色谱柱中或与其相关的改进的制作方法_2

文档序号:8323797阅读:来源:国知局
被填充在该柱的入口端,例如比该第一或最小熔融核颗粒 更靠近该入口。此外,这些全多孔型颗粒希望地具有小直径,典型地具有这些填充颗粒的最 小粒径。然而,优选地这些填充颗粒基本上包含熔融核颗粒、或最优选完全由其组成。
[0023] 这些熔融核颗粒的外部多孔层厚度优选应该是该固体核直径的至少5%但更 优选至少10%。例如,如果该核是直径Ιμπι,那么该多孔层的厚度应该理想地是至少 0. lym(SM〇% ),并且如果该核是直径3μπι,那么该多孔层的厚度应该理想地是至少 0. 3 μπι。该外部多孔层厚度应该优选是不大于2 μπι。该外部多孔层厚度典型地在0.2 μπι 至2 μπι的范围内,例如在0. 2μηι至Ιμπι的范围内。
[0024] 具有有益用途的是如下熔融核颗粒,其中该外部多孔层的厚度对于所有颗粒是相 似的或基本上相同的。因此,在此类实施例中,虽然这些熔融核颗粒的粒径随着沿着该柱的 距离变化,但这些颗粒的多孔外层的厚度优选基本上不随着沿着该柱的距离变化。反而, 在此类实施例中,这些熔融核颗粒的无孔核的直径随着沿着该柱的距离变化以从而改变总 直径。因此,在具有包含多个床区段的床的实施例中,在所有床区段中的所有颗粒具有它们 的外部多孔层的类似或基本上相同的厚度。这些颗粒的外部多孔层的沿着该柱长度的基本 上恒定的厚度对于所有填充颗粒维持均匀的传质距离。这维持了该柱中的色谱效率和分辨 率。然而,一些实施例是可能的,其中沿着从入口至出口的柱长度(即,随着该样品前进穿 过该柱),该外部多孔层的厚度可以减少。
[0025] 优选地,这些填充颗粒的粒径随着沿着该柱的距离变化,这样使得较小颗粒被填 充在该柱的入口端并且较大的颗粒被填充在该出口端。在该入口端处使用较小直径的颗粒 意味着在该柱的装载样品的部分处存在最大的每单位体积的表面积,这维持了该柱的可装 载性。在该出口端处使用较大直径的颗粒意味着与仅具有遍及整个柱的小颗粒的柱相比, 可以减小该流的压力。
[0026] 本发明提供以下优点:可以用较低的每单位柱长度的压降提供高柱效率。操作压 力上的这种减小具有在减少的仪器装备成本方面的益处。此外,更长的柱可以用于给予更 高的色谱效率,而没有需要施加到该流上的过大压力。该柱的可装载性通过提供在该柱的 入口端处的最小颗粒来维持。优选地在该出口端处的较大颗粒用于减小压降。
[0027] 该柱的床、或其任何一个或多个床区段除了这些熔融核颗粒之外还可以包含一定 量的无孔颗粒,这可以减少样品的分散(当它穿过该柱时)并且改进峰锐度。典型地,此种 无孔颗粒的量相对于恪融核颗粒的量是少数量。
[0028] 合适的熔融核颗粒是以商业量可获得的并且已知用于它们的制造的方法。例如, 恪融核颗粒在来自安捷伦公司(Agilent)的Poroshell?柱和来自赛默飞世尔科技公司 (Thermo Scientific)的Accucore?柱中的高效液相色谱(HPLC)柱中是可商购的。
[0029] 在US 3, 505, 785中描述的一种已知程序中,经由在充当固体核的无孔二氧化硅 微球的表面上的二氧化硅胶体的多层涂层来制备熔融核二氧化硅颗粒。在那种方法中描述 了在两层与三十层之间的胶体颗粒。另一种制备熔融核二氧化硅的方法是凝聚法,描述于 J. J. Kirkland、F. A. Truszkowski、和 C. H. Dilks Jr, G. S. Engel,色谱法杂志 A(Journal of Chromatography A),890 (2000) 3 - 13中,其中固体(即,无孔)二氧化娃微球通过一种聚合 物和二氧化硅溶胶的凝聚物来涂覆,其中该聚合物通过在高温下加热基本上被去除。
[0030] 前述技术使用在二氧化硅微颗粒的表面上的二氧化硅纳米颗粒作为形成熔融核 颗粒的基础。US 2010/0051877 A中描述的另一种方法涉及二氧化硅微颗粒的表面的假形 貌转换。在该方法过程中,该核颗粒的外层溶解并且再析出以形成在该表面上的多孔层。
