專利名稱：制備液體混合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體混合物的制備，更特別地，本發(fā)明涉及混合液體流(例如具有預(yù)定特性的緩沖液流)的制備。
背景技術(shù)：
在許多工業(yè)方法中，重要的是得到具有精確已知的組成和/或其它特性的液體，所述特性例如pH、離子強度、粘度、密度等。進一步地，通常液體的組成不僅應(yīng)在每一時刻精確已知并且可控，而且還應(yīng)以精確和受控的方式隨著時間而變化。這樣的液體通常通過將兩種或更多種液體彼此混合或共混而得到，通常使用共混系統(tǒng)，通常為現(xiàn)場共混系統(tǒng)(on-site blending system),其可提供等度和梯度共混模式(步進梯度和線性梯度)二者。 一種應(yīng)用(其中液體的組成為最重要的)是在液相色譜法領(lǐng)域，當利用具有指定的pH和任選的離子強度的緩沖液時，洗脫液的pH和離子強度是在色譜法中(例如在離子交換樹脂上)控制蛋白質(zhì)分離的選擇性的兩種最重要的參數(shù)。另一種這樣的應(yīng)用為過濾。用于在線遞送期望的液體組成的共混系統(tǒng)通?；趦煞N不同的方法，即(i)使用傳感器反饋控制測量的液體參數(shù)，以設(shè)定液體組分的比例，得到期望的組成，和(ii)流反饋控制，其中計算液體組分的混合比的方案(recipe)或配方(formula),以得到期望的液體組成，并且其中隨后經(jīng)由相應(yīng)流速的反饋控制，保持這些比例。首先提及的方法實例在US 2008/0279038 Al中公開，其描述了一種使用連續(xù)操作模式用于共混三種液體(進料液體、第一和第二調(diào)節(jié)液體)的共混系統(tǒng)。相應(yīng)地，進料液體為例如水，調(diào)節(jié)液體可為鹽濃縮溶液和醇。將液體在再循環(huán)回路中混合。通過與控制系統(tǒng)的閥和泵的系統(tǒng)控制器連通的電導(dǎo)率傳感器感測再循環(huán)溶液的電導(dǎo)率。近紅外(NIR)傳感器檢測醇濃度。當已達到靶標電導(dǎo)率和醇濃度水平時，將回路的輸出遞送至過程。鹽濃縮溶液和醇加入速率持續(xù)基于來自電導(dǎo)率傳感器和NIR傳感器的反饋控制。一種不同的液體共混方法是測定其中將液體共混的精確的相對組分比例或比率，以得到具有預(yù)定特性的期望的液體混合物，通常使用適當?shù)乃惴?，隨后通過以預(yù)定比率的計量系統(tǒng)，通過進料不同的液體，產(chǎn)生液體混合物流。使用“流反饋控制”而不是“液體參數(shù)控制”的上述第二種方法的實例在US6，221,250B1中公開，其中用于液相色譜法的設(shè)備包含在線計量裝置，該裝置能將一種或多種緩沖物類、酸或堿、任選鹽和溶劑的洗脫液進料到色譜分離裝置中。通過使用Debye-Huckel方程的近似值，計量裝置計算在給定鹽濃度下得到所選pH的洗脫液所需的組分的相對比例。通過迭代過程實現(xiàn)這一點，其中不同的組分伴隨變化，其方式考慮在液體混合物中PH和離子強度的相互關(guān)系。允許使用較高濃度的緩沖液和/或鹽的該方法的發(fā)展在WO 2009/131524 Al中公開。此處提供混合機控制單元，以使用Debye-HUckel方程控制相對組分比例，其中測定在Debye-Huckel方程中的離子尺寸α作為對液體混合物的離子強度做出貢獻的所有物類的加權(quán)平均離子尺寸，其中各物類的離子強度用作加權(quán)參數(shù)。在該改進的方法中，其優(yōu)選通過計算機執(zhí)行，首先計算精確的組成，隨后在單一步驟中制備液體混合物，通常為緩沖液。在一個實施方案中，在連續(xù)過程中在線得到緩沖液定義。然而，基于組分比例的計算的上述方法的缺點在于，在使用時人們必須知道儲液的精確濃度和/或其它特性。該缺陷通過在國際申請公布號WO 2011/037530中公開的方法來彌補，其中將至少兩種不同的組分儲液彼此混合，并且其包括如下步驟通過在各儲液的流中，單獨地感測與儲液的性質(zhì)值相關(guān)的至少一種特性，來測定一種或多種儲液的所選性質(zhì)值，并且基于一個或多個測得的性質(zhì)值，以得到期望的混合液體流的混合比混合儲液流。本發(fā)明的目的是提供備選的(并且在若干方面，改進的)方法，所述方法經(jīng)由感測的液體參數(shù)，基于反饋控制，根據(jù)首先提及的方法，制備具有預(yù)定特性的液體混合物流(例如緩沖液)，所述方法可任選與基于流計量反饋控制的第二方法一起使用，并且所述方法可方便地自動化，例如通過計算機執(zhí)行?！ぐl(fā)明概述
