JP2018521310A - 物質分離のためのデバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、３Ｄ印刷プロセスによって製造可能なモノリシック吸着剤を具備する、物質分離のためのデバイスに関する。それらは耐圧性および溶媒安定性の熱可塑性樹脂を含む。

Description

本発明は、３Ｄ印刷によって製造することができるモノリシック材料を含有する物質分離デバイスに関する。これらは、耐圧性および溶媒安定性の熱可塑性物質からなる。

モノリシック材料は、例えば、クロマトグラフィーにおいてクロマトグラフィーカラム（chromatography column）として使用される。それらはまた、物質分離の他の領域、例えば試料調製および抽出などにおいて使用される。粒子状吸着剤を含有する従来のクロマトグラフィーカラムの製造のために、密着端を有するステンレス鋼またはプラスチックチューブ（tube）に充填材料が導入される。この結果、吸着剤床は、カラムの壁と密接に接触し、粒子は、カラムの断面全体にわたって均一に分布される。

同様に、試料調製のための従来の材料は、好適なプラスチックカートリッジ、ステンレス鋼チューブまたは他のデバイス、例えば、いわゆる９６ウェルプレートに導入される、粒子状充填材料からなる。充填材料は、無機または有機重合体粒子からなる。

例えば、WO94/19687およびWO95/03256に開示されているように、粒子状吸着剤をモノリシック吸着剤で置き換えられた、多孔質モノリシック成形体（porous monolithic moulding）とも呼ばれる連続した３Ｄ多孔質成形体が得られ、クロマトグラフィー分離または試料調製のために用いることができる。クロマトグラフィー分離に使用するために、成形体には、液密で耐圧性のクラッド体（cladding）が設けられる。このようにしてのみ、試料（sample）と溶離液（eluent）とが吸着剤（sorbent）を通して確実に輸送される。試料調製における用途に対しても同様である。

ＨＰＬＣのためのモノリシックカラムの品質は、一方では分離効率（Ｎ／ｍ）を介して、もう一方ではピーク対称性を介して説明することができる。理想的な場合には、ピーク形状はガウスベル形状に対応する。この対称形状からの逸脱は、「正面」または「後尾」をもたらす。

クロマトグラフィーおよび試料調製のためのモノリシック吸着剤の製造プロセスとして、添加剤製造またはプロトタイピングとも呼ばれる３Ｄ印刷技術を用いることが提案されている。Conan Fee et al., Journal of Chromatography A,1333(2014) 18-24は、細孔を有する第１の多孔質成形体を実証しており、クロマトグラフィーにおける使用を提案している。しかしながら、物質分離を実証することはできなかった。個々の化合物の溶出の遅延のみが開示されている。

したがって、本発明の目的は、幅広く選択された有機溶媒および水性溶媒を使用した物質分離の様々な用途に適した３Ｄ印刷プロセスによって製造することができる成形体を提供することにある。特に、このようにして製造された成形体は、２以上の化合物のクロマトグラフィー分離を容易にするはずである。
例えば、３Ｄ印刷によって製造することができる多孔質成形体が、ある耐圧性および溶媒安定性のプラスチックからなる場合、クロマトグラフィー分離が達成できることが見出されている。

したがって、本発明は、物質調製のためのデバイスであって、少なくとも吸着剤としての多孔質モノリシック成形体を含み、成形体が３Ｄ印刷プロセスによって熱可塑性ポリマーから製造されることを特徴とする、前記デバイスに関する。デバイスはまた、好ましくは、クラッド体、または抽出のための少なくとも１つのホルダーを含む。
好ましい実施形態において、物質分離のためのデバイスは、クロマトグラフィーカラムである。

好ましい実施形態において、熱可塑性ポリマーは、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリフェニレンスルファイド、ポリフェニルスルホンまたはポリオキシメチレン、ならびに２以上のこれらの材料の混合物からなる群から選択される。
好ましい実施形態において、熱可塑性ポリマーは１５０℃以上の融点を有する。
特に好ましい実施形態において、熱可塑性ポリマーは、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）またはＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）である。
さらに好ましい実施形態において、熱可塑性ポリマーは添加剤を含む。

好ましい実施形態において、添加剤は、繊維材料、無機材料、または、例えば、チョーク、タルク、マイカなどの顔料、または、二酸化ケイ素、酸化アルミニウムなどの無機酸化物、炭化ケイ素、ガラスまたは炭素繊維、好ましくは、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、または炭化ケイ素またはこれらの混合物、特に好ましくは、二酸化ケイ素である。
好ましい実施形態において、物質分離のためのモノリシック成形体は、少なくとも３Ｄ印刷プロセスによって製造された多孔質モノリシック成形体およびクラッド体からなる。
一実施形態において、クラッド体は、多孔質柱状成形体を取り囲むチューブである。

別の実施形態において、クラッド体は、多孔質成形体が導入された直方体またはプレートの形状を有する。
好ましい実施形態において、多孔質モノリシック成形体は、二峰性（bimodal）または少峰性（oligomodal）の細孔分布を有する。
特に好ましい実施形態において、多孔質モノリシック成形体は、貫流細孔（through-flow pore）として機能する０．１μｍ〜１００００μｍの直径を有するマクロ細孔と、２ｎｍ〜５００ｎｍの細孔直径を有するメソ細孔とを有する。

本発明はまた、少なくとも２つの物質の分離のための本発明によるデバイスの使用に関する。
好ましい実施形態において、クロマトグラフィーカラムは、少なくとも２つの物質のクロマトグラフィー分離のために使用される。
一実施形態において、クロマトグラフィー分離は、３０℃以上の温度で実施される。

本発明はまた、少なくとも２つの物質のクロマトグラフィー分離のためのプロセスであって、分離される物質を含む試料を本発明によるクロマトグラフィーカラムに適用し、後者は、試料適用後に溶離液ですすがれ、溶離液による処理の間に吸着剤上の異なる範囲に保持される物質は連続的に溶離され、分離される。本発明によるクロマトグラフィーカラムは、上記または下記に開示された全ての特性を有することができる。

