KR20100069657A

KR20100069657A - 크로마토그래피 칼럼용 밀폐 어셈블리

Info

Publication number: KR20100069657A
Application number: KR1020107006617A
Authority: KR
Inventors: 자섹 비에라우스키; 에릭 함마르스트란드; 토마스 아그렌
Original assignee: 지이 헬스케어 바이오-사이언시스 에이비
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2010-06-24
Also published as: CN101809342A; GB0718993D0; CN101809342B; US20100230340A1; WO2009041877A1; BRPI0816949B1; EP2193295B1; US8287737B2; JP5450422B2; EP2193295A1; BRPI0816949B8; EP2193295A4; KR101497743B1; CA2695699C; JP2010540926A; BRPI0816949A2; CA2695699A1

Abstract

본 발명은 크로마토그래피 칼럼에 사용하기 위한 밀폐 어셈블리 및 이러한 칼럼에 밀폐를 형성하는 방법에 관한 것이다. 이 어셈블리는 낮은 마찰 계수를 가지는 물질로 이루어진 밀폐 요소 및 그와 협동 작용하는 별개의 탄력성 부재를 포함한다. 제공된 밀폐는 +2℃ 내지 +30 ℃의 온도 범위에서 안정하다.

Description

크로마토그래피 칼럼용 밀폐 어셈블리{SEALING ASSEMBLY FOR A CHROMATOGRAPHY COLUMN}

본 발명은 크로마토그래피 칼럼용 밀폐재에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 어댑터가 정지해 있거나 또는 움직일 때 어댑터와 칼럼 내벽 사이에 개선된 밀폐를 제공한다. 또한, 본 발명은 칼럼 벽의 옆면으로부터 입자상 매질의 제거를 가능하게 한다.

크로마토그래피 칼럼은 화학적 및 생물학적 화합물의 분리, 정제 및 단리 수단을 제공한다. 이 작업에 이용되는 칼럼의 크기 및 유형은 전형적으로 문제의 공정의 규모에 의존하며, 작은 유리 또는 플라스틱 벽 칼럼은 연구 목적에 이용되고, 한편, 큰 금속 칼럼은 산업적 공정에 이용된다. 예를 들어, 크로마토그래피 칼럼은 제조 공정에서 공정 액체를 정제하고 이러한 액체로부터 관심 물질을 분리하는 데 이용될 수 있고; 전형적 예는 생물학적 생성물과 함께 정밀화학 물질 및 제약 물질의 대규모 분취 정제를 포함한다.

본 발명은 유리/플라스틱 벽 크로마토그래피 칼럼 및 더 큰 금속 벽 크로마토그래피 칼럼 둘 모두에 관한 것이지만, 산업적 규모의 크로마토그래피 칼럼 제조에 특히 유용하다.

산업적 규모의 크로마토그래피 칼럼은 전형적으로 관의 공동(cavity) 내에 위치하는 매질층에 완충제 및 분리될 물질을 분배하는 액체 투입구를 상부 말단에, 물질 및 완충제를 수집하기 위한 액체 수집 시스템을 하부 말단에 포함하는 축방향 수직형 중공 관형 하우징을 포함한다. 완충제 유체 및/또는 분리 정제될 물질이 투과하는 입자상 크로마토그래피 매질 또는 층이 액체 투입구와 수집 시스템 사이에 위치한다.

전형적으로, 어댑터 어셈블리는 관형 하우징의 상부 말단에 부착되고, 베이스 어셈블리는 하부 말단에 부착되며, 이 경우 하부 플랜지에 베이스 어셈블리가 볼트로 조여진다. 이들 각 어셈블리는 전형적으로 강한 배판(backing plate) 및 분배판을 포함하고, 분배판은 추가로 층 지지체를 지지하며; 층 지지체는 입자상 매질의 층을 보유하면서 한편으로는 공정 액체가 크로마토그래피 층 공간 또는 공동 안과 밖으로 흐를 수 있게 하는 메쉬, 스크린, 필터, 소결체 또는 다른 유체 투과성 매질 보유 물질의 층이다. 층 높이 및 층 압축의 조정성 및 조절을 제공하기 위해, 어댑터 어셈블리는 전형적으로 칼럼 관 내부에 피스톤 또는 슬라이딩 어댑터 형태로 제조된다. 전형적으로 밸브 또는 노즐을 통해 칼럼에 층 매질을 충전한 후, 어댑터를 관의 하부 쪽으로 강제로 밀어서 매질 층을 압축하거나 또는 가압할 수 있다. 일반적으로, 베이스 어셈블리는 칼럼 튜브의 하부 플랜지에 볼트로 조여진 고정 구조물이지만, 몇몇 경우에서는, 또한 이동식으로 슬라이딩가능한 피스톤 또는 어댑터 형태일 수 있다.

베이스 어셈블리의 배판은 일반적으로 칼럼의 지지체로서 작용하고, 그 자체는 다리, 또는 베이스 어셈블리 아래로 돌출한 토출 배관의 청소를 허용하는 일부 다른 스탠드 배열 상에 지지된다.

