专利名称：色谱柱和介质填充的自动化系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于色谱柱的介质填充系统和用于色谱柱的介 质填充方法。更具体地说，本发明涉及用于改善将色谱介质填充到色 谙柱中的品质和一致性的填充装置和方法。
背景技术：
用于液相色谱的色谱柱通常包括封装了多孔性层析介质的管状 体，载液从中流过，其中在载液和多孔介质的固相之间因材料累积而 发生分离。通常介质^f皮封装在作为填充床的色谱柱中，此填充床通过 压实离散粒子的悬浮液，即被泵入、倒入、或吸入色谱柱中的所谓的 浆料而形成。将浆料压入到填充床中是通过压缩浆料使其填充到某一 空间中来实现的，此空间小于其仅在重力影响下定形而形成沉降床所 占的体积。随后色诿分离的效率强烈地依赖于l)位于填充床的流体入 口和出口处的液体分布和收集系统，2)填充床中的介质粒子的特殊取 向(也被称为填充几何)，以及3)填充床的压缩。如果填充床的压缩程 度太低，那么填充床上执行的色谱分离将受到"拖尾"的困扰，并且这 种压缩不足的填充床通常是不稳定的。如果填充床的压缩程度太高， 那么填充床执行的色谱分离将受到"前延"的困扰，并且这种过压缩的 填充床可能影响吞吐量和粘接能力，并且，通常引起高得多的操作压 力。如果压缩程度是最佳的，那么在使用期间形成的分离峰很少出现 前延或拖尾，并且基本上是对称的。色谱柱所需要的最佳的压缩程度是按照每个色语柱的尺寸(宽度或直径)、床高以及介质类型通过实验 确定的。
在任何分离过程之前，介质床必须从需要引入到色镨柱中的粒子 浆料开始进行准备。形成介质床的过程-波称作"填充过程"，并且正确 填充的介质床是一个影响包含填充床的色谱柱性能的关键因素。填充 过程的其中一个主要目标是提供一种具有最佳压缩量，即最佳压缩系 数的介质床。经过最佳压缩的介质床的高度被称为目标压缩床高度。
大尺寸的色谱柱，例如CHROMAFLOWTM(其是由新泽西皮斯卡 塔市的GE Healthcare公司制造的色谱柱的GE Healthcare的注册商 标)、类似CHROMAFLOWtm的色谱柱及其它目前在工业中使用的色
中央浆料喷嘴、介质阀、或另一端口传送到色谱柱中进行填充。 一旦 将预定体积的浆料传送到色i普柱中，色谱柱中的层析介质可能，要么 l)进行充分地填充，要么2)未填充而需要进一步地压实，并且通过沿 着色谱柱的纵轴朝着色谱柱底部以恒定速度移动可动的转接器进行 压缩。在本过程中过量液体在色谱柱出口排出，而通过所谓的"介质床 支架"的过滤材料保持介质粒子，其中过滤材料的孔很小而不允许介质 粒子通过。 一旦已经将填充的介质床压缩到最佳的压缩量或压縮度 时，填充过程就完成了。如果压缩的介质床有良好且稳定的色谱性能， 就可认为填充过程是成功的。然而，实践中通过手工方法在色谱柱中 填充这种经过最佳压缩的色谱介质床不是轻易能完成的，因为最终填 充的介质床的质量在很大程度上依赖于操作员的技能。在装填和随后 的填充色谱柱期间，操作员手工地选择和调整所有的填充参数，例如 阀位置、泵转速、流速、转接器的运动速度等等。更重要是，在所有 情况下，操作员必须通过目视观察的方式确定l)足够的浆料已经传送 到色谱柱中，或者2)转接器充分地压缩了介质床，从而武断地决定何 时结束色谱柱的填充。选错任何填充参数，和/或在决定何时结束填充 时出错，其通常都会导致性能不良的色谱柱。此外，在配备透明管的色谱柱中由眼判断介质床的压缩何时开始是特别困难的，在配备非透 明管例如不锈钢管的色谱柱中则是不可能的，而在此点上的显著误差 使得不可能获得经过最佳压缩的介质床。总的来说，色谱柱的填充至 今仍被认为是一项技术而非一门科学。
