純化實(shí)驗(yàn)中層析系統(tǒng)壓力飆升和層析柱堵的原因及解決方法

在使用ÄKTA純化儀器進(jìn)行純化實(shí)驗(yàn)時(shí)，常常會(huì)遇到層析系統(tǒng)壓力突然升高的“緊急狀況”。很多同學(xué)看到壓力升高第一反應(yīng)往往是“層析柱堵了”，趕緊去進(jìn)行反向清洗。實(shí)際上，壓力升高≠層析柱堵塞，盲目沖柱不僅解決不了問題，還可能造成層析柱和填料的損傷。先別忙著沖柱，找到正確的原因可以更快解決問題！

一、ÄKTA設(shè)備壓力檢測(cè)系統(tǒng)
ÄKTA設(shè)備包含多個(gè)壓力傳感器，分別位于系統(tǒng)泵后，樣品泵后以及集成在柱位閥的柱前和柱后壓力傳感器。根據(jù)設(shè)備模塊選配差異，可以同時(shí)檢測(cè)或者檢測(cè)其中幾項(xiàng)。

1、系統(tǒng)泵后壓力傳感器：可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)泵產(chǎn)生的系統(tǒng)壓力，可以通過Unicorn軟件的System pressure查看數(shù)值。所有的儀器都會(huì)檢測(cè)System pressure，25型號(hào)系統(tǒng)最大耐壓是20MPa，150型號(hào)系統(tǒng)最大耐壓是5MPa；

2、樣品泵后壓力傳感器：可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樣品泵產(chǎn)生的系統(tǒng)壓力，可以通過Unicorn軟件的Sample pressure查看數(shù)值。配置了樣品泵的儀器可以進(jìn)行檢測(cè)；

3、柱前和柱后壓力傳感器：可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)層析柱柱前和柱后壓力，并通過計(jì)算得出柱前柱后壓力差Delta C pressure (Delta Column Pressure)。分別可以通過Unicorn軟件的Pre-column pressure，Post-column pressure和Delta column pressure查看數(shù)值。配置了柱壓差模塊或者多柱位閥的儀器可以進(jìn)行檢測(cè)；柱前壓代表層析柱硬件受到的壓力，而Delta壓代表層析柱中層析填料受到的壓力。

設(shè)備壓力示意圖

二、如何正確設(shè)置報(bào)警壓
當(dāng)我們使用層析柱進(jìn)行層析實(shí)驗(yàn)時(shí)，將層析柱連接到儀器之前，需要先在系統(tǒng)中設(shè)置對(duì)應(yīng)的報(bào)警壓，保證層析柱在使用過程中受到的壓力不超過最大耐壓，以防損傷層析柱和填料；

1、查看層析柱的最大耐壓有兩種方式：
（1）可以在說明書上查看層析柱耐壓
在說明書上的column data中，可以查看層析柱的最大耐壓。Column hardware pressure limit對(duì)應(yīng)PreC pressure，Typical pressure drop over packed bed對(duì)應(yīng)DeltaC pressure。

（2）可以在Unicorn軟件中的Column Handling中查看層析柱具體參數(shù)

2、如何設(shè)置層析柱的報(bào)警壓：
（1）如果儀器可以檢測(cè)柱前壓和柱后壓，則按照層析柱的柱前壓和Delta壓分別在Unicorn軟件中設(shè)置Alarm pre Column Pressure和Alarm delta Column Pressure；
（2）如果儀器只能檢測(cè)系統(tǒng)壓力，則需要設(shè)置Alarm pre column pressure，設(shè)置方法如下：使用管道代替層析柱連接儀器和反壓閥在線的情況下，使用層析柱工作流速，測(cè)得系統(tǒng)壓（空載壓力）P1，比較層析柱的最大Delta耐壓+ P1與最大柱前壓耐壓的數(shù)值，設(shè)置較小的（更保險(xiǎn)的）數(shù)值作為最終柱前報(bào)警壓即可；

3、如果層析柱超壓怎樣處理？
（1）檢查系統(tǒng)報(bào)警壓設(shè)置是否正確
當(dāng)層析柱顯示超壓時(shí)，應(yīng)首先檢查系統(tǒng)報(bào)警壓設(shè)置是否正確。在設(shè)置柱前壓報(bào)警壓時(shí)，有時(shí)我們往往會(huì)忽略限流器產(chǎn)生的反壓。限流器，也叫做反壓閥，提供0.2MPa的反壓，防止流路中氣泡產(chǎn)生。因此，限流器在線的情況下，不連接層析柱時(shí)，Pre-column pressure會(huì)顯示為0.2MPa，因此在設(shè)置柱前報(bào)警壓時(shí)，應(yīng)設(shè)置為系統(tǒng)空載壓力（不連柱子時(shí)的系統(tǒng)壓力，通常為反壓閥的壓力0.2MPa）+層析柱最大Delta耐壓。

連接在pH閥上的限流器

（2）判斷超壓是由系統(tǒng)還是層析柱產(chǎn)生
首先需要確認(rèn)在流速為0的情況下，各個(gè)壓力傳感器是否為0，如果顯示有壓力，則需先對(duì)各壓力傳感器進(jìn)行校正。

壓力傳感器在流速為0下顯示正常，則需確定超壓是由系統(tǒng)還是層析柱產(chǎn)生：

先用管道代替層析柱或?qū)�層析柱bypass，如果壓力仍偏大（0.2 ± 0.05 MPa），可依次檢查：
- 在線濾器是否堵塞，使用去離子水或者NaOH超聲清洗濾膜，如有必要時(shí)可更換在線濾膜；
- 反壓閥是否超壓需要清洗；將FR-902兩端的接頭擰下，取下FR-902后直接浸泡在0.5M NaOH中，超聲20min；
- 檢查系統(tǒng)管路是否堵塞或彎折；
- 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗，使用1 M NaOH進(jìn)行System Wash清洗，立即用0.5 M NaCl和去離子水將NaOH沖洗干凈并使系統(tǒng)pH保持中性。

（3）如果不連接層析柱時(shí)壓力恢復(fù)正常，則大概率是層析柱堵塞，此時(shí)應(yīng)按照說明書上CIP的步驟對(duì)層析柱進(jìn)行清洗。

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