WO2013152829A1

WO2013152829A1 - Halterung für monolithische sorbenzien

Info

Publication number: WO2013152829A1
Application number: PCT/EP2013/000871
Authority: WO
Inventors: Karin Cabrera Perez; Klaus Kreher; Willi Neuroth; Michael Ukelis
Original assignee: Merck Patent Gmbh
Priority date: 2012-04-14
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2013-10-17
Also published as: US20150068979A1; EP2836830A1; JP2015513105A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halterung für monolithische Sorbenzien, bei der durch ein konisch zulaufendes Spannrohr ein radialer Druck über die gesamte Länge des Sorbens ausgeübt werden kann.

Description

Halterung für monolithische Sorbenzien

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halterung für monolithische

Sorbenzien, bei der durch ein konisch zulaufendes Spannrohr ein radialer Druck über die gesamte Länge des Sorbens ausgeübt werden kann.

Zur Herstellung konventioneller Chromatographiesäulen mit partikulären Sorbenzien wird das Füllmaterial in ein Edelstahl- oder Kunststoffrohr mit passgenauen Enden gefüllt. Dabei wird erreicht, dass das Sorbensbett am Mantel der Säule dicht anliegt und die Sorbens-Partikel homogen über den gesamten Querschnitt der Säule verteilt sind.

Ersetzt man, wie es z.B. in WO 94/19 687 und in WO 95/03 256 offenbart ist, partikuläre durch monolithische Sorbenzien, so ergibt sich das Problem, die Ummantelung des Sorbens flüssigkeitsdicht und druckstabil

abzudichten. Anorganische oder organische monolithische Formkörper können bei ihrer Herstellung schrumpfen, so dass sie nicht in der ursprünglichen Form verbleiben können, in der sie hergestellt werden. Sie müssen mit einer neuen flüssigkeitsdichten und druckstabilen

Ummantelung versehen werden. Nur so ist gewährleistet, dass Probe und Elutionsmittel ausschließlich durch das Sorbens transportiert werden.

Monolithische Sorbenzien bestehen aus einem porösen Formkörper z.B. aus Kieselgel, Kieselgel-haltigen Materialien oder organischen Polymeren. Verschiedene Möglichkeiten zur flüssigkeitsdichten Ummantelung von monolithischen Sorbenzien sind in WO 98/59238, EP 1269179 und

EP2118646 offenbart. Dazu gehört beispielsweise eine Ummantelung mit druckstabilen Kunststoffen wie z.B. PEEK (Polyetheretherketon) oder faserverstärktem PEEK.

Besonders gute chromatographische Eigenschaften zeigen monolithische Sorbenzien mit einem bimodalen Porensystem mit Makoporen (Durchgangsporen) einerseits und Mesoporen im Skelett andererseits. Die Makroporen-Größe bestimmt die Permeabilität bzw. den Fließwiderstand und respektive den Säulenrückdruck. Die Mesoporen dienen der

Bereitstellung einer vergrößerten Oberfläche, welche für den

chromatographischen Trennprozess nötig ist. Wissenschaftliche

Untersuchungen haben gezeigt, dass die Trennleistung (N/m = Bodenzahl/ Meter Säule) durch die Makroporen-Größe bestimmt wird. Es wurde gefunden, dass die Trennleistung umso höher ausfällt, je kleiner die Makropore hergestellt wird, z.B. besitzt eine Säule mit 2 μιτι

Makroporendurchmesser ca. eine N/m = 80.000 während eine Säule mit 1,1 m Makroporendurchmesser ca. eine N/m = 140.000 besitzt.

Andererseits bestimmt der Makroporendurchmesser auch den

Säulenrückdruck. Eine monolithische Säule mit einem Säulendurchmesser von 4,6 mm und mit 2 pm Makroporendurchmesser besitzt bei einem Fluss von 2 mL/ min (ACN/ Wasser; 60/40) einen Rückdruck von ca. 25 - 30 bar während die Säule mit den kleineren Makroporen unter den gleichen chromatographischen Bedingungen einen Rückdruck von ca. 50-70 bar besitzen.

