JP2017530375A - 有機ゲル又は液体クロマトグラフィー方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、分離される種を含む気相、液相、又は超臨界移動相が充填物を通るように循環される、クロマトグラフィー方法に関し、前記充填物は、前記充填物内において、前記移動相が前記充填物内に浸透する上流面と、前記移動相が前記充填物から出る下流面との間を延びる複数の毛細導管と、前記毛細導管間を延びる分子拡散を透過する連続媒体であって、多孔質の有機ゲル又は有機液体を含み、分離される少なくとも１つの種の分子の直径の２倍よりも大きいサイズの接続された細孔網を含み、前記毛細導管間に前記少なくとも１つの種の拡散通路を提供するように前記毛細導管上で開口する連続媒体とを備える。本発明は、そのような方法を実施するための充填物、及び、そのような充填物の製造方法にも関する。【選択図】 図１

Description

本発明は、有機ゲル又は液体に対するクロマトグラフィー方法に関する。

クロマトグラフィーは、移動相（「溶出相」とも呼ばれる）の流れによる、試料中の混合種の動的運搬と、固定相による前記種の保持との相反する作用の下で、前記種を分離することを目的とする分子分離法である。

保持条件は、各種と固定相との間の化学的親和性に依存する。

クロマトグラフィーは、固定相及びその支持体の大きな規則性と、低い特徴的な拡散距離とを必要とすることを特徴とする。この拡散距離は一般に、粒子床の固体の粒子のサイズ又は空の毛細管の直径である。実際には、この距離は常に０．５ｍｍ未満である。これは一般に、２００を超える理論分離段数の分離段をもたらす。

クロマトグラフィーは、その利点及び特定の制約を有する特定の技術であり、それにより、吸着及び不均一触媒作用のような固体充填物及び流体を適用する他の技術と同じように区別される。

吸着において、流体流出物から化合物を保持することが求められ、流体流出物の表面上で化合物は等温線を介して吸着されるか、又は反応する。流体を浄化することが求められる。高い比表面積が必要とされる。高容量床が必要とされる。充填効率は重要ではなく（理論段数）、直径１〜２ｍｍの顆粒床の使用が好ましい。実際、効率は床の寸法に無視できる影響しか及ぼさないので、浸出フロントの剛性にのみ作用し、約２０の理論段が得られるとすぐに十分である。次いで、吸着剤は、吸着された又は結合された不純物を除去する手段、温度又は化学反応の組み合わせによって再生されなければならない。したがって、操作は連続的であるが、サイクル時間は数日又は数週間に達する。１つは、床の質量に基づいた大きさである。圧力降下は低い。

触媒では、固体の表面上で化学反応を行うことが求められる。試薬は、固体と接触するのに最適な時間、残ることが望ましい。ここでも吸着力と化学反応力とがある。興味は保圧時間の基準に焦点を当てられる。理論段数の推論は実施不能である。充填の規則性は、他のものの中の１つの要因であり、触媒選択性の前で二次的である。分子を分離することは求められない。圧力降下は低い。

クロマトグラフィーでは、分単位で計数された短い時間間隔で連続的に流入する流体装填物中に存在するいくつかの種が、溶出流体の影響下で入口点を固体カラムの出口点に伝播することによって分離される。次いで、得られた分離は、溶出の駆動効果、仕切り、吸着、立体的相互作用、イオン相互作用などと競合する非常に幅広い種々の力で得ることができる。この方法は高分解能を提供し、各構成要素が異なるように機能する。この分解能を向上させるために、カラムは、例えば１０００という高い理論段数を有するべきである。これは、拡散抵抗が最小限に抑えられなければならず、したがって拡散距離が短く、カラムが長くなければならないことも意味する。これらの複合因子は、クロマトグラフィーが流れの、したがって充填の優れた規則性及び充填の小さい特徴的な寸法を必要とする技術であることを確実にし、粒状固体で急速に限界になる圧力降下をもたらす。これらは、クロマトグラフィーにおいて解決されなければならない問題である。

他方、実用的かつ簡単な方法で実施できる分取クロマトグラフィーは、化学工学の重要な問題の１つである。

カスラーＥ．の米国特許第４９５７６２０号明細書は、クロマトグラフィーカラムとしての使用のためのポリマー中空繊維束の使用を記載している。しかし、中空繊維は、クロマトグラフィーカラムのように互いに独立して作用する。結果として、繊維間の挙動の差は非常に低い効率をもたらす。繊維はほとんど又は全く接触せず、拡散によって繋がらない。繊維は非常にコンパクトに積み重ねられる。分子拡散は導管間でのみ起こり得る。これは、単繊維上の期待される最大値に介して４０のオーダー、６０００のオーダーの得られた分離の理論段数が非常に少ないことを説明する。

ホンビン ディン及びＥ．カスラーの出版物「中空繊維液体クロマトグラフィー」ＡＩＣｈＥジャーナル、１９８９年、３５巻、第５、８１４〜８２０頁は、前述の特許の根拠を詳述する。８１５頁には、内径１００μｍ及び肉厚３０μｍの２７０００本の中空繊維を含む直径４ｃｍのモジュールで試験を実施することが明確に記載されている。簡単な計算は、中空繊維がコンパクトな積み重ねを有さず、繊維の外側の体積がモジュールの全体積の５０％を超えることを示す。固定相を構成する溶媒が疎水性繊維を膨潤させるが、繊維を通って繊維の外側に向かって溶媒が流れないことも、８１５頁の最後の３行に明記されている。したがって、繊維の外側の容積は、ガス、この場合は空気で満たされたままであり、溶媒はない。この結果、繊維間の材料の半径方向の移動に対する抵抗が増大し、分離効率を低下させる。

カーニッヒＧ．の米国特許第４００７１３８号明細書は、ポリマー補強マトリクスが設けられたＰＳ−ＤＶＢ（ポリスチレン−ジビニルベンゼン）のゲルを製造する方法を記載する。

クラーケらの米国特許第８０１７０１５号明細書は、有機ゲルを製造する方法及びそれらのクロマトグラフィーカラムへの適用の最新技術を記載する。

米国特許第７９２２９０８号明細書は、有機ゲルの重合を開始するためにＸ線を使用することを記載する。この方法は、バルク充填物を作るのに特に有用である。重合温度が５０℃から９０℃までの室温近くであってもよいことにも留意されたい。

シェＳ．の米国特許第７４７３３６７号明細書は、有機ゲルを得る方法を記載する。

パルマンティエの国際公開２０１１／１１４０１７号は、モノリシックな多孔質充填物からなるクロマトグラフィーの充填物を図示する。その実施例では、最新従来に従って作ることができる熱硬化性ポリエステル樹脂の充填物が記載されている。しかし、この充填物は、いかなる顕著な拡散率も許さない剛性で非多孔質のポリマーからなる。実際に、刊行物［１］は、熱硬化性ポリエステルの透過性及び拡散率の測定値を提供する。この結果、この材料において水は０．６×１０^−１２ｍ^２／ｓの拡散係数を有し、これは７５０バーラーの透過係数に相当する。この透過係数は、ポリエチレン又はポリカーボネートの透過係数と同様であり、漏れ防止性および非多孔質であると認識されている材料は、容器又は非透過性壁を作るために使用される。従って、熱硬化性ポリエステルは、隣り合う導管間の分子拡散によって材料を交換させないので、クロマトグラフィーのそのような充填物の効率は制限されるであろう。

これらの有機モノリスは、特に大きな寸法で、かつ再現するのが困難な特性を有して作成することがあまり容易ではないことが最新技術から明らかである。それらは、適用される圧力にさらに敏感であり、溶媒又は分離すべき分子の存在下で膨潤する。それらの細孔径は調節が難しい。それらの機械的脆弱性は、大きな圧縮力にあまり抵抗することができない。従って、それらは、数バールを超える高圧力降下の下で操作するクロマトグラフィーカラムには使用できない。本発明の充填物は多くの場合、粒状で高い圧力降下を有するため、粒径が制限され、したがって効率が制限されることが分かっている。

しかしながら、有機モノリスは、シリカと比較して、特に細孔サイズ及び高ｐＨでの化学的安定性の点で、並びに、水中でのそれらの全不溶性のために、多くの利点を有する。

したがって、大きな寸法で再現可能に製造できる安定で効率的で低コストの有機モノリスを提案する必要性が残っている。

本発明は、分離される種を含む気相、液相、又は超臨界移動相が充填物を通るように循環される、クロマトグラフィー方法を提案し、前記充填物は、前記充填物内において、前記移動相が前記充填物内に浸透する、いわゆる上流面と、前記移動相が前記充填物から出る、いわゆる下流面との間を延びる複数の毛細導管と、前記毛細導管間を延びる分子拡散を透過する連続媒体であって、多孔質の有機ゲル又は有機液体を含み、分離される少なくとも１つの種の分子の直径の２倍よりも大きいサイズの接続された細孔網を含み、前記毛細導管間に前記少なくとも１つの種の拡散通路を提供するように前記毛細導管上で開口する連続媒体とを備える。

ある実施形態によれば、毛細導管は、上流面と下流面との間を始めから終わりまで充填物を横切る。別の実施形態によれば、毛細導管は、充填物内に含まれ、充填物内部で開口する少なくとも１つの端部を有する。

有利には、移動相は、毛細導管間の単相移動相の連続体を達成するように、接続された細孔の第１集団の全体に浸透する。

有利には、毛細導管間で分離される種の分子拡散は、前記移動相の連続体内部で行われる。

有利には、前記毛細導管の壁の間の前記種の所与の濃度差の影響下で、隣り合う毛細導管間で分離される種の拡散の平均モル流量は、導管と、前記毛細導管によって運搬される流体及び前記毛細導管の壁間で分離される種の同じ濃度差の影響下で前記充填物によって構成される固定相との間の前記種の平均モル拡散流量の０．０１倍より大きい。

好ましくは、分離される種に向かう前記連続媒体の透過率は、５０００バーラーより大きい、すなわち５×１０^−７（ｃｍ^３Ｏ_２ｃｍ）／（ｃｍ^２ｓ ｃｍ Ｈｇ）より大きい。

ある実施形態によれば、填物の毛細導管の直径は５００μｍ以下であり、好ましくは１５０μｍ以下であり、さらにより好ましくは５０μｍ以下である。

ある実施形態によれば、前記連続媒体は有機ゲルで形成され、
前記有機ゲルは、
（ａ）スチレン及びジビニルベンゼンのコポリマー
（ｂ）ポリメチルメタクリレート
（ｃ）ヒドロキシエチルメタクリレート及びジビニルベンゼンのコポリマー
の中から選択される。

別の実施形態によれば、前記連続媒体は有機ゲルで形成され、前記有機ゲルはポリホロシドである。

別の実施形態によれば、前記連続媒体は、前記接続された細孔網内を延びる有機液体で形成され、
前記有機液体は、
（ａ）脂肪族炭化水素又は芳香族炭化水素
（ｂ）脂肪族アルコール又は芳香族アルコール
（ｃ）脂肪族ケトン又は芳香族ケトン
（ｄ）脂肪族アミン又は芳香族アミン
（ｄ）ハロゲン化有機化合物
の中から選択される。

充填物は、前記毛細導管を通って延びる分子拡散を透過する有機ゲルモノリスを備えてもよく、前記接続された細孔網は前記有機ゲル内部を延びる。

代替的に、充填物は、前記接続された細孔網を含む化学的に不活性な多孔質材料のモノリスを備え、前記細孔は、前記有機ゲル又は分子拡散を透過する前記有機液体で充填されている。

代替的に、充填物は、前記接続された細孔網を含む化学的に不活性な多孔質材料のモノリスを備え、前記細孔の表面は、選択された厚さを超える分子拡散を透過する有機ゲルで覆われて、前記接続された細孔網内に前記移動相の拡散用の自由容積を残し、前記有機ゲルは、前記毛細導管間に細孔の連続網を形成する。

好ましくは、前記モノリスの化学的に不活性な材料は、シリカ、アルミナ、又はシリカ及びアルミナの組合せから選択される。

ある実施形態によれば、充填物は多孔質の繊維の積み重ねを備え、各繊維は、前記充填物の毛細導管を形成する内腔と、接続された細孔網を備える壁とを備え、前記繊維は、多孔質の有機ゲル、又は、分子拡散を透過する有機液体と連続して作られる。

各繊維の前記壁は、分子拡散を透過する前記有機ゲルで形成してもよい。

代替的に、各繊維の前記壁の前記細孔は、多孔質の有機ゲル、又は、分子拡散を透過する有機液体で充填されている。

代替的に、各繊維の前記壁の前記細孔の表面は、選択された厚さを超える分子拡散を透過する有機ゲルで覆われて、前記接続された細孔網内に前記移動相の拡散用の自由空間を残し、前記有機ゲルは、前記壁内部に細孔の連続網を形成する。

ある実施形態によれば、分子拡散を透過する有機ゲルはクロマトグラフィーの固定相を形成する。

代替的に、有機ゲルは、前記クロマトグラフィーの固定相を形成する個体本体の第三者を含む細孔を有する。

本発明の別の目的は、上記のクロマトグラフィー方法を適用するための充填物を製造する方法に関し、
−前記毛細導管のいわゆる前駆体糸条の束を準備するステップと、
−モノリスを形成するように、前記前駆体糸条又は前記毛細導管の周りに多孔質のマトリクスを形成するステップと、
−前記毛細導管を形成するように前記前駆体糸条を取り除くステップと
を備える。

マトリクスは有利には有機ゲルである。

代替的に、マトリクスは化学的に不活性な材料を備え、前記マトリクスには有機ゲルが装填されている。

毛細導管の前駆体糸条は有利には、前記マトリクスの劣化温度未満の温度で溶融可能な糸条であり、前記前駆体糸条を取り除くステップは、前記充填物から前記前駆体糸条を溶融して排出することを備える。

例えば、溶融可能な糸条は、インジウム、ビスマス、スズ、ガリウム、銀、又は、それらの金属と、鉛、水銀及びカドミウム以外の他の金属との合金の１つを備える。

本発明の別の目的は、上記のクロマトグラフィー方法を適用するための充填物を製造する別の方法に関し、
−中空繊維のコンパクトな束を準備するステップと、
−前記内腔を解放するとともに前記中空繊維を開口するように、有機ゲル、又は、重合されることを意図した前記有機ゲルの前駆体を前記中空繊維の多孔質の壁内に含むステップと、
−前記中空繊維間に前記有機ゲル又は前記有機液体との拡散しやすい接続を作るステップと
を備える。

本発明の別の目的は、上記のクロマトグラフィー方法を適用するための充填物を製造する別の方法に関し、前記毛細導管を画定する構造体内で前記有機ゲルの成形を達成する。

本発明の別の目的は、クロマトグラフィー用の充填物に関し、
−移動相が前記充填物内に流入するように意図された、いわゆる上流面と、前記移動相が前記充填物から流出するように意図された、いわゆる下流面との間で前記充填物を横切る複数の毛細導管と、
−前記毛細導管間を延びる分子拡散を透過する連続媒体であって、多孔質の有機ゲル又は有機液体を含み、接続された細孔の少なくとも一族を含む連続媒体と
を備える。

有利には、充填物の前記毛細導管の直径は５００μｍ以下であり、好ましくは１５０μｍ以下であり、さらにより好ましくは８０μｍ以下である。

連続媒体が有機ゲルで形成されるとき、
前記有機ゲルは、
（ａ）スチレン及びジビニルベンゼンのコポリマー
（ｂ）ポリメチルメタクリレート
（ｃ）ヒドロキシエチルメタクリレート及びジビニルベンゼンのコポリマー
の中から選択してもよい。

代替的に、有機ゲルはポリホロシドであってもよい。

連続媒体が、接続された細孔網内を延びる有機液体で形成されるとき、
前記有機液体は、
（ａ）脂肪族炭化水素又は芳香族炭化水素
（ｂ）脂肪族アルコール又は芳香族アルコール
（ｃ）脂肪族ケトン又は芳香族ケトン
（ｄ）脂肪族アミン又は芳香族アミン
（ｄ）ハロゲン化有機化合物
の中から選択される。

ある実施形態によれば、充填物は、毛細導管を通って延びる分子拡散を透過する有機ゲルのモノリスを備える。

別の実施形態によれば、充填物は、細孔の連続網を有する化学的に不活性な多孔質材料のモノリスを備え、前記細孔は、前記有機ゲル又は分子拡散を透過する前記有機液体で充填されている。

別の実施形態によれば、充填物は、接続された細孔網を含む化学的に不活性な多孔質材料のモノリスを備え、前記細孔の表面は、選択的な厚さを超える分子拡散を透過する有機ゲルで覆われて、前記接続された細孔網内に前記移動相の拡散用の自由空間を残し、前記有機ゲルは、前記毛細導管間に細孔の連続網を形成する。

別の実施形態によれば、充填物は多孔質の繊維の積み重ねを備え、各繊維は、前記充填物の毛細導管を形成する内腔と、細孔の連続網を備える壁とを備え、前記繊維は、有機ゲル、又は、分子拡散を透過する有機液体によって連続して作られる。

次いで、各繊維の壁は、分子拡散を透過する前記有機ゲルで形成してもよい。

代替的に、各繊維の壁の細孔は、有機ゲル、又は、分子拡散を透過する有機液体で充填される。

本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して、以下の詳細な記載から明らかになるであろう。

本発明のある実施形態に係るモノリシックな充填物の長手方向軸に平行な平面内の前記充填物のブロック図の断面図である。 前記充填物の長手方向軸に垂直な平面内の前記充填物のブロック図の断面図である。 寸法に関して安定な多孔質の骨格を備える多重毛細充填物のブロック図の断面図であり、その細孔は、分子拡散を透過する有機ゲルで覆われている。 本発明のある実施形態に係る中空繊維の積み重ねで形成された充填物の長手方向軸に垂直な平面内の前記充填物のブロック図の断面図である。 成形された有機ゲルの平面図である。 成形された有機ゲルの断面図である。 毛細導管が（ａ）非多孔質及び（ｂ）多孔質である多重毛細充填物の効率を示す図である。 隣り合う導管間の拡散流を示す図である。 導管内部の拡散流を示す図である。 クロマトグラフィー方法の代替的な実施形態を明示する図である。 クロマトグラフィー方法の代替的な実施形態を明示する図である。 オルトシリケートの及びシランの共縮合の生産物をそのバルク内に含む有機金属材料からなる有機ゲルで形成された充填物を図解する図である。 粒子又は細孔内に分散されたナノ粒子を備える有機物の塊又は鉱物の多孔質の塊で形成された、本発明に係る充填物を図解する図である。 多孔質の壁によって多重毛細充填物上で２つの化学種を分離するコンピューターシミュレーションを模式的に図解する図であって、壁の連通する細孔の直径は、これらの化学種の分子直径の２倍よりも大きい。 図１４のシミュレーションで使用された充填物の寸法に関する特徴と同一の特徴を有する充填物上で同じ化学種を分離するコンピューターシミュレーションを模式的に図解する図であるが、連通する細孔の直径は、これらの化学種の１つの分子直径の２倍よりも小さい。 本発明のある実施形態に係るクロマトグラフィー用の充填物の代替の主軸に平行な方向に沿った断面を図解する図であって、多孔質のモノリシックな塊内に導管が含まれている。 クロマトグラフィーのカラムの構造を示す図である。 クロマトグラフィーのカラムの構造を示す図である。 クロマトグラフィーのカラムの構造を示す図である。 クロマトグラフィーのカラムの構造を示す図である。 クロマトグラフィーのカラムの構造を示す図である。 クロマトグラフィーのカラムの構造を示す図である。 クロマトグラフィーのカラムの構造を示す図である。 クロマトグラフィーのカラムの構造を示す図である。 モノリスの導管の前駆体糸条の束を組み立てる方法を図解する図である。 モノリスの導管の前駆体糸条の束を組み立てる方法を図解する図である。 部分９０内で糸条の束の組み立てを模式的に図解する図である。 穴をあけられたシートを図解する図であって、その穴は、３つの異なる直径を有してシート内に分布している。 溶出された分子が、隣り合う導管間の拡散の可能性を与える細孔の直径の２倍未満の分子直径である場合のカラムのクロマトグラフィーの応答（点線の曲線）と、細孔の直径の２倍を超えるその分子直径の場合にこれを可能にしない、同じカラムのクロマトグラフィーの応答（実線の曲線）とを図解する図であり、異なる直径を有する３つの導管を含むカラムは、重ねられた層に配置されている。 溶出された分子が、隣り合う導管間を拡散させる細孔の直径の２倍未満の分子直径である場合のカラムのクロマトグラフィーの応答（点線の曲線）と、細孔の直径の２倍を超えるその分子直径の場合にこれを可能にしない、同じカラムのクロマトグラフィーの応答（実線の曲線）とを図解する図であり、カラムは、標準偏差が導管の平均直径の５％に対応するガウスの法則に従って直径がランダムに分布する導管を含んでいる。 本発明に係る装置によって得られたクロマトグラムを図解する図である。 本発明に係る装置によって得られたクロマトグラムを図解する図である。 本発明に係る装置によって得られたクロマトグラムを図解する図である。 本発明に係る装置によって得られたクロマトグラムを図解する図である。

