DD278687A3

DD278687A3 - DEVICE FOR PRAEPARATIVE FLUID COUNTER CHROMATOGRAPHY

Info

Publication number: DD278687A3
Application number: DD29562386A
Authority: DD
Inventors: Hans-Dieter Pohl; Klaus Hafner; Reinhard Wondraczek; Guenther Reusche
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1986-10-27
Filing date: 1986-10-27
Publication date: 1990-05-16

Abstract

Die Erfindung, Vorrichtung zur praeparativen Fluessigkeits-, Gegenstromchromatographie, loest die Aufgabe, biologisch aktive Wirkstoffe zu isolieren. Das Wesen der Erfindung liegt in den rotierenden Trenneinheiten, die aus hintereinandergeschalteten Plattensegmenten bestehen, die plananliegende Seitenflaechen mit oder ohne Dichtelement besitzen und die zylindrische Kammern mit Mittenbohrung aufweisen. Fig. 2The invention, device for preparative liquid, countercurrent chromatography, solves the task of isolating biologically active agents. The essence of the invention lies in the rotating separation units, which consist of successively connected plate segments having plananliegende Seitenflaechen with or without sealing element and having cylindrical chambers with a central bore. Fig. 2

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur präparativen Flüssig-Flüösig-Chromatographie unter Ausnutzung des Prinzips der Gegenstromverteilung. Die Vorrichtung dient der Trennung von Komponenten, die in den zur Anwendung kommenden flüssigen Phasen unterschiedliche Verteilungskoeffizienten besitzen. Damit liegt ein Hauptanwendungsgebiet dieser Vorrichtung in der Isolierung von Pharmaka oder anderen biologisch aktiven Wirkstoffen aus Prozessen der technischen Mikrobiologie und aus Naturprodukten.The invention relates to a device for preparative liquid-liquid chromatography taking advantage of the principle of countercurrent distribution. The device is used to separate components that have different distribution coefficients in the liquid phases used. Thus, a major field of application of this device is the isolation of drugs or other biologically active agents from processes of engineering microbiology and from natural products.

Characterization of the known prior art

Bekannt sind Vorrichtungen zur Flussig-Flüssig-Verteilungschromatographie, wie die Droplet Countercurrent Chromatography (DCCC), Helix Countercurrent Chromatography (HCCC) Rotation Locular Countercurrent Chromatography (RLCCC), Gyration Locular Countercurrent Chromatography (GLCCC), Planetary Countercurrent Chromatography (PLCCC) und die Centrifugal Acceleration Field Countercurrent Chromatography (CAFCCC) (US-Patent 4324661, US-Patent 4487693, DE-OS 3203246).Devices for liquid-liquid distribution chromatography are known, such as the Droplet Countercurrent Chromatography (DCCC), Helix Countercurrent Chromatography (HCCC), Rotation Locular Countercurrent Chromatography (RLCCC), Gyration Locular Countercurrent Chromatography (GLCCC), Planetary Countercurrent Chromatography (PLCCC) and the Centrifugal Acceleration Field Countercurrent Chromatography (CAFCCC) (US Patent 4324661, US Patent 4487693, DE-OS 3203246).

Allen bekannten Vorrichtungen, in denen die Trennprinzipien Kreuzstromextration, Gegenotromchromatographie.All known devices in which the separation principles Kreuzstromextration, counter-chromatography.

Kreuzstromextraktion mittels zentrifugaler Transferkräfte, Mehrphasenverteilung mittels Phasentransfervesikels zur Anwendung kommen, ist es gemeinsam, daß das zu isolierende Wertprodukt in einer mobilen Phase über eine stationäre Phase transferiert wird.Cross-flow extraction by means of centrifugal transfer forces, multiphase distribution by means of phase transfer vesicles are used, it is common that the product of value to be isolated is transferred in a mobile phase over a stationary phase.

