CN103604896B - 纯化*** - Google Patents

纯化*** Download PDF

Info

Publication number
CN103604896B
CN103604896B CN201310361958.9A CN201310361958A CN103604896B CN 103604896 B CN103604896 B CN 103604896B CN 201310361958 A CN201310361958 A CN 201310361958A CN 103604896 B CN103604896 B CN 103604896B
Authority
CN
China
Prior art keywords
multipath
valve
detector
signal
column
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310361958.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103604896A (zh
Inventor
E.隆布拉德
L.赫德奎斯特
H.松奎斯特
M.戈林
T.普莱斯
J.西蒙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cytiva Sweden AB
Original Assignee
GE Healthcare Bio Sciences AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GE Healthcare Bio Sciences AB filed Critical GE Healthcare Bio Sciences AB
Publication of CN103604896A publication Critical patent/CN103604896A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103604896B publication Critical patent/CN103604896B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/80—Fraction collectors
    • G01N30/82—Automatic means therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/88—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86
    • G01N2030/8804—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86 automated systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/88—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86
    • G01N2030/8809—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86 analysis specially adapted for the sample
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/86—Signal analysis
    • G01N30/8658—Optimising operation parameters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及用于优化从样品中纯化蛋白质的自动层析***和用于控制该自动***的软件。该软件适于在***中监控来自检测器的信号、确定两种信号参数以及根据该两种信号参数的实际值来控制***的组件。

