JP2005114460A

JP2005114460A - 液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラム

Info

Publication number: JP2005114460A
Application number: JP2003346798A
Authority: JP
Inventors: Yoshitami Mitoma; 恵民三苫; Yoshimi Hashimoto; 佳巳橋本
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 2003-10-06
Filing date: 2003-10-06
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】注射器型タイプの簡潔化カラムにおいても、従来のものでは溶液流の出口を有する端でシステムに接続するためのネジ加工等が必要であったという、依然として構造を複雑にしなければならなかったという課題を解決し、部材の製造が容易で、カラム性能の調整が簡便なディスポーザブルカラムを提供する。
【解決手段】一端が開放され、他端に溶液流出口を有し、かつ内部の両端にフィルターを装着することにより内部空間に液体クロマトグラフィー用充填剤を担持できるようにした注射器型筒状容器と、該注射器型筒状容器内のフィルターと液体クロマトグラフィー用充填剤の状態を固定化するためのホルダーからなるカラムにより課題を解決する。
【選択図】図２

Description

本発明は液体クロマトグラフィー用カラムに関するものである。

液体クロマトグラフィー用カラムをタンパク質等の生体高分子の分離精製に利用する際には異なる試料間での汚染を低減させるため、使い捨てカラムの使用が有効である。

通常の液体クロマトグラフィー用カラムは筒部と該筒部に充填する液体クロマトグラフィー用充填剤の流出を防ぐためのフィルター、および該フィルター位置を固定しかつ筒部をシステム接続可能とするユニオンからなるものが一般的である。ユニオンは筒部に固定する必要があることから、それぞれの部品はネジ加工する等複雑な構造を有する必要がある。それぞれの部品が複雑な構造を有することから、一般にその製造費用は高く、それぞれを使い捨てとして使用することは不可能である。

筒部分の構造を一端が開放され、他端に溶液流出口を有する注射器型タイプとすることにより簡潔化したカラムも、特許文献１等に開示され、また簡易型カラムとして市販されているものもある。しかし、これらの注射器型カラムでは溶液流出口を有する端ではユニオンは不要となるが、解放された一端ではユニオンは必要であり、ネジ加工等が必要となる。ユニオンをネジ加工せず、筒部に押し込むタイプも提案されているが、その場合、ユニオンの抜き取りが困難になり繰り返し利用等の点で問題がある。また、溶液流出口を有する端についてもシステムに接続するためのネジ加工等が必要となる。このため、これまでは注射器型カラムでも依然として構造を複雑にする必要があるという問題があった。

一方、使い捨てカラムの製造費用を低減させるためには、その充填方法を簡便化することも有効である。一般的に同一の充填剤を使用した場合、カラムの性能（カラム内における試料の広がりの度合い）は充填剤のカラム内での充填状態、密度に依存している。通常のカラムの充填方法では送液ポンプを使用し、その送液速度等により充填剤のカラム内での充填状態、密度を調整することにより、カラム性能を最適化している。しかしながら、この方法では送液ポンプの使用が必須であることやカラムを送液ポンプへ接続する必要があることから必ずしも効率的な方法とは言えない。

特開平７−１９８７０１号公報

本発明は上記した従来技術の問題点を解決し、構造が単純なために、部材の製造が容易で、かつカラム性能の調整が簡便なカートリッジタイプの液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明のカートリッジタイプの液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラムは一端が開放され、他端に溶液流出口を有し、かつ内部の両端にフィルターを装着することにより内部空間に液体クロマトグラフィー用充填剤を担持できるようにした注射器型筒状容器と、該注射器型筒状容器内のフィルターと充填剤の状態を固定化するためのホルダーからなる。該ホルダーは注射器型筒状容器を内包させる筒部とその両端のユニオン部から構成される。ユニオンはネジ加工されており注射器型筒状容器をはさむように配置され、同様にネジ加工された筒部へ接合される。それを絞めることにより注射器型筒状容器がユニオンに固定される。ホルダーのユニオンはフィルター位置を固定するとともに、カラムをシステム接続可能とする役割を果たす。

上記構成により、本発明のディスポーザブルカラムの交換部分となる液体クロマトグラフィー用充填剤を担持する注射器型筒状容器はネジ加工等されることなく、構造の単純化が可能である。

また本発明カートリッジタイプの液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラムでは、ホルダーのユニオンの絞め付けの程度によって注射器型筒状容器の内容積の調節可能である。従って本発明のカラムでは注射器型筒状容器内部に充填された液体クロマトグラフィー用充填剤の状態、密度が容易に調節可能であり、すなわち、カラムの性能を容易に制御することができる。

本発明では注射器型筒状容器をホルダーと組み合わせることにより、該注射器型筒状容器の構造を極めて単純化した製造が容易なカラムを交換部分とする液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラムを提供することが可能となる。

また、本発明のカラムでは、注射器型筒状容器の内容積は、ホルダーのユニオンの絞め付けの程度によって調節可能であることから、カラム性能に及ぼす液体クロマトグラフィー用充填剤の状態、密度が容易に調節可能であり、従ってカラム性能の最適化を簡便に達成可能となる。

