CN111249770A - 一类生产型连续流层析系统 - Google Patents
一类生产型连续流层析系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111249770A CN111249770A CN202010256380.0A CN202010256380A CN111249770A CN 111249770 A CN111249770 A CN 111249770A CN 202010256380 A CN202010256380 A CN 202010256380A CN 111249770 A CN111249770 A CN 111249770A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- column
- chromatographic column
- pump
- valve
- chromatographic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 title claims abstract description 93
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 81
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 156
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims description 93
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 52
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 27
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 15
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 10
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 10
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 claims description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 238000004366 reverse phase liquid chromatography Methods 0.000 claims description 6
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000306 component Substances 0.000 description 131
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 88
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 29
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 26
- 239000012470 diluted sample Substances 0.000 description 16
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 8
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000011097 chromatography purification Methods 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 3
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 238000003113 dilution method Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 1
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 description 1
- 239000003055 low molecular weight heparin Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000005426 pharmaceutical component Substances 0.000 description 1
- 230000005654 stationary process Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
- B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
- B01D15/18—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
- B01D15/1864—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns using two or more columns
- B01D15/1871—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns using two or more columns placed in series
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
- B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
- B01D15/20—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to the conditioning of the sorbent material
- B01D15/203—Equilibration or regeneration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
- B01D15/42—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the development mode, e.g. by displacement or by elution
- B01D15/424—Elution mode
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一类生产型连续流层析系统，包括连续捕获型系统、重叠组分回收纯化型系统以及微量组分富集型系统。其中连续捕获型系统可实现2柱和3柱连续捕获的自由切换，满足不同生产状况下的工艺最优化。连续捕获型系统还可简化为专用于2柱连续捕获或3柱连续捕获的系统，应用于样品浓度及纯化工艺稳定的连续捕获。重叠组分回收纯化型系统和微量组分富集型系统均采用3柱，配备独立上样泵和独立稀释泵，同时可选择用单泵或双泵进行清洗、平衡，满足不同类型层析需要，进行重叠组分回收纯化以及微量组分富集的效率优于2柱连续流层析。
Description
技术领域
本发明涉及层析领域，具体涉及一类配置灵活、性能稳定、实用性强的生产型连续流层析系统。
背景技术
连续流层析可应用于抗体等药物的层析纯化，通过连续捕获显著提高层析填料的利用率，节省溶液用量，提高生产效率。连续流层析也可将层析过程中目标物与杂质的重叠组分进行回收纯化，从而同时提高纯度和收率。此外，连续流层析还可应用于层析过程中微量组分的快速富集。
YMC/ChromaCon公司的Ecoprime Twin系统采用2柱实现连续捕获，GE公司的AKTA pcc系统采用3-4柱实现连续捕获。Novasep公司的BioSC系统以及Pall公司的BioSMB系统采用的层析柱数量最多分别为6根和16根。层析柱的数量越多，层析柱的装填、清洗、拆卸工作量越大，层析柱的占用空间也会随之增大，而且也更难保证多根层析柱装填效果的一致性。更多的层析柱，意味着更多的管路、阀门、接头等硬件配置以及更复杂的运行逻辑，系统的清洁及病毒清除验证均面临更大挑战，并不利于一线生产人员掌握以及连续捕获工艺的放大。因此，采用2柱或3柱进行连续捕获更具有实际应用意义。在线性流速等工艺参数不变的前提下，若样品浓度较低，通常上样时间会较长，此时2柱连续捕获的生产效率会优于3柱连续捕获；若样品浓度较高，通常上样时间会较短，此时3柱连续捕获的生产效率会优于2柱连续捕获。目前各厂家的连续流层析系统均无法实现2柱和3柱连续捕获的自由切换，无法满足不同生产状况下的工艺最优化。
