具体实施方式

在图1-3中示出根据本发明的一个实施例的色谱装置1。图1示出色谱装置1的分解视图，并且，图2示出色谱装置1在组装时的横截面。图3是色谱装置1在组装时的透视图。色谱装置1包括至少一个色谱材料单元3。可在图2中看到色谱材料单元3。色谱材料单元3包括基于对流的色谱材料。如上文中所讨论的，基于对流的色谱材料可例如为吸附膜，其中，通过这样的材料的流动是对流的，而非扩散的。吸附膜可例如为聚合物纳米纤维膜，诸如，例如纤维素、纤维素乙酸酯以及纤维素纤维，其已被处理来用作吸附剂。吸附膜可备选地为整体材料或通过乳化制作的常规膜。

任选地，吸附膜包括聚合物纳米纤维。聚合物纳米纤维可具有从10 nm至1000 nm的平均直径。对于一些应用，具有从200 nm至800 nm的平均直径的聚合物纳米纤维是适当的。具有从200 nm至400 nm的平均直径的聚合物纳米纤维可适于某些应用。任选地，聚合物纳米纤维以各自包括一个或多个聚合物纳米纤维的一个或多个非编织片材的形式提供。任选地，吸附剂色谱介质由各自包括一个或多个聚合物纳米纤维的一个或多个非编织片材形成。包括一个或多个聚合物纳米纤维的非编织片材是针对各个纳米纤维而基本上随机地取向的一个或多个聚合物纳米纤维的垫，即，该非编织片材未制备成使得一个或多个纳米纤维采用特定图案。任选地，色谱材料单元包括一个或多个间隔层。间隔层可被提供来向吸附剂色谱介质增加结构完整性。特别地，间隔层可在机械上比纳米纤维的非编织片材更刚硬。间隔层可有助于减少吸附剂色谱介质在色谱系统的制造和/或使用期间的变形，以保持与流动路径一起形成的通道开放。理想地，间隔层应当是不可压缩的或在很大程度上不可压缩的，以允许可压缩聚合物纳米纤维的交替分层，以允许该堆叠件的孔隙率维持在比可压缩纳米纤维独自地堆叠的情况更高的流动速率。间隔物材料的格式和组成并不特别地受限，但应当比纳米纤维层更大程度地多孔并且具有最小厚度以减小堆叠件中的死体积。合适的材料将为10-120(克每平方米)的非编织聚丙烯。

在图1-3中所示出的本发明的实施例中，提供可在图2中看到的两个色谱材料单元3。在该实施例中，色谱材料单元3各自设于一个盒5内。这些盒可在图1中最佳地看到。然而，设于色谱装置1内的盒5的数量和色谱材料单元3的数量可在本发明的范围内变化。仅一个或多于两个色谱材料单元3可设于色谱装置1中。

此外，色谱装置1包括至少一个流体分配系统7，所述至少一个流体分配系统7构造成将流体分配到至少一个色谱材料单元3中以及从至少一个色谱材料单元3分配出。为各个色谱材料单元3提供一个流体分配系统7，并且，因此，在图1-3中所示出的实施例中，提供两个流体分配系统7。在该实施例中，各个流体分配系统7包括分配装置9a和收集装置9b。一个色谱材料单元3夹在流体分配系统7的分配装置9a与收集装置9b之间。在该实施例中，分配装置9a和收集装置9b完全相同，但这不是必要的。由此，在该实施例中，各个盒5包括呈一个分配装置9a和一个收集装置9b的形式的一个流体分配系统7和一个色谱材料单元3。在另一实施例中，所述流体分配系统7可例如作为单独的单元与盒5分开提供或集成到色谱装置1的壳体13中。

