專利名稱：制造多孔瓊脂糖珠粒的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造多孔瓊脂糖珠粒的方法及裝置。更具體而言，本發(fā)明涉及制造均質(zhì)的或帶芯核的多孔瓊脂糖珠粒的連續(xù)方法及裝置。
背景技術(shù)：
瓊脂糖珠粒是最常見的色譜介質(zhì)基體。瓊脂糖珠粒是一種理想的基體，因為它具有非特定吸收性、親水性、對酸、堿和溶劑的強的化學(xué)耐受性和高孔隙率，并且富含可交聯(lián)和官能化的OH基團。大多數(shù)離子交換和親合填充床介質(zhì)都是基于瓊脂糖珠粒。另一類介質(zhì)是外表帶瓊脂糖涂層的顆粒。這些顆粒適用于流化床，因為這些顆粒的密度必須控制到能抵消流化流動的浮力。
制造瓊脂糖珠粒的最常見方法是通過在攪拌容器中使水成液和疏水液體接觸。均質(zhì)和帶芯核的珠粒都可以使用間歇法制造。在均質(zhì)珠粒的情況下，瓊脂糖固體溶解在加熱到約90℃的水中。然后將經(jīng)加熱的溶液倒入攪拌容器中的熱的疏水液體中。所述疏水液體可以是諸如甲苯或礦物油的溶劑。由于兩種流體不能混合，連續(xù)的攪拌將這兩種液體變成乳液，其中瓊脂糖溶液以小滴的形式懸浮在疏水流體中。通常，加入可溶解于疏水液體中的表面活性劑以穩(wěn)定小滴，使其不會聚結(jié)為更大的小滴。然后冷卻乳液使瓊脂糖珠粒形成凝膠。其后對固體進行洗滌和篩分，變窄分布至可用的范圍內(nèi)。
US 4,971,833和US 5,866,006使用相同的方法制造帶芯核的珠粒。唯一的差別是在與疏水液體混合前將芯核與瓊脂糖溶液混合。攪拌使芯核和瓊脂糖溶液的團聚體分散成更小的單元。在5～10分鐘的駐留時間后，通常在約30分鐘的時間內(nèi)逐漸冷卻溶液，使瓊脂糖溶液固化成凝膠。然后對固體進行洗滌并篩分，變窄分布至可用的范圍內(nèi)。
對于均質(zhì)珠粒而言，間歇法的局限是生產(chǎn)量。為了使瓊脂糖形成為小滴，疏水相的體積必須至少為瓊脂糖溶液體積的3-1。例如，為了制造500L的珠粒，容器必須裝有總體積為2000L的溶劑和瓊脂糖溶液。在大的操作中，使用幾千加侖容積的反應(yīng)器并非不常見。這樣的大容器的加熱和冷卻時間要長得多。此外，即使在最佳的設(shè)置下，珠粒大小的分布也寬，還會產(chǎn)生小的單個的芯核。還有，攪拌容器內(nèi)的混合本來就是一種統(tǒng)計的方法。每個珠粒都有其自身的路徑，每個都有不同的剪切歷史。由于這些不一致性，所產(chǎn)生的珠粒在大小和/或涂層厚度等方面具有極其不同的特性。
大多數(shù)專利描述了實驗室規(guī)模的方法，在這些方法中，加熱和冷卻的整個過程發(fā)生在30分鐘內(nèi)。在實際的大規(guī)模生產(chǎn)中，所述過程的時間可能長得多。此外，由于大多數(shù)時間里使用了如甲苯等可燃溶劑，設(shè)備和設(shè)施的防爆可能會變得十分昂貴。
使用該方法生產(chǎn)帶芯核的珠粒還存在其它問題。在混合容器中剪切力不均勻。在容器的死角，剪切力不足以打碎芯核，從而產(chǎn)生多芯核的團聚體。然而，如果攪拌速度過高，攪拌槳附近的剪切力會使瓊脂糖溶液部分和/或完全脫離芯核。因此，通?；旌先萜鞯膯涡竞酥榱５漠a(chǎn)量低。大多數(shù)的珠粒具有兩個或更多的芯核。流化床可能要求有大量的芯核以增加其密度、控制其在床內(nèi)的運動，參見US6,428,707，而對于最終目的是控制擴散路徑和剛性的填充床色譜而言，這并非是優(yōu)選的類型。
需要使用真正的連續(xù)方法來生產(chǎn)珠粒，以代替大容量的間歇方法。雖然對間歇的瓊脂糖加工方法有廣泛的研究和記載，但未見專利和文獻提及連續(xù)的加工方法。
因此，極其需要開發(fā)一種高產(chǎn)量的、高單芯核收率的、連續(xù)的、不需要防爆設(shè)備的、大小緊湊的、并且建造和操作費用不昂貴的方法。為進一步提供靈活性，還要求使用同一種方法就既可以生產(chǎn)均質(zhì)的珠粒，又可以生產(chǎn)帶芯核的珠粒。本發(fā)明提供了這樣的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種形成瓊脂糖珠?；驇竞说沫傊侵榱５姆椒把b置。該方法涉及在合適的液體中溶解/熔化瓊脂糖；使其與含有用于穩(wěn)定油包水型乳液的乳化劑的疏水液體混合，形成乳液，并在等于或高于瓊脂糖凝膠化點的溫度下保持該乳液；使其通過靜態(tài)混合器以產(chǎn)生瓊脂糖小滴；并在疏水液體的第二浴器中固化瓊脂糖小滴。固化瓊脂糖小滴的另一種方法是在物料出靜態(tài)混合器后使用換熱器對其進行連續(xù)冷卻。然后可以對珠粒進行洗滌和使用，或進一步處理以交聯(lián)瓊脂糖，和/或添加種官能到瓊脂糖上。
類似的方法可用于“帶芯核的”珠粒，除了在瓊脂糖進入第一疏水液體之前將優(yōu)選為珠粒形式的芯核引入，以便在所述芯核上由瓊脂糖形成涂層。
無論是對于瓊脂糖珠粒(通過本方法或其它方法)還是帶芯核的瓊脂糖(通過本方法或其它方法)，類似的方法可以用來將多層瓊脂糖加到已有的珠粒上。
根據(jù)本方法制造珠粒的裝置包括優(yōu)選全部一列式布置的瓊脂糖凝膠化罐、第一浴器、一個或多個靜態(tài)混合器和第二浴器，并且優(yōu)選全部都彼此流體連通，以便產(chǎn)生連續(xù)的過程。
另一種裝置可以用換熱器至少替代第二浴器，以便在瓊脂糖珠粒離開靜態(tài)混合器時對其進行冷卻?；蛘?，兩個浴器都可以用換熱器替代，第一換熱器用來加熱乳液并保持瓊脂糖在溫度等于或高于凝膠化點，第二換熱器用來冷卻通過靜態(tài)混合器形成的瓊脂糖珠粒，使瓊脂糖形成凝膠，并形成珠?；蚋鶕?jù)情況在芯核上形成涂層。另一個實施方案用第一換熱器形成瓊脂糖溶液，用第二換熱器形成含乳化劑或表面活性劑的經(jīng)加熱的第一液體，用靜態(tài)混合器接受所述第一和第二換熱器的液體以形成乳液，并形成瓊脂糖小滴，用第三換熱器接受瓊脂糖小滴和疏水液體，并將它們冷卻到低于瓊脂糖的凝膠化點，以使所述瓊脂糖形成均質(zhì)的珠粒或涂敷有瓊脂糖的帶芯核珠粒。另一個實施方案用第一換熱器形成瓊脂糖溶液，用第二換熱器形成含乳化劑或表面活性劑的經(jīng)加熱的第一液體，用第一靜態(tài)混合器接受所述第一和第二換熱器的液體而形成乳液，用第二靜態(tài)混合器接受所述乳液，形成瓊脂糖小滴，用第三換熱器接受瓊脂糖小滴，并在低于瓊脂糖凝膠化點的第二液體中將其冷卻，以使所述瓊脂糖形成均質(zhì)的珠?；蛲糠笥协傊堑膸竞酥榱?。
