用于模拟移动床层析的阀歧管的制作方法

本发明涉及用于层析分离的装置。具体而言，本发明涉及适合用于生物制药产物的纯化的用于单个或多个柱的模块化层析系统。

背景技术：

层析是用于生物技术和生物制药产物的纯化的最重要方法之一。这可基于离子交换层析、亲和层析、尺寸排阻(或凝胶过滤)层析、疏水作用层析或反相层析等。

传统地，层析纯化在批量模式中执行。这涉及单一柱，其随后被装载、清洗、洗脱等。为了处理较大体积或纯化大量产物，需要很大的柱或需要重复注射。这产生具有低单位生产率的相对低效的操作模式。此层析过程需要大量吸附剂和大量缓冲剂。

已知连续过程具有较高单位生产率，且如果在逆流模式中执行，则消耗更少量的缓冲液。连续逆流层析过程大体上基于多个柱。这包括传统的旋转木马(merry-go-round)系统、旋转木马(carrousel)类型的系统和静止类型的smb系统。

此smb(模拟移动床)系统大体上使用具有定期移动的入口端口和出口端口的一系列柱。这些技术已经成功用于生产石化产品和糖。然而，生物制药生产仍基于批量过程。然而，批量过程还可能涉及基本上以连续模式执行的步骤。例如，离心分离通常作为连续过程执行。在一些过程中，甚至使用了用于细胞培养或发酵过程的连续的灌流系统。smb技术也可用于洗脱层析，这涉及在不同条件下结合和洗脱构件。

为了避免设备的清洁，生物制药生产过程现今使用湿构件，其用于单次使用或专用于单一产物的一个过程步骤。这极大地削减了清洁的要求。在单次使用的湿构件的情况中，清洁可甚至完全避免。替代容器的用于储存缓冲剂和中间产物的单次使用的袋的使用是生物制药行业中的单次使用的构件的一个很成功的示例。在处理相对较小的批次中，通常还使用一次性的生物反应器、一次性的膜片盒和管路。

现有的多柱层析系统涉及复杂的阀布置以便确保至所有柱的所有流的适当分布。对于生物技术，由于涉及清洁问题，故这是不期望的。生物制药生产过程中的系统的清洁应当设计成使得其确保从所有潜在的湿表面除去所有污染化合物。在此方面，具有复杂内部几何形状的设备很难清洁。

chin和wang在2004年的separationandpurificationreviews中第33卷第2期77-155页中的"simulatedmovingbedequipmentdesigns"中给出了真正通用的smb系统的一些要求，这包括执行区域旁通和允许区域数目的范围从三个到九个或更多个的构造而允许构造的容易改变的可能性。此外，如图1中所示，授予wang的美国专利第7141172号公开了具有标记在框12内的导管和阀的布置的通用smb系统10。如图1中所示，图1的wang的系统可在连续柱之间串联连接。

歧管单元是用于向流体提供有组织的流动通路的已知器件。例如，由比利时列日的gehealthcare出售的fastlab合成系统提供了一种一次性的歧管本体(图2中所示)，其结合连接在多种导管、供应储器、泵、分离柱以及用于合成各种放射药物溶液的反应室之间的线性对准的三通阀。此外，gilbert等人的美国专利申请第20050092662号公开了一种平面阀歧管片，该片由多个上覆的基底形成，基底协作地限定流体流动通路，且提供膜片阀，其被促动来按期望打开或闭合某些流体流动通路。

此外，如图3中所示，授予bisschops的美国专利7846335公开了一种用于smb的一次性平面歧管40，其使用了wang的阀和导管布置。bisschops的smb歧管可按期望在连续的柱或歧管之间串联连接。然而，bisschops歧管设计的串联连接性质潜在地需要导管的较长伸展来收集潜在地有价值的材料流体的滞留体积。即，由于串联布置的物理长度/高度以及事实上柱连接在歧管的相对侧上，故bishops歧管需要至填料床和层析柱的入口和出口连接的尽可能小的长度的连接管路。然而，在smb中，柱和床高度很短，因此所需的管路长度带来了不利的额外滞留体积。

因此，本领域缺少减少潜在滞留体积的用于smb应用的歧管设计。

技术实现要素：

在本发明的一方面，期望提供一种阀装置，其可产生的连接的数目是灵活的。在本发明的另一方面，期望提供一种阀装置，其通过使用特定结构来限制污染。该系统还适合用于传统的单柱层析过程。

在本发明的另一方面，提供了一种用于层析分离的装置，其包括歧管，歧管包括多个连接器以用于连接到一个或多个层析分离柱和/或进料或出料管路上，或甚至连接到另一歧管上的匹配连接器上。中心管道包括可闭合的中心管道阀。中心管道由中心管道阀分成第一部分或节段和第二部分或节段。第一部分延伸至至少一个入口(或出口)端口的任一侧。第二部分与定位成关于中心阀与第一端口相对的第二入口(或出口)端口流体连通。此外，提供了从中心管道的第一部分分支至第一多个分支连接器的第一多个分支管道、以及从中心管道的第二部分分支至第二多个分支连接器的第二多个分支管道。分支管道各自包括可闭合的分支阀。入口端口中的至少一者定位在中心阀和该多个分支管道中的一者之间，同时其他入口端口定位在(a)中心阀和另一多个分支管道之间，或(b)关于中心阀和另一多个分支管道与第一入口端口相对。本发明的歧管可结合到用于执行smb过程的系统中。

