500 g/ mol，最多至約500, 000 g/mol的分子的官能化表面。在另一種實(shí)施方案中，所述顆?？梢园?括基于所述顆?？傊亓坑?jì)的純度為至少約93重量％ SiO2，或至少約93重量％ SiO2，至少約 94重量％ SiO2，至少約95重量％ SiO2，至少約96重量％ SiO2，至少約97重量％ SiO2，或至 少約98重量％ SiO2，最多至100重量％ SiO2的二氧化硅。所述柱殼體可以從聚合物材料、 金屬材料、玻璃材料、陶瓷材料、或其復(fù)合材料成型，并且期望地，從可生物降解的聚合物材 料成型。
[0007] 本發(fā)明還涉及制造色譜裝置的方法。在一種示例性方法中，制造色譜裝置的方法 包括將多孔無(wú)機(jī)顆粒引入到殼體中，其中所述多孔無(wú)機(jī)顆粒具有官能化表面和至少約300 埃（A)，或至少約300 A最多至約6000 A的中值孔徑。所述多孔無(wú)機(jī)顆?？梢跃哂兄辽偌s 400 A (或至少約500 A ;或至少約600 A ;或至少約700 A ;或至少約800 A ;或大于約1000 A ;或至少約2000 A，或至少約3000 A，或至少約4000 A)，最多至約6000 A的中值孔徑。在 另一種示例性實(shí)施方案中，所述無(wú)機(jī)顆粒可以具有至少約20 m2/g，或至少約25 m2/g，或約 30 m2/g，至多約2000 m2/g的BET表面積。所述無(wú)機(jī)顆?？梢跃哂兄辽偌s20 m2/g，或至少 約25 m2/g，至少約30 m2/g，或至少約35 m2/g，最多約150 m2/g的BET表面積。所述無(wú)機(jī) 顆?？梢跃哂兄辽偌s〇. 8,至少約0. 9,至少約1. 0,或至少約I. 1的孔徑分布相對(duì)跨度。所 述無(wú)機(jī)顆粒可以具有至少約〇. 8,至少約0. 9,至少約1. 0,或至少約1. 1，最高約2. 0的孔徑 分布相對(duì)跨度。在另一種實(shí)施方案中，所述顆?？梢跃哂邪辽僖环N分子量為至少約300 g/mol，或至少約400 g/mol，或至少約500 g/mol，最多至約500, 000 g/mol的分子的官能化 表面。在另一種實(shí)施方案中，所述顆?？梢园ɑ谒鲱w粒總重量計(jì)的純度為至少約93 重量％ SiO2，或至少約93重量％ SiO2，至少約94重量％ SiO2，至少約95重量％ SiO2，至少 約96重量％ SiO2，至少約97重量％ SiO2，或至少約98重量％ SiO2最多至100重量％ SiO2 的二氧化硅。在制備色譜柱的一些方法中，所述方法包括將多孔無(wú)機(jī)顆粒引入到從聚合物 材料、金屬材料、玻璃材料、陶瓷材料、或其復(fù)合材料(期望地，可生物降解的聚合物材料）成 型的柱殼體中。
[0008] 本發(fā)明進(jìn)一步涉及使用色譜裝置的方法。在使用色譜裝置的一種示例性方法中， 所述方法包括將所述色譜裝置布置在色譜系統(tǒng)的操作位置內(nèi)；和通過(guò)色譜裝置處理流體。 在一些實(shí)施方案中，所述方法包括當(dāng)處于色譜系統(tǒng)的操作位置中時(shí)，通過(guò)色譜裝置處理包 含一種或多種生物分子的流體。例如，所述流體可以包含蛋白質(zhì)、肽、寡核苷酸、或其任何組 合。
[0009] 本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu)點(diǎn)在評(píng)析后文的所公開(kāi)的實(shí)施方案的詳細(xì)描述和 所附權(quán)利要求書(shū)之后將變得明顯。