Dabei wird ausgenutzt, daß in jedem Transferschritt eine Verarmung der mobilen Phase an Nebenprodukt eintritt und somit eine räumliche bzw. zeitliche Trennung zwischen Wert- und Nebenprodukt erzielt wird. Die Transferschritte werden dadurch realisiert, daß entweder der Volumenstrom selbst kompartimentiert ist (DCCC) oder der Volumenstrom durch einzelne Kompartements geleitet wird, wie z. B. bei HCCC, RLCCC, CAFCCC. Die Kompartimentierung wird durch den geometrischen Aufbau der Säuleneinheit in Form von Kammer- oder Wendelsäulen und durch Aufprägung physikalischer Kräfte (Zentrifugalkraft, Oberflächenspannung) erzielt.It is exploited that in each transfer step, a depletion of the mobile phase of by-product occurs and thus a spatial or temporal separation between value and by-product is achieved. The transfer steps are realized in that either the volume flow itself is compartmentalized (DCCC) or the volume flow is passed through individual compartments, such. At HCCC, RLCCC, CAFCCC. The compartmentalization is achieved by the geometric structure of the column unit in the form of chamber or helical columns and by imprinting physical forces (centrifugal force, surface tension).

Bei den bekannten technischen Lösungen liegen die Säulen als schraubenförmig gewendelte Trennröhren oder röhrenförmige Gehäuse mit einer Mehrzahl von beabstandeten inneren Trennwänden, die mit schmalen Mittenöffnungen ausgebildet sind,In the known technical solutions, the columns are in the form of helically coiled separator tubes or tubular housings having a plurality of spaced internal partitions formed with narrow center openings.

Den technischen Lösungen unter Verwendung von Einzelsäulen ist gemeinsam, daß eine Veränderung der Zahl der Kompartimenteund damit der Trennleistung (z.B. ausgedrückt durch H.E.T.P.) durch Hinzufügen bzw. Wegnahme von Einzelsäulen erzielt wird.The technical solutions using single columns have in common that a change in the number of compartments and thus the separation efficiency (for example expressed by H.E.T.P.) is achieved by adding or removing individual columns.

Diese führt nachteilig zu Unsymmetrien der Säulenanordnung und Schlauchverbindungsveränderungen. Dadurch entstehen für das Betreiben ein zusätzlicher Justieraufwand, eine Veränderung des Totvolumens (Schlauchverbindungen zwischen den Einzelsäulen) und Dichtprobleme.This disadvantageously leads to asymmetries of the column arrangement and hose connection changes. This creates an additional adjustment effort for operation, a change in the dead volume (hose connections between the individual columns) and sealing problems.

Object of the invention

Mit Hilfe der Vorrichtung soll eine ökonomische Trennung von biologisch aktiven Substanzen im präparativen Maßstab erfolgen.With the help of the device, an economic separation of biologically active substances to be carried out on a preparative scale.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu beschreiben, die im präparativen Maßstab eine verlustarme, schonende Trennung biologisch aktiver Substanzen in gelöster Form mit hoher Selektivität und Reproduzierbarkeit gestattet und eine einfache Modifikation der Trenngeschwindigkeit ohne Veränderung des Totvolumens und ohne zusätzlichen Justieraufwand erlaubt.The invention has for its object to describe a device that allows low-loss, gentle separation of biologically active substances in dissolved form with high selectivity and reproducibility on a preparative scale and allows a simple modification of the separation rate without changing the dead volume and without additional adjustment effort.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die folgendermaßen aufgebaut ist:This object is achieved by a device which is constructed as follows:

Eine Flüssigkeitspumpe ist über einen Injektor mittels Schlauch mit mindestens zwei hintereinander verschlauchten Trenneinheiten verbunden. Diese Trenneinheiten sind gegenüberliegend in einem Gestoll selbstauswuchtend gelagert und werden über ein Getriebe derartig angetrieben, daß sie um eine gemeinsame Achse mit einstellbarer Zentrifugalbeschleunigung rotieren, ohne selbst zu rotieren.A liquid pump is connected via an injector by means of hose with at least two consecutively hermetically separated separation units. These separation units are mounted in a self-balancing opposite in a Gestoll and are driven by a transmission such that they rotate about a common axis with adjustable centrifugal acceleration, without rotating themselves.

