DE2008354A1 - Kombinationssaule - Google Patents

Kombinationssaule

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DE2008354A1 DE19702008354 DE2008354A DE2008354A1 DE 2008354 A1 DE2008354 A1 DE 2008354A1 DE 19702008354 DE19702008354 DE 19702008354 DE 2008354 A DE2008354 A DE 2008354A DE 2008354 A1 DE2008354 A1 DE 2008354A1
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Boehnnger Mannheim GmbH, 6800 Mann heim
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Description

Patentanwälte Dipl.-Ing* F. Weickmann,
Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
HZW I MÖNCHEN $6, DEN
int Nr 1617 postpach 160120
' MOHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 4139 21/22
BOEHRlIiGER MANNHEIM GMBH., Mannheim
Kombinationssäule
Die Erfindung betrifft eine Kombinationssäule, insbesondere für chemische Zwecke, die den vielfältigsten Aufgaben der chemiaphen Technologie, insbesondere Chromatographie und dgl. angepaßt 1st.
Durch die Entwicklung der chemischen Technik, beispielsweise der Chromatographie öder trägergebundener Reagentien wie trägergebundene Proteine und Enzyme, erwiesen sich die bisher bekannten Säulen als zu wenig anpassungsfähig. Der Erfindimg liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kombinationssäule aus beatlmmten beliebig miteinander verbindbaren Einzelteilen zu schaffen, welche in einfacheter Welse den verschiedensten Verwendungsmöglichkeiten angepaßt werden kann und insbesondere die Kombination mehrerer chemischer Trenn- oder Umsetzungavorgänge in einer einzigen Säule ermöglicht.
Die erfindungögemäße Kombinationssäule ist gekennzeichnet durch an beiden Enden Gewinde tragende zylindrische Säulensegraente, ebenfalls beidseitig Gewinde tragende Trennatüeke, in die ein Sieb eingesetzt ist oder/und- wenigstens ein Gewinde tragende Abechlußteile, wobei die;-einzelnen Teile beliebig miteinander verschraubbar sind. ·
101837/072· .
Alle Seile der erfindungagemäßen Kombinationsnäule besxehen zweckniäij.Lf"'; aus Kunststoff, vorzugsweise auß transparentem Kunststoff.
Die Säulensegmente besitzen vorzugsweise verschiedene Längen, die in einem festin Verhältnis zueinander stehen. Beispielsweise können bei einer Säv.l-i von etwa 2 cm Durchmesser Srulo:ibe^mente mit einer Lü^ge von 1, 2, 4 und 8 cm vorgesehen werden, so daß durch geeignetes Zusammensetzen der einzelnen Suulense^mente Säulen jeder gei/ünschten Länge erhalten werden können.
Die Säulensegmente weisen zweckmäßig an einem Ende ein Außen- und am anderen ein entsprechenden Innengewinde auf. Bei Säulen sehr· geringen Durchmessers ist es ,jedoch vorzuziehen, beide Gewinde als Außengewinde auszuführen und die Verbindung der eineelnen Saulense.-nente durch, aufschraubbare Verbindungnotuoke mit zwei Innengewinden herzustellen.
Die Tremstücke sind kurzen Säulensegmenten ähnlich, enthalten jodoch ein Sieb. Vorzugsweise ist das Sieb im Trennstück no eingesetzt, daß es mit einem der beiden Encien des Trennetüor.es abschließt.. Das Siab ist zweckmäßig austauschbar ausgeführt, so daß Siet unterschiedlicher Feinheit je nach Wunsch eingesetzt werden können.
Die Abnchlußtoile sind zweckmäßig massiv ausgeführt und tragen zumindest; einseitig ein Gewinde, mit dem sie mit den Sänlensegmenten b*v.\ Trennntücken verschraubt werden können, iüe weisen eine Durchbohrung auf, die am außen liegenden Ende in einem Nippel endet. Der Nippel kann einschraubbar ausgeführt sein, so dfiQ er sich leicht: entfernen und ge^en einen anderen, einen Hahn tragenden Nippel austauschen läßt. Das mjt dem Gewinde versehene ^nde des A.bijchl'ißceils ist vorzugsv/eise zur Bohrunftnöffining hin etv/ao eingesenkt, wodurch das gleichmäßige Auslaufon de3 iu'iuleninhaltes gefördert wird.
