DE10393207T5

DE10393207T5 - Chromatographiesäule sowie Verfahren zur Kontrolle der Sorbensdichte

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Publication number: DE10393207T5
Application number: DE10393207T
Authority: DE
Inventors: Gary S. Norton Izzo; Raymond P. Norton Fisk; Jonathan Whitinsville Belanger; Yuri Gloucester Heights Tuvim; Donald E. Ziniti
Original assignee: Waters Investments Ltd
Current assignee: Waters Technologies Corp
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2003-09-08
Publication date: 2005-08-25
Also published as: DE10393207B4; JP2005538376A; WO2004024285A1; JP4909513B2; GB2408469B; US20050224414A1; GB0502761D0; US7399410B2; US20080110814A1; GB2408469A; AU2003265996A1; US8628667B2

Abstract

Chromatographiesäule, umfassend:
eine Säulenröhre mit einer Längsachse sowie einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei die Röhre eine Innenwand und eine Außenwand aufweist, und wobei die Röhre eine innere Kammer aufweist,
eine Auslassfilteranordnung, die an das zweite Ende angebracht ist, wobei die Auslassfilteranordnung ein Gehäuse zum Anbringen an das zweite Ende aufweist sowie einen Filter und einen Fluidauslass, der in fluider Kommunikation mit dem Gehäuse steht, wobei ein erstes Säulensorbensbettvolumen durch die Röhre und die angebrachte Auslassfilteranordnung definiert ist, eine Einlassfilteranordnung, die an das erste Ende angebracht ist, wobei die Einlassfilteranordnung ein erstes Gehäuse zum Anbringen an das erste Ende aufweist, einen Filter und einen Fluideinlass, der in fluider Kommunikation mit dem ersten Gehäuse steht, sowie einen abstehenden Abschnitt, der sich von dem ersten Gehäuse in die innere Kammer erstreckt, wobei ein zweites Säulensorbensbettvolumen durch die Röhre definiert wird, die an die Auslassfilteranordnung und die Einlassfilteranordnung angebracht...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Chromatographiesäulen und insbesondere Vorrichtungen und Verfahren zum Erzielen hoher Sorbensdichten innerhalb dieser Säulen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Flüssigkeitschromatographie ist ein übliches Verfahren, um Analyten innerhalb einer Probe zu trennen. Die Flüssigkeitschromatographie verwendet spezifische chromatographische Säulen und eine oder mehrere mobile Phasen, die dazu verwendet werden, um sowohl die Säule zu equilibrieren als auch Analyten aus dieser auszuwaschen bzw. zu eluieren. Chromatographiesäulen werden verwendet, um die Trennung, Purifizierung und Untersuchung von Analyten zu bewirken, die in einer homogenen oder heterogenen Probe enthalten sind. Säulen sind mit Sorbensmaterial bepackt (ebenso als "stationäre Phase" oder "Packungsbett" bezeichnet), das ein chemisches Milieu bereitstellt, mit dem Analyten einer Probe wechselwirken können. Im Allgemeinen enthält das Sorbensmaterial funktionelle Gruppen mit einer spezifischen Chemie. Beispielsweise weisen Reverse-Phase-Säulen eine stationäre Phase auf, die Moleküle mit einer oder mehreren hydrophoben Gruppen umfasst. Diese hydrophoben Gruppen, z. B. eine C₁₈ Kohlenwasserstoffkette, wechselwirken mit anderen Molekülen auf Grund hydrophobischer Wechselwirkungen. Diese hydrophoben Wechselwirkungen können mit einer organischen mobilen Phase unterbrochen werden, um somit Analyten aus der stationären Phase auszuwaschen bzw. zu eluieren.

Die am häufigsten verwendeten Chromatographiesäulen, die hierin als herkömmlichen Säulen bezeichnet werden, umfassen eine Säulenröhre, in die Sorbens gepackt ist, sowie Einlass- und Auslassendfassungen, die die Verbindung mit dem Fluidstrom erleichtern und die ferner Filter enthalten, die ausgestaltet sind, das Sorbensbett innerhalb der Säulenröhre zu enthalten. Diese Filter sind an jeder Endseite der Säulenröhre angeordnet.

Im Betrieb ist das Sorbensbett innerhalb der Chromatographiesäule Fluidkräften ausgesetzt, die von dem Fluss der mobilen Phase durch die Säule hervorgerufen werden. Über einen Zeitraum können diese Kräfte das Packungsbett der Säule stören, was Leerräume oder ein Totvolumen (V₀) innerhalb des Packungsbetts der Säule hervorruft. Diese Leerräume haben einen nachteiligen Effekt auf die Leistung einer Säule. Leerräume können in der Tat als Mischkammern innerhalb der Begrenzungen der Säule dienen, was zum Verlust von Säuleneffizienz führt. Beispielsweise kann der Anwender ein verstärktes Peaknachziehen (bzw. peak tailing) über die Zeit unter Verwendung eines Standardanalytens beobachten, wobei ein derartiges Nachziehen der Peaks auf eine schlechte Säule hinweist.

Ein Problem, das Anwender der Chromatographie stört, besteht darin, wie dieser Verlust an Säulenleistung gelindert werden kann. Einige Chromatographiesäulen des Standes der Technik verwenden eine bewegliche Vorrichtung, die innerhalb der Säule angeordnet ist. Diese bewegliche Vorrichtung, beispielsweise ein Kolben, ist ausgestaltet, das innere Volumen der chromatographischen Säule in Reaktion auf Änderungen der Sorbensbettdichte während des Gebrauchs anzupassen, um dadurch zu versuchen, das Leervolumen innerhalb der Säule auf ein Mindestmaß zu beschränken. Diese Ausgestaltungen sind jedoch typischerweise sehr komplex und erfordern zahlreiche Komponenten und Abdichtungen und sind daher inerherent kostspieliger in der Produktion. Zusätzlich erfordern diese Säulen mit diesen beweglichen Vorrichtungen, dass die Säulenröhre selbst bedeutend größer ist, und daher sehr viel unhandlicher bei der Verwendung ist. Ferner enthalten diese Säulen mit beweglichen Vorrichtungen nicht ein feststehendes Volumen von Sorbens, was bei der Vorhersage von Analytenretentionszeiten und der Skalierung von chromatographischen Verfahren bei unterschiedlichen Säulengrößen zu Problemen führen kann.

Somit besteht momentan ein Bedarf für eine Chromatographiesäule, die die Effekte der Sorbensbettkompression auf ein Mindestmaß beschränkt, die eine einfache, kostengünstige Ausgestaltung aufweist, hochgradig portabel ist und bequem in der Anwendung und die das chromatographische Verhalten der Säule nicht negativ beeinflusst. Die vorliegende Erfindung befriedigt diesen Bedarf vollständig. Zusätzlich stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steigern der Sorbensbettdichte innerhalb einer Chromatographiesäule bereit, und zwar über das hinaus, was mit herkömmlichen Säulenausgestaltungen feststehender Länge möglich ist, wodurch die Stabilität der Säule während des Gebrauchs verbessert wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft sowohl Vorrichtungen als auch Verfahren zum Minimieren der Säulenbettkompression als Funktion der Zeit. Diese Erfindung stellt eine verbesserte Säulenausgestaltung sowie ein Verfahren zum Kontrollieren der Bettdichte in einer chromatographischen Säule unter Verwendung einer vorstehenden Filteranordnung bereit. Die Säulen und Verfahren, die hierin beschrieben werden, erzeugen eine höhere Sorbensbettdichte als die, die üblicherweise unter Verwendung einer Säule mit feststehender Länge herkömmlicher Ausgestaltung erreicht werden kann.

Die Säulen der vorliegenden Erfindung umfassen eine Säulenröhre mit einem ersten und einem zweiten Ende, einer Einlassfilteranordnung, die an das erste Säulenröhrenende angebracht ist, sowie einer Auslassfilteranordnung, die an das zweite Säulenröhrenende angebracht ist. Die Säulenröhre definiert zusammen mit der Einlassfilteranordnung und der Auslassfilteranordnung eine innere Kammer, die als ein Aufnahmegefäß für Sorbensmaterial dient. Das Volumen der inneren Kammer in einer teilweise aufgebauten Säule, d. h. eine Säule, bei der lediglich eine Filteranordnung an die Säulenröhre angebracht ist, wird hierin als das erste Säulensorbensbettvolumen "einer vollständig aufgebauten Chromatographiesäule gemäß der vorliegenden Erfindung sind beide Filteranordnungen an deren jeweiligen Enden angebracht, die entlang der Säulenröhre angeordnet sind. Wenn die Filteranordnungen angebracht sind, dann steht eine von diesen oder stehen beide in die innere Kammer eine vorbestimmte Strecke ab, die durch das Volumen "Y" definiert ist, was ein zweites Säulensorbensbettvolumen "Z" liefert, sodass Z < X. Gemäß der Erfindung ist "Y" ein konstanter Parameter, der sich nicht ändert, nachdem die Säule mit Sorbens gefüllt ist und die Filteranordnungen fest an beiden Enden befestigt sind. Mit anderen Worten: eine der Filteranordnungen der vorliegenden Erfindung steht oder beide Filteranordnungen der vorliegenden Erfindung stehen eine feststehende Strecke in die Säulenröhre ab. Im Gegensatz hierzu weisen Säulen, die herkömmliche kolbenartige Vorrichtungen enthalten, einen dynamischen "Y" auf. Herkömmliche Säulen weisen an den Säulenenden Filter auf, die keinen "Y"-Wert aufweisen.