因此，对用于精确且可重复性地将层析介质填充到色谱柱中的系 统和方法存在需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于将介质填充到色谱柱中的色谱柱 填充系统和方法，以克服当前系统的缺点。
本发明通过传送预先计算的浆料量并利用两种不同的填充形态 在以下时候停止填充，从而提供了全自动无手工的色谱柱填充方法， 即l)当已经将该浆料量传送到色谱柱中，这是配备了固定的转接器的
色谱柱的优选形态，或者2)当已经传送预先计算的浆料量之后，使转
接器移到与目标压缩床高度相对应的床高，这是配备了可动的转接器 的色谱柱的优选形态。这样，色镨柱可以完全自动化的方式进行填充，
并且这种色谱柱l)是稳定的，并且2)具有需要的性能特征。
结合附图阅读以下说明将更加明晰本发明的这些优点及其它优 点，其中
图1描绘了根据本发明的第一自动化色谱柱和介质填充过程的流 程图2A和2B描绘了根据本发明的笫二自动化色谱柱和介质填充过 程的流程图3是根据本发明的与图1相关联的第一自动化色谱柱和介质填 充系统的示意图4是根据本发明的与图2A和2B相关联的第二自动化色谱柱和介质填充系统的示意图；以及
图5是根据本发明的压力流曲线和压缩曲线的图表。
本发明的详细说明
现在将参照附图来描述本发明的优选实施例。优选实施例的描述 是示范性的，而并不是打算限制本发明的范围。
在本文以及权利要求中所使用的
术语"单元"意图包括术语"容器"和"色谱柱"，以及分离技术的从业 者所使用的任何其它结构，以便通过将混合物与固体或液体交换介 质，即所谓的填充床相接触而实施分离,和/或反应,和/或催化，和/或从 混合物中提取成分。
术语"纵向流向"指在单元内从入口朝向出口的流向。"纵向"一致 地用于指定通过单元的优势流路而不考虑方向。
术语"流连接系统"指在流体回路中连接两点的通道或路径系统。
术语"分配系统"指将流体引入单元中所流经的结构，并且术语" 收集系统"指用于从单元收集流体的结构。
术语"沉积床高度"指当色谱柱中的液体和介质仅在重力的影响下 被容许沉积时而获得的介质粒子床的高度，这种介质床被称为"沉积床
术语"压实床高度"指当在色谱柱中形成介质粒子床时，当通过浆 料藉由以下方式施加流体流时而使浆料中的介质粒子被迫沉积所获
得的介质粒子床的高度，l)将液体泵送入色谱柱中，2)将液体泵吸出 色谱柱，或者3)通过可动的转接器的运动(例如，下降)，其迫使液体 离开色谱柱，这种床被称为"压实床"。
术语"压缩床高度"指当压实床已经压缩，例如通过与可动的转接 器的接触和进一 步的运动，或通过在比介质床压实时所使用的速率更 高的速率下泵送流体通过色镨柱从而在色谱柱中获得的介质粒子床 的高度，这种床被称为"压缩床"。
7第 一 自动化色谱柱和介质填充系统和方法
图1显示了第一自动化色谱柱和介质填充过程的流程图。在图框 101中，在任何典型的层析介质悬浮处准备层析介质。层析介质还可 指凝胶、珠粒或树脂。层析介质的悬浮是在层析介质的运输容器中(未 显示)，通过典型的方法例如人工搅拌、机械搅拌、通气、摇动或振动
或利用MEDIA WANDTM(其是由新泽西皮斯卡塔市的GE Healthcare 7>司制造的工具的GE的注册商标)来完成的。MEDIA WANDtm是一 种坚固易用且被设计用于除去上层清液、添加水或缓沖剂、在运输容
WANDTM是一种在标题为《用于在容器中形成一种层析介质的均匀混 合物的方法和装置》的美国专利申请中描述过的工具，该专利具有美 国专利申请号11/669,347，并于2007年1月31提交，其通过引用而 结合在本文中。