YMC/ChromaCon公司的Ecoprime Twin系统除可应用于连续捕获外，还可应用于目标物与杂质重叠组分的回收纯化以及微量组分的富集，GE公司、Novasep公司以及Pall公司的连续流层析系统均不具备此类功能。YMC/ChromaCon公司的Ecoprime Twin系统采用2柱实现此类功能，为确保2根层析柱运行逻辑的合理衔接，层析柱在运行过程中均会出现一定时间的静止过程，对纯化效率有一定影响。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一类生产型连续流层析系统，包括连续捕获型系统、重叠组分回收纯化型系统以及微量组分富集型系统。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一类生产型连续流层析系统，包括：连续捕获型系统、重叠组分回收纯化型系统以及微量组分富集型系统，其中：
所述连续捕获型系统包括2或3根层析柱，每根层析柱的顶端均设有上样泵进柱阀和洗脱泵进柱阀，底端均设有出口收集阀和废液排放阀；层析柱为2根时，第一层析柱、第二层析柱顶端阀组的交汇点分别为T1、T2，底端阀组对应的交汇点分别为B1、B2，T1和B2之间设有B2至T1连接阀，用于在开启时将第一层析柱串联于第二层析柱后；T2和B1之间设有B1至T2连接阀，用于在开启时将第二层析柱串联于第一层析柱后；层析柱为3根时，第一层析柱、第二层析柱、第三层析柱顶端阀组的交汇点分别为T1、T2、T3，底端阀组对应的交汇点分别为B1、B2、B3，T1和B2之间设有B2至T1连接阀，用于在开启时将第一层析柱串联于第二层析柱后，或不设B2至T1连接阀；T2和B1之间设有B1至T2连接阀，用于在开启时将第二层析柱串联于第一层析柱后；T3和B2之间设有B2至T3连接阀，用于在开启时将第三层析柱串联于第二层析柱后；T1和B3之间设有B3至T1连接阀，用于在开启时将第一层析柱串联于第三层析柱后；
所述重叠组分回收纯化型系统包括第一层析柱、第二层析柱、第三层析柱3根层析柱，每根层析柱的顶端均设有平衡泵进柱阀、上样泵进柱阀、稀释泵进柱阀和洗脱泵进柱阀，底端均设有出口阀和废液排放阀；第一层析柱、第二层析柱、第三层析柱顶端阀组的交汇点分别为T1、T2、T3，底端阀组对应的交汇点分别为B1、B2、B3，T2和B1之间设有B1至T2连接阀，用于在开启时将第二层析柱串联于第一层析柱后；T3和B2之间设有B2至T3连接阀，用于在开启时将第三层析柱串联于第二层析柱后；T1和B3之间设有B3至T1连接阀，用于在开启时将第一层析柱串联于第三层析柱后；
所述微量组分富集型系统包括第一层析柱、第二层析柱、第三层析柱3根层析柱，第一层析柱和第二层析柱的顶端均设有平衡泵进柱阀、上样泵进柱阀和洗脱泵进柱阀，底端均设有废液排放阀；第三层析柱的顶端设有平衡泵进柱阀、稀释泵进柱阀和洗脱泵进柱阀，底端设有废液排放阀和收集阀；第一层析柱、第二层析柱、第三层析柱顶端阀组的交汇点分别为T1、T2、T3，底端阀组对应的交汇点分别为B1、B2、B3，T3和B1之间设有B1至T3连接阀，用于在开启时将第三层析柱串联于第一层析柱后；T3和B2之间设有B2至T3连接阀，用于在开启时将第三层析柱串联于第二层析柱后。
优选地，所述连续捕获型系统的T1-T2-T3和B1-B2-B3为2个平行平面，且均为等边三角形，B1-T2、B2-T3、B3-T1均与2个平面垂直，以使B1-T2、B2-T3、B3-T1连接管路死体积最小化；各层析柱的上样泵进柱阀、洗脱泵进柱阀、出口收集阀、废液排放阀的交汇点均可位于2个平面的中心连线上，以使各分支管路死体积相同。
优选地，所述连续捕获型系统还包括：上样泵，用于上样、淋洗；洗脱泵，用于洗脱、清洗、平衡；运行连续捕获功能时，所述上样泵流路选择分别由上样泵进柱阀进入各层析柱，洗脱泵流路选择分别由洗脱泵进柱阀进入各层析柱，并可选择分别经出口收集阀流入收集容器或多出口阀进行收集，或分别经废液排放阀流向废液出口进行排废；该系统可通过T1～2、B1～2阀组的流路切换实现2柱连续捕获，或通过T1～3、B1～3阀组的流路切换实现3柱连续捕获。
优选地，所述连续捕获型系统的上样泵上样完毕后，仍采用该泵进行淋洗，这是为了将管路中残留的样品量降至最低；在每次上样的初始阶段，2根层析柱并不处于串联状态，直至第1根层析柱出现1％样品流穿时，才使2根层析柱进入串联状态，这样设计可使每根层析柱接触上样流穿液的时间最短，降低产品质量风险。
优选地，所述重叠组分回收纯化型系统的T1-T2-T3和B1-B2-B3为2个平行平面，且均为等边三角形，B1-T2、B2-T3、B3-T1均与2个平面垂直，使B1-T2、B2-T3、B3-T1连接管路死体积最小化；各层析柱的平衡泵进柱阀、上样泵进柱阀、稀释泵进柱阀、洗脱泵进柱阀、出口阀、废液排放阀的交汇点均可位于2个平面的中心连线上，以使各分支管路死体积相同。
优选地，所述重叠组分回收纯化型系统运行重叠组分回收纯化功能时，平衡泵流路可选择分别由平衡泵进柱阀进入各层析柱，上样泵流路可选择分别由上样泵进柱阀进入各层析柱，稀释泵流路可选择分别由稀释泵进柱阀进入各层析柱，洗脱泵流路可选择分别由洗脱泵进柱阀进入各层析柱，并可选择分别经出口阀流向收集阀进行收集，或分别经废液排放阀流向废液出口进行排废；该系统可通过T1～3、B1～3阀组的流路切换，采用3柱实现重叠组分回收纯化。
优选地，所述微量组分富集型系统的T1-T2-T3和B1-B2-B3为2个平行平面，且均为等边三角形，B1-T3与B2-T3等长，使B1-T3、B2-T3连接管路死体积最小化；各层析柱的平衡泵进柱阀、上样泵进柱阀、洗脱泵进柱阀、废液排放阀的交汇点均可位于2个平面的中心连线上，可使各分支管路死体积相同。
优选地，所述微量组分富集型系统运行微量组分富集功能时，平衡泵流路可选择分别由平衡泵进柱阀进入各层析柱，上样泵流路可选择分别由上样泵进柱阀进入第一层析柱、第二层析柱，稀释泵流路可由稀释泵进柱阀进入第三层析柱，洗脱泵流路可选择分别由洗脱泵进柱阀进入各层析柱，并可选择分别经废液排放阀流向废液出口进行排废；该系统可通过T1～3、B1～3阀组的流路切换，使第一层析柱、第二层析柱交替进行洗脱操作，使微量组分富集于第三层析柱上，最终对第三层析柱进行洗脱和分段收集，可进行一步确保目标物的纯度符合要求；该系统采用3柱实现微量组分富集，效率优于2柱连续流层析。
优选地，所述连续捕获型系统中各层析柱的规格、填料种类、装填高度及柱效均一致；所述重叠组分回收纯化型系统中各层析柱的规格、填料种类、装填高度及柱效均一致；所述微量组分富集型系统中第一层析柱、第二层析柱的规格、填料种类、装填高度及柱效均一致，第三层析柱的规格、填料种类、装填高度及柱效与第一层析柱和第二层析柱一致或不一致。
优选地，所述重叠组分回收纯化型系统分为低压层析用重叠组分回收纯化型系统和高压层析用重叠组分回收纯化型系统，二者均采用单泵进行在线稀释，且均采用双泵进行洗脱；所述低压层析用重叠组分回收纯化型系统采用单泵进行上样、淋洗，采用单泵进行清洗、平衡，用于离子交换层析、疏水层析，所述高压层析用重叠组分回收纯化型系统采用单泵或双泵进行上样、淋洗，采用双泵进行清洗、平衡，用于反相层析；所述微量组分富集型系统分为低压层析用微量组分富集型系统和高压层析用微量组分富集型系统，二者均采用单泵进行在线稀释，且均采用双泵进行洗脱；所述低压层析用微量组分富集型系统采用单泵进行上样、淋洗，采用单泵进行清洗、平衡，用于离子交换层析、疏水层析，所述高压层析用微量组分富集型系统采用单泵或双泵进行上样、淋洗，采用双泵进行清洗、平衡，用于反相层析。
本发明的有益效果在于，其有效解决了现有连续流层析系统存在的问题。连续捕获型系统可实现2柱和3柱连续捕获功能的自由切换，满足不同生产状况下的工艺最优化。重叠组分回收纯化型系统和微量组分富集型系统均采用3柱，配备独立上样泵和独立稀释泵，使3柱的运行逻辑合理衔接，同时可选择用单泵或双泵进行清洗、平衡，满足不同类型层析需要，进行重叠组分回收纯化以及微量组分富集的效率优于2柱连续流层析。
附图说明
图1为本发明中连续捕获型系统的P&ID图。
图2为本发明中2柱连续捕获型系统的P&ID图。
图3为本发明中3柱连续捕获型系统的P&ID图。
图4为本发明中连续捕获型系统T阀组、B阀组的空间结构图。
图5为本发明中重叠组分回收纯化型系统(低压层析用)的P&ID图。
图6为本发明中重叠组分回收纯化型系统(高压层析用)的P&ID图。
图7为本发明中重叠组分回收纯化型系统T阀组、B阀组的空间结构图。
图8为本发明中微量组分富集型系统(低压层析用)的P&ID图。
图9为本发明中微量组分富集型系统(高压层析用)的P&ID图。
图10为本发明中微量组分富集型系统T阀组、B阀组的空间结构图，其中图10A为空间结构正面视图，图10B为空间结构俯视图(不含V-B1T3、V-B2T3)。
