CN107485891A - 改良的层析装置及其用于连续流层析的方法 - Google Patents

改良的层析装置及其用于连续流层析的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种改良的AKTApure层析装置,通过在原标准AKTApure的配置上,增加三个多功能阀,增加一个第二柱位阀或一个Loop环阀,使三根柱子形成两个流路同时运作,其中一个流路用于持续上样,另一个流路用于上样前处理和上样后处理操作,可实现灌流培养料液的连续纯化,可实现流加批次培养液的低成本、多循环、自动化纯化,避免导致样品的堆积和降解,有利于维持产品的稳定,且不需要额外的大体积缓冲容器,纯化效率高。

Description

改良的层析装置及其用于连续流层析的方法
技术领域
本发明涉及生物技术领域,尤其是涉及一种改良的层析装置用于灌流培养料液的连续纯化和流加批次培养料液的低成本、多循环、自动化纯化。
背景技术
AKTApure层析设备原本是用于普通的单柱层析,如图1所示,为标准AKTApure层析设备的管路连接示意图,包括系统泵(A泵、B泵)、混合池(Mixer)、样品泵(Sample Pump)、系统泵A泵进口阀(Inlet A)、注射阀(Injection Valve)、柱位阀(Column Valve)、UV检测器(UV)、电导检测器(Conductivity)、pH检测器和反压阀(pH&Restrictor)以及出口阀(Outlet)等,其中,注射阀的Col位连接至柱位阀的In位,柱位阀的Out位和UV检测器进口连接柱,它一次只能操作一条流路,在一根层析柱上进行纯化操作。该AKTApure层析设备除了上样步骤之外,其它步骤均无法上样至层析柱。它在应用于灌流培养料液时,由于料液是连续地从反应器中流出,不能及时上样至层析柱。长时间停止上样会导致样品的堆积和降解,不仅需要很大的缓冲容器,也不利于维持产品稳定。它在应用于普通的流加批次培养料液时,由于一个循环包括了三个步骤,每个循环的周期长,纯化效率低。
连续流层析有多种操作模式,从根本上来说,就是实现两个流路的同时运作,其中一个流路用于持续的上样,另一个流路用于上样前处理和上样后处理操作。两条流路连接两根层析柱是最简单的模式,该模式容易造成产品的流失;两条流路连接三根层析柱,其中两根用于上样,一根用于前、后处理,是比较理想的模式;相应的,对于不同的厂商,还有4柱位、多柱位的系统,但实际上仍只有两条(或三条,将前、后处理也进行分开)流路同时运作。现在世界上主流的连续流层析设备有以下三种:
AKTApcc是通用电气公司推出的连续流层析设备,它支持两条流路三根层析柱、或三条流路四根层析柱的操作模式。但它不能实现层析柱液相流向的切换,并且其价格是普通层析设备AKTApure的三倍以上。
BioSMB是Pall公司推出的连续流层析设备,它支持两条流路多根层析柱的操作模式。但它不能实现缓冲液的梯度,不具备收集器,不能对不同层析柱的洗脱产物进行分别收集,不具备按紫外吸收值进行产物收集的功能,只有7个缓冲液和样品的入口。
BioSC是Novasep公司推出的连续流层析设备,它支持两条流路三根层析柱的操作模式。但它不能实现缓冲液的梯度,不具备收集器,不能对不同层析柱的洗脱产物进行分别收集,不能实现层析柱液相流向的切换,它的电气线路和液相流路相邻,在使用时会因为电气设备的发热而使得液相的缓冲液或样品被加热。
中国专利申请201510568307.6公开了一种层析仪改装用于灌流培养纯化的方法,它公开了一种将AKTAexplorer改装成连续流层析设备的方案。由于AKTAexplorer自身软件的限制,最多只能同时支持4个七通阀,但是,这其中的两个七通阀作为扩展阀存在,并不能被软件有效地识别,不能正确地在软件中进行操作。因此其设计仅能停留在设计阶段,并不能付诸实用。此外,AKTAexplorer是一款停厂多年的设备,早已没有新品销售,在实践中发现现有的 AKTAexplorer设备即使是按该专利方法改装,受设备性能及功能的局限性的影响,完全无法胜任当前研发和生产上连续流层析动辄数月连续运行的高强度要求。AKTAexplorer与本发明的AKTApure在系统设计和功能上存在显著差异,针对AKTAexplorer的改装方案在本发明的 AKTApure无法实施。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种改良的AKTApure层析装置,可实现双流路三根层析柱连续流层析,并在扩展为连续流层析设备后,仍然保留原设备作为传统层析设备的部分,可方便的切换成传统层析设备而不影响其原始功能的使用。
为解决上述技术问题,本发明提供的一种改良的AKTApure层析装置,包括标准AKTApure(pure M)的配置:系统泵(A泵、B泵)、混合池、样品泵、系统泵A泵进口阀 (InletA)、注射阀(Injection Valve)、第一柱位阀、第一UV检测器(UV)、电导检测器、 pH检测器、反压阀和出口阀;此外,还包括:
三个多功能阀,并在系统中将其分别定义为Versatile Valve 1(V1)、VersatileValve 2(V2) 和Versatile Valve 3(V3);此处的多功能阀可以由三个混合器阀代替,混合器阀的Re-inj、In、 Mixer、Out四个接口分别对应多功能阀的1、2、3、4位。
一个第二柱位阀或一个Loop环阀,并在系统中将其定义为Loop Valve(L),如果使用的组件是柱位阀,则该柱位阀上的管路连接位按Loop环阀对应的管路连接位命名;以及