Erfindungsgemäß besteht jede Trenneinheit aus hintereinandergeschalteten Plattensegmenten, die plananliegende Seitenflächen mit oder ohne Dichtelement besitzen, die eine größtmögliche Anzahl von zylindrischen Kammern mit Bohrung,According to the invention, each separation unit consists of successively connected plate segments, which have planar abutting side surfaces with or without a sealing element, which has the largest possible number of cylindrical chambers with a bore,

z. B. Mittenbohrung enthalten. Mit geringem Aufwand wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß ein großes Trennleistungs-Masse-Verhältnis bei minimalem Antriebsmoment erreichbar ist und zudem in Veroindung mit dem beschriebenen Antrieb eine zentrifugalkraftgradientenfreie Trennung erfolgt.z. B. center hole included. With little effort is achieved in an advantageous manner that a large separation power to mass ratio can be achieved with minimal drive torque and also takes place in Veroindung with the described drive a Zentrifugalkraftgradientenfreie separation.

Der Segmentaufbau ermöglicht weiterhin eine einfache Modifizierung der Trenngeschwindigkeit durch einfache Plattensegmentreduzierung bzw. Kammer-Parallelschaltung.The segment structure further allows a simple modification of the separation speed by simple plate segment reduction or chamber parallel connection.

Außerdem besitzt dieser Plattensegmentaufbau gegenüber dem bekannten Röhrenaufbau den Vorteil des feststehenden Totvolumens infolge der feststehenden Anzahl von Schlauchverbindungen bei Veränderung der Zahl der Kompartimente.In addition, this plate segment structure over the known tube construction has the advantage of fixed dead volume due to the fixed number of hose connections with a change in the number of compartments.

Zur Erzielung günstiger Austauschvolumenverhältnisse dient eine an sich bekannte Neigungsverstelleinheit für das Gestell der Gesamttrenneinheit.To achieve favorable exchange volume ratios is a known inclination adjustment for the frame of the total separation unit.

Der Ausgang der Gesamttrenneinheit ist mittels Schlauches mit dem nachfolgenden Auswertesystem verbunden.The output of the total separation unit is connected by means of a hose to the subsequent evaluation system.

Dynamisch arbeitet die Vorrichtung wie folgt:Dynamically, the device works as follows:

Die flüssigkeitsstrombestimmende Pumpe fördert die mobile Phase übe:' den Injektor in die mit stationärer Phase gefüllten hintereinandergeschalteten Trenneinheiten. Über den Injektor wird die zu trennende Probe in den Strom der mobilen Phase eingeleitet und gelangt mit diesem Strom in die Trenneinheiten. Durch Wahl der Zentrifugalbeschleunigung, des Flüssigkeitsdurchsatzes und der Anzahl der hintereinandergeschalteten Plattensegmente sind Trenngeschwindigkeit und Selektivität einstellbar.The liquid flow-determining pump promotes the mobile phase by: placing the injector in the stationary-phase separation units filled with stationary phase. About the injector, the sample to be separated is introduced into the flow of the mobile phase and passes with this stream in the separation units. By selecting the centrifugal acceleration, the liquid flow rate and the number of plate segments connected in series, the separation rate and selectivity are adjustable.

Di» nachgeschaltete Auswerteeinheit (z. B. UV-Durchflußdetektor) detektiert die Fraktionen und übergibt diese an den Fraktionssammler.The downstream evaluation unit (eg UV flow detector) detects the fractions and transfers them to the fraction collector.