尤其是均質(zhì)珠粒的本方法珠粒的一個應(yīng)用是作為填充床色譜介質(zhì)。
本方法制造的帶芯核珠粒的一個應(yīng)用是用于流化床或磁性床。
這些帶芯核珠粒的另一個應(yīng)用是提供剛性并且控制填充床介質(zhì)的傳質(zhì)路徑。剛性介質(zhì)可裝填得更高，因此可得到更高的吸收或交換能力。通過縮短擴散路徑，所述凝膠使用時的效率可以比均質(zhì)珠粒高得多。在某些操作條件下，帶芯核珠?？梢援a(chǎn)生更尖的洗脫峰并減少緩沖液消耗。
本發(fā)明的一個目的是提供用于制造瓊脂糖珠粒的方法，其包括a.將瓊脂糖加入水溶液中；b.將溶液加熱到高于瓊脂糖凝膠化點的溫度；c.將經(jīng)加熱的溶液加入被加熱到溫度等于或高于所述溶液溫度的第一疏水液體和乳化劑中，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體和乳化劑為連續(xù)相，瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；d.泵送乳液經(jīng)過靜態(tài)混合器，產(chǎn)生瓊脂糖小滴；e.使小滴流入被冷卻到溫度低于瓊脂糖凝膠化點溫度的第二疏水液體中，使瓊脂糖小滴凝膠成珠粒；以及f.將瓊脂糖珠粒與疏水液體分離開。
本發(fā)明更進一步的目的是提供制造瓊脂糖珠粒的方法，其包括g.將瓊脂糖和大量的帶芯核珠粒加入水溶液中；h.將溶液加熱到高于瓊脂糖凝膠化點的溫度；i.將經(jīng)加熱的溶液加入被加熱到溫度等于或高于溶液溫度的第一疏水液體和乳化劑中，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體和乳化劑為連續(xù)相，瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；j.泵送乳液經(jīng)過靜態(tài)混合器產(chǎn)生瓊脂糖小滴；k.使小滴流入被冷卻到溫度低于瓊脂糖凝膠化點溫度的第二疏水液體中，使瓊脂糖小滴凝膠成珠粒；并且l.將瓊脂糖珠粒與疏水液體分離開。
本發(fā)明的另一目的是用于制造瓊脂糖珠粒的方法，其包括(a)將瓊脂糖加入水溶液中；(b)將溶液加熱到高于瓊脂糖凝膠化點的溫度；(c)將經(jīng)加熱的溶液加入含有被加熱到溫度等于或高于溶液溫度的疏水液體和乳化劑的第一浴器中，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體為連續(xù)相，瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；(d)泵送乳液經(jīng)過靜態(tài)混合器生成瓊脂糖小滴；(e)使小滴流入含有溫度被冷卻到低于瓊脂糖凝膠化點的疏水液體的第二浴器中，形成多孔瓊脂糖珠粒；(f)將瓊脂糖珠粒與第二浴器的液體分離開；(g)交聯(lián)步驟(f)的瓊脂糖珠粒；(h)在第二水溶液中形成第二瓊脂糖，并將第二溶液加熱到高于第二瓊脂糖凝膠化點的溫度下；(i)將步驟(g)的瓊脂糖珠粒加入第二溶液中；(j)將步驟(g)的珠粒和步驟(h)的溶液加入含有疏水液體的第三浴器中，其中第三浴器被加熱到高于第二瓊脂糖凝膠化點的溫度，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體為連續(xù)相，步驟(i)的珠粒和第二瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；(k)泵送步驟(j)的乳液流過靜態(tài)混合器，進入含有溫度被冷卻到低于第二瓊脂糖凝膠化點溫度的疏水液體的第四浴器中，在步驟(g)的瓊脂糖珠粒上形成第二瓊脂糖的涂層；并且(l)將步驟(k)的涂敷的瓊脂糖珠粒與第四浴器的液體分離開。
本發(fā)明的另一目的是用于制造多孔瓊脂糖珠粒的方法，其包括(a)將瓊脂糖加入水溶液中；(b)將所述溶液加熱到高于瓊脂糖凝膠化點的溫度；(c)將經(jīng)加熱的溶液加入含有溫度被加熱到等于或高于所述溶液溫度的疏水液體和乳化劑的第一浴器中，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體為連續(xù)相，瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；(d)泵送乳液經(jīng)過靜態(tài)混合器以生成小滴，使所述小滴流入含有溫度被冷卻到低于瓊脂糖凝膠化點溫度的疏水液體的第二浴器中，形成多孔瓊脂糖珠粒；(e)將瓊脂糖珠粒與第二浴器的液體分離開；(f)交聯(lián)步驟(e)的瓊脂糖珠粒；(g)在第二水溶液中形成第二瓊脂糖，并將第二溶液加熱到溫度高于第二瓊脂糖凝膠化點；(h)將步驟(f)的瓊脂糖珠粒加入第二溶液中；(i)將步驟(h)的珠粒和溶液加入含有疏水液體的第三浴器中，其中第三浴器被加熱到高于第二瓊脂糖凝膠化點的溫度，以形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體為連續(xù)相，步驟(h)的珠粒和第二瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；(j)泵送步驟(i)的乳液流過靜態(tài)混合器，進入含有溫度被冷卻到低于第二瓊脂糖凝膠化點的疏水液體的第四浴器中，在步驟(f)的瓊脂糖珠粒上形成第二瓊脂糖的涂層；(k)將步驟(j)的涂敷瓊脂糖珠粒與第四浴器的液體分離開；及(l)重復(fù)步驟(f)～(l)一次或多次，形成多層的珠粒。