三根柱子1号柱、2号柱和3号柱;
其中,第一柱位阀的Out位连接至注射阀的LoopF位,第一柱位阀的1A和3B用三通连接至V1的1号位,第一柱位阀的2A和1B用三通连接至V2的1号位,第一柱位阀的3A和 2B用三通连接至V3的1号位;
1号柱前端连接至V1的3号位,2号柱前端连接至V2的3号位,3号柱前端连接至V3的3号位,1号柱的后端用四通连接至V2的4号位、L的1E位和2F位,2号柱的后端用四通连接至V3的4号位、L的2E位和3F位,3号柱的后端用四通连接至V1的4号位、L的 3E位和1F位;
L的E位连接至第一UV检测器进口,L的F位连接至废液,V1、V2、V3的2号位封死。该改良的AKTApure层析装置即可实现基本的两流路三层析柱连续流层析。
在本发明的另一种改良方式中,该改良的AKTApure层析装置还包括一个第二UV检测器,并在系统中将其定义为UV 2nd;其中,L的F位连接至UV 2nd的进口,UV 2nd的出口连接至废液。
上述改良的AKTApure层析装置即可实现基本的两流路三层析柱连续流层析,并可以同时监控两条流路末端的紫外吸收值。
在本发明的第三种改良方式中,该改良的AKTApure层析装置还包括一个第二UV检测器,并在系统中将其定义为UV 2nd;其中,第一柱位阀的4A连接至L的4E,第一柱位阀的4B连接至L的4F,第一柱位阀的5A连接至L的5F,第一柱位阀的5B连接至L的5E;L 的F位连接至UV 2nd的进口,UV 2nd的出口连接至废液。
上述第三种改良的AKTApure层析装置即可实现基本的两流路三层析柱连续流层析,可以同时监控两条流路末端的紫外吸收值,并可以通过将第二柱位阀和L同时切换至4号或5 号位来进行柱旁路的系统管道清洗。
在本发明的第四种改良方式中,该改良的AKTApure层析装置还包括一个第二UV检测器,并在系统中将其定义为UV 2nd;还包括一个第四多功能阀,并在系统中将其分别定义为 Versatile Valve 4(V4);其中,注射阀的Col位连接至V4的1号位,第一柱位阀的In位连接至V4的4号位;第一柱位阀的4A连接至L的4E,第一柱位阀的4B连接至L的4F,第一柱位阀的5A连接至L的5F,第一柱位阀的5B连接至L的5E;L的E位连接至V4的2号位,第一UV检测器进口连接至V4的3号位,L的F位连接至UV 2nd的进口,UV 2nd的出口连接至废液。
上述第四种改良的AKTApure层析装置即可实现基本的两流路三层析柱连续流层析,可以同时监控两条流路末端的紫外吸收值,可以通过将第二柱位阀和L同时切换至4号或5号位来进行柱旁路的系统管道清洗,可以通过V4的阀位切换实现系统泵流路流向的变化。
本发明的各种改良方式中所使用的多功能阀、第二柱位阀以及Loop环阀均可以选用原厂多功能阀、原厂第二柱位阀以及原厂Loop环阀。
在其他的改良方式中,三个多功能阀V1、V2、V3可以分别由三个混合器阀代替,混合器阀的Re-inj、In、Mixer、Out四个接口分别对应多功能阀的1、2、3、4位。在第四种改良方式中,第四多功能阀V4也可以一个混合器阀代替。
根据上述四种改良的AKTApure层析装置,本发明还提供一种改良的AKTApure层析装置用于连续流层析的方法,包括以下步骤:
调整注射阀(Injection Valve)的阀位至Sample Pump Load,使SyP位连通Col位,使SaP位连通LoopF位;调整第一柱位阀的阀位至3位Down flow,使In位连通3A位,使3B 位连通Out位;调整Versatile Valve 1(V1)的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整Versatile Valve 2(V2)的阀位至1-2和3-4,使其1号口和2号口连通且2号口封闭、3号口和4号口连通;调整Versatile Valve 3(V3)的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整第二柱位阀或Loop环阀(L)的阀位至3位,使其使E位连通3E位,使3F位连通F位。通过上述阀位调整,可以将流路切换至样品泵流路依次进入1号柱和2号柱,系统泵流路进入3号柱。
根据上述改良的AKTApure层析装置,本发明还提供一种改良的AKTApure层析装置用于连续流层析的方法,包括以下步骤:
调整注射阀(Injection Valve)的阀位至Sample Pump Load,使SyP位连通Col位,使 SaP位连通LoopF位;调整第一柱位阀的阀位至1位Down flow,使In位连通1A位,使1B 位连通Out位;调整Versatile Valve 1(V1)的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整Versatile Valve 2(V2)的阀位至1-2和3-4,使其1号口和2号口连通且2号口封闭、3号口和4号口连通;调整Versatile Valve 3(V3)的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整第二柱位阀或Loop环阀(L)的阀位至3位,使其使E位连通3E位,使3F位连通F位。通过上述阀位调整,可以将流路切换至系统泵流路依次进入1号柱和2号柱,此时样品泵流路不通。
根据上述改良的AKTApure层析装置,本发明还提供一种改良的AKTApure层析装置用于连续流层析的方法,包括以下步骤:
