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模擬移動(dòng)床(SMB)色譜
與傳統(tǒng)的分批間歇色譜法相比,，SMB工藝可使純化的物質(zhì)產(chǎn)率更高,，同時(shí)減少洗脫劑和填料的用量。
傳統(tǒng)的色譜分離只有一個(gè)色譜柱,，只有一小部分的柱參與分離,，而占主導(dǎo)地位的部分對(duì)生產(chǎn)率沒(méi)有貢獻(xiàn),。在SMB過(guò)程中，整個(gè)柱床被有效地使用,。當(dāng)所有體積電流被優(yōu)化時(shí),，就形成一個(gè)靜止?fàn)顟B(tài)。換句話說(shuō),，中等濃度的純化的提取物和萃余液的電流不再變化,。在這種情況下,，系統(tǒng)可以連續(xù)運(yùn)行。
在煉油工業(yè)中,，由于采用蒸餾法不能有效地分離二甲苯異構(gòu)體,，故原用于SMB分離。如今,，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)建立并用于制糖工業(yè),、手性分離和制藥原料的生產(chǎn)。
SMB色譜法是一種連續(xù)色譜技術(shù),，將二元或假二元混合物分離為純物質(zhì)或餾分,。與傳統(tǒng)的間歇色譜法相比，該工藝可使純化的物質(zhì)產(chǎn)率更高,，同時(shí)減少洗脫劑和填料的用量,。
詳情介紹
與分批間歇色譜不同，在SMB過(guò)程中,，不僅液體相運(yùn)動(dòng),，固相也以逆流方式移動(dòng)到液相中。同時(shí),，各個(gè)區(qū)域的工作電流也不同。圖中所示的概念是典型的四區(qū)域版本SMB配置,。
(SMB流程機(jī)理)
2區(qū)和3區(qū)是分隔帶,。在區(qū)域1和4中，再生液或再生固相,。進(jìn)料（組件A + B）被送到所示的“SMB柱”的中間,。液相（洗脫液或解析劑）從底部到頂部穿過(guò)和運(yùn)輸組分A（藍(lán)色）。組分A連續(xù)從系統(tǒng)中流出,，這個(gè)萃取液是一種純物質(zhì),。固相（固體）從頂部到底部傳輸，運(yùn)輸組件B（紅色）,。從系統(tǒng)中流出作為萃取物的組分B是純的,。在整個(gè)柱系統(tǒng)中，這兩個(gè)組分的分布很容易被濃度分布曲線進(jìn)行識(shí)別,。
固相的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)在閉合回路中串聯(lián)一定數(shù)量的列和按規(guī)定時(shí)間間隔逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)列來(lái)實(shí)現(xiàn)的,。這個(gè)過(guò)程的形成示意圖如圖所示。四個(gè)泵被集成到系統(tǒng)中,。兩個(gè)泵用于添加飼料和新鮮洗脫液,，兩個(gè)泵用于內(nèi)部流動(dòng)的維護(hù)。根據(jù)需要,，通常使用8, 12個(gè)或16個(gè)色譜柱,。一般情況下,，列在各個(gè)區(qū)域中均勻分布（例如2/2 / 2/2）。然而,，根據(jù)分離問(wèn)題,，它們可以非對(duì)稱(chēng)分布（例如1/3／3/1）。除了四個(gè)區(qū)域之外,，還可以實(shí)現(xiàn)三,、五或八個(gè)區(qū)域的概念。后兩者可用于三組分分離,。也可以將復(fù)雜的混合物分離成兩個(gè)有價(jià)值的物質(zhì)組分（假組分）,。
(經(jīng)典4區(qū)SMB配置)
傳統(tǒng)的色譜分離只有一個(gè)色譜柱，只有一小部分的柱參與分離,，而占主導(dǎo)地位的部分對(duì)生產(chǎn)率沒(méi)有貢獻(xiàn),。在SMB過(guò)程中，整個(gè)柱床被有效地使用,。當(dāng)所有體積電流被優(yōu)化時(shí),，就形成一個(gè)靜止?fàn)顟B(tài)。換句話說(shuō),，中等濃度的純化的提取物和萃余液的電流不再變化,。在這種情況下，系統(tǒng)可以連續(xù)運(yùn)行,。
