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Neue Ringspaltapparatur für die Kapillarelektrochromatographie

Ref-Nr: TA-UKL122


Kurzfassung

Die Erfindung umfasst eine Ringspaltapparatur zur Durchführung einer Kapillarelektrochromatographie sowie ein Verfahren zur Separation einer Komponente aus einem Substanzgemisch. Durch die Ringspaltapparatur können kontinuierlich bestimmte Komponenten aus einer Ausgangssubstanz gewonnen werden.


Hintergrund

Bei der Kapillarelektrochromatographie handelt es sich um eine biochemische Trennmethode, bei der Moleküle in der stationären Phase einer chromatographischen Trennsäule durch Elektroosmose abgetrennt werden. Sie ist daher eine kombinierte Methode aus Kapillarelektrophorese und der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC). Kommt hierbei eine Ringspaltapparatur zum Einsatz, spricht man auch von einer sog. Ringspaltchromatographie. Durch diese können aus einer Flüssigphase einer vielkomponentigen Mischung bestimmte Anteile separiert werden. Hierbei ist eine stationäre Phase zwischen zwei konzentrischen Zylindern angeordnet, die einen Ringspalt bilden. Der Ringspalt ist statisch angeordnet, während ein rotierender Einlaufstrom und eine rotierende Auffangvorrichtung verwendet werden.

Eine Weiterentwicklung dieser Ringspaltchromatographie ist die sog. Kapillarspaltelektrophorese, bei der eine kontinuierliche Elektrophoresesäule mit einem rotierenden Ringspalt für die Trennung der chemischen Substanzgemische kombiniert werden. In der axialen Richtung der Säule wird ein elektrisches Feld angelegt und die Säule wird gedreht. Dies führt dazu, dass die einzelnen Komponenten der chemischen Mischung helikale Banden in dem Kapillarspalt bilden.  Jede einzelne Komponente erhält somit einen unterscheidbaren stationären Austrittspunkt bei einer bestimmten Winkelstellung am Boden der Säule.

Die Kapillarelelktrochromatographie findet beispielsweise in der pharmazeutischen Industrie Verwendung, um kontinuierlich bestimmte Komponenten aus einer Ausgangssubstanz abzutrennen.


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Problemstellung

Die bekannten Kapillarspaltverfahren eignen sich meist für analytische zwecke bei der Auftrennung von Substanzgemischen. Insbesondere die kleinen Säulendimensionen beschränken die Trennvolumina auf einige wenige Milliliter pro Tag. Für einen höheren Mindestdurchsatz werden erhebliche Drücke erforderlich. Eine weitere technische Herausforderung stellen die üblicherweise verwendeten Lösungsmittel bzw. Elektrolyte dar, die bei der Anwendung in elektrischen Feldern und der damit einhergehenden Erwärmung häufig zur Blasenbildung neigen. Dies kann die Präzision des Trennverfahrens deutlich herabsetzen. Überdies besteht bei den aus dem Stand der Technik bekannten Kapillarspaltverfahren nahezu keine Möglichkeit, die Produktqualität der abgetrennten Produkte zu überwachen oder zu steuern.


Lösung

Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit, mit der mittels Kapillarspaltchromatographie eine kontinuierliche Auftrennung einer Ausgangssubstanz in ihre Bestandteile möglich ist. Hierbei kommt im Speziellen eine Ringspaltapparatur zum Einsatz, die die präparative Gewinnung von mindestens einer Komponenten der Ausgangssubstanz ermöglicht und nicht lediglich deren analytischer Nachweis. Die Kapillare ist im vorliegenden Fall als feststehender Ringspalt ausgestaltet. Anstelle eines Ringspalts können auch mehrere konzentrisch zueinander angeordnete Ringspalte vorgesehen werden. Der Ringspalt wird zumindest teilweise mit einer stationären Phase beschichtet, wobei grundsätzlich auch die Wand des Ringspalts als stationäre Phase fungieren kann. Darüber hinaus ist der Ringspalt mit einem Elektrolyten befüllbar. Aufgabensystem und Auffangsystem rotieren um die Achse der Ringspaltapparatur. Die Rotation beider Systeme kann mit gleicher Geschwindigkeit erfolgen. Bei dieser erfindungsgemäßen Ringspaltapparatur werden die im Stand der Technik bekannten Methoden der Ringspaltchromatographie mit dem Prinzip der Elektrophorese derart verknüpft, dass ein Trennverfahren mit hohem Durchsatz unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile bereitgestellt wird.


Vorteile

  • Analytische und präparative Auftrennung von chemischen Mischungen mittels kontinuierlicher Kapillarelektrochromatographie
  • Hoher Substanzdurchsatz im Vergleich zu den bekannten Methoden der Kapillarspaltchromatographie
  • Volle Prozesskontrolle bzw. Prozesssteuerung durch Kontrollsensoren
  • Kontinuierliche Produktion komplexer Pharmazeutika möglich

Anwendungsbereiche

Präparative Auftrennung von Substanzgemischen, insbesondere bei der Herstellung von Pharmazeutika.


Service

Es werden exklusive und nichtexklusive Lizenzen für die Herstellung und den Vertrieb der erfindungsgemäßen Apparatur angeboten. Optionsverträge zur Evaluierung der Technologie sind möglich.


IMG Innovations-Management GmbH

Dr. Marcus Kaltwasser
+49 6131 17-9970
kaltwasser@img-rlp.de
www.img-rlp.de
Adresse
Obere Zahlbacher Straße 63
55131 Mainz



Entwicklungsstand

Prototyp


Patentsituation

  • EP 2409145B1 erteilt

Stichworte

Kapillarelektrochromatographie, Ringspaltapparatur

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsführerin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr