BRPI0816949B1

BRPI0816949B1 - Coluna cromatográfica incluindo uma unidade de vedação, e, método para sanitizar uma coluna cromatográfica

Info

Publication number: BRPI0816949B1
Application number: BRPI0816949-7A
Authority: BR
Inventors: Jacek Bielawski; Erik Hammarstrand; Tomas Agren
Original assignee: Ge Healthcare Bio-Sciences Ab
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2020-03-31
Also published as: KR101497743B1; CA2695699A1; JP5450422B2; EP2193295A1; US8287737B2; CN101809342A; KR20100069657A; BRPI0816949A2; CA2695699C; EP2193295A4; WO2009041877A1; US20100230340A1; JP2010540926A; EP2193295B1; CN101809342B; GB0718993D0; BRPI0816949B8

Abstract

coluna cromatográfica incluindo uma unidade de vedação, e, método para sanitizar uma coluna cromatográfica a presente invenção refere-se a uma unidade de vedação para uso em colunas cromatográficas e métodos para formar uma vedação em tais colunas. a unidade compreende um elemento de vedação composto de um material tendo um baixo coeficiente de fricção e um membro resiliente separado cooperando com ele. a vedação provida é estável em uma faixa de temperatura de +2 graus ceusius a +30 graus ceusius.

Description

COLUNA CROMATOGRÁFICA INCLUINDO UMA UNIDADE DE VEDAÇÃO, E, MÉTODO PARA SANITIZAR UMA COLUNA CROMATOGRÁFICA

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a uma vedação para uma coluna cromatográfica. Em particular, a invenção provê melhorada vedação entre o adaptador e as paredes internas da coluna, quando o adaptador está estático ou em movimento. A invenção ainda permite a remoção de meio particulado dos lados das paredes da coluna.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] As colunas cromatográficas fornecem um meio para separar, purificar e isolar compostos químicos e biológicos. O tamanho e o tipo de coluna usada nestas operações tipicamente dependem da escala do processo em questão, colunas pequenas de paredes de vidro ou plástico, tipicamente sendo usadas para fins de pesquisa, enquanto colunas maiores de metal são empregadas em processos industriais. Por exemplo, as colunas cromatográficas podem ser usadas em processos de manufatura para purificar líquidos do processo e separar substâncias de interesse de tais líquidos; exemplos típicos incluem a purificação preparativa de grande-escala de finas substâncias químicas e farmacêuticas, juntamente com produtos biológicos.

[003] Embora a presente invenção refira-se às colunas cromatográficas de parede tanto de vidro/plástico como parede de metal maior, ela é particularmente útil para o manufaturamento de colunas cromatográficas de escala industrial.

[004] As colunas cromatográficas de escala industrial tipicamente compreendem um alojamento tubular axialmente vertical, oco, incluindo uma entrada de líquido na extremidade superior e através da qual o tampão e as substâncias a serem separadas são distribuídos até o leito de meio, localizado dentro da cavidade do tubo, e um sistema de coleta de líquido na extremidade

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2/15 inferior, para coletar substâncias e tampão. O meio ou leito cromatográfico particulado, através do qual o fluido tampão e/ou substâncias a serem separados e purificados percolam, é localizado entre a entrada de líquido e o sistema de coleta.

[005] Uma unidade adaptadora é tipicamente fixada à extremidade superior do alojamento tubular e uma unidade de base à extremidade inferior, onde é aparafusada aos flanges do fundo. Cada uma destas unidades tipicamente compreende uma forte placa de apoio e uma placa distribuidora que ainda suporta um suporte de leito; um suporte de leito é uma camada de malha, peneira, filtro, tufo ou outro material de retenção de meio permeável a fluido, que permita escoar o líquido do processo para dentro e para fora do espaço ou cavidade de leito cromatográfico, enquanto retendo o leito do meio particulado. Para fornecer ajustabilidade e controle da altura do leito e compressão do leito, a unidade adaptadora é tipicamente produzida na forma de um pistão ou adaptador de deslizamento dentro do tubo interno da coluna. Após a coluna ser carregada com meio de leito, tipicamente através de uma válvula ou bico, o adaptador pode ser forçado em direção ao fundo do tubo, para comprimir ou pressurizar o leito de meio. Geralmente, a unidade de base é uma estrutura fixada que é aparafusada contra o flange do fundo do tubo da coluna, porém, em alguns exemplos, pode também ser na forma de um pistão ou adaptador movelmente deslizável.