备选地，本发明提供了用于层析分离的装置，其中分支管道布置成沿横向对准的对，其延伸出至歧管本体的各侧。因此，对准的成对分支管道中的每一个形成单个贯通管道，其由在其中具有接近阀的单个分支管道连接到中心管道上，以控制从贯通管道到中心管道的流，且因此提供各个贯通管道的相对的连接器端口与中心管道之间的可选择的流体连通。又备选地，贯通管道中的每一个可包括分支阀，以便控制从一个贯通管道到另一歧管上的对准和连接的贯通管道的流。除接近阀外，分支阀的提供有助于进一步使连接的歧管阵列中的死空间尽可能小。在本发明的另一实施例中，歧管可提供定位在连续分支管道之间的一系列中心管道阀。

附图说明

图1示出了结合根据wang的阀和导管的流动通路。

图2示出了用于放射药物合成的一次性歧管。

图3示出了结合wang的流动通路设计的bisschops的一次性歧管。

图4绘出了本发明的第一歧管。

图5绘出了本发明的第二歧管。

图6绘出了本发明的第三歧管。

图7绘出了本发明的第四歧管。

图8绘出了本发明的第五歧管，其提供了在相邻分支管道之间的在中心管道上的阵列阀。

图9绘出了没有中心阀的本发明的第六歧管。

图10绘出了处于打开构造而允许穿过阀的流体流的本发明中使用的膜片阀。

图11绘出了处于闭合构造而防止穿过阀的流体流的图10的膜片。

图12绘出了使用本发明的六个歧管的smb层析系统。

图13绘出了使用本发明的另六个歧管的smb层析系统。

图14绘出了使用本发明的再六个歧管的smb层析系统。

具体实施方式

定义

在本文献中，以下用语应当具有以下意义：

连续多柱层析：连续多柱层析是多个层析柱互连来允许相对于进料溶液的连续操作的方法。这尤其包括模拟移动床层析和旋转木马途径。

吸附剂：吸附剂是层析过程中的静止相。通常，这包括颗粒，但其还可为规整填料(例如，功能化膜片或整体结构)。吸附剂通常包括基质(二氧化硅、聚合体、多糖等)，且可为功能化的(例如，在离子交换或亲和层析的情况下)。在颗粒吸附剂的情况下，吸附剂可在填料床中或可在操作期间被流化。

柱：柱是包含吸附剂的单个模块。在颗粒吸附剂的情况下，吸附剂可在填料床中或可在操作期间被流化。

区域：一个或多个柱并联和/或串联连接，其中各个柱基本上经历同一流率，且不存在往返于该区域的中间入口和出口端口。

纯化：关注的产物例如通过将其结合至吸附剂而与其环境隔离，或污染物从关注的产物的环境除去的过程。

生物制药：通过生物技术过程生产的生物制药产物。这包括所有重组蛋白质、(单克隆)抗体、疫苗、血/血浆源产物、非重组培养源蛋白质、以及培养的细胞和组织。

分馏层析：分离基于穿过床的传播速度的差异。这通常由吸附剂的亲和性的差异引起。例如，在尺寸排阻介质的情况下，传播速度的差异由较小分子可比较大分子更容易穿透介质且因此被保留的事实引起。此类型的层析的示例是尺寸排阻、离子排阻、反相层析和疏水作用层析。

洗脱层析：洗脱层析是吸附剂随后装载且洗脱的操作模式。通常，此类型的操作涉及过程循环中的一个或多个清洗步骤，且在一些情况下，甚至可存在再生成、清洁和/或平衡步骤。分离基于从溶液选择性吸附一个或多个组分，同时其他组分基本上未保留且移动穿过柱。例如，该层析模式包括离子交换和亲和层析。生物制药的纯化中的最常见的亲和层析基于蛋白质a。然而，多种其他亲和配体是市售的或目前在开发的，诸如，固相金属亲和层析(imac)、肝磷脂、外源凝集素、三嗪染料等。

单次使用：模块、部分、仪器或构件假如它们在生产批次终止或结束之后弃置则是单次使用的。单次使用的构件通常称为一次性构件。单次使用的构件的公知示例是塑料袋，以替代刚性容器来储存缓冲液、溶液或中间产物，诸如，由stedims.a.(法国，欧巴涅)供应的。其他示例是膜片盒，诸如，由pall(easthills，n.y.)或millipore(bedford，mass.)供应的。

