CN113009056A - 多柱串联的色谱柱装填方法和装置 - Google Patents
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Abstract
多柱串联的色谱柱装填方法和装置，涉及色谱柱的填充制备。所述多柱串联的色谱柱装填装置包括高压泵输液系统、匀浆液罐、连接装置、螺帽和若干根色谱柱空柱管。首先将多根色谱柱空柱管利用连接装置连接，并在最下端出口处加装筛板和固定螺帽，然后将串联的空柱管与匀浆液罐连接；通过高压泵输液系统将顶替液压入匀浆液罐，进而将色谱填料压入串联的色谱柱空柱管内，装填结束后从上端到下端依次分离取下色谱柱，并分别添加筛板和固定螺帽，即得到多根色谱柱。一次可以装填多根色谱柱，显著节约装柱时间，多根串联色谱柱装填过程中的匀浆液浓度、分散液种类和装柱压力等参数都高度一致，制备的色谱柱具有高度重现性，可用于色谱柱批量快速制备。
Description
技术领域
本发明涉及色谱柱的填充制备，尤其是涉及一种可以快速高效率装填色谱柱的多柱串联的色谱柱装填方法和装置。
背景技术
色谱柱的填充制备方法和过程直接影响到色谱柱的性能，如分离能力、色谱峰对称性以及使用寿命。对于液相色谱填充分析柱，常规的填充方法为匀浆填充法，在此过程中色谱填料被分散到溶剂中得到填料匀浆液，然后利用高压泵等外部压力将匀浆液压入空柱管内，加上筛板和固定螺帽后即得到色谱柱，此过程是一个繁琐冗长的过程，对压力的控制、流速的控制以及匀浆液浓度要求都比较高，且失败率高，柱间重现性差。
发明内容
本发明的目的在于为了克服常规色谱柱填充方法的缺点，提供可实现一次多根色谱柱的填装制备，显著提升色谱柱的装填效率，所得色谱柱具有高度的重现性，可以用于色谱柱的批量生产制备的一种多柱串联的色谱柱装填装置。
本发明的另一目的在于提供多柱串联的色谱柱装填方法。
所述多柱串联的色谱柱装填装置，包括高压泵输液系统、匀浆液罐、连接装置、螺帽和若干根色谱柱空柱管；若干根色谱柱空柱管之间通过连接装置连接，最下端色谱柱空柱管的出口处设有筛板和固定螺帽，最上端色谱柱空柱管的入口处与匀浆液罐连接，匀浆液罐的另一端连接高压泵输液系统；连接装置的上下端口内侧分别设有与色谱柱的柱头适配的螺纹和密封垫圈，用于固定和密封柱管与连接装置。
所述色谱柱空柱管的数量为至少两个，以不多于五个为最佳。
所述密封垫圈内径与空柱管内径相同。
所述匀浆液罐和连接装置均可采用不锈钢等金属材质，所述色谱柱空柱管可采用不锈钢等金属材质、PEEK或PTFE等聚合物材质；所述密封垫圈可采用PEEK或PTFE等聚合物材质；所述筛板可采用金属烧结筛板或聚合物筛板等常规色谱耗材。
所述多柱串联的色谱柱装填方法，具体步骤如下：首先将多根色谱柱空柱管利用连接装置连接，并在最下端出口处加装筛板和固定螺帽，然后将串联的空柱管与匀浆液罐连接；通过高压泵输液系统将顶替液压入匀浆液罐，进而将色谱填料压入串联的色谱柱空柱管内，装填结束后从上端到下端依次分离取下色谱柱，并分别添加筛板和固定螺帽，即得到多根色谱柱。
单次串联装填的色谱柱空柱管数量为两个及以上，以不多于五个为最佳。
装填过程中由液体高压泵或气动泵提供高压输送顶替液，进而将匀浆液罐中的色谱填料匀浆液压入毛细管柱内，分散液和顶替液则由下端出口流出。
装填过程结束后，将串联色谱柱从匀浆液罐下端分离，并依次从上端到下端分离取下色谱柱，并在柱管的两端添加筛板和固定螺帽，即可得到多根色谱柱。
所述色谱柱空柱管的内径可为1～1000mm、长度可为10～5000mm的色谱柱。
本发明利用串联的方法和特定的连接装置，将多根色谱柱空柱管串联，通过高压匀浆装填法，利用高压泵将色谱填料匀浆液压入串联的空色谱柱管，充分压实后，从上端到下端依次分离取下色谱柱，并添加筛板和螺帽，得到多根色谱柱。此方法一次可以装填多根色谱柱，可以快速、高效率地装填色谱柱，显著节约装柱时间，同时由于多根串联色谱柱装填过程中的匀浆液浓度、分散液种类和装柱压力等参数都高度一致，因此所制备的色谱柱具有高度的重现性，可以用于色谱柱的批量快速制备，本发明方法和装置操作简单，可以显著提高色谱柱制备效率。