[006] A placa de apoio da unidade de base geralmente atua como um suporte para a coluna, sendo ela própria suportada sobre pernas ou algum outro arranjo vertical, que permita folga para tubulação de saída projetando-se embaixo da unidade de base.

[007] Um problema frequentemente encontrado no uso tanto em colunas cromatográficas de laboratório como de escala industrial, é o escapamento de líquido, tal como tampão ou fase móvel, ou material de meio particulado, do espaço ou cavidade de leito além do adaptador ou pistão.

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Vedações, tais como anéis-O, são comumente usadas para evitar tal escapamento, porém estas tendem a funcionar fracamente sob condições de operação, devido à abrasão e vedação inadequadas. O vazamento resultante pode resultar em fraco desempenho cromatográfico, devido às perdas de líquido e também à contaminação bacteriana onde o líquido se acumula em espaços mortos entre o anel-O e a parede do adaptador.

[008] A US 5.671.928 descreve uma vedação, para colunas pequenas de parede de vidro ou plástico, que é reivindicada para prover boa capacidade de liberabilidade e vedação, permitir inspeção visual de que uma vedação foi feita, eficiência cromatográfica aumentada e uma redução substancial do crescimento bacteriano. Entretanto, as vedações descritas na US 5.671.928 são feitas de um material de vedação resiliente, tal como borracha, que requer um revestimento com um polímero redutor de fricção, tal como politetrafluoroetileno, para reduzir a abrasão. Tais revestimentos são difíceis de aplicar e tendem a não ser permanentes na natureza. Além disso, as vedações descritas neste documento são de auto-compensação na medida em que um aumento na pressão aumenta a força de vedação. Tal projeto pode causar problemas devido à fricção e abrasão aumentadas resultantes.

[009] Há, assim, uma necessidade para prover vedações melhoradas para uso em colunas cromatográficas, a fim de manter níveis elevados de desempenho cromatográfico sobre pressões de adensamento e operação. Preferivelmente, as vedações devem ser flexíveis o suficiente para uso em uma faixa de colunas, para prevenir a necessidade por elevados níveis de tolerância na manufatura de paredes de coluna internas. Além disso, para evitar vazamento de tampão ou líquido do espaço de leito além do adaptador ou pistão, desse modo reduzindo a contaminação microbiológica, tais vedações devem, preferivelmente, ser capazes de limpar, remover e comprimir o meio particulado das paredes internas da coluna, para auxiliar o processo de adensamento e ainda reduzir o risco de vazamento. Além disso,

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4/15 as vedações devem ser estáveis através das faixas de temperatura sobre as quais a coluna cromatográfica é requerida para operar.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0010] Em um primeiro aspecto da presente invenção, é provido um método para formar uma vedação dentro de uma coluna cromatográfica, entre um adaptador e uma superfície cilíndrica interna de um alojamento cilíndrico, por meio de uma unidade de vedação posicionada entre eles, a unidade compreendendo um elemento de vedação composto de um material tendo um baixo coeficiente de fricção e um membro resiliente separado para cooperação com ele, o elemento de vedação compreendendo primeira e segunda faces opostas, em que a primeira face compreende uma superfície de vedação e a segunda face compreende uma superfície compressiva, em que o membro resiliente exerce uma força contra a superfície compressiva do elemento de vedação, para formar uma vedação entre a superfície de vedação e a superfície cilíndrica.