专用：模块、部分、仪器或构件假如其应用限于单一产物的纯化则是专用的。这可涉及多个批次和/或多个生产活动。

本发明提供了具有通用且成本效益合算的设计的用于smb层析应用的歧管阀组，其缩短管路长度且因此滞留体积。本发明还适合用于单次使用的应用。

本发明的方面在以下子句中阐释：模块化层析系统使用泵、柱和阀歧管，其以一种方式布置，使得其允许生物制药从进料混合物的纯化。阀歧管组织层析过程所需的阀。阀歧管的湿部分设计成用于单次使用或专用。模块化层析系统可包括单一泵、单一柱和单一歧管，其以一种方式布置，使得其允许生物制药产物从进料混合物的单柱层析纯化。中心阀将在操作期间保持闭合，同时其他阀以一种方式操作，使得所有相关流体以适当顺序施加到柱上。中心阀将打开以实现柱之间的串联连接。在装载循环中，在两个柱之间将总是存至少一个串联连接，因为这是smb的基本构想。在冲洗和/或清洁期间，可打开中心阀。层析系统可结合本发明的两个单独的歧管，其中一个的出口端口连接到另一个的入口端口上。因此，可提供利用本发明的系统的基本上连续的纯化过程，其中多个基本上相同的柱承载适合的吸附剂。此过程涉及同时进行以下步骤中的至少两者：装载、清洗、洗脱、再生成和平衡该柱中的一者或两者。还构想出了利用本发明的系统的基本上连续的纯化过程，其中多个基本上相同的柱承载适合的吸附剂。此过程可涉及进入至少两个出口流的进料溶液的连续分馏，各个中的至少一者包含基本上纯化的产物。还构想出了具有多次层析分离的纯化过程，其中的多于一者在本发明的系统中执行，其中该系统包括不同的柱，至少一个用于涉及的各个独立层析步骤，各个填充有用于该具体步骤的适合的吸附剂。

此外，本发明提供了具有用于单次使用或专用的多个入口和出口的阀歧管，其中：a.一个入口端口可连接到层析柱的出口上；b.一个出口端口可连接到下一个层析柱的入口上或连接到同一层析柱的入口上；c.至少两个、期望地更多个入口，溶液可穿过其传递到(b)下提到的柱中；d.至少两个、期望地更多个出口可连接到罐上以收集来自(a)下提到的柱的流出物；e.隔膜阀可将(c)下提到的系统入口连接到(b)下提到的柱的入口上，且将(d)下提到的出口连接到(a)下提到的柱的出口上；f.促动器可打开或闭合(e)下提到的隔膜阀；以此方式，使得除(f)下提到的促动器外的所有部分都是单次使用或专用的。本发明还提供了如之前描述的阀歧管，其中隔膜和导管组织成单一件，以及如之前描述的阀歧管，其中隔膜和导管组织成两个单独件，一个承载导管且第二部分是隔膜或承载隔膜。备选地，本发明提供了如之前描述的阀歧管，其中提到的入口端口和出口端口以一种方式穿过歧管，使得歧管可并联连接，其中各个歧管的连接器端口与相邻歧管上的相关联的连接器端口流体连通。流体将期望地穿过端部歧管上的打开的(或可接近)连接器端口提供，同时相对的歧管的打开的(或可接近)连接器端口密封。可构想出的是，本发明的阀歧管可组装成单一件或组织成两个单独件，一个承载管道，且第二部分作为或承载用于阀的隔膜。

根据本发明，系统包括一个或多个柱，其中的至少一者在入口端口处连接到阀歧管上。系统入口端口或连接器端口可连接到能够将涉及的任何流体传递到层析过程中的泵上。备选地，系统出口可连接到纯化过程中的后续步骤(诸如，另一个层析步骤)的入口上。为了方便起见，额外的监测器可连接到入口和出口端口和/或连接器端口上，以允许监测相关过程条件，包括(但不限于)压力、传导性、ph或uv吸收。

尽管阀装置可以以多种方式构成，但一方面，根据本发明的阀装置期望地如平面阀歧管中已知的那样包括两个或三个单独的构造部分。例如，流体流动通路的网络可限定在两个平面基底之间，基底中的一者或两者可限定与流体流动通路网络流体连通的多个端口，且多个阀可设在流动通路网络的不同部分处，以便允许或防止穿过该相应部分的流体流。

参照图4，本发明提供了一种阀歧管110，其具有阀本体112，阀本体112限定流动通路网络，且结合了用于按需要选择性地隔离流动通路网络的部分的多个阀。歧管本体112限定长形中心管道114，其包括位于中心的可闭合的管道阀116，以提供中心管道114的第一部分114a和中心管道114的相对的第二部分114b之间的选择性流体连通。歧管110还包括第一多个连接器122a-h，连接器122a-h中的每一个可连接到不同的层析分离柱和/或进料或出料管路、或对于具体过程有用的其他装置上。连接器122a-h构想为直接地设在歧管本体112上，或可分别在由歧管本体112限定的连接器端口124a-h处连接到歧管本体112上。歧管110还包括第二多个连接器126a-d，连接器126a-d中的每一个可连接到不同的层析分离柱和/或进料或出料管路、或对于具体过程有用的其他装置上。连接器126a-d构想为直接地设在歧管本体112上，或可分别在由歧管本体112限定的连接器端口128a-d处连接到歧管本体112上。通常，连接器可为任何类型，且期望地为卫生类型，诸如，本领域中称为tri-clover连接器的连接器。尽管示意图将连接器绘制为突出元件，但备选地，连接器可为公-母类型。又作为另一备选，连接器可为垫圈类型。连接器122a-d和126a-c还可分别连接到相邻歧管110的连接器124e-h和126d-f上(展示此连接性的本发明的备选系统在图12-14中示出和论述)。