附图说明
图1为单次串联三根色谱柱的装填装置。
图2为色谱柱空柱管连接装置。
图3为单次串联五根色谱柱的装填装置。
图4为色谱柱结构示意图。
图5为三根色谱柱的糖化血红蛋白色谱分离图谱。
具体实施方式
下面结合附图和几种可选实施例对本发明进一步说明。需要指出：本发明并不局限于以下实施例。以下实施例中的任何技术特征和实施方案均为多种可选技术特征和多种可选实施方案中的一种或几种。为了描述简便需要，本实施例无法穷举本发明所包含的所有可替代技术特征和实施方案，因此本领域的技术人员应知晓，本实施例内的任何技术特征和实施方案均不限制本发明的保护范围，该保护范围包括所有本领域技术人员不付出创造性劳动所采取的任何替代技术特征和实施方案。具体来说，将本发明中的任意技术特征进行替换或将本发明提供的任意两个及以上技术特征进行相互组合所得到的实施方案均应在本发明的保护范围内。实施例中未注明具体技术和条件者，按照本领域内文献所描述的技术和条件或按照产品说明书进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购得到的常规产品。
本发明所述多柱串联的色谱柱装填装置，包括高压泵输液系统1、匀浆液罐2、连接装置3、螺帽5和若干根色谱柱空柱管4；若干根色谱柱空柱管4之间通过连接装置3连接，最下端色谱柱空柱管4的出口处设有筛板8和固定螺帽5，最上端色谱柱空柱管4的入口处与匀浆液罐2连接，匀浆液罐的另一端连接高压泵输液系统1；连接装置3的上下端口内侧分别设有与色谱柱的柱头适配的螺纹6和密封垫圈7，用于固定和密封柱管与连接装置3。
所述色谱柱空柱管的数量为至少两个，以不多于五个为最佳。
所述密封垫圈7内径与空柱管内径相同。
所述匀浆液罐2和连接装置3均可采用不锈钢等金属材质，所述色谱柱空柱管4可采用不锈钢等金属材质、PEEK或PTFE等聚合物材质；所述密封垫圈7可采用PEEK或PTFE等聚合物材质；所述筛板8可采用金属烧结筛板或聚合物筛板等常规色谱耗材。
本发明所述多柱串联的色谱柱装填方法，其具体步骤包括：首先将多根色谱柱空柱管4利用连接装置3连接，并在最下端出口处加装筛板8和固定螺帽5，然后将串联的空柱管4与匀浆液罐2连接；通过高压泵输液系统1将顶替液压入匀浆液罐2，进而将色谱填料压入串联的色谱柱空柱管4内，装填结束后从上端到下端依次分离取下色谱柱4，并分别添加筛板8和固定螺帽5，即得到多根色谱柱。
单次串联装填的色谱柱空柱管数量为两个及以上，以不多于五个为最佳。
装填过程中由液体高压泵或气动泵提供高压输送顶替液，进而将匀浆液罐中的色谱填料匀浆液压入毛细管柱内，分散液和顶替液则由下端出口流出。
装填过程结束后，将串联色谱柱从匀浆液罐下端分离，并依次从上端到下端分离取下色谱柱，并在柱管的两端添加筛板和固定螺帽，即可得到多根色谱柱。
所述色谱柱空柱管4的内径可为1～1000mm、长度可为10～5000mm的色谱柱。
实施例1：单次串联三根色谱柱的装填装置
如图1所示，采用内径16mm，长200mm的匀浆罐2，用两个如图2所示的连接装置3将三根内径4.6mm、长30mm的色谱柱空柱管4连接到一起，最下端的色谱柱管出口端加装筛板和螺帽5，连接装置中采用PEEK垫圈7作为密封材料。将匀浆液罐与高压泵输液系统相连，即可得到单次串联三根色谱柱的装置。
实施例2：单次串联五根色谱柱的装置
如图3所示，采用内径20mm，长300mm的匀浆罐2，用四个如图2所示的连接装置3将五根内径4.6mm、长30mm的色谱柱空柱管4连接到一起，最下端的色谱柱管出口端加装筛板和螺帽5，连接装置中采用PEEK垫圈7作为密封材料。将匀浆液罐与高压泵输液系统相连，即可得到单次串联五根色谱柱的装置。