具体实施方式
下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。
参阅图1～图10，本发明包括连续捕获型系统、重叠组分回收纯化型系统以及微量组分富集型系统。
实施例1连续捕获型系统
如图1所示，连续捕获型系统包括以下部件：P1、P2为泵，AS1～5为气泡传感器，V-In1、V-In2为入口阀，PT-P1、PT-P2为泵后压力传感器，V-Drain1、V-Drain2为排液阀，FM1、FM2为流量计，Column1～3为层析柱，T1、T2、T3为层析柱顶端T(Top)阀组交汇点，B1、B2、B3为层析柱底端B(Bottom)阀组交汇点，V-Feed1～3为P1(上样泵)进柱阀，V-Elute1～3为P2(洗脱泵)进柱阀；V-B3T1为B3至T1连接阀，V-B2T1为B2至T1连接阀，V-B1T2为B1至T2连接阀，V-B2T3为B2至T3连接阀；V-B3T1开启时Column1将串联于Column3后，V-B2T1开启时Column1将串联于Column2后，V-B1T2开启时Column2将串联于Column1后，V-B2T3开启时Column3将串联于Column2后；AT1～3为气泡陷阱，PT-Pre1～3为柱前压力传感器，V-C1～3为柱位阀，PT-Post1～3为柱后压力传感器，pH-Post1～3为柱后pH检测器，Cond-Post1～3为柱后电导率检测器，UV1～3为紫外检测器，V-Out1～3为出口收集阀，V-Waste1～3为废液排放阀，Tank1～3为收集容器，Waste为废液出口。
连续捕获型系统的出口收集阀V-Out1～3的流路可汇合为一路，仅用同一收集容器收集，或汇合后经过多出口阀进行收集。
连续捕获型系统可实现2柱和3柱连续捕获自由切换，满足不同工艺需要；该系统配备2台泵，其中1台泵进行上样、淋洗，简称为上样泵，另1台泵进行洗脱、清洗、平衡，简称为洗脱泵；运行连续捕获功能时，上样泵流路可选择分别由V-Feed1～3进入Column1～3，洗脱泵流路可选择分别由V-Elute1～3进入Column1～3，并可选择分别经V-Out1～3流入收集容器或多出口阀进行收集，或分别经V-Waste1～3流向Waste进行排废；该系统可通过T1～2、B1～2阀组的流路切换实现2柱连续捕获，或通过T1～3、B1～3阀组的流路切换实现3柱连续捕获。
如图2所示，若省略该系统的Column3部件及相应管路，即为专用于2柱连续捕获的系统。如图3所示，若省略该系统的V-B2T1及相应管路，即为专用于3柱连续捕获的系统；该2种系统可应用于样品浓度及纯化工艺稳定的连续捕获。
当样品浓度较低时，通常上样时间会较长，洗脱、清洗、再平衡的时间会较短，此时如果采用3柱连续捕获，等待承接样品流穿的层析柱会在较长时间内处于静止状态，影响生产效率，因此推荐采用2柱连续捕获。进行2柱连续捕获，仅需使用Column1和Column2。假定P1进行上样和淋洗，P2进行洗脱、清洗、平衡，首先由P2对Column1和Column2进行平衡，V-Waste1、V-Waste2进行排废，然后由P1经V-Feed1对Column1进行上样，上样流穿液经V-Waste1进行排废。待Column1出现1％样品流穿时，Column2开始串联于Column1后，承接Column1样品流穿继续上样，上样流穿液经V-Waste2进行排废。待Column1达到满载后，Column1、Column2仍保持串联状态，由P1经V-Feed1对Column1、Column2进行淋洗，V-Waste2进行排废。淋洗完毕，Column1、Column2结束串联状态，由P1经V-Feed2对Column2进行上样，上样流穿液经V-Waste2进行排废，同时开始由P2经V-Elute1对Column1进行洗脱、清洗、再平衡，Column1经V-Out1进行洗脱峰收集，洗脱峰收集完毕，Column1经V-Waste1进行排废。待Column2上样至1％样品流穿，且Column1完成再平衡时，Column1开始串联于Column2后，承接Column2样品流穿继续上样，上样流穿液经V-Waste1进行排废。待Column2达到满载后，Column2、Column1仍保持串联状态，由P1经V-Feed2对Column2、Column1进行淋洗，V-Waste1进行排废。淋洗完毕，Column2、Column1结束串联状态，由P1经V-Feed1对Column1进行上样，上样流穿液经V-Waste1进行排废，同时开始由P2经V-Elute2对Column2进行洗脱、清洗、再平衡，Column2经V-Out2进行洗脱峰收集，洗脱峰收集完毕，Column2经V-Waste2进行排废。待Column1上样至1％样品流穿，且Column2完成再平衡时，Column2再次串联于Column1后进行上样。这样2柱交替进行上样，即可实现2柱连续捕获。运行本功能时，Column1、Column2的层析柱规格、填料种类、装填高度及柱效均需一致。
当样品浓度较高时，通常上样时间会较短，洗脱、清洗、再平衡的时间会较长，此时如果采用2柱连续捕获，上样的层析柱出现1％样品流穿后，会在较长时间内处于静止状态，以等待另外1根层析柱完成洗脱、清洗、再平衡，影响生产效率，因此推荐采用3柱连续捕获。假定P1进行上样和淋洗，P2进行洗脱、清洗、平衡，首先由P2对Column1～3进行平衡，V-Waste1～3进行排废，然后由P1经V-Feed1对Column1进行上样，上样流穿液经V-Waste1进行排废。待Column1上样至1％样品流穿时，Column2开始串联于Column1后，承接Column1样品流穿继续上样，上样流穿液经V-Waste2进行排废。待Column1达到满载后，Column1、Column2仍保持串联状态，由P1经V-Feed1对Column1、Column2进行淋洗，V-Waste2进行排废。淋洗完毕，Column1、Column2结束串联状态，由P1经V-Feed2对Column2进行上样，上样流穿液经V-Waste2进行排废，同时开始由P2经V-Elute1对Column1进行洗脱、清洗、再平衡，Column1经V-Out1进行洗脱峰收集，洗脱峰收集完毕，Column1经V-Waste1进行排废。待Column2上样至1％样品流穿时，Column3开始串联于Column2后，承接Column2样品流穿继续上样，上样流穿液经V-Waste3进行排废。待Column2达到满载后，Column2、Column3仍保持串联状态，由P1经V-Feed2对Column2、Column3进行淋洗，V-Waste3进行排废。待Column2、Column3淋洗完毕，且Column1完成再平衡时，Column2、Column3结束串联状态，由P1经V-Feed3对Column3进行上样，上样流穿液经V-Waste3进行排废，同时开始由P2经V-Elute2对Column2进行洗脱、清洗、再平衡，Column2经V-Out2进行洗脱峰收集，洗脱峰收集完毕，Column2经V-Waste2进行排废。待Column3上样至1％样品流穿时，Column1开始串联于Column3后，承接Column3样品流穿继续上样，上样流穿液经V-Waste1进行排废。待Column3达到满载后，Column3、Column1仍保持串联状态，由P1经V-Feed3对Column3、Column1进行淋洗，V-Waste1进行排废。待Column3、Column1淋洗完毕，且Column2完成再平衡时，Column3、Column1结束串联状态，由P1经V-Feed1对Column1进行上样，上样流穿液经V-Waste1进行排废，同时开始由P2经V-Elute3对Column3进行洗脱、清洗、再平衡，Column3经V-Out3进行洗脱峰收集，洗脱峰收集完毕，Column3经V-Waste3进行排废。待Column1上样至1％样品流穿时，Column2开始串联于Column1后，承接Column1样品流穿继续上样，上样流穿液经V-Waste2进行排废。这样3柱交替进行上样，即可实现3柱连续捕获。在每次上样满载后，仍保持2根层析柱串联状态进行淋洗，而不是将第1根层析柱样品淋洗至第3根层析柱，是为保证B1至T2、B2至T3、B3至T1之间的管路无上样样品残留。运行本功能时，Column1～3的层析柱规格、填料种类、装填高度及柱效均需一致。
此外，该系统采用的阀组设计使连接管路死体积最小化，避免管路溶液残留，更有利于进行管路清洗及溶液置换。如图4所示，T1-T2-T3和B1-B2-B3为2个平行平面，且均为等边三角形，B1-T2、B2-T3、B3-T1均与2个平面垂直，使B1-T2、B2-T3、B3-T1连接管路死体积最小化；Axis-T-B为2个平面的中心连线，V-Feed1～3、V-Elute1～3、V-Waste1～3的交汇点均可位于Axis-T-B上，可使各分支管路死体积相同。