[0011] Preferivelmente, o elemento de vedação é composto de um material que tem um coeficiente de fricção na faixa de 0,5 a 2,0. Materiais, tais como certas formas de ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno) e borracha, têm valores nesta faixa. Mais preferivelmente, o material do elemento de vedação tem um coeficiente de fricção na faixa de 0,2 a 0,5. Muitos materiais plásticos, tais como certas formas de ABS, PEEK (polieteretercetona), PA (Poliamida) e PC (Policarbonato), têm valores nesta faixa. Mais preferivelmente, o elemento de vedação é composto de um material tendo um coeficiente de fricção na faixa de 0,001 a 0,2. UHMWPE (Polietileno de Peso Molecular Ultra Elevado) tem um coeficiente de fricção na faixa de 0,13 a 0,2. (www.lehhighvalleyplastics.com) enquanto PTFE (politetrafluoroetileno) tem um coeficiente de fricção na faixa de 0,05 a 0,13 (www.dotmar.com.au; www.torayfluorofibers.com).

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5/15 [0012] Preferivelmente, o elemento de vedação compreende uma primeira e uma segunda perna, a primeira perna compreendendo primeira e segunda faces opostas, a primeira face sendo uma superfície de vedação compreendendo uma borda dianteira elevada e uma traseira elevada, a segunda face compreendendo uma superfície compressiva e a segunda perna compreendendo uma superfície compressiva; em que o membro resiliente exerce uma força contra ditas superfícies compressivas do elemento de vedação, para formar uma vedação entre ditas bordas dianteira e traseira elevadas e dita superfície cilíndrica. Esta configuração obtém uma vedação superior, em comparação às vedações convencionais na técnica, e também fornece melhoradas propriedades de limpeza de meio.

[0013] Preferivelmente, a unidade é móvel ao longo do eixo geométrico axial da superfície cilíndrica e assim forma uma vedação dinâmica.

[0014] Apropriadamente, o elemento de vedação é conformado em L. Outros formatos, tais como formatos em U, são também possíveis.

[0015] Apropriadamente, as superfícies compressivas das primeira e segunda pernas do elemento de vedação são endentadas na interseção, para maximizar e/ou concentrar a força exercida sobre as bordas dianteira e traseira elevadas da superfície cilíndrica. Isto melhora a resistência da vedação obtida entre as bordas e a superfície.

[0016] Preferivelmente, as superfícies compressivas das primeira e segunda pernas do elemento de vedação são inclinadas em relação à dita endentação, para maximizar e/ou concentrar a força exercida pelo membro resiliente sobre as bordas dianteira e traseira elevadas da superfície cilíndrica. Isto melhora a resistência da vedação obtida entre as bordas e a superfície.

[0017] Preferivelmente, o elemento de vedação é composto de polietileno de peso molecular ultra elevado (UHMWPE).

[0018] Preferivelmente, o membro resiliente é um anel-O. Mais

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6/15 preferivelmente, o membro resiliente é um anel-O composto de um fluoroelastômero ou uma borracha EPDM.

[0019] Adequadamente, a resistência de vedação formada entre a superfície de vedação e a superfície cilíndrica é independente da pressão aplicada no adaptador.

[0020] Preferivelmente, a vedação é estável através da faixa de temperatura de +2 ^oC a +36 ^oC. Mais preferivelmente, a vedação é estável através da faixa de temperatura de +4 ^oC a +30 ^oC.

[0021] Preferivelmente, a vedação é estável através da faixa de pressão de -0,8 bar a +20,0 bar. Mais preferivelmente, a vedação é estável através da faixa de pressão de -0,5 bar a +5,7 bar.

[0022] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é provida uma unidade de vedação para uma coluna cromatográfica para vedação entre um adaptador e uma superfície cilíndrica interna de um alojamento cilíndrico, a unidade compreendendo um elemento de vedação composto de um material tendo um baixo coeficiente de fricção e um membro resiliente separado cooperando com ele, o elemento de vedação compreendendo uma primeira e uma segunda pernas, em que a primeira perna compreende primeira e segunda faces opostas, a primeira face sendo uma superfície de vedação compreendendo uma borda dianteira elevada e uma traseira elevada, a segunda face compreendendo uma superfície compressiva e a segunda perna compreendendo uma superfície compressiva;

em que o membro resiliente exerce uma força contra as superfícies compressivas do elemento de vedação, para formar uma vedação entre as bordas dianteira e traseira elevadas e a superfície cilíndrica.