通過本發(fā)明的液體共混方法，實現(xiàn)上述目的以及其它目的和優(yōu)點，所述方法提供具有期望特性的混合液體流，通常為緩沖液流，做法是將至少三種不同的液體流混合，其中兩種(或更多種)液體具有不同的期望性質(zhì)值，并且它們的比例變化，以得到期望的性質(zhì)。例如，通過將緩沖液組分的流、溶劑(通常水)和任選的鹽混合，可得到具有預(yù)定的緩沖液濃度和PH以及任選的電導(dǎo)率和/或鹽濃度、或pH和電導(dǎo)率的緩沖液流。當制備例如，具有期望的pH和緩沖液濃度的緩沖液流時，所述方法的基本特征在于首先使用堿性和酸性緩沖液組分流(通常具有相應(yīng)的儲液濃度)的初始預(yù)先選擇的相互比例，制備具有期望的緩沖液濃度的緩沖液流，隨后通過改變緩沖液組分流，將pH調(diào)節(jié)至期望的PH值，優(yōu)選通過同時改變一種或多種其它液體流，以保持緩沖液濃度恒定。然而，本發(fā)明的方法不局限于制備緩沖液流，而是可制備多種其它混合液體流。同樣，預(yù)定的特性或性質(zhì)不局限于PH和緩沖液濃度。在其最寬的方面，因此，本發(fā)明提供一種制備具有預(yù)定特性(包括預(yù)定值的第一性質(zhì)和預(yù)定值的第二性質(zhì))的混合液體流的方法，所述方法包括以下步驟
a)提供第一組至少一種各自具有不同的第一值的第一性質(zhì)的液體流；
b)提供第二組至少一種各自具有不同的第二值的第一性質(zhì)的液體流；
c)提供第三組至少一種溶劑的液體流；
d)將提供的液體流合并；和
e)改變第一和第二組的液體流中的至少一種和第三組的至少一種液體流，以在所得到的混合液體流中將第一性質(zhì)和第二性質(zhì)調(diào)節(jié)至其各自的預(yù)定值。在以上步驟e)中，第一和第二組的液體流可序貫或同時改變。第一和第二性質(zhì)通常選自pH、電導(dǎo)率、濃度和吸光度。第一和第二組液體流的第一性質(zhì)通常為液體的真實性質(zhì)，排除缺乏該性質(zhì)的液體，g卩，性質(zhì)值不同于O。在所述方法的一個優(yōu)選實施方案中，通過改變至少一種第三組的液體流，保持混合液體流的恒定流速。雖然溶劑通常為水性液體，優(yōu)選水，但其也可為其它液體，例如一種或多種有機液體。
混合液體流通常為緩沖液流。在這種情況下，第一組的各液體流含有至少一種堿性緩沖液組分，而第二組液體流的各液體流含有至少一種酸性緩沖液組分，或反之亦然。任選地，至少一種堿性緩沖液組分被強堿代替，或至少一種酸性緩沖液組分被強酸代替。術(shù)語緩沖液組分應(yīng)在廣義上解釋，包括具有緩沖性質(zhì)的任何物質(zhì)。例如，液體流可含有多于一種緩沖液組分，以制備緩沖液混合物。當然，緩沖液混合物還可通過將各自含有單一緩沖液組分的兩種或更多種液體流混合來制備。在用于制備緩沖液流的方法的一種變體中，第一性質(zhì)為pH，并且第二性質(zhì)為緩沖液濃度。以上方法的步驟e)則包括改變第一和第二組的液體流中的至少一種，以將PH調(diào)節(jié)至其預(yù)定值。在另一種變體中，第一性質(zhì)為除pH以外的性質(zhì)，通常為電導(dǎo)率或吸光度，并且第二性質(zhì)為緩沖液濃度。所述方法的步驟e)則包括改變第一和第二組的液體流中的至少一 種，以將第一性質(zhì)調(diào)節(jié)至其預(yù)定值。在再一種變體中，第一性質(zhì)為pH，并且第二性質(zhì)為除緩沖液濃度和pH以外的性質(zhì)，通常為電導(dǎo)率或吸光度。所述方法的步驟e)則包括改變第一和第二組的液體流中的至少一種，以將PH和第二性質(zhì)調(diào)節(jié)至它們的預(yù)定值。雖然pH的測定通常使用pH計或傳感器進行，但是pH也可通過間接方法測定。一種示例性的這樣的間接方法包括如2010年12月17日提交的瑞典專利申請?zhí)?051344-8中所描述的測量電導(dǎo)率(其公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中)。該文獻描述了如下預(yù)測液體溶液(例如緩沖液)的電導(dǎo)率求出存在于溶液中的不同離子的精確濃度，包括弱電解質(zhì)的每一種帶電荷物類的平衡濃度，測定每一種帶電荷物類的摩爾電導(dǎo)率，計算相應(yīng)的電導(dǎo)率，并且將所有單個的電導(dǎo)率相加，以得到液體混合物的總電導(dǎo)率。