Die bekannten Ummantelungen aus PEEK oder PPS halten einen

Säulenrückdruck von ca. 200 bar aus. Daher kommt es insbesondere bei Säulen monolithischen Sorbenzien mit kleineren Makroporen (und deutlich höherer Trennleistung) oder auch bei Säulen mit kleineren Durchmessern zu Limitationen in der Anwendung, da diese Säulen schon im unteren Flussbereich relativ hohe Säulenrückdrücke zeigen.

Um diese Säulen auch mit höheren Flussraten und viskoseren mobilen Phasen betreiben zu können (z.B. MeOH/ Wasser; 50:50) würde eine Halterung benötigt, die die Polymer-Ummantelung auf die Säule presst. Ansonsten entstehen bei höhen Säulenrückdrücken Totvolumina in Form von Spalten zwischen Sorbens und Ummantelung. Es gibt Kartuschensysteme, die die Druckfestigkeit der Ummantelung erhöhen sollen. In WO 98/59238 wird ein Stahlrohr verwendet, in das ein monolithisches Sorbens eingeschoben werden kann. Durch

Endverschraubungen wird es fixiert. Nachteil dieser Lösung ist, dass die Fixierung des Sorbens und die Anpressung über einen axialen Druck von den Endverschraubungen herrührt.

Vorteilhafter wäre ein radialer Anpressdruck, der die Ummantelung gleichmäßig über die ganze Länge andrückt. Dies ist in DE 10030668 offenbart, wobei eine Flüssigkeit oder ein Gas den radialen Anpressdruck gleichmäßig überträgt.

Diese Konstruktion ist jedoch sehr aufwändig. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher eine Halterung für monolithische Sorbenzien zu finden, die die Ummantelung gleichmäßig auf das Sorbens presst, einfach zu bedienen und möglichst leicht

wiederzuverwenden ist. Es wurde gefunden, dass eine Halterung mit einem konisch ausgestalteten Spannrohr eingesetzt werden kann, um auf einfache Weise einen gleichmäßigen radialen Druck auf die Säule auszuüben.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Halterung zur Aufnahme einer monolithischen Chromatographiesäule zumindest umfassend

- ein Spannrohr, dessen Innendurchmesser konstant ist und dessen Außendurchmesser zu einem Punkt zwischen den beiden Enden, zu einem Ende oder zu beiden Enden hin gleichmäßig anwächst und das ein oder mehrere Schlitze in Längsrichtung des Rohres aufweist - eine Druckhülse bestehend aus einem Rohr, dessen Innendurchmesser von einem Ende zum anderen Ende hin gleichmäßig anwächst und das außen zumindest eine Flansch oder Nut aufweist

- eine Spannvorrichtung

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Spannvorrichtung aus zwei Schraubteilen, deren Innendurchmesser größer ist als der

Außendurchmesser des Rohres der Druckhülse, wobei ein Schraubteil ein Außengewinde und ein Schraubteil ein Innengewinde aufweist, die miteinander verschraubt werden können.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Halterung aus Edelstahl.

In einer bevorzugten Ausführungsform nimmt der Außendurchmesser des Spannrohres zur Mitte hin zu.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Halterung zwei

Druckhülsen auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Spannrohr 6 bis 12 Schlitze auf.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Steigung der Mantelfläche des Spannrohes zwischen 1 :60 und 1 :40.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Spannvorrichtung mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch betätigt. Besonders bevorzugt wird sie mechanisch betätigt. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Trennvorrichtung zumindest bestehend aus einer erfindungsgemäßen Halterung und einer monolithischen Chromatographiesäule. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die monolithische

Chromatographiesäule der Trennvorrichtung eine Ummantelung aus PEEK oder PPS auf. Das PEEK oder PPS können dabei mit z.B. Kohle oder Glasfasern faserverstärkt sein oder nicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das monolithische Sorbens der Chromatographiesäule einen Durchmesser zwischen 1 mm und 25 mm auf.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Halterung oder der erfindungsgemäßen

Trennvorrichtung zur chromatographischen Auftrennung mindestens zweier Stoffe.