Description

纯化***
本申请是申请号为200480036887.4(国际申请号为PCT/EP2004/014074)、申请日为2004年12月10日、发明名称为“纯化***”的发明专利申请的分案申请。
发明领域
本发明涉及用于纯化生物分子的层析法、***和软件。
现有技术
层析分离***通常用于从含有目的蛋白和一种或多种杂质的溶液中分离目的蛋白。典型地，层析蛋白质纯化***包括许多各自具有不同性质的、使溶液在其中按特殊顺序流过的层析柱。例如，蛋白质纯化***可依次使用下列4种柱型中一些或全部层析柱：亲和柱、脱盐柱、离子交换柱和凝胶过滤柱。可通过配备了合适软件的计算机或微处理机来控制该***。
为了纯化含有目的蛋白的样品，操作者将会选择含有配备了特异性地但可逆性地结合目的蛋白的配体的介质的亲和柱。在有利于目的蛋白与配体结合的条件下将含有目的蛋白的样品加到层析柱。一旦含有目的蛋白的所有样品流过介质，就从柱洗去了未结合的物质，然后通过改变流过柱的缓冲液，例如可中断目的蛋白和配体之间结合的高盐浓度的缓冲液，将目的蛋白从介质洗脱到缓冲液中。通过检测器，例如检测离开柱的洗脱缓冲液中在特定波长(如280nm或254nm)下UV吸光度变化的UV检测器，检测从柱上洗脱的缓冲液中存在的目的蛋白，吸光度提供了该在给定的馏分中洗脱的总蛋白的粗略测量。当洗脱柱时，将流体收集在馏分收集器中。软件监控UV检测器的输出信号，该输出信号可指示包含目的蛋白的蛋白质流出柱的时间，并在存储器中记录该时间对应的馏分。在完全流过第一个柱后，操作者检查UV曲线并手动收集含有该蛋白的目的馏分。将手动收集的馏分手工汇集，并转入下一个柱。如果使用高盐浓度的洗脱缓冲液，那么可以让含有目的蛋白的洗脱缓冲液通过流过脱盐柱来将其脱盐。通过检测器，例如UV检测器，监控从脱盐柱输出的洗脱溶液，并将流出脱盐柱的、含有目的蛋白的该体积的脱盐溶液指向馏分收集器。操作者手工汇集目的馏分，并将汇集的馏分转入下一个柱。该体积的脱盐溶液仍然含有杂质，必须用离子交换柱来除去它们中的一些。如果那样，那么操作者使含有目的蛋白的该体积的脱盐液流过含有允许结合目的蛋白的介质的离子交换层析柱。一旦将含有目的蛋白的该体积的脱盐液加到柱上并且目的蛋白可逆地结合柱介质，则洗涤柱以除去未结合的物质。然后通过改变洗脱条件(其不利于目的蛋白的离子结合)从介质除去包含目的蛋白和可能的一些杂质的结合物质。通过检测器(例如UV检测器)监控洗脱液流出离子交换柱，并在馏分收集器中收集流出离子交换柱的、含有目的蛋白的该体积的洗脱液。该体积的离子交换溶液仍然含有杂质(如蛋白质分子聚集体)，必须使用凝胶过滤柱来除去它们中的一些。如果那样，那么操作者使含有目的蛋白的该体积的离子交换液流过凝胶过滤柱。在馏分收集器中收集流出凝胶过滤柱的滤液。如果在每个柱中已经正确选择了介质和洗脱条件来促进从溶液中分离目的蛋白，那么这时目的蛋白应当是在流过凝胶柱的离子交换液中具有最高浓度的物质。
以上纯化蛋白质的方法是费时费力的。需要操作者频繁的活动，例如评估每个柱的结果，并将洗脱液的馏分从一个柱移动到另一个柱。
为了减少这些问题，已经生产了自动***，其中由计算机监控检测器信号，并且当检测器信号高于某一值(其对应于流过检测器的溶液中高于阈值的蛋白质浓度)时开始收集该馏分，以及当检测器信号低于某一值(其对应于流过检测器的溶液中低于阈值的蛋白质浓度)时停止收集该馏分。为了实现这一点，将软件配备给被称为“监控功能”的监控子程序，所述子程序用于当UV检测器检测的吸光度超过操作者设定的阈值时启动某种操作。“电平高于X1”的监控功能引起计算机将通过UV检测器的流体转向到馏分收集器的一个新容器中，并记录当对应于由UV检测器检测的吸光度电平的检测器参数的信号通过值X1时，流体正要被转入其中的馏分收集器的序号。它也启动“电平低于Y1”的监控功能。“电平低于Y1”监控功能引起计算机将通过UV检测器的流体从馏分收集器的当前容器转向到新(或废)容器，并且当UV检测器检测的吸光度低于电平Y1时重新启动“电平高于X1”的监控功能。虽然这些自动***克服了由操作者的错误引起的一些问题，但是计算机遵循的启动和停止馏分收集的规则至今是不完善的。例如，当检测器信号高于第一阈值时开始收集并且当信号低于第二阈值时停止收集的规则，已经不足够稳固来保证对所有不同的、其不得不通过软件识别的峰形进行适当的收集。图1显示当流出柱时可产生蛋白质的UV吸光度曲线的一些实例。图1显示在A处具有代表流出柱的单一蛋白质的单一峰的曲线。图1显示在B处由在代表流出柱的两种相似蛋白质的峰之间具有槽或谷的两个重叠峰形成的复合曲线。此处在谷的最低点处检测器的电平高于第一峰的半最大值。可期望收集这两个峰作为一馏分。图1显示在C处，在峰之间由具有更深谷的两个重叠峰(其代表流出柱的两种较少相似的蛋白质)形成的另一复合曲线。经常期望收集这两个峰作为分离的馏分。图1显示在D处，由代表两种相似蛋白质的两个峰形成的另一复合曲线，其中第一种蛋白质不如第二种蛋白质丰富。图1显示在E处，峰后是稳定的平台。经常期望收集该峰和平台作为分离的馏分。使用“电平大于X1”和“电平小于Y1”的现有技术***问题在于分离图1的B-E所示的峰。
另外，UV检测器的噪声和不稳定性(例如随时间的仪表零点漂移)可导致无意中激活“电平大于X1”功能的乱真输出信号。
该稳固性的缺乏意味着在从杂质中分离目的蛋白期间仍然需要人工干预。
发明概述
根据本发明，通过具有权利要求1的特征馏分中存在的特征的层析***，可至少解决现有技术的一些问题。用于实施根据本发明的方法的软件具有权利要求5中提到的特征。
附图简述
图1显示流出层析柱的蛋白质的可能的检测器信号峰形；
图2图解显示根据本发明的层析仪的第一个实施方案；
图3a-3d显示使用根据本发明的方法，含有蛋白质的样品的洗脱结果；和，