调整注射阀(Injection Valve)的阀位至Sample Pump Load,使SyP位连通Col位,使 SaP位连通LoopF位;调整第一柱位阀的阀位至1位Down flow,使In位连通1A位,使1B 位连通Out位;调整Versatile Valve 1(V1)的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整Versatile Valve 2(V2)的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整Versatile Valve 3(V3)的阀位至1-2和3-4,使其1号口和2号口连通且2号口封闭、3号口和4号口连通;调整第二柱位阀或Loop环阀(L)的阀位至1位,使其使E位连通1E位,使1F位连通F位。通过上述阀位调整,可以将流路切换至样品泵流路依次进入2号柱和3号柱,系统泵流路进入1号柱。
根据上述改良的AKTApure层析装置,本发明还提供一种改良的AKTApure层析装置用于连续流层析的方法,包括以下步骤:
调整注射阀(Injection Valve)的阀位至Sample Pump Load,使SyP位连通Col位,使 SaP位连通LoopF位;调整第一柱位阀的阀位至2位Down flow,使In位连通2A位,使2B 位连通Out位;调整Versatile Valve 1(V1)的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整Versatile Valve 2(V2)的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整Versatile Valve 3(V3)的阀位至1-2和3-4,使其1号口和2号口连通且2号口封闭、3号口和4号口连通;调整第二柱位阀或Loop Valve(L)的阀位至1位,使其使E位连通1E位,使1F位连通F位。通过上述阀位调整,可以将流路切换至系统泵流路依次进入2号柱和3号柱,此时样品泵流路不通。
根据上述改良的AKTApure层析装置,本发明还提供一种改良的AKTApure层析装置用于连续流层析的方法,包括以下步骤:
调整注射阀(Injection Valve)的阀位至Sample Pump Load,使SyP位连通Col位,使 SaP位连通LoopF位;调整第一柱位阀的阀位至2位Down flow,使In位连通2A位,使2B 位连通Out位;调整Versatile Valve 1(V1)的阀位至1-2和3-4,使其1号口和2号口连通且2号口封闭、3号口和4号口连通;调整Versatile Valve 2(V2)的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整Versatile Valve 3(V3)的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整第二柱位阀或Loop Valve(L)的阀位至2位,使其使E位连通2E位,使2F位连通F位。通过上述阀位调整,可以将流路切换至样品泵流路依次进入3号柱和1号柱,系统泵流路进入2号柱。
根据上述改良的AKTApure层析装置,本发明还提供一种改良的AKTApure层析装置用于连续流层析的方法,包括以下步骤:
调整注射阀(Injection Valve)的阀位至Sample Pump Load,使SyP位连通Col位,使 SaP位连通LoopF位;调整第一柱位阀的阀位至3位Down flow,使In位连通3A位,使3B 位连通Out位;调整Versatile Valve 1(V1)的阀位至1-2和3-4,使其1号口和2号口连通且2号口封闭、3号口和4号口连通;调整Versatile Valve 2(V2)的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整Versatile Valve 3(V3)的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整第二柱位阀或Loop Valve(L)的阀位至2位,使其使E位连通2E位,使2F位连通F位。通过上述阀位调整,可以将流路切换至系统泵流路依次进入1号柱和3号柱,样品泵流路不通。
上述六种用于连续流层析的方法可以方便的通过调整各阀位来实现切换流路。对于第四种改良方式中的AKTApure层析装置,其用于连续流层析的方法还包括:调整Versatile Valve 4(V4)的阀位至1-4和2-3,使其1号口和4号口连通、2号口和3号口连通,控制系统泵流路为从上至下(Down);或调整Versatile Valve 4(V4)的阀位至1-2和3-4,使其1号口和2 号口连通、3号口和4号口连通,控制系统泵流路为从下至上(Up)。
本发明提供的改良的AKTApure层析装置,通过在原标准AKTApure的配置上,增加三个多功能阀,增加一个第二柱位阀或一个Loop环阀,使三根柱子形成两个流路同时运作,其中一个流路用于持续上样,另一个流路用于上样前处理和上样后处理操作,可实现灌流培养料液的连续纯化,可实现流加批次培养液的低成本、多循环、自动化纯化,避免导致样品的堆积和降解,有利于维持产品的稳定,且不需要额外的大体积缓冲容器,纯化效率高。
本发明提供的改良的AKTApure层析装置,是在现有商品化仪器的基础上进行的改装,可以完全适用于现有仪器的控制软件,普通实验室按本方案进行改装后即可直接投入使用,不需要额外的软件、硬件开发设计,系统适应性强。