クロマトグラフィー方法は、以下に異なる実施形態が記載される充填物として現れる固定相と、分離される種を含む移動相とを使用する。

クロマトグラフィーは、
・溶出相の流れによってこれらの種を動的に運び去る
・固定相によるこれらの種の保持
という相反する作用の下で化学物質の混合物の分離を行うことを特徴とする特定の分子分離方法である。

好ましくは、この方法は、分離した種が固定相から完全に溶出するまで続けられる。

クロマトグラフィー法の２つの一般的なカテゴリーは、溶出クロマトグラフィー及びアフィニティークロマトグラフィーに区別される。

図１０は、溶出クロマトグラフィー方法を記載する。この方法によれば、任意に可変の組成及び時間を伴う移動相２８の連続的な流れが、固定相２２で満たされたクロマトグラフィーカラム２１を横切る。分離すべき装填容積２３が供給流に注入される。固定相による化学種の可逆的保持及び移動相による溶出又は持ち去りの拮抗的効果の下で、種は、カラム２１に沿って異なる速度で移動し、バンドまたは溶出ピーク２４、２５、２６等に分離する。

分離された種は、溶出溶媒中のカラムから出る際に各バンドを収集するように、カラムからの流出流を分画することによって単離される。

連続的な環状装置の場合において不連続または角度のある方法の場合には、この分別は時間ベースであってもよい。それは、シミュレートされた移動床を有する装置のための頭部分画及び尾部分画の分離から構成してもよい。

クロマトグラムは、時間に対するカラム出口における種２４、２５、２６の濃度ピークを表す。

図１１は、生体分子を分離するアフィニティークロマトグラフィー方法を記載する。分離すべき生体分子２７を含む連続溶媒３０の流れは、分離すべき生体分子に対して強い親和性を有する固定相２２で満たされたクロマトグラフィーカラム２１に供給する。この強い親和性の効果の下で、分子は、固定相が飽和するまで連続して固定相上に結合する。この結合は、この第１相の条件下では準不可逆的である。２７の濃度の進行面３１はこの場合、出口に向かって進む線分である。カラムの出口における溶媒中で２７の濃度が有意になると、カラムは飽和する。

第２相の間に、固定相２２に対する生体分子２７の親和性を減少させるか又は除去するように、及び、溶出溶媒２９中の生体分子を安定させるために、溶出溶媒２９の特性（ｐＨ、イオン力等）又は性質を変化させる。生体分子２７は、溶媒２９中に存在している量が枯渇するまでカラム２１を離れて溶出される。次いで、カラム２１が再生され、新しいサイクルの準備が整う。

クロマトグラフは、取り付け及びその後の溶出相の間、時間に対するカラムの出口における種２７の濃度プロファイルを表す。

有利には、本発明は、溶出クロマトグラフィー方法に頼っている。

溶離クロマトグラフィーは、例えばカラム上の不連続クロマトグラフィー、半径方向又は軸方向の連続環状クロマトグラフィー、シミュレートされた移動床のような任意の公知の技術を用いて行うことができる。

有利には、適用されるクロマトグラフィー方法は、アフィニティークロマトグラフィー方法であってもよい。

有利には、クロマトグラフィー分離又はクロマトグラフィー方法は、少なくとも３００の理論段、好ましくは少なくとも１０００の理論段を含む点で好都合に特徴付けられるであろう。

これは、膜による分離、触媒プロセス、及び、特に吸着又はイオン交換による分離とは異なる。

ＮＥＴＭａｘ＝１．６*Ｌ／（Ｄｈ＋ｅ*Ｐ）
という式によって保持されていない化合物のための方法の最適なＮＥＴ理論段数を計算することが有利に可能である。

ここで、Ｌはカラムの長さであり、Ｄｈは毛細管路の平均水力直径（算術平均）であり、ｅは壁の平均厚みであり、Ｐは壁の空隙率である。

クロマトグラフィーは、液相、気相、及び超臨界相に適用する。

本発明は、最も有利な充填物の形態及び構造を選択することによって、クロマトグラフィープロセスの効率及び迅速性を最適化する可能性を与える。

本発明は、分離される種を含む移動相が充填物を通るように循環される、クロマトグラフィー方法に関し、
前記充填物は、
−前記充填物内において、前記移動相が前記充填物内に浸透する、いわゆる上流面と、前記移動相が前記充填物から出る、いわゆる下流面との間を延びる複数の毛細導管と、
−前記毛細導管間を延びる分子拡散を透過する連続かつ接続された媒体であって、多孔質の有機ゲル又は有機液体を含み、前記毛細導管間の接続性を確実にする一族の細孔を含む媒体と
を備える。

したがって、本方法は、移動相と、ゲル又は有機液体自体又は有機ゲルの多孔性に含まれる第三者の固体本体から構成され得る固定相との間の物質交換を備える。

「分子拡散を透過する」とは、充填物の毛細導管が、一方では少なくとも１つの多孔質の有機ゲル及び/又は有機液体を含み、他方では任意に移動相を含む連続かつ接続された相を介して接続されることを意味し、前記毛細導管間の接続性を確実にする一族の細孔を含む。

有利には、連続媒体の細孔のサイズは、分離すべき少なくとも１つの種の分子直径の２倍よりも大きい。有利には、分離すべきいくつかの種が存在する場合、細孔のサイズは、連続して溶出される少なくとも２つの種の分子直径の２倍より大きく、またはさらに分離すべき全ての種の分子直径の２倍よりも大きい。

この特徴は、最適な効率条件下で充填物を使用する可能性を与える。これは図１４及び１５によって図解されている。

図１４は、連通する細孔の直径がこれらの種の各々の分子直径の２倍よりも大きい多孔質の壁を有する多重毛細填物中の２つの化学種の分離のコンピューターシミュレーションを模式的に図解する。充填物の毛細導管は、それらの直径に統計的なばらつきを有する。これらの直径は、標準偏差が平均直径の５％に等しいガウス曲線上に分布している。

これらの種は、例えば、塩化ナトリウム４０のような無機塩及び水に溶解されたペプチド４１である。

２つの溶出ピークの良好な分離が確認され、両方の種を分離する可能性を与える。

図１５は、同一の寸法特性を有するが、接続された細孔の直径が種４０の分子直径の２倍より大きく種４１の分子直径の２倍未満である充填物上の同じ化学種の分離のコンピューターシミュレーションを模式的に図解する。

両方のピークが重なり、もはや両方の種の効率的かつ完全な分離を可能にしないことが確認される。この効果は、ゲルの多孔質の性質が種４０の場合の分子拡散による毛細導管間の濃度の平衡を可能にし、種４１の場合にこれをもはや可能としないという事実による。結果として、種４１は、隣り合う毛細導管間の分子拡散によってもはや補償されない毛細導管の直径の不規則な性質に起因して、さらなる有意な広がりに左右される。

したがって、連続するピークを有する２つの種（またはそれ以上）の存在下で分離の性能を最適化するために、連結された細孔のサイズが前記種のそれぞれの分子直径の２倍よりも大きいことが保証されるであろう。

分子拡散は従来、濃度の差及びフィックの法則による拡散係数に関連する。

有利には、連続媒体の細孔のサイズは、分離すべき種の分子直径の１０倍より大きい。

有利には、連続媒体の細孔のサイズは、分離される種の分子直径の２倍より大きく、１０００倍よりも小さい。

有利には、連続媒体の細孔のサイズは、分離すべき種の分子直径の２倍より大きく、３０よりも小さい。

有利には、移動相は、毛細導管間の移動相の単相連続体を達成するように、接続された細孔の第１集団の全体に浸透する。

有利には、毛細導管間の移動相の分子拡散は、前記移動相連続体内で行われる。

これにより、分子拡散の重要性が毛細導管間で増加する。

有利には、毛細導管を接続する連続相及び接続相は凝縮相である。

有利なことに、壁の間に延びる連続的かつ接続された多孔質の媒体は、材料の中断を有さない。

材料の多孔性は、以下の３つの方法で、クロマトグラフィーで有利に定義することができる。
１．有機ゲルの多孔性は、有機溶媒、無機溶媒、又は水性溶媒中の架橋されたゲルの膨潤に由来してもよく、膨潤は、その容積の２％超、好ましくはその容積の１０％超を表すことが有利である。
２．有機ゲルの多孔性は、非溶媒和状態のゲルの多孔性に起因してもよい。
３．有機ゲルの多孔性は、高分子ゲルが薄層としてその上に堆積される支持体の多孔性に由来してもよい。

分子透過性のこの定義内では、有利には、クロマトグラフィー方法の条件下で、及び、分離すべき種のために、
・一方では、隣り合う毛細導管の壁の間で分離すべき種の濃度の所与の差の影響下における、前記毛細導管間の平均モル拡散流量Ｐｈｉｐ
・他方では、導管と、毛細導管を通って運ばれる流体及び前記毛細導管の壁間で分離される種の同じ濃度差の影響下で充填物を構成する固定相との間の平均モル拡散流量Ｐｈｉｃ
が互いに近いことを意味する。

平均流量とは、流量が充填物全体で測定されたこの流量の平均値であることを意味する。

慣習として、導管と充填物を形成する固定相との間のモル拡散流量Ｐｈｉｃは、壁Ｃｓに一様な濃度を課すことと、導管を流通する流体の平均濃度Ｃｅに向かって交換を計算することとによって測定されると考えられる。これは、層流で流体を流す円形断面の管の場合、３．６６に等しいシャーウッド数で表される。互いに近いとは、特に、それらの壁間の隣り合う毛細導管間で分離すべき化学種の物質移動のモル流量が、毛細導管とそれらの固定相との間の物質移動に関連するモル流量の少なくとも０．０１倍、有利には少なくとも０．１倍、さらにより有利には少なくとも０．５倍であることを意味する。

本明細書において、分子直径は、関連物質の分子量に依存して２つの方法で計算される。

気相を有し、臨界座標にアクセス可能な物質については、共容積、ファンデルワールス式の項ｂを４で割ったもの及びアボガドロ数で割ったものが使用され、等価な容積を有する球の直径が計算される。実際、共体積ｂは分子容積の４倍に等しいことが知られている。共体積は、関連する本体の臨界座標から容易にアクセス可能である。

巨大分子、生物学的分子（タンパク質等）及び臨界座標がアクセスできない分子については、動的光拡散によって測定された水力直径が使用される。

移動相は、本方法の適用条件下で、ガス、液体状態又は超臨界状態である。

好ましくは、移動相は、この方法の適用条件下で、液体状態又は超臨界状態である。

より好ましい方法では、移動相は、この方法の適用条件の下で、液体状態である。

実際、充填物の効率は、充填物を横切る移動相の密度及び拡散率に比例して増加する。充填物の効率を高めるために、充填物を横切る移動相の密度は、前記移動相の臨界点の近傍又は液体状態で操作することによって増加する。

さらに、充填物は、充填物を取り扱わせるのに十分な固さ、堅さ及び機械的強度を有する。

充填物は有利には、１メートル当たり１〜数バールの圧力降下を有する工業規模で適用してもよい。

本発明に適用される充填物は、移動相の循環方向に延びる複数の平行な毛細導管を備える多孔質の充填物であり、この方向は充填物の長手方向と考えられる。そのような充填物を「多重毛細」と言う。

これらの毛細導管は、それらを取り囲み、それらが含まれ、移動相が対流的に流れる充填物材料とは異なる一組の異方性マクロ孔として見ることができる。

有利には、毛細導管は直線状であり、モノリスを始めから終わりまで横切り、その上流面及び下流面内で開口する。

そのような充填物では、毛細導管を取り囲む材料が多孔質であるのに対して、毛細管導管は任意の固体材料が存在しないことが有利である。特に、毛細導管の少なくとも壁は、細孔の連続網を有し、前記細孔は毛細導管上で開口する。

毛細導管は、毛細導管が屈曲又は角度を有することを排除しない場合であっても、有利には直線状である。

毛管導管は、互いに対して及びそれらの長さにわたって均一な断面を有する。

毛細導管の断面変動は、相対標準偏差によって都合よく定義される。この相対標準偏差は、毛細導管の平均直径に対する毛細導管の直径の標準偏差の比をパーセントで表したものである。有利には、毛細導管は、充填物の毛細導管のサンプル上の直径の標準偏差が平均直径の３０％を超えないように、好ましくは平均直径の１０％を超えないように、さらにより好ましくは２．０％を超えないように、１つの毛細導管から他の毛細導管まで実質的に一定の平均直径を有する。本明細書では、変数Ｘの一組の値の平均は、その算術平均Ｅ［Ｘ］を意味する。標準偏差は、（Ｘ−Ｅ［Ｘ］）^２の算術平均の平方根として定義される。分布によって、本明細書では、変数Ｘの一組の値を意味する。

有利には、直径は、同じ毛細導管の長さにわたって５０％を超えて変動しない。

有利には、直径は、好ましくは同じ毛細導管の長さにわたって２０％を超えて変動しない。さらにより有利には、直径は、同じ毛細導管の長さにわたって１０％を超えて変動しない。さらに好ましくは、直径は、同じ毛細導管の長さにわたって２％を超えて変動しない。

有利には、毛細導管は充填物を始めから終わりまで横切り、それによってクロマトグラフィー分離方法の間に、充填物内の圧力降下を最小にする可能性を与える。

有利には、毛細管導管の容積は、充填物の全容積の５％超、好ましくは前記全容積の３０％超、さらにより好ましくは充填物の全容積の５０％超を表す。本明細書において、「充填物の全容積」とは、細孔及び毛細導管を含む、充填物によって占められた容積を意味し、したがって、前記全容積は、前記充填物の外寸法から計算してもよい。毛細導管の容積は、毛細導管の数×毛細導管の平均断面積×毛細導管の平均長さのように測定される。

有利には、充填物内の有機ゲルによって占められる容積は、毛細導管を除く充填物の容積の２％より大きく、好ましくは前記容積の１０％より大きく、さらにより好ましくは前記容積の４０％より大きい。「毛細導管を除く充填物の容積」とは、充填物の全容積と毛管導管の容積との差を意味する。

毛細導管は、例えば、円形、正方形、長方形、六角形、星形、スロット形状等の任意の適切な形状の断面を有することができる。毛細導管が非円形の断面を有するとき、前記毛細導管の「直径」は水力直径を意味する。

有利には、毛細導管は５００μｍ以下の水力直径を有する。ある実施形態によれば、毛細導管の水力直径は１５０μｍ以下、または５０μｍ以下でさえある。水力直径は通常、毛細導管の断面の４倍（ｍ^２）を、移動相によって膨潤された前記毛細導管の周囲（ｍ）で割ったものとして計算される。

液相クロマトグラフィー方法の場合、毛細導管は、好ましくは５００μｍ未満、非常に好ましくは３０μｍ未満、さらに好ましくは１５μｍ未満の直径を有する。

超臨界相におけるクロマトグラフィー方法では、毛細導管は、好ましくは８０μｍ未満、好ましくは３０μｍ未満、さらに好ましくは５μｍ未満の直径を有する。

ガスクロマトグラフィー方法の場合、毛細導管は、好ましくは５００μｍ未満、好ましくは２５０μｍ未満、さらにより好ましくは５０μｍ未満の直径を有する。

実際に、液相クロマトグラフィーは、重力に曝される装置において簡単な方法で実施され、充填物上の流体カラムの重量がその流れを引き起こす。

毛細管の直径の上限は、充填物の効率を最適にさせる速度での流体の流れが、床の高さを超える関連する流体カラムの重量に等しい圧力降下を引き起こす場合に得られる。

最適効率における多重毛細導管に関して、以下が知られている。

ポアズイユの法則を以下のように書き換える。

流体高さＬＧによって生じる圧力を以下のように書き換える。

この結果は以下である。

Ｖ_Ｒは一般に、２と５との間である。

簡略化して、５０μｍの値は、多重毛細クロマトグラフィーの利点から有益に利益を得る可能性を与える毛細導管の直径の上側遮断閾値と仮定してもよい。同じ単純化された方法で、８０μｍの値は、固定相の厚さを考慮して、毛細導管の内径の上側遮断閾値と仮定してもよい。

これらの式において、Ｖ_ｃは導管内の移動相の速度であり、ｄ_ｃは導管の平均内径であり、Ｄ_０は移動相で分離される種の拡散率であり、μは移動相の粘度であり、ρは移動相の密度であり、ＬＧはカラムの長さであり、ｇは重力加速度であり、ΔＰは導管内の流体の圧力降下であり、ｄ_ｍａｘはクロマトグラフ分離のための最大許容平均内径である。これらの量はすべてＳＩ単位系で表される。

有利には、毛細導管は単一のモードにわたって、すなわち単一の平均直径の周りに分布している。

しかしながら、本発明の範囲を逸脱することなく、毛細導管の直径は、いくつかのモードにわたって、特に２つのモードにわたって分布されてもよい。いくつかの集団の平均及び分散に関する公知の法則を適用して、平均及び相対標準偏差に関する以前の数値制約を観察してもよい。

さらに、毛細導管は、規則的な正方形又は三角形の軸方向のメッシュに沿って規則的に位置してもよい。これは、毛細導管の軸が、実質的に一定の辺を有する密接に積み重ねられた正方形の頂点に位置するか、又は、実質的に一定の辺を有する密接に積み重ねられた正三角形の頂点に位置することを意味する。

最後に、充填物の一部にわたって測定された２つの隣り合う毛細導管を分離する壁の厚さの相対標準偏差は、好ましくは３０％未満、さらにより好ましくは１０％未満、さらにより好ましくは２．０％未満である。この場合、相対標準偏差は、壁の厚さの標準偏差とその平均との比を％で表したものであることを特徴とする。

有利には、充填物は、０．１から１２００ｍ^２／ｇの比表面積を有してもよい。

有利には、充填物がその多孔質の表面上に吸着により固定相として作用する多孔質のモノリシックな有機ゲルを備える場合、この表面は、好ましくは６０ｍ^２／ｇより大きく、さらにより好ましくは８０から６００ｍ^２／ｇである。この表面は、粗表面であってもよく、又は、化学表面処理によって改質された表面であってもよい。

有利には、充填物が、下にある構造によって支持されるとともにその容積内に分離されるべき分子の浸透によってそのバルク内で作用する有機ゲルを備える場合、有機相の支持構造は、好ましくは６０ｍ^２／ｇ未満、好ましくは２０ｍ^２／ｇ未満、さらにより好ましくは２ｍ^２／ｇ未満の比表面積を有する。