[0023] Preferivelmente, o elemento de vedação é composto de um material que tem um coeficiente de fricção na faixa de 0,5 a 2,0. Os materiais,

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7/15 tais como certas formas de ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno) e borracha, têm valores nesta faixa. Mais preferivelmente, o material do elemento de vedação tem um coeficiente de fricção na faixa de 0,2 a 0,5. Muitos materiais plásticos, tais como certas formas de ABS, PEEK (polieteretercetona), PA (Poliamida) e PC (Policarbonato), têm valores nesta faixa. Mais preferivelmente, o elemento de vedação é composto de um material tendo um coeficiente de fricção na faixa de 0,001 a 0,2. UHMWPE (Polietileno de Peso Molecular Ultra Elevado) tem um coeficiente de fricção na faixa de 0,13 a 0,2. (www.lehhighvalleyplastics.com) enquanto PTFE (politetrafluoroetileno) tem um coeficiente de fricção na faixa de 0,05 a 0,13 (www.dotmar.com.au; www.torayfluorofibers.com).

[0024] Preferivelmente, a unidade é móvel ao longo do eixo geométrico axial da superfície cilíndrica e assim forma uma vedação dinâmica.

[0025] Preferivelmente, o elemento de vedação é conformado em L. Outros formatos, tais como formatos em U, são também possíveis.

[0026] Preferivelmente, as superfícies compressivas das primeira e segunda pernas do elemento de vedação são endentadas na interseção, para maximizar e/ou concentrar a força exercida sobre as bordas dianteira e traseira elevadas da superfície cilíndrica. Isto melhora a resistência da vedação obtida entre as bordas e a superfície.

[0027] Preferivelmente, as superfícies compressivas das primeira e segunda pernas do elemento de vedação são inclinadas em relação à endentação, para maximizar e/ou concentrar a força exercida pelo membro resiliente sobre as bordas dianteira e traseira elevadas da superfície cilíndrica. Isto melhora a resistência da vedação obtida entre as bordas e a superfície. [0028] Preferivelmente, o elemento de vedação é composto de polietileno de peso molecular ultra elevado (UHMWPE).

[0029] Preferivelmente, o membro resiliente é um anel-O. Mais

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8/15 preferivelmente, o membro resiliente é um anel-O composto de um fluoroelastômero ou uma borracha EPDM.

[0030] Preferivelmente, a resistência da vedação formada entre as bordas dianteira e traseira elevadas e a superfície cilíndrica é independente da pressão aplicada no adaptador.

[0031 ] Preferivelmente, a vedação assim formada é estável através da faixa de temperatura de +2 ^oC a +36 ^oC. Mais preferivelmente, a vedação é estável através da faixa de temperatura de +4 ^oC a +30 ^oC.

[0032] Preferivelmente, a vedação é estável através de uma faixa de pressão de -0,8 bar a +20,0 bar. Mais preferivelmente, a vedação é estável através da faixa de pressão de - 0,5 bar a +5,7 bar.

[0033] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é provida uma coluna cromatográfica compreendendo um alojamento cilíndrico tendo uma superfície cilíndrica interna, um adaptador dentro do alojamento e uma unidade de vedação, para formar uma vedação entre o adaptador e a superfície cilíndrica interna, a unidade compreendendo um elemento de vedação composto de um material tendo um baixo coeficiente de fricção e um membro resiliente cooperando com ele, o elemento de vedação compreendendo primeira e segunda faces opostas, em que a primeira face compreende uma superfície de vedação e a segunda face compreende uma superfície compressiva, em que o membro resiliente exerce uma força contra a superfície compressiva do elemento de vedação, para formar uma vedação entre a superfície de vedação e a superfície cilíndrica.

[0034] Preferivelmente, a coluna compreende a unidade de vedação como antes descrito.