실험실 규모 및 산업적 규모 크로마토그래피 칼럼의 사용시 종종 직면하는 한 가지 문제는 층 공간 또는 공동으로부터 어댑터 또는 피스톤을 지나서 액체, 예를 들어 완충제 또는 이동상, 또는 입자상 매질 물질이 누출되는 것이다. 이러한 누출을 방지하기 위해 밀폐재, 예를 들어 O-링이 흔히 이용되지만, 이것은 마모 및 부적절한 밀폐 때문에 작업 조건 하에서 제대로 작동하지 못하는 경향이 있다. 이로 인해 발생하는 누출은 액체 손실 때문에 불량한 크로마토그래피 성능을 초래할 수 있고 또한 O-링과 어댑터 벽 사이의 무용공간에 액체가 모이는 경우에 세균 오염을 초래할 수 있다.

미국 특허 5,671,928은 양호한 탈리성 및 밀폐 성능을 제공하고 밀폐가 이루어졌는지를 시각적으로 점검할 수 있게 하고 증가된 크로마토그래피 효율을 제공하고 세균 성장의 실질적 감소를 제공한다고 주장된 작은 유리 또는 플라스틱 벽 칼럼용 밀폐재를 기술한다. 그러나, 미국 특허 5,671,928에 게재된 밀폐재는 마모를 감소시키기 위해 마찰 감소 중합체, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌을 이용한 코팅을 요구하는 탄력성 밀폐재 물질, 예를 들어 고무로부터 제조된다. 이러한 코팅은 적용하기가 어렵고 사실상 영구적이지 않은 경향이 있다. 게다가, 이 문헌에 기술된 밀폐재는 압력 증가가 밀폐력을 증가시키는 한에서 자기 보상형이다. 이러한 디자인은 이로 인한 증가된 마찰 및 마모 때문에 문제를 일으킬 수 있다.

따라서, 정상 충전 및 작업 압력 하에서 높은 수준의 크로마토그래피 성능을 유지하기 위해 크로마토그래피 칼럼에 사용하기 위한 개선된 밀폐재를 제공하는 것이 필요하다. 바람직하게는, 밀폐재는 칼럼 내벽 제조시 높은 수준의 내성의 필요성을 제거하기 위해 일련의 칼럼에 사용하기에 충분할 정도의 유연성이 있어야 한다. 층 공간으로부터 어댑터 또는 피스톤을 지나서 완충제 또는 액체가 누출되는 것을 방지함으로써 미생물 오염을 감소시키는 것 이외에 추가로, 이러한 밀폐재는 바람직하게는 충전 과정을 돕고 추가로 누출 위험을 감소시키기 위해 칼럼 내벽으로부터 입자상 매질을 청정화하고, 제거하고 압축할 수 있어야 한다. 게다가, 밀폐재는 크로마토그래피 칼럼 작업에 요구되는 온도 범위에서 안정해야 한다.

발명의 요약

본 발명의 제 1 양상에서, 어댑터와 실린더 하우징의 실린더 내표면 사이에 위치하는 밀폐 어셈블리에 의해 크로마토그래피 칼럼 내에 어댑터와 실린더 하우징의 실린더 내표면 사이에 밀폐를 형성하는 방법으로서,

상기 어셈블리가 낮은 마찰 계수를 가지는 물질로 이루어진 밀폐 요소 및 그와 협동 작용하는 별개의 탄력성 부재를 포함하고,

상기 밀폐 요소가 서로 반대쪽에 있는 제 1 면 및 제 2 면을 포함하고 제 1 면이 밀폐 표면을 포함하고 제 2 면이 압축 표면을 포함하고,

상기 탄력성 부재가 밀폐 요소의 압축 표면에 힘을 가하여 밀폐 표면과 실린더 표면 사이에 밀폐를 형성하는,

어댑터와 실린더 하우징의 실린더 내표면 사이에 위치하는 밀폐 어셈블리에 의해 크로마토그래피 칼럼 내에 어댑터와 실린더 하우징의 실린더 내표면 사이에 밀폐를 형성하는 방법이 제공된다.

바람직하게는, 밀폐 요소는 0.5 내지 2.0의 범위의 마찰 계수를 가지는 물질로 이루어진다. 일부 형태의 ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌) 및 고무 같은 물질이 이 범위에서 가치를 가진다. 더 바람직하게는, 밀폐 요소의 물질은 0.2 내지 0.5의 범위의 마찰 계수를 가진다. 많은 플라스틱 물질, 예를 들어 일부 형태의 ABS, PEEK(폴리에테르에테르케톤), PA(폴리아미드) 및 PC(폴리카르보네이트)가 이 범위에서 가치를 가진다. 가장 바람직하게는, 밀폐 요소는 0.001 내지 0.2의 범위의 마찰 계수를 가지는 물질로 이루어진다. UHMWPE(초고분자량 폴리에틸렌)은 0.13 내지 0.2의 범위의 마찰 계수를 가지고(www.lehhighvalleyplastics.com), 한편, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)은 0.05 내지 0.13 범위의 마찰 계수를 가진다(www.dotmar.com.au; www.torayfluorofibers.com).