实施例3：单次串联三根色谱柱的装填
利用实施例1中组装的装置，同时制备三根色谱柱，具体过程如下。
采用粒径为5μm的无孔弱阳离子交换色谱填料，纯水作为分散液，配置浓度为10％的填料匀浆液，加入到匀浆液罐中，密封后进行高压填充，设置压力为5000psi，维持30min，随后在十分钟内降压至0psi，静置平衡20min后，从上端到下端依次分离取下色谱柱，并添加筛板和螺帽，得到三根色谱柱：1号柱、2号柱和3号柱，每根色谱柱(如图4)由两个螺帽5、两个筛板8和一根空柱管9组成，空柱管中装填有无孔弱阳离子交换色谱填料。
实施例4：单次制备三根色谱柱的柱效表征
利用实施例3中单次制备的三根色谱进(1号柱、2号柱和3号柱)行糖化血红蛋白的分离，评价色谱柱的分离性能和重现性。
流动相A采用浓度为30mM、pH为6.0的磷酸盐缓冲液，流动相B使用含有300mM NaCl的流动相A，全血样品用A相稀释100倍后进样5μL，柱温为40℃，流速为1mL/min，检测波长为415nm，采用梯度洗脱的方式进行分离，流动相洗脱程序为：初始40％A维持1min，然后1min内升至100％B，并维持1min，随后降至40％A，维持2min，完成分离。三根色谱柱的分离效果如图5所示。
以上结果显示，利用串联法装填的三根色谱柱具有高度重现的分离效果，并均能实现糖化血红蛋白的分离。
对上述所公开实施例的说明，是为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改方式对本领域的专业技术人员将是显而易见的。本发明所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.多柱串联的色谱柱装填装置，其特征在于包括高压泵输液系统、匀浆液罐、连接装置、螺帽和若干根色谱柱空柱管；若干根色谱柱空柱管之间通过连接装置连接，最下端色谱柱空柱管的出口处设有筛板和固定螺帽，最上端色谱柱空柱管的入口处与匀浆液罐连接，匀浆液罐的另一端连接高压泵输液系统；连接装置的上下端口内侧分别设有与色谱柱的柱头适配的螺纹和密封垫圈，用于固定和密封柱管与连接装置。
2.如权利要求1所述多柱串联的色谱柱装填装置，其特征在于所述色谱柱空柱管的数量为至少两个，以不多于五个为最佳。
3.如权利要求1所述多柱串联的色谱柱装填装置，其特征在于所述密封垫圈内径与空柱管内径相同。
4.如权利要求1所述多柱串联的色谱柱装填装置，其特征在于所述匀浆液罐和连接装置均采用不锈钢，所述色谱柱空柱管采用不锈钢、PEEK或PTFE；所述密封垫圈可采用PEEK或PTFE聚合物材质；所述筛板可采用金属烧结筛板或聚合物筛板。
5.多柱串联的色谱柱装填方法，采用如权利要求1所述多柱串联的色谱柱装填装置，其特征在于其具体步骤如下：首先将多根色谱柱空柱管利用连接装置连接，并在最下端出口处加装筛板和固定螺帽，然后将串联的空柱管与匀浆液罐连接；通过高压泵输液系统将顶替液压入匀浆液罐，进而将色谱填料压入串联的色谱柱空柱管内，装填结束后从上端到下端依次分离取下色谱柱，并分别添加筛板和固定螺帽，即得到多根色谱柱。
6.如权利要求5所述多柱串联的色谱柱装填方法，其特征在于装填过程中由液体高压泵或气动泵提供高压输送顶替液，进而将匀浆液罐中的色谱填料匀浆液压入毛细管柱内，分散液和顶替液则由下端出口流出。
7.如权利要求5所述多柱串联的色谱柱装填方法，其特征在于装填过程结束后，将串联色谱柱从匀浆液罐下端分离，并依次从上端到下端分离取下色谱柱，并在柱管的两端添加筛板和固定螺帽，即得到多根色谱柱。
8.如权利要求5所述多柱串联的色谱柱装填方法，其特征在于所述色谱柱空柱管的内径为1～1000mm、长度为10～5000mm。
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