Хроматографы промышленные

Жидкостная хроматография находит широкое применение в производственных технологических процессах на этапах разделения и очистки смесей веществ. В зависимости от поставленных задач используют разные варианты промышленной хроматографии, в т. ч.: технологию SMB и хроматографическое разделение в колоннах радиального или аксиального сжатия (см. их описание ниже).

Хроматографическое разделение бинарных смесей в «псевдоподвижном» слое сорбента (Simulated moving bed, SMB) В отличие от традиционной периодической хроматографии (Batch) в процедуре SMB разделение смесей веществ осуществляется за счет имитации противоточного (относительно направления перемещения элюента, Eluent) движения твердой фазы (Sorbent) в замкнутой системе соединенных друг с другом колонок. Возникающий при этом эффект «псевдодвижения» сорбента позволяет проводить разделение бинарных смесей (А + В) и их отбор в непрерывном проточном режиме. Благодаря установленному на этом устройстве процессору обеспечивается необходимая согласованность в работе перепускных клапанных кранов и насосов на этапах инжекции исходных смесей, их хроматографического разделения, элюирования и отбора очищенных фракций А и В. По сравнению с традиционной хроматографией процедура SMB обеспечивает более высокий выход целевых продуктов, снижая при этом расход элюента и сорбента до 50%. Вместе с тем, эта высокопроизводительная технология имеет ограниченную область применения и не может быть использована для разделения многокомпонентных смесей.

Хроматография в колоннах радиального сжатия Специальная конструкция колонны радиального сжатия позволяет создавать дополнительное давление в направлении, перпендикулярном ее оси (см. рис. слева). В качестве основного элемента этой колонны выступает заполненный сорбентом полимерный картридж цилиндрической формы, закрытый сверху и снизу фриттами из нержавеющей стали. Картридж располагается внутри поддерживающей цилиндрической колонны из нержавеющей стали, в которой создают избыточное боковое давление. Под его действием гибкие стенки картриджа подвергаются радиальному сжатию, которое приводит к уплотнению упакованного в нем сорбента и улучшению вследствие этого качества хроматографической очистки. Однако при выборе этого варианта промышленной хроматографии потребитель не сможет самостоятельно набивать пластиковые картриджи и вынужден будет каждый раз заказывать их у производителя.
Технология динамического аксиального сжатия разделительной фазы В колонне динамического аксиального сжатия (DAC) используют специальный внутренний поршень для создания вдоль ее оси постоянного и контролируемого давления на слой упакованного сорбента. Подобный способ упаковки колонны обеспечивает эффективное разделение хроматографических фракций с высоким выходом целевого продукта. В отличие от технологии радиального сжатия DAC позволяет потребителю производить самостоятельную набивку колонны на месте установки любым выбранным им типом сорбента. Одной из первых и наиболее успешных в разработке технологии DAC оказалась шведская компания Amersham Biosciences АВ, входящая в состав корпорации Cytiva.
Системы промышленной хроматографии с колоннами динамического аксиального сжатия (DAC), Cytiva Промышленные хроматографические системы, разработанные Amersham Biosciences АВ, представлены большим разнообразием моделей, которые используются в очистке белков, нуклеиновых кислот, антител, пептидов и прочих органических соединений. Системы ÄKTAprocess (Cytiva) этого разработчика отличаются друг от друга, главным образом, по производительности: 4-180 л/час, 13-600 л/час и 45-1800 л/час. К этим системам можно дополнительно подключать датчики давления, температуры, проводимости и рН. Другая разработанная Amersham Biosciences АВ серия BioProcess (Cytiva) включает системы хроматографии, как низкого (3 бар), так и среднего давления (80-150 бар). В зависимости от пожеланий заказчика их можно комплектовать разными типами детекторов, клапанов, датчиков и хроматографических колонн.
Корпорация Cytiva производит широкий спектр колонн DAC разных объемов и размеров под следующими торговыми марками: Колонны BPG Корпус колонны — стекло; диаметр, мм — 100-446; длина, мм — 500-1000; объем, л. — 2-131; максимальное давление, бар — 2,5-8.
Колонны Chromaflow Корпус колонны — литой акрил; диаметр, мм — 300-2000; объем, л. — 12,6-942,6; максимальное давление, бар — 3; возможность автоматической упаковки сорбентом и последующего его удаления из колонны.
Колонны FineLINE Корпус — н/ж сталь; диаметр, мм — 70-200; длина, мм — 350-700; объем, л. — 0,03-29; максимальное давление, бар — 20.
Колонны BioProcess MPLC Корпус — н/ж сталь; объем, л. — 5,5-798; максимальное давление, бар — 20 (опция — 30 бар); возможность автоматической упаковки сорбентом и последующего его удаления из колонны.

ПО UNICORN, установленное на хроматографических системах ÄKTAprocess и BioProcess, обеспечивает автоматическое управление процессом хроматографической очистки и контроль работы отдельных блоков и клапанов. В соответствии с требованиями GMP для всех моделей этих серий предусмотрена возможность очистки от загрязнений и стерилизации их внутренних и внешних поверхностей.
Помимо изготовления оборудования для жидкостной хроматографии корпорация Cytiva занимается производством сорбентов разных типов. Производимые этой компанией гель-фильтрационные сорбенты (Sephadex, Superdex, Superose, Sephacryl, Sepharose) используют в хроматографической очистке белков, пептидов и других биополимеров с молекулярной массой от 10² до 10⁸ Да.
Компанией Cytiva также налажен выпуск целого ряда аффинных сорбентов для выделения целевых фракций биомолекул, в т. ч.: меченых белков (Ni Sepharose, IMAC Sepharose, Glutatione Sepharose, IgG Sepharose, Streptavidin Sepharose, Calmodulin Sepharose), моноклональных и поликлональных антител (rProtein A Sepharose, nProtein A Sepharose, MabSelect, Protein G Sepharose, GammaBind Sepharose, IgM и IgY Purification Media), гликопротеинов (Con A Sepharose и Lentil Lectin Sepharose), ферментов (DNA-Cellulose, Poly(A) Sepharose, Poly(U) Sepharose, Heparin Sepharose, Blue Sepharose, Arginine Sepharose, Benzamidine Sepharose, Glutatione Sepharose) и нуклеиновых кислот (Oligo(dT) Cellulose и Lysine Sepharose).
Сорбенты GE на основе: сополимера стирола и дивинилбензола (SOURCE 30, SOURCE 15, SOURCE 15ETH, SOURCE 15ISO, SOURCE 15PHE, SOURCE 15RPC, SOURCE 5RPC, MonoBeads, MiniBeads), сефарозы (Phenyl Sepharose, Octyl Sepharose™, Butyl Sepharose, Butyl-S Sepharose, Capto Q, Capto S, Capto MMC) и силикагеля находят применение в ионной и гидрофобной обращеннофазовой хроматографии.