本發(fā)明的其它目的是用于制造多孔瓊脂糖珠粒的方法，其包括(a)將瓊脂糖加入水溶液中；(b)將溶液加熱到高于瓊脂糖凝膠化點的溫度；(c)將經(jīng)加熱的溶液加入含有溫度被加熱到等于或高于所述溶液溫度的疏水液體和乳化劑的第一浴器中，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體為連續(xù)相，瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；(d)泵送乳液經(jīng)過靜態(tài)混合器生成小滴，然后使所述小滴流入含有溫度被冷卻到低于瓊脂糖凝膠化點溫度的疏水液體的第二浴器中，形成多孔瓊脂糖珠粒；(e)將瓊脂糖珠粒與第二浴器的液體分離開；(f)交聯(lián)步驟(e)的瓊脂糖珠粒；(g)在第二水溶液中形成第二瓊脂糖，并將第二溶液加熱到溫度高于第二瓊脂糖的凝膠化點；(h)將步驟(f)的瓊脂糖珠粒加入第二溶液中；(i)將步驟(h)的珠粒和第二溶液加入含有疏水液體和乳化劑的第三浴器中，其中所述第三浴器被加熱到溫度高于第二瓊脂糖的凝膠化點，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體為連續(xù)相，步驟(h)的珠粒和第二瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；(j)泵送步驟(i)的乳液流過靜態(tài)混合器，進入含有溫度被冷卻到低于第二瓊脂糖凝膠化點溫度的疏水液體的第四浴器中，在步驟(f)的瓊脂糖珠粒上形成第二瓊脂糖的涂層；以及(k)將步驟(j)的涂敷的瓊脂糖珠粒與第四浴器的液體分離開。
本發(fā)明的另外目的在于提供用于制造瓊脂糖珠粒的裝置，其包括用于將瓊脂糖溶解在水溶液中的溫度等于或高于瓊脂糖的凝膠化點溫度下的第一熱容器；用于引入所述水溶液的第一容器的入口；含有溫度保持在等于或高于瓊脂糖凝膠化點溫度的疏水液體和乳化劑的第一熱浴器；用于疏水液體的第一浴器的第一入口以及用于第一容器溶液的第一浴器的第二入口，所述第二入口與第一容器流體連通；第一浴器的出口與靜態(tài)混合器的入口流體連通，靜態(tài)混合器的出口與第二浴器的入口流體連通；包括溫度保持在低于瓊脂糖凝膠化點的疏水液體的第二浴器；以及第二浴器的出口。
本發(fā)明目在于提供用于制造瓊脂糖涂敷珠粒的裝置，其包括用于將瓊脂糖溶解在水溶液中，并將溶解的瓊脂糖溶液與大量珠粒芯核混合的溫度保持在等于或高于瓊脂糖凝膠化點的第一熱容器；用于引入水溶液的第一容器的入口；含有溫度保持在等于或高于瓊脂糖凝膠化點的疏水液體的第一熱浴器；用于疏水液體的第一浴器的第一入口和用于第一容器溶液的第一浴器的第二入口，所述第二入口與第一容器流體連通；第一浴器的出口與靜態(tài)混合器的入口流體連通，而靜態(tài)混合器的出口與第二浴器的入口流體連通；含有溫度保持在低于瓊脂糖凝膠化點的疏水液體的第二浴器；以及用于回收涂敷珠粒的第二浴器的出口。
本發(fā)明的另外目的在于提供用于制造瓊脂糖珠粒的裝置，其包括用于將瓊脂糖溶解在水溶液中的溫度保持在等于或高于瓊脂糖凝膠化點的第一換熱器；溫度保持在等于或高于瓊脂糖凝膠化點并包括疏水液體和乳化劑的第二換熱器；第一換熱器出口和第二換熱器出口與第一靜態(tài)混合器的入口流體連通，以形成第一換熱器的溶液和第二換熱器的液體的乳液；第一靜態(tài)混合器的出口與第二靜態(tài)混合器的入口流體連通，用于生成乳液的小滴；第二靜態(tài)混合器的出口與第三換熱器的入口流體連通；含有溫度保持在低于瓊脂糖凝膠化點的疏水液體的第三換熱器，以使瓊脂糖小滴形成凝膠；以及第三換熱器的出口。


圖1A表示的是根據(jù)本發(fā)明方法的一個實施方案的方框圖。
圖1B表示的是根據(jù)本發(fā)明圖1A方法的可選實施方案的方框圖。
圖2表示的是根據(jù)本發(fā)明方法的第二實施方案的方框圖。
圖3表示的是根據(jù)本發(fā)明方法的第三實施方案的示意圖。
圖4表示的是根據(jù)本發(fā)明方法的第四實施方案的示意圖。
圖5表示的是根據(jù)本發(fā)明方法的第五實施方案的示意圖。
圖6表示的是本發(fā)明一個實施方案形成的粒子。
圖7表示的是本發(fā)明一個實施方案形成的粒子。
圖8表示的是本發(fā)明一個實施方案形成的粒子。
圖9表示的是本發(fā)明一個實施方案形成的粒子。
圖10表示的是本發(fā)明一個實施方案形成的粒子。
具體實施例方式
為了盡量減少瓊脂糖珠粒形成中的不均勻性以及創(chuàng)建制造這類珠粒的連續(xù)方法，本發(fā)明使用靜態(tài)混合器而不是攪拌容器來形成珠粒。優(yōu)選直徑小的、矮的、高剪切的靜態(tài)混合器。由于靜態(tài)混合器具有極小的滯留體積并且本來就是連續(xù)的，所以珠粒的剪切歷史比在攪拌容器中要均勻得多。靜態(tài)混合器中幾乎不存在死角。由于滯留體積極小，所以剪切場十分均勻。與均化器方法相比，這種均勻性可以使靜態(tài)混合器能夠以低得多的剪切速率工作。均勻的低剪切速率可以對制造具有設(shè)定的尺寸范圍和涂敷厚度的珠粒有更好的控制，并且可以獲得更高比例的單芯核珠粒。
為了產(chǎn)生足夠高的剪切以打碎團聚體、控制帶芯核均質(zhì)瓊脂糖珠粒的尺寸，從約0.125英寸(3.17mm)～約1英寸(25.4mm)的靜態(tài)混合器通過小孔用泵產(chǎn)生約50～約600L/hr的高流速?？梢钥蛇x地或另外地選擇具有以下部件的混合器，該混合器的部件能在等于或低于打碎團聚體及控制珠粒粒徑所要求產(chǎn)生的剪切速度下產(chǎn)生高剪切。合適的靜態(tài)混合器舉例來說包括Kenics靜態(tài)混合器，如直徑為0.5英寸(12.7mm)的12部件的KMR-SAN-12型混合器，以及0.5英寸直徑(12.7mm)的10部件的Ross ISG靜態(tài)混合器。其它可通過商業(yè)途徑得到的靜態(tài)混合器也可用于本發(fā)明。
通過上述方法可以形成均質(zhì)的珠粒，其尺寸范圍的變化可通過所用的剪切和溶液中瓊脂糖的量等來決定。
結(jié)合以上各因素，可以產(chǎn)生具有基本上均勻涂層的其中單芯核為主要類型的帶芯核粒子。在最佳操作條件下，單芯核體收率可以高達80％。使用現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)攪拌容器時，優(yōu)化的收率約為30％。
制造珠粒的方法如下并如圖1所示。瓊脂糖2加入含有水溶液的容器4或罐中，并加熱到等于或高于其凝膠化點的溫度(依瓊脂糖而定，一般為約80℃～約120℃)，以便溶解瓊脂糖在水溶液中。
水是用于瓊脂糖的優(yōu)選溶劑，然而可加入至多20重量％的一種或多種助溶劑的水溶液以改善瓊脂糖的溶解性。合適的助溶劑實例為二甲基乙酰胺和/或二甲基亞砜。其它為本專業(yè)技術(shù)人員所公知。