109837/0 72 8 —^ ,
Die erfindungsgemäße Kombinationssäule kann weiter massive Zwischenstücke aufweisen. Ein derartiges massives Zwischenstück trägt beidseitig ein Gewinde und kann damit mit den anderen Säulenteilen versehraubt v/erden. Es weist eine axiale Durchbohrung auf , die zweckmäßig.eng ausgeführt Ist, um das darin befindliche Flussigkeitsvolumen möglichst gering zu halten. Die Durchbohrung weist mindestens "eine Abzweigung nach außen auf, die in einem gegebenenfalls einen Hahn tragenden Nippel endet. Beide Enden des Zwischenstückes sind zur Bohrungsöffnung hin etwas eingesenkt, ebenso wie das eine Ende des Abschluß- | teiO.s. j
Gemäß einer Ausführung weist das Zwischenstück zwei AbKweigbohrungen und einen vier-Wege-Hahn auf. Hierdurch wird es möglich, an bestimmten Stellen der Sä\ile. die darin enthaltene Flüssigkeit ganz oder teilweise nach außen zu "führen und wieder zurückzuführen bzw. zusätzliche Flüssigkeit bzw. Reagentien in den nachfolgenden Säulenabschnitt einzuführen.
Die .erfindungsgemäße Kombinationssäule läßt sich außerordentlich vielseitig abwandeln. So lassen sich durch einfaches Ver-. schrauben von Säulensegmenten und Abschlußstücken Säulen beliebiger aber genau definierter Länge und genau definierten fj Säulenvolumens für beliebige Zwecke schaffen. Werden ein oder mehrere Säulensegmente an den Enden mit Trennstücken v~erschraubt, so erhält man zweiseitig offene Siebkäfige, in die beispielsweise trägergebundene Proteine eingefüllt werden können. Die gefüllten Siebkäfige können dann n?ch Art eines Tee-Eis ztir Bewirkung der entsprechenden Reaktionen in eine Flüssigkeit eingebracht und je nach Wunsch wieder daraus entfernt werden..
Für eine derartige Anwendr.r>.gsart wird die erfir-duiirrsgemäße ' Kombinafcionssäule zweckmäßig, durch Steuerstückn ergänzt, welche die Form von einoen tip. _ schräg abgeschnitten en und am geraden Ende ein Gewinde auiv.'F-'i fic-.r.ooji-Säui ensepKien^ten-aufweisen. Vorzugsweise, j ßt "daß .schräge 1DTuJe do» Steuorstüoks -"etwa« 40 biß , , ........... 1098 37/0728
50° zur Zylinderachse geneigt. Das Gewinde des geraden Endos kann einen Kontermutterring tragen.
Zur Durchführung einer Reaktion unter Verwendung des Siebkäfigs in einem größeren Flüssigkeitsvolumen werden beide Enrlen des Siebkäfigs mit einem Steuerstück versehen. Eines der Steuerstücke, welches mit einem Kontermutterring versehen ist, wird auf das andere Steuerstück einjustiert, derartig, daß beide Schrägöffnungen auf die gleiche Seite gerichtet sind. Wird nun die derart zusammengesetzte Kombinationssäule als "Siebkäfig" in Drehung gesetzt, so durchströmt die umgebende Flüssigkeit die Kombinationssäule und die gewünschte, z.B. enEymatische, Reaktion kann ablaufen.
Zur Rotation der Säule wird zweckmäßig ein aufschraubbarer Magnetring verwendet. Dieser besteht aus eine™ feptküoniinhareri Ring, v/elcher über die Säule geschoben und f ofitgekler-nt wird und einen Rührmagneten trägt, der in üblicher Weise in Vorbindung mit einem außerhalb des Gefäßes befindlichen Magnetrührer die Säule in Drohung versetzt.
Dio Gewinde der erfindungsgemäßen Kornbinationssätilo weisen zweckmäßig Dichtungsringe auf, um ein Aussickern von Flüssigkeit zu verhindern.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dient die beigefügte Zeichmmg. In dieser stellen dar:
Fig.1 eine versnektiviisehe Darstellung eines Säulensegroentes,
Fig.2 eine perspektivische Darstellimg eines Trennstückes nebfH Sieb und Siebhalterung,
Figo oine po^spfcktiviGche Darstellung ojr.er Kombin-iti cnr.säuln mit drpj getrer-^to-i Kammern und einem T-Stück in auseinander gv.^Oh-1VHuM-Mn Znptc'ind, und
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*'" * ■ ■ BAD ORJQlNAL
Pig.4 eine perspektivische Darstellung einer Kombinat!onsßäule als Siebkäfig mit Steuerstücken und Magnetring. ·
Pig.1 zeigt ein Säulensegment 1 mit einem Außengewinde 1a und einem Innengewinde 1b. Anstelle des Innengewindes 1b kann das Säulensegment auch ein zweites Außengewinde 1a tragen. Jm letsteren Pail können die einzelnen Säulensegmente nicht mehr cLirekt miteinander verschraubt werden, sondern mit Hilfe von kurzen entsprechenden Verbindungsstücken mit Innengewinden, M
Pig.2 zeigt ein Trennstück 2, welches in seine einzelnen Bestandteile zerlegt ist. Der Trermstückkörper 2 entspricht weitgehend einem kurzen Säulensegment und besitzt ein Außengewinde 2a und ein Innengewinde 2b (nicht gezsigt). Das in den Irennstüokkörper 2 eingesetzte Sieb 3 besteht aus dem eigentlichen Siebstück Ja* welches durch einen Innenring 3b und einen Außenring 3c gehalten wird und in den Trennstückkörper 2 an einer Seite eingesetzt werden kann und an einem Anschlag 2c gegen eine axiale Verschiebung gesichert ist,·-.