然而，所描述的電導(dǎo)率預(yù)測步驟也可用于由測量的溶液電導(dǎo)率間接測定pH。用于測量pH的相應(yīng)裝置包含電導(dǎo)率傳感器和工具，用于以向后的計算模式，使用電導(dǎo)率預(yù)測步驟，由測量的電導(dǎo)率計算pH。測定混合液體流的緩沖液濃度可通過光譜方法測量電導(dǎo)率或測量吸光度進行，優(yōu)選(但不限于)UV或NIR光譜學(xué)。在一種變體中，通過測量含有緩沖液組分(包括強酸或堿)的液體流的流速和根據(jù)相應(yīng)液體流的已知(儲液)濃度計算緩沖液濃度，來測定混合液體流的緩沖液濃度。在另一種變體中，測定緩沖液濃度包括通過光譜方法，優(yōu)選(但不限于)UV或NIR光譜學(xué)，對第一和第二組的各液體流測量電導(dǎo)率或測量吸光度，和根據(jù)對不同液體流的測量值，測定混合液體流的緩沖液濃度。在上述本發(fā)明的方法中，優(yōu)選將第一組的液體流與第二組的液體流合并，隨后與第三組液體流合并。然而，除了上述第一和第二性質(zhì)以外，混合液體流的期望特性可包括一種或多種另外的期望性質(zhì)，和/或所述方法可包括提供第四和任選更多組液體流。在這種情況下，所述方法可包括提供各自含有至少一種添加劑的第四組液體流，將第四組液體流與第一、第二和第三組液體流合并，和調(diào)節(jié)第四組的一種或多種第四液體流，以將至少第三性質(zhì)調(diào)節(jié)至其一個或多個預(yù)定值。典型的添加劑為非緩沖鹽，但是可任選還提供其它添加劑，例如洗滌劑。
在包括第四液體流的方法的一種變體中，第一性質(zhì)為pH，第二性質(zhì)為緩沖液濃度，并且第三性質(zhì)為添加劑濃度，優(yōu)選鹽濃度。在另一種變體中，第一性質(zhì)為pH，第二性質(zhì)為緩沖液濃度，并且第三性質(zhì)為電導(dǎo)率或吸光度。在又一種變體中，第一'I"生質(zhì)為pH,第二性質(zhì)為電導(dǎo)率,并且第三性質(zhì)選自添加劑濃度、電導(dǎo)率和吸光度。優(yōu)選地，將第一和第二組液體流與第三組液體流合并，隨后與第四組液體流合并?？蓽y量和/或計算混合液體流的不同的預(yù)定性質(zhì)值。通常，測量混合液體流的性質(zhì)。實施本發(fā)明方法的一種變體包括提供一組不同的液體流的配方，以得到具有預(yù)定 特性的混合液體流，和根據(jù)配方通過流反饋控制不同的液體流。另一種方法變體包括測量混合液體流的性質(zhì)，同時改變不同的液體流，以將性質(zhì)調(diào)節(jié)至它們的預(yù)定值，測定所需的液體流，隨后通過流反饋控制不同的液體流。又一種方法變體包含提供一組不同的液體流的配方，以得到具有預(yù)定特性的混合液體流，和根據(jù)配方通過流反饋控制不同的液體流，隨后通過測量混合液體流的性質(zhì)微調(diào)不同的液體流，同時改變不同的液體流，以將各自的性質(zhì)調(diào)節(jié)至它們的預(yù)定值。再一種方法變體包括測量混合液體流的性質(zhì)，同時改變不同的液體流，以將各自的性質(zhì)調(diào)節(jié)至它們的預(yù)定值，確定液體流的配方(例如通過使用所謂的類比機器)，以得到具有預(yù)定特性的混合液體流，隨后根據(jù)配方通過流反饋控制不同的液體流。通常借助泵和/或閥控制不同的液體流。在本發(fā)明的方法中，第一組測量的性質(zhì)可用于得到具有預(yù)定特性的混合液體流，而第二組測量的性質(zhì)可用于驗證。在所述方法的一種變體中，通過測量備選的性質(zhì)可測定混合液體流的性質(zhì)。通過來自測量性質(zhì)和備選性質(zhì)中的一個的反饋，將液體流首先變化至性質(zhì)的設(shè)定點。隨后通過來自測量性質(zhì)和備選性質(zhì)中的另一個的反饋，將液體流變化至設(shè)定點。通常，得到最快反饋的性質(zhì)和備選性質(zhì)中的一個首先用于快速達到設(shè)定點，而另一個(更精確的)性質(zhì)隨后用于微調(diào)至設(shè)定點。所述方法可另外包括測量第一、第二、第三和第四液體流中的一種或多種的特性，以有助于確?；旌弦后w流的期望特性。優(yōu)選地,為混合液體流的預(yù)定特性的至少一些提供警報極限(alarm limits),以僅允許正確的混合液體離開系統(tǒng)。然而，如以上提及的，本發(fā)明不局限于制備緩沖液流，而是通過所述方法可制備其它類型的液體混合物或共混物。例如，可制備各種類型的醇混合物，其具有例如預(yù)定的脂肪性質(zhì)。上述第一組液體流則可包含具有第一脂肪性質(zhì)值的第一醇，而上述第二組液體流可包含具有第二脂肪性質(zhì)值的醇，其中以適當比例混合兩種醇將得到期望的脂肪值的醇混合物。在本發(fā)明的一個具體實施方案中，提供了一種制備具有預(yù)定緩沖液濃度和預(yù)定pH的緩沖液流的方法，所述方法包括以下步驟
