Método para el relleno automático de columnas de cromatografía a presión hidraúlica constante.

Un método para rellenar un lecho de medios de una columna de cromatografía (110) a través de la cual se hacefluir un fluido, a presión hidráulica constante, teniendo dicha columna un ajustador

(112) para comprimir dicho lecho,comprendiendo dicho método:

accionar el ajustador; y

cesar el movimiento de dicho ajustador cuando se rellena dicha columna; y caracterizado porquedicho ajustador está sometido a una fuerza de compresión procedente de dichos medios y a una fuerza hidráulicaprocedente de dicho fluido; y

dicha columna tiene unos medios para determinar dicha fuerza hidráulica; y porque dicho método comprendelos pasos secuenciales de:

aumentar la velocidad de dicho ajustador hasta que dicha presión hidráulica alcanza un nivel predeterminadobasado en el tipo de medios;

disminuir continuamente la velocidad de dicho ajustador para mantener dicha presión hidráulica en dichonivel predeterminado hasta que dicha presión hidráulica y dicha velocidad alcancen un valor de estado estable;

registrar dicha velocidad de estado estable;

aumentar la velocidad de dicho ajustador para mantener dicha presión hidráulica en dicho nivel predeterminado;cesar el movimiento de dicho ajustador cuando su velocidad actual es mayor que dicha velocidad de estadoestable en una cantidad predeterminada.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09154356.

Solicitante: EMD Millipore Corporation.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 290 CONCORD ROAD BILLERICA, MA 01821 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: NOYES, AARON, PERREAULT,JEREMY, CARROLL,MARK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de materiales por separación... > G01N30/56 (Métodos de llenado o de revestimiento)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Procedimientos de separación que implican el tratamientos... > B01D15/20 (relativo al acondicionamiento del material adsorbente)

PDF original: ES-2444268_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método para el relleno automático de columnas de cromatografía a presión hidraúlica constante Antecedentes de la invención La presente invención se refiere a columnas de cromatografía y, en particular, a un sistema de columna de cromatografía y métodos para rellenar una columna de cromatografía. Frecuentemente, es deseable separar uno o más componentes útiles de una mezcla de fluidos que contiene otros componentes que pueden no ser útiles o ser menos valiosos. Para lograr esto, a menudo es necesario o deseable fraccionar tal mezcla de fluidos para separar los componentes útiles o deseados. Esto se puede realizar usando sistemas de cromatografía líquida. Puede describirse la cromatografía líquida como el fraccionamiento de componentes de una mezcla basado en diferencias de las características físicas o químicas de los componentes. Los diversos sistemas de cromatografía líquida fraccionan los componentes con una matriz de fraccionamiento. Algunos sistemas de matriz de cromatografía líquida fraccionan los componentes de una mezcla basándose en parámetros físicos tales como el peso molecular. Aún otros sistemas de cromatografía líquida fraccionarán los componentes de una mezcla basándose en criterios químicos tales como carga iónica, hidrofobicidad y la presencia de ciertas entidades químicas, tales como determinantes antigénicos o lugares de fijación de lectina de los componentes.

Se usan sistemas de cromatografía de diversos tamaños tanto en operaciones de análisis de laboratorio como en operaciones de producción a escala industrial, en las que los pasos de separación, tales como separar una fracción de sangre humanada o separar impurezas de un fármaco, pueden realizarse a gran escala con un procesamiento discontinuo.

Se ha realizado durante años separaciones usando columnas de cromatografía llenas con medios cromatográficos. Los medios cromatográficos comprenden típicamente partículas con un diámetro entre 5 y 100 μm. Para maximizar la eficacia de la columna, es deseable disponer los medios de una manera tan apretada y uniforme como sea posible. Este proceso, conocido con rellenado, elimina vacíos y canales dentro de los medios. Sin embargo, el relleno de columna de cromatografía, particularmente cuando están implicadas grandes columnas, es altamente variable y puede afectar marcadamente la eficiencia de la separación. Muchos parámetros del proceso de inicio deben instrumentarse suavemente con el fin de lograr una columna rellena homogénea. Dependiendo del tamaño de la columna, el proceso de relleno puede llevar una cantidad significativa de tiempo, en el rango de varias horas. No obstante, a pesar del tiempo invertido en el relleno de la columna, a menudo menos del 50% de estas columnas rellenas funcionan según la especificación. Durante el relleno y la operación de cromatografía, la compactación de los medios cromatográficos tiene un impacto significativo sobre el rendimiento y repetitividad de la columna. Durante el relleno de la columna, los medios son comprimidos típicamente mediante un proceso alterno de hacer fluir líquido a través de la columna para compactar los medios y posteriormente bajar el conjunto ajustador en un esfuerzo para comprimir mecánicamente los medios.

Por tanto, existe la necesidad de un método mejorado para rellenar columnas, que reduzca el tiempo necesario y mejore la repetitividad y rendimiento del proceso. Las mejoras en el diseño de la columna pueden reducir el error de relleno del operador y conducir a mejores prestaciones, reproducibilidad y estabilidad de los lechos de cromatografía, y lo mismo puede ocurrir con la incorporación de medios controlados para realizar automáticamente uno o más procesos implicados en el relleno de la columna.