然后將含有已溶解瓊脂糖的溶液6加入第一浴器8中，該浴器含有疏水液體以及如出自Sigma Chemical的Span_80乳化劑的等乳化劑，疏水液體優(yōu)選為油，如礦物油，其被加熱到溫度等于或高于瓊脂糖凝膠化點的溫度以保持其溶液狀態(tài)。這樣可以形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的液態(tài)乳液10，其中油為連續(xù)相，瓊脂糖溶液為不連續(xù)相。優(yōu)選對浴器8進行攪拌或攪動(未顯示出)以維持乳液10。溶液和疏水液體留在浴器8中的時間長度取決于乳液形成的速度、浴器的溫度、加入浴器中瓊脂糖的量、如果存在攪拌時浴器中的攪拌的量及其它參數(shù)。通常，溶液應(yīng)在浴器中僅駐留足以形成乳液的時間長度。典型地，所述時間長度為約3分鐘～30分鐘。優(yōu)選使用攪拌以幫助加快形成乳液?？梢允褂酶鞣N本領(lǐng)域中所熟知的攪拌器實施攪拌。在浴器體系中產(chǎn)生攪拌的優(yōu)選方法是使用約5分鐘的頂置式攪拌器，如IKA的P4型攪拌器。
然后使乳液10流過或泵送其流過靜態(tài)混合器12，產(chǎn)生適合要求大小珠粒的瓊脂糖溶液的小滴14。小滴14流出靜態(tài)混合器12進入包含第二疏水液體的浴器16中(優(yōu)選不含乳化劑)，疏水液體保持溫度在低于瓊脂糖凝膠化點溫度下。這導(dǎo)致瓊脂糖溶液小滴產(chǎn)生凝膠，并形成一般為球形的自支撐的瓊脂糖結(jié)構(gòu)。第二浴器16的溫度優(yōu)選為約1℃～約70℃，更優(yōu)選約1℃～25℃，最優(yōu)選約5℃～約10℃。
然后可以回收珠粒，如通過傾析或離心分離等，優(yōu)選用水進行洗滌，并且優(yōu)選保持珠粒在濕的狀態(tài)，如在水浴中。該任選的漂洗步驟一般在約15℃～約50℃的溫度下、優(yōu)選在20℃～50℃下進行，以便從浴器中除去任何的疏水液體，不然它們會滯留或被俘獲在多孔珠粒的結(jié)構(gòu)中。然后珠粒可使用或經(jīng)過進一步處理，如交聯(lián)和/或官能化。
任選地，所述珠粒交聯(lián)后可通過本方法再操作一次，以便在珠粒上面生成另一層瓊脂糖。此后還可以通過本方法再次進行操作。瓊脂糖可以是相同或不同的(例如就瓊脂糖％而言，如3％的瓊脂糖溶液對6％或4％的溶液；還有添加劑等)。
如發(fā)明內(nèi)容中所提及的圖1A的可選實施方案(圖1B中所示)，圖1A的第二流體浴器16由換熱器17所替換，該換熱器冷卻含小滴的第一疏水流體至溫度低于瓊脂糖的凝膠化點，使其形成凝膠并形成自支撐的瓊脂糖結(jié)構(gòu)。換熱器17具有的長度及容量可以以控制的方式降低離開靜態(tài)混合器的瓊脂糖的溫度。如果需要的話，它可以具有一個溫度，可以再劃分或由排成一排的幾個換熱器形成，以便提供液體的溫度梯度。通常，所述換熱器溫度應(yīng)當(dāng)為約1℃～約70℃，更優(yōu)選約1℃～約50℃，最優(yōu)選約15℃～約45℃。
同樣如以上發(fā)明內(nèi)容中所討論的，瓊脂糖熔化罐4和/或第一浴器8可以由換熱器替換，除了第二浴器以外或如果需要替代第二浴器(未示出)。
可以使用圖2所示的類似方法生成帶芯核珠粒，該珠粒具有一種材料的核芯核3和涂敷在所述芯核上的一層或多層瓊脂糖。芯核3在第一步驟(容器4)中被引入該方法中，并在該處理期間涂敷上瓊脂糖2。
最終，該系統(tǒng)可設(shè)計成用換熱裝置代替一個或兩個浴器以及溶液容器。
在圖3所示的另一實施方案中，瓊脂糖2如以上所解釋地溶解在優(yōu)選具有一些如圖所示的攪拌器5的攪拌的熱容器4中，而疏水液體9在換熱器11中單獨加熱。容器4和換熱器11中的物質(zhì)通過泵13A和B泵入靜態(tài)混合器12的入口15形成乳液，以及產(chǎn)生瓊脂糖小滴。然后小滴流入含有溫度冷卻到低于瓊脂糖凝膠化點的疏水液體的浴器16中，使小滴形成凝膠。然后珠?？梢栽谌缬?珠粒/水分離器17中進行分離，可選地，然后珠?？梢酝ㄟ^篩分儀或篩子19篩分或分級成不同的大小。用同樣的方法和設(shè)備也可以制造本發(fā)明的均質(zhì)珠粒和帶芯核珠粒，唯一的差別是在使用時還加入芯核至圖3的容器4中。
圖4表示了根據(jù)本發(fā)明制造珠粒的另一種方法和裝置。在該實施方案中，用混配機、換熱器和/或靜態(tài)混合器取代所有的容器和浴器。將瓊脂糖20、任選的若使用時的芯核21和水溶液22加入熱的混配機24。任選地，可對水溶液進行預(yù)熱以加速瓊脂糖的熔化。在第一換熱器28中對含有乳化劑的疏水液體26進行加熱，在第一靜態(tài)混合器30中對疏水液體26和來自混配機24的瓊脂糖溶液進行混合，形成瓊脂糖或瓊脂糖/芯核的小滴。第二疏水液體31既可如圖示在低于瓊脂糖凝膠化點溫度時(例如室溫或20℃時)提供，或也可在第二換熱器(未示出)中冷卻，第二液體和第一靜態(tài)混合器30的流出物流過第二靜態(tài)混合器34，使小滴形成凝膠。然后，在此情況下可選擇對第二靜態(tài)混合器的液體用離心機36進行分離，珠粒送往篩38，其它物質(zhì)(水溶液和疏水液體等)送往廢棄物或循環(huán)系統(tǒng)40。
圖5表示了根據(jù)本發(fā)明制造珠粒的另外的方法和裝置。在該實施方案中，方法和系統(tǒng)基本上與圖4相同，除了用換熱器25代替混配機24對瓊脂糖、水溶液和任選的若使用時的芯核進行加熱。
如圖6所顯示，均質(zhì)珠粒相當(dāng)規(guī)則。如圖7中所示，以下實施例2所制造的聚苯乙烯芯核上的瓊脂糖涂層十分均勻。事實上，對于單分散的聚苯乙烯芯核而言，單芯核凝膠粒子的偏差在5％以內(nèi)，這大概是已知最均勻的凝膠介質(zhì)。圖8顯示了以下實施例3的耐堿芯核上的瓊脂糖涂層。圖9顯示了根據(jù)實施例4所制造的瓊脂糖芯核的涂敷的瓊脂糖珠粒。圖10顯示了根據(jù)實施例5的多層珠粒。
由于泵送速率高，本方法的產(chǎn)量實際上沒有限制。每個靜態(tài)混合器可以產(chǎn)生至多150L/h的珠粒。由于該混合器的大小一般不比鉛筆大，將多個這些混合器并聯(lián)連用將可以便宜地大量產(chǎn)生出十分均勻的珠粒。為了產(chǎn)生所述珠粒，只不過需要一個或多個泵及一些便宜的靜態(tài)混合器。使用該技術(shù)可以創(chuàng)建如諸圖中所示的真正連續(xù)的珠粒生產(chǎn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的另一個優(yōu)點是同樣的系統(tǒng)既可用于制造帶芯核珠粒，也可用于制造均質(zhì)珠粒。然而，對于均質(zhì)珠粒而言，由于沒有芯核來控制珠粒的最終尺寸，其大小分布會更寬。