a)提供具有儲液濃度的堿性緩沖液組分的第一液體流，b)提供具有儲液濃度的酸性緩沖液組分的第二液體流，
c)提供水性液體的第三液體流，
d)將液體流以所選的比例合并，以提供具有預(yù)定緩沖液濃度的合并的液體流，和
e)改變第一和第二液體流中的至少一種，以將合并的液體流的PH調(diào)節(jié)至所述預(yù)定的pH,同時通過改變第三液體流，保持預(yù)定的緩沖液濃度。優(yōu)選地，改變第一和第二液體流使緩沖液向合并的液體流的遞送速率保持恒定，并且通過改變第三液體流,合并的液體流(即總緩沖液流)保持恒定。在上述方法實施方案的一種變體中，期望的緩沖液流還具有預(yù)定的鹽濃度。在這種情況下，在以上方法步驟d)和e)之間，所述方法還包括以下步驟提供含有儲液濃度的鹽的第四液體流，將第四液體流與第一、第二和第三流合并，以提供所述合并的液體流，和調(diào)節(jié)第四液體流的比例，以在合并的液體流中得到所述預(yù)定的鹽濃度，同時通過改變第三·液體流，使合并的液體流保持恒定。在上述方法實施方案的另一種變體中，期望的緩沖液流包含鹽并且具有預(yù)定的電導(dǎo)率。在這種情況下，在以上方法步驟d)和e)之間，所述方法還包括以下步驟提供含有儲液濃度的鹽的第四液體流，將第四液體流與第一、第二和第三流合并，以提供所述合并的液體流，和調(diào)節(jié)第四液體流的比例，以得到合并的液體流的所述預(yù)定電導(dǎo)率，同時通過改變第三液體流，使合并的液體流保持恒定。在所述方法的再一種變體中，期望的緩沖液流具有預(yù)定的pH，但是具有預(yù)定的電導(dǎo)率而不是緩沖液濃度。在這種情況下，所述方法包括選擇初始緩沖液濃度，和調(diào)節(jié)合并的液體的PH以及電導(dǎo)率，使得得到預(yù)定的pH和電導(dǎo)率。pH和電導(dǎo)率的調(diào)節(jié)可序貫(和任選重復(fù))或同時進行。特別地，這樣的變體包括以下步驟
a)提供具有儲液濃度的堿性緩沖液組分的第一液體流，
b)提供具有儲液濃度的酸性緩沖液組分的第二液體流，
c)提供水性流體的第三液體流，
d)將液體流以所選的比例合并，以提供具有所選的初始緩沖液濃度的合并的液體流，
和
e)序貫或同時改變第一和第二液體流中的至少一種，以將合并的液體流的PH調(diào)節(jié)至所述預(yù)定的PH，和將合并的液體流的電導(dǎo)率調(diào)節(jié)至所述預(yù)定的電導(dǎo)率。所述方法可方便地通過在電數(shù)據(jù)處理裝置(例如計算機)上運行的軟件執(zhí)行。這種軟件可在任何合適的計算機-可讀的介質(zhì)上提供給計算機，包括記錄介質(zhì)、只讀存儲器或可經(jīng)由電或光纜或通過無線電或其它手段輸送的電或光信號。因此，本發(fā)明的另一方面涉及一種計算機程序產(chǎn)品，所述產(chǎn)品包含用于使計算機執(zhí)行上述方法變體中任一種的方法步驟的指令。其它優(yōu)選的實施方案在從屬權(quán)利要求中描述。參考以下詳述和附圖
，可以更完整地理解本發(fā)明以及本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。附圖簡述
圖I為可用于本發(fā)明方法的液體共混系統(tǒng)的示意圖。圖2為顯示在用于制備100 mM檸檬酸鹽緩沖液(pH 3. 5)的儲液的混合期間，總流、pH和電導(dǎo)率相應(yīng)變化的一組圖。圖3顯示說明在使用兩種不同的策略，用于制備鹽梯度的共混操作期間，工藝參數(shù)變化的兩個圖。圖4顯示說明在分別使用恒定的緩沖液濃度(頂部)和pH梯度(底部)共混操作期間，工藝參數(shù)變化的兩個圖。發(fā)明詳述