本发明提供的改良的AKTApure层析装置,还可以实现层析柱液相流向的切换,能实现缓冲液的梯度,对不同层析柱的洗脱产物进行分别收集,还可以同时监控两个流路的紫外吸收值,可以按紫外吸收值进行产物收集。
本发明提供的改良的AKTApure层析装置,可以进行在线的系统旁路清洗,可以实现层析柱的逆向清洗,可以在同一台仪器上简单地在普通层析和连续流层析应用间进行切换。
附图说明
图1为标准AKTApure层析设备的管路连接示意图。
图2为多功能阀(Versatile Valve)切换阀位时的各种流路图。
图3为第一柱位阀(Column Valve)切换阀位时的各种流路图,其中a-e分别显示柱位阀切换至1-5的从上至下(Down flow)流路图,f-j分别显示柱位阀切换至1-5的从下至上(Up flow)流路图。
图4为注射阀(Injection Valve)切换阀位时的各种流路图。
图5为第二柱位阀或Loop环阀(Loop Valve)切换阀位时的各种流路图。
图6为本发明的一种改良的AKTApure层析装置的管路连接示意图。
图7为本发明的另一种改良的AKTApure层析装置的管路连接示意图。
图8为本发明的第三种改良的AKTApure层析装置的管路连接示意图。
图9为本发明的第四种改良的AKTApure层析装置的管路连接示意图。
图10A-10C为经过一个循环的示例层析图谱。
图11为一个典型的连续捕获实验数据总结曲线图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种改良的AKTApure层析装置,包括标准AKTApure(pure M)的配置:系统泵(A泵、B泵)、混合池、样品泵、系统泵A泵进口阀(Inlet A)、注射阀(Injection Valve)、第一柱位阀、第一UV检测器、电导检测器、pH检测器、反压阀和出口阀;此外,还包括:
三个多功能阀或混合器阀,并在系统中将其分别定义为Versatile Valve 1(V1)、Versatile Valve 2(V2)和Versatile Valve 3(V3);一个第二柱位阀或一个Loop环阀,并在系统中将其定义为Loop Valve(L);以及三根柱子1号柱、2号柱和3号柱;
其中,第一柱位阀的Out位连接至注射阀的LoopF位,第一柱位阀的1A和3B用三通连接至V1的1号位,第一柱位阀的2A和1B用三通连接至V2的1号位,第一柱位阀的3A和 2B用三通连接至V3的1号位;
1号柱前端连接至V1的3号位,2号柱前端连接至V2的3号位,3号柱前端连接至V3的3号位,1号柱的后端用四通连接至V2的4号位、L的1E位和2F位,2号柱的后端用四通连接至V3的4号位、L的2E位和3F位,3号柱的后端用四通连接至V1的4号位、L的 3E位和1F位;
L的E位连接至第一UV检测器进口,L的F位连接至废液,V1、V2、V3的2号位封死。本实施例的改良的AKTApure层析装置即可实现基本的两流路三层析柱连续流层析。
实施例2
一种改良的AKTApure层析装置,包括标准AKTApure(pure M)的配置:系统泵(A泵、B泵)、混合池、样品泵、系统泵A泵进口阀(Inlet A)、注射阀(Injection Valve)、第一柱位阀、UV检测器、电导检测器、pH检测器、反压阀和出口阀;此外,还包括:
三个多功能阀或混合器阀,并在系统中将其分别定义为Versatile Valve 1(V1)、Versatile Valve 2(V2)和Versatile Valve 3(V3);一个第二柱位阀或Loop环阀,并在系统中将其定义为 Loop Valve(L);一个第二UV检测器,并在系统中将其定义为UV 2nd;以及三根柱子1号柱、2号柱和3号柱;
其中,第一柱位阀的Out位连接至注射阀的LoopF位,第一柱位阀的1A和3B用三通连接至V1的1号位,第一柱位阀的2A和1B用三通连接至V2的1号位,第一柱位阀的3A和 2B用三通连接至V3的1号位;
1号柱前端连接至V1的3号位,2号柱前端连接至V2的3号位,3号柱前端连接至V3的3号位;1号柱的后端用四通连接至V2的4号位、L的1E位和2F位,2号柱的后端用四通连接至V3的4号位、L的2E位和3F位,3号柱的后端用四通连接至V1的4号位、L的 3E位和1F位;
L的E位连接至第一UV检测器进口,将L的F位连接至第二UV检测器(UV 2nd)的进口,UV 2nd的出口连接至废液,V1、V2、V3的2号位封死。本实施例的改良的AKTApure 层析装置可实现基本的两流路三层析柱连续流层析,并可以同时监控两条流路末端的紫外吸收值。
实施例3
一种改良的AKTApure层析装置,包括标准AKTApure(pure M)的配置:系统泵(A泵、B泵)、混合池、样品泵、系统泵A泵进口阀(Inlet A)、注射阀(Injection Valve)、柱位阀、UV检测器、电导检测器、pH检测器、反压阀和出口阀;此外,还包括:
三个多功能阀或混合器阀,并在系统中将其分别定义为Versatile Valve 1(V1)、Versatile Valve 2(V2)和Versatile Valve 3(V3);一个第二柱位阀或Loop环阀,并在系统中将其定义为 Loop Valve(L);一个第二UV检测器,并在系统中将其定义为UV 2nd;以及三根柱子1号柱、2号柱和3号柱;
其中,第一柱位阀的Out位连接至注射阀的LoopF位,第一柱位阀的1A和3B用三通连接至V1的1号位,第一柱位阀的2A和1B用三通连接至V2的1号位,第一柱位阀的3A和 2B用三通连接至V3的1号位,第一柱位阀的4A连接至L的4E,第一柱位阀的4B连接至 L的4F,第一柱位阀的5A连接至L的5F,第一柱位阀的5B连接至L的5E;