有利には、充填物の毛細導管の壁の平均細孔サイズは、必要性及び使用されるクロマトグラフィーのタイプに応じて数オングストロームから数百ナノメートルの間である。

充填物の壁の多孔質の容積は有利には、０ｃｍ^３／ｇ（例えば、充填物の壁が液体の固定相で充填されるような場合）と数ｃｍ^３／ｇ（例えば、本モノリシックなＰＳ−ＤＶＢタイプのポリマー固定相の場合）との間である。

上述したように、本発明は、分子拡散を透過するゲル又は有機液体を含む充填物を用いる。

このゲル又は有機液体は、充填物の構成材料であってもよく、若しくは、例えば、異なる性質の多孔質材料の多孔性の含浸、又は、前記材料の細孔を覆うように多孔質の材料上に堆積されたコーティング層として、充填物の一部のみを形成してもよい。

ある実施形態によれば、充填物は、前記有機ゲルで形成されたモノリスである。この充填物では、有機ゲルは、毛細導管間に延びるとともに毛細導管上に開口する細孔の連続網を画定する連続的な骨格を形成する。

別の実施形態によれば、充填物は、有機ゲル以外の材料で形成された多孔質の骨格を備えるとともに細孔がゲル又は有機液体で満たされたモノリスである。したがって、ゲル又は有機液体は、毛細導管間に延びる分子拡散を透過する連続媒体を形成する。

代替案によれば、充填物は、有機ゲル以外の材料で形成されるとともに細孔の表面が有機ゲル膜で覆われている多孔質の骨格を備えるモノリスであり、材料の細孔が、いかなる有機ゲルもなく、移動相の拡散のために自由である残留容積を含むようになっている。

別の実施形態によれば、充填物は、多孔質及び中空繊維の積み重ねを備える。各繊維は、毛細導管を形成する内腔と、細孔の連続網を備える壁とを備える。

有利には、これらの繊維は、充填物の全容積の６０％よりも多く、好ましくは充填物の全容積の８０％より多くを占めるように、コンパクトな方法で積み重ねられる。

ある実施形態によれば、各繊維は有機ゲルからなる。

代替的には、各繊維は、有機ゲルで覆われているか又は含浸されている。

好ましくは、前記繊維は、分子拡散を透過するゲル又は有機液体によって連続的に作られる。

毛細導管を有さない有機ゲルの多孔質の塊からなる充填物と比較して、有機ゲルの多重毛細充填物は、同等の効率で明らかに小さい（１０〜３０倍程度）圧力降下を有する。

従って、充填物中の毛細導管の形成は、圧力降下の減少によって有機ゲル中の充填物の比較的低い機械的強度を補償する可能性を与え、したがって、クロマトグラフィー方法の間に充填物に加わる適度な機械的応力を得る。

充填物の良好な機械的凝集を確実にするために、毛管導管は有利には、毛細導管間の連続固体媒体によって機械的に固定され、分子拡散を透過するゲル又は有機液体を含む。この連続媒体は、隣り合う毛細導管間で分子拡散を自由に行わせる毛細導管間のリンクを生成する。

これについては後述するように、毛細導管間に拡散交換を適用することは、クロマトグラフ分離方法に利用可能な理論段数を増やす可能性を与え、したがって、そのような方法の効率を高める。

毛細導管間の拡散交換の適用は、個々の毛細導管間の挙動の差を平準化する可能性を与える。したがって、利用可能な理論段に関して測定された効率の増加を得るために、これらの交換の強度を増加させる必要がある。

この効率の増加は、所与の混合物に対する充填物のより顕著な分解能によって表される。非常に近い性質を有する種の混合物は、より容易に分離することができ、これらの種はより高い純度で分離される。

有機ゲルが乾燥状態と膨潤状態との間でいくらかの膨潤を受けるようになるまで、毛細導管の直径の変動を避けるために、前記有機ゲルよりも寸法的に安定した構造によって有機ゲルを補強することが有利である。

「寸法的に安定した構造」とは、充填物の使用条件下で機械的変形がほとんど又は全くない構造を意味する。特に、この構造は、液相又は超臨界相におけるクロマトグラフィー方法の特徴的な溶出溶媒の存在下で顕著な膨潤効果を有さず、前記膨潤は有利には、充填物の全容積の１０％未満、好ましくは前記全容積の２％未満が残る。

本発明の適用に適合する充填物を得るために使用され得る寸法的に安定した構造は、ゲル又は有機液体のリザーバとして使用されることを意図された、できるだけ多孔質の容積を備える。前記多孔質の容積は好ましくは、毛細導管を除く充填物の容積の２０％より大きく、有利にはこの容積の４０％より大きく、さらにより有利にはこの容積の６０％よりも大きい。

有利には、そのような寸法的に安定した構造は、有機ゲル中で起こるクロマトグラフィー方法を妨害しないために、化学的に不活性な表面及び低い比表面積を有する。有利には、この比表面積は２０ｍ^２／ｇ未満、好ましくは２ｍ^２／ｇ未満、さらにより好ましくは０．２ｍ^２／ｇ未満である。

ある実施形態によれば、寸法的に安定した構造は、無機又は有機材料の織布又は不織布である。有利には、この布は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、金属繊維又はそれらの混合物の１つのような１つ又はいくつかの構造繊維である。前記構造を形成するために、織る技術が有利には使用され、毛細導管の（すなわち、毛細導管の直径に等しい外径を有し、毛細導管を形成するためにその後破壊されることを意図した）前駆体繊維は緯糸として織られるとともに構造繊維は経糸として配置されるか、またはその逆である。布は、例えばロール状又は積み重ねられた形状である。布は、有機ゲル又は別の材料の多孔質マトリックスの前駆体液体で含浸される。前駆体液体を重合し、多孔質マトリックスを結合して、アセンブリに最適な機械的強度を与える。構造繊維は、材料の膨潤に関連する応力の支持を保証し、その耐久性及び動作中の寸法安定性を改善する。

代替的に、寸法的に安定した構造は、無機又は有機材料中の繊維の束である。

別の実施形態によれば、寸法的に安定した構造は、繊維、マイクロ繊維、切断又は粉砕されたナノ繊維、沈殿シリカ、珪藻土等のような補強荷重である。切断された、刻まれた又は粉砕された繊維の中から、ポリオレフィン、ガラス、シリカ、アラミド、金属の繊維が注目される。

ある実施形態によれば、寸法的に安定した構造は、充填物の堅い骨格を形成する。この寸法的に安定した構造は、セラミック、金属又はポリマーのモノリスのようなモノリシックで多孔質な多重毛細構造であってもよい。可能なセラミックの中から、特に、限定はしないが、酸化チタン、酸化ジルコニウム、アルミナ、アルミノケイ酸塩、コージェライト、ムライト、シリカ、ガラス、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、チタンのような金属ケイ酸塩、ジルコニウムシリケート等、又はこれらの金属のアルミノシリケートが挙げられる。これらのモノリスは、公知の方法、例えば押し出し及び焼結によって得ることができる。しかし、押し出しによるこれらの方法は、直径が０．８〜１．２ｍｍ未満の導管を製造するにはあまり適していないため、拡散現象に対してはそれほど効率的ではなく、特に生産性があまり高くない。

有利には、前記モノリスは、パルマンティエの国際公開第２０１１／１１４０１７号及び国際公開第２０１３／０６４７５４号に記載された方法のいずれかによって得られる。

このようなモノリスは有利には、ゲル又は有機液体のリザーバとして使用するために、できる限り多孔質の容積を備え、好ましくは、毛細導管を除く充填物の容積の２０％より多く、有利にはこの容積の４０％より多く、さらにより有利にはこの容積の６０％より多い。

本発明を製造するための多重毛細モノリスは、有機又は無機ポリマー網に有利に基づく。

本発明を製造するための多重毛細モノリスは有利には、高度に架橋されたポリマー網又は多孔質シリカ又はアルミナ網又はそれらの組み合わせの１つに基づく。これらの網は、気孔率の高い非多重毛細マクロポーラスモノリスである、クロマトグラフィー用のモノリシックな充填物と現在呼ばれる充填物と同じ方法で製造することができる。

シリカとアルミナとの組み合わせとは、シリカとアルミナとを主に混合形態で、又は混合物として、又は同時に組み合わせた形態で、及び混合物として含有する任意の配合物を意味する。特に、多重毛細モノリスは、バイモーダルシリカから構成してもよい。このバイモーダルシリカは、三次元のメソポーラス多孔質骨格からなり、相互に連結されたマクロ細孔の容積が含まれている。この場合、有機ゲルは任意に、メソ細孔の容積中に閉塞される。

「メソ細孔」とは、直径が２０〜５０ナノメートルの細孔を意味し、「マクロ細孔」とは、直径が５０ナノメートルを超える細孔を意味し、「マイクロ細孔」とは、直径が２ナノメートル未満の細孔を意味する。

本明細書で言及した細孔のサイズは、試験された材料の性質に応じて２つの異なる技術に従って測定される。これが無機材料、特にシリカである場合、採用される技術は、マクロ及びメソ多孔性のための水銀による多孔度測定法、及び、ミクロ多孔性のための窒素吸着である。これらがポリマー材料、又は、有機ゲルで覆われた無機マトリクスをベースとする場合、水銀による多孔度測定法は、メソ多孔性及びミクロ多孔性のための窒素吸着によるマクロ多孔性及び多孔度測定法に使用される。

ある実施形態によれば、有機ゲルはメソ細孔の骨格を覆う。マクロ細孔の容積は、モノリスのバルク中の移動相に含まれる種の自由な拡散を確実にするように、有利に開いて相互連結されたままである。

有利には、メソ細孔及びマクロ細孔の容積が増加する。

アルカリ性のｐＨで安定化させるように、表面に酸化ジルコニウムを沈殿又は吸着させることによりシリカ中の支持モノリスを安定化させることも可能である。

有利には、有機ゲル又は有機液体の支持体として、メソ細孔の容積が全多孔質容積の１０％から４０％の間であるバイモーダルシリカが使用される。

有利には、有機ゲル又は有機液体の支持体として、マクロ細孔の容積が全多孔質容積の６０％から９０％の間であるバイモーダルシリカが使用される。

有機ゲルが多孔質構造に含まれる場合、有機ゲルは、低分子量の、有利には１０００ｇ／ｍｏｌ未満、さらにより有利には５００ｇ／ｍｏｌ未満、さらにより好ましくは１５０ｇ／ｍｏｌ未満の分子から構成されてもよい。これらの低分子量物質は、この特定の場合、有機液体であってもよい。

液相クロマトグラフィーの場合、本発明を適用するための有機ゲルとして使用できる有機液体は、特に、アルデヒド、ケトン（メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノン、ジメチルシクロヘキサノン）、エステル（シクロヘキシルアセテート、酢酸フルフリル、酢酸アミル）、脂肪族及び芳香族炭化水素（ヘキサン、ドデカン、及び、ベンゼン、トルエン）のエーテル（２−クロロ−２−メトキシジメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル）、アルコール（イソブタノール、ペンタノール、オクタノール、ドデカノール、メチルシクロヘキサノール、２−エチルヘキサノール）、カルボン酸（オクタン酸、ナフテン酸）である。リン酸トリブチル、リン酸トリオクチル、トリオクチルホスフィンオキシド、ホスホン酸のエステル、フタル酸ジメチル、シュウ酸ジエチル、アリールスルホン酸、ヒドロキシオキシム、オキシム誘導体、β-ジケトン、アルキルアリールスルホンアミド、第一級、第二級、第三級、第四級アミン等のような、他の有機液体を使用してもよい。

有機ゲルと比較した有機液体の利点は非常に均質な熟成であり、これは、有機液体が熟成にさらされるときでさえ、充填物内で均一なクロマトグラフィー方法を維持する可能性を与える。そのような熟成は特に、汚染粒子の存在に起因する。有機ゲルとは異なり、有機液体は、液体中で規則的な分布を得るように、そのような粒子をそのバルク中に拡散させる。

本方法を生体分子、例えばタンパク質を分離するために使用する場合、有機液体は、逆ミセルと呼ばれる界面活性剤により極性の低い相で安定化された水溶液のナノメートルのミセルを含むことが好ましい。これらの逆ミセルは、反対の電荷のタンパク質を可溶化する可能性を与えることができるｐＨに応じてある静電荷を与えられる。クロマトグラフィー方法の範囲内で、分離すべき生成物がタンパク質であり、固定化有機相がこのような逆ミセルを含む場合、これらの逆ミセルが特定のタンパク質を可溶化するように、移動相のｐＨが調節される。実質的に同様の（逆ミセルに可溶ではないような）静電荷のタンパク質を分離した後、逆ミセル中の可溶化タンパク質を、移動相のｐＨを変化させることによって溶出してもよい。

ガスクロマトグラフィーの場合、本発明の適用に使用できる有機液体は特に、メチル、ベンジル、トリフルオロプロピル、シアノプロピル基等を含むポリシロキサン、ポリエチレングリコール等である。

有機ゲルは、異なる隣接した毛細導管間の移動相の種の高い拡散率を可能にするために十分に透過性である。したがって、クロマトグラフィー方法の効率は、隣接する毛細導管間の分子拡散によって、直径、壁の厚さ等において僅かに異なる毛細導管の挙動の差を平準化することによって、かなり増加される。

ある実施形態によれば、有機ゲルの塊内又は有機ゲルの周りに、この目的のために接続された細孔の連続網が生成される。これらの接続された細孔は、メソ細孔、メソ細孔及びマクロ細孔、又は、マクロ細孔からなる。

有利には、これらの細孔は、メソ細孔およびマクロ細孔の少なくとも２つの独立網に属する。

好ましくは、有機ゲルを含有する充填物の多孔質容積は、毛細導管の容積を除いて充填物の全容積の２０％より大きく、好ましくは４０％より大きく、さらにより好ましくは６０％よりも大きいことが保証される。

有利には、排他的ではないが、有機ゲルが５０ナノメートルより大きなサイズのマクロ細孔を含むことが保証される。これらのマクロ細孔は、溶媒の分子及び装填物中のそれらのうちのいくつかに、有機ゲル中へ急速に拡散する可能性を与える。

本発明の特に有利な実施形態によれば、充填物の壁は、有機ゲル又は液体及び必要に応じて固定相のない容積分率を含む。この分率は、誘導された機械的応力を解放するとともに毛細導管の直径の完全性及び寸法安定性を確保することによって、溶媒又は溶質と接触する有機ゲルが受ける膨潤現象への予備の容積として使用される可能性を与える。実際、有機ゲルの膨潤現象は、毛細導管の壁の内部容積におけるこの空の容積によって吸収されるとともに巨視的に補償され、移動相の流れに与えられる容積には何の影響も与えない。

有利には、この空の容積分率は固定相にアクセス可能である。

有利には、この空の容積分率は、有機ゲルの容積の５％超、好ましくは有機ゲルの容積の１０％超、さらにより好ましくは有機ゲルの容積に２５％超を表す。この現象は、寸法的に安定した構造を有する有機ゲルの補強と組み合わせて使用される特に有利な方法である。

実際には、寸法的に安定した構造は、膨潤現象に関連する機械的応力を支持するか、又は、使用サイクル中に有機ゲルを引き抜くことによって、充填物、特に毛細導管の直径の幾何学的寸法における一定性を保証する。これにより、これらの引き抜き及び膨潤現象は、有機ゲルの多孔質容積に向かって完全に排除される。溶媒和の差異に関連する有機ゲルの容積の増加又は減少は、その巨視的外被の寸法、特に毛細導管の直径を一定に保つことによって、その多孔質容積の減少又は増加に完全に反映される。

この目的のために、多孔質の支持体上の薄層として有機ゲルを堆積させることが可能である。

この堆積は、溶媒中の有機ゲルの溶液中又は有機ゲルの前駆体の溶液中での寸法的に安定した構造の浸漬のような、当業者に知られている任意の技術で達成され得る。その構造の排水及び溶媒の蒸発は、この構造の内壁又は比表面積の全範囲にわたって、重合され得る又はその場で架橋され得る有機ゲルの又はその前駆体の薄層を残す。

有機ゲルのこの薄層は、有機ゲルの空の多孔質容積を解放する。

有利には、この自由な多孔質容積は連続的であるとともに接続されている、すなわち、その細孔は互いに連通している。移動相にアクセス可能なこの多孔質容積は、隣り合う毛細導管間で溶解した分子を効率的に拡散させる。

ある実施形態によれば、有機ゲルは、バイモーダルシリカ構造又は有機モノリスの骨格上に薄層として堆積される。前記薄層は、マイクロメートル又はマイクロメートル未満の厚さを有する。

前記薄層は、モノリスの骨格を覆うのに十分な量で堆積させることができるが、マクロ細孔の容積を充填するには不十分な量である。特に、前記薄層は、充填物内及び導管間に、接続された連続的な量のマクロ細孔を保持するように堆積される。そのような堆積は、例えば、マクロ細孔及びメソ細孔に揮発性溶媒中の溶解状態の有機ゲルの前駆体を充填することと、その場で有機ゲルを任意に架橋させる前に溶媒を均一に蒸発させることとによって行うことができる。

堆積は、構造のバルク全体で、又は、構造全体の一部のみで起こってもよい。特に、それは、その表面上だけでなく、毛細導管の壁上に堆積された有機ゲルの層で構成されてもよい。

高分子有機ゲルに必要な気孔率を与えるために、後で取り除かれる細孔形成剤の存在下で重合を行ってもよい。この細孔形成剤は、高分子又はシリカ又はアルミナゲルのような、溶解、蒸発又は化学エッチングによって続いて除去される溶媒または物体であってもよい。細孔形成剤が溶媒である場合、重合中に有機ゲルの沈殿を導く。細孔形成剤が高分子である場合、特にポリマー有機ゲルの粒子を一緒に凝集又はコアセルベート化するために使用してもよい。

細孔形成剤は特に、有機溶媒又は水であってもよい。例えば、アルコール、エステル、エーテル、脂肪族及び芳香族炭化水素、ケトン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ブタンジオール、グリセロール等の有機溶媒を使用することが可能である。重い細孔形成剤の中で、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、アントラセン、ビフェニル、パラフィン油、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、ジアルキルフタレート、カンファー及びそのエステル、ドデカノール−１、オクタノール−１、シクロヘキサノール又はそれらの混合物が言及される。

細孔形成剤の量は、モノマーを含む最終混合物の容積の１０〜９０％、好ましくは２０〜６０％で変化させることができる。

細孔形成剤は、細孔サイズに関して最終分布に影響を及ぼす。

ある実施形態によれば、寸法的に安定した構造は、化学結合、特に共有結合を介して高分子有機ゲルに結合される。有利には、これらの共有結合は、その架橋又はその重合の前、後又は間に有機ゲルと反応することができるカップリング剤の寸法的に安定した構造の表面上にグラフトすることによって生成される。前記カップリング剤は、ビニル、スチレン又はアクリルゲルに結合するためのビニル、アクリル又はメタクリル結合を含んでもよい。有利には、このカップリング剤は、アルコール基を含み、より有利には、架橋中にデキストラン又はアガロースのようなポリホロシドとカップリングするためのオース又はホロシド分子を含む。使用することができるカップリング剤の中から、とりわけ、ドデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリ（２−メトキシエトキシ）シラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、ビス（トリメトキシシリルプロピル）アミン、３−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、メタクリル酸３−（トリメトキシシリル）プロピル、メタクリル酸３−（メチルジメトキシシリル）プロピル、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリス（メチルエチルケトキシム）シラン、ビニルオキシミノシラン、メチルトリス（メチルエチルケトキシム）シラン、メチルオキシミノシラン、テトラ（メチルエチルケトオキシム）シラン、トリフルオロプロピルメチルジメトキシシラン、エポキシ結合を含有するシラン等が非限定的な方法で言及される。

前述したように、「分子拡散を透過する」とは、充填物の毛細導管が、一方では少なくとも１つの多孔質有機ゲル及び／又は有機液体を含む連続的かつ接続された相で結合され、他方では任意に、前記毛細導管間の接続性を保証する一族の細孔を含むことを意味する。