Die teilweise aufgebauten Säulenröhren gemäß der vorliegenden Erfindung weisen ein erstes Säulensorbensbettvolumen (X) auf. Dieses erste Säulensorbensbettvolumen (X) kann irgendein Volumen innerhalb eines geeigneten Bereiches sein, der durch eine bestimmte Säule definiert wird. Wenn die Säule aufgebaut ist, was hierin definiert wird, wenn beide Filteranordnungen an den zwei Enden der Säulenröhre angebracht sind, dann besitzt die Säule ein zweites Säulensorbensbettvolumen (Z), das immer kleiner ist als das erste Säulensorbensbettvolumen (X), was zu der Formel "Z < X" führt. Dies ist auf Grund der Kompression des Sorbensbett, wodurch das Bettvolumen durch das Volumen reduziert wird, das von der vorstehenden Filteranordnung bzw. den vorstehenden Filteranordnungen eingenommen wird, d. h. das Volumen (Y).

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Chromatographiesäule eine Säulenröhre mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende. Die Säulenröhre weist eine innere Kammer auf, die ein Aufnahmegefäß für Sorbensmaterial darstellt. Gemäß einem besonderen Aspekt dieser Ausführungsform weisen das erste und das zweite Ende der Säulenröhre eine Einlassfilteranordnung und eine Auslassfilteranordnung auf, die jeweils an diese angebracht sind. Die Einlassfilteranordnung weist ein Filtergehäuse auf einschließlich eines abstehenden Abschnittes und eines porösen Einlassfilters. Das Filtergehäuse weist eine Fluidleitung auf, die in fluider Kommunikation mit einem Einlassfluidverbindungsstück steht. Mobile Phase tritt in die Chromatographiesäule über das Einlassverbindungsstück ein und fließt in die innere Kammer der Säule über den porösen Einlassfilter. Die Einlassfilteranordnung umfasst ferner eine Säulenoberflächenabdichtung, um die Säulenröhre unter Druck abzudichten. Die Einlassfilteranordnung kann sicher an die Säulenröhre befestigt werden, mit Mitteln, die dem Fachmann wohlbekannt sind, wie beispielsweise Schweißen, Hitzeabdichten, Klebstoff, eine mit Gewinden versehene Endfassung oder eine Kombination davon. Die Einlassfilteranordnung kann optional eine Wischerdichtung umfassen, um dabei behilflich zu sein, das Sorbensmaterial in der inneren Kammer zurückzuhalten, wenn die Filteranordnung installiert wird. Alternative Versionen dieser Ausführungsformen können die Anordnung verwenden, die als die Einlassfilteranordnung bezeichnet wird, oder die Filteranordnung an dem Auslass oder an beiden Enden.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Chromatographiesäule eine Säulenröhre mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei eine Aussparung in jedes Ende eingearbeitet ist, die die Filteranordnung aufnimmt. Eine mittlere Hülse ist in jeder Aussparung installiert, um mit der Innenwand und dem Ende der Röhre abzuschließen. Die Säulenröhre mit einer Hülse bzw. Hülsen weist eine innere Kammer auf, die ein Aufnahmegefäß für Sorbensmaterial darstellt. Gemäß einem besonderen Aspekt dieser Ausführungsform weisen das erste und das zweite Ende der Säulenröhre eine Einlass- und Auslassfilteranordnung auf, die jeweils an diese angebracht sind. Die Einlassfilteranordnung weist ein Filtergehäuse mit einem abstehenden Abschnitt und einem porösen Einlassfilter auf. Die Einlassfilteranordnung komprimiert das Sorbensmaterial weiter, während dieses installiert wird. Das Filtergehäuse weist eine Fluidleitung auf, die in fluider Kommunikation mit einem Einlassfluidverbindungsstück steht. Mobile Phase tritt in die Chromatographiesäule über das Einlassfluidverbindungsstück ein und fließt über den porösen Filter in die innere Kammer der Säulenröhre. Die Einlassfilteranordnung umfasst ferner eine Säulenoberflächenabdichtung, um die Integrität der inneren Kammer der Säulenröhre unter Druck beizubehalten. Die Einlassfilteranordnung kann mittels Mitteln, die dem Fachmann wohlbekannt sind, wie beispielsweise Schweißen, Hitzeabdichten, Klebstoff, einer mit Gewinden versehenen Endfassung oder einer Kombination davon, sicher an die Säulenröhre angebracht werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der poröse Einlassfilter als ein kontinuierliches Stück an das Filtergehäuse angebracht werden oder alternativ kann der Einlassfilter sicher an das Filtergehäuse befestigt werden, wobei ermöglicht wird, dass Einlassfilter unterschiedlicher Größe unter Verwendung der selben grundlegenden Gehäuseeinheit verwendet werden. Ein Abschnitt des porösen Einlassfilters ist innerhalb der inneren Kammer der Säulenröhre angeordnet, wenn dieser an ein Ende der Säulenröhre befestigt ist, wodurch das Bettvolumen "X" durch das Volumen "Y" verschoben oder komprimiert wird. Das Ausmaß, mit dem der Einlassfilter in das Innere der Säulenröhre angeordnet ist, ist vorherbestimmt und feststehend. Einlassfilter unterschiedlicher Größe können je nach erwünschter Penetrationstiefe in die innere Kammer der Säulenröhre verwendet werden. Die Funktion des abstehenden Einlassfilters besteht darin, Leerräume oder Totvolumen zu lindern oder zu umgehen, die innerhalb der inneren Kammer der Säulenröhre auftreten und beispielsweise durch eine Vorkompression des Sorbensbettes hervorgerufen werden.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern der Bettdichte in einer chromatographischen Säulenröhre beschrieben. Eine vorbestimmte Menge Sorbensmaterial wird zu einer teilweise aufgebauten Säulenröhre hinzugefügt, an die eine erste Filteranordnung angebracht ist, um somit ein erstes Säulensorbensbettvolumen "X" innerhalb der inneren Kammer der Säulenröhre auszubilden. Die Säule wird sodann vollständig aufgebaut, indem eine zweite Filteranordnung an die Säule angebracht wird. Die erste und die zweite Filteranordnung können an die Säule angebracht werden unter Verwendung eines Klebstoffs, Schweißens, eines Gewindes, einer Hitzeabdichtung oder einer Kombination davon. Hierbei handelt es sich um Verfahren, die dem Fachmann wohlbekannt sind. Die Filteranordnungen umfassen ein Filtergehäuse und einen Filter. Wenn die Säulenröhre mit beiden Filteranordnungen aufgebaut ist, dann steht ein Abschnitt einer der Filteranordnungen oder beider Filteranordnungen in die innere Kammer ab, wodurch das Volumen "X" um das Volumen "Y" reduziert wird, wobei die abstehende Filteranordnung verwendet wird bzw. die abstehenden Filteranordnungen verwendet werden, wodurch ein zweites Säulensorbensbettvolumen "Z" innerhalb der inneren Kammer der Säulenröhre ausgebildet wird. Das charakteristische Volumen "Y", das zu jeder oder beiden Filteranordnungen gehört, und die vorbestimmte Menge von Sorbens, die zu der Säule hinzugefügt wird, können angepasst werden, um eine erwünschte Bettdichte innerhalb der fertigen Säule zu erreichen. Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung weist lediglich eine Filteranordnung einen abstehenden porösen Filter auf.

Die hierin beschriebenen Säulenausgestaltungen und Verfahren zum Erreichen hoher Sorbensbettdichten stellen den Vorteil bereit, die Säulenbettstabilität im Vergleich zu herkömmlichen Säulen zu verbessern, die für ihre Instabilität bekannt sind. Ein weiterer Vorteil ist die Einfachheit und die geringen Kosten, die zum Herstellen der Säule gemäß der vorliegenden Erfindung nötig sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen Säulen, bei denen Vorrichtungen mit beweglichen Kolben oder einer radialen Kompression beschrieben werden, weisen die Säulen der vorliegenden Erfindung ein statisches System auf, das sich nicht über die Zeit verändert, was ein feststehendes Säulenvolumen bereitstellt, wodurch vorhersagbare und vereinfachte Übertragungen von chromatographischen Verfahren erleichtert werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1(a)–(e) zeigen schematische Darstellungen, die das Leben einer Säule vom Packen des Sorbensbettes zum Betreiben der Säule sowie die Kompression des Säulenbettes als Funktion der Zeit darstellen.

Die 2(a)–(e) zeigen schematische Darstellungen, die die vorliegende Erfindung darstellen.

3(a) zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und (b) zeigt eine schematische Darstellung einer Einlassfilteranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.

4(a) zeigt eine herkömmliche Filteranordnung, (b) zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und (c) zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

5(a) zeigt eine Säule, in der eine mittlere Hülse installiert ist, und (b) zeigt eine Ausführungsform einer Filteranordnung für diese Säule gemäß der Erfindung.

6(a) zeigt eine mittlere Hülse und (b) zeigt einen Querschnitt einer mittleren Hülse.

7 zeigt experimentelle Daten, die den USP-Nachziehfaktor gegenüber dem Säulentest unter normalen Flussbedingungen unter Verwendung einer 50 × 100 mm Säule messen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft sowohl Vorrichtungen als auch Verfahren zum Minimieren der Säulenbettkompression als Funktion der Zeit. Die hierin beschriebene Erfindung stellt ein verbessertes Säulendesign und ein verbessertes Verfahren zum Steuern der Bettdichte in einer Chromatographiesäule unter Verwendung einer oder mehrerer abstehender Filteranordnungen bereit. Die Säulen und Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugen eine höhere Sorbensbettdichte als die, die herkömmlicher Weise unter Verwendung einer Säule feststehender Länge herkömmlichen Designs erreicht werden kann. Diese erhöhte Sorbensbettdichte führt zu einer verbesserten Säulenstabilität und zu einer verlängerten Lebensdauer.