Die Vorrichtung gestattet es, als Trennmedien solche flüssigen Phasen einzusetzen, deren Komponenten billig oder durch Recycling regenerierbar sind.The device makes it possible to use as separation media such liquid phases whose components are cheap or can be regenerated by recycling.

Ausführungsbeispielembodiment

An einem Ausführungsbeispiel soll die Vorrichtung zur präparativen Flüssigkeits-Gegenstromchromatographie näher erläutert werden.In one embodiment, the apparatus for preparative liquid countercurrent chromatography will be explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1: Funktionsbild in Seitenansicht des Gesamtaufbaus der Vorrichtung Fig. 2: Schnitt durch die Trenneinheit aus Plattensegmenten.Fig. 1: Functional view in side view of the overall structure of the device Fig. 2: section through the separation unit of plate segments.

Gemäß Fig. 1 ist die Vorrichtung folgendermaßen aufgebaut:According to Fig. 1, the device is constructed as follows:

Auf einer Grundplatte 1 ist über die Winkelverstelleinheit 8 das Gestell 3 montiert. Das Gestell 3 nimmt das Planetengetriebe 4, die Trenneinheiten 6a, 6b, den Lagerbock 7, den Motor 5 und die Schläuche 2a, 2b, 2c auf.On a base plate 1, the frame 3 is mounted on the Winkelverstelleinheit 8. The frame 3 receives the planetary gear 4, the separation units 6a, 6b, the bearing block 7, the motor 5 and the hoses 2a, 2b, 2c.

Die Trenneinheit ist erfindungsgemäß folgendermaßen aufgebaut (Fig. 2).The separation unit according to the invention is constructed as follows (Fig. 2).

Zwischen zwei Endplatten 10 sind Plattensegmente 9 mit Kammern eingespannt, wobei jede Kammer eine große Öffnung (gleich Kammerdurchmesser) besitzt und einen Wandabschluß beinhaltet, in dem eine Mittenbohrung angebracht ist. Die Schläuche 13 sind über Schlauchverbinder 11 in den Endplatten 10 befestigt. Die Abdichtung der Plattensegmente erfolgt über Dichtelement 12.Between two end plates 10 plate segments 9 are clamped with chambers, each chamber has a large opening (equal chamber diameter) and includes a wall termination, in which a central bore is mounted. The hoses 13 are fastened via hose connectors 11 in the end plates 10. The sealing of the plate segments via sealing element 12th

Durch den Schlauch 2a gelangt ein über eine Pumpe geförderter Flüssigkeitsstrom in die Trenneinheit 6b, von dort über den Schlauch 2 c in die Trenneinheit 6a und von dort über den Schlauch 2 b aus der Trenneinheit 6a. Durch den Motor 5 werden die starr verbundenen Trenneinheiten 6a, 6b über das Planetengetriebe 4 angetrieben. Das Getriebe gestattet die Drehung der Trenneinheiten um die Mittelachse, ohne daß sich die Trenneinheiten selbst drehen. Mittels der Winkelverstelleinheit ist das Kammeraustauschvolumen modifizierbar.Through the hose 2a, a liquid flow conveyed by a pump enters the separation unit 6b, from there via the hose 2c into the separation unit 6a and from there via the hose 2b from the separation unit 6a. By the motor 5, the rigidly connected separation units 6a, 6b are driven by the planetary gear 4. The transmission allows the rotation of the separation units about the central axis without the separation units turning themselves. By means of Winkelverstelleinheit the chamber exchange volume is modifiable.

Claims

1. Apparatus for preparative liquid countercurrent chromatography with at least two successively hoses, opposite, self-balancing mounted, rotating about a common axis separating units and tilt adjustment, characterized by separation units (6a, 6b) of successively connected plate segments (9) with plane-lying side surfaces with or without sealing element ( 12) and cylindrical chambers with bore. '"

2. Apparatus according to claim 1, characterized by a center bore of the cylindrical chamber.