1号柱前端连接至V1的3号位,2号柱前端连接至V2的3号位,3号柱前端连接至V3的3号位;1号柱的后端用四通连接至V2的4号位、L的1E位和2F位,2号柱的后端用四通连接至V3的4号位、L的2E位和3F位,3号柱的后端用四通连接至V1的4号位、L的 3E位和1F位;
L的E位连接至原UV检测器进口,将L的F位连接至UV 2nd的进口,UV 2nd的出口连接至废液,V1、V2、V3的2号位堵死。本实施例的改良的AKTApure层析装置可实现基本的两流路三层析柱连续流层析,可以同时监控两条流路末端的紫外吸收值,并可以通过将柱位阀和L同时切换至4号或5号位来进行柱旁路的系统管道清洗。
实施例4
一种改良的AKTApure层析装置,包括标准AKTApure(pure M)的配置:系统泵(A泵、B泵)、混合池、样品泵、系统泵A泵进口阀(Inlet A)、注射阀(Injection Valve)、柱位阀、UV检测器、电导检测器、pH检测器、反压阀和出口阀;此外,还包括:
四个多功能阀或混合器阀,并在系统中将其分别定义为Versatile Valve 1(V1)、Versatile Valve 2(V2)、Versatile Valve 3(V3)和Versatile Valve 4(V4);一个第二柱位阀或Loop环阀,并在系统中将其定义为Loop Valve(L);一个第二UV检测器,并在系统中将其定义为UV 2nd;以及三根柱子1号柱、2号柱和3号柱;
第一柱位阀的Out位连接至注射阀的LoopF位,注射阀的Col位连接至V4的1号位,第一柱位阀的In位连接至V4的4号位,第一柱位阀的1A和3B用三通连接至V1的1号位,第一柱位阀的2A和1B用三通连接至V2的1号位,第一柱位阀的3A和2B用三通连接至 V3的1号位,第一柱位阀的4A连接至L的4E,第一柱位阀的4B连接至L的5F,第一柱位阀的5A连接至L的5F,第一柱位阀的5B连接至L的5E;
1号柱前端连接至V1的3号位,2号柱前端连接至V2的3号位,3号柱前端连接至V3的3号位;1号柱的后端用四通连接至V2的4号位、L的1E位和2F位,2号柱的后端用四通连接至V3的4号位、L的2E位和3F位,3号柱的后端用四通连接至V1的4号位、L的 3E位和1F位;
L的E位连接至V4的2号位,第一UV检测器进口连接至V4的3号位,L的F位连接至UV2nd的进口,UV 2nd的出口连接至废液,V1、V2、V3的2号位封死。本实施例的改良的AKTApure层析装置可实现基本的两流路三层析柱连续流层析,可以同时监控两条流路末端的紫外吸收值,可以通过将第一柱位阀和L同时切换至4号或5号位来进行柱旁路的系统管道清洗,可以通过V4的阀位切换实现系统泵流路流向的变化。
本发明的改良的AKTApure层析装置按上述实施例1-4的方案连接之后,利用AKTApure 自带的控制软件Unicorn来控制和调整各阀位,可以方便的实现切换流路。流路的切换方式如下:
1)按以下语句切换阀位,可以将流路切换至样品泵流路进入1号柱和2号柱,系统泵流路进入3号柱:
Injection valve:Sample pump load
Column position:3,Down flow
Versatile valve:1-3
Versatile valve 2:1-2&3-4
Versatile valve 3:1-3
Loop valve:3
此时,注射阀(Injection Valve)的阀位是SyP位连通Col位,SaP位连通LoopF位;第一柱位阀的阀位是3位Down flow,其In位连通3A位,3B位连通Out位;Versatile Valve 1(V1)的阀位是1号口和3号口连通;Versatile Valve 2(V2)的阀位是1号口和2号口连通且2号口封闭、3号口和4号口连通;Versatile Valve 3(V3)的阀位是1号口和3号口连通;LoopValve(L)的阀位是3,其E位连通3E位,3F位连通F位。样品泵与系统泵可同时运转,样品泵溶液经Injection Valve的SaP位至LoopF位,再经第一柱位阀的Out位至3B位,再经 V1的1号口至3号口后进入1号柱,出1号柱后经V2的4号口至3号口后进入2号柱,出 2号柱后经LoopValve(L)的3F位至F位,至第二UV检测器(如果有),最后至废液,进行上样步骤;而系统泵溶液经Injection Valve的SyP位至Col位,再经第一柱位阀的In位至 3A位,再经V3的1号口至3号口后进入3号柱进行平衡、洗脱等层析步骤,出3号柱后经 Loop Valve(L)的3E位至E位,流经检测器。
2)按以下语句切换阀位,可以将流路切换至系统泵流路进入1号柱和2号柱,此时样品泵流路不通:
Injection valve:Sample pump load
Column position:1,Down flow
Versatile valve:1-3
Versatile valve 2:1-2&3-4
Versatile valve 3:1-3
Loop valve:3