Die Flüssigkeitschromatographie (Liquid Chromatography; "LC") einschließlich der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (High Performance Liquid Chromatography; "HPLC") erlaubt eine schnelle effiziente Trennung und Charakterisierung von Analyten, die in einer gegebenen Probe enthalten sind. Komponenten eines Chromatographiesystems umfassen oftmals Pumpen, die die Bewegung einer wässrigen Phase durch das System erleichtern. Diese wässrige Phase (oder mobile Phase) umfasst ein Solvenz bzw. Lösungsmittel, das verwendet wird, um das Chromatographiesystem anfänglich zu equilibrieren. Das Solvenz stellt ferner ein wässriges Milieu für Analyten bereit, um sich durch das System zu bewegen. Schließlich umfasst die mobile Phase Solvenz, das dazu verwendet wird, um Analyten aus einer Chromatographiesäule zu eluieren.

Eine wichtige Komponente eines Chromatographiesystems ist die chromatographische Trennsäule. Die Säule umfasst eine feste Phase (oder Trennmedium), das Sorbensmaterial aufweist, das durch eine bestimmte Chemie charakterisiert ist. Die feste Phase kann eine quarzbasierte, polymerbasierte oder anorganische/organische Hybridzusammensetzung sein. Es gibt Trennsäulen, die für die Reverse-Phase-Chromatographie, Normal-Phase-Chromatographie, Anion-Exchange-Chroumatographie, Kation-Exchange-Chromatographie, Size-Exclusion-Chromatographie und die Affinitäts-Chromatographie verwendet werden. Die feste Phase bewirkt in Kombination mit der mobilen Phase die differentielle Trennung von Analyten, die innerhalb einer Probenmatrix enthalten sind. Die feste Phase besteht im Allgemeinen aus chemischen Polymeren, die mit einer bestimmten Klasse von Analyten wechselwirken. Beispielsweise weisen Ionenaustausch-LC-Säulen eine Festphasenchemie auf, die insbesondere mit Analyten wechselwirkt, die eine ionische Natur aufweisen. Um dieses Prinzip zu verdeutlichen: Anionenaustauschsäulen weisen eine kationische funktionelle Gruppe der festen Phase auf, die mit Anionen auf eine nicht kovalente Art und Weise Wechselwirken, die in der Probenmatrix vorhanden sind. Je nach den Bedingungen der mobilen Phase, die verwendet wird, werden bestimmte Anionen der Probe aus der festen Phase der Säule eluiert, während andere Ionen der Probe zurückgehalten werden.

Sobald die Analyten aus der Säule eluiert werden, bewegen sich diese in einem Detektor und durch diesen hindurch. Es gibt eine Vielzahl von Detektionssystemen, die in einem Chromatographiesystem verwendet werden können. Beispielsweise kann die ultraviolette/sichtbare Absorption verwendet werden, die Analyten innerhalb des UV-Bereichs detektiert. Es gibt andere Detektionssysteme, die beispielsweise die Eigenschaften von Infrarotstrahlung, des Brechungsindex, der Radioaktivität, der Fluoreszenz, der Massenspektrometrie, der Verdampfungslichtstreuung (bzw. evaporative light scattering) und der NMR verwenden.

Die Fluidik in jedem Chromatographiesystem erfordert das Vorhandensein von Röhren, die als Durchgangswege für die mobile Phase durch das ganze System dienen. Trennsäulen befinden sich mittels dieser Röhren in fluider Kommunikation mit der mobilen Phase. Die Röhren verbinden die Säule mit der Systemfluidik über chromatographische Passungen.

Die typische Packung und Kompression eines Sorbensbettes 12 in einer herkömmlichen Flüssigkeitschromatographiesäule 10 ist in 1 dargestellt. Sorbensmaterial 12 (gleichfalls als "feste Phase" oder als "Packungsmaterial" bzw. "Packmaterial" bezeichnet) wird von einem Packungsapparat 14 über eine Öffnung 16 in eine aufnehmende Säulenröhre 10 extrudiert (siehe 1(a)). Die Säulenröhre 10 wird üblicherweise unter Druck (ungefähr zwischen 100 bis 20 000 PSI oder noch höher) mit einer gewünschten Menge von Sorbensmaterial 12 mittels bekannter Verfahren gefüllt. Das Volumen und der Typ des Sorbensmaterials 12 hängen vom Typen der Chromatographiesäule ab, die hergestellt werden soll.

Alternativ kann eine Säulenröhre 10 mit Sorbenspuder (nicht gezeigt) unter atmosphärischen Bedingungen gefüllt werden. Eine wässrige Lösung kann sodann in die Röhre 10 gefüllt werden, wodurch eine Aufschlemmung innerhalb der Säulenröhre 10 ausgebildet wird. Wenn sich mobile Phase durch die Säule bewegt, dann wird das Sorbensbett 12 komprimiert.

Die chromatographische Säulenröhre 10 weist eine Längs- oder Vertikalachse auf, die sich zwischen einem ersten Ende 11 und einem zweiten Enden 13 der Säulenröhre 10 erstreckt. Die Längsachse kann ungefähr zwischen 1 bis ungefähr 1 000 mm betragen. Der Durchmesser der Säulenröhre 10 kann in dem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 mm liegen. Packungsmaterial 12 wird typischerweise über das Einlassende, beispielsweise das erste Ende 11, in die Säule 10 geladen. Bevor das Packungsmaterial 12 zu der Säule 10 hinzugefügt wird, wird das Auslass- oder zweite Ende 13 üblicherweise fest an die Säule 10 mittels Verfahren befestigt, die dem Fachmann bekannt sind, wodurch der Austritt von Sorbensmaterial aus der Säule verhindert wird (der Einfachheit halber werden das erste und das zweite Ende als das Einlass- und das Auslassende bezeichnet). Das zweite Ende 13 umfasst jedoch typischerweise einen Fluidauslass (nicht gezeigt), der dem Lösungsmittel bzw. Solvenz erlaubt, aus der Säule 10 auszutreten, jedoch nicht dem Sorbensmaterial 12, weshalb die Menge des Sorbensmaterial konstant bleiben sollte, wenn die Säule verwendet wird. Sobald das Packen der Säule 10 abgeschlossen ist, wird ein Abschnitt der inneren Kammer der Säule von Sorbensmaterial 12 gefüllt, wodurch ein erstes Säulensorbensbettvolumen ("X") ausgebildet wird.

Unter der Annahme, dass ein Packapparat 14 beim Ladeprozess des Sorbensmaterials 12 verwendet wird, wird die Säule 10 nach der Beendigung dieses Ladeprozesses von dem Packapparat 14 entfernt und das Sorbensbett 12 dekomprimiert ein wenig (siehe 1b). Nachdem der Apparatus 14 entfernt worden ist und das Bett 12 dekomprimiert hat, kann sich Sorbensmaterial 12 über das offene erste Ende 11 hinauserstrecken. Wenn dies auftritt, dann wird das Material 12 entfernt, sodass das Packbett 12 abschließend mit dem ersten Ende 11 der Säule 10 ruht (siehe 1c).

Im Allgemeinen wird vor der Verwendung in einem chromatographischen System das erste Ende 11 der Säule 10 mit einer Kappe versehen. 1 d stellt die Aufbringung einer Einlassfilteranordnung 20 bei dieser Kappenprozedur dar. Die Filteranordnung 20 umfasst ein Filtergehäuse 26 und einen porösen Einlassfilter 30. Die Filteranordnung 20 des Standes der Technik ist ausgestaltet, sodass die Oberflächenkante des Einlassfilters 30, die in Richtung des Sorbensmaterials 12 angeordnet ist, mit dem Ende der Säule 11 abschließt. Üblicherweise wird die Einlassfilteranordnung 20 an die Säule befestigt mittels Mitteln, die dem Fachmann wohlbekannt sind, wie beispielsweise Schweißen oder unter Verwendung einer mit einem Gewinde versehenen Endfassung 28 oder dergleichen (siehe 3a).

Es besteht üblicherweise eine vektorielle Flussbeziehung zwischen dem ersten 11 und dem zweiten 13 Ende der Säulenröhre 10. Mobile Phase von einer oder meh reren Quellen eines chromatographischen Systems tritt in die chromatographische Säule über das erste Ende 11 ein und bewegt sich durch die Säule 10, wobei es diese über das zweite Ende 13 verlässt. In der Tat ist dieser Flussvektor auf zahlreichen kommerziellen Chromatographiesäulen dargestellt. Üblicherweise gibt es einen Pfeil auf der Außenseite der Säulenröhre, der den bevorzugten Flussvektor anzeigt. Über einen gewissen Zeitraum entwickelt sich ein bedeutender Leerraum oder Totvolumen 80 an dem oder in der Nähe des ersten Endes 11 der Säule auf Grund einer weiteren Kompression des Sorbensmaterials 12, das innerhalb der Säulenröhre 10 untergebracht ist (siehe 1e). Das Leerraumvolumen 18 tritt üblicherweise zwischen einer Fläche des Einlassfilters 30, die in Richtung des Packbettes 12 angeordnet ist, und einer in Richtung des ersten Endes orientierten Fläche des Sorbensbetts 12 auf.