实施例2重叠组分回收纯化型系统
很多药物的层析精纯需采用线性梯度洗脱或阶梯梯度洗脱，会根据结合物与层析填料的结合力由弱到强依次洗脱下来，由前到后的洗出顺序依次为前杂、目标物、后杂，但在很多情况下，前杂、目标物、后杂并不能完全分开，甚至无法观察到前杂和后杂的明显峰型。这时如果将较窄的目标物区域收作产物，将目标物与前杂、后杂的重叠组分均舍弃掉，则可获得较高纯度的产物，但是收率会较低；如果将较宽的目标物区域，包括目标物与前杂、后杂的重叠组分均收作产物，则可获得较高收率的产物，但是纯度会较低。若要同时保证纯度和收率，则需要将重叠组分单独进行回收和再纯化，目前已有胰岛素、超低分子肝素等多个领域采用了该策略，但是重叠组分样品的储存和管理，均存在一定的安全风险，而且对于批生产的一致性和稳定性，也是很大的挑战。将层析精纯工艺实现连续化，将重叠组分进行在线回收和再纯化，无疑是同时保证纯度和收率的最佳解决方案。
在进行离子交换层析或疏水层析时，仅需采用单泵进行清洗、平衡，且运行压力较低，因此归为低压层析；在进行反相层析时，通常需要采用双泵(A、B两相)进行清洗、平衡，且运行压力较高，因此归为高压层析。低压层析通常需要监测pH、电导率，需要配备气泡传感器、气泡陷阱，而高压层析通常不需要监测pH、电导率，不需要配备气泡传感器、气泡陷阱，因此将重叠组分回收纯化型系统分为低压层析用和高压层析用2种类型。
如图5所示，重叠组分回收纯化型系统(低压层析用)包括以下部件：P1～5为泵，AS1～8为气泡传感器，V-In1～5为入口阀，PT-P1～5为泵后压力传感器，V-Drain1～4为排液阀，FM1～5为流量计，V-AntiMix1为防混阀，Column1～3为层析柱，T1、T2、T3为层析柱顶端T(Top)阀组交汇点，B1、B2、B3为层析柱底端B(Bottom)阀组交汇点，V-Equ1～3为P1(平衡泵)进柱阀，V-Feed1～3为P2(上样泵)进柱阀，V-Dilu1～3为P3(稀释泵)进柱阀，V-Elute1～3为P4、P5(洗脱泵)进柱阀；V-B3T1为B3至T1连接阀，V-B1T2为B1至T2连接阀，V-B2T3为B2至T3连接阀；V-B3T1开启时Column1将串联于Column3后，V-B1T2开启时Column2将串联于Column1后，V-B2T3开启时Column3将串联于Column2后；AT1～3为气泡陷阱，pH-Pre1～3为柱前pH检测器，Cond-Pre1～3为柱前电导率检测器，PT-Pre1～3为柱前压力传感器，V-C1～3为柱位阀，PT-Post1～3为柱后压力传感器，pH-Post1～3为柱后pH检测器，Cond-Post1～3为柱后电导率检测器，UV1～3紫外检测器，V-Out1～3为出口阀，V-Collect1为收集阀，V-Waste1～3为废液排放阀，Waste为废液出口。
重叠组分回收纯化型系统(低压层析用)采用P1进行清洗、平衡，P2进行上样、淋洗，P3进行稀释，P4、P5进行洗脱。首先由P1对Column1～3进行平衡，V-Waste1～3进行排废，然后由P2经V-Feed1对Column1进行上样和淋洗，经V-Waste1进行排废。淋洗完毕，由P4、P5经V-Elute1对Column1进行洗脱，前杂经V-Waste1进行排废。Column1前杂洗脱完毕，Column2串联于Column1后，回收前杂与目标物的重叠组分，同时由P3经V-Dilu2对重叠组分进行在线稀释，调整样品理化参数，以确保重叠组分能与Column2再结合，稀释后的样品进入Column2，Column2经V-Waste2进行排废。Column1前杂与目标物的重叠组分回收完毕，Column1、Column2结束串联状态，继续由P4、P5经V-Elute1对Column1进行洗脱，经V-Out1、V-Collect1收集目标物，同时由P2经V-Feed2对Column2进行上样，上样流穿液经V-Waste2进行排废。待Column1目标物收集完毕，且Column2上样完毕，Column2再次串联于Column1后，回收后杂与目标物的重叠组分，同时由P3经V-Dilu2对重叠组分进行在线稀释，稀释后的样品进入Column2，Column2经V-Waste2进行排废。Column1后杂与目标物的重叠组分回收完毕，Column1、Column2结束串联状态，继续由P4、P5经V-Elute1对Column1进行洗脱，后杂经V-Waste1进行排废，同时开始由P2经V-Feed2对Column2进行淋洗。待Column1后杂洗脱完毕，且Column2淋洗完毕，Column2再次串联于Column1后，Column1、Column2均切换至柱位旁路，P4、P5切换至淋洗液梯度，依次经T1、B1、T2、B2、Waste对管路进行溶液置换。管路溶液置换完毕，Column1、Column2结束串联状态，且Column1、Column2均切换至柱位在线，由P1经V-Equ1对Column1进行清洗、再平衡，Column1经V-Waste1进行排废，同时开始由P4、P5经V-Elute2对Column2进行洗脱，前杂经V-Waste2进行排废。Column2前杂洗脱完毕，Column3串联于Column2后，回收前杂与目标物的重叠组分，同时由P3经V-Dilu3对重叠组分进行在线稀释，稀释后的样品进入Column3，Column3经V-Waste3进行排废。Column2前杂与目标物的重叠组分回收完毕，Column2、Column3结束串联状态，继续由P4、P5经V-Elute2对Column2进行洗脱，经V-Out2、V-Collect1收集目标物，同时由P2经V-Feed3对Column3进行上样，上样流穿液经V-Waste3进行排废。待Column2目标物收集完毕，且Column3上样完毕，Column3再次串联于Column2后，回收后杂与目标物的重叠组分，同时由P3经V-Dilu3对重叠组分进行在线稀释，稀释后的样品进入Column3，Column3经V-Waste3进行排废。Column2后杂与目标物的重叠组分回收完毕，Column2、Column3结束串联状态，继续由P4、P5经V-Elute2对Column2进行洗脱，后杂经V-Waste2进行排废，同时开始由P2经V-Feed3对Column3进行淋洗。待Column2后杂洗脱完毕，且Column3淋洗完毕，Column3再次串联于Column2后，Column2、Column3均切换至柱位旁路，P4、P5切换至淋洗液梯度，依次经T2、B2、T3、B3、Waste对管路进行溶液置换。待管路溶液置换完毕，且Column1清洗、再平衡完毕，Column2、Column3结束串联状态，且Column2、Column3均切换至柱位在线，由P1经V-Equ2对Column2进行清洗、再平衡，Column2经V-Waste2进行排废，同时开始由P4、P5经V-Elute3对Column3进行洗脱，前杂经V-Waste3进行排废。Column3前杂洗脱完毕，Column1串联于Column3后，回收前杂与目标物的重叠组分，同时由P3经V-Dilu1对重叠组分进行在线稀释，稀释后的样品进入Column1，Column1经V-Waste1进行排废。Column3前杂与目标物的重叠组分回收完毕，Column3、Column1结束串联状态，继续由P4、P5经V-Elute3对Column3进行洗脱，经V-Out3、V-Collect1收集目标物，同时由P2经V-Feed1对Column1进行上样，上样流穿液经V-Waste1进行排废。待Column3目标物收集完毕，且Column1上样完毕，Column1再次串联于Column3后，回收后杂与目标物的重叠组分，同时由P3经V-Dilu1对重叠组分进行在线稀释，稀释后的样品进入Column1，Column1经V-Waste1进行排废。Column3后杂与目标物的重叠组分回收完毕，Column3、Column1结束串联状态，继续由P4、P5经V-Elute3对Column3进行洗脱，后杂经V-Waste3进行排废，同时开始由P2经V-Feed1对Column1进行淋洗。待Column3后杂洗脱完毕，且Column1淋洗完毕，Column1再次串联于Column3后，Column3、Column1均切换至柱位旁路，P4、P5切换至淋洗液梯度，依次经T3、B3、T1、B1、Waste对管路进行溶液置换。待管路溶液置换完毕，且Column2清洗、再平衡完毕，Column3、Column1结束串联状态，且Column3、Column1均切换至柱位在线，由P1经V-Equ3对Column3进行清洗、再平衡，Column3经V-Waste3进行排废，同时开始由P4、P5经V-Elute1对Column1进行洗脱。这样3柱交替进行洗脱操作，即可实现重叠组分连续回收纯化。运行本功能时，Column1～3的层析柱规格、填料种类、装填高度及柱效均需一致。