[0035] Em um quarto aspecto da invenção, é provido um método de desinfecção de uma coluna cromatográfica, o método compreendendo tratar a coluna contendo a unidade de vedação, como descrito antes, com um agente

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9/15 de sanitização e então neutralizar o agente. Exemplos de agentes de sanitização adequados incluem ácidos, bases e produtos químicos antimicrobianos. Bases, tais como hidróxido de sódio, em concentrações apropriadas (por exemplo, 1 M) são particularmente adequadas como agentes de sanitização. Os agentes de neutralização adequados incluem água, ácidos e bases.

[0036] As vedações dinâmicas, como descrito aqui, devem ser úteis em uma ampla variedade de aplicações envolvendo tanto os dispositivos de multiusos (por exemplo, fixados) como os dispositivos disponíveis, bem como as conexões entre dois de tais dispositivos. Os usos possíveis incluem cromatografia, centrifugação, filtração, sedimentação, eletroforese e outros dispositivos de escala preparativa e analítica, para processar não apenas macromoléculas e outros colóides de escala nanométrica, mas também colóides de escala micrométrica, tais como células bacterianas, partículas de vírus e células eucarióticas em aplicações relacionadas, por exemplo, para tratamento de refugo, produção biofarmacêutica, células de represamento, terapia celular e pesquisa.

[0037] Deve ser entendido que outras variantes da unidade de vedação da invenção são possíveis, incluindo aquelas tendo diferentes formatos, que permitem cooperação do anel-O com o elemento de vedação. Um tal exemplo é um elemento de vedação conformado em U, tendo três pernas, nas quais o anel-O pode ser inserido e a unidade inteira ajustada em uma glândula ou recesso apropriado adjacente ao adaptador e parede de coluna cilíndrica; nesta configuração, o anel-O comprimirá pelo menos duas das pernas do elemento de vedação para fechá-las na posição, dentro do recesso, e forçar a superfície de vedação do elemento contra a parede da coluna para formar uma vedação entre elas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0038] A invenção é ainda ilustrada por referência às seguintes figuras

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10/15 em que:

[0039] A Figura 1 é uma vista em seção transversal de um adaptador adjacente à parede interna de uma coluna cromatográfica mostrando um anelO usado na técnica anterior, para reduzir o vazamento dentro da coluna.

[0040] As Figuras 2a e b são diagramas de uma coluna, em escala de laboratório, equipada com uma forma de realização de uma unidade de vedação, de acordo com a presente invenção. As características do princípio da coluna são mostradas na Figura 2a, enquanto a unidade de vedação é detalhada na inserção C da Figura 2b.

[0041] As Figuras 3 e b representam uma forma de realização diferente da presente invenção, que é tipicamente usada em colunas cromatográficas em escala industrial. A unidade de vedação é mostrada nos estados em repouso e ativo (comprimido) das Figuras 3a e b, respectivamente.

[0042] A Figura 4 é um diagrama de tensão ilustrando as regiões de baixa à elevada tensão, dentro do elemento de vedação da unidade de vedação da Figura 3, quando está em um estado ativo (comprimido).

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0043] Os anéis-O são comumente usados como vedações dentro de colunas cromatográficas. Na vista em seção transversal da Figura 1, um anelO 1 é mostrado formando uma vedação entre um adaptador 2 e uma parede cilíndrica 3, tendo uma superfície interna 4 de uma coluna cromatográfica 10. O núcleo 5 do anel-O é composto de silicone, porém pode ser produzido de outros materiais elastoméricos resilientes adequados, tais como Viton® (www.dupontelastomers.com) e é encapsulado com um revestimento 6 de um polímero de redução de fricção adequado, tal como Teflon®FEP (www.dupont.com). A parede 3 da coluna 10 pode ser produzida de vidro, plástico ou um metal adequado, tal como aço inoxidável.

[0044] Testes com anéis-O 1, tendo um núcleo de silicone 5 encapsulado em um revestimento de Teflon®FEP 6, mostraram níveis

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11/15 elevados de queda de pressão sob condições de operação da coluna padrão, quedas de pressão de até 15 % sendo observadas durante um período de 2 horas em alguns exemplos. Em comparação, a unidade de vedação da presente invenção formou uma vedação muito mais estanque, com quedas de pressão na faixa de 0,25 a 1 % sendo observadas sob as mesmas condições de operação e período de tempo.