Sumario de la invención Los problemas de la técnica anterior se han superado por la presente invención que proporciona un método para rellenar columnas de cromatografía según la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 ilustra un dispositivo preferido para ejecutar el método de la presente invención;

La figura 2 representa una gráfica que ilustra la relación entre esfuerzo y deformación para diversos tipos de medios;

La figura 3 representa una gráfica que ilustra las fuerzas durante un proceso de relleno a velocidad constante;

La figura 4 represente un diagrama de flujo que ilustra los pasos realizados durante un proceso de relleno a velocidad constante;

La figura 5 representa una gráfica que ilustra la velocidad del ajustador durante un proceso de relleno a presión constante según la presente invención; y

La figura 6 representa un diagrama de flujo que ilustra los pasos realizados durante un proceso de relleno a presión constante según la presente invención.

Descripción detallada de la invención

Actualmente, la mayor parte de columnas de cromatografía se rellenan manualmente, lo cual puede ser un procedimiento largo y tedioso. Los trabajadores que están rellenando las columnas deben ser entrenados especialmente y necesitan tiempo y práctica para mejor su pericia. A pesar de esto, el rendimiento de columnas manualmente rellenadas rara vez supera el 50%. De este modo, más de la mitad de las columnas que se rellenan no cumplen sus requisitos, demandando así ser rellenadas de nuevo. Esto da como resultado ineficiencia y, más específicamente, la pérdida de tiempo y medios. Puede usarse una automatización para mejorar significativamente el rendimiento y reducir el tiempo necesario para rellenar una columna.

La presente invención utiliza una columna de cromatografía, usada junto con varios componentes adicionales. El primero de tales componentes es un actuador, que es capaz de mover un soporte de lecho ajustable, o ajustador, situado dentro de la columna. Este actuador puede accionarse por cualesquiera medios adecuados, tal como medios accionados neumática, eléctrica o hidráulicamente. Este soporte de lecho ajustable puede ser movido por el actuador con el fin de aumentar o disminuir la presión ejercida sobre el lecho de medios. Un segundo de tales componentes son unos medios para medir la presión o fuerza total ejercida sobre el lecho de medios. Esto puede implementarse de muchas formas, tal como un sensor de presión, una pila piezoeléctrica o mediante el uso de un cilindro hidráulico calibrado. Una de tales implementaciones se describe en la solicitud copendiente 11/072.081 (patente norteamericana número 7.238.282. La salida generada por estos medios puede tener una gran variedad de formas, incluyendo, pero no limitándose a, tensión analógica, corriente analógica y señales digitales. Un tercer componente consiste en unos medios para medir la presión del fluido que entra en la columna. Esto puede implementarse de muchas formas, tal como una trampa de burbujas o un sensor de presión. Un cuarto componente es un controlador capaz de recibir estas mediciones desde los dispositivos de medición de presión y usar estas mediciones para controlar el actuador. Una persona versada en la técnica apreciará que el controlador puede ser de diversos tipos, incluyendo, pero no limitándose a, proporcional, proporcional-derivado (PD) , proporcional-integral (PI) o proporcionalintegral-derivado (PID) , y que la invención no está limitada por la elección del controlador. Similarmente, la salida del controlador hacia el actuador puede ser de diversas formas incluyendo, pero no limitándose a, tensión analógica, corriente, señales digitales o impulsos. Asimismo, se disponen unos medios para medir la posición del soporte de lecho ajustable dentro de la columna. La posición del soporte de lecho puede medirse usando sensores ópticos, sensores acústicos, usando visualmente una columna transparente, tal como una realizada de vidrio... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para rellenar un lecho de medios de una columna de cromatografía (110) a través de la cual se hace fluir un fluido, a presión hidráulica constante, teniendo dicha columna un ajustador (112) para comprimir dicho lecho, comprendiendo dicho método:

accionar el ajustador; y

cesar el movimiento de dicho ajustador cuando se rellena dicha columna; y caracterizado porque dicho ajustador está sometido a una fuerza de compresión procedente de dichos medios y a una fuerza hidráulica procedente de dicho fluido; y

dicha columna tiene unos medios para determinar dicha fuerza hidráulica; y porque dicho método comprende 10 los pasos secuenciales de:

aumentar la velocidad de dicho ajustador hasta que dicha presión hidráulica alcanza un nivel predeterminado basado en el tipo de medios;

disminuir continuamente la velocidad de dicho ajustador para mantener dicha presión hidráulica en dicho nivel predeterminado hasta que dicha presión hidráulica y dicha velocidad alcancen un valor de estado es15 table;

registrar dicha velocidad de estado estable;

aumentar la velocidad de dicho ajustador para mantener dicha presión hidráulica en dicho nivel predeterminado;

cesar el movimiento de dicho ajustador cuando su velocidad actual es mayor que dicha velocidad de estado 20 estable en una cantidad predeterminada.