此时,注射阀(Injection Valve)的阀位是SyP位连通Col位,SaP位连通LoopF位;第一柱位阀的阀位是1位Down flow,其In位连通1A位,1B位连通Out位;Versatile Valve 1(V1)的阀位是1号口和3号口连通;Versatile Valve 2(V2)的阀位是1号口和2号口连通且2号口封闭、3号口和4号口连通;Versatile Valve 3(V3)的阀位是1号口和3号口连通;LoopValve(L)的阀位是3,其E位连通3E位,3F位连通F位。此时仅系统泵可运转,系统泵溶液经Injection Valve的SyP位至Col位,再经第一柱位阀的In位至1A位,再经V1的1号口至3号口后进入1号柱,再经V2的4号口至3号口进入2号柱进行上样后淋洗等层析步骤,出2号柱后经Loop Valve(L)的3F位至F位,至第二UV检测器(如果有),最后至废液。
3)按以下语句切换阀位,可以将流路切换至样品泵流路进入2号柱和3号柱,系统泵流路进入1号柱:
Injection valve:Sample pump load
Column position:1,Down flow
Versatile valve:1-3
Versatile valve 2:1-3
Versatile valve 3:1-2&3-4
Loop valve:1
此时,注射阀(Injection Valve)的阀位是SyP位连通Col位,SaP位连通LoopF位;第一柱位阀的阀位是1位Down flow,其In位连通1A位,1B位连通Out位;Versatile Valve 1(V1)的阀位是1号口和3号口连通;Versatile Valve 2(V2)的阀位是1号口和3号口连通;Versatile Valve 3(V3)的阀位是1号口和2号口连通且2号口封闭、3号口和4号口连通;Loop Valve(L)的阀位是1,其E位连通1E位,1F位连通F位。样品泵与系统泵可同时运转,样品泵溶液经Injection Valve的SaP位至LoopF位,再经第一柱位阀的Out位至1B位,再经 V2的1号口至3号口后进入2号柱,出2号柱后经V3的4号口至3号口后进入3号柱,出 3号柱后经Loop Valve(L)的1F位至F位,至第二UV检测器(如果有),最后至废液,进行上样步骤;而系统泵溶液经Injection Valve的SyP位至Col位,再经第一柱位阀的In位至 1A位,再经V1的1号口至3号口后进入3号柱进行平衡、洗脱等层析步骤,出1号柱后经 Loop Valve(L)的1E位至E位,流经检测器。
4)按以下语句切换阀位,可以将流路切换至系统泵流路进入2号柱和3号柱,此时样品泵流路不通:
Injection valve:Sample pump load
Column position:2,Down flow
Versatile valve:1-3
Versatile valve 2:1-3
Versatile valve 3:1-2&3-4
Loop valve:1
此时,注射阀(Injection Valve)的阀位是SyP位连通Col位,SaP位连通LoopF位;第一柱位阀的阀位是2位Down flow,其In位连通2A位,2B位连通Out位;Versatile Valve 1(V1)的阀位是1号口和3号口连通;Versatile Valve 2(V2)的阀位是1号口和3号口连通;Versatile Valve 3(V3)的阀位是1号口和2号口(堵死)连通、3号口和4号口连通;LoopValve (L)的阀位是1,其E位连通1E位,1F位连通F位。此时仅系统泵可运转,系统泵溶液经Injection Valve的SyP位至Col位,再经第一柱位阀的In位至2A位,再经V2的1号口至3号口后进入2号柱,再经V3的4号口至3号口进入3号柱进行上样后淋洗等层析步骤,出3号柱后经Loop Valve(L)的1F位至F位,至第二UV检测器(如果有),最后至废液。
5)按以下语句切换阀位,可以将流路切换至样品泵流路进入3号柱和1号柱,系统泵流路进入2号柱:
Injection valve:Sample pump load
Column position:2,Down flow
Versatile valve:1-2&3-4
Versatile valve 2:1-3
Versatile valve 3:1-3
Loop valve:2
此时,注射阀(Injection Valve)的阀位是SyP位连通Col位,SaP位连通LoopF位;第一柱位阀的阀位是2位Down flow,其In位连通2A位,2B位连通Out位;Versatile Valve 1(V1)的阀位是1号口和2号口(堵死)连通、3号口和4号口连通;Versatile Valve 2(V2)的阀位是1号口和3号口连通;Versatile Valve 3(V3)的阀位是1号口和3号口连通;Loop Valve(L)的阀位是2,其E位连通2E位,2F位连通F位。样品泵与系统泵可同时运转,样品泵溶液经Injection Valve的SaP位至LoopF位,再经第一柱位阀的Out位至2B位,再经V3的1 号口至3号口后进入3号柱,出3号柱后经V1的4号口至3号口后进入1号柱,出1号柱后经Loop Valve(L)的2F位至F位,至第二UV检测器(如果有),最后至废液,进行上样步骤;而系统泵溶液经Injection Valve的SyP位至Col位,再经第一柱位阀的In位至2A位,再经V2的1号口至3号口后进入2号柱进行平衡、洗脱等层析步骤,出2号柱后经Loop Valve (L)的2E位至E位,流经检测器。
6)按以下语句切换阀位,可以将流路切换至系统泵流路进入3号柱和1号柱,样品泵流路进入2号柱:
Injection valve:Sample pump load
Column position:3,Down flow
Versatile valve:1-2&3-4