歧管本体112还限定第一多个分支管道130a-h，其中的每一个从中心管道114的第一部分114a分别延伸至第一多个连接器122a-h中的独立的一个。分支管道130a-h中的每一个包括可闭合的分支阀132a-h，以提供相应的连接器122a-h和中心管道114的第一部分114a之间的可选择的流体连通。类似地，歧管本体限定第二多个分支管道134a-d，其中的每一个从中心管道114的第二部分114b分别延伸至第二多个连接器126a-d中的独立的一个。分支管道134a-h中的每一个包括可闭合的分支阀136a-d，以提供相应的连接器126a-d和中心管道114的第二部分114b之间的可选择的流体连通。

歧管本体112还限定与中心管道114流体连通的第一端口140。第一端口140定位成在管道阀116和第一多个分支管道130a-h之间与第一部分114a流体连通。歧管本体112限定与中心管道114流体连通的第二端口142，使得第二端口142在关于管道阀116与第一端口140及中心管道114连通之处相对的位置处与中心管道114的部分114b连通。图4绘出了定位在管道阀116和分支管道130a-h之间的第一端口140，而第二端口142定位在管道阀116和分支管道134a-d之间。本发明构想出了第一端口140或第二端口142可用作入口端口或出口端口。歧管110形成为可连接的模块件，使得来自一个歧管的出口端口的流体流可连接到第二歧管的入口端口上。本发明还构想出了端口140和142限定在阀本体112的平面上，以便使用户容易接近。

备选地且参照图5，本发明还构想出了歧管110可形成为歧管210，其在各个方面与歧管110相同，只是第一入口140限定为在关于分支管道130a-h与中心阀116相对的位置处与中心管道114流体连通。即，歧管210包括歧管110的所有元件，只是歧管210不包括第一端口140，但包括在从阀116超过分支管道130a-h的位置处与管道114的部分114a流体连通的第一端口240。本发明还构想出了第一端口140或第二端口142中的一者可设在某一多个分支管道的离中心阀116的远侧上，而另一端口设在另一多个分支管道和中心阀116之间。第二端口示为通向阀本体112的平面。

对于中心阀116以及可闭合的分支阀132a-h和136a-d，期望类型的阀是隔膜阀。此类阀具有简单的几何形状，以及最佳设计的湿表面，这使得对于在生物制药产物的层析过程中使用是期望的，生物制药产物对卫生部分具有很高要求。在此方面，用语"最佳设计"是指鉴于卫生要求是很麻烦的各个阀处的死空间和复杂几何形状最小的条件。然而，本发明不限于此类阀，而是可结合具有可接受的卫生特征的其他阀。

在本发明的一个方面，歧管本体112以及本发明的任何歧管本体可由上覆的基底形成，基底在它们之间限定流动通路的网络的管道，提供了流动通路的部分上的可偏转的膜片(以便防止或允许穿过其的流体流)、以及允许促动机构(机械、液压或气动的)作用于膜片上的促动器端口。此外，歧管本体112限定用于传导流体穿过歧管110以及用于将连接歧管110所需的连接器提供至设备(诸如，用于向产物流体提供动力的泵、结合产物流体使用的柱、以及用于向歧管110提供流体或从歧管110取回流体的任何小瓶或容器)的端口。

备选地，可构想出的是，隔膜可由单独的构造部分提供。隔膜可由柔性膜片形成，柔性膜片可闭合或打开例如第一端口140和第二端口140之间以及中心管道114和分支管道之间的连接。按压或释放膜片的促动器可为任何类型。通常使用的促动器依靠电磁力或气动压力来操作。第一端口140和第二端口142、以及本发明的各个实施例中的其类似数目的配对物将备选地称为入口端口或出口端口，以表示从该端口到分离柱的相应入口端口或出口端口进行连接。因此，贯穿本描述，用语"入口端口"、"出口端口"或"入口端口或出口端口"将表示用于该歧管的第一端口和第二端口。本发明的入口端口和出口端口中的每一个期望地由歧管本体的主表面限定，同时连接器端口期望地形成为通向歧管本体的相对的横向表面或边缘表面。横向表面或边缘表面或期望地形成为在外周界定，且在歧管本体的相对的平面主表面之间延伸。

图10和11更详细地绘出了根据本发明的阀膜片150的构造。在图10中，阀示为处于打开位置，且在图11中，阀示为处于闭合位置。这里，歧管本体112示为限定通孔152，其与分支管道(未示出)和中心管道(未示出)流体连通。通孔152形成在由柔性不透流体的膜片150覆盖的凹穴154中。通过将膜片150按压凹穴154中，穿过通孔的流停止且阀闭合。