任何瓊脂糖都可用于本發(fā)明中。一種合適的瓊脂糖是來自Hispanagar的D-5。其使用時的濃度一般為約1～約25重量％水溶液。
本發(fā)明涂敷瓊脂糖的芯核可以用任何可用于色譜的材料制造。例如，所述芯核可以是交聯(lián)的瓊脂糖珠(無論是用本方法還是其它方法制造的)、塑料、金屬、玻璃或陶瓷。當(dāng)要求最終珠粒具有高的剛性時，所述芯核優(yōu)選為在本方法中所使用的溫度下不會熔化的自支撐材料。合適的材料包括但不限于塑料，如聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯和聚丙烯的共混物、多層的聚乙烯/聚丙烯珠粒、丙烯酸樹脂、聚砜、聚醚砜、PVDF或PTFE；玻璃，如硼硅酸鹽玻璃、耐堿玻璃和受控多孔玻璃；金屬，如不銹鋼、鎳、鈦、鈀和鈷或各種鐵、含鐵或其它磁性金屬的合金和混合物；以及陶瓷，如硅酸鹽材料、氧化鋯和各種陶瓷混合物。
所述芯核優(yōu)選為通常為球形或不規(guī)則微粒的。其直徑取決于所要求的珠粒的大小，但優(yōu)選直徑為約30微米～約150微米。
如瓊脂糖珠粒生產(chǎn)中所常見的，可以使用各種添加劑來改善生產(chǎn)或增加珠粒的性能。
一類添加劑包括可與溶劑混溶的揮發(fā)性有機物。實例有一元醇，如甲醇、乙醇和丙醇。其使用濃度可高至產(chǎn)生略微渾濁的溶液。這些醇的更高用量會引起瓊脂糖沉淀。也可以使用諸如丙酮的可混溶的酮。但必須小心，因為瓊脂糖在酮-水混合物中的溶解度要低一些。還可以考慮兩種或更多種這類物質(zhì)的任何混合物。
另一類添加劑包括非揮發(fā)性的可混溶有機物。其非限定性實例包括甘油、乙二醇、甲基戊二醇、二甘醇、丙二醇、三甘醇、乙二醇的甲基、乙基或正丁基醚、乙二醇的二甲基或二乙基醚、乙二醇二甲基醚醋酸酯、乙二醇二乙基醚醋酸酯、二甘醇甲基醚、二甘醇乙基醚、二甘醇正丁基醚、二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇二甲基醚醋酸酯、二甘醇二乙基醚醋酸酯、N-甲基嗎啉和N-乙基嗎啉等。這類物質(zhì)的實例還有低分子量的聚乙二醇。還可以考慮兩種或更多種這類物質(zhì)的任何混合物。
另一類添加劑包括水溶性聚合物，包括例如聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、葡聚糖和水溶性聚酰胺，包括取代的聚酰胺如聚二甲基酰胺。這些聚合物添加劑可以作為與瓊脂糖的混合物在最初的溶解步驟中使用，或可以在瓊脂糖加入和溶解后再溶解在所述溶液中。必須小心不要加入過量的聚合物，因為可能會產(chǎn)生溶液聚沉。聚合物和瓊脂糖的比例可以是約0.1～10。優(yōu)選的聚合物是聚乙烯醇、葡聚糖和聚酰胺。
此外，可以向溶液加入一種或多種乳化劑或表面活性劑。各種溶液的組合要求進行一些試驗，以確定乳化劑或表面活性劑的最佳種類及用量。其使用時的濃度可以為溶液總重量的約0.001％～約10％，優(yōu)選約0.01％～約5％。乳化劑加入油中，其不溶于水。
若有需要，其后可以使用工業(yè)上常用于如多糖珠粒的含多羥基材料交聯(lián)的任何化學(xué)物對瓊脂糖進行交聯(lián)，這些化學(xué)物的非限定性實例有表氯醇或其它多官能環(huán)氧化物、各種溴(bromyl)化學(xué)物或其它多官能鹵化物；甲醛、戊二醛(gluteraldehyde)及其它多官能醛、二(2-羥乙基)砜、二甲基二氯硅烷、二羥甲基脲、二羥甲基亞乙基脲、二異氰酸酯或多異氰酸酯等。
瓊脂糖上也可以具有與其連接的包括配體的一個或多個官能，如A蛋白或G蛋白，每一種為天然型或重組衍生型的，以及使它們對腐蝕更穩(wěn)定的A蛋白或G蛋白的改進型等，各種化學(xué)配體如2-氨基苯并咪唑(AMI)、氨甲基苯并咪唑(AMBI)、巰基乙基吡啶(MEP)或巰基苯并咪唑(MBI)，或各種使瓊脂糖呈陽離子的、陰離子的、親的、疏的或帶電荷的化學(xué)物，如在介質(zhì)形成技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的。
液相色譜中所使用的適用于本發(fā)明的官能團包括，但不限于離子交換、生物親合、疏水基團、可用于共價色譜的基團、親硫的相互作用基團、螯合物或螯合基團、與目標(biāo)化合物有所謂π-π相互作用的基團、氫鍵鍵合的和親水的基團等。
這些基團可以在瓊脂糖珠粒形成和交聯(lián)后加入，或可以加入初始溶液中，初始溶液的組成作相應(yīng)的改變，如減小或增大pH值，這樣可在交聯(lián)反應(yīng)的同時發(fā)生反應(yīng)，使官能團結(jié)合到瓊脂糖上。
均質(zhì)瓊脂糖珠粒的一個應(yīng)用是用于填充床液相色譜法。一個實例是凝膠過濾色譜，其中樣品的組分按大小進行分離。另一個實例是離子交換色譜，其中帶電荷的基團連接在瓊脂糖基體上，通過離子相互作用實現(xiàn)樣品中組分的分離。均質(zhì)瓊脂糖珠粒應(yīng)用的另一個實例是親和色譜。親合配體可共價連接在瓊脂糖介質(zhì)上，并為樣品組分提供高選擇性的分離方法。
帶芯核珠粒的一個應(yīng)用是提供剛性并且控制填充床介質(zhì)的傳質(zhì)路徑。剛性介質(zhì)可裝填得更高，因此可得到更高的吸收或交換能力。通過縮短擴散路徑，所述凝膠的使用效率可比均質(zhì)珠粒高得多。在某些操作條件下，帶芯核珠?？梢援a(chǎn)生更尖的洗脫峰并且減少緩沖液消耗。
帶芯核珠粒的另一個應(yīng)用是用于流化床色譜或磁色譜，其中所述芯核提供要求的密度(用于流化床)，或提供用于磁色譜的磁特性。
實施例1-均質(zhì)珠粒在不斷攪拌下，將1000ml 6％的瓊脂糖溶液(來自Hispanagar的D-5瓊脂糖)加入含有120ml Span 80乳化劑、80℃的第一油浴中的2000ml礦物油中，得到其中油相為連續(xù)相的乳液。然后以3L/min的流速泵送所述乳液通過直徑0.5英寸(12.7mm)、長度6英寸(152.4mm)的Kenics靜態(tài)混合器(KMR-SAN-12)，進入5℃的第二礦物油浴中。得到的是球形的均質(zhì)瓊脂糖珠粒，最大粒徑為200μm。