接下来，在图框101中，将悬浮的层析介质从层析介质的运输容 器泵至浆料箱301中(图3)。浆料可利用典型的不损害珠粒的泵进行抽 送，例如隔膜泵或旋转式凸轮泵。这些典型的泵通常定位于层析介质 容器和浆料箱301之间，或者可能结合在填充站如303(图3)、或某些 另外的浆料处理装置，如Media Handling Unit中，它是由新泽西皮斯 卡塔市的GE Hea他care公司制造的一种工具。MEDIA WANDtm和 Media Handling Unit ^皮设计成简化大量介质的处理，从而减少处理时 间和工作负荷。作为备选，浆料可以物理地从层析介质的运输容器倒 出并经由浆料箱顶端的开口而送入浆料箱301中(图3)。包含于浆料内 的层析介质的量一般被称为浆料的百分比，也被称为浆料浓度。浆料 百分比和浆料浓度均反映了在总的浆料体积中的材料或固体(即凝胶、 层析介质、珠粒、树脂)的重力沉降体积(Vgs)。浆料浓度可以调整， 但在浆料总体积中的正常范围是25%至75%的Vgs。当浆料处于浆料 箱301中时，通过标准搅拌的方式保持其悬浮，从而确保是一种均质 的悬浮物、浆料或分散液。在如上所述的浆料准备完成之后，从采用有典型的取样口 (其是浆
料箱的常见特征)的浆料箱301(图3)中取走小的浆料样本。作为备选，
也可通过简单地舀出或通过典型的移液管而取出浆料的小样本。从浆
料箱301取出的实际样本体积典型地小于1升，但可能优选小于色谱 柱304(图3)的柱容积的0.1%。
接下来，在图框103(图l)中，通过以下任一种技术来确定浆料浓 度(SC):
1. 发生沉积，此情形容许浆料完全在重力的作用下沉降一段时 间，在此期间足以发生完全沉积。此时间段随着所用层析介质的类型 而变化，通常可在2至72小时之间变动。例如，从浆料箱301(图3) 取出100毫升的样本，将其放入100毫升的量筒中，并容许其在重力 下完全沉降或沉积。当读取量筒上的刻度标记时，如果完全沉积床的 体积达到了 53毫升，那么该浆料浓度为53%。
2. 发生离心分离，此情形迫使浆料在离心力下沉降。例如，从浆 料箱301中取出IOO毫升样本，并放入100毫升刻度的离心管中。然 后将该离心管放入离心机中，并在3000RPM的转速下使离心机运转 15分钟。然后从离心机中取出该离心管，并依据离心管上的刻度标记 来读取沉积床的体积，如果读数为53毫升，那么该浆料浓度为53%。
3. 发生过滤，此情形将浆料倒入到量筒中，或某些其它装备了过 滤器的有刻度的容器中，其容许浆料中的液体排出而保留介质粒子。 例如，从浆料箱301(图3)取出100毫升的样本，将其放入底部装备有 过滤器或烧结物的100毫升的量筒中，并容许液体完全排出。当读取 改良的量筒上的刻度标记时，如果沉积床的体积达到了 53毫升，那 么该浆料浓度为53%。
4. 其它利用诸如光散射、超声和粒子计数器等此种原理或装置的 手段或方法。例如，另一方法可以是过滤法，但液体并不排出色谱柱 的底部。在这种情况下， 一定量的浆料注入到色谱柱中，通过色谱柱 的低流速使介质沉降。当介质床沉降，然后容许介质床松弛特定的一
9段时间。介质床的高度经测量并与最初装填的浆料高度有关。前述这
种过滤法在于2007年7月6日提交的题名为《浆料浓度的确定》的 瑞典专利局申请号为0701671-0的瑞典专利申请中有更进一步的描 述，其通过引用而结合在本文中。
接下来，在图框105(图l)中，确定色谱柱304(图3)的柱容积(Vc)。 在本发明的一个优选实施例中，通过将该色谱柱304(图3)装水然后排 出、收集并称重，从而经验性地确定柱容积。在本发明的另一实施例 中，通过如下计算来确定色谱柱304(图3)的柱容积Vc: Vc等于该色 i普柱的横截面积Tir2乘以该色谱柱的高度(L):
Vc -兀r2 x L
色镨柱中有待填充的层析介质床的高度是一个定义明确的、与用 途有关并受控的参数，其通常在制造许可证中进行规定而不能违背。 其典型地表示为在一定范围之内的一组数字。例如，对于特定应用的 色谱柱床高度可能规定为20+/-2cm。