Abbildung 1 zeigt eine schematisch mögliche Umrisse von Spannrohren. Abbildung 2 zeigt schematisch eine Druckhülse (ohne Flansch oder Nut). Abbildung 3 zeigt eine erfindungsgemäße Halterung mit eingefügter Chromatographiesäule.

Die Abbildungen 4 bis 9 zeigen die einzelnen Bestandteile der

erfindungsgemäßen Halterung entsprechend Abbildung 3. Nähere Angaben zu allen Zeichnungen finden sich im folgenden Text.

Erfindungsgemäß ist ein Rohr ein länglicher Hohlkörper, dessen Länge in der Regel wesentlich größer als sein Durchmesser ist. Rohre besitzen typischerweise zumindest im Hohlraum einen kreisrunden Querschnitt. Erfindungsgemäß können Rohre aus einem Werkstück bestehen oder aus zwei oder mehreren Werkstücken, die zu einem Rohr zusammengefügt werden können. Beispielsweise kann erfindungsgemäß ein Rohr auch aus zwei Halbschalen bestehen, die zu einem Rohr zusammengefügt werden können. Bevorzugt bestehen die erfindungsgemäß eingesetzten Rohre, wie das Spannrohr oder die Druckhülse aus einem Werkstück. Kernstück der erfindungsgemäßen Halterung ist das Spannrohr. Es ist so beschaffen, dass die monolithische Säule in das Spannrohr eingeschoben werden kann. Bevorzugt sollte die monolithische Säule passgenau in das Spannrohr eingeschoben werden können. Das bedeutet, dass das

Einschieben problemlos möglich ist, aber zwischen der Innenwand des Spannrohres und der Chromatographiesäule möglichst wenig Platz ist. Das Spannrohr kann aus einem oder mehreren Teilen bestehen, die zusammen ein Rohr bilden. Typischerweise hat das Spannrohr zumindest die Länge des monolithischen Sorbens, für dessen Ummantelung es vorgesehen ist. Das Spannrohr hat einen Hohlraum mit einem kreisrunden Querschnitt. Typischerweise ist auch die Wand des Spannrohres kreisrund geformt. Der Innendurchmesser des Spannrohres ist über die gesamte Rohrlänge gleich. Das bedeutet, das Spannrohr hat einen zylindrischen Hohlraum. Der Außendurchmesser des Spannrohres dagegen wird entweder von beiden Seiten des Spannrohres zu einem Punkt zwischen den Enden hin

gleichmäßig größer oder er wird von einer Seite des Spannrohres zur anderen hin gleichmäßig größer oder er wird von einem beliebigen Punkt zwischen den beiden Enden zu beiden Enden hin gleichmäßig größer.

Diese Vergrößerung des Außendurchmessers wird typischerweise dadurch erzielt, dass die Wandstärke des Spannrohres entweder zu einem Punkt zwischen den Enden hin gleichmäßig größer wird oder von einer Seite des Spannrohres zur anderen hin gleichmäßig größer wird oder zu beiden Enden hin gleichmäßig größer wird. Schematische Darstellungen des Außendurchmessers von Spannrohren finden sich in Abbildung 1 , wobei die Vergrößerung des Außendurchmessers stärker als typischerweise notwendig dargestellt ist, damit sie auf den Zeichnungen besser zu erkennen ist. In Figur 1 A vergrößert sich der Außendurchmesser des Spannrohrs von beiden Enden A und B aus zu einem Punkt M, der zwischen den Enden liegt. Er liegt näher an Ende A als an Ende B. Die genaue Lage des Punktes M zwischen den beiden Enden spielt keine Rolle. Typischerweise liegt er näher bei der Mitte des Rohres als zu einem der Enden hin. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der größte

Außendurchmesser des Spannrohres genau in der Mitte zwischen den beiden Enden des Rohres. Das ist in Figur 1 B dargestellt. In einer anderen Ausführungsform, die in Figur 1 C dargestellt ist, vergrößert er sich von einem Ende zum anderen, hier von der Seite B hin zur Seite A. In einer Ausführungsform exemplarisch in Abbildung 1 D dargestellt, wird der Außendurchmesser von einem Punkt M zwischen den beiden Enden (in Abbildung 1 D von der Mitte des Rohres aus) zu den beiden Enden hin gleichmäßig größer. Die genaue Lage des Punktes M zwischen den beiden Enden spielt keine Rolle. Typischerweise liegt er näher bei der Mitte des Rohres als zu einem der Enden hin.