色谱装置1包括壳体13，至少一个色谱材料单元3设于壳体13中。在如图1-3中所示出的实施例中，所述两个盒5设于所述壳体13内。壳体13包括用于接收流体供给物的入口15和经由流体分配系统7来使入口15与各个色谱材料单元3连接的至少一个入口流体通道17a、17b。在该实施例中，存在两个入口流体通道17a、17b。此外，壳体13包括用于使流体流出物从色谱装置1转移的出口19和经由流体分配系统7来使出口19与各个色谱材料单元3连接的至少一个出口流体通道21。在该实施例中，仅存在一个公共出口流体通道21。然而，通过色谱装置1的流动方向也可转变，使得入口是出口，并且，入口流体通道是出口流体通道，并且反之亦然。在该实施例中，所述壳体13至少包括顶板25和底板27，所述至少一个色谱材料单元3设于顶板25与底板27之间。

根据本发明，所述色谱装置1的至少一些部分通过塑料或弹性体来包覆模制并且密封在一起，使得至少入口15和出口19开放。在一个实施例中，各个盒5可在它们被提供到壳体13中之前被包覆模制。此外，壳体13本身也可在它已被组装之后有可能被包覆模制。另外，代替包覆模制，通过该组件提供压缩力可用于在各个盒5与壳体13的不同部分之间产生气密密封以完成该装置。备选地，至少一个色谱材料单元3可各自与一个流体分配系统7一起设于壳体13内，并且，然后，整个组件在一个单一包覆模制过程中被包覆模制。包覆模制是用于产生密封并且用于向装置提供稳定性的过程。流体分配系统和色谱材料单元可通过包覆模制过程来密封在一起，并且，盒可通过包覆模制过程来密封到壳体。塑料或弹性体可用于在包覆模制中使部分密封在一起。聚烯烃可例如用于包覆模制和/或将充当配合的部分之间的垫圈的弹性体材料。在本发明的一些实施例中，用于包覆模制的材料与制作诸如壳体的部分中的至少一些所用的材料相同。这可为合适的，并且提供良好密封。包覆模制用于在色谱材料单元、盒以及壳体构件之间形成气密密封，在这样做时，包覆模制还可用于帮助实现组装的单元的额外的机械强度以用于更高压力的操作。在本发明的一些实施例中，包覆模制可呈以下形式：1)热塑性聚合物，其具有与壳体类似的性质，以便帮助形成由在包覆模制过程期间加热造成的强结合，例如，两者都是聚丙烯无规共聚物；和/或2)弹性体材料，其能够结合到色谱材料单元材料并且还在压缩下与壳体形成密封。针对包覆模制和壳体使用不同颜色的可能性提供在视觉上验证包覆模制的成功的可能。

色谱装置1设计成承受至少10巴或至少15巴的操作压力。壳体13和包覆模制的尺寸被调适成使得实现可在没有任何外部支承的情况下承受这样的操作压力的稳定色谱装置。此外，具有各自包括一个色谱材料单元的单独的盒(所述盒也可被包覆模制)的构造提供稳定色谱装置。例如，在本发明的一些实施例中，壳体13的所述顶板25和所述底板27可在表面面积上处于1200 mm²与9600 mm²之间。在本发明的一些实施例中，围绕色谱材料单元3的周界的牺牲周界区域被认为是用以允许塑料在包覆模制期间恰当地使色谱材料单元嵌入的牺牲区。这样的牺牲周界区域可例如处于0.5-1.5 mm的区间内。在本发明的其中吸附膜如将在下文中更详细地描述的那样通过间隔层相互隔开并夹在间隔层之间的实施例中，这些间隔层可由可在包覆模制期间熔融并且熔合的材料制作，并且，由此，间隔层的牺牲区域将熔融并且熔合，并且与包覆模制材料一起在吸附膜的每一层之间产生密封区域。在本发明的一些实施例中，可使用处于200℃-260℃的区间内或处于220℃-240℃的区间内的用于包覆模制的注射温度。处于这些区间内的温度适合于包覆模制过程，因为色谱装置将有效地被包覆模制并且密封，而不存在对色谱材料的色谱性能造成负面影响的风险。