图4用表1显示层析柱范围的默认参数值。
举例说明本发明的实施方案的详细描述
图2图解显示根据本发明用于纯化目的蛋白的自动层析***1的第一个实施方案。***1包括多个层析柱。在本发明的该实施方案中有5个柱C1-C5，其中每个含有不同类型的分离介质。每个柱有输入端和输出端。在本发明该实施方案中，柱C1和C2，是各自含有装填了特异性但可逆性结合目的蛋白的配体的介质的亲和柱。柱C3是含有适于对含有目的蛋白的缓冲液进行脱盐的介质的脱盐柱。柱C4是含有允许可逆结合目的蛋白的介质的离子交换柱。柱C5是适于从具有不同分子大小的其它蛋白质中分离目的蛋白的凝胶过滤柱。
样品储存器S1-S4，每个含有体积V起始的液体样品(其中目的蛋白在溶液中)，可与计算机控制的多路径输入阀13连接。另外的储存器A1-A8、B1和B2，每个含有缓冲液或洗脱液，也可与输入阀13连接。输入阀13是可通过计算机14来进行控制的，以选择性地指导来自储存器S1-S4、A1-A8和B1-B2中任何一个的流体经混合器M、计算机控制的多路径注射阀16以及另外的计算机控制的多路径柱阀17流到柱C1-C5中的任何一个输入端。不仅可连接于柱阀17，注射阀16也可连接用于手动注射流体的手动操作注射器18和循环阀29。柱C1-C5的输出端也可连接计算机控制的多路径柱阀17。柱阀17上的输出端可被连接于检测器(例如UV检测器19A和/或电导率检测器19B)的流体输入端，使得流出柱C1-C5的液体流过检测器。UV检测器19A产生输出电子信号，其强度根据液体吸收的UV光量而变化，并且该信号被传递到计算机14。电导率检测器19B产生输出电子信号，其穿过液体的强度随液体的电导率而变化，并且该信号被传递到计算机14。流出检测器(组)的流体流到计算机控制的多路径输出阀21。输出阀21可被连接到注射阀16、废品储存器25、馏分收集器27、多个馏分储存器F3-FN以及经由计算机控制的多路径循环阀29连接于多个储存环管L1-L5的输入端。输出阀21是可通过计算机14控制的，以选择性地指导流出检测器的液体流到注射阀16、馏分储存器F1-FN、废品储存器25以及馏分收集器27中的一个中。循环阀是可受计算机控制的，以指导进入它的液体到多个环管L1-L5中的一个中，或流向废品储存器26或回到注射阀16。每个环管L1-L5包括一定长度的管道长度，使得其内部体积介于样品的体积V起始的1％至100％之间。环管L1-L5的输出端被可分别连接到循环阀29的单个输入端。循环阀29具有可经由注射阀16连接于柱阀17的输出端，并将环管L1-L5中任一输出端可控制地连接到柱阀17。馏分收集器27是可移动的，并包括固定的输出管33。在计算机14的控制下，馏分收集器27可以被移动，使得33位于馏分收集储存器(如微滴定板37中的孔35)的上方。为了引起***中的液体流动，***包含泵39，其泵送速率和方向受到计算机14的控制。优选将泵、阀、柱、环管、检测器和馏分收集器都一起安装在机体43(如虚线所示)中或上以形成单一器件。所述的器件可从Amersham Biosciences AB,Uppsala,瑞典,商标名AktaXpressTM获得。
给计算机14装备了存储器45，其含有用于控制泵、阀和馏分收集器的操作并且用于处理来自检测器8s(19A、19B)的输出信号的软件。合适的软件程序可从AmershamBiosciences Ab,Uppsala,瑞典获得，并称作UnicornTM 5.00版。
通过适当地控制阀和泵，上述的配置可从样品储存器11中准确地移取大量液体到该***任何其它的部件。例如，让我们假定样品是包含蛋白质混合物的馏分纯化的蛋白质溶液，其中目的蛋白是最大的组分，剩余馏分是不需要的。我们也可假定操作者知道通过将样品溶液按序流过合适的亲和柱、脱盐柱、离子交换柱和凝胶过滤柱，来从杂质中分离目的蛋白。在开始纯化之前，***操作者将合适的层析柱C1-C5连接于器件43，并将含有目的蛋白的样品加入样品储存器11。通过选择将样品溶液加到层析柱C1-C5上的顺序、或设定可促使程序实施某一指令的检测器信号阈值、或选择由制造商设定的检测器信号阈值的默认设置，然后操作者设计软件程序以实施纯化。软件可实施以下功能：
挑选被转入下一柱的峰；
将挑选的峰再注入下一柱中；
如果检测器信号符合某一条件，则在两个分离的馏分中收集一对重叠峰；和
如果检测器信号符合某一条件，则将峰和随后的平台分离为含有该峰的馏分和含有该平台的第二馏分。
软件首先命令阀13将样品储存器11经注射器阀16连接于柱C1的输入口，使得39可以样品储存器11吸取含有目的蛋白的样品溶液到并流过亲和柱C1。目的蛋白和其它相似的杂质蛋白质结合柱C1中介质上的配体，而其它杂质流过柱C1。经输出阀21将这些杂质输送到储存器F3-FN中的一个。一旦样品溶液被装载到亲和柱C1上，通过使来自储存器A1-A8、B1-B2的洗液流过柱，软件使得未结合的杂质被洗出柱。作为安全的预防措施，也可将洗液输送到储存器F3-FN，使得没有物质丢失。为了从亲和介质上释放结合蛋白，必须用来自储存器A1-A8、B1-B8中的另一个的梯度洗脱缓冲液洗脱柱C1，例如含有流过柱的、预定浓度的第二组分(如盐)的缓冲液。该洗脱缓冲液可中断使目的蛋白结合亲和层析介质的键，并且目的蛋白被夹带在洗脱缓冲液中而离开柱C1。输出的洗脱缓冲液穿过UV检测器19A，设置后者是为了测量UV光束穿过洗脱缓冲液后的强度。UV检测器19A产生根据洗脱缓冲液中UV光吸收物质的数量而变化的检测信号，并将该信号传递到计算机14。软件监控和处理检测信号以便识别两种信号参数：当前信号电平和当前信号电平的变化速率(“斜率”)。一旦信号超过可指示蛋白质在洗脱液体中的存在的“大于”阈值信号强度，软件就控制阀21以指导洗脱流体从柱流向第一个环管L1-L15。