Die Zunahme des Durchmessers des Spannrohres lässt sich über die Steigung der Mantelfläche eines geraden Kegels darstellen. Die Steigung sollte mindestens 1 :75 betragen. Typischerweise ist sie nicht größer als 1:5. Bevorzugte Werte liegen im Bereich zwischen 1 :60 und 1 :40, besonders bevorzugt um 1:50. Das bedeutet auf einer Länge von 50 cm nimmt der Durchmesser des Spannrohres besonders bevorzugt um ca. 2 cm zu (der Durchmesser eines geraden Kegels ist zwei mal der Radius des Kegels an dieser Stelle).

Zusätzlich weist das Spannrohr mindestens einen Schlitz in Längsrichtung des Rohres auf. Diese Schlitze können über die gesamte Länge des Rohres geführt sein, so dass das Rohr durch die Schlitze in zwei oder mehr Einzelteile geteilt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform enden die

Schlitze vor den beiden Enden des Spannrohres, so dass an beiden Enden das Rohr geschlossen bleibt und so das Spannrohr als ein Teil vorliegt. Ein Schlitz ist erfindungsgemäß ein in Längsrichtung des Rohres

verlaufender Durchbruch der Wand des Rohres. Dieser Durchbruch ist derart gestaltet, dass wenn er ausgehend von einem aus einem Teil bestehenden Spannrohr ohne Schlitze gefertigt wird, nicht nur durch Zerschneiden der Wand des Spannrohres erfolgt sondern gleichzeitig ein Materialaustrag erfolgt. Das bedeutet, die Schlitze in der Wand des

Spannrohres sind nicht nur längsförmige Risse sondern längsförmige Löcher, bei denen im Verhältnis zur Wand des Spannrohres ohne Schlitze ein kleiner Teil der Wand des Spannrohres entfernt wurde. Betrachtet man den kreisförmigen Querschnitt des Spannrohres, bestehen typischerweise über die Summe aller Schlitze 5 bis 15 % des Querschnitts aus Schlitz und der Rest aus Wand.

Bevorzugt hat das Spannrohr 6 bis 12 Schlitze. Es wurde gefunden, dass auf diese Weise ein Spannrohr entsteht, das durch seinen gleichmäßigen Innendurchmesser und die in der Rohrwand befindlichen Schlitze gleichmäßig und radial auf ein im Rohr befindliches monolithisches Sorbens gepresst werden kann. Durch die Schlitze kann der Innendurchmesser des Spannrohres genau auf den Außendurchmesser des Sorbens angepasst werden. Durch das Anpressen des Spannrohrs auf das monolithische Sorbens verengen sich die Schlitze, was zu einer Verringerung des Spannrohr-Durchmessers führt. Dadurch wird das

Spannrohr nahezu über seinen gesamten Wandquerschnitt auf das

Sorbens gedrückt.

Das Anpressen des Spannrohres auf das Sorbens erfolgt typischerweise mittels mindestens einer Druckhülse. Eine Druckhülse besteht aus einem Rohr, dessen Innendurchmesser von einem Ende zum anderen Ende hin gleichmäßig anwächst und das außen zumindest einen Flansch oder eine Nut aufweist. Erfindungsgemäß bedeutet ein Flansch eine ringförmige

Verdickung oder einen Bund sowie gleichwirkende Verdickungen, die z.B. in Form von einzelnen Noppen ringförmig um die Druckhülse herum angebracht sind. Der Flansch ist bevorzugt integral mit der Druckhülse gearbeitet, kann aber auch nachträglich aufgeklebt, geschraubt oder anderweitig auf der Druckhülse befestigt sein. Eine Nut ist

erfindungsgemäß eine ringförmig um die Druckhülse verlaufende

Vertiefung oder mehrere einzelne in einem Ring um die Druckhülse verlaufende Vertiefungen, an die z.B. zwei Halbschalen angelegt werden können.