如图6所示，重叠组分回收纯化型系统(高压层析用)包括以下部件：P1～6为泵，V-In1～6为入口阀，PT-P1～6为泵后压力传感器，V-Drain1～4为排液阀，FM1～6为流量计，V-AntiMix1、V-AntiMix2为防混阀，Column1～3为层析柱，T1、T2、T3为层析柱顶端T(Top)阀组交汇点，B1、B2、B3为层析柱底端B(Bottom)阀组交汇点，V-Equ1～3为P1、P2(平衡泵)进柱阀，V-Feed1～3为P3(上样泵)进柱阀，V-Dilu1～3为P4(稀释泵)进柱阀，V-Elute1～3为P5、P6(洗脱泵)进柱阀；V-B3T1为B3至T1连接阀，V-B1T2为B1至T2连接阀，V-B2T3为B2至T3连接阀；V-B3T1开启时Column1将串联于Column3后，V-B1T2开启时Column2将串联于Column1后，V-B2T3开启时Column3将串联于Column2后；PT-Pre1～3为柱前压力传感器，V-C1～3为柱位阀，PT-Post1～3为柱后压力传感器，UV1～3为紫外检测器，V-Out1～3为出口阀，V-Collect1为收集阀，V-Waste1～3为废液排放阀，Waste为废液出口。
重叠组分回收纯化型系统(高压层析用)采用P1、P2进行清洗、平衡，P3进行上样、淋洗，P4进行稀释，P5、P6进行洗脱。首先由P1、P2对Column1～3进行平衡，V-Waste1～3进行排废，然后由P3经V-Feed1对Column1进行上样和淋洗，经V-Waste1进行排废。淋洗完毕，由P5、P6经V-Elute1对Column1进行洗脱，前杂经V-Waste1进行排废。Column1前杂洗脱完毕，Column2串联于Column1后，回收前杂与目标物的重叠组分，同时由P4经V-Dilu2对重叠组分进行在线稀释，调整样品理化参数，以确保重叠组分能与Column2再结合，稀释后的样品进入Column2，Column2经V-Waste2进行排废。Column1前杂与目标物的重叠组分回收完毕，Column1、Column2结束串联状态，继续由P5、P6经V-Elute1对Column1进行洗脱，经V-Out1、V-Collect1收集目标物，同时由P3经V-Feed2对Column2进行上样，上样流穿液经V-Waste2进行排废。待Column1目标物收集完毕，且Column2上样完毕，Column2再次串联于Column1后，回收后杂与目标物的重叠组分，同时由P4经V-Dilu2对重叠组分进行在线稀释，稀释后的样品进入Column2，Column2经V-Waste2进行排废。Column1后杂与目标物的重叠组分回收完毕，Column1、Column2结束串联状态，继续由P5、P6经V-Elute1对Column1进行洗脱，后杂经V-Waste1进行排废，同时开始由P3经V-Feed2对Column2进行淋洗。待Column1后杂洗脱完毕，且Column2淋洗完毕，Column2再次串联于Column1后，Column1、Column2均切换至柱位旁路，P5、P6切换至淋洗液梯度，依次经T1、B1、T2、B2、Waste对管路进行溶液置换。管路溶液置换完毕，Column1、Column2结束串联状态，且Column1、Column2均切换至柱位在线，由P1、P2经V-Equ1对Column1进行清洗、再平衡，Column1经V-Waste1进行排废，同时开始由P5、P6经V-Elute2对Column2进行洗脱，前杂经V-Waste2进行排废。Column2前杂洗脱完毕，Column3串联于Column2后，回收前杂与目标物的重叠组分，同时由P4经V-Dilu3对重叠组分进行在线稀释，稀释后的样品进入Column3，Column3经V-Waste3进行排废。Column2前杂与目标物的重叠组分回收完毕，Column2、Column3结束串联状态，继续由P5、P6经V-Elute2对Column2进行洗脱，经V-Out2、V-Collect1收集目标物，同时由P3经V-Feed3对Column3进行上样，上样流穿液经V-Waste3进行排废。待Column2目标物收集完毕，且Column3上样完毕，Column3再次串联于Column2后，回收后杂与目标物的重叠组分，同时由P4经V-Dilu3对重叠组分进行在线稀释，稀释后的样品进入Column3，Column3经V-Waste3进行排废。Column2后杂与目标物的重叠组分回收完毕，Column2、Column3结束串联状态，继续由P5、P6经V-Elute2对Column2进行洗脱，后杂经V-Waste2进行排废，同时开始由P3经V-Feed3对Column3进行淋洗。待Column2后杂洗脱完毕，且Column3淋洗完毕，Column3再次串联于Column2后，Column2、Column3均切换至柱位旁路，P5、P6切换至淋洗液梯度，依次经T2、B2、T3、B3、Waste对管路进行溶液置换。待管路溶液置换完毕，且Column1清洗、再平衡完毕，Column2、Column3结束串联状态，且Column2、Column3均切换至柱位在线，由P1、P2经V-Equ2对Column2进行清洗、再平衡，Column2经V-Waste2进行排废，同时开始由P5、P6经V-Elute3对Column3进行洗脱，前杂经V-Waste3进行排废。Column3前杂洗脱完毕，Column1串联于Column3后，回收前杂与目标物的重叠组分，同时由P4经V-Dilu1对重叠组分进行在线稀释，稀释后的样品进入Column1，Column1经V-Waste1进行排废。Column3前杂与目标物的重叠组分回收完毕，Column3、Column1结束串联状态，继续由P5、P6经V-Elute3对Column3进行洗脱，经V-Out3、V-Collect1收集目标物，同时由P3经V-Feed1对Column1进行上样，上样流穿液经V-Waste1进行排废。待Column3目标物收集完毕，且Column1上样完毕，Column1再次串联于Column3后，回收后杂与目标物的重叠组分，同时由P4经V-Dilu1对重叠组分进行在线稀释，稀释后的样品进入Column1，Column1经V-Waste1进行排废。Column3后杂与目标物的重叠组分回收完毕，Column3、Column1结束串联状态，继续由P5、P6经V-Elute3对Column3进行洗脱，后杂经V-Waste3进行排废，同时开始由P3经V-Feed1对Column1进行淋洗。待Column3后杂洗脱完毕，且Column1淋洗完毕，Column1再次串联于Column3后，Column3、Column1均切换至柱位旁路，P5、P6切换至淋洗液梯度，依次经T3、B3、T1、B1、Waste对管路进行溶液置换。待管路溶液置换完毕，且Column2清洗、再平衡完毕，Column3、Column1结束串联状态，且Column3、Column1均切换至柱位在线，由P1、P2经V-Equ3对Column3进行清洗、再平衡，Column3经V-Waste3进行排废，同时开始由P5、P6经V-Elute1对Column1进行洗脱。这样3柱交替进行洗脱操作，即可实现重叠组分连续回收纯化。运行本功能时，Column1～3的层析柱规格、填料种类、装填高度及柱效均需一致。
在回收过程中，需保证回收组分的样品量与新上样的样品量之和，不得高于第一次上样的样品量，这可通过峰面积积分计算，确认各组分所占比例进行保证。在线稀释过程中，稀释流速是恒定的，因此稀释液与回收组分的流速比例，需保证最高洗脱浓度可以被稀释到与淋洗液(或初始洗脱浓度)相同。在进行离子交换层析或疏水层析时，还可通过pH-Pre1～3、Cond-Pre1～3监测稀释后的参数情况。
如图7所示，T1-T2-T3和B1-B2-B3为2个平行平面，且均为等边三角形，B1-T2、B2-T3、B3-T1均与2个平面垂直，使B1-T2、B2-T3、B3-T1连接管路死体积最小化；Axis-T-B为2个平面的中心连线，V-Equ1～3、V-Feed1～3、V-Dilu1～3、V-Elute1～3、V-Out1～3、V-Waste1～3的交汇点均可位于Axis-T-B上，可使各分支管路死体积相同。
实施例3微量组分富集型系统
某些药物组分的含量是很低的，需要通过富集手段进行纯化。很多药物需采用线性梯度洗脱或阶梯梯度洗脱以使各组分得到分离，各组分会根据与层析填料的结合力由弱到强依次洗脱下来。本设计可将富集工艺实现连续化，将微量组分进行在线回收和多次富集，最终洗脱时采用分段收集，从而保证获得足量且高纯度的目标组分。
在进行离子交换层析或疏水层析时，仅需采用单泵进行清洗、平衡，且运行压力较低，因此归为低压层析；在进行反相层析时，通常需要采用双泵(A、B两相)进行清洗、平衡，且运行压力较高，因此归为高压层析。低压层析通常需要监测pH、电导率，需要配备气泡传感器、气泡陷阱，而高压层析通常不需要监测pH、电导率，不需要配备气泡传感器、气泡陷阱，因此将微量组分富集型系统分为低压层析用和高压层析用2种类型。