[0031] 另一种用于形成熔融核颗粒的技术描述于申请人的在2011年12月1日提交的专 利申请号GB 1120665. 3中(球上球颗粒)。
[0032] 描述形成熔融核颗粒的以上参考文献的内容特此以它们的全部内容结合在本申 请中。
[0033] 根据用于形成熔融核颗粒的不同现有方法,这些熔融核颗粒可以具有许多不同形 貌之一。例如,一个熔融核可以被小得多的颗粒的一个或多个层包围,较小颗粒的该一个或 多个层形成该多孔外部层(所谓的球上球颗粒)。例如,该无孔核可用是一种微颗粒(直径 1 μ m至100 μ m,特别地1 μ m至10 μ m)并且较小的颗粒可以是纳米颗粒(Inm至1000 nm)。 在其他实施例中,这些熔融核颗粒可以包含无孔核,该无孔核具有为多孔的改性外部区域。
[0034] 这些熔融核颗粒的直径在它们的总(外部)尺寸上可以在从例如约I ym直径至 约100 μπι直径,优选从1 μπι至10 μπι的范围内。这些颗粒在它们的外部尺寸上沿该柱的 变化范围可以是例如,在该入口端具有在从约1-3 μ m(尤其1-2 μ m)直径的范围内的颗粒 至在该出口端具有在5-10 μ m范围内的颗粒。许多用于测量粒径和大小的方法对于熟练技 术人员是已知的,例如电区感测(electrozone sensing)、或动态光散射、或盘式离心、或图 像分析、或电子显微镜。在此限定的粒径是指如由电区感测测量的尺寸。优选地,最大粒 径(例如,在该出口处)与最小粒径(例如,在该入口处)的比率在从20:1至2:1的范围 内、更优选在从10:1至2:1的范围内。该多孔外部层厚度优选不大于2 μ m,典型地不大于 1 μ m,例如 IOnm 至 1000 nm(1 μ m)。
[0035] 在该入口端处的颗粒的表面积优选在从大于50m2/g、更优选大于IOOmVg的范围 内。在该出口端处的颗粒的表面积优选在从小于l〇m 2/g的范围内。
[0036] 根据本发明的色谱柱用于液相色谱法并且可以适合于分析型或制备型色谱法。它 可以适合例如作为HPLC柱(在此该术语在其范围内包括超HPLC (UHPLC)柱)。然而,该柱 不限于此类用途,而还可以用于希望维持柱效率但减小操作压力的任何设置中。
【附图说明】
[0037] 图1示出了填充有根据本发明的熔融核颗粒的床的一种色谱柱的示意安排。
[0038] 图2示意性地示出了具有一个外部多孔层和实心核的熔融核颗粒的结构。
[0039] 图3示意性地示出了图1实施例的粒径梯度。
[0040] 图4示意性地示出了可以用于本发明中的各种其他示例性粒径梯度。
[0041] 图5示意性地示出了用于容纳多个具有不同粒径的柱床区段的根据本发明的拆 卸后的UHPLC柱的分解图。
[0042] 图6示意性地示出了呈组装后状态的图5的柱的纵向截面。
[0043] 图7示意性地示出了根据本发明的一个实施例,该实施例包括容纳在四个子柱中 的四个柱床区段。
[0044] 图8示出了根据本发明的一个另外的实施例。
[0045] 本发明实施例的描述
[0046] 为了能够进一步理解本发明,但在不限制其范围的情况下,现在参考附图描述本 发明的不同示例性实施例。
[0047] 参见图1,示出了填充有根据本发明的颗粒的床的一种色谱柱(2)的示意安排。该 图示出了该柱的截面侧视图,即,沿着该柱的长度纵向地取的截面。该柱包含一个通常由金 属如例如不锈钢制成的管(8)。该柱具有在横向截面上(与长度正交的,即在通过线A-A或 B-B的截面上)的圆形截面。该柱具有长度1、外部管直径wl、和内部管直径《2,如所示出 的。该柱可以是由钢制成的并且具有圆形截面的HPLC柱。然而,应理解的是,取决于色谱 应用可以使用所示出的实例之外的柱形状、几何结构和材料。
[0048] 该柱具有一个入口端(4)和一个出口端(6)。在使用中,使一种含有有待分离为多 种组分的样品的液体流动相从该入口端至该出口端流动通过该填充柱。该入口端插塞有一 个多孔滤芯(10),用于将这些填充颗粒保持在该柱中但允许液体流
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