接下来，在图框107中，确定压缩系数(CF)。图5显示了针对色 谱柱中有待填充的层析介质床的压力-流量曲线和用于获得压缩系数 的压缩曲线。当在特定的床高度(即介质床的底部和顶部之间的距离) 下在色谱柱中填充介质时，层析介质的压缩率和当液体^皮泵通过介质 时可获得的最大流率(流速)可如下进行确定将一定体积的浆料(水或 其它液体和层析介质的混合物,凝胶,树脂等等)倒入或泵送到底部出口 关闭的色谱柱中，并容许其靠重力完全沉降。此沉降的层析介质所占 体积;波限定为重力-沉积体积，并赋予符号Vgs。然后记录这个沉积的 凝胶床的高度。在这个示例中，可将这个床的高度称为"初始床高度"。 利用泵或另一流体传送装置或设备，可在逐渐升高的流率下泵流体通 过色谱柱。这持续到达到最大流速(也被称为临界流速)，在这点上， 不管如何努力再也不能获得更高的通过凝胶床的流速。针对每个流率 值可记录压力(凝胶床对所应用流的阻力)和床高度。 一般说来，应用 于色谱柱的流率越高，压力则越高，并且床高度越低。利用针对流率、压力和床高度的记录值，可构造出两个曲线
曲线l由线上的圓圈表示，其显示了压力和流速之间的关系；以
及
曲线2由线上的三角表示，其显示了压力和床高度之间的关系。
如可从图5中看出，对于每个流速，都存在对应的压力和床高度。 因而，利用以下公式可推导出压缩系数(CF):
CF^初始床高度)/ (流动后的床高度)
例如，这种层析介质在最大流速下的压缩率或压缩系数(CF)可通 过34厘米的"初始床高度"除以27.7厘米的"最终床高度"来确定，即 34/27.7=1.23。图5中的图显示了在55cm/h的流速下，这个特定凝胶 的压缩系数为1.14。
另外，压缩系数可看作色谱柱中层析介质高度的减少量，其从层 析介质或凝胶靠重力沉降(Vgs)时的初始值减'J、到当层析介质受到接 近于最大流速的流压缩时的最终值。压缩系数值不应纟皮认为是一个不 希望背离的固定值，而应看作是一个范围，在该范围内仍然可以达到 最佳的色谱柱性能。例如，如果层析介质的压缩系数为1.15，那么在 1.12至1.18的范围内仍然可以获得最佳的色语柱性能。作为另 一示例， 如果层析介质的压缩系数为1.20,那么在1.16至1.24的范围内仍然 可以获得最佳的色谱柱性能。
接下来，在图框109中，计算填充色谱柱304(图3)所需要的浆料 体积(Vs)。这是将适当Vgs的浆料传送到色谱柱304中，并且在所需 的压缩系数范围内，将其压缩到所确定的压缩系数或所要求的压缩系 数所需要的浆料体积，并且此浆料体积Vs可由手工进行计算。在本 发明的另 一实施例中，填充所需要的浆料体积可由控制单元305或独 立的计算机(未显示)进行计算。控制单元305(图3)是一种典型的计算 机，其包含能够基于方程来计算浆料体积的处理器。
作为一种典型的计算机，控制单元305包含如下标准部件处理 器、输入/输出(I/0)控制器、大容量存储器、内存、视频适配器、连接接口和系统总线。大容量存储器包括l.用于硬盘的读取和写入的硬 盘驱动器部件(未显示)以及硬盘驱动器接口(未显示)，2.磁盘驱动器(未 显示)和硬盘驱动器接口(未显示)，以及3.用于可移动光盘诸如 CD-ROM或其它光学介质的读取和写入的光盘驱动器(未显示)和光盘 驱动器接口(未显示)。前述驱动器和其相关的计算机可读介质为控制 单元305提供了计算机可读指令、数据结构、程序模块以及其它数据 的非易失性存^f渚。另外，前述驱动器还包括图1中所描述的具有用于 第一 自动化色谱柱和介质填充过程的算法的技术效果。该算法还可以 是图1中所示过程的软件或等式。参照图4，控制单元405(图4)与具 有前述驱动器的控制单元305等价，其包括图2中所描述的具有用于 笫二自动化色谱柱和介质填充过程的算法的技术效果。这种用于第二 自动化色谱柱和介质填充的算法也可以是图2中所示过程的软件或等 式。