図１は、３Ｄ印刷に使用されるＣＡＤファイルからの図式的断面図を示す。さらなる詳細は、実施例２および７を参照。 図２は、３Ｄ印刷に使用されるＣＡＤファイルからの図式的断面図を示す。さらなる詳細は、実施例２および７を参照。 図３は、３Ｄ印刷に使用されるＣＡＤファイルからの図式的断面図を示す。さらなる詳細は、実施例２および７を参照。 図４は、従来のモノリシッククロマトグラフィーカラムを使用した分離と比較した、本発明によるカラムを使用して行われた分離のクロマトグラムを示す。さらなる詳細は、実施例３を参照。 図５は、本発明によるクロマトグラフィーカラムを様々な条件下で使用した場合に得られたクロマトグラムを示す。さらなる詳細は、実施例４〜６および８を参照。

図６は、本発明によるクロマトグラフィーカラムを様々な条件下で使用した場合に得られたクロマトグラムを示す。さらなる詳細は、実施例４〜６および８を参照。 図７は、本発明によるクロマトグラフィーカラムを様々な条件下で使用した場合に得られたクロマトグラムを示す。さらなる詳細は、実施例４〜６および８を参照。 図８は、３Ｄ印刷に使用されるＣＡＤファイルからの図式的断面図を示す。さらなる詳細は、例２および７を参照。 図９は、３Ｄ印刷に使用されるＣＡＤファイルからの図式的断面図を示す。さらなる詳細は、例２および７を参照。 図１０は、３Ｄ印刷に使用されるＣＡＤファイルからの図式的断面図を示す。さらなる詳細は、例２および７を参照。 図１１は、本発明によるクロマトグラフィーカラムを様々な条件下で使用した場合に得られたクロマトグラムを示す。さらなる詳細は、実施例４〜６および８を参照。

成形体とも呼ばれる少なくとも１つのモノリシック多孔質吸着剤、および好ましくはクラッド体を含む、物質分離のためのデバイスは、分離される試料、任意選択的に移動相（mobile phase）、洗浄溶液等が多孔質吸着剤を通って流れることを確実にする。クラッド体は、例えば、カートリッジ、チューブ、またはピペットチップなどの別のデバイス、またはいわゆるウェルプレート、例えば９６ウェルプレートであってもよい。本発明によれば、物質分離とは、試料中の２つの成分または物質が互いに分離されることを意味する。これは、クロマトグラフィー分離、または例えばＳＰＥ（固相抽出）またはＳＰＭＥ（固相マイクロ抽出）のような抽出によって行うことができる。

本発明によれば、クロマトグラフィーカラムは、成形体とも呼ばれる少なくとも１つのモノリシック多孔質吸着剤、およびクラッド体を含み、例えば移動相が多孔質吸着剤を通過することを確実にする。クロマトグラフィーカラム、それらの構造およびそれらの使用は、当業者に公知である。それらは、典型的には、試料、移動相などの流入および流出のための接続部をさらに有する。本発明によるクロマトグラフィーカラムは、３Ｄ印刷プロセスによって製造された熱可塑性ポリマーを含む少なくとも１つの多孔質モノリシック成形体およびクラッド体を含む。

以下で多孔質成形体または成形体とも呼ばれる多孔質モノリシック成形体は、任意の所望の形状を有することができる。それらは、好ましくは柱形、すなわち円筒形である。典型的な直径は、０．５ｍｍ〜２０ｃｍである。
本発明によれば、クラッド体は、多孔質成形体を少なくとも部分的に取り囲む囲いである。成形体が柱状成形体である場合、クラッド体は通常、カラムの表面シェル全体を取り囲む。吸着剤として機能する多孔質成形体への溶媒の流入および流出の可能性のある接続は、典型的には両端に位置する。

本発明によれば、たとえばプラスチック、ステンレス鋼および／またはガラスから作られたモノリシッククロマトグラフィーカラムで知られている任意のクラッド体を使用することができる。クラッド体は、例えばEP0990153、US6,863,820またはWO2008/098659に記載されているように、モノリシッククロマトグラフィーカラムのクラッド体のための従来のプロセスを用いて成形体に適用することができる。しかしながら、クラッド体は、好ましくは、３Ｄ印刷プロセスによって多孔質成形体と共に製造され、多孔質成形体と同じ材料で作られる。多孔質成形体への溶媒の流入および流出のための接続、例えばねじ山は、３Ｄ印刷プロセスにおいて同時に導入することができる。

一実施形態において、クラッド体は、柱状多孔質成形体を取り囲む非多孔質チューブの形状を有する。別の実施形態において、クラッド体は、異なる形状、例えば、多孔質成形体が導入された直方体またはプレートの形状を有する。特に、クラッド体が３Ｄ印刷プロセスによって多孔質成形体とともに製造される場合、クラッド体の形状は所望に応じて選択することができる。古典的なチューブの他に好ましい形態は、プレート、カードまたはフラット成形体である。このタイプの成形体はチップとも呼ばれる。本発明によれば、ここでの多孔質成形体は、非多孔質の平坦な成形体によって取り囲まれている。多孔質成形体への溶媒の流入および流出のための接続は、通常、平坦な成形体に位置する。チップの形態の本発明によるデバイスの場合、吸着剤、すなわち多孔質成形体は、例えば、柱状の形態でクラッド体に導入されてもよく、２以上の独立した柱状多孔質成形体、または１以上のブランチ（branch）を有する多孔質成形体が導入されてもよい。多孔質成形体は、典型的には、直線状、湾曲状または分岐状のチャネルとしてクラッド体内に導入される。

本発明によれば、多孔質成形体は、単峰性、二峰性または少峰性の孔構造を有する。それらは、好ましくは、貫流細孔として機能する０．１μｍより大きい直径を有するマクロ細孔を少なくとも有する。マクロ細孔は、典型的には０．１μｍ〜１００００μｍ、好ましくは０．５μｍ〜１０００μｍの直径を有する。好ましい実施形態において、成形体は、マクロ細孔に加えて、例えば２ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍの細孔直径を有するメソ細孔も存在する、二峰性または少峰性の細孔分布を有する。特に好ましい実施形態において、メソ細孔は、マクロ細孔の壁に位置し、したがって、成形体の表面積を増加させる。