[0045] As quedas de pressão significativas, observadas com o anel-O encapsulado por Teflon®FEP, podem ser devidas à natureza abrasiva da resina de propileno etileno fluorada que se desgasta prontamente, resultando em uma acumulação de FEP dentro da coluna. O polímero pode também desgastar a parede de coluna plástica/acrílica, causando arranhadura e reduzindo suas propriedades de vedação. Além disso, a vedação obtida com os anéis-O encapsulados por Teflon®FEP variou com a temperatura, possivelmente devido à vedação ser sensível à deformação por compressão, pelo fato de ela tentar conformar-se a seu ambiente. Além disso, o formato dos anéis-O foi constatado ser inadequado para remover partículas médias da parede da coluna, que podem provar-se abrasivas à superfície da parede.

[0046] A Figura 2 é uma vista em seção transversal de uma coluna cromatográfica em escala laboratorial (Figura 2a) mostrando o posicionamento e a configuração de uma unidade de vedação da presente invenção (inserção C mostrada na Figura 2b). A invenção é descrita em relação a uma pequena coluna, porém a pessoa hábil entenderá que os mesmos princípios aplicam-se ao seu uso em uma coluna maior de escala industrial.

[0047] A coluna 110 compreende um alojamento cilíndrico 103 (ou parede ou tubo) tendo uma superfície cilíndrica interna 104 que juntamente com redes 108 (que são fixadas para reter anéis (por exemplo, 107) para formar dois suportes de leito 112 fixados ao adaptador 102 e a placa de base 113) delimitam uma câmara ou cavidade média 114 para um leito de meio

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12/15 cromatográfico. O alojamento 103 é feito de vidro ou de um plástico adequado, tal como um polímero baseado em acrilato, e é suportado por flanges de topo 115 e de base 116 e hastes dilatadoras 118. Colunas tendo um alojamento metálico 103, tal como ácido inoxidável, podem também ser usadas (particularmente colunas maiores, tais como colunas de escala industrial). O leito de meio cromatográfico é adensado pelo adaptador móvel 102, que é direcionado por meio de uma câmara hidráulica 120. Válvulas 122 e 124 controlam líquido/meio e a entrada/saída de ar da coluna. Tampão ou líquidos contendo amostras para serem cromatografadas são adicionados à coluna no orifício 126, escoam através da tubulação 128 e entram na câmara média 114, onde eles são submetidos à separação cromatográfica e saída da coluna pelo orifício de coleta 129. A pessoa hábil também entenderá que é possível efetuar separação cromatográfica em direção oposta, amostras sendo adicionadas no orifício 129 dentro da câmara 114 onde a separação ocorre, as amostras então escoam através da tubulação 128 para serem coletadas no orifício 126.

[0048] A configuração de uma unidade de vedação da presente invenção pode ser vista em detalhes na inserção C (Figura 2b). A unidade compreende um anel-O 101, que é localizado adjacente à placa de apoio do adaptador 102, anel de retenção de leito 107 (que é fixado à rede 108) e elemento de vedação 130. Um fecho 109 prende a placa de apoio adaptadora 102 ao anel de retenção de leito 107 e rede 108. Quando o anel-O 101 é comprimido, ele exerce uma força contra a face compressiva do elemento de vedação 130, desse modo empurrando a face de vedação (bordas 137/138) do elemento 130 contra a superfície interna 104 do alojamento cilíndrico 103, para formar uma vedação.

[0049] Os elementos de vedação similares àqueles da invenção são disponíveis pela Repack-S, Zl du Bois Bernoux - F71290 CUISERY França (www.repack-s.com). As formas de realização das vedações da presente

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13/15 invenção diferem daquelas comercialmente disponíveis pela Repack-S em diferentes aspectos; assim, por exemplo, as bordas dianteiras 137 foram feitas muito lisas, para aumentar a vedação com a superfície interna do alojamento, enquanto a borda 137' foi feita aguçada, para melhorar suas propriedades de raspagem do meio e evitar vazamento do meio.