在煉油工業(yè)中,，由于采用蒸餾法不能有效地分離二甲苯異構(gòu)體，故原用于SMB分離,。如今,，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)建立并用于制糖工業(yè)、手性分離和制藥原料的生產(chǎn),。
捕獲SMB
SMB系統(tǒng)的靈活的設(shè)計(jì),，允許您在系統(tǒng)運(yùn)行連續(xù)的FPLC純化。使用AZURA實(shí)驗(yàn)室SMB進(jìn)入生物純化的未來(lái),，運(yùn)行下游工藝,，具有生產(chǎn)率高和低的成本。
平行分批色譜
只需在系統(tǒng)中添加檢測(cè)器,，然后運(yùn)行批處理并行運(yùn)行,，或者使用系統(tǒng)進(jìn)行單批運(yùn)行。例如,，可以使用八色譜柱設(shè)置并行運(yùn)行四個(gè)分離,。
SMB優(yōu)勢(shì)
| 批處理色譜（單色譜柱） | SMB色譜（多色譜柱） |
| 無(wú)限次餾分 | 2個(gè)餾分，沒(méi)有廢液 |
| 典型回收率低于80% | 回收率達(dá)到100% |
| 要么高純度,，要么高產(chǎn)出 | 同時(shí)高純度和高產(chǎn)出 |
| 等壓或梯度 | 等壓（步進(jìn)梯度有可能） |
| 高溶劑消耗 | 低于批處理消耗的10% |
| 高度稀釋產(chǎn)品 | 產(chǎn)品濃度與進(jìn)料相當(dāng) |
模擬移動(dòng)床（SMB）— 木糖醇連續(xù)純化的有力工具
模擬移動(dòng)床色譜（SMBC）被用于從一個(gè)分批培養(yǎng)發(fā)酵木糖醇的純化,。這一過(guò)程使木糖醇純度接近100%,，回收率高。因此,，可以從生物木糖木糖醇轉(zhuǎn)化過(guò)程中大規(guī)模純化木糖醇,。
在歐洲Valor Plus研究項(xiàng)目中，研究了一種替代木糖轉(zhuǎn)化的生物方法,。利用一株假絲酵母菌株,，將半纖維素水解液中的木糖轉(zhuǎn)化為木糖醇。對(duì)發(fā)酵醪液進(jìn)行高效液相色譜分析表明,，木糖轉(zhuǎn)化為木糖醇是成功的,。在等度洗脫方式，基于聚合物Eurokat柱分離目標(biāo)物質(zhì)木糖醇在色譜末端洗脫,，所有的因素應(yīng)用在SMB過(guò)程,。
（發(fā)酵醪液SMB工藝色譜設(shè)計(jì)，兩組分“殘液”和“萃取”
1mL進(jìn)樣,，Eurokat Ca 150X20mm,，25-56um顆粒，4mL/min,，50°C）
SMB色譜法是一種連續(xù)色譜技術(shù),，將二元或假二元混合物分離為純物質(zhì)或餾分。與傳統(tǒng)的間歇色譜法相比,，該工藝可使純化的物質(zhì)產(chǎn)率更高,，同時(shí)減少洗脫劑和填料的用量。
使用AZURA?SMB系統(tǒng),，在發(fā)酵醪液生產(chǎn)純化，高純度和產(chǎn)量的木糖醇,。這種純化過(guò)程允許大量的生產(chǎn)量,。
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【制造商及產(chǎn)品歷史】
德國(guó)Knauer公司（德國(guó)柏林）成立于1962年,，是歐洲家HPLC生產(chǎn)廠家，具有40多年專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn),。它是歐洲三大著名HPLC品牌,，以可靠技術(shù),，提供HPLC完整解決方案著稱(chēng)；同時(shí)它也是歐洲著名HPLC色譜柱和填料供應(yīng)商,。Knauer在國(guó)際上以O(shè)EM（貼牌訂制）業(yè)務(wù)為主,，是許多國(guó)際知名品牌的OEM供應(yīng)商。
優(yōu)化的AZURA 實(shí)驗(yàn)室SMB系統(tǒng),，通過(guò)多柱對(duì)小分子或生物分二元混合物分離,，克級(jí)規(guī)模。