貫流細孔は、例えば成形体を通る液体または気体の通過を可能にする細孔またはチャネルである。液体は、ある時点で成形体に入り、別の点で再び成形体から出ることができる。柱状成形体の場合、液体は、好ましくは、カラムの一端に入り、他端で再び出る。これに対応して、成形体の表面にノッチの形態だけで配置された孔は、貫流細孔ではない。

マクロ細孔の直径は、典型的には水銀ポロシメーターによって測定されるが、メソ細孔の直径はＢＥＴ法による窒素吸着／脱着によって測定される。
本発明による成形体の全細孔容積は、典型的には０．５ｍｌ／ｇ〜１０ｍｌ／ｇ、好ましくは１ｍｌ／ｇ〜８ｍｌ／ｇである。本発明による成形体の表面積は、典型的には１ｍ^２／ｇ〜７５０ｍ^２／ｇ、好ましくは１０ｍ^２／ｇ〜５００ｍ^２／ｇである。

３Ｄ印刷は、３Ｄ成形体を層状に構築する技術である。構築は、一般に、仮想モデル（ＣＡＤ＝コンピュータ支援設計）から予め指定された寸法および形状に従ってコンピュータ制御下で実施される。ＣＡＤによって、所望の成形体の層画像は、典型的には、デジタル化された形態で生成される。この目的のために、多孔質スライス要素は、典型的には、適切なソフトウェアによってスクリーン上に構築される。そして、これらの多孔質スライス要素は、規定された寸法（例えば、５０×３ｍｍまたは１００×４．６ｍｍ）を有する多孔質モノリシック成形体を生じるまで、互いに上下に配置される。３Ｄ印刷は、１以上の液体または固体物質を用いて行うことができる。構築の場合、物理的または化学的な硬化または溶融プロセスは、固化または接合される各層の点で起こる。３Ｄ印刷は、生成的な製造プロセスである。

３Ｄ印刷の原理および性能は、当業者に知られている。
３Ｄ印刷の最も重要な技術は、特に金属に適した選択的レーザー溶融および電子ビーム溶融、ならびに、ポリマー、セラミックおよび金属のための選択的レーザー焼結、液体合成樹脂およびポリジェットモデリングのためのマルチジェットモデリングとも呼ばれる光造形およびデジタル光処理、ならびにプラスチックや場合によっては合成樹脂のための溶融堆積モデリングである。本発明による多孔質モノリシック成形体は、ステレオリソグラフィー、選択的レーザー焼結またはポリジェットモデリングによって製造されることが好ましい。

ステレオリソグラフィにおいて、光硬化性材料は、典型的には集束レーザで照射される。材料、例えばエポキシ樹脂は、薄い層（標準的な層の厚さで０．０５〜０．２５ｍｍの範囲、マイクロステレオリソグラフィの場合には１ミクロンまで）でレーザによって硬化される。この手順は、光感受性（感光性）材料、典型的にはプラスチックのベースモノマーで充填された浴中で行われる。各ステップの後、加工物は液体中に数ミリメートル下げられ、前の加工物より１つ下の層の厚さの位置に戻される。次いで、部品上の液体プラスチックは、ワイパーによって均一に分配される。可動ミラーを介してコンピュータによって制御されるレーザは、硬化される領域上の新しい層上に移動する。硬化後、次の工程が行われ、３Ｄモデルが少しずつ形成される。

選択的レーザー焼結の場合、３Ｄ成形体は粉末材料から構築される。最初に、粉末材料の薄層を構築プラットフォームに適用する。適用は、例えばブレードまたはローラーを用いて行うことができる。例えば、ＣＯ_２レーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、またはファイバーレーザーなどの強力なレーザービームは、コンピューターで生成されたコンポーネント構築データ（ＣＡＤファイル）で指定されたポイントで粉末を正確に溶かす。その後、建造プラットフォームが下がり、粉末のさらなる適用が行われる。材料は再融解され、定義された点で下の層に結合される。

ポリジェットモデリングでは、３Ｄ成形体は、好ましくは、インクジェットプリンタのプリントヘッドと同様に機能する直線状に配置された複数のノズルを有する１以上のプリントヘッドによって層ごとに構築される。
適切な出発材料は、液体ワックスまたは液化可能な固体、例えば硬質ワックスまたは特殊ワックス状熱可塑性樹脂、ならびに可融性プラスチックである。
マルチジェットモデリングの変形は、インクジェットプロセスによって接着剤を粉末基材に適用することである。

この目的のために、下降可能なプラットホームを有するタンクにおいて、基材は、選択的レーザー焼結と同様の方法で、プラットフォームに層ごとに適用される。適用された各層の後、接着剤は完成したモデルに属する領域に噴霧される。
本発明によれば、３Ｄ印刷は、好ましくは、選択的レーザー焼結によって実施される。

クロマトグラフィーカラムおよび試料調製材料のような、本発明のデバイスに適したプラスチックは、好ましくは＞１５０℃の融点を有する熱可塑性ポリマー、例えば、ポリアリレート（Ａｒｄｅｌ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエステル（ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）ポリアミドイミド（ＰＡＩ）ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルイミド 、ポリフェニルスルホン（ＰＳＵ、ＰＰＳＵ）またはポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、およびこれらの材料の２以上の混合物が挙げられる。いずれの場合も、各物質群の適切な例が括弧内に示されている。異なる粘度の他に、これらの物質は、特に、例えば溶媒安定性のような異なる化学的安定性を示す。したがって、適切なプラスチックの選択は、後に必要とされる化学的安定性にも依存する。ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）またはポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）は、物質分離のための本発明による装置の製造およびその使用において特に有利な特性を示すことが見出された。これらの材料は、特に、化学的安定性および圧力安定性に関するクロマトグラフィーカラムの要求にも適している。