[0050] Outra forma de realização da unidade de vedação da presente invenção é mostrada nas Figuras 3a e 3b. Na Figura 3a, a unidade é mostrada em sua posição de repouso, enquanto na Figura 3b ela está em sua posição ativa com a superfície de vedação contra o interior da parede.

[0051] A unidade de vedação consiste de anel-O 201 e elemento de vedação 230 e é localizada em um rebaixo entre o distribuidor do adaptador 202, a parede interna 204 do alojamento 203 e o anel de retenção de leito do adaptador 207 (visto aqui soldado à rede 208). Na figura 3a, a unidade de vedação está em seu estado relaxado, quando o elemento de vedação 230 não está em contato com a parede interna 204 da coluna. O anel-O 201 é feito de um material resiliente, tal como um elastômero fluorado (por exemplo, FKM) ou borracha EPDM, e o elemento de vedação é composto de um material tendo um baixo coeficiente de fricção e que é extremamente durável, tal como UHMWPE (Polietileno de Peso Molecular Ultra Elevado). A durabilidade é importante, a fim de evitar a abrasão da coluna e desgaste do elemento.

[0052] O elemento de vedação 230 é conformado em L e consiste de duas pernas ou braços 232/234, cada perna tendo uma superfície compressiva 235/236 adjacente ao anel-O 201, uma perna 232 tendo uma superfície de vedação oposta 233 contendo uma borda dianteira elevada 237 e uma borda traseira elevada 238. As vedações são formadas entre o anel-O 201 e o elemento de vedação 230 das superfícies compressivas 235 e 236, e também entre o anel-O 201 e o anel de retenção de leito 207, adjacente à chanfradura 240. A área da superfície de vedação 233, entre as bordas dianteira e traseira elevadas 237/238, é rebaixada 231, para permitir que a superfície de vedação

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14/15 flexione-se e corresponda as tolerâncias. A interseção das pernas 232/234 é endentada 239, enquanto a face compressiva sobre cada perna é inclinada em relação à endentação. A finalidade da endentação 239 e a face inclinada de cada superfície compressiva 235/236 é para concentrar e/ou maximizar a força exercida pelo membro resiliente 201 sobre as bordas dianteira 237 e traseira 238 elevadas da superfície cilíndrica 204 e, assim, prover uma forte vedação. Em sua posição de repouso, o anel-O 201 empurra a perna 234 do elemento de vedação 230 contra o distribuidor 202, desse modo travando-o em posição. Isto torna possível encher a coluna de pressão negativa (por exemplo, meio de aspiração do fundo da coluna) de cerca de -0,5 bar. A vedação é projetada para operar entre aproximadamente -0,8 bar a uma pressão de aproximadamente +20,0 bar e em temperaturas de +2 ^oC a +36 ^oC. Preferivelmente, a vedação é usada em colunas operadas em pressões entre 0,5 bar a +5,7 bar e em temperaturas de +4 oC a +30 oC.

[0053] Como o adaptador se move para baixo da coluna, o elemento de vedação 230 faz contato com a parede cilíndrica 204 da coluna (Figura 3b). Isto resulta na compressão do anel-O 201, que sendo resiliente na natureza exerce uma força contra as superfícies compressivas 235/236 do elemento de vedação 230. As superfícies 235/236 e a endentação 239 do elemento de vedação 230 são projetadas de modo que a força exercida seja concentrada sobre as bordas dianteira 237 e traseira 238 elevadas, desse modo formando uma vedação estanque com a superfície cilíndrica 204 do alojamento da coluna 203. Uma chanfradura 240, sobre a face inferior do anel de retenção de leito do adaptador 207, aumenta a vedação entre o anel-O 201 e o anel de retenção 207.