有利には、多孔質媒体の細孔のサイズは、分離される種の分子直径の２倍よりも大きい。

有利には、毛細導管に結合する連続的かつ接続された相は凝縮相である。

有利には、壁の間を延びる連続的かつ接続された多孔質媒体は、材料の中断を全く有さない。

材料の多孔性は、以下の３つの方法で、クロマトグラフィーで有利に定義することができる。
１．有機ゲルの多孔性は、有機溶媒、無機溶媒、又は水性溶媒中の架橋されたゲルの膨潤に由来してもよく、膨潤は、その容積の２％超、好ましくはその容積の１０％超を表すことが有利である。
２．有機ゲルの多孔性は、非溶媒和状態のゲルの多孔性に起因してもよい。
３．有機ゲルの多孔性は、高分子ゲルが薄層としてその上に堆積される支持体の多孔性に由来してもよい。

分子透過性のこの定義内では、有利には、クロマトグラフィー方法の条件下で、及び、分離すべき種のために、
・一方では、隣り合う毛細導管の壁の間で分離すべき種の濃度の所与の差の影響下における、前記毛細導管間の平均モル拡散流量Ｐｈｉｐ
・他方では、導管と、毛細導管を通って運ばれる流体及び前記毛細導管の壁間で分離される種の同じ濃度差の影響下で充填物を構成する固定相との間の平均モル拡散流量Ｐｈｉｃ
が互いに近いことを意味する。

慣習として、導管と充填物によって形成された固定相との間のモル拡散流量Ｐｈｉｃは、壁Ｃｓに一様な濃度を課すことと、導管を流通する流体の平均濃度Ｃｅに対して交換を計算することとによって測定されると考えられる。これは、層流で流体を流す円形断面の管の場合、３．６６に等しいシャーウッド数で表される。

互いに近いとは、特に、隣り合う毛細導管の壁間で分離すべき化学種の物質移動のモル流量が、毛細導管とそれらの固定相との間の物質移動に関連するモル流量の少なくとも０．０１倍、有利には少なくとも０．１倍、さらにより有利には少なくとも０．５倍であることを意味する。

平均流量とは、前記流量が導管の平均直径及び充填物の壁の平均厚さについて計算され、前記平均値が算術平均であることを意味する。

これは、隣り合う毛細導管の壁で毛細導管間の物質移動に関連するコンダクタンスの項が、毛細導管とそれらの固定相との間の物質の移動に関連するコンダクタンスの項の少なくとも０．０１倍、有利には少なくとも０．１倍、さらにより有利には少なくとも０．５倍であることを他の項で表すことに相当する。

以下を思い出そう。

ｋは物質移動係数であり、Ｄは導管の直径であり、Ｄｉｆｆは拡散係数である。

導管の壁の単位表面当たりの物質移動モル流量Ｐｈｉは、以下から推測される。

有利には、この値は、分離条件又はクロマトグラフィー方法の条件下で分離される混合物の構成成分について測定される。

実際の壁構造の透過率又は有効拡散率を決定し、隣り合う毛細導管を分離する壁におけるモル拡散流量Ｐｈｉｐと、導管と固定相を含むその壁と導管との間の拡散流量Ｐｈｉｃとを計算するために、我々は、壁及び充填物の形態的、幾何学的及び構成的、物理的及び物理化学的詳細の全てを含むコンピューターシミュレーションに好ましくは頼るであろう。ＣＯＭＳＯＬマルチフィジックスのようなソフトウェアパッケージは、そのような性能を容易に達成する可能性を与える。

そのようなシミュレーションの入力データは主に、
・壁内の移動相で充填された多孔質部分、これらの多孔質部分の曲路率及び平均細孔サイズ及び細孔サイズ分布、並びに、クロマトグラフィー分離の条件下でこれらの相で測定された分離される種の分子拡散率。分子拡散率が実験的に得られない場合、ウィルケ及びチャン法によってそれらを推定することが可能である。
・壁内の有機ゲル又は有機液体固定相で充填された多孔質部分、並びに、クロマトグラフィー分離の条件下の場合、これらのゲル内で測定された分離される種の分子拡散率。
・有機ゲル、有機液体及び移動相で充填された領域及び任意の死角領域、若しくは、移動相、有機液体及び有機ゲル以外の流体又は基質で充填された領域の位置及び寸法のような詳細を含む壁の幾何学、並びに、クロマトグラフィー分離の条件下でこれらのゲル内で測定された分離される種の分子拡散率。
・クロマトグラフィープロセス中に遭遇する濃度範囲内に存在する異なる相の間で分離される種の分配係数。
・充填物に加えられる圧力降下及び溶出流体の組成並びにクロマトグラフィー分離の条件下でのその粘度。
である。

シミュレーションに先立つより近づいた方法で、以下の式を用いて拡散流量に近づくことが可能である。

以下の数量を定義することができる。

ここで、

であり、そして、

がそこから推定される。

ここで、Ｋは、壁の全容積によって定義されると考えられる固定相と移動相との間の関連する種の分配係数であり、Ｃ_ｓｔａｔは、固定相で分離される種の濃度（ｍｏｌ／ｍ^３）であり、Ｃ_{ｍｏｂｉｌｅ}は、移動相との熱力学的平衡において移動相で分離される種の濃度（ｍｏｌ／ｍ^３）であり、Ｄ_ｅｆｆ（ｍ^２／ｓ）は、壁の材料内における有効拡散率又は拡散係数であり、ｅｐ（ｍ）は、２つの毛細導管を分離する壁の平均厚さであり、Ｄ_Ｏは、自由な移動相内の関連する種の拡散係数であり、Ｄ_ｈは、毛細導管の平均水力直径である。

また、シミュレーションに先立って、これは有利には、ＮＥＴＭａｘ分離の最大理論段数と、実際の材料上に保持されない化合物用のＮＥＴに最適な効率で実際に観察される理論段数との比に対する条件を提示することに相当する。

最適効率でのＮＥＴＭａｘは、本明細書で先に与えられた式と等しくなるように取ってもよい。

有利には、ＮＥＴＭａｘはコンピューターシミュレーションによって得られる。

有利には、ＮＥＴ／ＮＥＴＭａｘは、０．１より大きく、さらにより有利には０．５より大きい。

有利には、連続媒体の細孔のサイズは、分離すべき種の分子直径の２倍より大きい。

有利には、連続媒体の細孔のサイズは、分離すべき種の分子直径の１０倍より大きい。

有利には、連続媒体の細孔のサイズは、分離すべき種の分子直径の２倍より大きく１０００倍よりも小さい。

有利には、連続媒体の細孔のサイズは、分離すべき種の分子直径の２倍より大きく３０倍よりも小さい。

凝縮相では、細孔によって引き起こされる拡散に対する立体障害は、式（Ｄｅｅｎ、１９８７年）によって計算される。

ここで、

Ｒ_ｈは、球とみなされる分離される種の分子の分子半径であり、ｒ_０は細孔の半径（細孔の直径ｄ_０）である。

Ｋ_ｐは、細孔と無限媒体との間の平衡での濃度の偏差を考慮に入れた因子である。

Ｋ_ｒは、細孔の容積内で分離される分子の立体障害を考慮に入れている。

Ｃは、細孔内の拡散率を得るために適用される自由媒体中の拡散率の減少因子である。

したがって、グループＣは、分離される種の分子の直径の２倍未満の細孔サイズに対応する、比λが０．５の場合に０．１未満になることが分かる。有効拡散率の桁数が失われ、拡散率が法外に低くなり、分離の効率が悪くなる。

以下の表は、異なる分子及び異なる細孔サイズに関して比Ｃを計算する。

気相では、拡散流がクヌーセン流に入ると、拡散が妨げられる。これは、分子の平均自由行程が細孔の直径のオーダー又はそれより大きくなるときに起こる。

有利には、充填物は、接続された孔の集団を有し、その直径は、方法の条件下で分離される分子の平均自由行程よりも大きい。

クヌーセン拡散率を次のように書き換える。

クヌーセン拡散率と分子拡散率とが競合する場合、次のように書くことができる。

ここで、

一般に、この式は以下のように簡略化される。

そこから、係数Ｃが推定される。

これらの式では以下のとおりである。
Ｄ_ＫＡ：クヌーセン拡散率，ｍ^２／ｓ
Ｄ_ＡＢ：分子拡散率，ｍ^２／ｓ
Ｄ_Ａｅ：中間条件下での拡散率，ｍ^２／ｓ
ＴＫ：絶対温度，ケルビン
Ｍ_Ａ：構成要素Ａのモル質量，ｋｇ／ｍｏｌ
κ：ボルツマン定数，ＭＫＳＡ
Ｎ_ａｖ：アボガドロ数
ｄ_ｐｏｒｅ：細孔の直径，ｍ

特に、２５℃の飽和蒸気圧で液相又は気相中の水、ヘキサン又はメタノールを標準試験種と考えてもよい。

「有効拡散率」という用語は、巨視的アセンブリと考えられる現実の材料において実験的に見られる拡散率を示す。実際の材料は、有機液体を除いて毛細導管間を延びる材料からなり、少なくとも１つの多孔質有機ゲル又は有機液体（多孔質ではない）及び可能な構造材料を含む。実際の材料における拡散率は、
・移動相が浸透できて分離される種が拡散できる有機ゲルの任意の多孔質容積と、
・有機ゲル自体内での拡散率と
に関連する。

架橋された有機ゲルの多孔性は、有機、無機又は水性溶媒中でのその膨潤に由来し得る。これは例えば、スチレンと２から８％のジビニルベンゼンとのコポリマーの場合である。

架橋された有機ゲルの多孔性は、非溶媒和状態のゲルの多孔性にも由来し得る。例えばこれは、分子中に８から１２個の炭素原子を含む脂肪族アルコールのような細孔形成溶媒の存在下で重合された、スチレンと２０から８０％のジビニルベンゼンとのコポリマーの場合である。

架橋された有機ゲルの多孔性は、ポリマーゲルが薄層として堆積される支持体の多孔性にも由来し得る。

有効な拡散は、固定相に溶解した分子の異なる濃度Ｃ_{ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ}及びＣ_{ｕｐｓｔｒｅａｍ}の実際の材料の均一な厚さＥｕ及び代表材料表面Ｓをいずれの側にも課すことと、これからの結果としての、前記厚さを通るこの分子の材料流れΦを測定することとによって測定される。

拡散係数Ｄ_ｅｆｆは、以下の式に従ってそこから推定される。

導管と隣り合う導管との間の材料交換面は、有利にはその周囲の２％より大きく、より有利にはその周囲の１０％より大きく、さらにより有利にはその周囲の２０％よりも大きい。

実際には、導管は有利には、凝縮状態の連続体又は拡散橋を介して結合される。

実際には、充填物の壁内で分離される種の有効拡散率は、自由な移動相における拡散係数の１０００分の１よりも大きいことが有利であり、より有利には、自由な移動相における拡散係数の１００分の１より大きく、さらにより有利には、自由な移動相における拡散係数の１０分の１より大きい。

拡散率を測定するためには、いわゆる定常状態下導電セル方法を用いるのが好ましい。この方法の網羅的な記載は［３］に見られる。特に、有効拡散率は、セルに含まれる固定相及び測定が行われる種の完全な平衡後に測定される。アフィニティークロマトグラフィーの場合、これは一般に、吸着物で飽和した固定相での測定を行うことに相当する。

実際には、毛細導管の壁を通る溶質の有効拡散率は有利には、液相クロマトグラフィーでは１ｅ^−１２ｍ^２／ｓ超、超臨界相クロマトグラフィーでは１ｅ^−１０ｍ^２／ｓ超、ガスクロマトグラフィーでは１ｅ^−１０ｍ^２／ｓ超が維持される。

充填物の壁への移動相の種の拡散は、少なくとも２つの方法で、すなわちゲル又は有機液体のバルク内への拡散によって、若しくは、有機ゲルの外側の拡散によって、その多孔性で達成され得る。

そのような拡散率は、当業者の知識及び利用可能なデータに従って、多孔質容積、有機ゲルの架橋レベル、溶出溶媒、及び操作温度の組み合わせによって得ることができる。

本発明で使用される分子拡散を透過する有機ゲルは、分離される種に対するその透過率が５０００バーラーより大きいという事実によっても定義され得る。

バーラーは、（標準状態下で完全なガスとしての拡散溶質のｃｍ^３．ｃｍ／ｃｍ^２ｓｃｍＨｇ）で定義さる誘電率単位であり、
１バーラー＝１０^−１０（ｃｍ^３Ｏ_２ｃｍ／ｃｍ^２ｓ ｃｍ Ｈｇ）
である。

以下の表は、酸素及び水に対する共通の有機ポリマーの透過率を示している。

表示的に、水の拡散率は、５０００バーラー（ポリイソプレン、プレキシグラス）を超える透過率、好ましくは２５０００バーラー（セルロース）を超える透過率を有する材料に対してのみ重要である。一方、不飽和ポリエステルのような材料は、ポリエチレン及びポリカーボネートに匹敵する透過率を有し、不透過性の容器又は壁の製造に使用されるので、漏れ防止性及び非多孔質として認識される材料である。

有利には、分離される種に対する有機ゲルの透過率は、１０^５バーラーより大きく、さらにより好ましくは１０^６バーラーより大きい。

有機ゲルの透過率を測定するために、文献［１］に記載されたアセンブリが使用される。

充填物は、分子拡散を透過する有機ゲルとして、主に有機化学種からなるゲル、したがって、主に炭素と有機化学の範囲内で炭素に通常結合する種からなるゲルを含んでもよい。特に、主に、炭素原子の骨格と、水素、酸素、窒素、リン、硫黄、塩素、フッ素、臭素、ヨウ素原子との連合からなる。炭化水素、ハロゲン化炭素、水酸化炭素、酸化炭素、硫化炭素、リン酸化炭素、硝酸炭素等、天然又は人工起源種が言及される。

本発明の範囲から逸脱することなく、このゲルは有機金属種から構成することができる。有機ゲル分子に関与する、本発明においてそれ自体で使用され得る原子の中から主に、シリコン、スズ、鉛、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、亜鉛、ベリリウム、マグネシウム、チタン、ジルコニウム、ヒ素、アンチモン、セレン等が言及される。

特に、有機ゲルは、オルソシリケートとオルガノシランとの共縮合により得られるバルク製品を含むことができる。これらのシランは、１つ、２つ又は３つのＳｉ−Ｃ又はＳｉ−Ｒ結合を含むことができる。Ｒは、プロピル、ブチル、オクチル、オクタデシル基、第一級、第二級、第三級又は第四級アミン、アルコール、有機酸、反応基等の任意の炭素基であってもよい。非限定的な方法では、１つ又は複数の一官能性、二官能性又は三官能性シランがその構造に参加できる。文献［４］、そのような材料の例が見出され、本発明を実施するために使用できる。

前記ゲルは、その使用条件下で、数時間未満、有利には数十分未満、有利には数分未満でクロマトグラフィープロセスを達成するように、分子又は巨大分子をゲルの中又はゲルの多孔質容積中に拡散させ、ゲルと選択的に相互作用させるのに十分な透過率を有する。「その使用条件」とは本質的に、バルク又は前記ゲルの多孔質容積中に拡散する移動相内に種（分子又は巨大分子）を存在させること及び種をゲルと選択的に反応させることによってその透過率から利益を得る可能性を与える気相、液相又は超臨界移動相の温度条件及び使用を意味する。

本発明の文脈内では、有機ゲルは本質的に巨視的な概念である。前記ゲルは、その任意の支持体とは独立して存在するとともに取り扱うことができる一体材料である。

これは、例えば支持体とは独立して存在しない、表面上のシランのグラフトから生じる分子厚さの層と基本的に区別される。

本発明の好ましい実施形態によれば、この有機ゲルは有機ポリマーからなる。

有利には、このポリマーの分子量は１０００ｇ／ｍｏｌより大きい。

ある実施形態によれば、有機ゲルは、スチレンとジビニルベンゼンとのコポリマーである。

スチレンとジビニルベンゼンとのコポリマーは、溶媒に溶解した分子に対して高い拡散率及び透過係数を有する。この拡散率を高めるために、スチレンレベルを低下する。この低下は、ポリマーを機械的により脆くさせる効果を有する。しかしながら、多重毛細充填物の低い圧力降下のために、ポリマーへの機械的な力は、毛細導管のない充填物よりも重要ではなく、毛細導管のない公知の充填物の機械的強度を低下することなくスチレンレベルを低下する可能性を与える。

本発明の第１の実施形態によれば、スチレン中のジビニルベンゼンの重量レベルは、２０％未満、有利には８％未満、さらにより有利には８％未満である。このようなゲルの多孔性は、溶出溶媒で膨潤させることによって発現される。それらは、特に立体排除クロマトグラフィーにおいて使用される。

本発明の第２の実施形態によれば、スチレン中のジビニルベンゼンの重量レベルは２０％より大きく、有利には４０％より大きく、重合は、不溶性であるポリマーのモノマーの溶媒のような細孔形成剤の存在下で行われる。そのようなゲルの多孔性は、乾燥状態でのそれらの構造に固有のものである。

本発明を実施するために使用することができるものとして、及び、充填物の構成材料として、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリヒドロキシメチルメタクリレート、ポリアクリルアミド、グリシジルジメタクリレート（ＧＭＡ−ＥＤＭＡ）と共重合されたヒドロキシエチルメタクリレート等のゲルも、非限定的に言及される。

ポリアクリルアミドは有利には、アクリルアミドとＮ，Ｎ’−メチレン−ビス−アクリルアミドとのコポリマーからなる。

セルロース（ポリホロシド）及びその誘導体、特にイオン交換クロマトグラフィーのためのカルボキシメチルセルロース及びジエチルアミノエチルセルロースも言及することができる。

架橋デキストラン、例えばＮ，Ｎ−メチレン−ジアクリルアミド又はエピクロロヒドリンのような有機高分子を使用して、当該技術分野で知られているポリホロシド有機ゲルを使用することも可能である。これらのゲルは特に、ＧＥヘルスケア社からの製品であるＳｅｐｈａｃｒｙｌ（登録商標）及びＳｅｐｈａｄｅｘ（登録商標）の商品名で知られている。

架橋したアガロースのような有機高分子を、例えばエピクロロヒドリンと共に用いて他のポリホロシド有機ゲルを使用することも可能である。これらのゲルは特に、ＧＥヘルスケア社からの製品であるＳｅｐｈａｒｏｓｅ（登録商標）及びＳｕｐｅｒｄｅｘ（登録商標）、Ｓｕｐｅｒｏｓｅ（登録商標）の商品名で知られている。

多くの水酸基を含むビニルポリマーのような人工高分子を用いて他の有機ゲルを使用することも可能である。これらのゲルは特に、東ソーグループからの製品であるＴｏｙｏＰｅａｒｌ（登録商標）の商品名で知られている。

特に、これらの有機ゲルは、単官能基モノマーと多官能基モノマーとの混合物から出発して製造することができる。多官能基モノマーは、得られたポリマーを架橋する。

これらの有機ゲルは、最新技術で知られているモノ−、ジ−及びマルチ−官能基モノマーから出発して調製することができる。モノマーは、エポキシ、ビニル又はヒドロキシルシロキサンラジカルを含むモノマーであってもよい。モノマーは、水酸基、ハロゲン、アミノ基、スルホン酸基、カルボキシル基、ＮＯ_２基、Ｃ４、Ｃ８、Ｃ１２、Ｃ１８アルキル鎖等を含むスチレン及びその誘導体であってもよい。これらのモノマーは、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ビニルピロリドン、ビニルアセテート、アクリル酸、メタクリル酸、ビニルスルホン酸であってもよい。シロキサンは、水酸基、ビニル基、アルキル基等を含んでもよい。

特に、これらのモノマーは、クロロメチルスチレン、４−アセトキシスチレン、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、ラウリル、トリフェニルメチル、ピリジル−２−ジフェニルメチル、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、ラウリル、グリシジルメタクリレート、ＡＭＰＳ、２−ビニル−４，４−ジメチルアズラクトン、メチル２−３−エポキシプロピルメタクリレート等であってもよい。