Pig,3 zeigt die Einzelteile einer erfindungsgemäßen Mehrkammeraäule. Drei Säulensegmente 1 unterschiedlicher Länge er~* S geben unter Verwendung, von drei irennstücken 2 mit Sieben 3, zvn.± Endstücken 4 und einem Zwischenstück 7 eine Säule mit drei getrennten Kammern, in der drei verschiedene PestsTibstanzen untergebracht v/erden können« Bei letzteren kann' es eich beispielsweise um verschiedene Austauscher* verschiedene trägergebundene Enzyme, verschiedene Molekularsiebsubstanzen oder Kombinationeri derselben handeln, Die Zeichnung zeigt, daß dieEndetücke 4 an einer Seite ein Gewinde 4a tragen und eine Bohrung 5 aufweisen, die am anderen Ende in einem i'iippel 6 endet» Das innere Ende 4b des Abschluß Stückes ist zur Öffnung der. Bohrung 5 hin etwas eingesenkt.
/072»
BADORlQlNAt
2ÜÜ8354
Das massive Zwischenstück 7 weißt cine axiale Bohrung B auf. Eine Abzweigung der Bohrung nach Art eine« T-StUc]:- ;■ endet ϊ:ί Nippel 9. I)aa Zwischenstück 7 weist wie :1er Außen- und Innengewinde auf und die beiden Endflächen sind mir Öffnung Oer Durchbohrung 8 hin ebenso eingesenkt, v;ie bei den Abuehiuf,1 tciilen A,
Pig.4 zeigt die erfindungngercüße Kombinationssäule r<aoh Art eines Siebkäfigs. Auf ein Säulensegment 1 Bind beidseitig Tre.Mnstücke 2 (Siebe 3 nicht geneigt) aufgesetzt. Die Treunr.tücke 2 tragen wiederum Steuerstiicke 10. Durch einen Konter^1! tterrir./:; wird eines der Steuerstücice so eingestellt, daß die abgeschrägte Außenseite mit der abgeschrägten Außenseite dos anderer.1 Stt-uerstüokes in der Richtung übereinstimmt. Ein Kunststoffring 12, in den ein Rührmagnet 13 eingesetzt ist, wird mitte'lr der Sohraubö 14 auf dem Säulensegmerxt 1 festgeklemmt.
V/ird. diri gezeigte Säulenkor.bination von Fig-.4 in einen Flüssigkeitsbehälter, der auf einem Magnetrührer steht, eingebetat, so wird die Säulenkombination durch den Magneten 13 in Drehung vernetzt und durch die Steuerstücke 10 wird bei geeigneter Einstellung ein Flüssigkeitsstrom durch die Säule hervorgerufen.
Me erfindungsgemäßsn Kombinationssäulen lassen sich denkbar vielseitigen Aufgaben anpassen. Beispielsweise können Ssulensegmente mit Trennstücken 2 bei geeigneter Durchmesserwahl in Zentrifugengläser eingesetzt zum Abzentrifugleren von G-elen verwendet v/erden, wobei das Gel durch das Sieb 3 zurückgehalten, die Flüssigkeit jedoch abgeschleudert vrird. Die gewünschte Ein-Betztiefe im Zentrifugenbecher kann beispielsweise durch Aufschrauben des Kontermutterrings 11 auf ein Säuleneegment 1 erzielt werden. Kombinierte Säulen nach Art der in Fig.3 dargestellten können zur Sequenzanalyse von Proteinen herangezogen werden, indem beispielsweise gleiche oder verschiedene proteolytische, auf feste Träger gebundene Enzyme eingefüllt und da3 zu analyöif-rende Protein über eine derartige proteolytioche Säule gegeben wird. Durch geeignete liinnohaltuni? der Trermstücks 3 bzw.