[0054] A Figura 4 mostra um diagrama de tensão ilustrando as regiões de baixa à alta tensão dentro do elemento de vedação 330 da unidade de vedação da Figura 3b (isto é, quando ele está em um estado ativo ou comprimido). As regiões de tensão foram determinadas usando-se um

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15/15 programa de análise ANSYS (ANSYS, Inc.;www.ansys.com). A tensão máxima (vista como áreas de coloração mais escura na Figura) ocorre na bordas dianteira 337 e traseira 338 elevadas da superfície de vedação 333, desse modo formando uma vedação estanque com a superfície cilíndrica 304 do alojamento 303. O elemento de vedação 330 foi projetado para focalizar a força exercida pelo anel-O 301 sobre as bordas 337/338, por meio de endentação 339 e inclinando as superfícies compressivas 335/336 em relação à endentação 339.

[0055] O crescimento microbiológico dentro das colunas cromatográficas pode resultar em problemas, em termos de desempenho cromatográfico e contaminação, em casos extremos resultando na perda de analisados de elevado valor. As vedações fracas permitem a formação de “cavidade”, que abre e fecha durante a operação da coluna, abrindo para permitir que micróbios entrem por trás da vedação e se desenvolvam, porém então fechando para evitar que esterilizantes químicos, usados para sanitizar a coluna, alcancem e matem os micróbios. Os testes foram, portanto, conduzidos para determinar se ou não a unidade de vedação da invenção aprisionou bactérias que podem então proliferar e evitar a desinfecção com esterilizantes. Nenhum micróbio formando colônia foi encontrado em qualquer local de amostragem em qualquer dos dois testes conduzidos. A unidade de vedação da invenção, portanto, permite a sanitização por esterilizantes, tais como hidróxido de sódio e outros agentes antimicrobianos e químicos adequados.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Coluna cromatográfica compreendendo um alojamento cilíndrico tendo uma superfície cilíndrica interna, e um adaptador dentro de dito alojamento, e incluindo uma unidade de vedação para vedação entre o adaptador e a superfície cilíndrica interna do alojamento cilíndrico, dita unidade compreendendo um elemento de vedação (230), a unidade de vedação sendo caracterizada pelo fato de: dita unidade incluir um membro resiliente separado (201) cooperando com ele, de dito elemento de vedação compreender primeira e segunda faces opostas, em que dita primeira face compreende uma superfície de vedação (237/238) e dita segunda face compreende uma superfície compressiva (236), em que dito membro resiliente exerce uma força contra dita superfície compressiva do elemento de vedação para formar uma vedação entre dita superfície de vedação e dita superfície cilíndrica;

de o elemento de vedação ser composto de um material tendo um baixo coeficiente de fricção;

de o elemento de vedação compreender uma primeira e uma segunda perna, dita primeira perna (232) compreendendo primeira e segunda faces opostas, dita primeira face sendo uma superfície de vedação compreendendo uma borda dianteira elevada e uma traseira elevada (237/238), dita segunda face compreendendo uma superfície compressiva, e dita segunda perna (234) compreendendo uma superfície compressiva adicional (235);

de dito membro resiliente ainda exercer uma força contra dita superfície compressiva adicional;

e de as superfícies compressivas das primeira e segunda pernas do elemento de vedação serem endentadas na interseção (239), para maximizar e/ou concentrar a força exercida sobre as bordas dianteira e

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2/2 traseira elevadas na superfície cilíndrica.

2. Coluna cromatográfica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de dita unidade ser móvel ao longo do eixo geométrico axial da superfície cilíndrica.
3. Coluna cromatográfica de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de o elemento de vedação ser conformado em L.
4. Coluna cromatográfica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato das superfícies compressivas das primeira e segunda pernas do elemento de vedação serem inclinadas em relação a dita endentação, para maximizar e/ou concentrar a força exercida pelo membro resiliente nas bordas dianteira e traseira elevadas da superfície cilíndrica.
5. Coluna cromatográfica de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato do membro resiliente ser um anel-O.
6. Método para sanitizar uma coluna cromatográfica, caracterizado pelo fato de compreender tratar dita coluna como definida na reivindicação 1 com um agente de sanitização e então neutralizar dito agente.