参照图3,控制单元305包括用于控制色镨柱304操作的硬件和 软件。此外，控制单元305控制并与这种自动化色镨柱填充中所使用 的所有设备单元进行通讯，诸如阀、泵、空气传感器、压力传感器、 流量计等等。为了计算浆料体积(Vs),可使用以下等式
Vs= (Vc x CF)/Cs
浆料体积等于色语柱容积(Vc)乘以压缩系数(CF)除以浆料浓度 (Cs)。在浆料箱301中准备所需要的浆料体积，并可添加补充量的浆 料，以便将浆料箱301和色谱柱304之间包括填充站303和软管的外 部体积考虑进去。填充站303是一种典型的填充站，其包括传送浆料 所需要的泵306和307以及阀308和309。
接下来，在图框lll(图l)中，填充站303(图3)通过泵306(图3) 和插入到填充位置的喷嘴311(图3)而将液体从箱302中施加到色谱柱 304(图3)中。当色谱柱304装填了液体时，空气从其内部经由喷嘴312 排出，并通过空气传感器313(图3)。空气传感器313是一种连接到控 制单元305上并与之通讯的典型的空气传感器。空气传感器313确定是否有空气经过它，并且这个能力用来确定何时色谱柱装满水，此时
控制单元305可以自动地继续至下一 图框。
在图框113(图l)中，控制单元305(图3)控制填充站303，其中通 过使浆料从浆料箱301经填充站303、喷嘴312和浆料管线再回到浆 料箱3(H中进行循环的方式，控制单元305自动地用浆料灌注填充站 303、浆料管线、软管和喷嘴312。通过使喷嘴312到达缩回或闭合位 置，使这种灌注动作发生，籍此在浆料入口(SIT)312a和废浆料端口 (SOT)312b之间形成回路，其中这种浆料通过浆料入口(SIT)312a并扩 散通过废浆料端口(SOT)312b和相关的软管而回到浆料箱301中。一 旦灌注完成，控制单元305自动地进行到下一图框。
在图框115(图l)中，与所有的关键部件相连并与其通讯的控制单 元305(图3)执行下列操作l)使流量计314置零，2)将喷嘴312定位 在填充位置或开启位置，以允许向灌水的色谱柱304中运送浆料，3) 通过操作阀310而打开色镨柱的底部出口 ，和4)启动填充泵306(图3)， 其将层析介质传送到色谱柱304中。这样，就开始了色谱柱的填充。
在图框117(图l)中，连接在流量计314上并与其通讯的控制单元 305(图3)，控制流量计314以监测泵到色谱柱304中的浆料体积，其 中流量计314将监测到的泵到色谱柱304的浆料体积传递给控制单元 305。
接下来，在图框119(图1)中，当所监测到的泵到色谱柱304中的 浆料体积测量值等于图框105(图l)中所确定的预先计算的浆料量(Vs) 时，控制单元305(图3)中的处理器自动地终止色谱柱304的填充。然 后控制单元305执行下列动作1)停止填充泵306， 2)缩回或关闭喷嘴 312，和3)通过操作阀310而关闭色谱柱304的流动相入口/出口 。在 本发明的另一优选实施例中，泵到色谱柱304中的浆料体积可通过控 制单元305和浆料箱301之间的连接和通讯进行监测，浆料箱301本 身可在内部或者外部装备体积测量装置。在本发明的又一优选实施例 中，泵到色谱柱304中的浆料体积可以通过控制单元305和浆料箱301
13所放置于其上的秤之间的连接和通讯进行监测。 第二自动化色谱柱和介质填充系统和方法
图2A和2B显示了第二自动化色谱柱和介质填充过程的流程图。 这个流程图包括图框201至211(图2A),其中这些过程等同于图框101 至lll，并已有所描述，所以这里将不再公开这些图框的描述。
在图框213中，与所有的关键部件相连并通讯的控制单元405(图 4),其通过机械、电动或液压装置而使转接器407向下移动到其能到 达的最低位置点，在该位置，在色谱柱404中要么保留着用于灌注的 已知体积的液体，要么在色谱柱404中根本没有保留液体。