바람직하게는, 밀폐 요소는 제 1 다리 및 제 2 다리를 포함하고, 제 1 다리는 서로 반대쪽에 있는 제 1 면 및 제 2 면을 포함하고, 제 1 면은 융기된 전연부 및 융기된 후연부를 포함하는 밀폐 표면이고, 제 2 면은 압축 표면을 포함하고, 제 2 다리는 압축 표면을 포함하고; 여기서, 탄력성 부재가 상기 밀폐 요소의 압축 표면에 힘을 가하여 상기 융기된 전연부 및 후연부와 상기 실린더 표면 사이에 밀폐를 형성한다. 이 구성은 당업계의 통상의 밀폐재에 비해 탁월한 밀폐를 달성하고 또한 개선된 매질 청정화 성질을 제공한다.

바람직하게는, 어셈블리는 실린더 표면의 축방향 축을 따라서 이동가능하고, 따라서 동적 밀폐를 형성한다.

적당하게는, 밀폐 요소는 L-모양이다. 다른 모양, 예를 들어 U-모양도 또한 가능하다.

적당하게는, 밀폐 요소의 제 1 다리 및 제 2 다리의 압축 표면이 그들의 교차 지점에서 만입되어 가한 힘을 실린더 표면 상에서 융기된 전연부 및 후연부에 최대화하고/하거나 집중시킨다. 이것은 연부와 표면 사이에 얻어지는 밀폐의 강도를 개선한다.

바람직하게는, 밀폐 요소의 제 1 다리 및 제 2 다리의 압축 표면이 상기 만 입부에 대해서 기울어서 탄력성 부재가 가한 힘을 실린더 표면 상에서 융기된 전연부 및 후연부에 최대화하고/하거나 집중시킨다. 이것은 연부와 표면 사이에 얻어지는 밀폐의 강도를 개선한다.

바람직하게는, 밀폐 요소는 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)으로 이루어진다.

바람직하게는, 탄력성 부재는 O-링이다. 더 바람직하게는, 탄력성 부재는 플루오로엘라스토머 또는 EPDM 고무로 이루어진 O-링이다.

적당하게는, 밀폐 표면과 실린더 표면 사이에 형성되는 밀폐의 강도는 어댑터에 적용되는 압력과 무관하다.

바람직하게는, 밀폐는 +2 ℃ 내지 +36 ℃의 온도 범위에서 안정하다. 더 바람직하게는, 밀폐는 +4 ℃ 내지 +30 ℃의 온도 범위에서 안정하다.

바람직하게는, 밀폐는 -0.8 bar 내지 +20.0 bar의 압력 범위에서 안정하다. 더 바람직하게는, 밀폐는 -0.5 bar 내지 +5.7 bar의 압력 범위에서 안정하다.

본 발명의 제 2 양상에 따르면, 어댑터와 실린더 하우징의 실린더 내표면 사이를 밀폐하기 위한 크로마토그래피 칼럼용 밀폐 어셈블리로서,

상기 밀폐 요소가 제 1 다리 및 제 2 다리를 포함하고, 제 1 다리가 서로 반대쪽에 있는 제 1 면 및 제 2 면을 포함하고 제 1 면이 융기된 전연부 및 융기된 후연부를 포함하는 밀폐 표면이고 제 2 면이 압축 표면을 포함하고 제 2 다리가 압축 표면을 포함하고,

상기 탄력성 부재가 밀폐 요소의 압축 표면에 힘을 가하여 융기된 전연부 및 융기된 후연부와 실린더 표면 사이에 밀폐를 형성하는,

어댑터와 실린더 하우징의 실린더 내표면 사이를 밀폐하기 위한 크로마토그래피 칼럼용 밀폐 어셈블리가 제공된다.

바람직하게는, 밀폐 요소는 L-모양이다. 다른 모양, 예를 들어 U-모양도 또한 가능하다.

바람직하게는, 밀폐 요소의 제 1 다리 및 제 2 다리의 압축 표면이 그들의 교차 지점에서 만입되어 가한 힘을 실린더 표면 상에서 융기된 전연부 및 후연부에 최대화하고/하거나 집중시킨다. 이것은 연부와 표면 사이에 얻어지는 밀폐의 강도를 개선한다.

바람직하게는, 밀폐 요소의 제 1 다리 및 제 2 다리의 압축 표면이 상기 만입부에 대해서 기울어서 탄력성 부재가 가한 힘을 실린더 표면 상에서 융기된 전연부 및 후연부에 최대화하고/하거나 집중시킨다. 이것은 연부와 표면 사이에 얻어지는 밀폐의 강도를 개선한다.