AZURA SMB系統(tǒng)A29000是實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)配置,，它由7個(gè)八位閥和4個(gè)AZURA P4.1S泵組成,，置于ASM2.1L輔助模塊中。壓力范圍高,，生物相容性高以及多位閥靈活性,，使得該系統(tǒng)成為經(jīng)典SMB色譜和捕獲SMB的方案。
優(yōu)化的AZURA中試SMB系統(tǒng),，二元混合物分離達(dá)到克級(jí)到公斤級(jí),。
AZURA中試SMB系統(tǒng)的特別之處是連續(xù)運(yùn)行模式和高生產(chǎn)率。
SMB標(biāo)準(zhǔn)配置含有４個(gè)P2.1Ｌ泵和７個(gè)多位閥集成在4個(gè)AZURA輔助模塊ASM 2.1L,，界面友好的軟件PurityChrom? MCC和所需計(jì)算機(jī)硬件都含在里面,。
針對(duì)每一個(gè)分離的特殊需要，SMB系統(tǒng)可自由配置（例如閉環(huán),、開(kāi)環(huán),、三區(qū)）和升級(jí)（如檢測(cè)器、流量計(jì)）,。
大壓力為344bar（八色譜柱）或16色譜柱（50bar）是可能的,。根據(jù)您的應(yīng)用程序，可以加熱或冷卻柱,，以確保佳和穩(wěn)定的分離條件,。可選用不銹鋼或生物惰性版本,。
上靈活的SMB系統(tǒng)
使用多種不同的升級(jí)選項(xiàng),，或者只需添加一個(gè)檢測(cè)器來(lái)構(gòu)建SMB色譜系統(tǒng)，完全符合您的需要,。
主要特點(diǎn)：
高500ml/min
多240bar（8個(gè)色譜柱）
多16個(gè)色譜柱（50bar）
可以加熱或冷卻
不銹鋼和生物惰性版本
添加幾個(gè)檢測(cè)器來(lái)監(jiān)視進(jìn)程的穩(wěn)定性
使用流量計(jì)測(cè)量和監(jiān)測(cè)每個(gè)區(qū)域的準(zhǔn)確流量
升級(jí)（梯度進(jìn)樣泵或額外的閥）
SMB操作點(diǎn)計(jì)算器
吸附等溫線可以輸入到一個(gè)集成的開(kāi)始點(diǎn)計(jì)算器,。生成的值可以很容易地通過(guò)視覺(jué)反饋進(jìn)行檢查。 參數(shù)將直接傳送到SMB參數(shù)向?qū)С绦蛑小?/span>
客戶定制多柱色譜（MCC）方案
多組泵頭,、檢測(cè)器,、閥驅(qū)動(dòng)、多位閥以及控制系統(tǒng)組成客戶定制MCC系統(tǒng)，滿足用戶工作需要,。
在制造中,，模擬移動(dòng)床（SMB）過(guò)程是實(shí)施色譜分離的高度工程化過(guò)程。它用于從一種或多種其他化學(xué)化合物中分離出一種化學(xué)化合物或一種化學(xué)化合物,，以比使用簡(jiǎn)單（批量）色譜法所能獲得的成本更低的成本提供大量的純化或富集材料,。它不能提供任何分離或純化，不能通過(guò)簡(jiǎn)單的柱純化來(lái)完成,。這個(gè)過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜,。它為色譜純化帶來(lái)的單一好處是它可以大大降低成本生產(chǎn)大量的高純度原料。降低成本的原因是：使用較少量的色譜分離介質(zhì)固定相,，連續(xù)和高速生產(chǎn),，以及減少溶劑和能量需求。這種改進(jìn)的經(jīng)濟(jì)性能是由一個(gè)閥門(mén)和柱子裝置引起的,，該裝置用于無(wú)限期地延長(zhǎng)固定相,，并允許非常高的溶質(zhì)負(fù)載量。
在常規(guī)的生產(chǎn)色譜法移動(dòng)床技術(shù)中,，進(jìn)料入口和分析物回收是同時(shí)且連續(xù)的,，但是由于連續(xù)移動(dòng)床的實(shí)際困難，提出了模擬移動(dòng)床技術(shù),。在模擬移動(dòng)床技術(shù)中,，不是移動(dòng)床，而是將進(jìn)料口,，溶劑或洗脫液入口以及所需產(chǎn)品出口和不希望的產(chǎn)品出口位置連續(xù)地移動(dòng),，給出移動(dòng)床的印象，連續(xù)流動(dòng)固體顆粒和液體沿固體顆粒的相反方向連續(xù)流動(dòng),。