在图框215(图2)中，与所有的关键部件相连并与其通讯的控制单 元405(图4)执行下列操作l)定位或打开介质阀(也称为喷嘴、浆料阀 或浆料端口)406,其容许向灌水的色谱柱404中(图4)运送浆料，2)通 过机械、电动或液压装置使转接器407(图4)向上移动。控制单元405 与上述控制单元305等同，因此在此不做描述。当转接器407移动时， 通过喷嘴406将浆料从浆料箱401 (图4)吸入到色谱柱404中。如果需 要，通过箱401中的正压力可有助于将浆料吸入色谱柱404中的这种 工艺，其本质上是以类似注射器的方式操作。控制单元405通过标准 的机械、电动或液压装置(未显示)来监测转接器的高度，并且当转接 器407移动到与填充所需要的预先计算的浆料体积(Vs)相对应的高度 时，停止转接器407,此时已经将等于Vs体积的浆料传送到色谱柱中。
接下来，在图框217(图2A)中，控制单元405(图4)通过内部泵或 外部泵(未显示)促使水或者緩冲剂以预定的流率经由色谱柱流动相端 口 408和409(图4)而从箱402被泵入色谱柱404(图4)中。层析介质在 此刻以浆料的形式位于色谱柱404中，其在此流量之下得到压实，并 且控制单元405继续施加流通过色i普柱404直至^h质床得以压实，并 且在可动的转接器407和层析介质床之间产生水层(间隙)并使之稳定。
接下来，在图框219(图2A)中，要么在1)当可动的转接器407以 类似注射器的方式下降时，监测从色谱柱404排出的经过流动相端口408或409的液体体积之后，要么2)通过监测可动的转接器407的高 度，控制单元405使可动的转接器407(图4)自动地下降到层析介质床 的顶端。
接下来，在图框221(图2B)中，要么在1)当可动的转接器407以 类似注射器的方式下降时，监测从色语柱404排出的经过流动相端口 408或409的液体体积之后，要么2)通过监测可动的转接器407的高 度，控制单元405使可动的转接器407(图4)自动地进一步下降，从而 将层析介质压缩到预定的和要求的压缩系数。
接下来，在图框223(图2B)中，当达到最佳高度时，控制单元 405(图4)自动地终止色谱柱404的填充。当移动的转接器407从色谱 柱404中置换了与转接器407的初始高度(在图框215终止时的高度) 和转接器407的最终高度之间的差值相等的液体体积时，产生最佳高 度，该值对于控制单元405是已知的，并通过流量计(未显示)以与前 述方法类似或相同的方式进行监测。在本发明的另一实施例中，当连 接在控制单元405上并与之通信的床高度读数装置或任何其它能确定 转接器位置的装置(未显示)到达与所期望的最终柱填充高度相等的值 时，控制单元405自动地终止色谱柱404的填充，该高度具有控制单 元405已知的值。
在本发明的另一实施例中，起始于图框217并终止于图框223, 通过标准操作，机械地、电动地或液压地移动转接器407，并通过打 开流动相端口 408或流动相端口 409直到达到要求的压实程度，可完 成色谱柱404中的层析介质的压实。如果这个实施例成为执行自动化 填充过程的选择才莫式，那么可以跳过图框219,并且自动化填充过程 可以继续通过图框221,并自动地终止于图框223，如上面所述。
在本发明的另一优选实施例中，起始于图框217并终止于图框 223,通过标准操作，机械地、电动地或液压地移动转4妄器407,并通 过打开流动相端口 408或流动相端口 409直到达到要求的压实和压缩 程度，可在单个步骤中完成压实和后续的压缩。如果这个实施例是执行自动化填充过程的选择才莫式，那么可以跳过图框219和图框221， 并且自动化填充过程可直接继续至并自动地终止于图框223中，如上 面所述。