바람직하게는, 융기된 전연부 및 후연부와 실린더 표면 사이에 형성되는 밀폐의 강도는 어댑터에 적용되는 압력과 무관하다.

바람직하게는, 이렇게 형성된 밀폐는 +2 ℃ 내지 +36 ℃의 온도 범위에서 안정하다. 더 바람직하게는, 밀폐는 +4 ℃ 내지 +30 ℃의 온도 범위에서 안정하다.

본 발명의 제 3의 양상에 따르면, 실린더 내표면을 가지는 실린더 하우징, 하우징 내의 어댑터, 및 어댑터와 실린더 내표면 사이에 밀폐를 형성하기 위한 밀폐 어셈블리를 포함하는 크로마토그래피 칼럼으로서,

상기 어셈블리가 낮은 마찰 계수를 가지는 물질로 이루어진 밀폐 요소 및 그와 협동 작용하는 탄력성 부재를 포함하고,

실린더 내표면을 가지는 실린더 하우징, 하우징 내의 어댑터, 및 어댑터와 실린더 내표면 사이에 밀폐를 형성하기 위한 밀폐 어셈블리를 포함하는 크로마토그래피 칼럼이 제공된다.

바람직하게는, 칼럼은 상기한 바와 같은 밀폐 어셈블리를 포함한다.

본 발명의 제 4 양상으로, 상기한 바와 같은 밀폐 어셈블리를 포함하는 칼럼을 소독제로 처리한 후 소독제를 중화하는 것을 포함하는 크로마토그래피 칼럼 소독 방법이 제공된다. 적당한 소독제의 예는 산, 염기 및 항미생물성 화학물질을 포함한다. 적당한 농도(예: 1 M)의 염기, 예를 들어 수산화나트륨이 소독제로서 특히 적당하다. 적당한 중화제는 물, 산 및 염기를 포함한다.

본원에 기술된 동적 밀폐는 다회용(예: 고정형) 기기 및 일회용 기기 뿐만 아니라 이러한 두 기기 사이의 연결을 포함하는 폭넓고 다양한 응용에 유용해야 한다. 가능한 용도는 예를 들어 폐기물 처리, 생물 의약 제조, 세포 은행, 세포 치료 및 연구와 관련된 응용에서 마크로 분자 및 다른 나노미터 규모 콜로이드 뿐만 아니라 마이크로미터 규모 콜로이드, 예를 들어 세균 세포, 바이러스 입자 및 진핵 세포를 가공하기 위한 크로마토그래피, 원심분리, 여과, 침강, 전기 영동 및 다른 분취 및 분석 규모 기기를 포함한다.

O-링과 밀폐 요소의 협동 작용을 허용하는 상이한 모양을 가지는 것들을 포함하는 본 발명의 밀폐 어셈블리의 다른 변형도 가능하다는 것이 이해될 것이다. 이러한 한 예는 O-링이 삽입될 수 있는 3 개의 다리를 가지는 U-모양 밀폐 요소이고, 전체 어셈블리가 어댑터 및 실린더 칼럼 벽에 인접하는 적당한 눌림쇠 또는 우묵한 곳에 끼워 맞춰지고; 이러한 구성에서, O-링은 밀폐 요소의 다리들 중 2 개 이상을 압축하여 밀폐 요소를 우묵한 곳 내의 적소에 맞물려서 움직이지 않게 하고 밀폐 요소의 밀폐 표면을 칼럼 벽에 맞대어 강제로 밀어서 그 사이에 밀폐를 형성한다.

본 발명을 다음 도면을 참고로 더 예시한다.
도 1은 칼럼 내에서 누출을 감소시키기 위해 종래 기술에서 사용되는 O-링을 보여주는 크로마토그래피 칼럼의 내벽에 인접한 어댑터의 단면도이다.
도 2a 및 2b는 본 발명에 따르는 밀폐 어셈블리의 실시태양이 구비된 실험실 규모 칼럼을 도해한 것이다. 도 2a는 칼럼의 주요 특징을 나타내고, 한편, 도 2b의 삽입도 C는 밀폐 어셈블리를 상세히 나타낸다.
도 3a 및 3b는 산업적 규모 크로마토그래피 칼럼에 전형적으로 사용되는 본 발명의 상이한 실시태양을 도시한 것이다. 도 3a 및 도 3b는 각각 밀폐 어셈블리의 정지 상태 및 활성(압축) 상태를 나타낸다.
도 4는 밀폐 어셈블리가 활성(압축) 상태일 때 도 3의 밀폐 어셈블리의 밀폐 요소의 저응력 영역부터 고응력 영역까지를 도시하는 응력도이다.