如以上提及的，本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生具有預(yù)定特性的混合液體流的改進方法?；旌弦后w流通常為緩沖液液體流，其例如具有預(yù)定的緩沖液濃度和pH，還任選電導(dǎo)率和/或鹽濃度，或預(yù)定的PH和電導(dǎo)率，特別用于在工業(yè)方法(例如色譜法和過濾)中在線遞送緩沖液。簡言之，為了制備這種緩沖液流，例如，使用具有儲液濃度的緩沖液組分流和水性流的初始 計算的比例首先建立具有預(yù)定的緩沖液濃度的液體流。如果需要，隨后通過單獨的流加入鹽，通過調(diào)節(jié)水性流，保持預(yù)定的緩沖液濃度，以保持總緩沖液流恒定。最后，通過調(diào)節(jié)相互的緩沖液組分流比例，將緩沖液流的PH調(diào)節(jié)至預(yù)定的pH，同時調(diào)節(jié)一種或多種其它液體流，以保持預(yù)定的緩沖液濃度。不同于在流反饋控制類型的共混系統(tǒng)中使用者提供不同緩沖液組分的混合比，當系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)時，自動地得到最終的比率，并且當需要時，混合比可取而代之地由在預(yù)定的pH、緩沖液濃度和電導(dǎo)率(或鹽濃度)下制備緩沖液混合物的系統(tǒng)讀取。采用該方式，即使在混合物中使用鹽，也可得到正確的緩沖液濃度。更具體地，如以下描述的，根據(jù)來自控制pH傳感器的信號，當其它組分降低(或保持恒定)時，質(zhì)量守恒方程用于計算應(yīng)增加多少相應(yīng)于緩沖液組分之一的流。雖然所述方法通常適用于制備混合液體流用于各種目的，例如緩沖液液體流，包括等度和梯度緩沖液混合物，但以下詳細說明將僅借助實施例，并且沒有任何限制性含義，主要涉及液相色譜法和過濾領(lǐng)域，其中液體混合物的PH和/或離子強度為特別關(guān)注的。在進一步描述本發(fā)明之前，首先概括性地論述在本發(fā)明中特別關(guān)注的三個參數(shù)，即pH、電導(dǎo)率和緩沖液濃度。pH 和 DH 控制
PH值描述溶液中的酸度，并且定義為氫離子(或質(zhì)子)活性的負對數(shù)。大多數(shù)生物學(xué)過程受到PH變化的影響，原因在于pH影響分子水平的相互作用和分子構(gòu)象。出于相同的原因，pH的變化可用于控制色譜方法，例如在生產(chǎn)生物藥物(例如單克隆抗體)中。作為實例，pH為在單克隆抗體和蛋白質(zhì)A色譜介質(zhì)之間的相互作用的關(guān)鍵參數(shù)。pH控制的關(guān)鍵為緩沖液。緩沖液為一種能接受或供給氫離子的分子。通過向溶液中加入大量的這種分子，通過有效降低作為氫或羥基離子的量的函數(shù)的PH變化速率，可實現(xiàn)PH控制。該“緩沖能力”與緩沖液濃度成比例。還可通過有意將兩種不同質(zhì)子化狀態(tài)的緩沖液分子組合來控制pH。由于宏觀化學(xué)試劑必須為電中性的，在適量反荷離子的存在下，可使作為緩沖液起作用的那些具有不同的質(zhì)子化狀態(tài)。這可例如通過“弱酸”與相應(yīng)的弱堿混合而得到。出于環(huán)境或人安全原因，優(yōu)選將弱酸與強堿(如NaOH)混合，或?qū)⑷鯄A與強酸(如HCl)混合。緩沖物質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)為其pKa值，pKa值為50%的緩沖分子在兩種不同的質(zhì)子化狀態(tài)的每一種時的pH值。一些緩沖物質(zhì)如磷酸鹽和檸檬酸鹽具有若干？&值(多元緩沖液)。當電導(dǎo)率提高時，例如通過向緩沖溶液中加入鹽，物質(zhì)的口1值可顯著偏移。在不同的鹽濃度下，對于不同的緩沖液系統(tǒng)，這種偏移程度的認識可用于精確的PH控制。電導(dǎo)率
由于緩沖物質(zhì)為弱電解質(zhì)，不存在簡單的模型可將電導(dǎo)率作為濃度的函數(shù)關(guān)聯(lián)。對緩沖液電導(dǎo)率的貢獻起因于相應(yīng)于不同質(zhì)子化步驟的不同組分。不同狀態(tài)的精確比例取決于平衡，因此隨著PH等而變化。對電導(dǎo)率的重要貢獻來自強電解質(zhì)，例如Na+和Cl—離子，尤其是在較高的鹽濃度下。電導(dǎo)率控制是重要的，這是由于電導(dǎo)率(或離子強度)也可影響分子間相互作用，因此可用于控制用于生物藥物生產(chǎn)的色譜方法，尤其是這樣使用離子交換色譜法或疏水相互作用色譜法。加入鹽(如NaCl或Na2SO4)為提高溶液的電導(dǎo)率的成本有效的方式。電導(dǎo)率也是溶液濃度的良好度量，即使二者之間的關(guān)系并非微不足道也如此。例如憑經(jīng)驗得到的該關(guān)系的認識可用于確定濃度或儲液是否正確。