Jede Säule besitzt ein messbares Leerraumvolumen. Eine hochgradig effiziente Säule jedoch besitzt ein minimales Leerraumvolumen, das zwar messbar ist, jedoch nicht negativ die Peaksymmetrie oder Säulenstabilität beeinflusst. Ein bedeutendes Leerraum- oder Totvolumen, wie dies in 1e dargestellt ist, kann die chromatographische Leistung einer Säule negativ beeinflussen. Beispielsweise kann das Totvolumen als eine Mischkammer innerhalb der Säule dienen. Chromatographische Peaks werden negativ beeinflusst, wenn sich das Totvolumen vergrößert. In der Tat dient diese Beobachtung oftmals dazu, als Diagnose einer schlechten Säule zu dienen. Insbesondere verschlechtern sich optimale USP-Platten- und Nachziehparameter, wenn das Leerraumvolumen bedeutend wird. Dieses Totvolumen kann ebenso zu einer Bettinstabilität führen. Ferner erzeugt das Vorhandenseins eines Leerraums oder Totvolumens in einer Säule stagnierende Bereiche, die Nährboden für Mikroben darstellen. Dies ist insbesondere der Fall bei Säulen, die in der Biotechnologieindustrie verwendet werden. Diese Bereiche können durch mikrobielle Kontaminierung vergiftet werden und darüber hinaus ist es schwierig, diese Bereiche für ein in situ Waschen der Säule zu erreichen. Es ist offensichtlich, dass diese Art von Kontaminierung bei der Chromatographie unerwünscht ist.

Herkömmliche Chromatographiesysteme verwenden ein bewegliches kolbenartiges System für die dynamische Kompression des Sorbensbettes, um somit zu versuchen, das Leerraum- (oder Tot-) Volumen auf ein Mindestmaß zu beschränken, das innerhalb einer Säule vorhanden ist. Diese Säulen mit einer beweglichen Vorrichtung enthalten Sorbensmaterial, das durch eine kolbenartige Vor richtung komprimiert werden soll, wenn das Leerraumvolumen größer wird. Diese beweglichen Vorrichtungen sind ausgestaltet, um das interne Volumen des Sorbensbetts innerhalb einer Chromatographiesäule in Reaktion auf Änderungen des Sorbensbetts während des Gebrauchs anzupassen, um somit zu versuchen, das Leerraumvolumen innerhalb der Säule auf ein Mindestmaß zu beschränken. Diese sind jedoch typischerweise sehr komplex und erfordern zahlreiche Komponenten und Abdichtungen. Zusätzlich erfordern diese Säulen mit beweglichen Vorrichtungen, dass die Säule selbst bedeutend größer ist, damit diese funktioniert. Ferner und vielleicht am wichtigsten ist es bei diesen Säulen mit beweglichen Vorrichtungen schwierig, die chromatographische Leistung vorherzusagen. Wenn sich die Bettdichte und/oder das Säulenvolumen verändert, dann können diese Änderungen die Säulenleistung beeinflussen, und somit die Fähigkeit eines Anwenders limitieren, das Analytenverhalten vorherzusagen.

Ungleich vorhergehenden Versuchen, das Leerraum- oder Totvolumen auf ein Mindestmaß zu minimieren, löst die vorliegende Erfindung, wie sie hierin beschrieben wird, diese chromatographische Aufgabe, indem eine feststehende abstehende Einlassfilteranordnung zum Steuern der Sorbensbettdichte verwendet wird.

Die Sorbensbettdichte, die innerhalb einer chromatographischen Säule enthalten ist, kann auf eine Vielzahl von Arten ausgedrückt werden. Die Masse von Sorbens pro Einheitsvolumen ist die direkteste Messung. Das Vergleichen von Gramm pro Kubikzentimeterwerten ist nützlich, wenn mit einem einzelnen Typ eines Sorbenspartikels gearbeitet wird, erlaubt jedoch keine Vergleiche zwischen gepackten Betten, bei denen die Partikel unterschiedliche physikalische Eigenschaften, wie beispielsweise Dichte, Porenvolumen oder Kompressibilität, aufweisen.

Ein häufig gewählter Ansatz zum Untersuchen gepackter Betten von entweder festen oder porösen Partikeln besteht darin, das interstitiale Verhältnis (bzw. interstitial fraction) innerhalb des gepackten Bettes zu messen, Dullien, F.A.L., "Porous Media: Fluid Transport and Pore Structure", Academic Press, San Diego, CA 1992, worauf hiermit Bezug genommen wird. Das interstitiale Verhältnis beschreibt das Verhältnis des Volumens, das zwischen den gepackten Bettpartikeln enthalten ist, im Vergleich zu dem Gesamtvolumen des Betts. Der Grad an zufälliger Verteilung und somit das interstitiale Verhältnis variiert in Abhängigkeit von solchen Faktoren wie der Partikelform, der Partikelgrößenverteilung, der Partikelkompressibilität und der Packtechnik über einen großen Bereich. Im Allgemeinen weisen chromatographische Säulen interstitiale Verhältnisse im Bereich zwischen ungefähr 0,26 und ungefähr 0,42 auf. Für ein gegebenes Packmaterial wird die Stabilität der gepackten Bettstruktur gegenüber durch den Fluss induzierte Spannungen verbessert, wenn das interstitiale Verhältnis reduziert wird. Diese verbesserte Stabilität wird auf Kosten der Bettpermeabilität erreicht, was zu höheren Betriebsdrücken bei einer gegebenen Flussrate durch die Säule führt, wenn das interstitiale Verhältnis vermindert wird.

Eine Anzahl von Techniken zum Messen des interstitialen Verhältnisses sind beschrieben worden. Beispielsweise Rustamov, I., T. Farcas, F. Ahmed, F. Chan, R. LoBrutto, J. Chromatography A, 913 (2001) 49–63 und Guan-Sajonz, H., G. Guichon, E. Davis, K. Gulakoshi, D. Smith, J. Chromatography A, 773 (1997) 33–51, worauf hiermit Bezug genommen wird. Jedes Verfahren weist bestimmte Beschränkungen auf. Das Gesamtvolumen des Bettes besteht aus dem interstitialen Volumen (Volumen zwischen Partikeln) und dem Volumen der Partikel selbst. Im Fall von porösen Partikeln umfasst das Partikelvolumen ferner das Porenvolumen innerhalb der Partikel und das Skelettvolumen, das das Rückgrat der Partikel ausmacht.

Für die vorliegende Erfindung kann das Gesamtbettvolumen bestimmt werden, indem die Dimensionen des gepackten Bettes direkt gemessen werden. Das Partikelskelettvolumen wird bestimmt, indem die Masse von Sorbens gewogen wird und unter Verwendung der Sorbenskelettdichte in ein Volumen konvertiert wird, wie diese durch Heliumpyknometrie bestimmt wird. Das Partikelporenvolumen wird bestimmt, indem die Masse von Sorbens gewogen wird und das Partikelporenvolumen unter Verwendung des spezifischen Porenvolumen pro Gramm berechnet wird, das mittels Stickstoffsorptometrie bestimmt wird. Sobald das Gesamtvolumen des Betts, das Partikelskelettvolumen und das Partikelporenvolumen bestimmt worden sind, wird das interstitiale Volumen berechnet, und das interstitiale Verhältnis wird als ein Verhältnis des interstitialen Volumens zum Gesamtvolumen des Betts ausgedrückt (Werte für interstitiale Verhältnisse für die Säulen in dem Beispiel sind in Tabelle 1 aufgeführt).

Ein bedeutendes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass niedrigere interstitiale Verhältnisse und daher stabilere Bettstrukturen immer mit den Säulen gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu dem erreicht werden können, was unter Verwendung von Säulen mit herkömmlichen Design erreicht werden kann.

2 stellt eine Ausführungsform zum Kontrollieren der Bettdichte in einer Säule unter Verwendung der vorliegenden Erfindung dar. Die Schritte (a) bis (c) in dieser Figur sind die selben, wie die, die in 1 dargestellt sind. Die Säulenröhre 10' ist mit einem Sorbensmaterial 12' gepackt, das für diese Säule geeignet ist. Sobald die Säule 10' gepackt ist, wird der Packapparat 14' entfernt und das Sorbensbett erfährt eine Dekompression. (Dieser Schritt geht davon aus, dass ein Packapparat verwendet wird, um die Säule zu laden, wie dies vorstehend beschrieben worden ist; dies ist jedoch nicht immer der Fall). Jedwedes überschüssige Packungsmaterial 12' wird sodann von dem ersten Endabschnitt 11' der Säulenröhre 10' mittels dem Fachmann bekannter Verfahren entfernt. Siehe 2a-c.

Die 2(d) und (e) verwenden eine Filteranordnung 20' gemäß der vorliegenden Erfindung. In diesen Figuren umfasst die Säulenröhre 10' ein Sorbensbett 12', das ein erstes Säulensorbentbettvolumen X ausbildet. Die Filteranordnung 20' umfasst eine Gehäuseeinheit 26' und einen Einlassfilter 30'. In dieser Ausführungsform weist der Einlassfilter 30' einen abstehenden Abschnitt oder einen abstehenden Bereich 31 auf, der in die innere Kammer der Säulenröhre 10' absteht und das Volumen X des Sorbensmaterial 12' komprimiert. Diese abstehende Abschnitt 31 kann sich in die innere Kammer ungefähr 1 bis ungefähr 100 mm weit erstrecken. Der Unterschied des Bettvolumens vor ("X") und nach ("Z") der Einbringung des Einlassfilters 30' (der den abstehenden Abschnitt 31 aufweist) in die Säule 10' wird hierin als das verschobene oder komprimierte Volumen ("Y") definiert. Wie dargestellt, steht in einer aufgebauten Säule (d. h. eine Säulenröhre, an deren beiden Enden der Säulenröhre eine Filteranordnung angebracht ist) dieser abstehende Abschnitt 31 in das Sorbensbett 12' ab, wobei ein "Y-Volumen" des Sorbensmaterials 12' verschoben oder komprimiert wird, um somit ein zweites Säulensorbensbettvolumen Z auszubilden, wobei: Z < X (Gleichung 1).

Mit anderen Worten: Das zweite Säulenbettvolumen Z ist kleiner als das erste Säulenbettvolumen X und zwar um das Volumen Y, d. h.: x = y + Z (Gleichung 2).