融点は、固体物理状態から液体状態または軟化状態への移行を示す。
部分的に結晶質の材料の場合、融点は、結晶相が液体状態に変換する温度である。非結晶物質の融点は、物質が硬質相から可撓性相に変化する温度であり、分子鎖はプラスチックの液化なしで移動可能になる。この温度はガラス転移温度とも呼ばれる。

ＰＥＥＫは、ほとんどの用途で十分な化学的安定性を示す。したがって、いくつかのケースでの以下のコメントは、材料例としてＰＥＥＫに関連する。しかし、当業者は、異なる粘度、化学的安定性などを有する他のプラスチックに以下の開示を適用することができる。

化学的安定性に加えて、プラスチックの耐圧安定性および粘度によっても重要な役割が果されることが見出されている。多孔質成形体を製造するためのプラスチックが粘度が低すぎる場合であって、特にクロマトグラフィー分離を実施する場合は、機械的安定性がない。多孔質成形体が変形する。

１〜７００ｍｌ／１０ｍｉｎ（ＭＶＩ）の粘度を有するプラスチックが典型的には適切であることが判明している。５〜５５０ｍｌ／１０ｍｉｎ（ＭＶＩ）、特に好ましくは１０ｍｌ／１０ｍｉｎ〜３５０ｍｌ／１０ｍｉｎ（ＭＶＩ）の粘度を有するプラスチックが好適である。これらのプラスチックは添加剤を含んでいてもいなくてもよい。

好ましい実施形態において、３Ｄ印刷プロセスによる多孔質成形体の製造の前に、添加剤がプラスチックに添加される。これらの添加剤は、プラスチックの粘度に影響を与え、典型的には増加させる。さらに、添加剤を添加することにより、プラスチックの表面特性を改質することができることが判明した。例えば、多孔質吸着剤としてのＰＥＥＫは、逆相材料に対応する分離特性を示す。ＳｉＯ_２粒子の形体の添加剤がＰＥＥＫに添加されると、プラスチックの疎水性が低下する。さらに、Ｓｉ−ＯＨ基は、官能基に対して生じる可能性のある結合をもたらす。さらに、続いて起こるアルカリ溶液（例えばＮａＯＨ）を使用したＳｉＯ_２粒子の溶出により、更なる多孔質階層が構築され、それにより成形体の骨格における表面積を増大させることが可能になる。

本発明に適した添加剤は、ガラスまたは炭素繊維などの繊維材料、無機材料、もしくは、例えばチョーク、タルク、マイカなどの顔料または二酸化ケイ素および酸化アルミニウムなどの無機酸化物、または、炭化ケイ素である。添加剤は、例えば、繊維、不規則的または規則的に成形された粒子の形態で添加することができる。規則的または不規則な形状の粒子の場合、粒子の最大直径は、典型的には１μｍ〜２５μｍである。

二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、またはこれらの添加剤の２以上の混合物を添加剤として含む、本発明によるプラスチックを使用することが特に好ましい。
プラスチックは、とりわけ、架橋の程度およびその鎖長に依存して、異なる粘度を有する。例えば繊維または粒子のような添加物の添加は、物質の粘度を再び変化させる。それはかなりの粘度になる。本発明による好適なプラスチックを選択する際には、これらの点を考慮する必要がある。
より多くの添加剤がプラスチックに加えられるほど、それらはより脆くなる。１％（ｗ／ｗ）〜５０％（ｗ／ｗ）、特に好ましくは５％（ｗ／ｗ）〜３５％（ｗ／ｗ）の添加割合でプラスチックに添加されることが好ましい。

熱可塑性樹脂の粘度は、ＤＩＮ ＩＳＯ １１３３に従う溶融体積指数（ＭＶＩ）を用いて、プラスチック加工産業において通常測定される。この測定は、標準化された装置内で行われる。その中心的な構成要素は、出口ノズル（内径２ｍｍ、長さ８．００ｍｍ）、およびポジションマーキング（３０．００ｍｍ）（装置により可読）を有し、重量を負荷することができるマッチングピストンを有する加熱可能な垂直シリンダ（内径９．５５ｍｍ）である。この装置は、ピストンが移動した経路長および時間の決定および温度測定のための精密な測定システムを含む。

本発明による成形体の製造のためのプラスチックの粘度は、以下のＭＶＩ法と呼ばれるＤＩＮ ＩＳＯ １１３３に基づく方法を用いて測定した：
測定を実施するために、装置を３８０℃の特定の温度に予熱する。予め乾燥した（１５０℃、１２ｈ）プラスチックまたはプラスチック化合物（６ｇの粉末または顆粒）をシリンダー中に導入し、圧縮する。測定温度（３８０℃）に達したら、材料を２４０秒放置する。次に、重量（１０ｋｇ）を自動的に定位置に配置し、溶融物を流出させる。ピストンの下側の位置マークが認識されると測定が開始され、上側のマークが認識されると終了する。溶融体積指数（ＭＶＩ）は、ピストンが移動した経路長、測定時間間隔（２ｓ）、および既知のピストン面積から、計器ソフトウェアを介して決定され、通常の単位ｍｌ／１０ｍｉｎで出力される。

予備乾燥時間および温度（１５０℃、１２ｈ）、試料質量（６ｇ）、測定温度（３８０℃）、重量（１０ｋｇ）および測定時間間隔（２ｓ）は、ＰＥＥＫおよびＰＥＥＫ化合物のＭＶＩ測定に特に関連する。機器の形状と待機時間（２４０秒）は、ＤＩＮ ＩＳＯ １１３３で規定されている。

添加剤の添加は、基本的により高い粘度、すなわち出発ポリマー（starting polymer）のＭＶＩ値と比較してより小さいＭＶＩ値をもたらす。１０〜３０％（ｗ／ｗ）のＳｉＯ_２添加剤を添加すると、初期粘度が１５０ｍｌ／１０ｍｉｎ（ＭＶＩ法）、特に好ましくはＭＶＩ値が３００ｍｌ／ｍｉｎ〜７００ｍｌ／ｍｉｎが好適である。ＭＶＩ法で１５０ｍｌ／ｍｉｎ未満の値の場合、プラスチックは配合後、特に３０％以上の添加剤を添加した場合に非常に粘稠になる。