緩沖液濃度· 緩沖液濃度是重要的，主要由于兩種主要的原因。主要的原因與緩沖能力與緩沖液濃度成比例的情況相關(guān)。理解緩沖能力對緩沖液組成的依賴性最具有價值，這是由于在純化期間使用具有太低緩沖能力的緩沖液可導(dǎo)致過程穩(wěn)健性(process robustness)低并且收率差。一個具體的系統(tǒng)的緩沖能力本身主要對兩種因素敏感緩沖物質(zhì)的PKa值是之一，而緩沖液濃度為另一個因素。根據(jù)經(jīng)驗法則，PH將在圍繞pKa值的對稱間隔中穩(wěn)定。然而具有良好緩沖能力的間隔寬度取決于緩沖液濃度，其關(guān)系為緩沖液濃度越高則間隔越寬。該間隔的真實中心(所謂的PKa值)幾乎總是與列表的PKa值偏移，這是對理想情況無限稀釋的內(nèi)插(interpolation)。良好緩沖能力的要求通常為緩沖液濃度設(shè)定下限。通常由溶液中具有太多緩沖液而導(dǎo)致的非期望效果來設(shè)定緩沖液濃度的上限。這些效果之一可為太高的電導(dǎo)率。然而，在其它情況下，可期望高電導(dǎo)率，其導(dǎo)致緩沖液濃度的二次使用或重要性，即對于一些應(yīng)用，可為合適的是，使用緩沖鹽，以調(diào)節(jié)電導(dǎo)率至高水平，而不使用非緩沖鹽?，F(xiàn)在來看本發(fā)明，以下參考圖I來描述根據(jù)本發(fā)明，使用pH和電導(dǎo)率反饋控制來制備期望的緩沖液流，圖I以圖表形式顯示共混系統(tǒng)或布置(arrangement)的一個實施方案，根據(jù)本發(fā)明方法，其可用于制備具有預(yù)定的緩沖液濃度、PH和任選電導(dǎo)率或鹽濃度的緩沖液，例如用于色譜法。酸性緩沖液組分BI的儲液的流通過導(dǎo)管I供應(yīng)，而堿性緩沖液組分B2的儲液流通過導(dǎo)管2供應(yīng)。導(dǎo)管I和2在第一接頭3接合。水(WFI -注射用水)通過導(dǎo)管4供應(yīng)，并且，當需要時，鹽溶液通過導(dǎo)管5供應(yīng)。導(dǎo)管4和5在第二接頭6接合。第一和第二接頭3和6通過相應(yīng)的導(dǎo)管8和9與第三接頭7連接，其進而與緩沖液遞送導(dǎo)管10連接。導(dǎo)管10配備有pH傳感器11和電導(dǎo)率傳感器12。通過任選的一個或多個導(dǎo)管(用虛線13表示)，可加入一種或多種添加劑，例如，洗滌劑、有機溶劑(例如DMS0)等。標識ql、q2、q3、q4和qn在圖I中表示流速(例如L/h)，或者B1、B2、鹽溶液、WFI和添加劑(如果有的話)相應(yīng)地在總流中的比例(例如％)。該系統(tǒng)還包含泵和流量計(未顯示)和任選的一種或多種另外的傳感器。注意到，如以上提及的，用于進行本發(fā)明方法的示于圖I的布置或系統(tǒng)僅為一個實例并且可改變。通過以上概述的系統(tǒng)，例如，供給鹽溶液(鹽)和酸BI和堿B2溶液的儲液，可自動化制備具有預(yù)定pH、具有特定緩沖液濃度C和特定鹽濃度的緩沖液。緩沖液組分BI和B2可為相應(yīng)的酸/堿緩沖物質(zhì)對，或者其中之一可為強酸或堿，而另一個為緩沖物質(zhì)。緩沖液組分BI或B2還可為兩種或更多種組分的混合物。使用該液體共混系統(tǒng)可產(chǎn)生的示例性緩沖液包括磷酸鹽、乙酸鹽、檸檬酸鹽、三羥甲基氨基甲烷緩沖液(tris)和雙-三羥甲基氨基甲烷緩沖液(bis-tris)、混合乙酸鹽/磷酸鹽緩沖液和混合乙酸鹽/甲酸鹽/磷酸鹽緩沖液，僅以這些為例。例如，為了制備混合乙酸鹽/甲酸鹽/磷酸鹽緩沖液，酸性組分BI可為例如HC1，而堿性組分B2可為例如乙酸鈉、甲酸鈉和磷酸鈉的混合物。還假定，總流qT為已知和恒定的。還考慮，即使該鹽不是緩沖液，離子強度的變化也可導(dǎo)致緩沖物質(zhì)的PKa值偏移。通常使用的非緩沖鹽包括，例如，氯化鈉和氯化鈣。僅通過舉例的方式，現(xiàn)在描述使用以上概述的系統(tǒng)，利用多個(至多三個)隨后的步驟，來制備期望的緩沖液的策略，這些步驟必須視緩沖液使用者所期望的規(guī)格而定，根據(jù)四種不同的假定情形或情況來論述，如以下表I所描述的。表I
權(quán)利要求