Versatile valve 2:1-3
Versatile valve 3:1-3
Loop valve:2
此时,注射阀(Injection Valve)的阀位是SyP位连通Col位,SaP位连通LoopF位;第一柱位阀的阀位是3,Down flow,其In位连通3A位,3B位连通Out位;Versatile Valve 1(V1) 的阀位是1号口和2号口(堵死)连通、3号口和4号口连通;Versatile Valve 2(V2)的阀位是1号口和3号口连通;Versatile Valve 3(V3)的阀位是1号口和3号口连通;LoopValve(L) 的阀位是2,其E位连通2E位,2F位连通F位。此时仅系统泵可运转,系统泵溶液经Injection Valve的SyP位至Col位,再经第一柱位阀的In位至3A位,再经V3的1号口至3号口后进入3号柱,再经V1的4号口至3号口进入1号柱进行上样后淋洗等层析步骤,出1号柱后经Loop Valve(L)的2F位至F位,至第二UV检测器(如果有),最后至废液。
对于方案四,还需要通过以下命令控制系统泵流路为从上至下(Down):
Versatile valve 4:1-4&2-3
此时,Versatile Valve 4(V4)的阀位是1号口和4号口连通、2号口和3号口连通,其余流路与上述1)-6)流路相同。系统泵溶液经Injection Valve的SyP位至Col位,再经V4的 1号口至4号口、至第一柱位阀的In位,由层析柱上端进入各层析柱,经Loop Valve(L)的E 位流出后,经V4的2号口至3号口,流经检测器,实现层析柱的反向清洗再生。
或者通过以下命令控制系统泵流路为从下至上(Up):
Versatile valve 4:1-2&3-4
此时,Versatile Valve 4(V4)的阀位是1号口和2号口连通、3号口和4号口连通,其余流路与上述1)-6)流路相同。系统泵溶液经Injection Valve的SyP位至Col位,再经V4的 1号口至2号口、经Loop Valve(L)的E位由层析柱下端进入各层析柱,从第一柱位阀的In位流出后,经V4的4号口至3号口,流经检测器,实现层析柱的反向清洗再生。
将以上各命令在Unicorn软件中设置成Block,通过对Scouting的设定,可以实现程序的连续、自动、循环运行。
图10A、图10B、图10C是一个循环的示例图谱,在相同系统条件下经切换不同流路,其中,cycle 1表示样品泵流路流经1号柱和2号柱,系统泵流路流经3号柱;cycle 2表示样品泵流路流经2号柱和3号柱,系统泵流路流经1号柱;cycle 3表示样品泵流路流经3号柱和1号柱,系统泵流路流经2号柱;UV表示第一UV检测器的UV280吸收值,UV 2nd表示第二UV检测器的UV280吸收值。三根层析柱在整个过程中的UV数据都能自动在系统中记录,并生成相应的图谱。图11是一个典型实验的数据总结,图中总结了三个层析柱各连续运行30个循环、共90个循环的实验结果。图11中上方的曲线为SEC-HPLC纯度曲线,中间的曲线为单步收率曲线,下方的曲线为上样载量曲线,方形点表示设备中的1号柱位产品,圆形点表示设备中的2号柱位产品,三角形点表示设备中的3号柱位产品,实线表示各平均值,虚线表示各三倍标准差范围。由于上样样品受上游细胞培养工艺影响,有一定波动,经比较,在同一个循环内,三根层析柱的表现相似度极高,除上样载量受细胞培养表达量影响外,产品收率和纯度在长达90个循环的时间内均能维持在一个相对稳定的水平,这说明本发明的层析装置及方法具有稳定性高、重现性好的优点,非常适合于连续流层析长时间、高强度运转的要求,改良的层析装置达到了预期的效果。
综上所述,上述各实施例及附图仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,皆应包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种改良的AKTApure层析装置,包括注射阀、第一柱位阀,其特征在于,还包括:
三个多功能阀或混合器阀,并在系统中将其分别定义为V1、V2和V3;
一个第二柱位阀或一个Loop环阀,并在系统中将其定义为L;以及
三根柱子1号柱、2号柱和3号柱;
其中,第一柱位阀的Out位连接至注射阀的LoopF位,第一柱位阀的1A和3B用三通连接至V1的1号位,第一柱位阀的2A和1B用三通连接至V2的1号位,第一柱位阀的3A和2B用三通连接至V3的1号位;
1号柱前端连接至V1的3号位,2号柱前端连接至V2的3号位,3号柱前端连接至V3的3号位,1号柱的后端用四通连接至V2的4号位、L的1E位和2F位,2号柱的后端用四通连接至V3的4号位、L的2E位和3F位,3号柱的后端用四通连接至V1的4号位、L的3E位和1F位;
L的E位连接至第一UV检测器进口,L的F位连接至废液,V1、V2、V3的2号位封死。
2.如权利要求1所述的改良的AKTApure层析装置,其特征在于,还包括一个第二UV检测器,并在系统中将其定义为UV 2nd;其中,L的F位连接至UV 2nd的进口,UV 2nd的出口连接至废液。
3.如权利要求1所述的改良的AKTApure层析装置,其特征在于,还包括一个第二UV检测器,并在系统中将其定义为UV 2nd;其中,第一柱位阀的4A连接至L的4E,第一柱位阀的4B连接至L的4F,第一柱位阀的5A连接至L的5F,第一柱位阀的5B连接至L的5E;L的F位连接至UV2nd的进口,UV 2nd的出口连接至废液。