同时启动计时器。当以ml/min表示的泵流速是可通过计算机14控制的并因此是已知的时，计算机14可能计算流进第一个环管L1的液体体积。由于已知环管L1的体积，如果含有目的蛋白的液体体积大于第一个环管L1的体积，则计算机14可能安排含有目的蛋白的液体从第一个环管L1转向第二个环管，如L2。一旦信号降到可指示洗脱流体中蛋白质的存在的“低于”阈值信号强度之下，计算机使得阀29将洗脱液体从柱C1流向废品储存器26。它贮存在存储器45中，其中它已将洗脱缓冲液加入环管，并将该体积的洗脱缓冲液贮存在环管中。如果信号强度再次超过“大于”阈值信号强度，则软件控制阀29来指导洗脱液体从柱流向另外的环管，如收集洗脱液体的L3。这连续到信号强度再次降到可指示洗脱流体中蛋白质的存在的“低于”阈值强度之下，在那时计算机命令阀29使洗脱液体从柱C1流向废品储存器26。在环管中收集洗脱液体的期间，软件记录最高吸光度值和/或进行吸光度信号的积分。吸光度信号的整合可测量在该环管中收集的蛋白质总量。计算机继续将洗脱缓冲液柱泵出C1，直到预定体积的洗脱缓冲液已经流过亲和柱C1。在该时期，环管L1-L5中的至少一个含有大量的含目的蛋白的洗脱缓冲液。软件检查存储器，并确定环管L1-L5中哪一个含有洗脱缓冲液的最大积分的吸光度信号或最高吸光度值(可选择地)。通过软件生产商进行预编程序或根据用户的选择或在该软件记录的基值上，确定是否去检查吸光度信号的最大积分或最高吸光度值的选择。例如，如果存在具有吸光度信号基本相同的积分的两个环管，那么软件可检查两个环管中哪个具有最高吸光度值，并选择该环管。假设该环管(如环管L1)含有目的蛋白(因为选择亲和介质来结合目的蛋白)，并且该软件操纵阀13、17、21和29将环管L1中该体积的洗脱缓冲液流向脱盐柱C3。在也含有蛋白质的任何其它环管中的缓冲液也可被储存于一个储存器中，以防结果是目的蛋白不在含有洗脱缓冲液的吸光度信号最大积分或最高吸光度值(可选择地)的环管中，而在另外的环管中。将假定含有目的蛋白的脱盐缓冲液从柱C3输出到UV检测器19A。通过上述的软件，使用来自UV检测器的信号强度来确定脱盐缓冲液中的蛋白质峰通过UV检测器的时间，并将该体积的脱盐缓冲液加到一个或多个环管中。一旦已将所有挑选的洗脱缓冲液脱盐，软件确定哪个环管含有脱盐的缓冲液的吸光度信号最大积分或最高吸光度值(可选择地)，并假定该环管含有目的蛋白。然后将该环管(如L3)中该体积的脱盐缓冲液加到离子交换柱C4。也可将也含有蛋白质的任何其它环管中的缓冲液储存于一个储存器中，以防结果是目的蛋白不在含有洗脱缓冲液的吸光度信号最大积分或最高吸光度值(可选择地)的环管中，而在另外的环管中。将含有目的蛋白的离子交换缓冲液从离子交换柱C4输出到UV检测器19A。通过上述的软件，使用来自UV检测器的信号强度来确定离子交换缓冲液中的蛋白质峰通过UV检测器19A的时间，并将该体积的脱盐缓冲液加到一个或多个环管L1-L2、L4-L5中。一旦来自环管的所有体积的脱盐缓冲液已被离子交换，软件确定哪个环管含有离子交换缓冲液的吸光度信号最大积分或最高吸光度值(可选择地)，并假定该环管(如L4)含有目的蛋白。然后将该环管(如L4)中该体积的离子交换缓冲液加到凝胶过滤柱C5。也可将也含有蛋白质的任何其它环管中的缓冲液储存于一个储存器中，以防结果是目的蛋白不在含有洗脱缓冲液的吸光度信号最大积分或最高吸光度值(可选择地)的环管中，而在另外的环管中。将含有目的蛋白的过滤缓冲液从凝胶过滤交换柱C5输出到UV检测器19A。通过上述的软件，使用来自UV检测器19A的信号强度来确定过滤缓冲液中的蛋白质峰通过UV检测器19A的时间，并将该体积的凝胶过滤缓冲液加到馏分收集器27以及将峰收集在一个或多个孔35中。然后进行测试，以确保已经纯化了正确的蛋白质。软件可跟踪储存所有峰来自柱的位置。如果已经收集了错误的蛋白质这是有利的，因为可使用储存于其它环管中的含有峰的流体重新进行纯化。
至于“电平大于X1”和“电平小于Y1”的监控功能，根据本发明第一个实施方案的装置和方法被配备了“斜率大于X2”和“斜率小于Y2”的监控功能。当UV检测器检测的吸光度电平以大于X2mAU/min的速率增长时，“斜率大于X2”的监控功使得软件将流出UV检测器的流体转向新的馏分收集器容器。参数的变化速率可称作信号的“斜率”。类似地，当UV检测器检测的吸光度电平以小于Y2mAU/min的速率降低时，“斜率小于Y2”的监控功使得软件将流出UV检测器的流体转向新的馏分收集器容器。可设计软件使其同时监控两个监控功能，如“电平大于X1”和“斜率大于X2”，并仅在激活两个功能的条件(即电平大于X1和斜率大于X2)存在时采取指令。
至于前述的监控功能，根据本发明另外实施方案的装置和方法也被配备了“具有因子Z1的峰最大值”，其中Z1是小于最大峰高1的因子。例如，当检测器电平低于1000mAU时，如果检测峰的最大吸光度电平是2000mAU并设定Z1在0.5，那么监控功能“具有因子Z1的峰最大值”将采取指令。该指令能使流体停止在环管中储存和/或指明峰已经结束和/或不得不启动不同的监控功能。
至于前面提到的监控功能，根据本发明另一个实施方案的装置和方法也被配备了“谷”和“稳定的平台”的监控功能。在两个重叠峰之间形成谷--例如参见图1的B和C。在软件中限定这是当检测器信号大于一定电平(如X1)并出现局部最小值(即检测的信号斜率从下降信号改变为上升信号)时的事件。图1在E处显示稳定的平台。在软件中限定这是当检测器信号在预定时段保持恒定值(具有一定的容许偏差)时的事件。该软件可适于同时寻找三种或多种监控功能。