本発明による成形体の製造のために、添加剤が添加されるならば、プラスチックが最初に配合される。これは、例えば、繊維、粒子、着色剤などの添加剤がそれらに添加されることを意味する。これは、好ましくは押出機スクリューを介した処理と同時に添加剤の制御された添加によって実施される。より正確なプロセスパラメータは、例えばHensen,Knappe and Potente, "Handbuch der Kunststoffextrusionstechnik [Handbook of Plastics Extrusion Technology],Karl Hanse Verlag,(1986/1989)において、当業者に知られている。

配合の間、プラスチックの後の粘度は、添加された添加剤の種類、場合によっては添加の時間によって影響される。例えば繊維の早期添加の場合、これらは配合中に粉砕される。例えば、最初の長さが６ｍｍの繊維は、配合後に数μｍの平均長しか有さない。

３Ｄ印刷による加工の場合、配合されたまたは配合されていないプラスチックは、印刷技術に応じて液体または粉末の形体で使用される。粉末粒子の大きさも、用いられる印刷プロセスに依存する。選択的レーザー焼結の場合、２０μｍ〜２５０μｍの粒子サイズが典型的には適切である。
３Ｄ印刷は、上述した公知の方法によって行われる。

３Ｄ印刷に必要なＣＡＤデータセットの編集は、当業者にも知られている。たとえば、ＳＴＬまたはＳＴＥＰファイルが適している。本発明によるクロマトグラフィーカラムの製造のために、データセットは、例えば、多孔質モノリシック成形体にのみ関連してもよく、または例えば溶媒の流入および流出のためのクラッド体および／または接続部を含んでもよい。データセットは、対称的な細孔構造を有する人工的に構築された対称的な成形体を記述してもよい。データセットはまた、化学合成によって生成された成形体の画像を記述し、それによって不規則な形状で自然に構築されてもよい。化学合成によって製造された成形体のＣＡＤデータセットは、例えばコンピュータ断層撮影法によって生成することができる。

３Ｄ印刷によって多孔質モノリシック成形体のみが製造される場合、続いてこれは公知の技術によってさらなる工程において被覆されることが好ましい。
例えば、これは、ガラス、金属またはプラスチックの耐圧性クラッド体に導入することができる。
クロマトグラフィーカラムとして使用するために、クラッド（clad）多孔質モノリシック成形体は、対応する接続部、フィルタ、シールなどを設けることができる。クラッド体は、吸着剤と同一平面上で終端するか、または端部で突出することができる。このタイプの設計は、粒子状またはモノリシック吸着剤を有するクロマトグラフィーカラムで知られている。
本発明によるデバイスの多孔質モノリシック成形体は、さらに、分離エフェクタによる表面積および／または誘導体化を増加させるためのさらなる工程に供され得る。

特に、成形体の内部表面積を増加させるために、それらを多孔質層で覆うことができる。一実施形態において、この成形体は、溶液またはスラリーで前処理される。この溶液は、アルコキシシランを含有するモノマーゾルからなる。これらのアルコキシシランは、成形体の内部表面と反応することができ、および／または重合が完了し、および／またはそこで焼結することができる。このようにして、成形体の内面にコーティングが形成され、その構造により内部表面積が増大し、その化学的性質が変化する。好適なアルコキシシランは、テトラアルコキシシラン（ＲＯ）_４Ｓｉであり、ここでＲは典型的にＣ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニルまたはＣ５〜Ｃ２０アリール、好ましくはＣ１〜Ｃ８アルキル基などのアルキル、アルケニルまたはアリール基である。テトラエトキシシラン、特にテトラメトキシシランが特に好ましい。同様に、テトラアルコキシシランは、種々のアルキル基を含有することができる。

別の実施形態において、アルコキシシランまたは２以上のアルコキシシランの混合物の代わりにオルガノアルコキシシランまたはオルガノアルコキシシランとテトラアルコキシシランとの混合物を用いることができる。適切なオルガノアルコキシシランは、テトラアルコキシシランの１〜３個、好ましくは１個のアルコキシ基が、好ましくはＣ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニルまたはＣ５〜Ｃ２０アリールなどの有機基で置き換えられたものである。更なるオルガノアルコキシシランは、例えばWO03/014450またはUS4,017,528に開示されている。それらのモノマー形態で使用される代わりに、アルコキシシランまたはオルガノアルコキシシランは、例えば、オリゴマーのような予備重合形態で使用することもできる。

テトラアルコキシシランは、典型的には２〜５０％、好ましくは５〜２５％（重量％）の水溶液として使用される。オルガノアルコキシシランは、典型的には、例えばトルエンのような有機溶媒中、２〜２５％、好ましくは５〜１０％（重量％）の溶液として用いられる。成形体の処理は、好ましくは５０℃〜１５０℃の高温で実施され、例えばトルエン中の還流下で煮沸される。処理期間は、一般に１時間〜４８時間、典型的には２．５時間〜２４時間である。

別の実施形態において、溶液は粒子をさらに含み、したがってそれは粒子懸濁液またはスラリーである。粒子は、典型的には、２５ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜１μｍの直径を有し、典型的にはプラスチック、セラミック、ガラスまたは例えばＴｉ、Ａｌ、ＺｒまたはＳｉ酸化物などの無機酸化物からなる。それらは好ましくは親水性表面を有する。しかし、例えばＣ１〜Ｃ２０のアルキル基を含む疎水的に誘導体化された粒子もまた、モノマーゾルがオルガノアルコキシシランおよび／またはオルガノアルコキシシランとアルコキシシランとの混合物からなる場合に特に好適である。疎水性相互作用に起因して、重合は好ましくは最初に内面で起こる。