1.一種制備具有預(yù)定特性的混合液體流的方法，所述預(yù)定特性包括預(yù)定值的第一性質(zhì)和預(yù)定值的第二性質(zhì)，所述方法包括以下步驟 a)提供第一組至少一種各自具有不同的第一值的第一性質(zhì)的液體流； b)提供第二組至少一種各自具有不同的第二值的第一性質(zhì)的液體流； c)提供第三組至少一種溶劑的液體流； d)將提供的液體流合并；和 e)改變所述第一和第二組的液體流中的至少一種和所述第三組的至少一種液體流，以在所得到的混合液體流中將第一性質(zhì)和第二性質(zhì)調(diào)節(jié)至其各自的預(yù)定值。
2.權(quán)利要求I的方法，其中所述第一和第二性質(zhì)選自pH、電導(dǎo)率、濃度和吸光度。
3.權(quán)利要求I或2的方法，其中通過改變所述第三組的至少一種液體流，保持混合液體流的恒定流速。
4.權(quán)利要求1、2或3的方法，其中所述液體流為水性的。
5.權(quán)利要求1-4中任一項的方法，其中所述溶劑包含水。
6.權(quán)利要求1-5中任一項的方法，其中所述混合液體流為緩沖液，并且所述第一組的各液體流含有至少一種堿性緩沖液組分，并且所述第二組液體流的各液體流含有至少一種酸性緩沖液組分，或反之亦然，并且其中，任選地，至少一種堿性緩沖液組分被強堿替換或至少一種酸性緩沖液組分被強酸替換。
7.權(quán)利要求6的方法，其中所述第一性質(zhì)為pH，并且所述第二性質(zhì)為緩沖液濃度，并且其中在權(quán)利要求I的步驟e)中，改變所述第一和第二組的液體流中的至少一種，以將PH調(diào)節(jié)至其預(yù)定值。
8.權(quán)利要求6的方法，其中所述第一性質(zhì)為除pH以外的性質(zhì)，優(yōu)選電導(dǎo)率或吸光度，并且第二性質(zhì)為緩沖液濃度，并且其中在權(quán)利要求I的步驟e)中，改變所述第一和第二組的液體流中的至少一種，以將第一性質(zhì)調(diào)節(jié)至其預(yù)定值。
9.權(quán)利要求6的方法，其中所述第一性質(zhì)為pH，并且所述第二性質(zhì)為除緩沖液濃度和PH以外的性質(zhì)，優(yōu)選電導(dǎo)率或吸光度，并且其中在權(quán)利要求I的步驟e)中，改變所述第一和第二組的液體流中的至少一種，以將PH和第二性質(zhì)調(diào)節(jié)至其預(yù)定值。
10.權(quán)利要求7或9的方法，其中測定pH包括測量電導(dǎo)率。
11.權(quán)利要求7或8的方法，其中測定緩沖液濃度包括通過光譜方法，優(yōu)選UV或NIR光譜學(xué)，測量電導(dǎo)率或測量吸光度。
12.權(quán)利要求7或8的方法，其中所述第一和第二組的液體流各自具有已知的組分濃度，并且其中測定緩沖液濃度包括測量各液體流的流速和根據(jù)測量的流速測定混合液體流的緩沖液濃度。
13.權(quán)利要求7或8的方法，其中測定緩沖液濃度包括通過光譜方法，優(yōu)選UV或NIR光譜學(xué)，對所述第一和第二組的各液體流測量電導(dǎo)率或測量吸光度，和根據(jù)對不同的液體流的測量值測定混合液體流的緩沖液濃度。
14.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中將所述第一組的液體流與所述第二組的液體流合并，隨后與所述第三組液體流合并。
15.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述混合液體流的預(yù)定特性包括預(yù)定值的至少第三性質(zhì)，并且其中所述方法包括提供各自含有至少一種添加劑的第四組液體流，將所述第四組液體流與所述第一、第二和第三組液體流合并，和調(diào)節(jié)第四組的一種或多種第四液體流，以將至少第三性質(zhì)調(diào)節(jié)至其一個或多個預(yù)定值。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述至少一種添加劑包含非緩沖鹽。
17.權(quán)利要求15或16的方法，其中所述第一性質(zhì)為pH，所述第二性質(zhì)為緩沖液濃度，并且所述第三性質(zhì)為添加劑濃度，優(yōu)選鹽濃度。
18.權(quán)利要求15或16的方法，其中所述第一性質(zhì)為pH，所述第二性質(zhì)為緩沖液濃度，并且所述第三性質(zhì)為電導(dǎo)率或吸光度。
19.權(quán)利要求15或16的方法，其中所述第一性質(zhì)為pH，所述第二性質(zhì)為電導(dǎo)率和所述第三性質(zhì)選自添加劑濃度、電導(dǎo)率和吸光度。
20.權(quán)利要求15-19中任一項的方法，其中將所述第一和第二組液體流與所述第三組液體流合并，隨后與所述第四組液體流合并。