例如，为了将如图1在B处所示的两个接近的重叠峰储存在一个馏分中但为了将如图1在C处所示的两个较少接近的重叠峰储存在两个馏分中，可设计软件来寻找“电平大于X1”和“斜率大于X2”。一旦电平值和斜率分别高于X1、X2，那么软件记录峰起点、使流体转向环管、启动计时器来测量环管的装注并启动监控功能“具有因子0.5的峰最大值”。这引起计算机记录检测器的最大电平信号，并当信号电平降到其最大电平的0.5倍时可采取进一步的指令。该进一步的指令可以是寻找“电平小于Y1”、或“谷”或“稳定的平台”。如果介于峰之间的谷最低值高于如图1在B处所示的第一个峰的最大值的0.5倍，那么根据“具有因子0.5的峰最大值”引起指令的条件仅仅在两个峰作为一个馏分被收集后出现。如果谷的最低值降到第一个峰的最大值的0.5倍，那么可连续出现三种不同的事件：
a)信号电平继续下降直至它低于阈值Y1－这对应如图1在A处显示的单一峰。然后该软件停止在当前的环管中收集流体，发送随后的流体到废品储存器并复位“电平大于X1”和“斜率大于X2”的监控指令；
b)信号电平开始再激发对应如图1在C处所示的重叠峰。然后该软件停止在当前的环管中收集流体，发送随后的流体到新的环管并复位“电平大于X1”和“斜率大于X2”的监控指令；
c)信号保持可指示如图1在E处所示的平台的恒定。然后软件停止在当前环管中收集流体，发送随后的流体到不同的储存器并激活(“电平大于X1”和“斜率大于X2”)或(“电平小于Y1”和“斜率小于Y2”)监控。
至于前述的监控功能，仍根据本发明另一实施方案的装置和方法，也可装备了一种或多种下列监控功能：
(“电平大于X1”或“斜率大于Y1”)：如果检测器信号达到电平或斜率条件的一种，其引起软件采取指令；
(“斜率小于Y2”和“具有因子Z1的峰最大值”)：如果检测器信号变化速率低于Y2监控器的单位/分钟(即mAU/min)并且电平降至最近的峰最大值的规定的馏分“因子Z1”，其引起软件采取指令；
(“电平低于X2”和(“斜率低于Y2”和“具有因子Z1的峰最大值”))：如果检测器信号低于电平X2并同时信号变化速率低于Y2监控器的单位/分钟以及电平降至最近的峰最大值的规定的馏分“因子Z1”，其引起软件采取指令；和
(“电平低于X2”或(“斜率小于Y2”和“具有因子Z1的峰最大值”))：如果检测器信号低于电平X2，或如果信号变化速率低于Y2监控器的单位/分钟并且电平降至最近的峰最大值的规定的馏分“因子Z1”，其引起软件采取行动；和，
(“稳定的平台”或((“斜率低于Y2”和“具有因子Z1的峰最大值”))：如果检测器信号保持在预定时段的预定范围，或如果信号变化速率低于Y2监控器的单位/分钟且电平降至最近的峰最大值的规定的馏分“因子Z1”，其引起软件采取指令。
在本发明的一个实施方案中，软件配备了“开业奇才(set-up wizard)”。该程序允许操作者输入***中所用柱的特性，然后根据软件和在用户界面(例如荧光屏)展示的提示，选择默认的监控功能或阈值，或输入它自身的阈值。默认值储存在计算机存储器中，并是由***制造商和/或柱制造商已经输入的值。默认值是在柱上已经被测试的值和被证实是令人满意地分离目的靶蛋白的值。表1显示来自Amersham Biosciences,Uppsala,瑞典的、用于HiLoad SuperdexTM凝胶过滤柱、HiPrep脱盐柱、RESOURCEQTM、RESOURCE STM、HITrapQTM、HiTrap SPTM和Mono QTM离子交换柱和HiTrap Chelating TM、HisTrap HPTM、GSTrapTM亲和柱的默认值表。提供所述默认值可节省大量的操作时间，因为它避免需要操作者去实施一系列试验以发现它自身的最佳阈值电平。在此情况下，操作者希望用它自身的阈值进行试验，那么软件显示对用户建议的默认值的事实，给用户进行试验的基线并减少发现最佳阈值所需要的试验数量。
图3a-3d显示使用Unicorn 5.00版软件(其中用户已使用“开业奇才”来输入柱型并已选出使用表1所示的、用于电平和斜率监控功能阈值的默认值)，大肠杆菌裂解样品在上的4步骤的蛋白质纯化实例。靶蛋白是(His)6标记蛋白。使用下列柱：亲和柱-HisTrap HP 5ml；脱盐柱-HiPrep 26/10；离子交换柱-RESOURCE Q 6ml；凝胶过滤柱-HiLoad 16/60Superdex 75制备级。软件使用下列监控功能：(“电平大于X1”和“斜率大于X2”)、(“电平小于Y1”或“谷”或“稳定的平台”)，以及使用了用于亲和柱的0.2和用于离子交换以及脱盐柱的0.5的因子(Z1)的“具有因子Z1的峰最大值”。
在图3a-3d中，针对流过检测器的流体ml，将来自UV检测器的信号和来自电导率检测器的信号C进行标绘。图中由S显示峰起点和由E显示峰终点。将样品加到亲和柱，首先将亲和峰A(图3b中更详细地显示)收集在环管中并稍后加到脱盐柱。将从脱盐柱洗脱的峰D(图3b中更详细地显示)收集在环管中，并稍后加到离子交换柱。将从离子交换柱洗脱的峰I(图3c中更详细地显示)收集在环管中，并稍后加到凝胶过滤柱。将从凝胶过滤柱洗脱的峰G(图3d中更详细地显示)收集在馏分收集器的孔A1-A7中。
当通过***实例(其中用到一种运行UnicornTM 5.00版软件的计算机来在一种器件上纯化一种蛋白质)举例说明本发明时，可以设想使用相同的计算机和UnicornTM 5.00版软件来同时控制多个器件并在每个器件上纯化多种蛋白质。
上述实施方案用于举例说明本发明，并且不用于限制由所附的权利要求所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种用于纯化蛋白质的自动层析***(1)，包括
- 多个层析柱(C1－C5)，
- 能容纳样品液体的样品储存器(S1-S4)，其中目的蛋白在溶液中，所述样品储存器能与计算机控制的多路径输入阀(13)连接，多路径输入阀(13)是可通过计算机来进行控制的，以选择性地指导来自储存器(S1-S4)中任何一个的流体经混合器(M)、计算机控制的多路径注射阀(16)以及另外的计算机控制的多路径柱阀(17)流到所述层析柱(C1-C5)中的任何一个输入端，