발명의 상세한 설명

O-링은 크로마토그래피 칼럼 내의 밀폐재로 흔히 이용된다. 도 1의 단면도에는 어댑터 (2)와 크로마토그래피 칼럼 (10)의 내표면 (4)를 가지는 실린더 벽 (3) 사이에 밀폐를 형성하는 O-링 (1)이 도시되어 있다. O-링의 코어 (5)는 실리콘으로 이루어지지만, 다른 적당한 탄력성 엘라스토머성 물질, 예를 들어 비톤(등록상표)(Viton®)(www.dupontelastomers.com)으로 제조될 수 있고, 적당한 마찰 감소 중합체, 예를 들어 테플론(등록상표)FEP(Teflon®FEP)(www.dupont.com)의 코팅 (6)으로 캡슐화된다. 칼럼 (10)의 벽 (3)은 유리, 플라스틱 또는 적당한 금속, 예를 들어 스테인리스 스틸로 제조될 수 있다.

테플론(등록상표)FEP(Teflon®FEP) 코팅 (6)으로 캡슐화된 실리콘 코어 (5)를 가지는 O-링 (1)을 이용한 시험은 표준 칼럼 작업 조건 하에서 높은 수준의 압력 강하를 나타내고, 몇몇 경우에서는 2 시간에 걸쳐서 15% 이하의 압력 강하가 관찰된다. 비교해 보면, 본 발명의 밀폐 어셈블리는 훨씬 더 단단한 밀폐를 형성하여 동일한 작업 조건 및 시간 하에서 0.25 내지 1 %의 범위의 압력 강하가 관찰된다.

테플론(등록상표)FEP로 캡슐화된 O-링을 이용한 경우에 관찰된 유의한 압력 강하는 쉽게 닳아서 칼럼 내에 FEP 축적을 초래하는 불소화 에틸렌 프로필렌 수지의 마모 성질 때문일 수 있다. 또한, 중합체는 플라스틱/아크릴 칼럼 벽을 마모시킬 수 있고, 이것은 긁힘을 일으켜서 밀폐 성질을 감소시킨다. 게다가, 테플론(등록상표)FEP로 캡슐화된 O-링을 이용하여 얻은 밀폐는 온도에 따라서 달라지고, 그 이유는 아마도 밀폐재가 그 자신을 환경에 맞게 형상화하려고 한다는 점에서 밀폐재가 압축 영구 변형에 민감하기 때문일 것이다. 게다가, O-링의 모양은 그 자체가 벽 표면을 마모함을 입증할 수 있는 매질 입자를 칼럼 벽으로부터 제거하는 데 부적당하다는 것을 발견하였다.

도 2는 본 발명의 밀폐 어셈블리(도 2b에 나타낸 삽입도 C)의 위치 및 구성을 나타내는 실험실 규모 크로마토그래피 칼럼의 단면도(도 2a)이다. 본 발명은 작은 칼럼과 관련해서 기술하지만, 당업계 숙련자는 더 큰 산업적 규모 칼럼에 이용하는 데에 동일 원리가 적용된다는 것을 이해할 것이다.

칼럼 (110)은 망 (108)(이것은 보유 고리(예: 부호 (107)에 부착되어 어댑터 (102) 및 하판 (113)에 체결되는 2 개의 층 지지체 (112)를 형성함)와 함께 크로마토그래피 매질 층을 위한 매질 챔버 또는 공동 (114)의 경계를 정하는 실린더 내표면 (104)를 가지는 실린더 하우징 (103)(또는 벽 또는 관)을 포함한다. 하우징 (103)은 유리 또는 적당한 플라스틱, 예를 들어 아크릴레이트 기반 중합체로 제조되고, 상부 플랜지 (115) 및 하부 플랜지 (116) 및 연장 막대 (118)에 의해 지지된다. 금속 하우징 (103), 예를 들어 스테인리스 스틸을 가지는 칼럼도 또한 이용할 수 있다(특히, 더 큰 칼럼, 예를 들어 산업적 규모 칼럼에 이용할 수 있음). 크로마토그래피 매질 층이 수력학적 챔버 (120)에 의해 구동되는 이동가능 어댑터 (102)에 의해 충전된다. 밸브 (122) 및 (124)가 칼럼으로부터 액체/매질 및 공기 유입/배출을 조절한다. 크로마토그래피 분리될 시료를 함유하는 액체 또는 완충제가 출입구 (126)에서 칼럼에 첨가되고, 튜빙 (128)을 통해 흘러서, 매질 챔버 (114)에 들어가고, 이 챔버에서 크로마토그래피 분리되어 수집구 (129)에서 칼럼을 빠져나간다. 또, 당업계 숙련자는 크로마토그래피 분리를 반대 방향으로 달성하는 것이 가능하며 시료가 수집구 (129)에서 챔버 (114)에 첨가되고 여기서 분리가 일어난 후 시료가 튜빙 (128)을 통해 흘러서 출입구 (126)에서 수집된다는 것을 이해할 것이다.