これらの官能基は、重合の前又は後に提供されてもよい。

単官能基モノマーのレベルは、全モノマーの重量の２％から９８％の間で変化してもよい。

有利には、単官能基モノマーのレベルは、全モノマーの重量の２％から４０％の間である。

二官能基又は多官能基モノマーは、２つ又はいくつかの官能基ビニル又はエポキシ基を含む、ベンゼン、ナフタレン、ピリジン、アルキルエチレン、グリコール等に基づくモノマーであってよい。これらの成分の例は、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、アルコキシルジアクリレート及びジメタクリレート、ジアクリルアミド、及びジメチルアクリルアミド、ジビニルピリジン、エチレングリコールのジメタクリレート又はジアクリレート、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパンジ−又はトリ−メタクリレート、１，３ブタンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールジ−、トリ−又はテトラ−メタクリレート又はアクリレート、若しくはそれらの混合物である。多くの場合にアルコキシシランで出発して生成されたジ−、トリ−又はテトラヒドロキシル化シロキサンを使用してもよい。

二官能基又は多官能基モノマーのレベルは、全モノマー重量の１００％〜２％の間で変化してもよい。

有利には、前記レベルは、全モノマーの重量の９８％から６０％の間である。

重合に使用される開始剤は、アゾ化合物及び過酸化物のような最新技術に含まれる全ての開始剤を含む。典型的な例は、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシドであり、開始剤の典型的な量は一般に、モノマーの重量に基づく０．４から２重量％で変化する。

シロキサンの場合、酸加水分解が好ましい。

有利には、これらの混合物は、有機溶媒又は非反応性ポリマーのように後で除去される細孔形成剤の存在下で重合される。これらの細孔形成剤は前述した。特に、ドデカノール−１及びシクロヘキサノール−１が言及される。

細孔形成剤の量は、モノマーを含む最終混合物の容積の１０から９０％の間、好ましくは２０から６０％の間で変化してもよい。

Ｘ線又はガンマ線による重合は、大きなサイズの部分を均一に製造するために使用することができる。

有利には、これらの有機ゲルは、例えばシランによるようなグラフト化によってそれらを官能基化するように、それらの表面で処理することができる。スルホン酸基（スルホン酸化）、第四級アンモニウム、オクタデシル、オクチル、ブチル、フェニル、アミン、ジエチルアミノ、エチル、スルホプロピル、カルボキシメチルラジカル、親水性ポリマー、アルファ、ベータ、ガンマシクロデキストリン、メチル化又は非メチル化のいずれか、Ｌ−アミノ酸又はＤ−アミノ酸、タンパク質等を有機ゲルに提供することが可能である。

芳香族環を含むゲル上で、クロロメチル化、アミノ化、ニトロ化、スルホン化、フリーデルクラフツアルキル化及びアシル化等のような官能基化反応を使用することが可能である。

有利には、イオン交換クロマトグラフィー又は錯体形成クロマトグラフィーに使用できる有機ゲルは、アミノジアセテート、ホスホネート、アミドキシム、アミドホスホネート、チオール、スルホネート、第一級、第二級又は第三級又は第四級アミン、カルボキシル基及びピリジル基等を含む。

有利には、電子供与体、受容体錯体のクロマトグラフィーに使用され得る有機ゲルは、ジニトロー２−４−アミノプロピル、トリニトロ−２，４，６−アニリノプロピル、テトラニトロ−２，４，７−フルオレノイミノプロピル、テトラクロロフタルイミドプロピル、ニトロ−３−ナフタルイミド−１，８−プロピル、ナフタレンテトラカルボキシ−１，４，５，８−ジイミドプロピル、ピロメリジイミドプロピル、ペンタフルオロベンズアミドプロピル、カフェイン、フェノキシ、キナゾリン−２、キノリノール、−８，２，２，２−トリフルオロ−１（１０−メチル−９−アントリル）エタノール、ピレンプロピル等のような、ニトロ又はクロロ芳香ラジカル、若しくは、フェノキシ、ピレン、キナゾリン−２ラジカルを含む。

有利には、リガンド交換クロマトグラフィーに使用できる有機ゲルは、ビス−ジチオカルバメート、シクラム、オキシン、ジアルキルジチオカルバメートラジカル等を含む。

有利には、キラル分子の分離に使用することができる有機ゲルは、パークル型、シクロデキストリン及びクラウンエーテル、天然及び合成ポリマー、タンパク質の群から一般に選択されるキラル選択剤を含む。

パークル型の群の中からは、とりわけ、
Ｒ又はＳ（ジニトロ−３，５−ベンゾイル）フェニルグリシン
Ｒ又はＳ Ｎ−（ジニトロ−３，５−ベンゾイル）チロシン ｎ−ブチルアミド
Ｓ−Ｎ−（ジニトロ−３，５−ベンゾイル）チロシン（ナフチル−１）−１エチルアミド
Ｒ又はＳ−（ジニトロ−３，５−ベンゾイル）フェニルグリシン
Ｓ−（ジニトロ−３，５−ベンゾイル）ロイシン
Ｓ−（ジニトロ−３，５−ベンゾイル）フェニルアラニン
Ｒ又はＳナフチルアミン
Ｒα−メチルベンジル尿素
Ｓα−（ナフチル−１）エチルアミン
を言及することができる。

以下の製品の誘導体も言及される。
Ｒ−フェニルグリシン及びＳ−（クロロ−４−フェニル）−４−イソ吉草酸
Ｒ−フェニルグリシン及び１−Ｒ，３−Ｒ，−クリサンテム酸
ジニトロ−３，５−ベンゾイル及びＲ又はＳナフチル−１グリシン
ｔｅｒｔ−ブチルアミン及びＳバリン
ジニトロ−３，５−アニリン及びＳバリン
ジニトロ−３，５−アニリン及びＳ−ｔｅｒｔ−ロイシン
Ｓ−（α−ナフチル）−１エチルアミン及びＳバリン
Ｒ−（α−ナフチル）−１エチルアミン及びＳバリン
Ｒ−フェニルグリシン及びＲ−（α−ナフチル）−１−エチルアミン
Ｒ−フェニルグリシン及びＳ−（αナフチル）−１−エチルアミン
Ｓ−プロリン及びＲ−（α−ナフチル）−１−エチルアミン
Ｓ−プロリン及びＳ−（α−ナフチル）−１−エチルアミン
Ｓ−ｔｅｒｔ−ロイシン及びＲ−（α−ナフチル）−１−エチルアミン
Ｓ−ｔｅｒｔ−ロイシン及びＳ−（α−ナフチル）−１−エチルアミン
酒石酸及びジニトロベンジルフェニル−エチルアミン

リガンド交換の中からは、とりわけ、
プロリン、ヒドロキシプロリン、バリン等
カルボキシメチルアミノ−２−ジフェニル−１，２−エタノール
が言及される。

シクロデキストリン及びクラウンエーテルの中からは、とりわけ、
クラウンエーテル及び誘導体
α，β，γシクロデキストリン
アセチル化α，β，γシクロデキストリン
βシクロデキストリンの誘導体（Ｓ−ヒドロキシプロピル）
βシクロデキストリンの誘導体（ラセミヒドロキシプロピル）
βシクロデキストリンの誘導体（Ｓ又はＲ（α−ナフチル）−１−エチルカルバメート）
βシクロデキストリンの誘導体（ラセミ（α−ナフチル）−１−エチルカルバメート）
βシクロデキストリンの誘導体（ジメチル−３，５−フェニルカルバメート）
βシクロデキストリンの誘導体（パラトルオイル）
が言及される。

天然ポリマーの中からは、とりわけ、
トリアセチル化結晶セルロース
セルローストリアセテート
セルローストリベンゾエート
セルローストリフェニルカルバメート
セルローストリ−（ジメチル−３，５−フェニル）カルバメート
セルローストリ−４−クロロフェニルカルバメート
セルローストリ−４−メチルフェニルカルバメート
セルローストリ−４−メチルベンゾエート
セルローストリシンナメート
アミローストリ−（フェニルエチルアミン）カルバメート
アミローストリ−（ジメチル−３，５−フェニル）カルバメート
が言及される。

合成ポリマーの中からは、とりわけ、
ポリ（Ｎ−アクリロイル−１−フェニルアラニンエチルエステル）
ポリ（トリフェニルメチルメタクリレート）
ポリ（ピリジル−２−ジフェニル−メチルメタクリレート）
が言及される。

タンパク質の中からは、とりわけ、
ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）
α酸性糖タンパク質
ヒト血清アルブミン
オボムコイド
が言及される。

これらの群のリストは、文献［２］の５７４及び５７５頁に見つけられる。

これらの有機ゲルは、アフィニティークロマトグラフィーを行うために使用することができる。アフィニティークロマトグラフィーは、抗原−抗体、酵素−基質、又は受容体−リガンドのような非常に特異的な相互作用に基づいて生化学分子を分離する。

充填物の毛細導管を通る移動相の循環によって接触が達成され、目標分子を有機ゲルへ結合させる。

結合した化合物は、ｐＨ、ｐＩ、塩濃度、電荷又はイオン力の変化によって一般的に溶出される。これは、目的の分子を回収するためのステップ（スロット）又は勾配溶出によって進行する。

免疫アフィニティー、固定化金属イオン、組換えタンパク質、レクチンによる異なる形態のアフィニティークロマトグラフィーが通常考慮される（特に、この技術に関するウィキペディアの論文を参照）。

特に、免疫アフィニティーにより、アガロースのような基質上のタンパク質は、共有結合的にカップリングされ、抗体の精製に使用される。

特に、固定された金属イオンでは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏのような金属イオンを、ヒスチジンを含むタンパク質又はペプチドを精製するためのアガロースのような基質とカップリングさせる。Ｆｅ、Ｚｎ、Ｇａのような金属イオンは、リン酸化されたタンパク質又はペプチドを精製するためのアガロースのような基質とカップリングされる。溶出は、ｐＨを変えることによって、又は、イミダゾールのような競合物の溶液によって達成される。

特に、組換えタンパク質によって、グルタチオンＳトランスフェラーゼ（ＧＳＴ、ヘキサヒスチジン（Ｈｓ）、マルトース（ＭＳＰ））のようなマーカーを用いてタンパク質を選択できるように、タンパク質を標識する。ヒスチジンは、配位又は共有結合によってＮｉ又はＣｏに対して高い親和性を有する。溶出は、イミダゾール又は例えば過剰のグルタチオンのような、固定化金属に結合することができる過剰の溶質を含む溶液で達成される。

特に、レクチンに対する親和性によって、分子のマーキングは、炭水化物に選択的に結合する可能性を分子に与える。コンカナバリンＡのようなリガンドは、糖タンパク質のグルコース鎖に結合し、それらを単離する可能性を与える。

本発明による有機ゲルを含有する充填物は、親和性による分離に役立つ。

これらのゲルは高容積の単位コストによって特徴付けられるので、所与の生産のためにその固定化された容積を減少させることが有利である。

有利には、アフィニティークロマトグラフィー用の充填物は、充填物の全容積に向かって低容積の毛細導管を有し、その容積は、充填物の全容積の好ましくは４０％未満、より好ましくは２０％未満、さらにより好ましくは１０％未満である。

有利には、隣接する毛細導管間の距離は、拡散プロセスの十分な迅速性を保証するために、０．５ｍｍ未満、好ましくは０．２５ｍｍ未満、さらに好ましくは０．１ｍｍ未満である。したがって、保持された分子の伝搬面はより急であり、短い長さのカラムを使用することができ、それによって充填物の容積をさらに減少させる。

有利には、有機ゲルは、毛細導管の容積を除いた関連の容積の高容積を提示し、それは有利には４０％より大きく、より好ましくは６０％よりも大きい。

有利には、これらの充填物は、半径方向又は軸方向の連続環状クロマトグラフィー装置におけるアフィニティークロマトグラフィーに使用される。従って、所与の製造に必要とされる固定相の量は、低圧下で作動する機器、短いサイクル時間による固定化された固定相の量により、高価な装置なしに減少させることによって最小限に減少される。

本発明のある実施形態によれば、多孔質ポリマーの有機ゲルは、その多孔性内に第三者の固体本体を含むことができる。有利には、この場合、ポリマーの有機ゲルを含むとともに第三者の固体本体用の支持体として使用することが意図される充填物は、５０ｎｍより大きい、好ましくは２００ｎｍより大きい、さらにより好ましくは５００ｎｍより大きいサイズを有する接続された細孔を有する。

有利には、ポリマーの有機ゲルを含むとともに第三者の固体本体用の支持体として使用することが意図される充填物は、２０ｍ^２／ｇ未満の比表面積を有する。

有利には、この第三者の固体本体はクロマトグラフィー用の固定相である。

有利には、この第三者の固体本体は、先に列挙した固定相のいずれかであってもよい。

有利には、この第三者の固体本体は、無機又は有機金属固定相であってもよい。有機金属の中では、ケイ素、アルミナ、チタン、ジルコニウムの酸化物を非制限的に指定することができる。

有利には、この第三者の固体本体は、クロマトグラフィー用の高い比表面積を有するシリカであってもよい。

より一般的には、本発明は、液相クロマトグラフィーの分野において、
−液−液分配クロマトグラフィー
−グラフト化された固定相及び非イオン性ポリマーの分配クロマトグラフィー
−イオン交換クロマトグラフィー
−イオンクロマトグラフィー
−イオン対クロマトグラフィー
−リガンド交換クロマトグラフィー
−電子供与体−受容体錯体によるクロマトグラフィー
−立体排除クロマトグラフィー
−アフィニティークロマトグラフィーの全ての代替物
に関する。

有利には、移動相の注入は、カットオフ直径が毛細導管の直径より小さく、好ましくは毛細導管の直径の１０分の１より小さいフィルタを通して達成される。

図１は、本発明のある実施形態による多重毛細充填物３の、前記充填物の長手方向軸に平行な平面における断面図である。

この実施形態では、充填物は、充填物３を横切る流体又は超臨界移動相が自由に循環する毛細導管１によって横切られた有機ゲル２で形成された多孔性モノリスである。「モノリス」は、１つ又はいくつかの材料で作られ得る連続的な骨格を含む一体の多孔質材料を意味する。

図１に図解された例では、毛管導管は直線状であり、平行であり、規則的に間隔を空けている。異なる毛細導管は、形態及び直径が可能な限り同一である。各毛細導管は、充填物を始めから終わりで横切る、すなわち、充填物の各側４及び５において開口する端部を有し、入口側４から出口側５へ流体を循環させる。

したがって、そのような充填物はクロマトグラフィーカラムで使用することができる。

図２は、方向６に沿って見た図１の充填物の面５の平面図である。個々の毛細導管１の開口は、有機ゲルのバルク２内で区別される。

代替的な実施形態によれば、有機ゲルが一般に機械的強度に限界がある限り、モノリスは、寸法的に安定した材料で作られるとともに有機ゲルよりも耐性のある多孔質の骨格を含み、前記骨格の細孔は、少なくとも部分的に有機ゲルで覆われる。

したがって、図３は、例えば、充填物の形状に従って成形又は押し出しされた粉末を焼結して得られた、若しくは、ゾル−ゲル法又はロード−バインダー法によって得られた、寸法的に安定した材料中の骨格７を図解する。有機ゲル８は、骨格７の表面、特に細孔の表面に薄層として堆積される。充填物は、分子を充填物全体の厚さ内及び隣り合う毛細導管間に迅速に拡散させるマクロ細孔９の連続網を有する。

図４は、充填物の別の実施形態を図解する。

この実施形態によれば、中空繊維は、できるだけコンパクトに最適な積み重ねに沿って並置される。これらの中空繊維は、移動相を流す空のコア１０１と、有機ゲルを保持するか又は有機ゲルからなる多孔質の外被１００とからなる。繊維１０２間の空間には、移動相又はゲル又は有機液体が充填される。

次に、上記のような充填物の様々な製造方法について説明する。

本発明の第１の実施形態によれば、押し出し及び焼結によって得られた多重毛細モノリスを有機ゲルでコーティングすることが可能である。このモノリスは多孔質であるべきである。このため、そのモノリスは、有意な多孔性を保持させる条件下で調製及び焼結されなければならない。しかし、そのような押し出し法によって得られる毛細導管の直径は、１ミリメートルのオーダーであり、一般に、クロマトグラフィー用途に関しては大き過ぎる。

ある実施形態によれば、モノリシックな充填物を形成するために、
−「毛細導管の前駆体」と呼ばれる糸条の束、すなわち、毛細導管として痕跡を残すために後に取り除かれることを意図した糸条の束を準備するステップ
を備える方法が適用される。有利には、糸条の外径は毛細導管の内径に等しい。前記方法はさらに、
−糸条又は毛細導管の周りに多孔質のマトリクスを形成するステップと、
−毛細導管を形成するように糸条を取り除くステップと
を備える。

ある実施形態によれば、糸条又は毛細導管の周りに形成されたマトリックスは、ポリマーの有機ゲルからなる。

代替的に、糸条又は毛細導管の周りに形成されたマトリックスに有機ゲルが装填される。

任意に、毛細導管の前駆体糸条は、糸条を取り除く処理のための第１のステップ中に取り除かれた被覆材料の切除層を含む。この切除材料は特に、ワックス又はパラフィンであってもよい。

そのような制約を受けて、ナイロン、ポリプロピレン、セルロースアセテート、ポリエステル、アラミド、炭素繊維、金属等の市販繊維をこれらの毛細導管の前駆体糸条として使用することができる。材料の最終構造を汚染しないように、好ましくは、毒性金属塩を含有しない繊維が使用される。

本発明の特定の実施形態によれば、任意に切除層で被覆された毛細導管の前駆体糸条は、２つの隣り合う毛細導管間の材料の最小厚さを確保するように束の形成前にスペーサーで被覆される。

ある実施形態によれば、加水分解性ポリマーからなる糸条は、多孔質有機ゲルの前駆体溶液に浸漬された束として組み立てられ、溶液は、糸条の周りにゲル化が引き起こされるものであり、糸条は、酸性又は塩基性溶液中に充填物を浸漬することによって加水分解によって低分子量の可溶性種内に取り除かれる。実際、有機ゲルの非常に不活性な性質は、有機ゲルを強酸性及び強塩基性水溶液と接触させる可能性を与える。「有機ゲルの前駆体溶液」とは、製造方法の条件下でその発達により有機ゲルに導くような組成を有する液体を意味する。

加水分解性ポリマーの中では、とりわけ、グリコール酸、乳酸、セルロース、特に、セルロースアセテート、ポリグリコール酸又はその乳酸、ε-カプロラクトン又はトリメチレンカーボネートとのコポリマー由来のポリエステル、並びに、ポリジオキサノンを言及することができる。酸又は好ましくは塩基性媒体中で８０〜１００℃の温度で加水分解が早いポリマーを選択することが好ましい。

別の実施形態によれば、多重毛細モノリスはシリカゲルで作られる。モノリスの毛細導管の外部の多孔性部分は、有機ゲルを受容する。シリカの骨格は、１１．０より大きいｐＨを有する水溶液中に溶解することによって除去される。この場合のシリカゲルは細孔形成剤の役割を果たす。

本発明のある実施形態によれば、糸条は、低融点金属又は低融点金属の合金からなり、溶融して材料から流出することによって取り除かれる。

有利には、有機ゲルを構成する材料の分解温度よりも溶融温度が低い金属合金が選択される。好ましくは、融点が２２０℃未満、好ましくは１５０150℃未満、さらにより好ましくは１００℃未満の金属が選択される。

これらの有機充填物の重要な使用は、ヒト又は動物が消費することを意図する分子及び液体の分離を生成することからなる。特にこれは、飲用水、薬、食品補助剤等である。

そのようなシナリオでは、充填物の全ての要素及び構成要素は、厳しい衛生的制約と互換性がなければならない。特に、製造プロセスの有毒残留物による充填物の汚染を避けることと、有毒な製造中間体の使用を可能な限り避けることとが重要である。毛細導管の前駆体金属糸条の材料又は成分は、これらの中間体に属する。