21.權(quán)利要求6-20中任一項的方法，其中在權(quán)利要求I的步驟e)中，所述第一和第二組的液體流序貫或同時變化。
22.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中測量和/或計算所述混合液體流的預(yù)定值。
23.權(quán)利要求1-22中任一項的方法，所述方法包括測量所述混合液體流的性質(zhì)。
24.權(quán)利要求1-22中任一項的方法，所述方法包括提供一組不同的液體流的配方，以得到具有預(yù)定特性的混合液體流，和根據(jù)配方通過流反饋控制不同的液體流。
25.權(quán)利要求1-23中任一項的方法，所述方法包括測量所述混合液體流的性質(zhì)，同時改變不同的液體流，以將所述性質(zhì)調(diào)節(jié)至其預(yù)定值，測定所需的液體流，隨后通過流反饋控制不同的液體流。
26.權(quán)利要求1-23中任一項的方法，所述方法包括提供一組不同的液體流的配方，以得到具有預(yù)定特性的混合液體流，和根據(jù)配方通過流反饋控制不同的液體流，隨后通過測量所述混合液體流的性質(zhì)微調(diào)不同的液體流，同時改變不同的液體流，以將各自的性質(zhì)調(diào)節(jié)至其預(yù)定值。
27.權(quán)利要求1-23中任一項的方法，所述方法包括測量所述混合液體流的性質(zhì)，同時改變不同的液體流，以將各自的性質(zhì)調(diào)節(jié)至其預(yù)定值，測定液體流的配方，以得到具有預(yù)定特性的混合液體流，隨后根據(jù)配方通過流反饋控制不同的液體流。
28.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中借助泵和/或閥控制所述液體流。
29.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中第一組測量的性質(zhì)用于得到具有預(yù)定特性的混合液體流，并且第二組測量的性質(zhì)用于驗證。
30.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中通過測量備選性質(zhì)可測定混合液體流的性質(zhì),并且其中通過來自測量所述性質(zhì)和備選性質(zhì)中的一個的反饋將所述液體流變化至所述性質(zhì)的設(shè)定點，隨后通過來自測量所述性質(zhì)和備選性質(zhì)中的另一個的反饋將其變化至設(shè)定點。
31.前述權(quán)利要求中任一項的方法，所述方法還包括測量所述第一、第二、第三和第四液體流中的一種或多種的特性。
32.前述權(quán)利要求中任一項的方法，所述方法包括為所述混合液體流的預(yù)定特性的至少一些提供警報極限。
33.權(quán)利要求I或3的方法，其中所述混合液體流包含醇，其中所述第一性質(zhì)為脂肪性質(zhì)，并且其中所述第一組液體流包含具有第一脂肪性質(zhì)值的第一醇，并且第二組液體流包含具有第二脂肪性質(zhì)值的醇。
34.權(quán)利要求1-33中任一項的方法，所述方法通過計算機執(zhí)行。
35.一種計算機程序產(chǎn)品，所述產(chǎn)品包含用于使計算機執(zhí)行權(quán)利要求1-33中任一項的方法步驟的指令。
全文摘要
一種制備具有預(yù)定特性(包括預(yù)定值的第一性質(zhì)和預(yù)定值的第二性質(zhì))的混合液體流的方法，所述方法包括以下步驟a)提供第一組至少一種各自具有不同的第一值的第一性質(zhì)的液體流；b)提供第二組至少一種各自具有不同的第二值的第一性質(zhì)的液體流；c)提供第三組至少一種溶劑的液體流；d)將提供的液體流合并；和e)改變第一和第二組的液體流中的至少一種和第三組液體流的至少一種，以在所得到的混合液體流中將第一性質(zhì)和第二性質(zhì)調(diào)節(jié)至其各自的預(yù)定值。
文檔編號G01N30/34GK102947768SQ201180030718
公開日2013年2月27日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者C.安德烈, M.伯格, T.布蘭克, E.卡雷達諾, K.?？怂固貍? T.M.卡爾森, J-E.林加, R.諾德伯格, G.羅德里戈, H.桑德格倫 申請人:通用電氣健康護理生物科學(xué)股份公司