본 발명의 밀폐 어셈블리의 구성을 삽입도 C(도 2b)에서 상세히 볼 수 있다. 어셈블리는 어댑터 배판 (102), 층 보유 링 (107)(이것은 네트 (108)에 부착됨) 및 밀폐 요소 (130)에 인접하여 위치하는 O-링 (101)을 포함한다. 체결구 (109)는 어댑터 배판 (102)를 층 보유 링 (107) 및 네트 (108)에 고정시킨다. O-링 (101)이 압축될 때, 그것은 밀폐 요소 (130)의 압축면에 압력을 가하고, 이렇게 함으로써 요소 (130)의 밀폐면(연부 (137)/(138))을 실린더 하우징 (103)의 내표면 (104)에 맞대어 눌러서 밀폐를 형성한다.

본 발명의 밀폐 요소와 유사한 밀폐 요소는 레팩-에스(Repack-S)(Zl du Bois Bernoux - F71290 CUISERY France(www.repack-s.com))로부터 입수가능하다. 본 발명의 밀폐재의 실시태양은 여러 가지 면에서 레팩-에스로부터 상업적으로 입수가능한 것과 상이하고; 따라서, 예를 들어, 하우징의 내표면과의 밀폐를 향상시키기 위해 전연부 (137)을 매우 매끈하게 만들었고, 한편, 매질 긁음 성질을 개선하고 매질 누출을 피하기 위해 연부 (137')을 뾰족하게 만들었다.

본 발명의 밀폐 어셈블리의 다른 한 실시태양이 도 3a 및 3b에 나타나 있다. 도 3a는 어셈블리가 정지 위치에 있는 것을 나타내고, 한편, 도 3b에서는 어셈블리가 활성 위치에 있고, 이 위치에서는 밀폐 표면이 벽의 내부에 맞대어 있다.

밀폐 어셈블리는 O-링 (201) 및 밀폐 요소 (230)으로 이루어지고, 어댑터 분배판 (202), 하우징 (203)의 내벽 (204) 및 어댑터의 층 보유 링 (207)(여기서는, 망 (208)에 용접됨)의 사이에 있는 우묵한 곳에 위치한다. 도 3a에서는, 밀폐 요소 (230)이 칼럼의 내벽 (204)와 접촉하지 않기 때문에, 밀폐 어셈블리가 이완 상태에 있다. O-링 (201)은 탄력성 물질, 예를 들어 불소화 엘라스토머(예: FKM) 또는 EPDM 고무로 제조되고, 밀폐 요소는 극도로 내구성이고 낮은 마찰 계수를 가지는 물질, 예를 들어 UHMWPE(Ultra High Molecular Weight Polyethylene)로 이루어진다. 칼럼의 마모 및 요소의 마멸을 피하기 위해 내구성이 중요하다.

밀폐 요소 (230)은 L-모양이고, 2 개의 다리 또는 팔 (232)/(234)로 이루어지고, 각 다리는 O-링 (201)에 인접하는 압축 표면 (235)/(236)을 가지고, 하나의 다리 (232)는 반대쪽에 밀폐 표면 (233)을 가지고, 이 밀폐 표면은 융기된 전연부 (237) 및 융기된 후연부 (238)을 가진다. 압축 표면 (235) 및 (236)에서 O-링 (201)과 밀폐 요소 (230) 사이, 및 챔퍼 (240)에 인접하는 O-링 (201)과 층 보유 링 (207) 사이에도 밀폐가 형성된다. 융기된 전연부 (237) 및 후연부 (238) 사이의 밀폐 표면 (233)의 영역이 우묵하게 들어감으로써(231) 밀폐 표면이 구부러져 공차를 대처하는 것을 가능하게 한다. 다리 (232)/(234)의 교차 지점이 만입되어(239), 각 다리의 압축면이 만입부에 대해 기울어진다. 만입부 (239) 및 각 압축 표면 (235)/(236) 상의 기울어진 면의 목적은 탄력성 부재 (201)이 가한 힘을 실린더 표면 (204) 상에서 융기된 전연부 (237) 및 후연부 (238)에 집중시키고/시키거나 최대화하여 강한 밀폐를 제공하기 위한 것이다. 정지 위치에서, O-링 (201)은 밀폐 요소 (230)의 다리 (234)를 분배판 (202)에 맞대어 밀어서 그것을 적소에서 움직이지 않게 고정한다. 이 때문에 약 -0.5 bar의 부압에 의해 칼럼을 충전시키는 것이 가능하다(예: 칼럼 하부로부터 매질을 빨아들임). 밀폐재는 약 -0.8 bar 내지 약 +20.0 bar의 압력 및 +2 ℃ 내지 +36 ℃의 온도에서 작동하도록 설계된다. 바람직하게는, 밀폐재는 -0.5 bar 내지 +5.7 bar의 압력에서 +4 ℃ 내지 +30 ℃의 온도에서 작동하는 칼럼에 사용된다.