實施例2-聚苯乙烯的帶芯核珠粒將300ml直徑80μm的單一大小的聚苯乙烯球(來自Microbeads的Dynoseeds TS-80-13)與900ml 4％的瓊脂糖溶液(來自Hispanagar的D-5瓊脂糖)混合得到漿液。在不斷攪拌下將瓊脂糖-芯核混合物加入含有120ml SpanTM80乳化劑的80℃的2000ml礦物油中，得到其中油相為連續(xù)相的乳液。然后以9L/min的流速泵送所述乳液通過直徑0.5英寸(12.7mm)、長度6英寸(152.4mm)的Kenics靜態(tài)混合器(KMR-SAN-12)，進入5℃的礦物油中。得到的帶芯核珠粒具有預(yù)計10μm的涂層厚度，珠粒的種類大多數(shù)(＞50％體積)為單芯核的。
實施例3-耐堿的玻璃芯核珠粒將200ml平均直徑100μm的耐堿玻璃球(Mo-Sci Corporation)與200ml 6％的瓊脂糖溶液(來自Hispanagar的D-5瓊脂糖)混合得到漿液。在不斷攪拌將瓊脂糖-芯核混合物加入含有120ml Span的90℃的2000ml礦物油中，得到其中油相為連續(xù)相的乳液。然后以3L/min的流速泵送所述乳液通過直徑0.5英寸(12.7mm)、長度6英寸(152.4mm)的Ross ISG靜態(tài)混合器，進入5℃的礦物油中。得到的帶芯核珠粒具有預(yù)計10μm的涂層厚度，珠粒的種類大多數(shù)為單芯核的(＞50％)。
實施例4-瓊脂糖的帶芯核珠粒在不斷攪拌下，將900ml 15％的瓊脂糖溶液(來自Hispanagar的D-5瓊脂糖)加入含有120ml SpanTM80乳化劑、第一油浴中的80℃的2000ml礦物油中，得到其中油相為連續(xù)相的乳液。然后以3L/min的流速泵送所述乳液通過直徑0.5英寸(12.7mm)、長度6英寸(152.4mm)的Kenics靜態(tài)混合器(KMR-SAN-12)，進入5℃的第二礦物油浴中。得到的是球形的均質(zhì)瓊脂糖珠粒，最大粒徑為200μm。然后通過[1]中所述的方法使用表氯醇對珠粒進行交聯(lián)。將75ml 15％的平均直徑100μm的交聯(lián)瓊脂糖球(芯核)與100ml 4％的瓊脂糖溶液(來自Hispanagar的D-5瓊脂糖)混合得到漿液。在不斷攪拌下將瓊脂糖-芯核混合物加入含有40ml Span 80的80℃的2000ml礦物油中，得到其中油相為連續(xù)相的乳液。然后以3L/min的流速泵送所述乳液通過直徑0.5英寸、長度6英寸的Ross ISG靜態(tài)混合器，進入5℃的礦物油中。得到的帶芯核珠粒具有預(yù)計10μm的涂層厚度，珠粒的種類大多數(shù)為單芯核的(＞50％)。
實施例5-多涂層的珠粒將300ml直徑為63～75μm的硼硅酸鹽玻璃球(Mo-SciCorporation，GL0179)與900ml 6％的瓊脂糖(來自Hispanagar的D-5瓊脂糖)溶液混合得到漿液。在不斷攪拌下將瓊脂糖-芯核混合物加入含有120ml SpanTM80的乳化劑、90℃的2000ml礦物油中，得到其中油相為連續(xù)相的乳液。然后以9L/min的流速泵送所述乳液通過直徑0.5英寸(12.7mm)、長度6英寸(152.4mm)的Ross ISG靜態(tài)混合器，進入5℃的礦物油中。得到的帶芯核珠粒具有預(yù)計10μm的瓊脂糖涂層厚度，珠粒的種類大多數(shù)(＞50％體積)為單芯核的。根據(jù)Porath[1]對瓊脂糖涂層進行交聯(lián)，并且以陰離子交換為目的進行官能化。其后將25ml的該珠粒與150ml 3％的瓊脂糖溶液(來自Hispanagar的D-5瓊脂糖)混合得到漿液。在不斷攪拌下將瓊脂糖-珠?；旌衔锛尤?0℃的1000ml礦物油中，得到其中油相為連續(xù)相的乳液。然后以3L/min的流速泵送所述乳液通過直徑0.5英寸(12.7mm)、長度6英寸(152.4mm)的Kenics靜態(tài)混合器(KMR-SAN-12)，進入5℃的礦物油中。得到的雙層涂敷的帶芯核珠粒具有預(yù)計10μm的第二涂層厚度，珠粒的種類大多數(shù)為單芯核的(＞50％)。
權(quán)利要求
1.一種用于制造瓊脂糖珠粒的方法，其包括(a)將瓊脂糖加入水溶液中；(b)將所述溶液加熱到高于瓊脂糖凝膠化點的溫度；(c)將經(jīng)加熱的溶液加入含有乳化劑的第一疏水液體中，其中所述液體被加熱到溫度等于或高于所述溶液溫度下，以形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體為連續(xù)相，瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；(d)使所述乳液流過靜態(tài)混合器，形成瓊脂糖小滴；(e)將所述小滴加入被冷卻到溫度低于瓊脂糖凝膠化點溫度的第二疏水液體中，使瓊脂糖小滴凝膠成珠粒；以及(f)從第二液體回收瓊脂糖珠粒。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述第一浴器的溫度為約80℃～約120℃，第二浴器的溫度為約1℃～約70℃。
3.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(d)的乳液以約1～約10L/min的速度流過靜態(tài)混合器。
4.權(quán)利要求1的方法，其中流過靜態(tài)混合器的流量為約50L/Hr～約600L/Hr。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述水溶液中的瓊脂糖濃度為約1～約25重量％。
6.權(quán)利要求1的方法，其還包括對第一液體施加攪拌。
7.權(quán)利要求1的方法，其還包括洗滌步驟(e)的瓊脂糖珠粒。
8.權(quán)利要求1的方法，其還包括交聯(lián)步驟(e)的瓊脂糖珠粒。
9.權(quán)利要求1的方法，其還包括用水洗滌步驟(e)的瓊脂糖珠粒，然后交聯(lián)珠粒。
