196915. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés oldatban lévő egy vagy több komponens elkülönítésére kromatográfiás úton
3 196 915 4 ellátott, adszorbenst tartalmazó üreges oszlopból álló mozgó-oszlopos folyadékkromatográfiás berendezés is oldatban lévő egy vagy több komponens elkülönítésére, amely áll az eluenst befogadó, csőszerűén kialakított, egyik végén zárt vagy záróeszközzel ellátott tartályból, továbbá a tartály belső falához alakosán illeszkedő, ellentétes végein be-, illetve kivezető nyílással és célszerűen felső végén záróelemmel ellátott, a tartályban dugattyüszerűen elmozgatható, két határolóelem között adszorbenst tartalmazó üreges oszlopból. A találmány szerinti berendezés különböző kiviteli alakjait az 1—9. ábrákon mutatjuk be. Az 1. ábra a berendezés olyan hosszmetszeti rajza, ahol a tartály záróeszköze egy többágü szelep. A 2. ábra azonos az 1. ábrával, de a tartály egyik végén zárt és az oszlop hajlított kivezetőcsővel van ellátva. A 3. ábrán szintén zárt a tartály és az oszlop felső végén az 1. ábrával azonosan üreges dugó van. A 4. ábra a berendezés legegyszerűbb hosszmetszetét mutatja be. Az 5. ábrán olyan berendezés látható, amelyben az üreges oszlopban lévő adszorbens cserélhető hetében foglal helyet. A 6. ábrán bemutatott berendezésnél a tartály felül van, és az oszlop felfelé mozgatható. A 7. ábra a 6. ábra szerinti berendezés módosítása, itt az eluensnek külön tartálya van. A 8. ábra két, azonos alegységből álló berendezést mutat be. A 9. ábrán bemutatott berendezésnél a távozó eluenst egy másik kromatográfiás oszlopra vezetjük. A 10—12. ábrák a 4., 5. és 6. példákban ismertetett különböző keverékek szétválasztásának grafikus eredményei. A 13. ábra az IgG affinitás-kromatográfiával végzett izolálásának vázlatos grafikonja (1. 9. példa). A berendezés különböző kiviteli alakjait és működését a későbbiekben részletesen ismertetjük. Minden kromatográfiás eljárásnál fellépő probléma a minta egyenletes felvitele az ágy felületére. Ha a mintát közvetlenül ráöntjük az oszlopra, és hagyjuk rajta átfolyni, akkor az egyenletes felvitel viszonylag nehézkes lehet, mivel a minta bevezetésekor az ágy örvénylésre hajlamos. Ezért igen fontos az örvénylés elkerülésére, hogy a felületet például egy darab műselyem szűrőlappal lefedjük. Az oszlopok egyik gyártója a Pharmacia Fine Chemicals AB az oszlopok némelyikét felszereli egy speciális eszközzel, a minta-applikátorral, amely az ágy felületét megvédi. Ennél az eszköznél vékony nejlon-anyagot tesznek egy rövid plexicső végére, amely a kromatográfiás csőbe beleillik. Ez az eszköz természetesen növeli a berendezés költségét, ezenkívül még az a hátránya, hogy ellennyomást gyakorol a minta áramlására, s így annak haladását az oszlopon keresztül lelassítja. A találmány szerinti eljrást alkalmazó legtöbb kromatográfiás rendszerben nagymértékben csökken a minta egyenletes felvitelének problémája. A kromatográfiás ágy mozgása közben, amikor az oszlopot a tartályba toljuk, a folyadékot felfelé kényszerítjük, így a minta bevezetésekor örvénylésre nem hajlamos. A nyomás, amit az oszlopnak a tartályba tolásával gyakorolunk a rendszerre, még gyorsítja is a minta áramlását. Egy másik mód, ami segíti a minta egyenletes bevitelét az, hogy az ágy felett elhelyezünk egy másik megfelelő adszorbenst, amely az ágyban már jelenlévő adszorbenstól különbözik. Ennek a szerepe, hogy a mintát előre koncentrálja és így elősegíti, hogy az oldódás egy keskeny sávon történik. Ilyen megfelelő adszorbens például a durvaszemcsés kovasavgél, amely a kiváló adszorbens tulajdonságokkal rendelkező aktív kovasavgéltól különbözik. A legtöbb hagyományos kromatográfiás eljárásban gondosan ellenőrizni kell a szemcsenagyságot és a szemcsenagyság eloszlását. Mint ismeretes, kis szemcsékből álló ágy használata általában eredményesebb. Ennek oka, hogy a mechanikai mozgások, amelyek a zóna szélesedését előidézik, fokozódnak a szemcsenagyság növekedésével. Nagy szemcséknél a szemcsékbe való be- és kidiffundálás hoszszabb ideig tart. Az áramlási rendszer a nagy szemcséjű ágyakon kedvezőtlenebb, visszakeveredés inkább létrejön. Másrészt, az áramlás irányába az ellenállás egy nagy szemcsékkel töltött ágyon kisebb, és az elérhető maximális áramlási sebesség nagyobb. így a hagyományos kromatográfiás eljárásokban a szemcsenagyságot illetően meg kell alkudni, hogy a kívánt áramlási körülmények között a zóna a lehető legjobb eredményt szolgáltassa. A találmány szerinti mozgó-oszlopos folyadékkromatográfiás eljárásban kis szemcsenagyságű adszorbens használható, anélkül, hogy az ismert eljárások hátrányai jelentkeznének. Az a kis nyomás ugyanis, amit a rendszerben jellemzően alkalmazunk, legyőzi az áramlás irányába. azt az ellenállást, amit a szemcsék kis szemcsenagysága idéz elő. így a találmány szerinti eljárás még kritikus frakcionálási célokra is használható, amikor a kívánt eredmény elérése céljából feltétlenül finomszemcsés anyagot kell alkalmazni. A 31 26 926 számű német szövetségi köztársasági nyilvánosságrahozatali iratból megismerhető berendezésben van egy eszköz légzsák kialakítására, hogy a membránra kifejtett nyomást csökkentsük. A keverő szeparátor működése alatt a légzsákba meghatározott mennyiségű levegő szorul, amely kompressziós hatásra úgy működik, mint egy párna vagy lökéscsillapító; a légzsák felveszi annak a nyomásnak egy részét, ami a membránnak a folyadékáramlásra gyakorolt ellenállásából származik. A találmány szerinti mozgó-oszlopos folyadékkromategráfiánál a légzsák alkalmazása kevésbé szükséges mint az előző esetben. Bizonyos rendszereknél azonban — ahol viszonylag nagy nyomások lépnek fel — úgy látszik, hogy a légzsáknak fontos szerepe van, mivel a benne lévő levegőmennyiség a tartályba szorítja vissza azt a folyadékot, amely a tartály belső fala és az oszlop végének külső fala közötti résbe esetleg felszivárgott. Az oszlopon az említett eszközzel a légzsákba bezárt levegő mennyisége számos tényezőtől függ, így a válaszfal típusától, a szétválasztandó keverékek komponenseitől és a specifikus kromatográfiai rendszerben fennálló speciális körülményektől. Ilyen légzsákot elsősor-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