[0010] 附圖簡(jiǎn)述 本發(fā)明參考所附的附圖進(jìn)一步進(jìn)行描述，其中： 圖1描繪了本發(fā)明的示例性色譜裝置的視圖； 圖2描述了圖1中所示的包括色譜柱的示例性色譜系統(tǒng)的視圖； 圖3描繪了本發(fā)明的色譜介質(zhì)的示例性實(shí)施方案的孔徑分布圖； 圖4描繪了本發(fā)明的色譜介質(zhì)的示例性實(shí)施方案的反應(yīng)方案； 圖5描繪了本發(fā)明的色譜介質(zhì)的示例性實(shí)施方案的反應(yīng)方案； 圖6描繪了本發(fā)明的色譜介質(zhì)的示例性實(shí)施方案的反應(yīng)方案； 圖7描繪了本發(fā)明的色譜介質(zhì)的示例性實(shí)施方案的反應(yīng)方案； 圖8描繪了本發(fā)明的色譜介質(zhì)的示例性實(shí)施方案的反應(yīng)方案； 圖9描繪了用于制備本發(fā)明的色譜介質(zhì)的示例性實(shí)施方案的反應(yīng)方案； 圖10描繪了用于制備本發(fā)明的色譜介質(zhì)的示例性實(shí)施方案的反應(yīng)方案。
[0011] 發(fā)明詳述 為了促進(jìn)理解本發(fā)明的原理，后文為本發(fā)明的具體實(shí)施方案的描述，并使用特定語(yǔ)言 描述具體實(shí)施方案。然而，要理解的是并非意在通過(guò)使用特定語(yǔ)言限定本發(fā)明的范圍。變 化、其它改變、和所討論的本發(fā)明原理的此類(lèi)進(jìn)一步應(yīng)用預(yù)期為本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù) 人員常規(guī)理解的。
[0012] 必須注意如本文和所附權(quán)利要求中所使用的，單數(shù)形式"一"、"一個(gè)/種"和"該" 包括復(fù)數(shù)指示物，除非上下文以另外的方式清楚地指明。因此，例如提及"一個(gè)/種氧化物" 包括多個(gè)/種此類(lèi)氧化物，并且提及"氧化物"包括提及一種或多種氧化物和本領(lǐng)域技術(shù)人 員已知的其等同物等。
[0013] 描述本公開(kāi)的實(shí)施方案中使用的"約"修飾的，例如組合物中的成分、濃度、體積、 處理溫度、處理時(shí)間、回收率或產(chǎn)率、流速、和類(lèi)似值的量和其范圍是指可以通過(guò)如下過(guò)程 發(fā)生的數(shù)值數(shù)量的變化：例如通過(guò)典型的測(cè)量和處理程序；通過(guò)這些程序中疏忽的錯(cuò)誤； 通過(guò)用于進(jìn)行所述方法的成分中差別；和類(lèi)似的近似考慮。術(shù)語(yǔ)"約"還包括由于具有特定 初始濃度的配制品或混合物的老化導(dǎo)致不同的量，和由于混合或處理采用特定的初始濃度 的配制品或混合物導(dǎo)致不同的量。無(wú)論是否由術(shù)語(yǔ)"約"修飾，所附的權(quán)利要求包括這些量 的等價(jià)值。
[0014] 本文中使用的術(shù)語(yǔ)"生物分子"是指由活體產(chǎn)生的任何分子，包括大分子如蛋白 質(zhì)、多糖、脂質(zhì)、和核酸；和小分子例如原生代謝物、次生代謝物、和天然產(chǎn)物。生物分子的實(shí) 例包括細(xì)胞和細(xì)胞碎片；抗體；蛋白質(zhì)和肽；核酸，例如DNA和RNA ;內(nèi)毒素；病毒；疫苗等。 生物分子的其它實(shí)例包括在WO 2002/074791和U. S. 5, 451，660中敘述的那些。