以下に本発明を実施例によってさらに詳細に説明する。

図１は本発明の液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラムの１実施態様を分解状態で示す断面図であり、１は注射器型筒状容器本体、２は液体クロマトグラフィー用充填剤、３はフィルター、４は解放端部、５は溶液流出口、６はホルダーの筒部、７はホルダーのユニオン（解放端部側）、８はホルダーのユニオン（溶液流出口側）、９はＯ（オー）リングである。

図２は図１に示す液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラムの１実施態様を組み立て状態で示す断面図である。組み立ては注射器型筒状容器本体１をホルダーの筒部６に挿入した後、ホルダーの筒部６にホルダーのユニオン（解放端部側）７、ホルダーのユニオン（溶液流出口側）８をネジ込むことにより注射器型筒状容器本体１がホルダーに固定される。また、そのネジ込みの程度を調節することにより、液体クロマトグラフィー用充填剤の充填状態、密度が調整可能となる。

図３は図１の液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラムを使用する液体クロマトグラフィーシステムの１例であり、１０は溶離液用タンク、１１は送液ポンプ、１２は試料注入装置、１３は図１の液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラム、１４は紫外吸光度検出器、１５は記録計、１６は廃液タンクである。

図４は本発明のカラム（使用時のサイズ：６．４ｍｍ内径×３．０ｃｍ長さ）に液体クロマトグラフィー用充填剤としてＴＯＹＯＰＥＡＲＬＤＥＡＥ−６５０Ｍ（商品名、東ソー株式会社製）を充填して、タンパク質の分離を行ったクロマトグラムである。条件は以下の通りである。

溶離液（Ａ）：２０ｍMトリス−塩酸緩衝液（ｐＨ８．０）
溶離液（Ｂ）：２０ｍMトリス−塩酸緩衝液＋０．５Ｍ塩化ナトリウム（ｐＨ８．０）
流速：１ｍＬ／ｍｉｎ
グラジエント：溶離液（Ａ）から溶離液（Ｂ）へ３０分リニアグラジエント
注入量：５０μＬ
試料：トランスフェリン、オブアルブミン、トリプシンインヒビター各１ｇ／Ｌ
図４のクロマトグラムよりタンパク質の分離が効率良く行われていることがわかる。

図５は本発明のカラムに液体クロマトグラフィー用充填剤としてＴＯＹＯＰＥＡＲＬＰｈｅｎｙｌ−６５０Ｍ（商品名、東ソー株式会社製）を充填して、ホルダーのユニオンの絞め付けの程度を変えた場合のカラム性能の変化を示したものである。６．４ｍｍ内径×３．６ｃｍ長さの本発明の注射器型筒状容器にＴＯＹＯＰＥＡＲＬＰｈｅｎｙｌ−６５０Ｍ（商品名、東ソー株式会社製）１．１ｍＬを添加し、これを圧縮することなく（圧縮率０％）測定した場合、１．０５ｍＬにまで圧縮して（圧縮率４．５％）測定した場合、１ｍＬにまで圧縮して（圧縮率９．１％）測定した場合のクロマトグラムを調べ、カラムの性能の違いを調べたものである。クロマトグラムの条件は以下の通りである。

溶離液：純水
流速：１ｍＬ／ｍｉｎ
注入量：１０μＬ
試料：アセトン１ｇ／Ｌ
クロマトグラムの測定から、液体クロマトグラフフィのカラム性能の指標として一般的に使用されている理論段数、非対称係数を計算して、まとめた結果を以下の表１に示す。

非対称係数が１より小さい場合はピーク前半部の広がりが大きいピーク形状となり、１より大きい場合ではピーク後半部の広がりが大きいピーク形状となる。このため、非対称係数は１に近いほど良好なピーク形状であることが言える。図５、表１の結果は非対称係数は圧縮率に依存していることを示している。本発明のカラムではホルダーのユニオンの絞め付けの程度により圧縮率の調節が簡便であることから、すなわち本発明のカラムではカラム性能の調節が簡便であることが確認できた。

本発明の液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラムの１実施態様を分解状態で示す断面図である。図１に示す液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラムの１実施態様を組み立て状態で示す断面図である。図１に示す液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラムを使用する液体クロマトグラフィーシステムの１例を示す。本発明の液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラムを用いてイオン交換クロマトグラフィを実施した場合の結果を溶出時間と紫外線検出量で示すグラフである。本発明の液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラムを用いて該カラムの充填状態を調節した場合の結果を溶出時間と紫外線検出量で示すグラフである。

符号の説明

１注射器型筒状容器本体
２液体クロマトグラフィー用充填剤
３フィルター
４解放端部
５溶液流出口
６ホルダーの筒部
７ホルダーのユニオン（解放端部側）
８ホルダーのユニオン（溶液流出口側）
９Ｏ（オー）リング
１０溶離液用タンク
１１送液ポンプ
１２試料注入装置
１３図１に示した液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラム
１４紫外吸光度検出器
１５記録計
１６廃液タンク

Claims

一端が開放され、他端に溶液流出口を有し、かつ内部の両端にフィルターを装着することにより内部空間に液体クロマトグラフィー用充填剤を担持できるようにした注射器型筒状容器と、該注射器型筒状容器内のフィルターと液体クロマトグラフィー用充填剤の状態を固定化するためのホルダーからなるカートリッジタイプの液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラム。
液体クロマトグラフィー用充填剤の充填状態をホルダーの締め付け度により調整する請求項１に記載した液体クロマトグラフィー用ディスポーザブルカラム。