(Die schematische Darstellung einer Druckhülse zur Verdeutlichung des anwachsenden Innendurchmessers findet sich in Abbildung 2. Zur

Vereinfachung ist hier ein flansch oder eine Nut nicht mit abgebildet.

Abbildung 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Druckhülse mit Flasch/Nut.

Der Innendurchmesser der Druckhülse ist konstruktiv an den

Außendurchmesser des Spannrohrs angepasst. Die Länge der

Druckhülsen ist unkritisch. Bevorzugt sollten die ein oder mehreren verwendeten Druckhülse die gesamte Länge des Spannrohres umfassen. Auf diese Weise ist ein idealer Druckübertrag auf die Spannsäule gewährleistet. In einer Ausführungsform stehen die Druckhülsen auf beiden Seiten des Spannrohres über, so dass Säulenendstücke mit Filtern,

Vorsäulen, Lochplatten oder ähnlichem an die Druckhülsen angeschlossen werden können. Derartige Endstücke entsprechen den für

Chromatographiesäulen üblichen Endstücken und sind dem Fachmann bekannt. Beispielsweise können die Druckhülsen mit entsprechenden Innen- oder Außengewinden zum Anschluss der Endstücke versehen sein. Genauso können die Druckhülsen mit Gewinden oder Steckvorrichtungen zum Anschluss des Lösungsmittelzu- und Ablaufs versehen sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden zwei Druckhülsen eingesetzt, die von beiden Seiten auf ein Spannrohr geschoben werden, dessen Außendurchmesser sich zur Mitte hin vergrößert. Durch die konische Form des Spannrohrs und die konische Form der Innenbohrung der Druckhülsen lassen sich die Druckhülsen auf das Spannrohr aufschieben, wobei bei genauer Fertigung der Teile ein Kontakt zwischen der Innenwand der Druckhülse und der Außenwand des Spannrohres erfolgt, der nicht nur punktuell erfolgt, sondern über die Länge und den Querschnitt des Spannrohrs. Werden nun die Druckhülsen mit stärkerer Kraft weiter auf das Spannrohr geschoben, so verstärkt sich der radiale Druck der Innenwand der

Druckhülse auf das Spannrohr. Dadurch wird das Spannrohr radial zusammengepresst und die Schlitze im Spannrohr werden kleiner. Dadurch wiederum verkleinert sich der Innendurchmesser des Spannrohrs, was zu einem erhöhten radialen Druck auf eine im Spannrohr befindliche monolithische Säule führt. Auf diese Weise kann über die Kraft, mit der die Druckhülse oder die Druckhülsen auf das Spannrohr geschoben werden der radiale Druck des Spannrohres auf die monolithische Säule reguliert werden.

Bevorzugt haben die Druckhülsen einen äußeren Flansch. An den äußeren Flansch der Druckhülsen wird eine Schraubvorrichtung angelegt, über die das Aufschieben der Druckhülsen auf das Spannrohr reguliert wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Schraubvorrichtung aus zwei Schraubteilen, von denen eines ein Innengewinde und eines ein Außengewinde aufweist, die mit einander verschraubt werden können. Die Schraubteile sind ringförmig und können von beiden Seiten über die Druckhülse oder die Druckhülsen geschoben werden bis sie auf eine Fixierung treffen. Diese Fixierung ist typischerweise eine mechanische Barriere in Form eines Flansches auf der Druckhülse, oder eine in eine Nut der Druckhülse eingebrachter Bund oder Ring, typischerweise als

Halbschalen ausgeführt.

Wird nur eine Druckhülse verwendet, so wird ein Schraubteil bis zu einem Flansch oder Bund auf die Druckhülse aufgeschoben. Das andere

Schraubteil wird über das freie Ende des Spannrohrs gestülpt und ist an einem Ende so verengt, dass es nicht vollständig über das Spannrohr geschoben werden kann sondern an dessen Ende fixiert ist. Die Länge der Schraubteile wird so an die Länge der Druckhülse und den Abstand zwischen dem Flansch der Druckhülse und dem Ende des Spannrohrs angepasst, dass das an dem Flansch anliegende Schraubteil mit dem am Ende der Spannrohrs anliegenden Schraubteil verschraubt werden kann. Je weiter die beiden Schraubteile verschraubt werden, desto weiter wird die Druckhülse auf das Spannrohr gezogen und desto stärker wird der radiale Druck der Druckhülse auf das Spannrohr. .