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i BAD ORIGINAL
_ 7 — '
von Zwischenstücken 7 läßt sich an beliebiger Stelle kontrollie ren, welche Aminosäuren oder Oligopeptlde bei fortdauernder Einv/irkung der proteolytischen Enzyme abgespalten wurden. Das Fortschreiten der Aufspaltung läßt "sich so auf denkbar einfache Weise verfolgen, ohne daß die Aufspaltung selbst hierdurch gestört oder gehemmt wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Reaktion und Analyse in einer Säule zu kombinieren, wobei in einem ersten Säulenabschnitt eine bestimmte Reaktion ablaufen gelassen wird und in einem'zweiten Säulenabschnitt mittels eines Zwischenstücks 7 gelöstes Reagens zugesetzt wird, so daß eine unmittelbare Bestimmung der im Säulenabschnitt 1 abgelaufenen Reaktion erfolgen kann. Zahlreiche weitere■Abwendungsmöglichkeiten der erf indungsgenäßen Korabinationssäule sind für den .Fachmann ohne weiteres erkennbar. So kann ein Klemmring vorgesehen werden, der über Säulensegmente und Trennstücke gesogen werden.kann und das Anklemmen von Dialysemembranen, Filterpapieren, Siebstücken u. dgl. ermöglicht. Auö einem Sauleneegment 1 und dem Ring 12 mit Magnet 15 kann so durch beidseitiges Aufklemmen je einer Dialysemembran auf einfachste Weise eine magnetisch bewegte Dislysiervorrichtung zusammengestellt werden. Der Klemmring besteht dabei zweckmäßig aus eisern nach innen offenenU-Profil, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Säulensegmente und iDrennstücke entspricht und einem in das U eingelegten Gummiring, der nach innen etwas vorsteht. Das U-Profil besteht aus starrem Material, z.B. Kunststoff. ° ■ ■
1 Q9iS3T/ 07 28
BAD

Claims (15)

  1. Patentansprüche
    M/. Kombinationssäule, insbesondere für chemische Zwecke,
    gekennzeichnet durch an beiden Enden Gewinde tragende zylindrische Säulensegmente (1), ebenfalls beidsei'ig Gewinde tragende Trennstücke (2), in die ein Sieb (3) eingesetzt ist
    oder/und wenigstens ein Gewinde tragende Abschlußteile (4)»
    wobei die Teile (1,2 und 4) beliebig miteinander versehraubbar sind.
  2. 2. Kombinationssäule nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Säulensegmente (1) unterschiedlicher Länge, wobei die längen vorzugsweise in bsstimmtera Verhältnis zueinander stehen.
  3. 3. Korabinationssäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (3) im hohlzylindrischen Trennstück (?) in derEbene des einen Zylinderendes liegt.
  4. 4. Kombinationssäule nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Säulensegmente (1) und Q?rennstücke (2) gleiche lichte tfeite aufweisen.
  5. 5. KombinetionssauIe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußteile (4) massiv ausgeführt sind und eine
    Bohi\ ng (5) aufweisen, in die am äußeren Ende ein, gegebenenfalls einen Hahn aufweisender Nippel (6) eingesetzt ist.
  6. 6. Kombinationssäule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das.. innere Ende (4b) des Abschlußteiles (4) zur Bohrung (5) hin etwas eingelenkt ist.
  7. 7. Kombinationssäule nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein massives Zwischenstück (7), das beidseitig ein Gowhide trägt, eine ax.ia"lr> Bohren;*: (O) ^ifw
    10 9 8 3 7/0728
    ' ; ·■■'■ ■' BAD C'RixJtKAf.
    von der mindestens eine Abzweigung nach aiißen führt, die in einem gegebenenfalls einen Hahn tragenden Nippel (9) endet, wobei die Enden des Zwischenstücks (7) zur Öffnung, der Bohrung (8) hin etwas eingesenkt sind.
  8. 8. Kombinationssäule nach Anspruch 7, gekennzeichnet· durch ein Zwischenstück (7) mit zwei Abzweigbohrungen und einem vierWege -Hahn.
  9. 9« Kombinationssäule nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Stöuerstücke (10) in Form eines einseitig schräg abgeschnittenen Hohlzylindors, der am geraden Ende ein Gewinde trägt.
  10. 10. !Combinationssäule nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Steuerstücks' (10) etwa 40 bis 50° zur Zylinderachse geneigt ist und das Gewinde einen Kontermutterring (11) trägt.
  11. 11. Kombinationssäule nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen über Säulensegment (1) und [Trennstück (2) passenden festklemmbaren Ring (12) mit eingesetztem Magneten (13). '
  12. 12. Kowbinationssäule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Dichtungsringe an den Gewinden.
  13. •13. Kombinationssäule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie teilweise oder vollständig aus transparentem Kunststoff besteht.
  14. 14. Kombinationssäule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Verbindungsstücke mit zwei Innengewinden.
    101037/07 21 BAD
    2Ü0835A
    - ίο -
  15. 15. Kombinationosäule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen über Säulenoegment (1) υ.ΐκΐ Trennstück (2) passenden Hing mit nach innen offenem U--Profil, in welches ein etv/as vorstehender Gummiring eingelegt Ujt.
    109837/0728
    BAD ORIGINAL
    Leerseite
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