如图8所示，微量组分富集型系统(低压层析用)包括以下部件：P1～5为泵，AS1～8为气泡传感器，V-In1～5为入口阀，PT-P1～5为泵后压力传感器，V-Drain1～4为排液阀，FM1～5为流量计，V-AntiMix1为防混阀，Column1～3为层析柱，T1、T2、T3为层析柱顶端T(Top)阀组交汇点，B1、B2、B3为层析柱底端B(Bottom)阀组交汇点，V-Equ1～3为P1(平衡泵)进柱阀，V-Feed1、V-Feed2为P2(上样泵)进柱阀，V-Dilu为P3(稀释泵)进柱阀，V-Elute1～3为P4、P5(洗脱泵)进柱阀；V-B1T3为B1至T3连接阀，V-B2T3为B2至T3连接阀；V-B1T3开启时Column3将串联于Column1后，V-B2T3开启时Column3将串联于Column2后；AT1～3为气泡陷阱，pH-Pre为Column3柱前pH检测器，Cond-Pre为Column3柱前电导率检测器，PT-Pre1～3为柱前压力传感器，V-C1～3为柱位阀，PT-Post1～3为柱后压力传感器，pH-Post1～3为柱后pH检测器，Cond-Post1～3为柱后电导率检测器，UV1～3为紫外检测器，V-Collect1为收集阀，V-Waste1～3为废液排放阀，Waste为废液出口。
微量组分富集型系统(低压层析用)采用P1进行清洗、平衡，P2进行上样、淋洗，P3进行稀释，P4、P5进行洗脱。首先由P1对Column1～3进行平衡，V-Waste1～3进行排废，然后由P2经V-Feed1对Column1进行上样和淋洗，经V-Waste1进行排废。淋洗完毕，由P4、P5经V-Elute1对Column1进行洗脱，经V-Waste1进行排废，同时开始由P1经V-Equ2对Column2进行清洗、再平衡，并继续由P2经V-Feed2对Column2进行上样和淋洗，Column2经V-Waste2进行排废。待Column1洗脱至微量组分出现时，Column3串联于Column1后，回收微量组分，同时由P3经V-Dilu对微量组分进行在线稀释，调整理化参数，以确保微量组分能与Column3再结合，稀释后的样品进入Column3，Column3经V-Waste3进行排废。Column1微量组分回收完毕，Column1、Column3结束串联状态，继续由P4、P5经V-Elute1对Column1进行洗脱，经V-Waste1进行排废。待Column1洗脱完毕，Column3再次串联于Column1后，Column1、Column3均切换至柱位旁路，P4、P5切换至淋洗液梯度，依次经T1、B1、T3、B3、Waste对管路进行溶液置换。待管路溶液置换完毕，且Column2淋洗完毕，Column1、Column3结束串联状态，且Column1、Column3均切换至柱位在线，开始由P4、P5经V-Elute2对Column2进行洗脱，经V-Waste2进行排废，同时开始由P1经V-Equ1对Column1进行清洗、再平衡，并继续由P2经V-Feed1对Column1进行上样和淋洗，Column1经V-Waste1进行排废。待Column2洗脱至微量组分出现时，Column3串联于Column2后，回收微量组分，同时由P3经V-Dilu对微量组分进行在线稀释，稀释后的样品进入Column3，Column3经V-Waste3进行排废。Column2微量组分回收完毕，Column2、Column3结束串联状态，继续由P4、P5经V-Elute2对Column2进行洗脱，经V-Waste2进行排废。待Column2洗脱完毕，Column3再次串联于Column2后，Column2、Column3均切换至柱位旁路，P4、P5切换至淋洗液梯度，依次经T2、B2、T3、B3、Waste对管路进行溶液置换。待管路溶液置换完毕，且Column1淋洗完毕，Column2、Column3结束串联状态，且Column2、Column3均切换至柱位在线，开始由P4、P5经V-Elute1对Column1进行洗脱，经V-Waste1进行排废，同时开始由P1经V-Equ2对Column2进行清洗、再平衡，并继续由P2经V-Feed2对Column2进行上样和淋洗，Column2经V-Waste2进行排废。这样通过Column1、Column2交替进行洗脱操作，即可使微量组分富集于Column3上。待Column3微量组分富集达到目标量时，由P4、P5经V-Elute3对Column3进行淋洗和洗脱，经V-Collect1分段收集目标物。运行本功能时，Column1、Column2的层析柱规格、填料种类、装填高度及柱效均需一致，Column3可与Column1、Column2保持一致，也可采用更大规格的层析柱或其它类型的填料。
如图9所示，微量组分富集型系统(高压层析用)包括以下部件：P1～6为泵，V-In1～6为入口阀，PT-P1～6为泵后压力传感器，V-Drain1～4为排液阀，FM1～6为流量计，V-AntiMix1、V-AntiMix2为防混阀，Column1～3为层析柱，T1、T2、T3为层析柱顶端T(Top)阀组交汇点，B1、B2、B3为层析柱底端B(Bottom)阀组交汇点，V-Equ1～3为P1、P2(平衡泵)进柱阀，V-Feed1、V-Feed2为P3(上样泵)进柱阀，V-Dilu为P4(稀释泵)进柱阀，V-Elute1～3为P5、P6(洗脱泵)进柱阀；V-B1T3为B1至T3连接阀，V-B2T3为B2至T3连接阀；V-B1T3开启时Column3将串联于Column1后；V-B2T3开启时Column3将串联于Column2后；PT-Pre1～3为柱前压力传感器，V-C1～3为柱位阀，PT-Post1～3为柱后压力传感器，UV1～3为紫外检测器，V-Collect1为收集阀，V-Waste1～3为废液排放阀，Waste为废液出口。
微量组分富集型系统(高压层析用)采用P1、P2进行清洗、平衡，P3进行上样、淋洗，P4进行稀释，P5、P6进行洗脱。首先由P1、P2对Column1～3进行平衡，V-Waste1～3进行排废，然后由P3经V-Feed1对Column1进行上样和淋洗，经V-Waste1进行排废。淋洗完毕，由P5、P6经V-Elute1对Column1进行洗脱，经V-Waste1进行排废，同时开始由P1、P2经V-Equ2对Column2进行清洗、再平衡，并继续由P3经V-Feed2对Column2进行上样和淋洗，Column2经V-Waste2进行排废。待Column1洗脱至微量组分出现时，Column3串联于Column1后，回收微量组分，同时由P4经V-Dilu对微量组分进行在线稀释，调整理化参数，以确保微量组分能与Column3再结合，稀释后的样品进入Column3，Column3经V-Waste3进行排废。Column1微量组分回收完毕，Column1、Column3结束串联状态，继续由P5、P6经V-Elute1对Column1进行洗脱，经V-Waste1进行排废。待Column1洗脱完毕，Column3再次串联于Column1后，Column1、Column3均切换至柱位旁路，P5、P6切换至淋洗液梯度，依次经T1、B1、T3、B3、Waste对管路进行溶液置换。待管路溶液置换完毕，且Column2淋洗完毕，Column1、Column3结束串联状态，且Column1、Column3均切换至柱位在线，开始由P5、P6经V-Elute2对Column2进行洗脱，经V-Waste2进行排废，同时开始由P1、P2经V-Equ1对Column1进行清洗、再平衡，并继续由P3经V-Feed1对Column1进行上样和淋洗，Column1经V-Waste1进行排废。待Column2洗脱至微量组分出现时，Column3串联于Column2后，回收微量组分，同时由P4经V-Dilu对微量组分进行在线稀释，稀释后的样品进入Column3，Column3经V-Waste3进行排废。Column2微量组分回收完毕，Column2、Column3结束串联状态，继续由P5、P6经V-Elute2对Column2进行洗脱，经V-Waste2进行排废。待Column2洗脱完毕，Column3再次串联于Column2后，Column2、Column3均切换至柱位旁路，P5、P6切换至淋洗液梯度，依次经T2、B2、T3、B3、Waste对管路进行溶液置换。待管路溶液置换完毕，且Column1淋洗完毕，Column2、Column3结束串联状态，且Column2、Column3均切换至柱位在线，开始由P5、P6经V-Elute1对Column1进行洗脱，经V-Waste1进行排废，同时开始由P1、P2经V-Equ2对Column2进行清洗、再平衡，并继续由P3经V-Feed2对Column2进行上样和淋洗，Column2经V-Waste2进行排废。这样通过Column1、Column2交替进行洗脱操作，即可使微量组分富集于Column3上。待Column3微量组分富集达到目标量时，由P5、P6经V-Elute3对Column3进行淋洗和洗脱，经V-Collect1分段收集目标物。运行本功能时，Column1、Column2的层析柱规格、填料种类、装填高度及柱效均需一致，Column3可与Column1、Column2保持一致，也可采用更大规格的层析柱或其它类型的填料。