In einer bevorzugten Ausführungsform werden zwei Druckhülsen verwendet, die jeweils einen Flansch oder Bund oder eine entsprechende Fixierung aufweisen. In diesem Fall besteht die Schraubvorrichtung aus zwei Schraubteilen, von denen eines ein Innengewinde und eines ein

Außengewinde aufweist, die mit einander verschraubt werden können. Die Schraubteile sind ringförmig und können von beiden Seiten über die Druckhülsen geschoben werden bis sie auf die Fixierung treffen. Die Länge der Schraubteile ist so an den Abstand zwischen den Fixierungen auf den beiden Druckhülsen angepasst, dass die beiden Schraubteile miteinander verschraubt werden können.

Je weiter die beiden Schraubteile verschraubt werden, desto weiter werden die beiden Druckhülsen zur Mitte hin auf das Spannrohr gezogen und desto stärker wird der radiale Druck der Druckhülsen auf das Spannrohr.

Statt aus zwei Schraubteilen kann die Schraubvorrichtung auch aus anderen Mitteln bestehen, mit denen die Druckhülsen weiter auf das Spannrohr gedrückt werden kann. Beispielsweise können statt der

Schraubteile zwei Lochplatten von beiden Seiten fixiert werden, die dann mit mehreren Zugschrauben verbunden und zusammengepresst werden können. Alternative Ausführungsformen verwenden hydraulische, pneumatische oder elektromechanische Vorrichtungen, mit denen die Druckhülsen weiter auf das Spannrohr gedrückt werden können. Abbildung 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Halterung, in die Chromatographiesäule eingebaut ist. Die ummantelte

Chromatographiesäule (5) ist in das Spannrohr (1) eingebracht. Der Innendurchmesser des Spannrohres (1) ist dabei so gewählt, dass die Chromatographiesäule (5) passgenau eingeschoben werden kann. Der Außendurchmesser des Spannrohrs (1) nimmt zur Mitte hin zu. Auf das Spannrohr (1) sind zwei Druckhülsen (2) geschoben. Die Druckhülsen werden durch zwei Schraubteile (3) und (4), die an der Nut der beiden Druckhülsen angreifen zur Mitte des Spannrohres hin

zusammengeschoben, so dass radialer Druck auf das Spannrohr ausgeübt wird. Schraubteil (3) hat ein Außengewinde und Schraubteil (4) hat ein Innengewinde, so dass die beiden Schraubteile miteinander verschraubbar sind.

Auf beide Enden der Halterung ist eine Endverschraubung (7) aufgebracht, die auf die Druckhülsen (2) aufgeschraubt ist. Diese Endverschraubung dient dem Anschluss von Lösungsmittel zu- und ablauf. In diesem Fall besteht der Anschluss aus einem Kapillaranschluss (6), der auch in herkömmlichen Chromatographiesäulen verwendet wird. Lochscheibe 10 dient der besseren Verteilung der Flüssigkeit auf dem Sorbens.

Sicherungsring 8 und Sicherungsscheibe 9 sind Montagehilfen.

In den Abbildungen 4 bis 9 werden die Bestandteile der

erfindungsgemäßen Halterung nochmals einzeln dargestellt. In Abbildung 4 ist eine Druckhülse (2) gezeigt, in Abbildung 5das Spannrohr (1), in

Abbildung 6 die Endverschraubung (7), in Abbildung 7 das Schraubteil mit Innengewinde (4), in Abbildung 8 das Schraubteil mit Außengewinde (3) und in Abbildung 9 der Kapillaranschluß (6). Alle Bestandteile der erfindungsgemäßen Halterung können aus Metall, z.B. Edelstahl oder mechanisch stabilen, optional faserverstärkten,