3 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3a stellt einen bestimmten Aspekt dieser Ausführungsform dar. In dieser Figur ist eine Filteranordnung 20' gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die ein Filtergehäuse 26', eine Fluidleitung 24, ein Fluidverbindungsstück 22 sowie einen porösen Einlassfilter 30' umfasst. Das Filtergehäuse 26' weist einen abstehenden Abschnitt 31 auf und der poröse Einlassfilter 30' ist darin angebracht. Zusammen verdrängen der abstehende Abschnitt 31 des Filtergehäuses 26' und der poröse Einlassfilter 30' Sorbensmaterial 12 von dem Abschnitt der Säule 10, der von dem abstehenden Abschnitt 31 eingenommen wird. Der Einlassfilter 30' ist angrenzend an das Packbett 12 innerhalb der Säulenröhre 10 angeordnet. Um die interne Integrität der Säule 10 aufrechtzuerhalten, insbesondere wenn diese unter Verwendung einer Hochdruckflüssigkeitsphase betrieben wird, wird eine Säulendichtung 36 verwendet. Die Säulendichtung 36 kann ein Dichtungsring, ein O-Ring oder dergleichen sein und wird fest gegen die Endwände der Säule 10 gedrückt, wenn die Filteranordnung an die Säule angebracht wird. Eine optionale Wischerdichtung 34, die zwischen dem Umfang des abstehenden Abschnitts 31 und der Innenwand der Säule angeordnet ist, kann außerdem dazu verwendet werden, um Sorbensmaterial 12 innerhalb der inneren Kammer zurückzuhalten, wenn der abstehende Abschnitt 31 das Material komprimiert. Die Filteranordnung 20' ist an die Säulenröhre 10 mittels dem Fachmann bekannter Mittel befestigt, wie beispielsweise einer mit Gewinden versehenen Endfassung 28. In dieser Figur tritt mobile Phase von einem integrierten Chromatographiesystem in die Säule über das Fluidverbindungsstück 22 ein, das sich an dem Scheitelpunkt des Filtergehäuses 26' befindet. Das Lösungsmittel fährt fort durch die Filteranordnung 20' und in das Packbett 12 über den Einlassfilter 30', wenn Hochdruckpumpen verwendet werden, sodass dann bewirkt wird, dass das Lösungsmittel unter verhältnismäßig hohen Drücken (von ungefähr 100 PSI bis ungefähr 20 000 PSI oder höher) in die Säule eintritt. Bei diesem Aspekt erstreckt sich der abstehende Abschnitt 31 der Einlassfilteranordnung 20' longitudinal über die horizontale Ebene der Säulenoberfläche hinaus, um somit in das Sorbensbett 12 abzustehen.

3b zeigt eine Ausführungsform der Filteranordnung 20''. Wie sich 3 b entnehmen lässt, enthält der Einlassfilter 30', anstatt das Filtergehäuse 26" aufzuweisen, eine Dicke, sodass nach dem Anbringen in dem Filtergehäuse 26", sich der Einlassfilter 30' in die innere Kammer erstreckt, um somit den abstehenden Abschnitt 31 auszubilden. Somit steht der Einlassfilter 30' in das Packbett 12 ab, wenn dieses innerhalb der Säulenröhre 10 vorhanden ist, und verdrängt und komprimiert eine vorbestimmte Menge von Sorbensmaterial in der Säulenröhre 10. Diese Kompression bewirkt eine erwünschte höhere Bettdichte, indem das Sorbensbett 12 weiter komprimiert wird, wodurch die Möglichkeit der Bildung eines Leervolumens während der Verwendung auf ein Mindestmaß beschränkt wird. In beiden vorstehenden Ausführungsformen können Einlassfilter 30' oder Filtergehäuse 26' unterschiedlicher Tiefe verwendet werden, je nachdem wie viel Volumenverdrängung oder Kompression (Y) erwünscht ist, um die Bettkompression zu bewirken und die Möglichkeit einer Leerraumbildung auf ein Mindestmaß zu beschränken. Beispielsweise kann die Tiefenpenetration von ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 100 mm oder sogar noch größer betragen, je nach Sorbensmaterial 12 und seiner Anordnung innerhalb der Säulenröhre 10 (d. h. das erste Säulenbettvolumen X). Es hat sich herausgestellt, dass eine bevorzugte Penetration zwischen 1,0 und 10 mm liegt. Vorzugsweise Wechselwirken der vorstehende Abschnitt 31, die Filtergehäuse und der Filter 20' oder der Filter 20'' alleine mit dem Sorbensbett 12, indem die obere Grenze des Bettes um eine Strecke angehoben wird, die der Tiefe des abstehenden Abschnitts 31 in die innere Kammer entspricht. Daher werden das erste Säulenbettvolumen X, die Packdichte, die während des Ladens erreicht wird, und die erwünschte Enddichte von der Länge des abstehenden Abschnitts 31 der Filteranordnung 20' bestimmt, die dazu nötig ist, das Sorbensbett 12 zu komprimieren, um ein komprimierteres (höhere Dichte) zweites Säulenbett mit einem Volumen Z auszubilden.

Der Einlassfilter 30' kann eine Komponente sein, die in dem Filtergehäuse 26'' angebracht ist. Der Einlassfilter 30' kann mittels irgendwelcher dem Fachmann bekannten Mittel an das Filtergehäuse 26'' angebracht werden, wie beispielsweise eine Schnappfassung (oder Druckfassung). Alternativ kann der Einlassfilter 30' als eine Komponente des Filtergehäuses 26'' hergestellt werden, die strukturell kontinuierlich mit dem Gehäuse 26'' ist.

Die 4(a) bis (c) vergleichen eine herkömmliche Filteranordnung 20 mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Wie in 4a dargestellt, umfasst die herkömmliche Filteranordnung 20 ein Filtergehäuse 26, eine Oberflächenabdichtung 36 und einen Einlassfilter 30. In dieser herkömmlichen Filteranordnung 20 ruht die Oberfläche des Einlassfilters angrenzend an das Packbett (nicht in 4 gezeigt, jedoch in 1 ersichtlich) abschließend mit der Endseite der Säule nach dem Aufbau der Säule. Wenn das herkömmliche Filtergehäuse hinreichend fest an die Säule befestigt wird, sodass die Oberflächendichtung 36 die Säule mit dem erwünschten Druck abdichtet, dann gibt es kein Vorstehen des Einlassfilters 30 über das erste Ende 11 der Säule hinaus.

Die Filteranordnung 20' von 4b steht im Gegensatz zu der herkömmlichen Filteranordnung 20 von 4a. Die Anordnung von 4b zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hier steht der Einlassfilter 30' von dem Filtergehäuse 26 ab und bildet den abstehenden Abschnitt 31 aus. Dieser abstehende Abschnitt ragt in die innere Kammer einer Säulenröhre 10 (nicht gezeigt) hinein. Die Oberfläche des Einlassfilters 30' angrenzend an das Packbett erstreckt sich über die horizontale Ebene der Säulenoberfläche hinaus. Wenn die Filteranordnung 20' mittels der Oberflächendichtung 36 hinreichend mit der Säule 10 abgedichtet ist, dann ist der Einlassfilter 30' vollständig in die Säulenröhre 10 eingebracht. Die Tiefe des abstehenden Abschnitts 31 kann je nach der erwünschten zusätzlichen Kompression variieren, beispielsweise von ungefähr 1 mm bis ungefähr 100 mm oder größer. Die radiale Breite des Einlassfilters 30' kann variieren, sollte jedoch eine Reibungspassung in der Säulenröhre 10 sein. Sie entspricht vorzugsweise der inneren Breite der Säulenröhre für die beste Leistung und eine konsistente Packung. Die radiale Breite des Einlassfilters 30' ist kleiner als die des Filtergehäuses 26', wie dies in 4 gezeigt wird, um zu ermöglichen, dass das Filtergehäuse 26' auf den Säulenwänden und der Abdichtungssäulenanordnung ruht.

Die Filteranordnung 20'' von 4 c zeigt eine noch weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform erstreckt sich das Filtergehäuse 26'' axial in Richtung des Packbetts (nicht gezeigt), um einen abstehenden Abschnitt 31 auszubilden. Der abstehende Abschnitt 31 des Filtergehäuses 26'', der sich in das Packbett erstreckt, hält einen Einlassfilter 30'' mit einer Standardtiefe. Die Kante des Filtergehäuses 26'' um den Einlassfilter 20'' stellt Festigkeit und Stärke bereit, um zu ermöglichen, dass eine größere Kompression erreicht wird. Gemäß einem bestimmten Aspekt dieser Ausführungsform wird eine Wischerdichtung 34 verwendet, um zu gewährleisten, dass das Sorbensmaterial in der inneren Kammer verbleibt, wodurch eine gleichförmig gepackte Säule erzeugt wird. Die Wischerdichtung 34 ist ringförmig um das Äußere des Filtergehäuses 26 angeordnet und besteht vorzugsweise aus Gummi, Polyurethan, Poly etheretherketon (PEEK^TM), Kunststoff, Polyethylen, Teflon^®, Nylon und dergleichen. Das Filtergehäuse 26'' und die Wischerdichtung 34 haben zusammen einen Durchmesser, der den inneren Durchmesser der Säulenröhre entspricht oder ein wenig größer als dieser ist, um zu ermöglichen, dass die Wischerdichtung 34 komprimiert wird, um somit das Sorbensmaterial in die innere Kammer zu verschieben, wenn der abstehende Abschnitt 31 eingebracht wird. Während die Wischerdichtung 34 hinreichend komprimiert wird, um das Sorbensmaterial während des Aufbaus zurückzuhalten, wird die Säulendichtung 36 benötigt, um die Säulenröhre bei Betriebsdrücken abzudichten. Der abstehende Abschnitt 31 des Filtergehäuses 26'', der in das Packbett eingeführt ist, kann zwischen ungefähr 1 mm bis ungefähr 100 mm oder größer betragen.