粒子は、非多孔質または多孔質であり得る。球形または不定形の粒子も適している。５０ｎｍ〜１μｍの直径を有するシリカ粒子が特に好ましい。
一般に、成形体を２５℃〜１００℃の温度で５分〜２４時間で、溶液またはスラリーで処理する。この処理は、成形体全体を浸漬するか、または成形体の内部をすすぎまたは充填することによって行うことができる。その後、成形体を粒子懸濁液またはスラリーから取り出し、さらに処理することなく数時間乾燥させる。

別の実施形態では、成形品の内面は、少なくとも２つ、好ましくは３つまたは４つの官能基を有する試薬で処理される。本発明によれば、少なくとも２つの官能基を有する好適な試薬は、二官能性試薬と呼ばれる。少なくとも１つの官能基が成形体の表面と反応し、少なくとも１つの官能基が、例えば分離エフェクターの結合などのさらなる反応に利用可能であると仮定される。

例えば、アルコキシシランまたはオルガノアルコキシシランがここでは適している。特に好ましいのは、
−式Ｉのビス官能性シラン
（ＲＯ）_１−３−Ｓｉ−（ＣＨ_２）ｎ−Ｓｉ−（ＯＲ）_１−３ （式Ｉ）
ここで、Ｒは、典型的にはＣ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニルまたはＣ５〜Ｃ２０アリール、好ましくはＣ１〜Ｃ８アルキル基などのアルキル、アルケニルまたはアリール基であり、ｎは好ましくは１〜８である。

好ましい化合物の例は、ＢＴＭＥ（Ｒ＝メチルおよびｎ＝２であるビス（トリメトキシシリル）エタン）、ビス（トリエトキシシリル）エタン、ビス（トリエトキシシリル）メタンおよびビス（トリエトキシシリル）オクタンである。
−式ＩＩの第４の末端官能基を有するモノ、ジまたはトリ官能性アルコキシシラン
（ＲＯ）_ｎＲ’_ｍＳｉ−Ｒ^＊ （式ＩＩ）
ＲおよびＲ’は、典型的には、互いに独立して、アルキル基、アルケニル基またはアリール基、好ましくはＣ１〜Ｃ８アルキル基であり、Ｒ^＊は−Ｓｉ−ＯＨ−反応基、例えばアミノ基またはエポキシ基を含む。

これは、Ｒ^＊が例えばアルキルアミノ、アルケニルアミノまたはアリールアミノ、好ましくはＣ１〜Ｃ８アルキルアミノまたはグリシドオキシアルキル、グリシドオキシアルケニルまたはグリシドキシアリール、好ましくはＣ１〜Ｃ８−グリシドキシアルキルであることを意味する。ｍは０、１または２であり、ｎ＋ｍは３まで加算する。式ＩＩの適切な化合物の例は、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または３−グリシドキシプロピル−メチルジエトキシシラン、ならびに３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルエトキシシランまたは好ましくは３−アミノプロピルトリエトキシシランまたは３−アミノプロピルトリメトキシシランである。

二官能性試薬は、典型的には、トルエンなどの有機溶媒中、２〜２５％、好ましくは５〜１０％（重量％）の溶液として使用される。成形品の処理は、好ましくは５０℃〜１５０℃の高温で実施され；例えば試料はトルエン中で還流下で沸騰させる。処理期間は、一般に５分〜４８時間、典型的には１時間〜２４時間である。
この処理は、成形体全体を浸漬するか、または成形体の内部をすすぎまたは充填することによって行うことができる。最後に、すすぎは一般に有機溶媒を用いて行われる。
さらに、前記の表面活性化の可能性を組み合わせることも可能である。

分離エフェクタの共有結合は、一般に、例えばヒドロキシル基のような、例えばエステルまたは好ましくはエーテル官能基の形成を伴う、直接またはリンカーまたはスペーサーを介して、成形体上に存在する官能基を介して行われる。別の好ましい実施形態では、基材への連結は、基材へのＣ−Ｃ結合の形成を伴うセリウム（ＩＶ）−触媒グラフト重合を介して行われる。それを介して分離エフェクタの結合が起こる成形体上に存在する官能基は、例えば、熱可塑性ポリマーの群、添加剤の官能基、または上述した表面活性化によって導入されてもよい。

分離エフェクタは、クロマトグラフィー分野の当業者に知られている。分離エフェクタは、基材の合成中またはその後に吸着剤に導入され、吸着剤の表面特性に影響を及ぼす置換基である。特に、分離エフェクタによる特定の誘導体化は、特定のクロマトグラフィー特性を有する吸着剤を生成する。 特に、分離エフェクタは、以下の末端基を含むことができる：

ａ）イオン性またはイオン化可能な基、例えば
−ＮＲ^７Ｒ^８または−Ｎ＋Ｒ^７Ｒ^８Ｒ^９であり、
その中で
Ｒ^７およびＲ^８ 互いに独立して
Ｈ、１〜５個のＣ原子を有するアルキル
ならびに
Ｒ^９ １〜５個のＣ原子を有するアルキル
但し、Ｘ＝−Ｎ＋Ｒ^７Ｒ^８Ｒ^９であれば、Ｒ^７およびＲ^８はＨであることはできず、
−グアニジニウム
−ＳＯ_３ ⁻
−カルボン酸

ｂ）疎水性基、例えば−ＯＲ^１０または−ＮＨＲ^１０、ここで、Ｒ^１０はＣ_１〜Ｃ_２０−アルキル、Ｃ_６〜Ｃ_２５−アリール、Ｃ_７〜Ｃ_２５−アルキルアリールまたはＣ_７〜Ｃ_２５−アリールアルキルを示し、これらの基は、ニトリルまたはＣ_１−Ｃ_５−アルコキシで誘導体化されていてもよく、さらに、
１以上の隣接していないＣＨ_２基は、ＮＨまたはＯで置換されていてもよく、または、さらに１以上のＣＨ基がＮで置換されていてもよく；
ｃ）金属キレート基；
ｄ）チオ親和性基；
ｅ）キラルラジカル。
ｆ）タンパク質（例えば抗体）、ペプチド、アミノ酸、核酸、糖類、ビオチンなどの生体分子。