- 多个由计算机控制的阀，包括所述多路径输入阀(13)、多路径输出阀(21)、多路径循环阀(29)、多路径注射阀(16)和另外的计算机控制的多路径柱阀(17)，
- 泵(39)，
-能产生输出信号的检测器(19A、19B)，所述输出信号表示流过检测器的液体的组成，
- 计算机(14)，所述计算机配备了并且适于运行用于控制所述阀(13、21、29、16、17)、泵(39)和检测器(19A、19B)的软件，以便指导来自样品储存器的流体经多路径输入阀(13)、混合器(M)、计算机控制的多路径注射阀(16)以及另外的计算机控制的多路径柱阀(17)流到所述层析柱中的任何一个输入端，所述层析柱的输出端能连接另外的计算机控制的多路径柱阀(17)，多路径柱阀(17)上的输出端被连接于检测器的流体输入端，使得离开所述层析柱的液体通过检测器，计算机(14)适于接受来自检测器的表示液体组成的信号，
- 至少一个用于储存流体的储存环管(L1-L5)，和
- 所述多路径输出阀(21)，多路径输出阀(21)可被控制以至少将离开检测器(19A、19B)的液体经多路径注射阀(16)和多路径循环阀(29)选择性地引导至储存环管(L1-L5)中的一个，
其特征在于所述软件能处理所述检测器(19A、19B)的输出信号来鉴定两种信号参数，所述两种信号参数是信号电平和信号电平的变化速率，并且其中当满足用于所述信号参数中的一种或两种参数的预定条件时，所述软件适于控制所述***，以开始或停止所述流体在至少一个环管中的储存。
2.根据权利要求1所述的自动层析***，其特征在于所述软件适于当同时满足用于所述两种信号参数的预定条件时，运行预定的指令。
3.根据权利要求1所述的自动层析***，其特征在于所述软件适于当满足用于所述两种信号参数中一种的预定条件时，运行预定的指令。
4.根据权利要求2或3所述的自动层析***，其特征在于用于所述两种信号参数的所述预定条件是默认的条件或操作者选择的条件。
5.一种用于控制用于纯化蛋白质的自动层析***(1)的方法，所述层析***包括：
- 多个层析柱(C1－C5)，
- 能容纳样品液体的样品储存器(S1-S4)，其中目的蛋白在溶液中，所述样品储存器能与计算机控制的多路径输入阀(13)连接，多路径输入阀(13)是可通过计算机来进行控制的，以选择性地指导来自储存器(S1-S4)中任何一个的流体经混合器(M)、计算机控制的多路径注射阀(16)以及另外的计算机控制的多路径柱阀(17)流到所述层析柱(C1-C5)中的任何一个输入端，
- 多个由计算机控制的阀，包括所述多路径输入阀(13)、多路径输出阀(21)、另外的计算机控制的多路径柱阀(17)、多路径循环阀(29)和多路径注射阀(16)，
- 泵(39)，
-能产生输出信号的检测器(19A、19B)，所述输出信号表示流过检测器的液体的组成，
- 计算机(14)，所述计算机配备了并且适于运行用于控制所述阀(13、21、29、16、17)、泵(39)和检测器(19A、19B)的软件，以便指导来自样品储存器的流体经多路径输入阀(13)、混合器(M)、计算机控制的多路径注射阀(16)以及另外的计算机控制的多路径柱阀(17)流到所述层析柱中的任何一个输入端，所述层析柱的输出端能连接另外的计算机控制的多路径柱阀(17)，多路径柱阀(17)上的输出端被连接于检测器的流体输入端，使得离开所述层析柱的液体通过检测器，计算机(14)适于接受来自检测器的表示液体组成的信号，
- 至少一个用于储存流体的储存环管(L1-L5)，和
- 所述多路径输出阀(21)，多路径输出阀(21)可被控制以至少将离开检测器(19A、19B)的液体经多路径注射阀(16)和多路径循环阀(29)选择性地引导至储存环管(L1-L5)中的一个，
其特征在于所述计算机适于接受来自检测器的表示流体组成的信号，并且适于处理所述检测器(19A、19B)的输出信号来鉴定两种信号参数，所述两种信号参数是信号电平和所述信号电平的变化速率，并且其中当满足用于所述信号参数中的一种或两种参数的预定条件时，所述软件适于控制所述***，以开始或停止所述流体在至少一个环管中的储存。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述软件适于当同时满足用于所述两种信号参数的预定条件时，运行预定的指令。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述软件适于当满足用于所述两种信号参数中一种的预定条件时，运行预定的指令。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于所述软件适于允许操作者选择用于所述两种信号参数的默认预定条件或输入操作者选择的预定条件。
CN201310361958.9A 2003-12-12 2004-12-10 纯化*** Active CN103604896B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0303398-2 2003-12-12
SE0303398A SE527290C8 (sv) 2003-12-12 2003-12-12 Automatiserat kromatografisystem för rening av proteiner samt mjukvara för att kontrollera systemet
CNA2004800368874A CN1890561A (zh) 2003-12-12 2004-12-10 纯化***