Eine weitere Ausführungsform der Säule mit kontrollierter Dichte wird mit einer modifizierten Säulenröhre verwirklicht, wie diese in 5a dargestellt ist. Diese Ausführungsform verwendet einen abgestimmten Satz von Säulen- und Filteranordnungen, die mit dieser Säule verwendet werden. An jedem Ende, das dazu verwendet wird, das Sorbensmaterial zu komprimieren, ist eine Aussparung 44 in die Innenwand 43 der Säulenröhre 40 eingeschnitten. Diese Aussparung weist eine Länge 46 auf, die der Tiefe des abstehenden Abschnitts 31' der Filteranordnung 20''' entspricht, die mit der Säule verwendet wird. Die Aussparung ist geformt, eine mittlere Hülse 42 aufzunehmen. Die mittlere Hülse 42, wie dies im Detail in 6 gezeigt ist, weist eine glatte Innenwand mit einer ein wenig gebogenen Führungskante, einer oberen Rippe 54 und einer unteren Rippe 56 auf, die eine stabilisierende Aussparung 53 einfassen. Die Aussparung 44 weist eine obere Einbuchtung 45 auf, um die obere Rippe 54 aufzunehmen, eine untere Einbuchtung 47, um die untere Rippe 56 aufzunehmen sowie eine Verriegelungsrippe 49, um in die stabilisierende Aussparung 52 zu passen. Die mittlere Hülse 42 und die Aussparung 44 sind abgestimmt, sodass eine im Wesentlichen glatte Innenwand 43 erzeugt wird, wenn die mittlere Hülse 42 in der Aussparung 44 installiert wird und die mittlere Hülse 42 und das Ende der Säulenröhre 40 ausgerichtet sind.

Die Filteranordnung 20''', die in 5 b gezeigt ist, wird mit dieser Säule verwendet. Die Filteranordnung 20''' umfasst ein Filtergehäuse 26''' mit einem abstehenden Abschnitt 31', der eine Tiefe aufweist, die der Höhe der Aussparung 42 und der mittleren Hülse 44 entspricht. Das Filtergehäuse 26"' ist bemaßt, sodass das obere Ende eine Rille für die Enddichtung 36 enthält und die Dicke der Säulenröhre überspannt. Der abstehende Abschnitt 31' weist einen Durchmesser auf, der dem inneren Durchmesser der Säulenröhre entspricht. Die Dicke der Kante 29 des Filtergehäuses 26''' wird so gewählt, um eine hinreichende Stärke für den Einbringprozess bereitzustellen, während der maximale Durchmesser für den Einlassfilter 30''' ermöglicht wird. Wenn die Filteranordnung 20''' mit dieser Säule verwendet wird, dann stehen die Außenseite des abstehenden Abschnitts 31' und die Innenseite 50 der mittleren Hülse 42 in gleitender Berührung, wenn die Filteranordnung eingebracht wird, und verhindern, dass Sorbens in dem Raum zwischen der Säule und dem abstehenden Abschnitt 31' verbleibt.

Beim Herstellen von Säulen mit dieser Ausführungsform werden Säulenröhren 10 zunächst verarbeitet, um eine Aussparung 44 in einem oder beiden Enden aufzuweisen. Die mittleren Hülsen 42 werden aus einem hinreichend flexiblen Material hergestellt, sodass diese verbogen werden können und in die Aussparung bzw. die Aussparungen einschnappen. Sobald die mittlere Hülse 42 in der Säulenröhre eingebracht ist, fährt der Füll- und Herstellungsprozess wie vorstehend beschrieben fort.

Materialien, die für die Herstellung der erfindungsmäßigen Säulen geeignet sind, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Edelstahl, Teflon, Metalle, Kunststoffe, Glas, Polyurethan, Polyethylen, Nylon und dergleichen. Bevorzugte Materialien für Säulen mit Standardgrößen sind Edelstahl, wobei Teflon das bevorzugte Material für die mittlere Hülse und/oder die Wischerdichtung ist.

BEISPIEL
Das nachstehende Beispiel ist dazu gedacht, eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu illustrieren, und sollte deshalb nicht als den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung auf irgendeine Art und Weise imitierend angesehen werden.
Eine Reihe von Säulen, die einen Innendurchmesser von 50 mm und eine anfängliche Länge von 100 mm aufweisen, werden gepackt. Jede Säule weist einen Einlassfilter/Endfassung, wie in 3 beschrieben, auf, wobei sich der Einlassfilter innerhalb der Länge der Säule mit Strecken von 1,5 mm, 3 mm, 5 mm und 7 mm erstreckt. Die Säulen sind mit dem Sorbens Xterra PrepMS C18 der Firma Waters mit einem Durchmesser von 5 μm gepackt, indem eine Aufschlemmung hergestellt wird, die 140 g Sorbens in 1550 ml einer To luen/Cyclohexanolmischung (50/50 Volumenprozent) enthalten, und die Aufschlemmung bei einem Druck von 6000 PSI in die Säule gepumpt wird. Nach dem Packen wird exzessives Sorbens von der Säulenoberseite entfernt, sodass dieses mit der Säulenoberseite abschließt, und der Einlassfilter/die Endfassung wird in das Säulenende eingebracht und an Ort und Stelle mit der mit einem Gewinde versehenen Säulenendfassung abgedichtet.
Jede Säule wird hinsichtlich der Peakform und der Effizienz mittels HPLC unter Verwendung einer mobilen Phase getestet, die aus einer 50/50 Acetonitril/Wasser (Volumenprozent) besteht, mit einer Flussrate von 125 ml/min und indem 500 μl einer Probenmischung, die 8 μl/ml Aceton (nicht zurückgehaltener Peak) und 1,2 mg/ml Acenaphten (zurückgehaltener Peak) umfasst, die in der mobilen Phase gelöst sind. Die Säulen werden hinsichtlich der Effizienz gemessen unter Verwendung der Standard-USP-Tangenteneffizienzmethode (bzw. USP Tangent Efficiency Method) und hinsichtlich der Peakform unter Verwendung der Standard-USP-Nachziehmethode (bzw. USP Tailing Method), Uwe D. Neue, HPLC Columns; Theory, Technology, and Practice, Wiley, New York, NY, 1997, worauf hiermit Bezug genommen wird. Die Säulen wurden während mehrerer Tage und mehrerer Injektionen überwacht, um die Leistungsstabilität zu bestimmen. Zum Abschluss des Tests wurde jede Säule geleert und das Gewicht des Sorbensmaterials wurde bestimmt, nachdem das Sorbens bei 70° C unter einem Vakuum von 29" Quecksilber getrocknet worden ist. Das finale Sorbensgewicht wurde für jede Säule durch das Säulenvolumen geteilt, um die tatsächliche Bettdichte (g/ccm) für jede Säule zu bestimmen. Interstitiale Verhältnisse für jede Säule wurden unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Methode berechnet. Tabelle 1 zeigt einen Vergleich des interstitialen Verhältnisses für jede Säule. Ein Wert für eine Säule mit keinem abstehenden Abschnitt (eine Säule herkömmlichen Designs) wurde mittels eines extrapolierten Säulenvolumens und einer extrapolierten Sorbensmasse berechnet. TABELLE 1
Das gemessene Sorbensporenvolumen unter Verwendung von Stickstoffsorptometrie = 0,43 ccm/g. Die gemessene Sorbensskelettdichte unter Verwendung von Heliumpyknometrie = 1,59 g/ccm.
5 zeigt die Veränderung des USP-Peaknachziehens für jede Säule bei aufeinanderfolgenden Säulentests. Die Ergebnisse für den ursprünglichen Test liefern üblicherweise schlechte Ergebnisse auf Grund der Säulenequilibrierungsprobleme und können daher vernachlässigt werden. Die Ergebnisse in 5 verdeutlichen, dass Säulen, die mit höheren Bettdichten gepackt sind, unter Verwendung längerer Einlassfiltervorsprünge bessere USP-Nachziehergebnisse sowie eine bessere Säulenstabilität als Säulen liefern, die mit einer geringeren Bettdichte gepackt sind.
Die nachstehende Tabelle 2 fasst die Veränderungen des USP-Nachziehens und der USP-Effizienz für jede gepackte Säule zusammen. TABELLE 2
ZUSAMMENFASSUNG
Vorrichtungen und Verfahren zum Vermindern der Säulenbettkompression über die Zeit werden beschrieben. Die Erfindung stellt eine verbesserte Säulenausgestaltung sowie ein Verfahren zum Kontrollieren der Bettdichte in einer chromatographischen Säule (10) unter Verwendung eines abstehenden Abschnitts (31) einer Filteranordnung (20) bereit. Die Erfindung führt zu einer höheren Sorbensbettdichte, als diese üblicherweise unter Verwendung einer Säule (10) herkömmlichen Designs mit feststehender Länge erreicht werden kann. Die Erfindung kann als eine einzelne Filteranordnung (20) oder als eine Säule (10), die auf die Applikation zugeschnitten ist, mit einer passenden Filteranordnung (20') verwirklicht werden.