実際に、これらの金属の残留物は、充填物中に存在し、そこで処理される種を汚染し、又は破壊後自然に分布することができる。

低融点金属の中から、本質的に鉛、スズ、ビスマス、ガリウム、水銀、銀、カドミウムおよびインジウムが現れる。鉛、カドミウム及び水銀は有害な重金属であり、ヒト及び動物の健康並びに環境に有害であるため、これらの元素を含まず、スズ、ビスマス、インジウム、ガリウム、銀、若しくは、互いに又は溶融性の低い他の金属とのその任意の連合をベースとする合金が好ましくは選択される。

特に、ビスマスとスズとの混合物であってもよい。特に、５８質量％のビスマス、４２質量％のスズを含み、１３８℃で溶融するこれらの金属の共融混合物が存在する。

代替的に、これらはインジウムに基づく金属合金であってもよい。これらのインジウム合金の中から、５２質量％のインジウム及び４８質量％のスズを含み、好ましくは１１８℃で溶融する合金が使用される。３２．５質量％のビスマス、５１質量％のインジウム及び１６．５質量％のスズを含み、６０℃で溶融する合金を使用することも可能である。

マトリックスは、ロード−バインダー法によって作製してもよい。この場合有利には、粒度の小さい装填物のような第三者の固体本体と、液相に懸濁したゾルのような結合剤とを含む混合物から出発して作成することができる。このゾルは、任意の有機又は無機ゾル、シリカ、アルミナ、チタン、ジルコニウム、天然又は人工ラテックスゾル、多様なポリマーのゾル、コロイドであってもよい。例えば、
・天然ラテックスのゾル
・ポリスチレンラテックス、及び、それらの官能基化された誘導体（アミノ、カルボキシ等）
・ブタジエン、アクリル酸、及びそれらの官能基化された誘導体とスチレンとのコポリマーのラテックス
・ニトリルゴム等のゾル
・ポリメチルメタクリレートゾル
が注記される。

これは、ゾル−ゲル法によってその場で作成されるゾルであってもよい。

結合剤は、アルブミン、デキストラン、ゼラチン、ヒドロキシエチル化デンプン等のようなコロイドであってもよい。

有利には、結合剤は装填物の細孔内には浸透しない。これは、例えば、細孔のサイズより大きなサイズの粒子に分割された結合剤を選択することによって得ることができる。

特に、有機ゲルの多重毛細充填物の支持体は、ゾル−ゲル法で生成することができる。

本発明の範囲から逸脱することなく、このゾル−法は、例えば粘土のようなアルミノシリケートをベースとすることもできる。

本発明の範囲から逸脱することなく、このゾル−ゲル法は、酸化ジルコニウム、酸化チタン、イットリウム、セリウム又は酸化ランタンのような希土類酸化物、酸化ホウ素、酸化鉄、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム又はバリウム酸化物、酸化ゲルマニウム、酸化リン、酸化リチウム、酸化カリウム又は酸化ナトリウム、酸化ニオブ又は酸化銅をベースとすることもできる。これらの化合物は、ゲルのベースであってもよく、又は、共に組み合わされて多成分ゲルを生成してもよい。

有利には、ゲルのベースとして、酸化ジルコニウム又は酸化チタンのゲルを使用することが可能である。

有利には、これらの単成分又は多成分ゲルをもたらすゾル−ゲル法は、単独で又は他の有機金属及び任意に硝酸塩又は塩化物のような金属塩との混合物として、関連する金属のアルコラートのような有機金属化合物の加水分解に基づく。

本発明による充填物を製造するための別の方法は、浸漬することによって有機ゲルを含浸させた多孔質の壁を有する中空繊維の束を使用して繊維の内腔を解放するように排水することを含む。したがって、大きな寸法の充填物を製造することが可能である。

そのような製造方法は、
−中空繊維のコンパクトな束を準備するステップと、
−中空繊維の内腔を開口し解放するように、有機ゲル、又は、その場で重合されるその前駆体を中空繊維の多孔質の壁内に含むステップと、
−中空繊維間に多孔質又は液体材料の拡散橋を生成するステップと
を備える。

拡散橋、繊維間に延びる分子拡散を透過する材料の連続体を意味する。

中空繊維の積み重ねのコンパクトさは、中空繊維間の分子拡散距離を減少させる可能性を与える。

中空繊維間の材料の結合は有利には、毛細導管間に効率的な拡散橋を作る。

中空繊維は有利には、それらの機械的結合を補強し、それらをまとめて取り扱うように、互いに固定される。特に、中空繊維は、複合布に織られてもよく、又は、シートとして連続して互いに貼り合わされてもよい。

特に、モノリスを形成するために、中空繊維を連続して互いに貼り合わせることができる。

結合剤は、実際の有機ゲルであってもよい。

ある実施形態によれば、繊維の外側の容積をそれらの周囲で有機液体内に浸すことが可能である。

ある実施形態によれば、結合剤繊維として、有機ゲル以外の樹脂、多孔質結合樹脂を一緒に使用することができる。

この最後の方法に、構造繊維の布による補強を組み合わせることが可能である。

本発明による充填物を製造する別の方法によれば、有機ゲルの成形が、毛細導管を画定する構造内で行われる。

この成形は有利には、隆起部分／窪み部分としてのスペーサーを有する有機ゲルフィルムを得るように行われる。毛細導管の壁がこのスペーサーを構成してもよい。成形品は、既存のフィルムのエンボス加工、押し出し成形、カレンダー加工によって製造することができる。この方法は、単独で、若しくは、補強フィルム又は布上で行ってもよい。

その方法は、スペーサーの予備成形品を有する型内で有機ゲルをその場で重合し、次いで型から取り除くことを含むことができる。

代替的に、その方法は、溶融した有機ゲル又はその溶融前駆体を型内で成形し、凝固させ、次いで型から取り除くことを含む。

次いで、最終充填物を得るように、フィルムを積み重ねるか又は巻く。

スペーサーは、構造体を通る流体のための自由な通路を形成する。

多孔質ポリマーの有機ゲルが第三者の固体本体を含む場合、第三者の個体本体の懸濁液又は前駆体に第三者の個体本体を含む組成物内の多重毛細充填物を浸すことによる堆積によって前記第三者の個体本体を作り、同時にゲルの排出とその後の乾燥とを行うことが可能である。

特に、第三者の個体本体は、ロード−バインダー法で作ることができる。この場合有利には、ポリマーの有機ゲル及び多孔性の含浸のために液相に懸濁されたゾルのような結合剤の細孔のサイズより小さい粒子のサイズクロマトグラフィーのための固定相からなる小さな粒度サイズを有する装填物として第三者の固体本体を含む混合物から出発して作ることができる。このゾルは、有機又は無機ゾル、シリカゾル、天然又は人工ラテックス、多様なポリマーのゾル等であってもよい。これは、ゾル−ゲル法によってその場で作られたゾル又はゲルであってもよい。

特に、第三者の個体本体は、ポリマーゲルにコロイド溶液を含浸させ、任意にそのゲルを乾燥することによってポリマーゲルの表面上に作ることができる。特に、それは、高い比表面積を有する特に好適なシリカゾルとして注記される。

特に、第三者の個体本体は、ゾル−ゲル法を用いてポリマーゲルの表面に作ってもよい。

このメモで前述したように、任意のゾル−ゲル法を用いることができる。特に、これは、ゾル−ゲル法により得られるバイモーダルシリカであってもよい。

有利には、この第三者の固体本体は、シリカゾルによって結合された高比表面積を有するクロマトグラフィー用シリカである。

図５及び６、毛細導管１１によって覆われた有機ゲル１０の上から見た平面図及び断面図をそれぞれ図解する。この有機ゲルは、予備成形品上に成形して得られるシート状のものである。これは、より良好な機械的強度を確実にする、下に位置する布１２上に付加してもよい。有機ゲルは補強装填物を含んでもよい。そのシートは、任意の所望の形状を製造するために巻かれても積み重ねられてもよい。

有利には、それが支持する有機ゲル又は第三者の個体本体は、毛細導管を形成した後に官能基化される。

官能基化とは、生の充填物に対して反応性又は選択性を与える特定の化学的な官能基を提供することを意味する。特に、これは、イオン交換反応性官能基、シランによる処理のための官能基、ポリホロシドグラフト官能基、タンパク質及びキラル分子グラフト等の提供である。

充填物は典型的には、２０ｃｍ^２より大きい、好ましくは１００ｃｍ^２より大きい断面を有する。

充填物は、機械的保護として使用される連続した外被内の２つの平坦な封入セクションを有する円板又は円柱の形状を有してもよい。

充填物と外被との間の接合部のシールは、接着剤、ポリマー又はプラスチックフィルム、特に熱収縮性フィルムによって確保することができる。

有利には、充填物は前記外被内に直接作られてもよい。

クロマトグラフィープロセスは一般に、多数の理論段数で表現された充填物の効率によって特徴付けられる。

有利には、充填物は、充填物のメートル当たり１０００を超える理論段数、好ましくは充填物のメートル当たり１００００を超える理論段数、さらにより好ましくは充填物のメートル当たり１０００００を超える理論段数の効率を有する。

図７は、コンピューターシミュレーションによって得られた、毛細導管を分離する壁が多孔質又は非多孔質である場合のクロマトグラフィー分離に向かう多重毛細充填物の効率を比較する。

横軸は、マイクロメートルで表した充填物の長さを表す。

縦軸は、理論段数（ＮＰＴ）として表された充填物の効率を表す。

毛細導管の直径は、ガウスの法則に従って分布する。

曲線（ａ）は、非多孔質の壁の平均偏差が０．５μｍの平均１０μｍ周辺のガウス統計法則によるランダムに変化する直径を有する毛細導管からなる充填物を図解する。

曲線（ａ）は、壁が非多孔質であり、したがって毛細導管が互いに独立して挙動するような充填物の効率を示す。この効率は、上昇することにより始まり、次いで、充填物の長さとは独立して限界に向かうように水平になる。この現象は、毛細導管の直径が均一ではないがランダムなガウスの法則に従って分布しているという事実に起因する。

曲線（ｂ）は、５５％の多孔質容積と、２μｍの壁の厚さと、分離される種の分子直径の１０倍の細孔サイズとを有する多孔質の壁を有する同じ束を図解する。

したがって、曲線（ｂ）は、前のものと同じ寸法の充填物の効率を示すが、毛細導管の壁は多孔質であり、隣り合う毛細導管は分子拡散によって連通する。この場合、効率はもはや水平にならないが、直径のガウス分布にもかかわらず充填物の長さに比例して増加する。これらの毛細導管の挙動の不均一性は、毛細導管間の分子拡散によって平準化される。

この現象は、高い効率が要求されるクロマトグラフィー方法に特に関連する。そのような特性は、吸着法又は触媒法には二次的に重要であり、濾過法には無用であることに留意されたい。

図８及び９は、本発明による分子透過性の概念を定義するために考慮される拡散流を記載する。

図８は、前記毛細導管の壁の間で分離される種の所与の濃度差の影響下で、隣り合う毛細導管間のモル拡散流量を説明する。毛細導管１３は、流れの流体力学的条件によって規定される、平均濃度Ｃｅをもたらす濃度プロファイルを有すると仮定される。隣り合う毛細導管はここでは、Ｃｅよりも低い濃度Ｃｓを有すると仮定される。平均モル拡散流量Ｐｈｉｐは、毛細導管１３の周囲を離れて充填物１４を横切る流れ（１５，１５’，１５’’，１５’’’）の合計によって形成される。媒体１４は、有機液体及び移動相の多孔質有機ゲルと、有機ゲルの任意の多孔質支持体とからなる。

図９は、毛細導管と前記毛細導管の壁との間で分離される種の同じ濃度差の影響下で、毛細導管と充填物を構成する固定相との間の平均モル拡散流量Ｐｈｉｃを記載する。毛細導管１３と充填物によって形成された固定相との間のモル拡散流量は、分離される種の同じ濃度差の影響下で、流体を流す空の毛細導管を画定する毛細導管の周囲領域を通して測定される。交換は、毛細導管内の溶出流量の平均濃度Ｃｅに基づいて計算される。毛細導管の周囲は濃度Ｃｓであると仮定される。モル拡散流量は、毛細導管１３の中央領域から充填物１４を通過する流れ（１６，１６’，１６’’，１６’’’）の合計によって形成される。

濃度はｍｏｌ／ｍ^３で表される。

図１２は、オルトシリケート及びシランの共縮合生成物をそのバルクに含む有機ゲルからなる充填物を図解する。これらのシランは、１つ、２つ又は３つのＳｉ−Ｃ又はＳｉ−Ｒ結合を含んでもよい。毛細導管はこの場合、異方性マクロ細孔であり、その方向又は形態は、充填物中の溶出相の軸方向の流れを促進し、充填物に含まれる。Ｒは、プロピル、ブチル、オクチル、オクタデシル基、第一級、第二級、第三級又は第四級アミン、アルコール等のような任意の炭素ラジカルであってもよく、又は、非限定的に、カップリング剤のリストに本明細書で前述したものの中からの単一官能基、二官能基、三官能基シランであってもよい。

図１３は、細孔中に分散された有機粒子又はナノ粒子５１を含む有機又は無機の多孔質の塊５０からなる、本発明による充填物を示す。

図１６は、毛細導管６１，６１’が多孔質のモノリシックな塊６３に含まれるとともに積み重ねられて並置されている、本発明によるクロマトグラフィー用の充填物の代替の主軸に平行な方向に沿った断面図を図解する。この場合、毛細導管は、秩序ある又はランダムな方法で、溶出を透過する材料６２内に開口する。この構造を見るために、これらの毛細導管は、充填物内の流体の流れの方向に平行な平均方向を与えるように、切断され、積み重ねられ、並置された繊維の前駆体に方向性を持たせることができると考えられる。有利には、本発明によれば、毛細導管は、均一な長さ及び直径を有し、可能な限り平行である。

以下に展開された実施例は、本発明によるクロマトグラフィープロセスを適用するための充填物の異なる製造方法を記載する。

実施例１：アニオン交換体内の多重毛細充填物の製造
開始材料は、スズ及びビスマス合金の糸条であり、それぞれ５８質量％、４２質量％の割合である。それは、１５／１００ｍｍの直径を有する。この糸条は、ジビニルベンゼン８質量％と、重合活性化剤（アゾビスイソブチロニトリル）０．４質量％と、１０μｍに粉砕されたガラス粉末（１容積の溶液に対して１容積のガラス粉末）との混合物の薄層で、浸漬により覆われる。これを窒素下７０℃で２４時間置く。糸条は、長さ２００ｍｍの直線セグメントに切断される。次に、それらを、予め準備した長さ１６０ｍｍ及び内径４ｍｍのガラス管に直径約４ｍｍの束として導入する。

次に、ジビニルベンゼン８質量％及び重合活性化剤（ｔ−ブチルヒドロペルオキシド）０．４質量％のスチレンの混合物を、この空の空間を完全に満たすように糸条のセグメント間の隙間を通してガラス管に注入する。混合物を１２０℃で２４時間重合する。

これにより製造された複合材は、その端部が流されたガラス管の両側の糸条のセグメントを前記セグメントに垂直に切断することによって解放される。

糸条セグメントが溶融し、超音波振動によって重力及び加圧空気の循環の作用下で溶融金属の溶融が除去されるまで、複合材をオーブン内で１４５℃にする。

これにより製造されたモノリスは、クロロジメチルエーテル中の１５質量％の四塩化スズを含む溶液の流れに０℃で６時間曝すことによって塩基性イオン交換体に変換される。次に、充填物を、メタノール次いで水で洗浄し、１０時間の間、４０％のトリメチルアミン水溶液の流れの作用により四級化する。次に、中性になるまで充填物を洗浄し、第四級アンモニウムをそのヒドロキシル化形態に変換する。

実施例２：カチオン交換体内の多重毛細充填物の製造
１．２ｍｍの一辺を有する正方形のメッシュに従って分布された０．４５ｍｍの直径の１００本の毛細導管を有する長さ１６０ｍｍのアルファアルミナの多孔質の壁を有するモノリスは、２０μｍの基本直径を有するアルファアルミナ粉末の押し出し及び焼結により製造される。

次に、４９ｇのスチレンと、１ｇのジビニルベンゼンと、２００ｍｇの重合活性化剤（ｔ−ブチルヒドロペルオキシド）と、１５０ｍｌのペンタンとの混合物を壁の多孔性を完全に満たすようにモノリスに注入する。毛細導管のコアは、それに含まれる液相から排出される。ペンタンの大部分を蒸発させるようにモノリスを５０℃にした後すぐに、この蒸発を促進するために真空を適用する。アルミナ粒子の壁を覆う液体フィルムとして堆積されたモノマー及び活性剤の堆積物を、窒素雰囲気下１２０℃で２４時間重合する。

これにより製造されたモノリスは、スルホン化によって酸イオン交換体に変換される。モノリスを、０．１質量％の炭酸銀を含有する濃硫酸の流れで１００℃で３時間処理する。次に、スルホン化された充填物を、低濃度の硫酸で徐々に処理し、最後に蒸留水で処理する。

実施例３：多孔性を有する多重毛細充填物の製造
８ｇのヒドロキシエチルメタクリレートと、３２ｇのジビニルベンゼンと、４４５ｍｇのアゾビスイソブチロニトリルと、６０ｇのドデカノールとを含有する混合物を調製し、その混合物を窒素中で２０分間脱気する。

この混合物を２４時間７０℃にする。混合物が重合する。

これにより製造されたモノリスＡを、ＴＨＦを３０分間浸透させ、オーブン中で９０℃で乾燥することにより洗浄する。

所望の粒径が得られるまでモノリスＡを液体窒素下で粉砕する。

これらの粒子の多孔性は、溶融状態のワックスを撹拌しながら高温条件下で粉末に添加することによって、８０℃で溶融するパラフィンワックスで充填される。

実施例４
１１８℃で融解する質量４８，５２のインジウム及びスズの混合物の糸条は、直径０．２５ｍｍで製造される。

糸条は、５０μｍに粉砕して、実施例３で得られたモノリスＡの粒子の単層のＰＶＡ（ポリビニルアルコール）の水溶液を用いて、その表面を接着結合により被覆した。この糸条を、長さ１２ｃｍの直線セグメントに切断し、予め準備した長さ１００ｍｍ及び内径４ｍｍのガラス管内に、直径約４ｍｍの束に組み立てる。

並行して、８ｇのヒドロキシエチルメタクリレートと、３２ｇのジビニルベンゼンと、４４５ｍｇのアゾビスイソブチロニトリルと、６０ｇのドデカノールとを含有する混合物を調製し、その混合物を窒素中で２０分間脱気する。

先に調製した束をこの混合物で充填し、２４時間７０℃にする。混合物が重合する。

これにより製造された複合材は、その端部が流されたガラス管の両側の糸条のセグメントを前記セグメントに垂直に切断することによって解放される。

糸条セグメントが溶融し、超音波振動によって重力によって及び加圧空気のわずかな循環の作用下で溶融金属の溶融が容易に除去されるまで、複合材をオーブン内で１２５℃にする。

これにより製造されたモノリスを、ｎ−オクタンの流れで１２０℃で３０分間、次いでＴＨＦ（テトラヒドロフラン）で室温で３０分間洗浄する。

実施例５：多孔性を有する多重毛細充填物の製造
８ｇのヒドロキシエチルメタクリレートと、３２ｇのジビニルベンゼンと、４４５ｍｇのアゾビスイソブチロニトリルと、６０ｇのドデカノールとを含有する混合物を調製し、その混合物を窒素中で２０分間脱気する。