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2004800368874A Division CN1890561A (zh) 2003-12-12 2004-12-10 纯化***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103604896A CN103604896A (zh) 2014-02-26
CN103604896B true CN103604896B (zh) 2017-05-17

Family

ID=30439715

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310361958.9A Active CN103604896B (zh) 2003-12-12 2004-12-10 纯化***
CNA2004800368874A Pending CN1890561A (zh) 2003-12-12 2004-12-10 纯化***

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2004800368874A Pending CN1890561A (zh) 2003-12-12 2004-12-10 纯化***

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7566395B2 (zh)
EP (1) EP1692499B1 (zh)
JP (1) JP4831688B2 (zh)
KR (1) KR20060114702A (zh)
CN (2) CN103604896B (zh)
AT (1) ATE513207T1 (zh)
AU (1) AU2004298336B2 (zh)
CA (1) CA2549856A1 (zh)
SE (2) SE0303398L (zh)
WO (1) WO2005058452A2 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITBO20080236A1 (it) * 2008-04-17 2009-10-18 Philogen Spa Apparecchiatura e metodo per la preparazione di medicinali contenenti sostanze radioattive.
US8305582B2 (en) 2009-09-01 2012-11-06 Alltech Associates, Inc. Methods and apparatus for analyzing samples and collecting sample fractions
CN103261883B (zh) * 2010-12-17 2016-10-12 霍夫曼-拉罗奇有限公司 自动控制用于定量样本分析的分离和检测过程的多个设备的控制***
US9304518B2 (en) 2011-08-24 2016-04-05 Bio-Rad Laboratories, Inc. Modular automated chromatography system
US9182886B2 (en) 2011-11-14 2015-11-10 Bio-Rad Laboratories Inc. Chromatography configuration interface
US10890566B2 (en) * 2013-08-28 2021-01-12 Shimadzu Corporation Automatic analysis control device and program
US9953822B1 (en) * 2013-12-30 2018-04-24 Elemental Scientific, Inc. Chromatographic offline sample preparation and storage for sample analysis
JP6612242B2 (ja) * 2014-02-14 2019-11-27 ジーイー・ヘルスケア・バイオサイエンス・アクチボラグ 自動化された多段階精製システム及び多段階クロマトグラフィー精製方法
EP3177908B1 (en) * 2014-08-06 2019-04-17 Beckman Coulter Inc. Evaluation of multi-peak events using a flow cytometer
EP3221693B1 (en) 2014-11-17 2018-11-14 GE Healthcare Bio-Sciences AB A method and apparatus for performing liquid chromatography purification
CN109932466A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 中国科学院大连化学物理研究所 时间-阈值-峰斜率复合控制的自动馏分收集装置及应用
EP3760292B1 (en) * 2019-07-01 2023-04-12 F. Hoffmann-La Roche AG Liquid chromatography systems