本发明提供了 一种通过传送预先计算的浆料体积而填充色谱柱 的完全自动化的系统和方法。用户能够基于确定浆料浓度、确定柱容 积和确定压缩系数而填充色谱柱。这些确定的参数使用户能够计算在 特定的床高度下填充特定的色谱柱所需要的浆料体积。 一旦已经做出 这些确定并输入到控制所有柱填充系统的关键部件的控制单元、计算 机或类似计算机的处理器中时，控制单元就可以完全自动且不需任何 千预(即便是来自用户的协助)的方式执行柱填充过程。在柱填充过程 期间，没有人的干预和/或协助可确保减少与这种干预和/或协助有关 的所有错误，并提供精确且可重现的色谱柱的填充。因而，本发明为 用户提供了 一种在色谱柱中填充层析介质的自动化方法，其可防止色 谱柱受到不良填充。
虽然已经通过实施例的例子来说明本发明，其中色谱柱是圓柱形 的，并具有固定的直径，这使得圓柱容积和床高度之间存在线性关联， 但是还可想到修改本发明以应用于其它非线性相关的色谱柱的形状。
即使上面已经以特定的实施例描述了本发明，但是在不脱离权利 要求所阐明的本发明的精神和范围内，本领域中的技术人员将轻而易 举地对本发明做出许多修改和变化。
1权利要求
1.一种用于自动化填充色谱柱的方法，其包括确定层析介质的浆料浓度；确定至少一个色谱柱的柱容积；确定所述至少一个色谱柱中的层析介质的压缩系数；基于所确定的所述柱容积、所确定的所述压缩系数和所确定的所述浆料浓度计算浆料体积；在浆料箱中配置所计算的体积的浆料；为所述至少一个色谱柱确定位置，以便将所计算的体积的浆料传送和填充到所述至少一个色谱柱中；监测所计算的体积的浆料向所述至少一个色谱柱中的传送；且当所计算的体积的浆料等于所确定的柱容积时，自动地终止将所计算的体积的浆料向所述至少一个色谱柱的传送。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测包括 提供流量计以读取与所述所计算的浆料体积相等的值。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括 将液体施加于所述至少 一个色谱柱中。
4. 一种用于自动化填充色谱柱的方法，其包括 确定层析介质的浆料浓度；确定至少 一个色谱柱的柱容积；为所述层析介质确定在所述至少一个色谱柱中的压缩系数； 基于所确定的所述柱容积、所确定的所述压缩系数和所确定的所述浆料浓度计算浆料体积；在浆料箱中配置所计算的体积的浆料； 将所述至少一个色镨柱的可动的转接器定位在较低位置； 定位或打开介质阀，其容许将所计算的体积的浆料传送到所述至少一个色语柱中；压实所述层析介质；自动地使所述可动的转接器下降，从而将所述层析介质压缩到所述所确定的压缩系数；以及当达到最佳的柱床高度时，自动地终止所述至少一个色谱柱的填充。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述可动的转 接器置换了与所述转接器的初始高度和所述可动的转接器的最终高 度之间的体积差相等的体积的液体时，就产生了所述最佳的柱床高度。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述介质阀来自 于由喷嘴、浆料端口和浆料阀组成的组。
全文摘要
本发明提供了全自动无手工的色谱柱填充方法，其通过传送预先计算的浆料体积并使用两种不同的填充形态，以便1)当该浆料体积已经传送到色谱柱中时，或者2)当转接器移动到与预先计算的体积相对应的床高度时停止填充。这样，色谱柱可以完全自动化的方式进行填充，并且这种色谱柱1)是稳定的，并且2)具有需要的性能特征。
文档编号B01D15/08GK101622044SQ200880007080
公开日2010年1月6日 申请日期2008年1月11日 优先权日2007年3月6日
发明者A·M·威廉斯, A·卡莱特斯基, D·戈, J·戴维斯, K·泰勒, K·达姆布莱夫, S·R·米勒 申请人:通用电气医疗集团生物科学公司