この混合物を２４時間内で７０℃にする。混合物が重合する。

これにより製造されたモノリスＢを、ＴＨＦを３０分間浸透させ、オーブン中で９０℃で乾燥することにより洗浄する。

モノリスＢを、５０μｍの粒径が得られるまで液体窒素中で粉砕する。

これらの粒子の多孔性は、溶融状態のワックスを撹拌しながら高温条件下で粉末に添加することによって、８０℃で溶融するパラフィンワックスで充填される。

直径０．２５ｍｍのポリジオキサノンの糸条が製造される。

その糸条は、予め５０μｍに粉砕されたモノリスＢの粒子の薄層を堆積させた水性ポリビニルアルコールの溶液を用いた浸漬及び接着により被覆される。次に、糸条を、１２０ｍｍの長さに切断し、予め準備した長さ１００ｍｍ及び内径４ｍｍのガラス管内で直径約４ｍｍの束に組み立てる。

並行して、８ｇのヒドロキシエチルメタクリレートと、３２ｇのジビニルベンゼンと、８９０ｍｇのアゾビスイソブチロニトリルと、６０ｇのドデカノールとを含有する混合物を調製し、その混合物を窒素中で２０分間脱気する。

先に調製した束をこの混合物で充填し、２４時間７０℃にする。混合物が重合する。

これにより製造された複合材は、その端部が流されたガラス管の両側の糸条のセグメントを前記セグメントに垂直に切断することによって解放される。

これにより製造されたモノリスを、ｎ−オクタンの流れで１２０℃で３０分間、次いでＴＨＦ（テトラヒドロフラン）で室温で３０分間洗浄する。

ポリジオキサノンの糸条は、充填物を１時間浸透したソーダＮと共に９０℃で溶解され、次いで、充填物を中性になるまで蒸留水で洗浄し、１０５℃で乾燥する。

モノリスは、ワックス残渣及び軽質有機材料が溶融及び揮発するまで、１２５℃の広範な真空にオーブン中で曝される。

実施例６：架橋されたアガロース内の多重毛細充填物の製造
８ｇのヒドロキシエチルメタクリレートと、３２ｇのジビニルベンゼンと、４４５ｍｇのアゾビスイソブチロニトリルと、６０ｇのドデカノールとを含有する混合物を調製し、その混合物を窒素中で２０分間脱気する。

この混合物を２４時間７０℃にする。混合物が重合する。

これにより製造されたモノリスＣを、ＴＨＦを３０分間浸透させ、オーブン中で９０℃で乾燥することにより洗浄する。

モノリスＣを、５０μｍの粒径が得られるまで液体窒素中で粉砕する。

これらの粒子の多孔性は、溶融状態のワックスを撹拌しながら高温条件下で粉末に添加することによって、８０℃で溶融するパラフィンワックスで充填される。

直径０．２５ｍｍのポリジオキサノンの糸条が製造される。

その糸条は、予め５０μｍに粉砕されたモノリスＣの粒子の薄層で、浸漬により被覆される。次に、糸条を、１２０ｍｍの長さに切断し、予め準備した長さ１００ｍｍ及び内径４ｍｍのガラス管内で直径約４ｍｍの束に組み立てる。

並行して、８ｇのヒドロキシエチルメタクリレートと、３２ｇのジビニルベンゼンと、４４５ｍｇのアゾビスイソブチロニトリルと、６０ｇのドデカノールとを含有する混合物を調製し、その混合物を窒素中で２０分間脱気する。

先に調製した束をこの混合物で充填し、２４時間７０℃にする。混合物が重合する。

これにより製造された複合材は、その端部が流されたガラス管の両側の糸条のセグメントを前記セグメントに垂直に切断することによって解放される。

これにより製造されたモノリスを、ｎ−オクタンの流れで１２０℃で３０分間、次いでＴＨＦ（テトラヒドロフラン）で室温で３０分間洗浄する。

ポリジオキサノンの糸条は、充填物を１時間浸透したソーダＮと共に９０℃で溶解され、次いで、充填物を中性になるまで蒸留水で洗浄し、１０５℃で乾燥する。

モノリスは、ワックス残渣及び軽質有機材料が溶融及び揮発するまで、１２５℃の広範な真空にオーブン中で曝される。１デシリットルのアガロースの糸条を、９５℃で１デシリットルの脱塩水に溶解する。

モノリスの多孔性は、毛細導管のコアを９５℃で浸漬し排水し、次いで冷却することによって、この溶液で含浸される。

吸蔵及びゲル化されたアガロースを蒸留水で洗浄する。

２ｍｌのエピクロロヒドリン及び０．５ｇのＮａＢＨ_４を含有する１ＮのＮａＯＨ溶液を１デシリットル調製する。モノリスの毛細導管はこれで充填される。

アセンブリを１時間６０℃にする。

得られた架橋されたゲルを中性になるまで熱水で洗浄する。

実施例７：架橋されたアガロース内の多重毛細充填物の製造
１．２ｍｍの一辺を有する正方形のメッシュに従って分布された０．４５ｍｍの直径の１００本の毛細導管を有する長さ３００ｍｍのアルファアルミナの多孔質の壁を有するモノリスは、２０μｍの基本直径を有するアルファアルミナ粉末の押し出し及び焼結により製造される。

１デシリットルのアガロースの糸条を、９５℃で１デシリットルの脱塩水に溶解する。

モノリスの多孔性は、毛細導管のコアを９５℃で浸漬し排水し、次いで冷却することによって、この溶液で含浸される。

吸蔵及びゲル化されたアガロースを蒸留水で洗浄する。

１ｍｌのエピクロロヒドリン及び０．２５ｇのＮａＢＨ_４を含有する１ＮのＮａＯＨ溶液を１デシリットル調製する。モノリスの毛細導管はこれで充填される。

アセンブリを１時間６０℃にする。

得られた架橋されたゲルを中性になるまで熱水で洗浄する。

実施例８：架橋されたアガロース内の多重毛細充填物の製造
１．２ｍｍの一辺を有する正方形のメッシュに従って分布された０．４５ｍｍの直径の１００本の毛細導管を有する長さ１５０ｍｍのパイレックス（登録商標）ガラスの多孔質の壁を有するモノリスは、２０μｍの基本直径を有するパイレックス（登録商標）ガラス粉末の押し出し及び焼結により製造される。

１デシリットルのアガロースの糸条を、９５℃で１デシリットルの脱塩水に溶解する。

モノリスの多孔性は、毛細導管を９５℃で浸漬し排水し、次いで冷却することによって、この溶液で含浸される。

吸蔵及びゲル化されたアガロースを蒸留水で洗浄する。

２０ｍｌのエピクロロヒドリン及び５ｇのＮａＢＨ_４を含有する１ＮのＮａＯＨ溶液を１デシリットル調製する。モノリスの毛細導管はこれで充填される。

その全体を１時間６０℃にする。

得られた架橋されたゲルを中性になるまで熱水で洗浄する。

２ＮのＮａＯＨ及び０．２５ｇのＮａＢＨ_４を５０ｍｌ調製する。モノリスをこの溶液で含浸させ、１２０℃で１時間加圧処理する。

ゲルを、０．５％の高温のＮａＢＨ_４を含む１ＮのＮａＯＨで洗浄し、次いで冷却する。

モノリスは、酢酸及び酢酸ナトリウムの溶液を用いてｐＨ４に緩衝された氷浴に迅速に移される。

モノリスを、高温の蒸留水を循環させることによって洗浄し、次いで凍結する。

実施例９：架橋され官能基化されたアガロース内の多重毛細充填物の製造
１．２ｍｍの一辺を有する正方形のメッシュに従って分布された０．４５ｍｍの直径の１００本の毛細導管を有する長さ１５０ｍｍのアルファアルミナの多孔質の壁を有するモノリスは、２０μｍの基本直径を有するアルファアルミナ粉末の押し出し及び焼結により製造される。

１リットルのアガロースの糸条を、９５℃で１リットルの脱塩水に溶解する。

モノリスの多孔性は、毛細導管を９５℃で浸漬し排水し、次いで冷却することによって、この溶液で含浸される。

吸蔵及びゲル化されたアガロースを蒸留水で洗浄する。

１ｍｌのエピクロロヒドリン及び０．２５ｇのＮａＢＨ_４を含有する１ＮのＮａＯＨ溶液を１デシリットル調製する。モノリスの毛細導管はこれで充填される。

その全体を１時間６０℃にする。

得られた架橋されたゲルを中性になるまで熱水で洗浄する。

２ＮのＮａＯＨ及び０．２５ｇのＮａＢＨ_４を５０ｍｌ調製する。モノリスをこの溶液で含浸させ、１２０℃で１時間加圧処理する。

ゲルを、０．５％の高温のＮａＢＨ_４を含む１ＮのＮａＯＨで洗浄し、次いで冷却する。

モノリスは、酢酸及び酢酸ナトリウムの溶液を用いてｐＨ４に緩衝された氷浴に迅速に移される。

モノリスを、高温の蒸留水を循環させることによって洗浄し、次いで凍結する。

モノリスを凍結乾燥させ、乾燥ゲルを等容積のピリジン及び酢酸の混合物６０ｍｌで処理する。アセチル化は、混合物を毛細導管に通して循環させることにより６０℃で７５分間４ｍｌの塩化アセチルを添加することによって行う。

モノリスを１００ｍｌの乾燥ジオキサン内に移す。混合物を毛細導管に通して循環させることにより、１ｇのＬｉＡｌＨ_４を媒体に添加する。温度を８０℃までゆっくり上昇させ、２時間維持する。

酢酸エチルを加え、次いで水を加えることにより、反応を停止する。

モノリスを氷浴内で冷却する。塩酸１Ｍを毛細導管に通して循環させる。モノリスを０．１ＭのＨＣｌで、次に水で簡単に洗浄する。

脱アセチル化を、０．１％のＮａＢＨ_４を含むＭのＮａＯＨで８０℃で１５分間行う。

実施例１０：中空ポリプロピレン繊維を浸漬することによるポリマーゲル内の多重毛細充填物の製造
内径８ｍｍのガラス管内に、外径３００μｍ、内径２４０μｍ、長さ３００ｍｍ、円筒形状のポリプロピレン製ＣＥＬＧＡＲＤ Ｘ３０−２４０の５００本の微多孔質繊維を近接して整列させる。

１６ｇのヒドロキシエチルメタクリレートと、６４ｇのジビニルベンゼンと、８９０ｍｇのアゾビスイソブチロニトリルと、１２０ｇのドデカノールとを含有する混合物を調製し、それを窒素下で２０分間脱気する。

中空繊維の束の壁、内腔及び隙間を、真空に浸漬した後、大気圧に戻し、繊維の内腔を排出することによって、この混合物で含浸させる。

その束を２４時間７０℃にする。混合物が重合する。

混合物は、これらの条件下で繊維の多孔質の壁内でゲル化する。

これにより製造されたモノリスを、ＴＨＦで３０分間洗浄し、次いで、７０℃で乾燥空気の流れの下で乾燥する。

実施例１１：成形によるポリマーゲル内の多重毛細充填物の製造
０．８ｇ／１０分のＭＩを有するポリプロピレン２部及びテトラヒドロナフタレン１．５部を、約１６０℃の温度で均質な混合物に混合し、１４０℃で冷却した後、８質量％のジビニルベンゼンを含むスチレン１部に混合する。重合禁止剤として０．５質量％のｐ−メトキシフェノールを、重合開始剤として０．１質量％のジ−ｔ−ブチルヒドロペルオキシドを混合物に添加する。混合を５分間続ける。次いで、混合物を加圧反応器中で１８０℃で８時間重合させる。

得られたポリマーを、幅０．４ｍｍ及び深さ０．４ｍｍの１００本の等距離の溝を含む幅５０ｍｍ及び厚さ０．５ｍｍのシートに押し出した。

得られたシートを２５０ｍｍの長さのシートに切断する。これらのシート中に存在する溶媒を沸騰メタノールで抽出する。

次に、１００枚のシートをその長さに従って、クロマトグラフィー用の充填物を構成する正方形の束に積み重ねる。

実施例１２：コロイダルシリカを支持する多重毛細充填物の製造
モノリスは、実施例５で与えられた手順に従って得られる。

このゾルを浸透させ、次いでそれを繊維の内腔から排出することによって、３０％の乾燥材料を有するシリカゾルＬｕｄｏｘ ＳＭ３０の溶液をモノリスの多孔性に含浸させる。

シリカゾルは、乾燥空気を８０℃で循環させることによってその場で乾燥させる。

実施例１３：セルロース内の多重毛細充填物の製造
１．２ｍｍの一辺を有する正方形のメッシュに従って分布された０．４５ｍｍの直径の１００本の毛細導管を有する長さ３００ｍｍのアルファアルミナの多孔質の壁を有するモノリスは、２０μｍの基本直径を有するアルファアルミナ粉末の押し出し及び焼結により製造される。

薄層（銘柄 シグマ アルドリッチ）上のクロマトグラフィー用のセルロース１５０ｇを、１μｍの粒子直径に粉砕する。

得られた粉末を、約１ポアズイユの粘度を有する濃厚懸濁液が得られるまで、０．３５μｍの粒子サイズ及び５質量％の濃度を有する水性コロイド状ポリスチレン（銘柄 ポリサイエンス社）５０ｍｌに徐々に加える。

得られた懸濁液を、壁の多孔性を満たすように毛細導管を介してモノリス内に注入し、毛細導管から、毛細導管が含む懸濁液を排出する。

モノリスをオーブン内で８０℃で乾燥する。

実施例１４：有機液体固定相を有する多重毛細充填物の製造
モノリスは、実施例５で与えられた手順に従って得られる。

充填物は、酢酸シクロヘキシル内に浸漬された後に毛細導管の内腔から排液されることによって含浸される。

実施例１５：中空プロピレン繊維を有機液体内に浸漬することによる多重毛細充填物の製造
内径８ｍｍのガラス管内に、外径３００μｍ、内径２４０μｍ、長さ３００ｍｍ、円筒形状のポリプロピレン製ＣＥＬＧＡＲＤ Ｘ３０−２４０の５００本の微多孔質繊維を近接して整列させる。

中空繊維間の中空繊維の束の壁、内腔及び隙間に、真空中の全浸漬によって酢酸シクロヘキシルを含浸させ、次いで大気圧に戻した後に繊維の内腔を排液する。

個々の中空繊維間の隙間は酢酸シクロヘキシルで充填される。

実施例１６：有機液体固定相を有する多重毛細充填物の製造
１．２ｍｍの一辺を有する正方形のメッシュに従って分布された０．４５ｍｍの直径の１００本の毛細導管を有する長さ３００ｍｍのパイレックス（登録商標）ガラスの多孔質の壁を有するモノリスは、２０μｍの基本直径を有するパイレックス（登録商標）ガラス粉末の押し出し及び焼結により製造される。

充填物をヘキサメチルジシラザンに浸漬し、ガラスの表面を疎水化するように密閉容器内で圧力をかけて１４０℃にする。

充填物は、酢酸シクロヘキシル内に浸漬された後に毛細導管の内腔から排液されることによって含浸される。

実施例１７：セファロース内の多重毛細充填物の製造
１．２ｍｍの一辺を有する正方形のメッシュに従って分布された０．４５ｍｍの直径の１００本の毛細導管を有する長さ３００ｍｍのアルファアルミナの多孔質の壁を有するモノリスは、２０μｍの基本直径を有するアルファアルミナ粉末の押し出し及び焼結により製造される。

１５０ｇのセファロース（ＧＥヘルスケア）を液体窒素中で１μｍの粒子直径に粉砕する。得られた粉末を、約１ポアズイユの粘度を有する濃厚懸濁液が得られるまで、０．８０μｍの粒子サイズ及び５質量％の濃度を有する水性コロイド状ポリスチレン（銘柄 ポリサイエンス社）５０ｍｌに徐々に加える。

得られた懸濁液を、壁の多孔性を満たすように毛細導管を介してモノリス内に注入し、毛細導管から、毛細導管が含む懸濁液を排出する。

モノリスをオーブン内で８０℃で乾燥する。

実施例１８
８ｇのエチルスチレンと、３２ｇのジビニルベンゼンと、４４５ｍｇのアゾビスイソブチロニトリルと、１２０ｇのドデカノールとを含有する混合物を調製し、その混合物を窒素中で２０分間脱気する。

この混合物を２４時間７０℃にする。混合物が重合する。

これにより製造されたモノリスＡを、ＴＨＦを３０分間浸透させることにより洗浄し、オーブン中で９０℃で乾燥する。

モノリスＡを、２５μｍの粒径が得られるまで液体窒素中で粉砕する。

これらの粒子の多孔性は、溶融状態のワックスを撹拌しながら高温条件下で粉末に添加することによって、８０℃で溶融するパラフィンワックスで充填される。

０．０５ｍｍの直径を有するポリジオキサノンの糸条が製造される。

その糸条は、予め２５μｍに粉砕されたモノリスＢの粒子の薄層を堆積させた水性ポリビニルアルコールの溶液を用いた浸漬及び接着により被覆される。次に、糸条を、１２０ｍｍの長さに切断し、予め準備した長さ７５ｍｍ、外径６．３５ｍｍ及び内径４ｍｍのガラス管内で直径約４ｍｍの束に組み立てる。

並行して、８ｇのエチルスチレンと、３２ｇのジビニルベンゼンと、８９０ｍｇのアゾビスイソブチロニトリルと、１２０ｇのドデカノールとを含有する混合物を調製し、その混合物を窒素中で２０分間脱気する。

先に調製した束をこの混合物で充填し、２４時間７０℃にする。混合物が重合する。

これにより製造された複合材は、その端部が流されたガラス管の両側の糸条のセグメントを前記セグメントに垂直に切断することによって解放される。

これにより製造されたモノリスを、ｎ−オクタンの流れで１２０℃で３０分間、次いでＴＨＦ（テトラヒドロフラン）で室温で３０分間洗浄する。

ポリジオキサノンの糸条は、充填物を１時間浸透したソーダＮと共に９０℃で溶解され、次いで、充填物を中性になるまで蒸留水で洗浄し、１０５℃で乾燥する。モノリスは、ワックス残渣及び軽質有機材料が溶融及び揮発するまで、１２５℃の広範な真空にオーブン中で曝される。

これにより製造されたモノリスは、５００ｇ／ｍｏｌ〜５０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有する分子の液体クロマトグラフィーに直接使用することができる。

実施例１９
モノリスは、実施例１８に記載された手順に従って調製される。

図３１は、このモノリスで生成されたクロマトグラムを示す。
その条件は以下のとおりである。
・クロマトグラフＡｇｉｌｅｎｔ １１００，可変波長のＵＶ検出器
・溶媒Ａ 水／アセトニトリル ９５／５（ｖ／ｖ）＋０．１％のトリフルオロ酢酸
・溶媒Ｂ 水／アセトニトリル ５／９５（ｖ／ｖ）＋０．１％のトリフルオロ酢酸
・勾配モード １−６５％ Ｂ ６０分以内
・室温
・流量：０．０１２ｍｌ／分
・検出波長：２３５ｎｍ
分離された種は、アンジオテンシンＩＩ（１）及びリゾチーム（２）である。

横軸は分単位の時間であり、縦軸は検出器の応答である。

例示的な実施例２０
モノリスのチャネルの予備成形品、それぞれ５０、６０及び７０μｍの直径を有するナイロン６６の糸条の３つの族からなる束を製造することによって作られる。

この束を、図３０に示すタイプの支持装置を用いて、１２０μｍのピッチの正方形のメッシュに従って分布した側に１２本の糸条を有する正方形の束にする。

３つの族の糸条は、配列５０／６０／７０／６０／５０／６０／７０／６０５０／６０／７０／６０に従って同じ直径の１２本の糸条の連続する層に交互に配置される。

束は、７５ｍｍの長さにされる。

次に、針の束を、２０×１０×７５ｍｍのＰＴＦＥ（デュポン社によって所有される銘柄 テフロン（登録商標））のシートの平らな蓋を有する、２０×１０×７５ｍｍのステンレス鋼３１６Ｌのシートに掘られた１．５ｍｍの一辺及び７５ｍｍの長さの正方形のハウジング内に挿入する。