[0015] 如本文使用的，"無(wú)機(jī)氧化物"定義為二元氧化合物，其中所述無(wú)機(jī)組分為陽(yáng)離子， 所述氧化物為陰離子。所述無(wú)機(jī)材料包括可以也包括準(zhǔn)金屬的金屬。金屬包括在元素周期 表上從硼到釙畫(huà)出的對(duì)角線(xiàn)左側(cè)的那些元素。準(zhǔn)金屬或半金屬包括在該線(xiàn)右側(cè)的那些元 素。無(wú)機(jī)氧化物的實(shí)例包括二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯等，和其混合物。
[0016] 如本文使用的，"多孔無(wú)機(jī)顆粒"包括由無(wú)機(jī)材料、或無(wú)機(jī)材料(例如金屬、半金屬、 和它們的合金；陶瓷，包括無(wú)機(jī)氧化物等）和有機(jī)材料(例如有機(jī)聚合物）的組合，例如復(fù)合 材料(其在性質(zhì)上為多相或均相的）構(gòu)成的顆粒。例如，多相復(fù)合材料僅包括材料、層狀材 料、核-殼等的混合物。均相復(fù)合材料的實(shí)例包括合金、有機(jī)-無(wú)機(jī)聚合物雜化材料等。所 述顆?？梢詾槎喾N不同的對(duì)稱(chēng)的、不對(duì)稱(chēng)的或不規(guī)則形狀，包括鏈、棒或板條狀。所述顆粒 可以具有不同的結(jié)構(gòu)，包括無(wú)定形或結(jié)晶等。所述顆?？梢园ò煌M成、尺寸、形狀 或物理結(jié)構(gòu)的顆粒的混合物，或除了不同的表面處理之外是相同的那些。在較小顆粒團(tuán)聚 形成較大顆粒的情況下，所述顆粒的孔隙可以為顆粒內(nèi)的或顆粒間的。在一種示例性實(shí)施 方案中，所述顆粒由無(wú)機(jī)材料例如無(wú)機(jī)氧化物、硫化物、氫氧化物、碳酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽 等構(gòu)成，但優(yōu)選為無(wú)機(jī)氧化物。其可以經(jīng)由任何已知方法形成，包括但不限于溶液聚合例如 用于形成膠體顆粒、連續(xù)火焰水解例如用于形成熔融顆粒、凝膠化例如用于形成膠凝顆粒、 沉淀、噴霧、模板、溶膠-凝膠法等。
[0017] 如本文使用的，術(shù)語(yǔ)"有序多孔材料"是指具有結(jié)構(gòu)次序的多孔顆粒，所述次序具 有非常窄的孔徑分布從而使該孔徑分布具有如本文定義的小于0. 5的相對(duì)跨度。
[0018] 如本文使用的，術(shù)語(yǔ)"無(wú)序多孔材料"是指具有不均勻的孔徑分布（即，在性質(zhì)上為 多峰的非常寬的孔徑分布）從而使該孔徑分布具有如本文定義的大于0. 5的相對(duì)跨度的多 孔顆粒。
[0019] 如本文使用的，術(shù)語(yǔ)"官能化表面"是指已經(jīng)通過(guò)與官能化合物的反應(yīng)以改變至少 一部分所述顆粒表面(包括所述顆粒外部部分上的表面區(qū)域和/或內(nèi)孔的表面區(qū)域）的潤(rùn) 濕性或選擇性來(lái)表面改性的無(wú)機(jī)顆粒。所述官能化的表面可以用于形成鍵合相(共價(jià)鍵合 或離子鍵合)、涂布表面(例如，反相C18鍵合的)、包層表面(例如，如EP6中的碳包層)、聚合 表面(例如，離子交換)、固有表面(例如，無(wú)機(jī)/有機(jī)雜化材料)等。例如，通過(guò)共價(jià)鍵合硅烷 至無(wú)機(jī)表面(例如，C4,