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2528179B1 (fr) 1982-06-03 1985-06-28 Gilson Med Electr Procede et dispositif d'analyse d'effluents pour detection de pics
JPS61277055A (ja) 1985-05-31 1986-12-08 Shimadzu Corp 液体クロマトグラフ装置
US5382659A (en) 1988-05-10 1995-01-17 Ciba-Geigy Corp. Aromatic acids
WO1990006516A1 (en) 1988-12-05 1990-06-14 Primus Corporation Method for determination of glycated proteinaceous species
AU661349B2 (en) 1991-09-30 1995-07-20 Perseptive Biosystems, Inc. Protein chromatography system
US6074880A (en) * 1998-08-28 2000-06-13 Transgenomic, Inc. Sample analyte containing solution fraction collection system, and method of use
US6309541B1 (en) * 1999-10-29 2001-10-30 Ontogen Corporation Apparatus and method for multiple channel high throughput purification
JP3573686B2 (ja) * 2000-06-23 2004-10-06 株式会社島津製作所 分取液体クロマトグラフ
WO2002021099A2 (en) * 2000-09-08 2002-03-14 Waters Investments Limited Method and apparatus for determining the boundaries of a detector response profile and for controlling processes
US6812030B2 (en) 2001-04-25 2004-11-02 Biotrove, Inc. System and method for high throughput sample preparation and analysis using column chromatography
US6652746B2 (en) * 2002-03-26 2003-11-25 Biotage, Inc. Chromatography system for automatically separating different compounds in a sample

Also Published As

Publication number Publication date
US20070272605A1 (en) 2007-11-29
EP1692499A2 (en) 2006-08-23
CN103604896A (zh) 2014-02-26
EP1692499B1 (en) 2011-06-15
WO2005058452A2 (en) 2005-06-30
JP2007514153A (ja) 2007-05-31
KR20060114702A (ko) 2006-11-07
WO2005058452A3 (en) 2005-10-13
CA2549856A1 (en) 2005-06-30
AU2004298336B2 (en) 2008-06-19
AU2004298336A1 (en) 2005-06-30
CN1890561A (zh) 2007-01-03
US7566395B2 (en) 2009-07-28
SE527290C2 (sv) 2006-02-07
ATE513207T1 (de) 2011-07-15
JP4831688B2 (ja) 2011-12-07
SE0303398L (sv) 2005-08-12
SE0303398D0 (sv) 2003-12-12
SE527290C8 (sv) 2006-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103604896B (zh) 纯化***
JP4840511B2 (ja) 分取精製装置
JP4840512B2 (ja) 分取精製装置
JP5852020B2 (ja) プロセス源からのオンラインサンプル採取
CN101871856B (zh) 固相萃取浓缩***
US5468643A (en) Switching valve system for direct biological sample injection for LC analysis
JP2008539398A (ja) 特に高速液体クロマトグラフィー用の試料ディスペンサー
JP6566035B2 (ja) 分取精製装置
CN109416349B (zh) 制备型液相色谱仪
GB2503568A (en) Preventing elute clogging in a trap column
US5474677A (en) Automatic measurement method of glycohemoglobin and sample injection valve
EP2343549B1 (en) Analyzing device and method for controlling same
US11103806B2 (en) Preparative separation-purification system
JPS62113066A (ja) 非セグメント式連続流動分析用サンプル導入装置
CN212693690U (zh) 一种液相色谱仪在线清洗装置
WO1997014027A2 (en) Injector
JPH07229885A (ja) 試料の自動分離装置
DE4437163C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung flüssigkeitschromatographischer Analysen und Stofftrennungen
JPH08152426A (ja) 液体クロマトグラフィ装置
JPH04359148A (ja) 液体クロマトグラフ
JPH02238359A (ja) 分取機能を備えた試料注入装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: uppsala

Patentee after: Stoivan Sweden Limited

Address before: uppsala

Patentee before: GE HEALTHCARE BIO-SCIENCES AB