６ｎｍの細孔径サイズのクロマトグラフィー用シリカゲル（シリサイクル）２００ｇを平均粒径約３μｍに粉砕する。

この粉末を、５０％の乾燥材量及び２０ｎｍの粒子サイズを有する、グレースからの２００ｍｌのシリカゾルＴＭ５０と、３００ｍｌの脱塩水との混合物５００ｍｌに徐々に懸濁させる。

ステンレス鋼製のハウジング内のナイロン針の束にこの混合物を含浸させる。液体は束の全体を満たすはずであり、その中に浸されていなければならない。

両方の部分、ステンレス鋼及びテフロン（登録商標）は、互いにねじ止めされる。

この混合物を、ゾルが完全にゲル化するまで、湿った飽和雰囲気下で９０℃に維持する。

束を保持している上部のＰＴＦＥ蓋をゲルから取り出し、ゲルの端を取り除き、そのステンレス鋼製のハウジング内の束の温度を、５℃／分で９５℃までオーブン内で徐々に上昇させる。

そのステンレス鋼製のハウジング内の乾燥束の温度を、大気下のオーブン内で１℃／分で５５０℃まで徐々に上昇させる。乾燥束は、この温度で５時間維持される。

２０×１０×７５ｍｍのステンレス鋼３１６Ｌのシートで製造された蓋は、ＰＴＦＥ半殻の代わりに充填物を閉じるために交換される。

モノリスを、解放した毛細導管に浸透させた脱イオン水で洗浄し、１０５℃で２時間乾燥させる。

エンドピース（図２２，２３）をカラムに取り付け（図２４）、全体が二成分エポキシ接着剤のフィルムでシールされる。カラムはクロマトグラフに接続される。

窒素での吸着によるこのモノリスのケイ素材料の特徴は、メソ細孔のメジアン径が８ｎｍであり、多孔質容積率が５５％であることを示す。

図３２及び３３は、このモノリスによって得られたクロマトグラムを示す。
その条件は以下のとおりである。
・クロマトグラフＡｇｉｌｅｎｔ １１００，ダイオード配列を有する検出器
・アイソクラチックモード
・溶媒 １００％の水
・室温
・流量：０．０１ｍｌ／分
・検出波長：２３５ｎｍ

横軸は分単位の時間であり、縦軸は検出器の応答である。

図３２：０．１Ｎに希釈された酢酸のトレース

図３３：１００ｎｍの直径を有するポリスチレンラテックス小球体（アプライド フィジックス ＡＰ３１００Ａ）、１０００ｐｐｍの乾燥材量を有する溶液のトレース

チャネル間での酢酸の拡散はクロマトグラフ応答を単一のピークにさせることに留意されたい。逆に、ポリスチレン粒子の直径は、拡散現象の発生を防止し、チャネルの各族は、それ自身の溶出ピークを生じる。後者の場合、各ピークを単一の種と関連付けることはもはや不可能である。

例示的な実施例２１
モノリスのチャネルの予備成形品は、直径５０μｍのポリジオキサノンの糸条からなる束を製造することによって作られる。

束は、図２７から２９に示されるタイプの支持装置によって、１００μｍのピッチの正方形のメッシュに従って分布された側に１０本の糸条を有する正方形の束として作られる。穿孔されたスクリーンは、１５０μｍの厚さを有するステンレス鋼のシート内に５５μｍの穿孔をレーザー穿孔することによって製造される。

束は７５ｍｍの長さで作られる。

次に、針の束を、２０×１０×７５ｍｍのステンレス鋼３１６Ｌのシートに掘られた１．０ｍｍの幅、２ｍｍの深さ及び７５ｍｍの長さの正方形のハウジング内に挿入する（図１７及び１８）。２０×１０×７５ｍｍのステンレス鋼のシートの平らな蓋（図１９及び２０）を調製する。

浸食された２５ｍｌの首を有する三角フラスコ内で、２００ｇの分子量を有するポリエチレングリコール７ｇと、２，２，２−トリ−（２，３−エポキシプロピル）−イソシアヌレート０．３７ｇと、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン１．６ｇとを、加熱されたマグネチックスターラーで溶解するまで、攪拌しながらを混合する。

その後、混合物を、５０μの糸条の束を含む先のステンレス鋼ベースのハウジングに注入し、モノリスのチャネルを画定するように蓋を置く。重合させるために、全体を２０時間８０℃にする。

得られたバーを水及びメタノールで洗浄し、次いで、糸条が溶解するまで２４時間９０℃でソーダＮで浸透するように設定される。

水で中性になるまで洗浄した後、充填物を真空オーブン内で乾燥する。

エンドピース（図２２，２３）をカラムに取り付け（図２４）、全体が二成分エポキシ接着剤のフィルムでシールされる。カラムはクロマトグラフに接続される。

図３４は、このモノリスで生成されたクロマトグラムを図解する。
その条件は以下のとおりである。
・溶媒Ａ 水／アセトニトリル ６０／４０（１００ｍｌ／１００ｍｌ）＋２０ｍＭのｐＨ７でのリン酸緩衝液
・室温
・流量：０．０１ｍｌ／分
・検出波長：２１０ｎｍ
分離された種は、ウラシル（１）、ベンゼン（２）及びヘキシルベンゼン（３）である。

横軸は分単位の時間であり、縦軸は検出器の応答である。

図１７から２４は、多重毛細クロマトグラフィーのカラムの構造の図を示す。

図１７〜１８及び１９〜２０はそれぞれ、カラムの本体を形成する２つの要素、すなわち下部ブロック９０及び上部ブロック９１を示す。下部ブロック９０には、ハウジング又は矩形断面チャネル９３が掘られている。このハウジングは、モノリスを受け取り、成形する。有利には、モノリスｙの合成がその中で行われる。図１７は部分９０の側面図であり、図１８は、その断面に沿ったその図である。Ｌはその部分の長さを表す。その部分には、その組み立てを可能にするタップ付き穿孔が設けられている。

図１９は、上部ブロック９１のその断面に沿った図であり、図２０はその側面図である。部分９１は、チャネル９３に嵌合することを意図した雄部分９４を含む。

図２１は、嵌合する部分９０，９１の断面図を示す。それらの嵌合は、モノリスを収容する自由なチャネル９５を生成する。

図２２及び２３はそれぞれ、流体へ接続させるカラムの端部ピース部品９２の側面図及び正面図を示す。部品９２は、環状空間１２９を介して焼結フィルタ１３０まで移動相をもたらすか又は排出する可能性を与える、シール可能に接合又は接着結合されたチューブ１２１を含む。焼結フィルタは、環状空間１２８内に収容される。穿孔１２７は、カラムを組み立てる可能性を与える。

図２４は、要素９０，９１及び９２の最終アセンブリの幾何学的形状を概略的に図解する。全体のシールは、二成分接着剤のフィルムでそれを覆うことによって単純に製造することができる。

以下の表は、ある実施例において、図１７〜２４に図解された寸法を説明する。

図２５及び２６は、モノリスの毛細導管の前駆体糸条１５２を組み立てる方法を示す。シート１５０には、規則的な穴１５１が穿孔されている。ステンレス鋼板、真ちゅう又はポリマーシートのレーザー穿孔によって、数十マイクロメートルのオーダーの非常に細い穿孔を生成することができる。糸条１５２は、平行な糸条の束を生成するように、長さＬだけ間隔を置いて配置された２つの対称に対向するプレート１５０の穿孔間を通過する。その後、糸条は、接着剤の滴を用いてシート１５０に接合又は接着してもよい。

図２７は、部分９０における糸条１５２の束の組み立てを概略的に示す。シート１５０によって制限された糸条１５２の束は、チャネル９３の底部におけるわずかな張力下で挿入される。シート１５０は、両端で一時的なシールを達成する。束は、固定相で充填され、続いて任意の適切な手段によって熱分解、溶解、溶融または除去されてもよい。

図２８は、３つの異なる直径を有する穴１５３，１５４，１５５が層に分布されている穿孔されたシート１５０を図解する。これにより、３つの異なる直径を有する糸条が交互の層に位置する束を得ることが可能となる。

図２９及び３０は、溶出した分子が隣り合う毛細導管間を拡散させる細孔の直径の半分より小さい分子直径を有する場合（点線の曲線）、及び、細孔の直径の半分より大きいその分子の直径がこれを可能にしない場合（実線の曲線）の同じカラムのクロマトグラフィー応答を図解する。横軸は時間であり、縦軸は検出器の応答である。

図２９の場合、カラムは、重ねられた層に配置された異なる直径を有する３つの族の毛細導管を含む。そのようなレイアウトの例が、図２８の断面として図解されている。

拡散が起こるとき、単一のピーク（点線の曲線）が３つの族の毛細導管の相互作用から生じることが確認される。拡散を防止すると、同じ化合物に対して３つのピーク（実線の曲線）が生成され、クロマトグラムの読み取りを不可能にする。

図３０の場合、カラムは、標準偏差が毛細導管の平均直径の５％に相当するガウス法則に従って直径がランダムに分布する毛細導管を含む。

拡散が起こると（点線の曲線）、カラムの理論段数は１７８であることが確認される。拡散が防止されると（実線の曲線）、カラムの理論段数はもはや５０に過ぎず、これはカラムの性能が著しく低下していることを示している。

［１］「水に特異的な透過計を用いて測定した不飽和ポリエステル樹脂フィルムの水拡散及び透過係数：瞬間的な透過率の分析」、Ｓ． Ｍａｒａｉｓ， Ｍ． Ｍｅｔａｙｅｒ， Ｍ． Ｌａｂｂｅ， Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、 １９９９年１２月、 ７４巻、１４版、３３８０〜３３９６頁
［２］Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｅｓ ｅｎ ｐｈａｓｅｓ ｌｉｑｕｉｄｅ ｅｔ ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｑｕｅ （ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｅｓ ｉｎ ｌｉｑｕｉｄ ａｎｄ ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ｐｈａｓｅｓ）， Ｒ． Ｒｏｓｓｅｔ， Ｍ． Ｃａｕｄｅ， Ａ． Ｊａｒｄｙ， ＭＡＳＳＯＮ ３ｒｄ ｅｄｉｔｉｏｎ， １９９１年
［３］拡散セル法による多孔質媒体中の有効拡散率の測定。Ｉｎ−Ｓｏｏ Ｐａｒｋ， Ｄｕｏｎｇ Ｄ． Ｄｏ， Ｃａｔａｌｙｓｉｓ Ｒｅｖｉｅｗ： Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， １９９６年、３８巻、２版、１８９〜２４７頁
［４］米国特許第８４０４３４６号明細書

Claims (32)

1. 分離される種を含む気相、液相、又は超臨界移動相が充填物を通るように循環される、クロマトグラフィー方法であって、
   前記充填物は、
   前記充填物内において、前記移動相が前記充填物内に浸透する、いわゆる上流面と、前記移動相が前記充填物から出る、いわゆる下流面との間を延びる複数の毛細導管と、
   前記毛細導管間を延びる分子拡散を透過する連続媒体であって、多孔質の有機ゲル又は有機液体を含み、分離される少なくとも１つの種の分子の直径の２倍よりも大きいサイズの接続された細孔網を含み、前記毛細導管間に前記少なくとも１つの種の拡散通路を提供するように前記毛細導管上で開口する連続媒体と
   を備える、クロマトグラフィー方法。
2. 前記毛細導管の壁の間の前記種の所与の濃度差の影響下で、隣り合う毛細導管間で分離される種の拡散の平均モル流量は、導管と、前記毛細導管によって運搬される流体及び前記毛細導管の壁間で分離される種の同じ濃度差の影響下で前記充填物を構成する固定相との間の前記種の拡散の平均モル流量の０．０１倍より大きい、請求項１に記載のクロマトグラフィー方法。
3. 分離される種に向かう前記連続媒体の透過率は、５０００バーラーより大きい、すなわち５×１０^−７（ｃｍ^３Ｏ_２ｃｍ）／（ｃｍ^２ｓ ｃｍ Ｈｇ）より大きい、請求項１または２に記載のクロマトグラフィー方法。
4. 前記充填物の前記毛細導管の直径は５００μｍ以下であり、好ましくは１５０μｍ以下であり、さらにより好ましくは５０μｍ以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のクロマトグラフィー方法。
5. 前記連続媒体は有機ゲルで形成され、
   前記有機ゲルは、
   （ａ）スチレン及びジビニルベンゼンのコポリマー
   （ｂ）ポリメチルメタクリレート
   （ｃ）ヒドロキシエチルメタクリレート及びジビニルベンゼンのコポリマー
   の中から選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のクロマトグラフィー方法。
6. 前記連続媒体は有機ゲルで形成され、前記有機ゲルはポリホロシドである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のクロマトグラフィー方法。
7. 前記連続媒体は、前記接続された細孔網内を延びる有機液体で形成され、
   前記有機液体は、
   （ａ）脂肪族炭化水素又は芳香族炭化水素
   （ｂ）脂肪族アルコール又は芳香族アルコール
   （ｃ）脂肪族ケトン又は芳香族ケトン
   （ｄ）脂肪族アミン又は芳香族アミン
   （ｄ）ハロゲン化有機化合物
   の中から選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のクロマトグラフィー方法。
8. 前記充填物は、前記毛細導管を通って延びる分子拡散を透過する有機ゲルのモノリスを備え、前記接続された細孔網は前記有機ゲル内部を延びる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のクロマトグラフィー方法。
9. 前記充填物は、前記接続された細孔網を含む化学的に不活性な多孔質材料のモノリスを備え、前記細孔は、前記有機ゲル又は分子拡散を透過する前記有機液体で充填されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のクロマトグラフィー方法。
10. 前記充填物は、前記接続された細孔網を含む化学的に不活性な多孔質材料のモノリスを備え、前記細孔の表面は、選択された厚さを超える分子拡散を透過する有機ゲルで覆われて、前記接続された細孔網内に前記移動相の拡散用の自由空間を残し、前記有機ゲルは、前記毛細導管間に細孔の連続網を形成する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のクロマトグラフィー方法。
11. 前記モノリスの前記化学的に不活性な材料は、シリカ、アルミナ、又はシリカ及びアルミナの組合せから選択される、請求項９または１０に記載のクロマトグラフィー方法。
12. 前記充填物は多孔質の繊維の積み重ねを備え、各繊維は、前記充填物の毛細導管を形成する内腔と、接続された細孔網を備える壁とを備え、前記繊維は、多孔質の有機ゲル、又は、分子拡散を透過する有機液体と連続して作られる、請求項１〜７のいずれか一項に記載のクロマトグラフィー方法。
13. 各繊維の前記壁は、分子拡散を透過する前記有機ゲルで形成される、請求項１２に記載のクロマトグラフィー方法。
14. 各繊維の前記壁の前記細孔は、多孔質の有機ゲル、又は、分子拡散を透過する有機液体で充填されている、請求項１２に記載のクロマトグラフィー方法。
15. 各繊維の前記壁の前記細孔の表面は、選択された厚さを超える分子拡散を透過する有機ゲルで覆われて、前記接続された細孔網内に前記移動相の拡散用の自由空間を残し、前記有機ゲルは、前記壁内部に細孔の連続網を形成する、請求項１２に記載のクロマトグラフィー方法。
16. 分子拡散を透過する前記有機ゲルは前記クロマトグラフィーの固定相を形成する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のクロマトグラフィー方法。
17. 前記有機ゲルは、前記クロマトグラフィーの固定相を形成する第三者の個体本体を含む細孔を有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のクロマトグラフィー方法。
18. 請求項８〜１１のいずれか一項に記載のクロマトグラフィー方法を適用するための充填物を製造する方法であって、
    −前記毛細導管のいわゆる前駆体糸条の束を準備するステップと、
    −モノリスを形成するように、前記前駆体糸条又は前記毛細導管の周りに多孔質のマトリクスを形成するステップと、
    −前記毛細導管を形成するように前記前駆体糸条を取り除くステップと
    を備える方法。
19. 前記マトリクスは有機ゲルである、請求項１８に記載の方法。
20. 前記マトリクスは化学的に不活性な材料を備え、前記マトリクスには有機ゲルが装填されている、請求項１８に記載の方法。
21. 前記毛細導管の前記前駆体糸条は、前記マトリクスの劣化温度未満の温度で溶融可能な糸条であり、前記前駆体糸条を取り除くステップは、前記充填物から前記前駆体糸条を溶融して排出することを備える、請求項１９〜２０のいずれか一項に記載の方法。
22. 前記溶融可能な糸条は、インジウム、ビスマス、スズ、ガリウム、銀、又は、それらの金属と、鉛、水銀及びカドミウム以外の他の金属との合金の１つを備える、請求項２１に記載の方法。
23. 請求項１２、１４又は１５のいずれか一項に記載のクロマトグラフィー方法を適用するための充填物を製造する方法であって、
    −中空繊維のコンパクトな束を準備するステップと、
    −前記中空繊維の前記内腔を解放するとともに開口するように、有機ゲル、又は、重合されることを意図した前記有機ゲルの前駆体を前記中空繊維の多孔質の壁内に含むステップと、
    −前記中空繊維間に前記有機ゲル又は前記有機液体との拡散しやすい接続を生成するステップと
    を備える方法。
24. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のクロマトグラフィー方法を適用するための充填物を製造する方法であって、前記毛細導管を画定する構造体内に前記有機ゲルの成形を達成する方法。
25. クロマトグラフィー用の充填物であって、
    −移動相が前記充填物内に流入するように意図された、いわゆる上流面と、前記移動相が前記充填物から流出するように意図された、いわゆる下流面との間で前記充填物を横切る複数の毛細導管と、
    −前記毛細導管間を延びる分子拡散を透過する連続媒体であって、多孔質の有機ゲル又は有機液体を含み、接続された細孔の少なくとも一族を含む連続媒体と
    を備える充填物。
26. 前記充填物の前記毛細導管の直径は５００μｍ以下であり、好ましくは１５０μｍ以下であり、さらにより好ましくは８０μｍ以下である、請求項２５に記載の充填物。
27. 前記連続媒体は有機ゲルで形成され、
    前記有機ゲルは、
    （ａ）スチレン及びジビニルベンゼンのコポリマー
    （ｂ）ポリメチルメタクリレート
    （ｃ）ヒドロキシエチルメタクリレート及びジビニルベンゼンのコポリマー
    の中から選択される、請求項２５または２６に記載の充填物。
28. 前記連続媒体は有機ゲルで形成され、前記有機ゲルはポリホロシドである、請求項２５または２６に記載の充填物。
29. 前記連続媒体は、前記接続された細孔網内を延びる有機液体で形成され、
    前記有機液体は、
    （ａ）脂肪族炭化水素又は芳香族炭化水素
    （ｂ）脂肪族アルコール又は芳香族アルコール
    （ｃ）脂肪族ケトン又は芳香族ケトン
    （ｄ）脂肪族アミン又は芳香族アミン
    （ｄ）ハロゲン化有機化合物
    の中から選択される、請求項２５または２６に記載の充填物。
30. 前記毛細導管を通って延びる分子拡散を透過する有機ゲルのモノリスを備える、請求項２５〜２８のいずれか一項に記載の充填物。
31. 細孔の連続網を有する化学的に不活性な多孔質材料のモノリスを備え、前記細孔は、前記有機ゲル又は分子拡散を透過する前記有機液体で充填されている、請求項２５〜２９のいずれか一項に記載の充填物。
32. 接続された細孔網を含む化学的に不活性な多孔質材料のモノリスを備え、前記細孔の表面は、選択された厚さを超える分子拡散を透過する有機ゲルで覆われて、前記接続された細孔網内に前記移動相の拡散用の自由空間を残し、前記有機ゲルは、前記毛細導管間に細孔の連続網を形成する、請求項３１に記載の充填物。