假如第一部分还未包括可闭合或打开系统的入口或出口以及歧管1的该部分中的柱入口或出口之间的连接的隔膜，则歧管110可包括第三部分，其包括或承载隔膜150。

可构想出的是，隔膜阀中的每一个可各自具有其自身的促动器160，且可各自为独立控制的。

在如图6中所示的本发明的又一实施例中，具有如之前描述的同一总体设计但包括多个相关联的成对的连接器端口322和322'的歧管310放置成通过贯通管道325与彼此直接流体连通，贯穿管道325限定为延伸穿过歧管本体312、穿过中心管道314下方(或上方)。在此实施例中，单个分支管道330和接近阀350提供了连接器端口322和322'两者与中心管道314的可选择的流体连通。这允许了将歧管连接到彼此上而没有单独的分送器。作为说明而非限制，歧管310可由多个基底形成，基底限定穿过歧管本体312的流体通路的不同部分。例如，除限定为与相应的分支管道330上覆套准的阀孔口、以及膜片将提供为形成分支阀350的地方、以及与膜片上覆套准以形成中心阀316的孔口外，顶部基底和底部基底可为实心的。例如，底部基底可限定阀孔口，而顶部基底限定第一端口340和第二端口342。因此，内部基底可限定在接近阀350中的每一个之间或从接近阀350中的每一个延伸的流体通路的不同部分，包括例如相对面对的连接器端口322和322'、中心管道314、以及分支管道330。

如将在下文描述的那样，本发明构想出了单个歧管的连接器端口322和322'可放置成分别与类似地形成的歧管310的连接器端口322'和322流体连通。因此，接近阀350中的每一个将支配流过连接器端口中的一者的流体是否也能够流入该歧管的中心管道中。

图7绘出了本发明的另一歧管410。歧管410形成为类似于歧管310，所以相似的标号代表相似的特征，同时还提供在各个分支管道325的一部分上操作的分支阀460，以便支配流体是否可从一个歧管穿过对准的分支管道330流至另一个。因此，对于各个分支管道330，阀350和460将协作地打开和关闭，以便将穿过一个连接器端口322、322'进入分支管道330的流体流引导至相应地另一个连接器端口322'、322和中心管道316中的一者、两者或两者都不。由连接在一起的多个歧管410形成的阵列因此可通过防止流体流入由相邻歧管提供的流体通路的不必要的部分中而使阵列中的死空间的量尽可能小。此阵列也将示为提供用于流体流的反馈环。

图8绘出了本发明的又一歧管510。歧管510形成为类似于歧管310，只是中心管道514包括在相邻分支管道330之间的位置处沿中心管道514布置的多个中心管道节段阀517a-g，同时管道节段阀517d和517e定位在相邻分支管道330以及相应的端口540和542之间。在图8中，端口540和542示为定位在中心阀516的相对侧上，同时该实施例还构想为如图5中针对歧管210所示那样在相应多个分支管道的远侧提供端口540和542中的一者。

尽管本发明将各个歧管示为沿中心管道提供中心阀，但本发明还构想出了各个歧管可提供成没有中心阀，且因此对于两个中心管道节段，各个中心管道节段与第一端口和第二端口中的一者流体连通，以及与单一多个分支管道可选择的流体连通。此实施例将类似于其他歧管(例如，歧管110、210、310、410和510)操作，其中中心阀中的每一个保持在闭合构造，其防止各个中心管道的节段之间的流体连通。图9绘出了本发明的歧管610，其形成为与歧管310相同，但没有中心阀。因此，歧管610提供第一中心管道部分614a和第二中心管道部分614b，其中与歧管310的相似标号表示与彼此流体隔离的相似的构件。中心管道部分614a和614b中的每一个分别终止于流体端口640和642。可构想出的是，流体端口640可例如与分离柱的入口端口流体连通地连接，同时流体端口642可与同一或不同的分离柱的出口端口流体连通地连接。歧管610包括在各个分支管道630的一部分上操作的接近阀650，以便支配流体是否可从分支管道625流入其相应的中心管道部分614a或614b中。由连接在一起的多个歧管610形成的阵列也可通过防止流体流入由歧管提供的流体通路的不必要的部分中来使阵列中的死空间的量尽可能小。

系统入口端口和出口端口中的每一个设计成可连接到另一歧管阀上的对应的入口端口或出口端口上、连接到分离柱上的对应端口上、或甚至连接到另一类型的装置(诸如流体源)上。两个后续歧管之间的任何连接可通过不同的入口端口和出口端口之间的卫生联接件(例如，通过tri-clover连接)来完成。在此情况下，每个系统入口和出口需要两个相邻歧管之间的一个夹具。

本发明构想出了垫圈可设在歧管110的各个端口处。备选地，各个端口处的连接可如本领域中已知那样以不透流体的方式提供。在期望在一个歧管中具有与另一歧管中的对应连接器端口对准的连接器端口的情况下，用于垫圈的凹穴可以以一种方式模制在歧管的暴露表面中，使得这些垫圈确保相邻歧管之间的防漏连接。在此情况下，歧管应当通过一些手段(诸如压力机)紧密压制到一起。又一备选方案在于所有连接的垫圈组合在一层中，其应当放在两个相邻歧管之间。在此情况下，歧管可配备有配件来确保垫圈的适当定位。