4.如权利要求1所述的改良的AKTApure层析装置,其特征在于,还包括一个第二UV检测器,并在系统中将其定义为UV 2nd;还包括一个第四多功能阀或混合器阀,并在系统中将其分别定义为V4;其中,注射阀的Col位连接至V4的1号位,第一柱位阀的In位连接至V4的4号位;第一柱位阀的4A连接至L的4E,第一柱位阀的4B连接至L的4F,第一柱位阀的5A连接至L的5F,第一柱位阀的5B连接至L的5E;L的E位连接至V4的2号位,第一UV检测器进口连接至V4的3号位,L的F位连接至UV 2nd的进口,UV 2nd的出口连接至废液。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的改良的AKTApure层析装置用于连续流层析的方法,其特征在于,包括以下步骤:
调整注射阀的阀位,使SyP位连通Col位,使SaP位连通LoopF位;调整第一柱位阀的阀位至3位Down flow,使In位连通3A位,使3B位连通Out位;调整V1的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整V2的阀位至1-2和3-4,使其1号口和2号口连通、3号口和4号口连通;调整V3的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整L的阀位至3位,使其使E位连通3E位,使3F位连通F位。
6.一种如权利要求1-4任一项所述的改良的AKTApure层析装置用于连续流层析的方法,其特征在于,包括以下步骤:
调整注射阀的阀位,使SyP位连通Col位,使SaP位连通LoopF位;调整第一柱位阀的阀位至1位Down flow,使In位连通1A位,使1B位连通Out位;调整V1的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整V2的阀位至1-2和3-4,使其1号口和2号口连通、3号口和4号口连通;调整V3的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整L的阀位至3位,使其使E位连通3E位,使3F位连通F位。
7.一种如权利要求1-4任一项所述的改良的AKTApure层析装置用于连续流层析的方法,其特征在于,包括以下步骤:
调整注射阀的阀位,使SyP位连通Col位,使SaP位连通LoopF位;调整第一柱位阀的阀位至1位Down flow,使In位连通1A位,使1B位连通Out位;调整V1的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整V2的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整V3的阀位至1-2和3-4,使其1号口和2号口连通、3号口和4号口连通;调整L的阀位至1位,使其使E位连通1E位,使1F位连通F位。
8.一种如权利要求1-4任一项所述的改良的AKTApure层析装置用于连续流层析的方法,其特征在于,包括以下步骤:
调整注射阀的阀位,使SyP位连通Col位,使SaP位连通LoopF位;调整第一柱位阀的阀位至2位Down flow,使In位连通2A位,使2B位连通Out位;调整V1的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整V2的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整V3的阀位至1-2和3-4,使其1号口和2号口连通、3号口和4号口连通;调整L的阀位至1位,使其使E位连通1E位,使1F位连通F位。
9.一种如权利要求1-4任一项所述的改良的AKTApure层析装置用于连续流层析的方法,其特征在于,包括以下步骤:
调整注射阀的阀位,使SyP位连通Col位,使SaP位连通LoopF位;调整第一柱位阀的阀位至2位Down flow,使In位连通2A位,使2B位连通Out位;调整V1的阀位至1-2和3-4,使其1号口和2号口连通、3号口和4号口连通;调整V2的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整V3的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整L的阀位至2位,使其使E位连通2E位,使2F位连通F位。
10.一种如权利要求1-4任一项所述的改良的AKTApure层析装置用于连续流层析的方法,其特征在于,包括以下步骤:
调整注射阀的阀位,使SyP位连通Col位,使SaP位连通LoopF位;调整第一柱位阀的阀位至3位Down flow,使In位连通3A位,使3B位连通Out位;调整V1的阀位至1-2和3-4,使其1号口和2号口连通、3号口和4号口连通;调整V2的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整V3的阀位至1-3,使其1号口和3号口连通;调整L的阀位至2位,使其使E位连通2E位,使2F位连通F位。
11.如权利要求5-10所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
调整V4的阀位至1-4和2-3,使其1号口和4号口连通、2号口和3号口连通,控制系统泵流路为从上至下;或调整V4的阀位至1-2和3-4,使其1号口和2号口连通、3号口和4号口连通,控制系统泵流路为从下至上。
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