어댑터가 칼럼 아래로 이동할 때, 밀폐 요소 (230)은 칼럼의 실린더 벽 (204)와 접촉한다(도 3b). 이로 인해 O-링 (201)이 압축되고 O-링이 탄력성이기 때문에 밀폐 요소 (230)의 압축 표면 (235)/(236)에 힘을 가한다. 밀폐 요소 (230)의 표면 (235)/(236) 및 만입부 (239)는 가한 힘이 융기된 전연부 (237) 및 후연부 (238)에 집중됨으로써 칼럼 하우징 (203)의 실린더 표면 (204)와 단단한 밀폐를 형성하도록 설계된다. 어댑터의 층 보유 링 (207)의 하면의 챔퍼 (240)은 O-링 (201)과 보유 링 (207) 사이의 밀폐를 증진시킨다.

도 4는 도 3b의 밀폐 어셈블리의 밀폐 요소 (330)의 저응력 영역부터 고응력 영역까지를 도시한 응력도를 나타낸다 (즉, 밀폐 요소가 활성 또는 압축 상태일 때). 응력 영역은 ANSYS 분석 프로그램(ANSYS, Inc.; www.ansys.com)을 이용하여 결정하였다. 최대 응력(도면에서 가장 어두운 색 영역으로 보임)은 밀폐 표면 (333)의 융기된 전연부 (337) 및 후연부 (338)에서 발생하고, 이렇게 함으로써 하우징 (303)의 실린더 표면 (304)와 단단한 밀폐를 형성한다. 밀폐 요소 (330)은 만입부 (339) 및 만입부 (339)에 대한 압축 표면 (335)/(336)의 기울어짐에 의해 O-링 (301)이 가한 힘을 연부 (337)/(338)에 집중시키도록 설계되어 있다.

크로마토그래피 칼럼 내의 미생물 성장은 크로마토그래피 성능 및 오염의 면에서 문제를 초래할 수 있고, 극한 경우에는 고가 분석물 손실을 초래할 수 있다. 불량한 밀폐재는 "포켓"(pocket) 형성을 허용하여 칼럼 작업 동안에 개방되고 폐쇄되는데, 개방되면 미생물이 밀폐재 뒤에 들어가서 성장하는 것이 허용되지만 그 다음에 폐쇄되면 칼럼 소독을 위해 이용되는 화학 멸균제가 미생물에 이르지 못해서 미생물을 사멸시키지 못한다. 따라서, 본 발명의 밀폐 어셈블리가 세균을 가둔 후 세균이 증식하고 멸균제 소독을 피할 수 있는지의 여부를 결정하기 위해 시험을 수행하였다. 수행한 두 시험 중 어느 시험에서도 집락 형성 미생물이 어느 시료 채취 위치에서도 발견되지 않았다. 따라서, 본 발명의 밀폐 어셈블리는 멸균제, 예를 들어 수산화나트륨 및 다른 적당한 항미생물제 및 화학물질에 의한 소독을 가능하게 한다.