10.權(quán)利要求1的方法，其還包括以下步驟(g)交聯(lián)步驟(f)的瓊脂糖珠粒；(h)在第二水溶液中形成第二瓊脂糖，并將所述第二溶液加熱到溫度高于第二瓊脂糖的凝膠化點；(i)將步驟(g)的瓊脂糖珠粒加入第二溶液中；(j)將步驟(i)的珠粒和溶液加入含有乳化劑的第三疏水液體中，其中第三液體被加熱到溫度高于第二瓊脂糖的凝膠化點，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中第三疏水液體為連續(xù)相，步驟(i)的珠粒和第二瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；(k)泵送步驟(j)的乳液流過第二靜態(tài)混合器，進入被冷卻到溫度低于第二瓊脂糖凝膠化點溫度的第四疏水液體中，在步驟(g)的瓊脂糖珠粒上形成第二瓊脂糖的涂層；以及(l)從第四液體的液體回收步驟(k)的涂敷的瓊脂糖珠粒。
11.權(quán)利要求1的方法，其還包括以下步驟(g)交聯(lián)步驟(f)的瓊脂糖珠粒；(h)在第二水溶液中形成第二瓊脂糖，并將所述第二溶液加熱到溫度高于第二瓊脂糖的凝膠化點；(i)將步驟(g)的瓊脂糖珠粒加入第二溶液；(j)將步驟(i)的珠粒和溶液加入含有乳化劑的第三疏水液體中，其中第三液體被加熱到高于第二瓊脂糖凝膠化點的溫度，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中第三疏水液體為連續(xù)相，步驟(i)的珠粒和第二瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；(k)泵送步驟(j)的乳液流過第二靜態(tài)混合器，進入被冷卻到溫度低于第二瓊脂糖凝膠化點溫度的第四疏水液體中，在步驟(g)的瓊脂糖珠粒上形成第二瓊脂糖的涂層；(l)從第四液體的液體回收步驟(k)的涂敷的瓊脂糖珠粒；以及(m)對步驟(l)的涂敷珠粒重復(fù)步驟(g)～(l)一次或多次。
12.一種用于制造瓊脂糖珠粒的方法，其包括a.將瓊脂糖加入水溶液中；b.將所述溶液加熱到高于瓊脂糖凝膠化點的溫度；c.將經(jīng)加熱的溶液加入含有溫度被加熱到等于或高于所述溶液溫度的疏水液體和乳化劑的第一浴器中，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體為連續(xù)相，瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；d.泵送乳液經(jīng)過靜態(tài)混合器形成瓊脂糖小滴；e.使所述小滴流入含有被冷卻到溫度低于瓊脂糖凝膠化點溫度的疏水液體的第二浴器中，形成多孔瓊脂糖珠粒；f.將瓊脂糖珠粒與第二浴器的液體分離開；g.交聯(lián)步驟(f)的瓊脂糖珠粒；h.在第二水溶液中形成第二瓊脂糖，并將所述第二溶液加熱到高于第二瓊脂糖凝膠化點的溫度；i.將步驟(g)的瓊脂糖珠粒加入第二溶液；j.將步驟(i)的珠粒和第二溶液加入含有疏水液體的第三浴器中，其中所述第三浴器被加熱到溫度高于第二瓊脂糖的凝膠化點，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體為連續(xù)相，步驟(i)的珠粒和第二瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；k.泵送步驟(j)的乳液流過靜態(tài)混合器，進入含有被冷卻到溫度低于第二瓊脂糖凝膠化點溫度的疏水液體的第四浴器中，在步驟(g)的瓊脂糖珠粒上形成第二瓊脂糖的涂層；以及l(fā).將步驟(k)的涂敷的瓊脂糖珠粒與第四浴器的液體分離開。
13.一種用于制造涂敷的瓊脂糖珠粒的方法，其包括a.將瓊脂糖和大量的固體珠粒加入水溶液中；b.將步驟(a)的溶液加熱到高于瓊脂糖凝膠化點的溫度；c.將步驟(b)的經(jīng)加熱的溶液加入被加熱到溫度等于或高于步驟(b)溶液的第一疏水液體和乳化劑中，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體和乳化劑為連續(xù)相，瓊脂糖溶液和固體珠粒為不連續(xù)相；d.使步驟(c)的乳液流過靜態(tài)混合器，生成瓊脂糖和固體珠粒的小滴；e.使步驟(d)的小滴流入被冷卻到溫度低于瓊脂糖凝膠化點溫度的第二疏水液體中，在固體珠粒上形成凝膠涂層；以及f.從第二浴器的液體回收步驟(e)的涂敷珠粒。
14.一種用于制造涂覆的瓊脂糖珠粒的方法，其包括a.將瓊脂糖和大量的固體珠粒加入水溶液中；b.將步驟(a)的溶液加熱到高于瓊脂糖凝膠化點的溫度；c.將步驟(b)的經(jīng)加熱的溶液加入含乳化劑的第一疏水液體中，其中所述液體被加熱到溫度等于或高于步驟(b)溶液的溫度，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體為連續(xù)相，瓊脂糖溶液和珠粒為不連續(xù)相；d.泵送步驟(c)的乳液流過靜態(tài)混合器，生成瓊脂糖和珠粒的小滴；e.使所述小滴流入被冷卻到溫度低于瓊脂糖凝膠化點溫度的第二疏水液體中，在固體珠粒上形成凝膠涂層；f.從第二浴器的液體回收步驟(e)的涂敷的珠粒；g.交聯(lián)步驟(f)珠粒的瓊脂糖涂層；h.在第二水溶液中形成第二瓊脂糖，并將第二溶液加熱到溫度高于第二瓊脂糖的凝膠化點；i.將步驟(g)的涂敷的交聯(lián)珠粒加入第二溶液中；j.將步驟(i)的涂敷珠粒和第二溶液加入含乳化劑的第三疏水液體中，其中所述第三液體被加熱到溫度高于第二瓊脂糖的凝膠化點，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體為連續(xù)相，步驟(h)的涂敷珠粒和第二瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；k.使步驟(j)的乳液流過靜態(tài)混合器，生成涂敷在步驟(g)的珠粒上的第二瓊脂糖的小滴；l.使步驟(k)的小滴流入被冷卻到溫度低于第二瓊脂糖凝膠化點溫度的第四疏水液體中，在步驟(g)的涂敷珠粒上形成第二瓊脂糖的第二涂層；以及m.從第四液體的液體回收步驟(k)的涂敷珠粒。