在如图1-3中所示出的实施例中，壳体13包括位于入口15与针对盒5中的各个的分配装置9a之间的一个入口流体通道17a、17b。所述入口流体通道17a、17b在长度和尺寸上相等。这是重要的，以便保证色谱装置1内的均匀流体供给物分配。在本发明的该实施例中，壳体13的出口流体通道21是使出口19与针对两个盒5的收集装置9b连接的公共出口流体通道21。然而，入口15和出口19的位置可切换。

在其中色谱装置1包括两个色谱材料单元3的该实施例中，壳体13还包括中心板29。由此，一个色谱材料单元3设于顶板25与中心板29之间，并且，一个色谱材料单元3设于中心板29与底板27之间。在该实施例中，中心板29包括入口15和出口19。此外，顶板25、中心板29以及底板27包括协作连接装置31a、31b、31c，所述协作连接装置31a、31b、31c允许壳体13的正确连接，使得设于顶板25、底板27以及中心板29中的流体通道17a、17b正确地配合。在该示例中，入口流体通道17a、17b设于顶板25、中心板29以及底板27中的全部三个中。因此，这些板需要正确地连接，以用于使入口流体通道17a、17b正确地配合。出口流体通道21仅设于中心板29中。然而，如上文中所描述的，通过色谱装置的流动方向可改变。

在一些实施例中，根据本发明的色谱材料单元3可包括至少两个吸附膜41，所述至少两个吸附膜41堆叠于彼此上方，并且与间隔层43相互隔开，并且夹在一个或多个顶部间隔层45a与一个或多个底部间隔层45b之间。然而，在另一实施例中，仅提供一个吸附膜。可在图2中看到具有四个堆叠的吸附膜41的色谱材料单元的示例。在该实施例中，提供两个顶部间隔层45a和两个底部间隔层45b。间隔层43、顶部间隔层45a和底部间隔层45b可例如为聚丙烯非编织层，并且，它们可合适地具有与吸附膜41基本上相同的表面面积。此外，它们可例如具有处于10 gsm至120 gsm之间的非编织基重范围。间隔层43、45a、45b的功能是，它们为膜41提供床支承。合适地，间隔层43、45a、45b是不可压缩的，而吸附膜41合适地是可压缩的。如上文中所讨论的，吸附膜41可例如为聚合物纳米纤维膜。吸附膜41的合适的尺寸可例如为处于1200 mm²与135000 mm²之间的表面面积。

根据本发明的色谱装置1合适地是单次使用式色谱装置。壳体13和流体分配系统7可例如由塑料或硅酮制作。色谱装置1可例如通过伽玛辐射来消毒或杀菌，并且设有无菌连接器。

包括色谱装置1的至少一个流体分配系统7中的流体导管的色谱装置1中的入口流体通道17a、17b和出口流体通道21的总体积合适地小于色谱材料单元3内的色谱材料的体积的20%或小于该体积的10%。由此，色谱装置1将具有小的滞留体积，这在其中样品在色谱单元上多次循环(这往往是膜吸附器中的情况)的应用中是尤其有利的。备选地或另外，在本发明的一些实施例中，设于流体分配系统中的流体导管的总体积可小于包括流体分配系统中的流体导管的色谱装置中的入口流体通道和出口流体通道的总体积的20%或小于该总体积的10%。

图4是根据本发明的另一实施例的色谱装置101的横截面。对应的构件被赋予与图1-3中所示出的实施例中的参考编号相同的参考编号。在该实施例中，色谱装置101包括设于一个盒5内的仅一个色谱材料单元3。因此，提供仅一个流体分配系统7。色谱材料单元3如上文中所描述的那样夹在流体分配系统7的分配装置9a与收集装置9b之间。色谱装置101包括壳体13。壳体包括顶板25和底板27，但不包括中心板。入口15设于顶板25中，并且，出口19设于底板27中。盒5设于壳体13内，并且，顶板25和底板27连接到彼此，使得入口流体通道17经由流体分配系统7来使入口15与色谱材料单元3连接，并且，出口流体通道21经由流体分配系统7来使出口19与色谱材料单元3连接。色谱材料单元3和流体分配系统7可以以与在上文中针对图1-3中所示出的实施例而描述的方式相同的方式设计。