在运行微量组分富集功能的初始阶段，Column1开始进行洗脱的同时，Column2开始进行清洗、再平衡和上样，而不是Column2直接进行上样，这是为了使初始阶段的运行逻辑与循环富集阶段相同，以便于系统进行自动化控制。
在线稀释过程中，稀释流速是恒定的，因此稀释液与回收组分的流速比例，需保证最高洗脱浓度可以被稀释到与淋洗液(或初始洗脱浓度)相同。在进行离子交换层析或疏水层析时，还可通过pH-Pre3、Cond-Pre3监测稀释后的参数情况。
如图10A～图10B所示，T1-T2-T3和B1-B2-B3为2个平行平面，且均为等边三角形，B1-T3与B2-T3等长，使B1-T3、B2-T3连接管路死体积最小化；Axis-T-B为2个平面的中心连线，V-Equ1～3、V-Feed1～2、V-Elute1～3、V-Waste1～3的交汇点均可位于Axis-T-B上，可使各分支管路死体积相同。
尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的保护范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，对以上各结构所做的变形、替换等均将落入本发明的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一类生产型连续流层析系统，其特征在于，包括：连续捕获型系统、重叠组分回收纯化型系统以及微量组分富集型系统，其中：
所述连续捕获型系统包括2或3根层析柱，每根层析柱的顶端均设有上样泵进柱阀和洗脱泵进柱阀，底端均设有出口收集阀和废液排放阀；层析柱为2根时，第一层析柱、第二层析柱顶端阀组的交汇点分别为T1、T2，底端阀组对应的交汇点分别为B1、B2，T1和B2之间设有B2至T1连接阀，用于在开启时将第一层析柱串联于第二层析柱后；T2和B1之间设有B1至T2连接阀，用于在开启时将第二层析柱串联于第一层析柱后；层析柱为3根时，第一层析柱、第二层析柱、第三层析柱顶端阀组的交汇点分别为T1、T2、T3，底端阀组对应的交汇点分别为B1、B2、B3，T1和B2之间设有B2至T1连接阀，用于在开启时将第一层析柱串联于第二层析柱后，或不设B2至T1连接阀；T2和B1之间设有B1至T2连接阀，用于在开启时将第二层析柱串联于第一层析柱后；T3和B2之间设有B2至T3连接阀，用于在开启时将第三层析柱串联于第二层析柱后；T1和B3之间设有B3至T1连接阀，用于在开启时将第一层析柱串联于第三层析柱后；
所述重叠组分回收纯化型系统包括第一层析柱、第二层析柱、第三层析柱3根层析柱，每根层析柱的顶端均设有平衡泵进柱阀、上样泵进柱阀、稀释泵进柱阀和洗脱泵进柱阀，底端均设有出口阀和废液排放阀，第一层析柱、第二层析柱、第三层析柱顶端阀组的交汇点分别为T1、T2、T3，底端阀组对应的交汇点分别为B1、B2、B3，T2和B1之间设有B1至T2连接阀，用于在开启时将第二层析柱串联于第一层析柱后；T3和B2之间设有B2至T3连接阀，用于在开启时将第三层析柱串联于第二层析柱后；T1和B3之间设有B3至T1连接阀，用于在开启时将第一层析柱串联于第三层析柱后；
所述微量组分富集型系统包括第一层析柱、第二层析柱、第三层析柱3根层析柱，第一层析柱和第二层析柱的顶端均设有平衡泵进柱阀、上样泵进柱阀和洗脱泵进柱阀，底端均设有废液排放阀；第三层析柱的顶端设有平衡泵进柱阀、稀释泵进柱阀和洗脱泵进柱阀，底端设有废液排放阀和收集阀；第一层析柱、第二层析柱、第三层析柱顶端阀组的交汇点分别为T1、T2、T3，底端阀组对应的交汇点分别为B1、B2、B3，T3和B1之间设有B1至T3连接阀，用于在开启时将第三层析柱串联于第一层析柱后；T3和B2之间设有B2至T3连接阀，用于在开启时将第三层析柱串联于第二层析柱后。
2.根据权利要求1所述的一类生产型连续流层析系统，其特征在于，所述连续捕获型系统的T1-T2-T3和B1-B2-B3为2个平行平面，且均为等边三角形，B1-T2、B2-T3、B3-T1均与2个平面垂直，以使B1-T2、B2-T3、B3-T1连接管路死体积最小化；各层析柱的上样泵进柱阀、洗脱泵进柱阀、出口收集阀、废液排放阀的交汇点均位于2个平面的中心连线上，以使各分支管路死体积相同。
3.根据权利要求1所述的一类生产型连续流层析系统，其特征在于，所述连续捕获型系统还包括：上样泵，用于上样、淋洗；洗脱泵，用于洗脱、清洗、平衡；运行连续捕获功能时，上样泵流路选择分别由上样泵进柱阀进入各层析柱，洗脱泵流路选择分别由洗脱泵进柱阀进入各层析柱，并选择分别经出口收集阀流入收集容器或多出口阀进行收集，或分别经废液排放阀流向废液出口进行排废；所述连续捕获型系统通过T1～2、B1～2阀组的流路切换实现2柱连续捕获，或通过T1～3、B1～3阀组的流路切换实现3柱连续捕获。
4.根据权利要求3所述的一类生产型连续流层析系统，其特征在于，所述连续捕获型系统的上样泵上样完毕后，仍采用该泵进行淋洗；在每次上样的初始阶段，2根层析柱并不处于串联状态，直至第1根层析柱出现1％样品流穿时，才使2根层析柱进入串联状态。
5.根据权利要求1所述的一类生产型连续流层析系统，其特征在于，所述重叠组分回收纯化型系统的T1-T2-T3和B1-B2-B3为2个平行平面，且均为等边三角形，B1-T2、B2-T3、B3-T1均与2个平面垂直，使B1-T2、B2-T3、B3-T1连接管路死体积最小化；各层析柱的平衡泵进柱阀、上样泵进柱阀、稀释泵进柱阀、洗脱泵进柱阀、出口阀、废液排放阀的交汇点均位于2个平面的中心连线上，以使各分支管路死体积相同。
6.根据权利要求1所述的一类生产型连续流层析系统，其特征在于，所述重叠组分回收纯化型系统运行重叠组分回收纯化功能时，平衡泵流路选择分别由平衡泵进柱阀进入各层析柱，上样泵流路选择分别由上样泵进柱阀进入各层析柱，稀释泵流路选择分别由稀释泵进柱阀进入各层析柱，洗脱泵流路选择分别由洗脱泵进柱阀进入各层析柱，并选择分别经出口阀流向收集阀进行收集，或分别经废液排放阀流向废液出口进行排废；所述重叠组分回收纯化型系统通过T1～3、B1～3阀组的流路切换，采用3柱实现重叠组分回收纯化。
7.根据权利要求1所述的一类生产型连续流层析系统，其特征在于，所述微量组分富集型系统的T1-T2-T3和B1-B2-B3为2个平行平面，且均为等边三角形，B1-T3与B2-T3等长，使B1-T3、B2-T3连接管路死体积最小化；各层析柱的平衡泵进柱阀、上样泵进柱阀、洗脱泵进柱阀、废液排放阀的交汇点均位于2个平面的中心连线上，以使各分支管路死体积相同。
8.根据权利要求1所述的一类生产型连续流层析系统，其特征在于，所述微量组分富集型系统运行微量组分富集功能时，平衡泵流路选择分别由平衡泵进柱阀进入各层析柱，上样泵流路选择分别由上样泵进柱阀进入第一层析柱、第二层析柱，稀释泵流路由稀释泵进柱阀进入第三层析柱，洗脱泵流路选择分别由洗脱泵进柱阀进入各层析柱，并选择分别经废液排放阀流向废液出口进行排废；所述微量组分富集型系统通过T1～3、B1～3阀组的流路切换，使第一层析柱、第二层析柱交替进行洗脱操作，使微量组分富集于第三层析柱上，最终对第三层析柱进行洗脱和分段收集。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一类生产型连续流层析系统，其特征在于，所述连续捕获型系统中各层析柱的规格、填料种类、装填高度及柱效均一致；所述重叠组分回收纯化型系统中各层析柱的规格、填料种类、装填高度及柱效均一致；所述微量组分富集型系统中第一层析柱、第二层析柱的规格、填料种类、装填高度及柱效均一致，第三层析柱的规格、填料种类、装填高度及柱效与第一层析柱和第二层析柱一致或不一致。