图12-14绘出了使用本发明的阀歧管的不同smb层析系统。在各个系统中，多个阀歧管设有对应的连接器端口，其提供成与相邻阀歧管的相应连接器端口流体连通。对于图12-14中的系统中的每一个，用于使用系统的过程的状态参照打开而允许穿过其的流体流的若干阀(黑色)以及闭合以便阻止穿过其的流体流的其他阀(白色)来描述。例如，在图12中，中心管道阀1016a示为闭合的(即，白色)，而中心管道阀1016d示为打开的(即，黑色)，以便允许穿过其的流体流。

例如，图12绘出了结合本发明的六个阀歧管1010a-f的smb层析系统1000。为了此论述的目的，各个阀歧管1010形成为类似于阀歧管310，只是各个歧管1010a-f包括提供在相对的连接器端口1022和1022'之间流体连通地延伸的六个分支管道1025的第一多个分支管道，各个分支管道经由接近阀1050与从中心阀1016延伸的中心管道节段可选择的流体连通。此外，阀歧管1010f的第二连接器端口1022'所有都期望地密封闭合，使得流体可仅在第一连接器端口1022和中心管道1014f之间穿过相应的接近阀流动。柱1001a-g连接到歧管1010a-g上，其中各个柱的入口端口连接到相关联的阀歧管的第一端口1040上，而各个柱的出口端口连接到相邻阀歧管的第二端口1042上，其中柱1001g的出口端口连接到阀歧管1010a的第二端口1042a上。为了简单起见，各个歧管1010a-g的各个贯通管道1025、分支管道1030、接近阀1050等将具有用于给定歧管的同一参照标号。给定本文描述的示例性操作，本领域普通技术人员将清楚各个构件的操作。

跟随图12中的点线标记的"进料"，进料流体源连接到第一多个分支管道的第一连接器端口上，允许进料流体流过阀歧管1010a的中心管道1014a至第一端口1040a，在该处，其然后流过柱1001a。流体从柱1001a流入阀歧管1010b的第二端口1042b至阀歧管1010b的中心管道1014b、且穿过阀歧管1010b和1010a两者中的第二多个分支管道的成对的对准的分支管道。连接导管(由"再循环"表示)将流体从阀歧管101a上的第二多个分支管道的连接器端口引导到阀歧管1010a上的第一多个分支管道中的连接器端口中。流体然后流过阀歧管1010a和1010b的对准的分支管道至阀歧管1010c，流体然后引导穿过分支阀至中心管道1014c、至第一端口1040c、至柱1001c。流体从柱1001c引导至阀歧管1010d的第二端口1042d、穿过中心阀1016d至第一端口1040d且然后进入柱1001d。流体从柱1001d引导至阀歧管1010e的第二端口1042e、且穿过第二中心管道节段1014b至第二多个分支管道的一系列对准的分支管道、离开第一阀歧管101a的连接器端口至废物收集容器。

同时，尽管以上对于流过柱1001a、1001c和1001d的进料流体发生，但系统1000能够引导清洗流体穿过柱1001b，其排放引导至废物，引导清洁流体穿过柱1001f，其排放引导至废物，且引导洗脱流体穿过柱1001e，其输出收集为产物。由长虚线节段绘出的清洗流体引导至中心管道1014b至阀歧管1010b的第一端口1040b、然后至柱1001b，从该处，流体引导至阀歧管1010c的第二端口1042c、且进入阀歧管1010c的中心管道1014c的第二节段、且穿过阀歧管1010b和1010a的对准的分支节段至废物。由短虚线节段绘出的清洁流体引导至阀歧管101f的中心管道1014f、且穿过第一端口1040f至柱1001f，从该处，其引导至阀歧管1010a的第二端口1042a、且沿中心管道1014a的第二节段向下穿过第二多个分支管道的最远分支阀而至废物分支管道。由粗实线绘出的洗脱流体引导至阀歧管1010e的中心管道1014e、离开第一端口1040e至柱1001e、至阀歧管1010f的第二端口1040f、穿过中心管道1014f的第二节段、穿过分支阀至对准的分支管道来收集为产物流体。尽管所有流体可以说是流过柱，但可构想出的是，各流体由其在柱处的相互作用而改变，从而将其归类为产物、废物或再循环流体，即使其描述为流入和流出各个柱的相一流体。因此，柱中的每一个可独立地或组合地选择成用于进料、清洗、清洁或洗脱。本领域普通技术人员将清楚如何重置阀来将流体提供成穿过系统1000的期望的流动通路。