盒5和/或壳体13可如上文中所描述的那样被包覆模制，以便提供稳健的色谱装置101。

在图5a和图5b中示出可在本发明中使用的流体分配系统7的一个实施例。流体分配系统7可包括分配装置9a和收集装置9b，分配装置9a和收集装置9b可为完全相同的。它们中的一个在图5a中从前侧示出并且在图5b中从后侧示出。色谱材料单元3夹在分配装置9a与收集装置9b之间。然而，分配装置9a和收集装置9b不一定必须是完全相同的。在流体分配系统7的该实施例中，分配装置9a包括设成邻接色谱材料单元3的入口表面53a(在图2和图4中看到)的板51。所述板51包括用于将从色谱装置1；101的入口15提供的流体供给物分配到色谱材料单元3的许多开口55，其中，板51中的所述开口55的总面积小于板51的面积的剩余部分或小于板的面积的剩余部分的20%或小于该剩余部分的10%，其中，所述开口55经由设于分配装置9a中的一个或多个流体导管59来连接到分配装置入口57a(在图2和图4中看到)。在图5a和图5b中所示出的实施例中，存在所提供的多于一个流体导管59，然而，在另一实施例中，一个腔可设为使液体转移到分布于板上的许多开口的一个单一流体导管。板51设成使得它邻接色谱材料单元3的入口表面53a，并且由此还为色谱材料单元3提供结构支承，使得色谱材料单元3和整个装置的尺寸完整性和色谱功能未被损害。由于板51朝向色谱材料单元3的大的支承面积，维持色谱材料单元3和色谱装置1的完整性。提供大的支承面积，因为开口55的组合大小相对小，并且，因为流体在分配装置9a、9b中的侧向分配未在分配装置的面向色谱材料单元3的表面处提供(在图5a中示出)，而是改为在分配装置内或在分配装置9a、9b的另一侧上提供(在图5b中示出)。

收集装置9b可为完全相同的，即，包括设成邻近于色谱材料单元3的出口表面53b(在图2和图4中看到)的板51。所述板51包括用于从色谱材料单元3收集流体的许多开口55，其中，板51中的所述开口55的总面积小于板的面积的剩余部分或小于板的面积的剩余部分的20%或小于该剩余部分的10%，其中，所述开口55经由设于收集装置9b中的一个或多个流体导管59来连接到收集装置出口57b(在图2和图4中看到)。

图6示出根据本发明的一个实施例的用于生产根据上文的色谱装置的方法的流程图。在下文中按顺序描述方法步骤：

S1：将所述至少一个色谱材料单元3设于色谱装置1；101中。在本发明的一些实施例中，各个色谱材料单元3可与流体分配系统7一起设于盒5中，其中，所述色谱材料单元3在各个盒5中夹在所述流体分配系统7的分配装置9a与收集装置9b之间。在本发明的一些实施例中，所述至少一个盒5可设于所述色谱装置1；101的壳体13中，所述壳体包括所述入口15、所述出口19、所述至少一个入口流体通道17a、17b以及所述至少一个出口流体通道21，并且，所述壳体13至少包括顶板25和底板27，所述至少一个盒5设于顶板25与底板27之间。

S2：包覆模制所述色谱装置1；101的至少一些部分，使得至少入口15和出口19开放。在本发明的一些实施例中，各个盒可被包覆模制。此外，在本发明的一些实施例中，所述壳体13可在所述盒5设于所述壳体13中的情况下被包覆模制，使得至少入口15和出口19开放。