親チオラジカルは、例えばEP0165912に開示されている。
ポリマーにユニバーサルリンカーが最初に提供されることが意図される場合、例えばエポキシ基の導入のためにブタンジオールジグリシジルエーテルのようなグリシジル化合物と反応させることができる。

さらに、基材としての本発明によるデバイスの多孔質モノリシック成形体は、触手状構造をグラフト重合することによって提供することができ、これは次に対応する分離エフェクタを担持してもよく、またはそれと機能的に連結されてもよい。グラフト化は、好ましくはEP0337144に従って実施される。製造される鎖は線状であり、モノマー単位を介して基材に連結される。この目的のために、本発明による基材は、好ましくは水溶液中のモノマーの溶液中に懸濁される。ポリマー材料のグラフト化は、酸素を排除した通常の酸化還元重合の過程で行われる。用いられる重合触媒は、モノマーのグラフト重合が開始される基材の表面上にフリーのラジカル部位を形成するので、セリウム（ＩＶ）イオンである。

重合は、セリウム塩の関与を伴う停止反応によって終了される。この理由から、（平均）鎖長は、基材、開始剤およびモノマーの濃度比によって影響され得る。さらに、均一なモノマーまたは種々のモノマーの混合物も使用することができ；後者の場合、グラフトコポリマーが形成される。

本発明によるクロマトグラフィーカラムは、分析または分取クロマトグラフィー用の全ての通常のサイズで製造することができる。それらは、２以上の物質のクロマトグラフィー分離を実施するのに適しており、プレカラム（pre-column）としても使用することができる。分析クロマトグラフィーの場合、多孔質モノリシック成形体の直径は、典型的には０．５ｍｍ〜１０ｃｍであり、長さは０．５ｃｍ〜５０ｃｍである。分取適用のために、より大きな寸法を有する成形体を製造することも可能である。

クロマトグラフィーカラムのクラッド体が多孔質成形体と共に３Ｄ印刷によって製造される場合、典型的には、１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍの壁厚を有する。同様の壁厚は、例えば、抽出のためのデバイスのような試料調製のためのデバイスにも適している。

本発明によるクロマトグラフィーカラムは良好な分離特性を示す。溶媒中での貯蔵および頻繁な使用の後でさえ、分離効率の障害は無かったか少しだけ見られた。特に、そのクラッド体が３Ｄ印刷によって同時に直接製造されたクロマトグラフィーカラムの場合、良好な圧力安定性が見られた。さらに、熱可塑性樹脂から製造された本発明のカラムは、３０℃を超える温度でのクロマトグラフィー分離を容易にすることが判明した。例えば、ＰＥＥＫは３４０℃以上の融点を有し、したがって、例えば１５０℃までのクロマトグラフィー分離のために、添加剤および分離エフェクターによる誘導体化に応じて適切であるため、気相でのクロマトグラフィー分離も、本発明によるカラムで可能である。

さらなるコメントがなくても、当業者は上記の説明を最も広い範囲で利用することができると考えられる。したがって、好ましい実施形態および実施例は、単に決して限定的ではない説明的な開示と見なされるべきである。
上記および下記に引用された全ての出願、特許および刊行物、特に２０１５年５月２２日に出願された対応するEP15151559.2の完全な開示内容は、参照により本出願に組み込まれる。

実施例
１）ＣＡＤファイルの作成：
多孔質スライス要素は、適切なソフトウェアによってスクリーン上に構築された。次いで、これらの多孔質スライス要素は、規定された寸法（例えば、５０−３ｍｍまたは１００×４．６ｍｍ）の多孔質カラムを生成するまで、互いに上下に相殺して配置された。

２）３Ｄ印刷の性能：
実施例１）に従って作成されたＣＡＤファイルを用いて、ＥＯＳ３Ｄプリンタ（ＥＯＳＩＮＴ Ｐ８００）において好適なＰＥＥＫ原料（例えばＥＯＳ ＰＥＥＫ ＨＰ３）を用いて予め指定された構造要素が製造された。
ＥＯＳＩＮＴ Ｐ８００：このユニットは、「高性能プラスチック成分」の印刷および製造に使用される。このプリンタは、選択的レーザ焼結ＳＬＳの原理を使用した。ＰＥＥＫ原料は層ごとに構築され、粒子は各層においてレーザーによって溶融された。

図１〜３は、生成されたＣＡＤファイルの図式的断面図を示す。図１は、溶媒の流入および流出のための接続部を有するクロマトグラフィーカラム全体を示す。層からの構築は明らかである。区分または層Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、Ｄ−ＤおよびＥ−Ｅは、カラムに描かれている。個々の図面は、各層の細孔構造を示す。図２は、これらの区分をもう一度大きなフォーマットで示す。ここで詳細Ｆは、図１のＢ−Ｂ部分をＦで示し、詳細ＧはＣ−Ｃ部分をＧで示しているなどである。

図３は、内部構造が縦断面図で概略的に示されている、寸法５０×３ｍｍのカラム全体を再び示す。図１および図２に示す層Ｃ−Ｃ（Ｆ）、Ｄ−Ｄ（Ｇ）、Ｅ−Ｅ（Ｈ）およびＦ−Ｆ（Ｉ）を有する区分Ｊを再び拡大して強調する。

３）クロマトグラフィー分離−モノリシックＲＰ１８カラムとの比較
同じ寸法（カラムＢ）のＣｈｒｏｍｏｌｉｔｈ（登録商標）ＲＰ１８ｅカラムを用いて、実施例２に従った３Ｄ印刷によって製造された寸法５０×３ｍｍのカラムの比較を行う。
溶出条件：
溶離液：ＡＣＮ／水（カラムＡの場合は２０／８０）、（カラムＢの場合は３５／６５）
流速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
ｄｅｔ．：ＵＶ２５４ｎｍ応答が速い；
温度：ＲＴ
注射液：１μｌ；
試料：溶離液に溶解したチオ尿素とトリフェニレン