Claims

Chromatographiesäule, umfassend: eine Säulenröhre mit einer Längsachse sowie einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei die Röhre eine Innenwand und eine Außenwand aufweist, und wobei die Röhre eine innere Kammer aufweist, eine Auslassfilteranordnung, die an das zweite Ende angebracht ist, wobei die Auslassfilteranordnung ein Gehäuse zum Anbringen an das zweite Ende aufweist sowie einen Filter und einen Fluidauslass, der in fluider Kommunikation mit dem Gehäuse steht, wobei ein erstes Säulensorbensbettvolumen durch die Röhre und die angebrachte Auslassfilteranordnung definiert ist, eine Einlassfilteranordnung, die an das erste Ende angebracht ist, wobei die Einlassfilteranordnung ein erstes Gehäuse zum Anbringen an das erste Ende aufweist, einen Filter und einen Fluideinlass, der in fluider Kommunikation mit dem ersten Gehäuse steht, sowie einen abstehenden Abschnitt, der sich von dem ersten Gehäuse in die innere Kammer erstreckt, wobei ein zweites Säulensorbensbettvolumen durch die Röhre definiert wird, die an die Auslassfilteranordnung und die Einlassfilteranordnung angebracht ist, und wobei das zweite Bettvolumen kleiner als das erste Bettvolumen ist, und ein Trennmedium, das innerhalb der inneren Kammer zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende enthalten ist.
Säule nach Anspruch 1, wobei die Säule ein vorbestimmtes interstitiales Verhältnis aufweist.
Säule nach Anspruch 2, wobei das interstitiale Verhältnis im Bereich zwischen ungefähr 0,26 bis ungefähr 0,47 liegt.
Säule nach Anspruch 1, wobei die Säulenröhre und die Filteranordnungen aus Glas, Kunststoff oder Metall bestehen.
Säule nach Anspruch 4, wobei das Metall eine Edelstahllegierung ist.
Säule nach Anspruch 1, wobei die Einlass- und die Auslassfilteranordnung an das erste und das zweite Ende jeweils unter Verwendung eines Klebstoffs, von Schweißen, eines Gewindes, von Hitzeabdichten oder einer Kombination davon angebracht sind.
Säule nach Anspruch 6, wobei die Einlassfilteranordnung und die Auslassfilteranordnungjeweils an das erste und das zweite Ende unter Verwendung einer mit einem Gewinde versehenen Kappe angebracht sind.
Säule nach Anspruch 1, wobei das Trennmedium eine quarzbasierte, polymerbasierte oder anorganische/organische Hybridzusammensetzung ist.
Säule nach Anspruch 1, wobei die Größe der Längsachse der Säulenröhre im Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr 1000 mm liegt.
Säule nach Anspruch 1, wobei die Säulenröhre einen Durchmesser von ungefähr 0,1 bis ungefähr 100 mm beträgt.
Säule nach Anspruch 1, wobei sich der abstehende Abschnitt in die innere Kammer ungefähr 0,5 bis ungefähr 100 mm weit erstreckt.
Säule nach Anspruch 11, wobei sich der abstehende Abschnitt in die innere Kammer ungefähr 0,5 bis 15 mm weit erstreckt.
Säule nach Anspruch 1, wobei die Einlassfilteranordnung ferner umfasst: eine Säulenoberflächenabdichtung, die in dem ersten Gehäuse angebracht ist, die in Umfangsrichtung um den abstehenden Abschnitt angeordnet ist und von diesem beabstandet ist, um die Säulenröhre in Eingriff zu nehmen, um die Kammer abzudichten, und einen porösen Einlassfilter, der in dem abstehenden Abschnitt angebracht ist und eine Seite des abstehenden Abschnitts ausbildet, der die innere Kammer aufspannt.
Säule nach Anspruch 13, wobei das erste Gehäuse eine Rille aufweist, die extern konzentrisch mit dem abstehenden Abschnitt zum Halten der Säulenoberflächenabdichtung verläuft.
Säule nach Anspruch 13, wobei die Einlassfilteranordnung ferner eine Wischerdichtung umfasst, die um den abstehenden Abschnitt radial auswärts von dem porösen Einlassfilter angeordnet ist, um die Innenwand in Eingriff zu nehmen, um das Trennmedium in der inneren Kammer während des Aufbaus der Einlassfilteranordnung zu beinhalten.
Säule nach Anspruch 15, wobei der abstehende Abschnitt eine Wand um eine Peripherie des abstehenden Abschnitts umfasst, die den porösen Einlassfilter enthält, wobei die Wischerdichtung außerhalb der Wand angeordnet ist.
Säule nach Anspruch 13, wobei die Säulenoberflächenabdichtung ein O-Ring ist.
Säule nach Anspruch 1, wobei ein poröser Einlassfilter den abstehenden Abschnitt ausbildet.
Säule nach Anspruch 1, wobei die Auslassfilteranordnung, die an das zweite Ende angebracht ist, eine komprimierende Auslassfilteranordnung ist, wobei die komprimierende Auslassfilteranordnung ein zweites Gehäuse zum Anbringen an das zweite Ende aufweist, einen Filter, einen Fluidauslass, der in fluider Kommunikation mit dem zweiten Gehäuse steht, sowie einen abstehenden Abschnitt, der sich von dem zweiten Gehäuse in die innere Kammer erstreckt, wobei das zweite Säulensorbensbettvolumen durch die Röhre definiert wird, die an die komprimierende Auslassfilteranordnung und die Einlassfilteranordnung angebracht ist, und wobei das zweite Bettvolumen kleiner als das erste Bettvolumen ist.
Verfahren zum Herstellen einer Chromatographiesäule, umfassend: Bereitstellen einer Säulenröhre, wobei die Säulenröhre ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei die Röhre eine Innenwand und eine Außenwand aufweist und wobei die Röhre eine innere Kammer aufweist, Anbringen einer Auslassfilteranordnung an das zweite Ende der Säulenröhre, wobei die Auslassfilteranordnung ein zweites Gehäuse zum Anbringen an das zweite Ende aufweist, einen Filter und einen Fluidauslass, der in fluider Kommunikation mit dem Gehäuse steht, wobei ein erstes Säulensorbensbettvolumen durch die Röhre und die angebrachte Auslassfilteranordnung definiert wird, Hinzufügen eines Trennmediums in die innere Kammer der Säulenröhre und Anbringen einer Einlassfilteranordnung an das erste Ende, wobei die Einlassfilteranordnung ein erstes Gehäuse zum Anbringen an das erste Ende aufweist, einen Fluideinlass, der in fluider Kommunikation mit dem ersten Gehäuse steht, einen Filter und einen abstehenden Abschnitt, der sich von dem ersten Gehäuse in die innere Kammer erstreckt, wobei ein zweites Säulensorbensbettvolumen durch die Röhre definiert wird, die an die Auslassfilteranordnung und die Einlassfilteranordnung angebracht ist und wobei das zweite Bettvolumen kleiner als das erste Bettvolumen ist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Schritte des Anbringens ein Kleben, ein Schweißen, ein Verbinden mit Gewinden, ein Hitzeabdichten oder eine Kombination davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Einlassfilteranordnung und die Auslassfilteranordnung unter Verwendung einer mit einem Gewinde versehenen Kappe an das erste Ende bzw. das zweite Ende angebracht sind.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt des Hinzufügens des Trennmediums einen Packapparat verwendet.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt des Hinzufügens des Trennmediums unter Druck durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Druck im Bereich von ungefähr 100 bis ungefähr 20000 PSI liegt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der abstehende Abschnitt sich ungefähr 0,5 bis ungefähr 100 mm weit in die innere Kammer erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei sich der abstehende Abschnitt ungefähr 0,5 bis ungefähr 15 mm weit in die innere Kammer erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt des Anbringens durch die folgenden Schritte ersetzt wird: Anpassen einer Einlassfilteranordnung an das erste Ende, wobei die Einlassfilteranordnung ein erstes Gehäuse zum Anbringen an das erste Ende aufweist, einen Filter, einen Fluideinlass, der in fluider Kommunikation mit dem ersten Gehäuse steht, sowie einen abstehenden Abschnitt, um sich von dem ersten Gehäuse in die innere Kammer zu erstrecken, Aufbringen von Druck, um den abstehenden Abschnitt vollständig in die innere Kammer einzubringen und das erste Gehäuse gegen das erste Ende zum Sitzen zu bringen, und Anbringen des sitzenden ersten Gehäuses an das erste Ende, wobei ein zweites Säulensorbensbettvolumen durch die Röhre definiert wird, die an die Auslassfilteranordnung und die Einlassfilteranordnung angebracht ist, und wobei das zweite Bettvolumen kleiner als das erste Bettvolumen ist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Einlassfilteranordnung ferner umfasst: eine Säulenoberflächenabdichtung, die in dem ersten Gehäuse angebracht ist, die in Umfangsrichtung um den abstehenden Abschnitt angeordnet ist und von diesem beabstandet ist, um die Säulenröhre in Eingriff zu nehmen, um die Kammer abzudichten, und einen porösen Einlassfilter, der in dem abstehenden Abschnitt angebracht ist und eine Seite des abstehenden Abschnitts ausbildet, der die innere Kammer aufspannt.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei das erste Gehäuse eine Rille aufweist, die extern konzentrisch mit dem abstehenden Abschnitt verläuft, um die Säulenoberflächenabdichtung zu halten.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei die Einlassfilteranordnung ferner eine Wischerdichtung umfasst, die um den abstehenden Abschnitt radial außerhalb des porösen Einlassfilters angeordnet ist, um die Innenwand in Eingriff zu nehmen, um das Trennmedium in der inneren Kammer während des Aufbaus der Einlassfilteranordnung zu beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei der abstehende Abschnitt eine Wand um eine Peripherie des abstehenden Abschnitts umfasst, die den porösen Einlassfilter enthält, wobei die Wischerdichtung außerhalb der Wand verläuft.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei die Säulenoberflächenabdichtung ein O-Ring ist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei ein poröser Einlassfilter den abstehenden Abschnitt ausbildet.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Auslassfilteranordnung, die an das zweite Ende angebracht ist, eine komprimierende Auslassfilteranordnung ist, wobei die komprimierende Auslassfilteranordnung ein zweites Gehäuse zum Anbringen an das zweite Ende aufweist, einen Filter, einen Fluidauslass, der in fluider Kommunikation mit dem zweiten Gehäuse steht, sowie einen abstehenden Abschnitt, der sich von dem zweiten Gehäuse in die innere Kammer erstreckt, wobei das zweite Säulensorbensbettvolumen durch die Röhre definiert wird, die an die komprimierende Auslassfilteranordnung und die Einlassfilteranordnung angebracht ist, und wobei das zweite Bettvolumen kleiner als das erste Bettvolumen ist.