Claims

어댑터와 실린더 하우징의 실린더 내표면 사이에 위치하는 밀폐 어셈블리에 의해 크로마토그래피 칼럼 내에 어댑터와 실린더 하우징의 실린더 내표면 사이에 밀폐를 형성하는 방법으로서,
상기 어셈블리가 낮은 마찰 계수를 가지는 물질로 이루어진 밀폐 요소 및 그와 협동 작용하는 별개의 탄력성 부재를 포함하고,
상기 밀폐 요소가 서로 반대쪽에 있는 제 1 면 및 제 2 면을 포함하고 상기 제 1 면이 밀폐 표면을 포함하고 상기 제 2 면이 압축 표면을 포함하고,
상기 탄력성 부재가 상기 밀폐 요소의 압축 표면에 힘을 가하여 상기 밀폐 표면과 상기 실린더 표면 사이에 밀폐를 형성하는,
어댑터와 실린더 하우징의 실린더 내표면 사이에 위치하는 밀폐 어셈블리에 의해 크로마토그래피 칼럼 내에 어댑터와 실린더 하우징의 실린더 내표면 사이에 밀폐를 형성하는 방법.
제 1 항에 있어서, 밀폐 요소가 제 1 다리 및 제 2 다리를 포함하고, 상기 제 1 다리가 서로 반대쪽에 있는 제 1 면 및 제 2 면을 포함하고, 상기 제 1 면이 융기된 전연부 및 융기된 후연부를 포함하는 밀폐 표면이고, 상기 제 2 면이 압축 표면을 포함하고, 상기 제 2 다리가 압축 표면을 포함하고, 탄력성 부재가 상기 밀폐 요소의 압축 표면에 대해 힘을 가하여 상기 융기된 전연부 및 후연부와 상기 실린더 표면 사이에 밀폐를 형성하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 어셈블리가 실린더 표면의 축방향 축을 따라서 이동가능한 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐 요소가 L-모양인 방법.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐 요소의 제 1 다리 및 제 2 다리의 압축 표면이 그들의 교차 지점에서 만입되어 가한 힘을 실린더 표면 상에서 융기된 전연부 및 후연부에 최대화하고/하거나 집중시키는 방법.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐 요소의 제 1 다리 및 제 2 다리의 압축 표면이 상기 만입부에 대해 기울어서 탄력성 부재가 가한 힘을 실린더 표면 상에서 융기된 전연부 및 후연부에 최대화하고/하거나 집중시키는 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐 요소가 초고분자량 폴리에틸렌으로 이루어지는 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 탄력성 부재가 O-링인 방법.
제 8 항에 있어서, 탄력성 부재가 플루오로엘라스토머 또는 EPDM 고무로 이루어진 O-링인 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐 표면과 실린더 표면 사이에 형성된 밀폐의 강도가 어댑터에 적용되는 압력과 무관한 방법.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐가 +2 ℃ 내지 +36 ℃의 온도 범위에서 안정한 방법.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐가 -0.8 bar 내지 +20.0 bar의 압력 범위에서 안정한 방법.
어댑터와 실린더 하우징의 실린더 내표면 사이를 밀폐하기 위한 크로마토그래피 칼럼용 밀폐 어셈블리로서,
상기 어셈블리가 낮은 마찰 계수를 가지는 물질로 이루어진 밀폐 요소 및 그와 협동 작용하는 별개의 탄력성 부재를 포함하고,
상기 밀폐 요소가 제 1 다리 및 제 2 다리를 포함하고 상기 제 1 다리가 서로 반대쪽에 있는 제 1 면 및 제 2 면을 포함하고 상기 제 1 면이 융기된 전연부 및 융기된 후연부를 포함하는 밀폐 표면이고 상기 제 2 면이 압축 표면을 포함하고 상기 제 2 다리가 압축 표면을 포함하고,
상기 탄력성 부재가 상기 밀폐 요소의 압축 표면에 힘을 가하여 상기 융기된 전연부 및 융기된 후연부와 상기 실린더 표면 사이에 밀폐를 형성하는,
어댑터와 실린더 하우징의 실린더 내표면 사이를 밀폐하기 위한 크로마토그래피 칼럼용 밀폐 어셈블리.
제 13 항에 있어서, 상기 어셈블리가 실린더 표면의 축방향 축을 따라서 이동가능한 밀폐 어셈블리.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 밀폐 요소가 L-모양인 밀폐 어셈블리.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐 요소의 제 1 다리 및 제 2 다리의 압축 표면이 그들의 교차 지점에서 만입되어 가한 힘을 실린더 표면 상에서 융기된 전연부 및 후연부에 최대화하고/하거나 집중시키는 밀폐 어셈블리.
제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐 요소의 제 1 다리 및 제 2 다리의 압축 표면이 상기 만입부에 대해 기울어서 탄력성 부재가 가한 힘을 실린더 표면 상에서 융기된 전연부 및 후연부에 최대화하고/하거나 집중시키는 밀폐 어셈블리.
제 13 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐 요소가 초고분자량 폴리에틸렌으로 이루어진 밀폐 어셈블리.
제 13 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 탄력성 부재가 O-링인 밀폐 어셈블리.
제 13 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 탄력성 부재가 플루오로엘라스토머 또는 EPDM 고무로 이루어진 O-링인 밀폐 어셈블리.
제 13 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 융기된 전연부 및 후연부와 실린더 표면 사이에 형성된 밀폐의 강도가 어댑터에 적용되는 압력과 무관한 밀폐 어셈블리.
제 13 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 이렇게 형성된 밀폐가 +2℃ 내지 +36 ℃의 온도 범위에서 안정한 밀폐 어셈블리.
제 13 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 이렇게 형성된 밀폐가 -0.8 bar 내지 +20.0 bar의 압력 범위에서 안정한 밀폐 어셈블리.
실린더 내표면을 가지는 실린더 하우징, 상기 하우징 내의 어댑터, 및 상기 어댑터와 상기 실린더 내표면 사이에 밀폐를 형성하기 위한 밀폐 어셈블리를 포함하는 크로마토그래피 칼럼으로서,
상기 어셈블리가 낮은 마찰 계수를 가지는 물질로 이루어진 밀폐 요소 및 그와 협동 작용하는 탄력성 부재를 포함하고,
상기 밀폐 요소가 서로 반대쪽에 있는 제 1 면 및 제 2 면을 포함하고 상기 제 1 면이 밀폐 표면을 포함하고 상기 제 2 면이 압축 표면을 포함하고,
상기 탄력성 부재가 상기 밀폐 요소의 압축 표면에 힘을 가하여 상기 밀폐 표면과 상기 실린더 표면 사이에 밀폐를 형성하는,
실린더 내표면을 가지는 실린더 하우징, 상기 하우징 내의 어댑터, 및 상기 어댑터와 상기 실린더 내표면 사이에 밀폐를 형성하기 위한 밀폐 어셈블리를 포함하는 크로마토그래피 칼럼.
제 24 항에 있어서, 제 13 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항의 밀폐 어셈블리를 포함하는 크로마토그래피 칼럼.
제 13 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항의 밀폐 어셈블리를 포함하는 크로마토그래피 칼럼을 소독제로 처리한 후 소독제를 중화하는 것을 포함하는 크로마토그래피 칼럼 소독 방법.