图13绘出了结合本发明的六个阀歧管2010a-f的smb层析系统2000。为了此论述的目的，各个阀歧管2010形成为类似于阀歧管610(没有中心管道阀且因此提供类似于614a和614b的两个单独的中心管道部分，但各个部分这里例如针对歧管2010a的两个部分标为2014'a和2014''a)，只是第一多个分支管道提供在相对的连接器端口之间流体连通地延伸的六个贯通管道，各个分支管道与从中心阀延伸的第一中心管道节段或部分可选择的流体连通。此外，阀歧管2010f的第二连接器端口2022'所有期望地是密封闭合的，使得流体可仅在第一连接器端口2022以及中心管道部分2014'f和2014''之间穿过相应的接近阀650f流动。柱2001a-f分别连接到歧管2010a-2010f中的每一个上，其中各个柱的入口端口与相关联的阀歧管的第一端口2040流体连通，而各个柱的出口端口与同一阀歧管的第二端口2042流体连通。

跟随图13中的点线标记的"进料"，进料流体源连接到第一多个分支管道的第一连接器端口上，允许进料流体流过阀歧管2010a的中心管道部分2014'a至第一端口2040a，在该处，其然后流过柱2001a。流体从柱2001a流入阀歧管2010a的第二端口2042b中、至阀歧管2010a的中心管道部分2014''、且穿过阀歧管2010a中的第二多个分支管道的贯通管道。连接导管(由"再循环"表示)将流体从阀歧管2010a上的第二多个分支管道的连接器端口引导到阀歧管2010a上的第一多个分支管道中的连接器端口中。流体然后流过阀歧管2010a和2010b的对准的分支管道至阀歧管2010c，在该处，流体然后引导穿过接近阀2050c至中心管道部分2014'c、至第一端口2040c、至柱2001c。流体从柱2001c引导至阀歧管2010c的第二端口2042c、至第二端口2042c、且然后穿过中心管道部分2014''c至最后的贯通管道，在该处，其流过歧管2010b和2010a至废物收集容器或导管。

同时，尽管上文针对流过柱2001a和2001c的进料流体发生，但系统2000能够引导清洗流体穿过中心管道部分2014'b至第一部分2040b至柱2001b，其排放引导穿过第二端口2042b、穿过中心管道部分2014''b至废物。清洁流体穿过柱2001f，其排放引导至废物，且洗脱流体引导穿过柱2001e，其输出收集为产物。由长虚线节段绘出的清洗流体引导至中心管道部分2014'b、至阀歧管2010b的第一端口2040b、然后至柱2001b，从该处，流体引导至阀歧管2010b的第二端口2042b、且进入中心管道部分2014''b、且穿过阀歧管2010b和2010a的对准的分支节段至废物。由短虚线节段绘出的清洁流体引导至阀歧管2010f的中心管道部分2014'f、且穿过第一端口2040f至柱2001f，从该处，其引导至阀歧管2010f的第二端口2042f、且沿中心管道部分2014''f向下穿过第二多个分支管道的最远分支阀至废物分支管道。由粗实线绘出的洗脱流体引导至阀歧管2010e的中心管道2014e、离开第一端口2040e至柱2001e、至阀歧管2010e的第二端口2040e、穿过中心管道部分2014''e、穿过分支阀至对准的分支管道来收集为产物流体。此外，平衡流体可引导至歧管2010d的中心管道部分2014'd穿过第一端口2040d至柱2001d、且然后至端口2042d、至中心管道部分2014''d、至废物。各流体构想为由其在柱处的相互作用来改变，从而将其归类为产物、废物或再循环流体。因此，柱中的每一个可独立地或组合地选择成用于进料、清洗、清洁或洗脱。本领域普通技术人员将清楚如何重置阀来将流体提供成穿过系统2000的期望的流动通路。

图14绘出了结合本发明的六个阀歧管3010a-f的smb层析系统3000。为了此论述的目的，各个阀歧管3010形成为类似于阀歧管510，只是第一多个分支管道提供在相对的连接器端口之间流体连通地延伸的六个分支管道，各个分支管道与从中心阀延伸的第一中心管道节段或部分处于可选择的流体连通。此外，阀歧管3010f的第二连接器端口3022'所有期望地密封闭合，使得流体可仅在第一连接器端口3022和中心管道3014f之间穿过相应的接近阀3050f流动。柱3001a-g连接到歧管1010a-g上，其中各个柱的入口端口连接到相关联的阀歧管的第一端口3040上，而各个柱的出口端口连接到相邻阀歧管的第二端口3042上，其中柱3001g的出口端口连接到阀歧管3010a的第二端口3042a上。

跟随图13中的点线标记的"进料"，进料流体源连接到第一多个分支管道的第一连接器端口上，允许进料流体流过阀歧管3010a的中心管道3014a至第一端口3040a，在该处，其然后流过柱3001a。流体从柱3001a流入阀歧管3010b的第二端口3042b至阀歧管3010b的中心管道3014b、且穿过阀歧管3010b和3010a两者中的第二多个分支管道中的成对的对准的分支管道。连接导管(由"再循环"表示)将流体从阀歧管3010a上的第二多个分支管道的连接器端口引导到阀歧管3010a上的第一多个分支管道中的连接器端口中。流体然后流过阀歧管3010a和3010b的对准的分支管道至阀歧管3010c，流体然后引导穿过分支阀至中心管道3014c、至第一端口3040c、至柱3001c。流体从柱3001c引导至阀歧管3010d的第二端口3042d、穿过中心阀3016d至第一端口3040d且然后进入柱3001d。流体从柱3001d引导至阀歧管3010e的第二端口3042e、且穿过第二中心管道节段3014b至第二多个分支管道的一系列对准的分支管道、离开第一阀歧管3010a的连接器端口至废物收集容器。