15.一種用于制造瓊脂糖珠粒的裝置，其包括用于將瓊脂糖溶解在水溶液中的溫度等于或高于瓊脂糖凝膠化點溫度的第一熱容器；用于引入水溶液的第一容器的入口；含有保持在溫度等于或高于瓊脂糖凝膠化點的疏水液體和乳化劑的第一熱浴器；用于疏水液體的第一浴器的第一入口及用于第一容器溶液的第一浴器的第二入口，所述第二入口與第一容器流體連通；第一浴器的出口與靜態(tài)混合器的入口流體連通，而靜態(tài)混合器的出口與第二浴器的入口流體連通；含有溫度保持在低于瓊脂糖凝膠化點溫度的疏水液體的第二浴器；以及所述第二浴器的出口。
16.一種用于制造瓊脂糖涂敷的珠粒的裝置，其包括用于將瓊脂糖溶解在水溶液中，并將溶解的瓊脂糖溶液與大量的珠粒芯核混合的溫度等于或高于瓊脂糖凝膠化點溫度的第一熱容器；用于引入水溶液的第一容器的入口；含有保持溫度在等于或高于瓊脂糖凝膠化點的疏水液體和乳化劑的第一熱浴器；用于疏水液體的第一浴器的第一入口和用于第一容器溶液的第一浴器的第二入口，所述第二入口與第一容器流體連通；第一浴器的出口與靜態(tài)混合器的入口流體連通，而靜態(tài)混合器的出口與第二浴器的入口流體連通；含有溫度保持在低于瓊脂糖凝膠化點的疏水液體的第二浴器；以及用于回收涂敷的珠粒的第二浴器的出口。
17.一種用于制造涂敷的瓊脂糖珠粒的裝置，其包括用于將瓊脂糖溶解在水溶液中，并將大量的珠粒芯核與溶解的瓊脂糖溶液混合的溫度等于或高于瓊脂糖凝膠化點溫度的第一換熱器；溫度等于或高于瓊脂糖的凝膠化點溫度并含有第一疏水液體和乳化劑的第二換熱器；第一換熱器的第一出口和第二換熱器的第二出口并入第一靜態(tài)混合器的入口，并由第一換熱器的溶液和第二換熱器的第一液體生成乳液；第一靜態(tài)混合器的出口與第二靜態(tài)混合器的入口相連，用于生成具有一個或多個珠粒芯核和瓊脂糖涂層的瓊脂糖小滴；第二靜態(tài)混合器的出口與第三換熱器的入口相連，該第三換熱器可以冷卻到溫度低于瓊脂糖的凝膠化點，以使瓊脂糖形成凝膠；以及第三換熱器的出口。
18.一種用于制造瓊脂糖珠粒的裝置，其包括用于將瓊脂糖溶解在水溶液中的溫度等于或高于瓊脂糖凝膠化點溫度的第一換熱器；溫度等于或高于瓊脂糖的凝膠化點溫度并含有第一疏水液體和乳化劑的第二換熱器；第一換熱器的第一出口和第二換熱器的第二出口并入第一靜態(tài)混合器的入口，并由第一換熱器的溶液和第二換熱器的第一液體生成乳液；第一靜態(tài)混合器的出口與第二靜態(tài)混合器的入口相連，用于生成瓊脂糖小滴；第二靜態(tài)混合器的出口與第三換熱器的入口相連，該第三換熱器可以冷卻到溫度低于瓊脂糖的凝膠化點，以使小滴凝膠成瓊脂糖珠粒；以及第三換熱器的出口。
19.一種用于制造瓊脂糖珠粒的方法，其包括(a)將瓊脂糖加入水溶液中；(b)將所述溶液加熱到高于瓊脂糖凝膠化點的溫度；(c)將經(jīng)加熱的溶液加入含有乳化劑的疏水液體中，其中所述液體被加熱到溫度等于或高于或低于所述溶液的溫度，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體為連續(xù)相，瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；(d)使所述乳液流過靜態(tài)混合器，形成瓊脂糖小滴；(e)將所述小滴和疏水液體冷卻到低于瓊脂糖凝的膠化點溫度，使瓊脂糖小滴凝膠成珠粒；以及(f)從所述疏水液體回收瓊脂糖珠粒。
20.權(quán)利要求19的方法，其中所述液體和小滴通過換熱器來冷卻。
21.一種用于制造瓊脂糖珠粒的方法，其包括(a)將瓊脂糖加入水溶液中；(b)將所述溶液加熱到高于瓊脂糖凝膠化點的溫度；(c)將經(jīng)加熱的溶液加入含有乳化劑的疏水液體中，其中所述液體被加熱到溫度等于或高于或低于溶液溫度，形成具有連續(xù)相和不連續(xù)相的乳液，其中疏水液體為連續(xù)相，瓊脂糖溶液為不連續(xù)相；(d)使所述乳液流過靜態(tài)混合器，形成瓊脂糖小滴；(e)使所述小滴和疏水液體流經(jīng)換熱器，以冷卻小滴和疏水液體到溫度低于瓊脂糖凝膠化點的溫度，使瓊脂糖小滴凝膠成珠粒；以及(f)從所述疏水液體回收瓊脂糖珠粒。
22.一種用于制造瓊脂糖珠粒的裝置，其包括用于在水溶液中凝膠化瓊脂糖的罐；用于加熱第一疏水液體和乳化劑溫度至等于或高于或低于瓊脂糖凝膠化點的浴器；所述罐的第一出口和所述浴器的第二出口并入靜態(tài)混合器的入口，并由所述罐和浴器的溶液生成乳液；第一靜態(tài)混合器的出口與換熱器的入口相連，該換熱器可以冷卻到溫度低于瓊脂糖的凝膠化點，以使小滴凝膠成瓊脂糖珠粒；以及所述換熱器的出口。
23.一種用于制造瓊脂糖珠粒的裝置，其包括用于在水溶液中溶解瓊脂糖的溫度等于或高于瓊脂糖凝膠化點溫度的第一換熱器；用于加熱第一疏水液體和乳化劑的溫度等于或高于或低于瓊脂糖凝膠化點溫度的第二換熱器；第一換熱器的第一出口和第二換熱器的第二出口并入第一靜態(tài)混合器的入口，并由第一換熱器的溶液和第二換熱器的第一液體生成乳液；第一靜態(tài)混合器的出口與第三換熱器的入口相連，該第三換熱器可以冷卻到溫度低于瓊脂糖的凝膠化點，以使小滴凝膠成瓊脂糖珠粒；以及第三換熱器的出口。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于形成瓊脂糖珠粒或帶芯核的瓊脂糖珠粒的方法及裝置。該方法涉及在合適的液體中溶解/熔化瓊脂糖；將其與疏水液體混合形成乳液，并使該乳液保持在溫度等于或高于瓊脂糖凝膠化點的溫度；使其通過靜態(tài)混合器產(chǎn)生瓊脂糖小滴，并在疏水液體的第二浴器中固化瓊脂糖小滴。然后可以對珠粒進行洗滌、使用或進一步處理以交聯(lián)瓊脂糖，和/或?qū)⒏鞣N官能加到瓊脂糖上。固化瓊脂糖小滴的另一種方法是在物料出靜態(tài)混合器后使用換熱器對其進行連續(xù)冷卻。類似的方法可用于“帶芯核的”珠粒，除了在進入第一疏水液體之前將優(yōu)選以珠粒形式的芯核引入瓊脂糖中，以便所述瓊脂糖在芯核上形成涂層。類似的方法，無論對于瓊脂糖珠粒(無論是本方法還是其它方法制造的)還是帶芯核的瓊脂糖(無論是本方法還是其它方法制造的)，可被用來將多個瓊脂糖層加到已有的珠粒上。還公開了運行該方法的裝置。
文檔編號B01J20/281GK1939582SQ200610153490
公開日2007年4月4日 申請日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月15日
發(fā)明者程國順, 森蒂庫馬爾·拉馬斯瓦米, 卞南英, 布賴恩·加貢, 喬奎因·烏馬納, 尼爾·P.·索伊斯 申請人:米利波爾公司