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1. WO2020104575 - VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR SEPARATION VON IONEN GLEICHER LADUNGSPOLARITÄT IM ELEKTRISCHEN FELD

Veröffentlichungsnummer WO/2020/104575
Veröffentlichungsdatum 28.05.2020
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2019/082046
Internationales Anmeldedatum 21.11.2019
IPC
G01N 27/447 2006.01
GPhysik
01Messen; Prüfen
NUntersuchen oder Analysieren von Stoffen durch Bestimmen ihrer chemischen oder physikalischen Eigenschaften
27Untersuchen oder Analysieren von Stoffen durch Anwendung elektrischer, elektrochemischer oder magnetischer Mittel
26durch Untersuchen elektrochemischer Größen; Anwendung der Elektrolyse oder der Elektrophorese
416Messsysteme
447mit Anwendung der Elektrophorese
B01D 57/02 2006.01
BArbeitsverfahren; Transportieren
01Physikalische oder chemische Verfahren oder Vorrichtungen allgemein
DTrennen
57Trennen, außer der Trennung von Feststoffen, soweit nicht von einer einzelnen anderen Gruppe oder Unterklasse vollständig umfasst, z.B. B03C163
02mittels Elektrophorese
CPC
B01D 57/02
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
DSEPARATION
57Separation, other than separation of solids, not fully covered by a single other group or subclass, e.g. B03C
02by electrophoresis
G01N 27/44769
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
27Investigating or analysing materials by the use of electric, electro-chemical, or magnetic means
26by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
416Systems
447using electrophoresis
44756Apparatus specially adapted therefor
44769Continuous electrophoresis, i.e. the sample being continuously introduced, e.g. free flow electrophoresis [FFE]
Anmelder
  • SELECTRION GMBH [DE]/[DE]
Erfinder
  • HERZOG, Konrad
Vertreter
  • ROTH, Andy Stefan
Prioritätsdaten
10 2018 009 281.024.11.2018DE
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR SEPARATION VON IONEN GLEICHER LADUNGSPOLARITÄT IM ELEKTRISCHEN FELD
(EN) METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING IONS OF THE SAME CHARGE POLARITY IN AN ELECTRIC FIELD
(FR) PROCÉDÉ ET DISPOSITIF POUR SÉPARER DES IONS DE MÊME POLARITÉ DE CHARGE DANS UN CHAMP ÉLECTRIQUE
Zusammenfassung
(DE)
Die Erfindung betrifft ein dimensional reduziertes Free-Flow-Elektrophorese-Verfahren und eine Vorrichtung zur Separation von Ionen gleicher Ladungspolarität im elektrischen Feld, beispielsweise von Proteinen oder anderen ionischen Biomolekülen in wässriger Lösung. In einer Separationszone (5) wird infolge eines Kräftegleichgewichtes zwischen Strömungskraft (4) und elektrischer Kraft (7) mindestens ein Zielstoff (1) in einem Trägermaterial (3) im Wirkbereich eines elektrischen Feldes (6) zurückgehalten, wohingegen mindestens eine andere Komponente (2) eines Stoffgemischs mit der Strömung des Trägermaterials (3) weiterwandert. Dabei werden Unterschiede in den Eigenschaften des Zielstoffes und der verunreinigenden Stoffe des Gemisches ausgenutzt, um unter Zuhilfenahme verschiedenster ionischer Wechselwirkungen die Reinheit des Zielstoffes zu erhöhen und Verunreinigungen abzutrennen. Typische Zielstoffe sind insbesondere aber nicht ausschließlich Proteine, Nukleinsäuren, Metallionen, niedermolekulare organische Ionen und ionische Polymere. Vorteilhaft erlaubt dieses Verfahren eine signifikant vereinfachte Architektur der Separationsvorrichtung, sodass das erfindungsgemäße Verfahren beim Einsatz in der präparativen Aufreinigung oder Aufarbeitung von Zielstoffen in industriellen Prozessen und Prozessskalen einen höheren Durchsatz, sowie eine im Vergleich zum Stand der Technik höhere Skalierbarkeit, Parallelisierbarkeit und Robustheit aufweist.
(EN)
The invention relates to a dimensionally reduced free-flow electrophoresis method and to a device for separating ions of the same charge polarity, such as proteins or other ionic biomolecules in aqueous solution, in an electric field. In a separation zone (5), at least one target substance (1) in carrier material (3) is retained in the effective region of an electric field (6) as a result of a force equilibrium between flow force (4) and electrical force (7), while at least one other component (2) of a substance mixture migrates on with the flow of the carrier material (3). Differences in the properties of the target substance and of the contaminating substances of the mixture are utilized in order to increase the purity of the target substance and remove contaminants with the aid of widely different ionic interactions. Typical target substances are, in particular but not exclusively, proteins, nucleic acids, metal ions, low-molecular-weight organic ions and ionic polymers. This method advantageously allows a significantly simplified architecture of the separation device, the method according to the invention thus having higher throughput and, in comparison with the prior art, greater scalability, parallelizability and robustness when used in the preparative purifying or processing of target substances in industrial processes and process scales.
(FR)
L'invention concerne un procédé d'électrophorèse à écoulement libre à dimensions réduites et un dispositif pour séparer des ions de même polarité de charge dans un champ électrique, par exemple des protéines ou d'autres biomolécules ioniques en solution aqueuse. Dans une zone de séparation (5), par suite d'un équilibre des forces entre la force d'écoulement (4) et la force électrique (7), au moins une substance cible (1) est retenue dans un matériau de support (3) dans la zone d'action d'un champ électrique (6), tandis qu'au moins un autre composant (2) d'un mélange de substances continue à migrer avec le flux du matériau de support (3). Les différences de propriétés de la substance cible et des substances contaminantes dans le mélange sont exploitées pour augmenter la pureté de la substance cible et séparer les impuretés à l'aide de diverses interactions ioniques. Les cibles typiques sont notamment, mais pas exclusivement, les protéines, les acides nucléiques, les ions métalliques, les ions organiques de faible masse moléculaire et les polymères ioniques. Avantageusement, cette méthode permet une architecture considérablement simplifiée du dispositif de séparation, de sorte que la méthode selon l'invention a un débit plus élevé lorsqu'elle est utilisée dans la purification ou le traitement préparatif de substances cibles dans des processus industriels et à l'échelle du processus, ainsi qu'une plus grande extensibilité, une possibilité de parallélisation et une robustesse par rapport à l'état de la technique.
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