同时，尽管以上对于流过柱3001a、3001c和3001d的进料流体发生，但系统3000能够引导清洗流体穿过柱3001b，其排放引导至废物，引导清洁流体穿过柱3001f，其排放引导至废物，且洗脱流体引导穿过柱3001e，其输出收集为产物。由长虚线节段绘出的清洗流体引导至中心管道3014b至阀歧管3010b的第一端口3040b、然后至柱3001b，在该处，流体引导至阀歧管3010c的第二端口3042c、且进入阀歧管3010c的中心管道3014c的第二节段、且穿过阀歧管3010b和3010a的对准的分支节段至废物。由短虚线节段绘出的清洁流体引导至阀歧管3010f的中心管道3014f、且穿过第一端口3040f至柱3001f，从该处，其引导至阀歧管3010a的第二端口3042a、且沿中心管道3014a的第二节段向下穿过第二多个分支管道的最远分支阀至废物分支管道。由粗实线绘出的洗脱流体引导至阀歧管3010e的中心管道3014e、离开第一端口3040e至柱3001e、至阀歧管3010f的第二端口3040f、穿过中心管道3014f的第二节段、穿过分支阀至对准的分支管道来收集为产物流体。各流体构想为由其在柱处的相互作用来改变，从而将其归类为产物、废物或再循环流体。

因此，系统3000的柱中的每一个可独立地或组合地选择成用于进料、清洗、清洁或洗脱。本领域普通技术人员将清楚可如何重置阀来将流体提供成穿过系统3000的期望的流动通路。还将注意的是，系统3000的流动通路的部分(例如，超过用于图14中的进料流体的接近阀3050a的歧管3010b-g的贯通管道)将在该示例中填充进料流体，且贯通管道的此部分将是系统3000的死空间。通过使用系统3000中的多个歧管410，死空间的量可通过闭合歧管3010b的位置处的分支管道阀(460)来减少，以便防止进料流体流过歧管3010c-3010f。使用多个歧管410的系统因此可进一步减少贯穿整个层析系统的死空间。

在本发明的一方面，系统由连接到或跨过本发明的阀歧管的至少三个柱组成。这些歧管中的每一个具有至少三个端口(例如，入口端口、出口端口或连接器端口)，其作用为入口且至少两个此端口作用为出口。该组合允许通常在旋转木马系统中进行的连续过程。这涉及至少一个柱(大体上是如描述那样的以再循环模式串联的两个柱)的连续进料。第三柱被清洗、洗脱和/或再生成，同时第一柱和第二柱被装载。在若干时间之后，一旦第一柱饱和，则歧管中的阀以一种方式切换，使得进料溶液施加到第二柱上，同时所述第一柱经历该过程中的所有其他步骤。第三柱连接到第二柱的出口上。

在本发明的另一方面，系统包括四到八个柱，其中阀歧管连接到它们上或跨过它们。这些歧管中的每一个包括至少三个入口和至少三个出口(再次，使用入口端口、出口端口或连接器端口)。该组合允许类似于传统smb过程的连续分馏过程。由于阀独立地控制，故smb过程中的不同区域的长度在操作期间不一定恒定，且并非所有流率在整个过程循环内一定恒定。因此，根据本发明的该方面的系统还允许了比传统smb层析更先进的操作，诸如，改进的smb、顺序smb、varicol或日本organo操作模式。

在本发明的又一方面，系统包括连接到或跨过本发明的阀歧管的八个或更多个柱。各个歧管具有最少五个、期望地八个入口、以及最少两个、期望地四个出口。使用离子交换或亲和层析，该组合允许了复杂蛋白质(诸如，单克隆抗体)的连续逆流纯化。涉及的不同流体中的每一种连接到系统的一个入口上。歧管上的阀以一种方式受控，使得柱随后经历装载、清洗、洗脱以及过程循环中涉及的所有其他步骤。由于多个柱可串联连接，故这些步骤中的一者或多者可在基本上逆流模式中执行。这允许了更有效的过程，且可导致化学制品、溶剂和水的显著节省。

在本发明的一方面，系统包括多个柱，各个承载不同的吸附剂。这允许了进行完全自动化的多步骤层析纯化。这可或可不涉及连接到系统出口上的中间储存器，系统出口也连接到系统入口上。

尽管已经示出和描述了本发明的具体实施例，但本领域技术人员将清楚的是，可在不脱离本发明的教导内容的情况下进行改变和改型。例如，与中心管道的各个部分相关联的分支管道和连接器的数目可改变，而不脱离本发明。前述描述和附图中阐释的主题仅作为说明提供而不作为限制。在基于现有技术以其适当的观点查阅时，本发明的实际范围意在限定在以下权利要求中。