Kunststoffen wie PEEK (Polyetheretherketon), PPS (Polypropylensulfid), POM (Polyoxymethylen) oder PVDF (Polyvinylfluoriden) bestehen. Es ist auch möglich, dass unterschiedliche Teile der Halterung aus

unterschiedlichen Materialien bestehen. Bevorzugt bestehen das

Spannrohr, die Druckhülsen und die Schraubvorrichtung aus Edelstahl. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Halterung zur druckstabilen Ummantelung von monolithischen Chromatographiesäulen sowie mit der erfindungsgemäßen Halterung ummantelte monolithische Chromatographiesäulen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Trennvorrichtung bestehend aus der erfindungsgemäßen Halterung und einer in die

Halterung eingebrachten monolithischen Chromatographiesäule. Die erfindungsgemäße Halterung ist für jede Art von monolithischen

Chromatographiesäulen geeignet.

Eine monolithische Chromatographiesäule, auch monolithische Säule genannt, besteht zumindest aus einem monolithischen Sorbens und einer Ummantelung.

Monolithische Sorbenzien sind dem Fachmann bekannt.

Monolithische Sorbenzien für die Chromatographie bestehen aus einem porösen Formkörper, beispielsweise aus Silica oder organischen

Polymeren. Der Poröse Formkörper weist zumindest Durchgangsporen auf. Bevorzugt sind monolithischen Formkörper aus Silica oder Silica-haltigen Materialien, die ein bimodales Porensystem mit Makoporen oder

Durchgangsporen einerseits und Mesoporen im Kieselgelskelett

andererseits aufweisen. Die Makroporen-Größe bestimmt die Permeabilität und respektive den Säulenrückdruck. Die Mesoporen dienen der

Bereitstellung einer vergrößerten Oberfläche, welche für den

chromatographischen Trennprozess nötig ist.

Die monolithischen Säulen werden üblicherweise mit Polymeren, wie z.B. PEEK oder PPS ummantelt, um sie in der Chromatographie einsetzen zu können. Zum Einsatz in der erfindungsgemäßen Halterung müssen die

monolithischen Sorbenzien nicht druckstabil ummantelt sein. Allerdings müssen sie eine flüssigkeitsdichte Ummantelung aufweisen. Dies kann beispielsweise ein Schrumpfschlauch aus einem Lösungsmittel-stabilen Kunststoff sein. Genauso können die Sorbenzien mit einer herkömmlichen Ummantelung aus Polymeren, wie z.B. PEEK oder PPS versehen sein. Bevorzugt sind die monolithischen Sorbenzien in der erfindungsgemäßen Halterung mit einer lösungsmittelstabilen Ummantelung aus Kunststoffen wie PEEK oder PPS ummantelt. Die Ummantelung kann auch

faserverstärkt sein. Dem Fachmann sind derartige Ummantelungen von den kommerziell erhältlichen monolithischen Sorbenzien bekannt. Ein Beispiel hierfür sind die mit faserverstärktem PEEK bzw. PPS ummantelten Chromolith® Säulen der Firma Merck KGaA, Deutschland.

Weitere geeignete Materialien und Methoden zur Ummantelung von monolithischen Sorbenzien finden sich in EP 1269179 und EP 2118646. Der Vorteil einer lösungsmittelstabilen und zumindest bei niedrigem

Säulenrückdruck bis 200 bar auch druckstabilen Ummantelung der Sorbenzien in der erfindungsgemäßen Halterung besteht darin, dass die Übertragung des durch die Halterung ausgeübten radialen Drucks auf das Sorbens über eine gleichmäßige, bei niedrigem Säulenrückdruck auch druckstabile Ummantelung gleichmäßiger und effektiver erfolgt als bei z.B. einem dünnen Schrumpfschlauch.

Zum Anschluss an ein Chromatographiesystem hat die erfindungsgemäße Vorrichtung typischerweise geeignete Endstücke. Diese entsprechen den typischerweise bei Chromatographiesäulen verwendeten Endstücken, die den Lösungsmittel Zu- und Ablauf ermöglichen. Sie können an der Säule selbst, dem Spannrohr oder bevorzugt an den Druckhülsen befestigt werden, z.B. über eine Endverschraubung.