真正的移動(dòng)床色譜（TMBC）只是一個(gè)理論概念,。其模擬SMBC是通過(guò)使用多個(gè)串聯(lián)的柱子和一個(gè)復(fù)雜的閥門(mén)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該裝置提供了進(jìn)料混合物和溶劑的流動(dòng),，以及“洗脫液”或“解吸劑”在任何柱子上的進(jìn)料,。閥門(mén)和管道布置及其預(yù)定控制允許定期切換樣品入口的一個(gè)方向，溶劑以相同的方向進(jìn)入但在連續(xù)環(huán)路的不同位置,，同時(shí)改變快速產(chǎn)品和慢速產(chǎn)品取出位置也以相同的方向移動(dòng)，但在環(huán)路內(nèi)的不同相對(duì)位置處移動(dòng),。
具體而言,，SMB系統(tǒng)具有兩個(gè)或更多個(gè)相同的柱，其通過(guò)多端口閥連接到流動(dòng)相泵,，并且彼此連接,。 管道配置的方式是：
a）所有色譜柱將串聯(lián)連接，形成一個(gè)連續(xù)的循環(huán)
b）典型地,，每根柱子之間將有四種工藝流程的供應(yīng)：進(jìn)料混合物,，離開(kāi)純化的快速組分,，離開(kāi)純化的慢速組分，以及進(jìn)入的溶劑或洗脫液和
c）每個(gè)過(guò)程流（兩個(gè)入口和兩個(gè)出口）將在設(shè)定的時(shí)間（步驟時(shí)間）之后以相同的方向進(jìn)行,。
SMBC的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高,，因?yàn)橄到y(tǒng)可以接近連續(xù)，而缺點(diǎn)是它只能進(jìn)行一次混合物切割,。因此,，它非常適合分離二元混合物。通過(guò)多次切割,，類(lèi)似于一系列蒸餾塔,，多種化合物可以從兩種以上化合物的混合物中分離出來(lái)。關(guān)于效率,，它與簡(jiǎn)單的色譜技術(shù)比如連續(xù)蒸餾和間歇蒸餾相比,。
SMB通過(guò)減少柱體積，減少色譜分離介質(zhì)（“填充”或“固定相”）,，使用更少的溶劑和更少的能量,，并且需要更少的勞動(dòng)力來(lái)提供更低的生產(chǎn)成本。
在工業(yè)規(guī)模上,，SMB色譜分離器連續(xù)運(yùn)行,，與分批色譜法相比，需要更少的樹(shù)脂和更少的溶劑,。 連續(xù)操作有利于操作控制和整合到生產(chǎn)工廠,。 低洗脫液消耗高產(chǎn)品濃度高生產(chǎn)率連續(xù)過(guò)程該系統(tǒng)可用于超臨界流體萃取以獲得大量的特定產(chǎn)品。
與單柱操作相比,，SMB的弊端是投資成本較高,，復(fù)雜性較高，維護(hù)成本較高,。 但是與簡(jiǎn)單的分批分離相比,，這些缺點(diǎn)被更好的收率和低得多的溶劑消耗以及更高的生產(chǎn)率有效地補(bǔ)償。
為了純化,，特別是從多組分混合物中分離中間單一組分或部分,，SMB不是理想的適合的。 通常情況下,，一臺(tái)中小企業(yè)只能將兩個(gè)部分分開(kāi),，但一系列中小企業(yè)可以進(jìn)行多次切割，并從一種多組分混合物中純化出一種或多種產(chǎn)品,。 SMB不適合溶劑梯度,。 溶劑梯度純化對(duì)于某些生物分子的純化可能是優(yōu)選的。 克服兩部分限制和應(yīng)用梯度的連續(xù)色譜技術(shù)是多柱逆流溶劑梯度純化（MCSGP）。
在尺寸排阻色譜中,，在分離過(guò)程由熵驅(qū)動(dòng)的情況下,，不可能通過(guò)溫度或溶劑梯度提高色譜柱獲得的分離度。 因此,，這些分離通常需要SMB,，以延長(zhǎng)被分離的分子或顆粒之間的可用保留時(shí)間差。 SMB在制藥工業(yè)中也非常有用,，在這個(gè)工業(yè)中,，必須以非常大的規(guī)模分離具有不同手性的分子。 為了純化果糖,，例如 在高果糖玉米糖漿或氨基酸,，生物酸等工業(yè)規(guī)模上，使用模擬移動(dòng)床色譜法以提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性,。
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