Verfahren zum Durchführen einer chromatographischen Trennung von zwei oder mehr Analyten, die in einer Probe vorhanden sind, umfassend: (a) Bereitstellen einer chromatographischen Säule, wobei die Säule aufweist (i) eine Säulenröhre mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei die Röhre eine Innenwand und eine Außenwand aufweist und wobei die Röhre eine innere Kammer aufweist, (ii) eine Auslassfilteranordnung, die an das zweite Ende angebracht ist, wobei die Auslassfilteranordnung ein zweites Gehäuse zum Anbringen an das zweite Ende aufweist, einen Filter sowie einen Fluidauslass, der in fluider Kommunikation mit dem Gehäuse steht, wobei ein erstes Säulensorbensbettvolumen durch die Röhre sowie durch die angebrachte Auslassfilteranordnung definiert wird, (iii) eine Einlassfilteranordnung, die an das erste Ende angebracht ist, wobei die Einlassfilteranordnung ein erstes Gehäuse zum Anbringen an das erste Ende aufweist, einen Fluideinlass, der in fluider Kommunikation mit dem ersten Gehäuse steht, einen Filter sowie einen abstehenden Abschnitt, der sich von dem ersten Gehäuse in die innere Kammer erstreckt, wobei ein zweites Säulensorbensbettvolumen durch die Röhre definiert wird, die an die Auslassfilteranordnung und die Einlassfilteranord nung angebracht ist, und wobei das zweite Bettvolumen kleiner als das erste Bettvolumen ist, und (iv) ein Trennmedium, das innerhalb der inneren Kammer zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende enthalten ist, (b) Verabreichen der Probe an die Chromatographiesäule von (a) unter Bedingungen, die für die Durchführung einer chromatographischen Trennung geeignet sind, und (c) Verfolgen der chromatographischen Trennung unter Verwendung eines Detektionssystems.
Verfahren nach Anspruch 36, wobei sich der abstehende Abschnitt ungefähr 0,5 bis ungefähr 100 mm weit in die innere Kammer erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei sich der abstehende Abschnitt ungefähr 0,5 bis ungefähr 10 mm weit in die innere Kammer erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 36, wobei das Trennmedium ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Umkehrphasen-, Normalphasen-, Anionenaustausch-, Kationenaustausch-, Größenausschließungs- und Affinitätschromatographiemedium.
Verfahren nach Anspruch 36, wobei der Schritt des Verabreichens der Probe entweder nicht automatisiert oder automatisiert ist.
Verfahren nach Anspruch 36, wobei der Überwachungsschritt ein Detektionssystem verwendet, das aus der Gruppe von Detektionssystemen ausgewählt ist, die ultraviolett/sichtbare Absorption, Infrarot, Brechungsindex, Radioaktivität, Fluoreszenz, Massenspektrometrie, Verdampfungslichtstreuung und NMR verwenden.
Chromatographiesäule, umfassend: eine Säulenröhre mit einer Längsachse und einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei die Röhre eine Innenwand und eine Außenwand aufweist und wobei die Röhre eine innere Kammer und eine Aussparung an dem ersten Ende aufweist, um eine mittlere Hülse aufzunehmen, wobei die mittlere Hülse die Form eines Rings aufweist, der ein oberes Ende, ein unteres Ende, eine im Wesentlichen glatte Innenseite und eine Außenseite aufweist, die ausgestaltet ist, in der Aussparung verriegelt zu werden, wobei die Innenseite mit der Innenwand der Röhre ausgerichtet ist und das obere Ende im Wesentlichen mit dem ersten Ende der Säulenröhre abschließt, wenn die mittlere Hülse in der Aussparung installiert ist, eine Auslassfilteranordnung, die an das zweite Ende angebracht ist, wobei die Auslassfilteranordnung ein Gehäuse zum Anbringen an das zweite Ende aufweist, einen Filter sowie einen Fluidauslass, der in fluider Kommunikation mit dem Gehäuse steht, wobei ein erstes Säulensorbensbettvolumen durch die Röhre, die mittlere Hülse und die angebrachte Auslassfilteranordnung definiert wird, eine Einlassfilteranordnung, die an das erste Ende angebracht ist, wobei die Einlassfilteranordnung ein erstes Gehäuse zum Anbringen an das erste Ende aufweist, einen Fluideinlass, der in fluider Kommunikation mit dem ersten Gehäuse steht, einen Filter sowie einen abstehenden Abschnitt, der sich von dem ersten Gehäuse in die innere Kammer erstreckt, wobei ein zweites Säulensorbensbettvolumen durch die Röhre definiert wird, die an die Auslassfilteranordnung und die Einlassfilteranordnung angebracht ist, und wobei das zweite Bettvolumen kleiner als das erste Bettvolumen ist, und ein Trennmedium, das innerhalb der inneren Kammer zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende enthalten ist.
Chromatographiesäule nach Anspruch 42, wobei die Einlassfilteranordnung ferner eine Endabdichtung zum Abdichten der Säule einschließt, wenn die Einlassfilteranordnung angebracht ist.
Chromatographiesäule nach Anspruch 43, wobei das erste Gehäuse eine Rille aufweist, die extern konzentrisch mit dem abstehenden Abschnitt verläuft, um die Endabdichtung zu halten.
Chromatographiesäule nach Anspruch 44, wobei die Endabdichtung ein O-Ring ist.
Chromatographiesäule nach Anspruch 43, wobei die mittlere Hülse und der abstehende Abschnitt derart wechselwirken, das Trennmedium innerhalb der inneren Kammer zurückzuhalten, während der abstehende Abschnitt in der Röhre installiert wird.
Chromatographiesäule nach Anspruch 46, wobei die mittlere Hülse aus Polypropylen, Nylon oder Teflon besteht.
Chromatographiesäule nach Anspruch 46, wobei die mittlere Hülse inert ist.
Chromatographiesäule nach Anspruch 42, wobei die Säule ferner eine zweite Aussparung an dem zweiten Ende zur Aufnahme einer zweiten mittleren Hülse umfasst und wobei die Auslassfilteranordnung durch eine zweite Einlassfilteranordnung zum Komprimieren des Trennmediums sowohl von einem ersten als auch von einem zweiten Ende ersetzt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Chromatographiesäule, umfassend: Bereitstellen einer Säulenröhre, wobei die Säulenröhre ein erstes Ende, ein zweites Ende, eine Innenwand und eine Außenwand aufweist, wobei die Röhre eine Röhrenkammer aufweist und wobei die Röhre eine Aussparung aufweist, die in dem ersten Ende bereitgestellt ist, Befestigen einer mittleren Hülse mit einem oberen Ende, einem unteren Ende, einer im Wesentlichen glatten Innenseite sowie einer ausgestalteten Außenfläche in der Aussparung, wobei die Außenfläche an die Aussparung anstößt, wobei die Innenseite im Wesentlichen mit der Innenwand ausgerichtet und das obere Ende mit dem ersten Ende ausgerichtet ist, wobei die Röhre eine innere Kammer aufweist, wenn die mittlere Hülse eingebracht ist, Anbringen einer Auslassfilteranordnung an das zweite Ende der Säulenröhre, wobei die Auslassfilteranordnung ein zweites Gehäuse zum Anbringen an das zweite Ende aufweist und einen Fluidauslass, der in fluider Kommunikation mit dem Gehäuse steht, wobei ein erstes Säulensorbensbettvolumen durch die innere Kammer und die angebrachte Auslassfilteranordnung definiert wird, Hinzufügen eines Trennmediums in die innere Kammer der Säulenröhre, Einbringen einer Einlassfilteranordnung auf das erste Ende, wobei die Einlassfilteranordnung ein erstes Gehäuse zum Anbringen an das erste Ende aufweist, einen Fluideinlass, der in fluider Kommunikation mit dem ersten Gehäuse steht, sowie eine Endabdichtung, die an das erste Gehäuse angepasst ist, um mit dem ersten Ende der Röhre zusammenzupassen, sowie einen abstehenden Abschnitt, der sich von dem ersten Gehäuse in die innere Kammer erstreckt, wobei der abstehende Abschnitt mit der mittleren Hülse zusammenwirkt, um das Trennmedium in der Kammer zurückzuhalten, und Anbringen der eingebrachten Einlassfilteranordnung an das erste Ende, wobei ein zweites Säulensorbensbettvolumen durch die Röhre definiert wird, die an die Auslassfilteranordnung und die Einlassfilteranordnung angebracht ist, und wobei das zweite Bettvolumen kleiner als das erste Bettvolumen ist.
Verfahren nach Anspruch 50, wobei der Schritt des Hinzufügens von einem Packen des Trennmediums in der inneren Kammer gefolgt wird.
Verfahren nach Anspruch 50, wobei der Schritt des Hinzufügens von einem Hindurchleiten eines Fluids durch das Trennmedium gefolgt wird, um das Medium zu komprimieren.
Verfahren nach Anspruch 50, wobei Druck auf die Einlassfilteranordnung aufgebracht wird, um das Einbringen zu bewirken.