10.根据权利要求1所述的一类生产型连续流层析系统，其特征在于，所述重叠组分回收纯化型系统分为低压层析用重叠组分回收纯化型系统和高压层析用重叠组分回收纯化型系统，二者均采用单泵进行在线稀释，且均采用双泵进行洗脱；所述低压层析用重叠组分回收纯化型系统采用单泵进行上样、淋洗，采用单泵进行清洗、平衡，用于离子交换层析、疏水层析，所述高压层析用重叠组分回收纯化型系统采用单泵或双泵进行上样、淋洗，采用双泵进行清洗、平衡，用于反相层析；所述微量组分富集型系统分为低压层析用微量组分富集型系统和高压层析用微量组分富集型系统，二者均采用单泵进行在线稀释，且均采用双泵进行洗脱；所述低压层析用微量组分富集型系统采用单泵进行上样、淋洗，采用单泵进行清洗、平衡，用于离子交换层析、疏水层析，所述高压层析用微量组分富集型系统采用单泵或双泵进行上样、淋洗，采用双泵进行清洗、平衡，用于反相层析。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010256380.0A CN111249770B (zh) | 2020-04-02 | 2020-04-02 | 一类生产型连续流层析系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010256380.0A CN111249770B (zh) | 2020-04-02 | 2020-04-02 | 一类生产型连续流层析系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111249770A true CN111249770A (zh) | 2020-06-09 |
| CN111249770B CN111249770B (zh) | 2024-07-05 |
Family
ID=70946333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010256380.0A Active CN111249770B (zh) | 2020-04-02 | 2020-04-02 | 一类生产型连续流层析系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111249770B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115808489A (zh) * | 2022-07-06 | 2023-03-17 | 胡威 | 一种基于层析纯化的连续纯化装置和方法 |
| EP4186576A1 (de) * | 2021-11-25 | 2023-05-31 | MionTec GmbH | Ionenaustauscheranlage zur verwendung von ionenaustauschprozessen |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102190704A (zh) * | 2010-03-17 | 2011-09-21 | 中国科学院过程工程研究所 | 蛋白层析系统 |
| CN204073503U (zh) * | 2014-09-18 | 2015-01-07 | 北京佰纯润宇生物科技有限公司 | 基于四通阀与双柱阀实现旁路与正反流的多柱并联层析系统 |
| CN204807517U (zh) * | 2015-08-18 | 2015-11-25 | 苏州赛谱仪器有限公司 | 连续进样层析装置 |
| CN207816912U (zh) * | 2017-12-22 | 2018-09-04 | 江苏汉邦科技有限公司 | 一种实验室蛋白分离纯化系统 |
| CN212016812U (zh) * | 2020-04-02 | 2020-11-27 | 张永阔 | 一类生产型连续流层析系统 |
-
2020
- 2020-04-02 CN CN202010256380.0A patent/CN111249770B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102190704A (zh) * | 2010-03-17 | 2011-09-21 | 中国科学院过程工程研究所 | 蛋白层析系统 |
| CN204073503U (zh) * | 2014-09-18 | 2015-01-07 | 北京佰纯润宇生物科技有限公司 | 基于四通阀与双柱阀实现旁路与正反流的多柱并联层析系统 |
| CN204807517U (zh) * | 2015-08-18 | 2015-11-25 | 苏州赛谱仪器有限公司 | 连续进样层析装置 |
| CN207816912U (zh) * | 2017-12-22 | 2018-09-04 | 江苏汉邦科技有限公司 | 一种实验室蛋白分离纯化系统 |
| CN212016812U (zh) * | 2020-04-02 | 2020-11-27 | 张永阔 | 一类生产型连续流层析系统 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4186576A1 (de) * | 2021-11-25 | 2023-05-31 | MionTec GmbH | Ionenaustauscheranlage zur verwendung von ionenaustauschprozessen |
| CN115808489A (zh) * | 2022-07-06 | 2023-03-17 | 胡威 | 一种基于层析纯化的连续纯化装置和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111249770B (zh) | 2024-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103063753B (zh) | 用于蛋白分离的多维液相色谱分离系统及分离方法 | |
| EP2675540B1 (en) | System and process for biopolymer chromatography | |
| CN1777435B (zh) | 通过模拟移动床层析纯化多肽的方法 | |
| EP3105580B1 (en) | Automated multi-step purification system | |
| CN104713973B (zh) | 具有在线富集功能的二维制备色谱仪器系统及其应用 | |
| US20210080434A1 (en) | Chromatography System with Guard Columns | |
| CN201993351U (zh) | 一种二维液相色谱接口装置 | |
| CN111249770A (zh) | 一类生产型连续流层析系统 | |
| CN111318052A (zh) | 一种实验室型连续流层析系统 | |
| CN102580352B (zh) | 一种天然产物的分离方法 | |
| CN107485891A (zh) | 改良的层析装置及其用于连续流层析的方法 | |
| CN105664527B (zh) | 一种连续色谱分离装置及其方法 | |
| CN113219112B (zh) | 一种二维高压制备液相色谱系统及药物中低含量的目标组分的分离纯化方法 | |
| CN212016812U (zh) | 一类生产型连续流层析系统 | |
| CN103424488B (zh) | 一种双柱或多柱串联的色谱系统 | |
| CN212395950U (zh) | 一种实验室型连续流层析系统 | |
| CN110270134A (zh) | 一种高纯度cbd分离纯化装置及其分离纯化方法 | |
| CN105688443A (zh) | 一种色谱纯化分离系统及分离纯化方法 | |
| CN205435056U (zh) | 一种色谱纯化分离系统 | |
| CN115808489A (zh) | 一种基于层析纯化的连续纯化装置和方法 | |
| CN203396755U (zh) | 双柱或多柱串联的色谱系统 | |
| CN209361909U (zh) | 一种连续层析分离系统 | |
| CN101406767B (zh) | 化合物分离装置 | |
| CN109276911A (zh) | 一种连续层析分离系统以及方法 | |
| CN110286173A (zh) | 一种血药浓度检测用液相色谱装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240718 Address after: 9010, 9th Floor, Building 683, Zone 2, No. 5 Zhongguancun South Street, Haidian District, Beijing 100080 Patentee after: Beijing Dashihe Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 050000 No.34, Hengzhou North Street, Zhengding Town, Zhengding County, Shijiazhuang City, Hebei Province Patentee before: Zhang Yongkuo Country or region before: China |
|
| TR01 | Transfer of patent right |