Die erfindungsgemäße Halterung ist sehr stabil, einfach zu verwenden und kann wiederverwendet werden. Durch die Wahl des Innendurchmessers des Spannrohrs kann die Halterung auf jeden Säulendurchmesser angepasst werden. Typische Durchmesser von monolithischen

Chromatographiesäulen liegen zwischen 1 mm und 25 mm, bevorzugte Durchmesser liegen zwischen 1 mm und 10 mm.

Auch ohne weitere Ausführungen wird davon ausgegangen, dass ein Fachmann die obige Beschreibung im weitesten Umfang nutzen kann. Die bevorzugten Ausführungsformen und Beispiele sind deswegen lediglich als beschreibende, keineswegs als in irgendeiner Weise limitierende

Offenbarung aufzufassen.

Die vollständige Offenbarung aller vor- und nachstehend aufgeführten Anmeldungen, Patente und Veröffentlichungen, insbesondere der korrespondierenden Anmeldung EP 12002630.7, eingereicht am

14.04.2012, ist durch Bezugnahme in diese Anmeldung eingeführt.

Beispiele Ein mit PEEK ummanteltes monolithisches Sorbens (Chromolith ®,

Kieselgel, Durchmesser 4,6 mm, bimodales Porensystem mit Makorporen von ca. 1 ,1 μητι und Mesoporen von 15 nm)) wird in die erfindungsgemäße Halterung gemäß Abbildung 3 gelegt und mit einem Fluss von 2mL/min (ACN/Wasser; 60:40 v/v) chromatographiert. Dabei wird ein

Säulenrückdruck von 95bar gemessen. Anschließend wird der Fluss auf 6mL/min erhöht, die chromatographische Analyse wird um den Faktor 3 schneller und es wird ein Rückdruck von 298bar gemessen. Um die

Halterung bei einem noch höheren Betriebsdruck zu testen, wird das Eluentensystem auf 2-Propanol/ Wasser (50:50 v/v) geändert und mit einem Fluss von 1 ,8mL/min chromatographiert. Dabei wird ein

Säulenrückdruck von 340bar gemessen. Das System ist dicht und man erhält unter allen genannten Bedingungen ein geeignetes Chromatogramm.

Claims

Ansprüche

1. Halterung zur Aufnahme einer monolithischen Chromatographiesäule zumindest umfassend

- ein Spannrohr, dessen Innendurchmesser konstant ist und dessen

Außendurchmesser zur Mitte, zu einem Ende oder zu beiden Enden hin gleichmäßig anwächst und das einoder mehrere Schlitze in Längsrichtung des Rohres aufweist

- eine Druckhülse bestehend aus einem Rohr, dessen Innendurchmesser von einem Ende zum anderen Ende hin gleichmäßig anwächst und das außen zumindest einen Flansch oder eine Nut aufweist

- eine Spannvorrichtung

2. Halterung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Spannvorrichtung aus zwei Schraubteilen besteht, deren

Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Rohres der Druckhülse, wobei ein Schraubteil ein Außengewinde und ein Schraubteil ein Innengewinde aufweist, die miteinander verschraubt werden können.

3. Halterung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung aus Edelstahl ist.

4. Halterung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Spannrohres zur Mitte hin anwächst.

5. Halterung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung zwei Druckhülsen aufweist.

6. Halterung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannrohr 6 bis 12 Schlitze aufweist.

7. Halterung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der Mantelfläche des Spannrohes zwischen 1 :60 und 1 :40 liegt.

8. Halterung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch betätigt wird.

9. Trennvorrichtung zumindest bestehend aus einer Halterung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 und einer monolithischen

Chromatographiesäule.

10. Trennvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die monolithische Chromatographiesäule eine Ummantelung aus PEEK oder

PPS aufweist.

11. Trennvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das monolithische Sorbens der Chromatographiesäule einen Durchmesser zwischen 1 mm und 25 mm aufweist.

12. Verwendung einer Halterung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 zur chromatographischen Auftrennung mindestens zweier Stoffe.