図４は、得られたクロマトグラムを示す。両方の場合において、２つの物質のベースライン分離を製造することができる。
分離に関するさらなる詳細は、以下の表ＡおよびＢに示されている。表Ａは列Ａの結果を示し、表Ｂは列Ｂの結果を示す。

４．溶離液の影響
種々の溶離液組成物を用いたクロマトグラフィー分離を、実施例２に従って製造された寸法５０×３ｍｍのクロマトグラフィーカラムを用いて実施した。
溶出条件Ａ：
チオ尿素＋トリフェニレン １：１
溶離液：ＡＣＮ／水８０／２０
条件：１．０ｍｌ／ｍｉｎ、ＵＶ２５４ｎｍ、ＲＴ
注射：２μｌ
試料：溶離液中のチオ尿素＋トリフェニレン

溶出条件Ｂ：
チオ尿素＋トリフェニレン １：１
溶離液：ＡＣＮ／水２０／８０
条件：１．０ｍｌ／ｍｉｎ、ＵＶ２５４ｎｍ、ＲＴ
注射：２μｌ
試料：溶離液中のチオ尿素＋トリフェニレン

図５は、条件ＡおよびＢ下で得られたクロマトグラムを示す。溶離液Ａ（ＡＣＮ／水（８０／２０；Ｖ／Ｖ）の場合、チオ尿素およびトリフェニレンの２つの物質の共溶出が起こるが、一方で、分離は溶離液Ｂ（ＡＣＮ／水（２０／８０；Ｖ／Ｖ））で得られた。

５．勾配分離：
勾配分離を、以下の条件で、実施例２に従って製造された寸法５０×３ｍｍのクロマトグラフィーカラムで実施した：
チオ尿素＋トリフェニレン １：１
溶離液：ＡＣＮ／水１０／９０ １０ｍｉｎ〜２０／８０
条件：１．０ｍｌ／ｍｉｎ、ＵＶ２５４ｎｍ、ＲＴ
注射：２μｌ
試料：溶離液中のチオ尿素＋トリフェニレン

得られたクロマトグラムを図６に示す。
勾配溶出により、得られた２つの物質のより大きな分離が可能になることが見出されている。したがって、３Ｄ印刷されたＰＥＥＫカラムはＲＰカラムのようにクロマトグラフ的に振る舞う。

６．温度の影響
実施例２に従い製造された寸法５０×３ｍｍのクロマトグラフィーカラムを用いて、様々な温度でクロマトグラフィー分離を実行した：
溶出条件：
溶離液：メタノール／水３０／７０
条件：１．０ｍｌ／ｍｉｎ、ＵＶ２５４ｎｍ、ＲＴ
注射量：２μＬ
試料：溶離液中のチオ尿素＋トリフェニレン
分離は、２０℃、４０℃、６０℃および８０℃で実施した。
得られたクロマトグラムを図７に示す。
温度が上昇すると、質量移動が加速されて保持時間が短くなった。これは、クロマトグラフィーで予想される挙動に対応する。

７．１００×４．６ｍｍの寸法のクロマトグラフィーカラムのための３Ｄ印刷の性能：
実施例１）に従って作成されたＣＡＤファイルを用いて、ＥＯＳ ３Ｄプリンタ（ＥＯＳＩＮＴ Ｐ８００）において好適なＰＥＥＫ原料（例えばＥＯＳ ＰＥＥＫ ＨＰ３）を用いて予め指定された構造要素が製造された。
このプリンタは、選択的レーザ焼結ＳＬＳの原理を使用している。ＰＥＥＫ原料は層ごとに構築され、粒子は各層においてレーザーによって溶融された。

図８〜図１０は、生成されたＣＡＤファイルの図式的断面を示す。図８は、溶媒の流入および流出のための接続部を有するクロマトグラフィーカラム全体を示す。層からの構築は明らかである。区分または層Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、Ｄ−ＤおよびＥ−Ｅは、カラムに描かれている。個々の図面は、各層の細孔構造を示す。図９は、これらの区分を大きなフォーマットで再び示す。詳細Ｂは、図８のＢ−Ｂ部分をＢで示し、詳細ＣはＣ−Ｃ部分をＣで示す。図１０は、寸法１００×４．６ｍｍのカラム全体を再び示しており、内部構造は図式的に縦断面で示されている。図８および図９に示された層Ｂ−Ｂ（Ｂ）、Ｃ−Ｃ（Ｃ）、Ｄ−Ｄ（Ｄ）およびＥ−Ｅ（Ｅ）を有する区分Ｆは、再び拡大された形で強調されている。

８．寸法５００×４．６ｍｍのカラム全体に結合された５つの３Ｄ ＰＥＥＫカラム（１００×４．６ｍｍ）上の物質混合物のクロマトグラフィー分離
実施例７に従って製造された寸法１００×４．６ｍｍのクロマトグラフィーカラムを用いてクロマトグラフィー分離を行った。５本のカラムがここで一緒に連結された。
溶出条件：
溶離液：ＡＣＮ／水２０／８０
条件：１．０ｍｌ／ｍｉｎ、ＵＶ２５４ｎｍ、
温度：ＲＴ
注射量：１μｌ
試料：チオ尿素、ｏ−ターフェニル、溶離液中のトリフェニレン

得られたクロマトグラムを図１１に示す。３つの物質の分離を達成することができた。
詳細なデータを表Ｃに示す。

Claims (15)

1. 物質分離のためのデバイスであって、少なくとも吸着材としての多孔質モノリシック成形体、および任意選択的にクラッド体を含み、成形体が３Ｄ印刷プロセスによって熱可塑性ポリマーから製造されることを特徴とする、前記デバイス。
2. 熱可塑性ポリマーが、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリフェニレンスルファイド、ポリフェニルスルホンまたはポリオキシメチレン、ならびに２以上のこれらの材料の混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
3. 熱可塑性ポリマーの融点が、１５０℃より高いことを特徴とする、請求項１または２に記載のデバイス。
4. 熱可塑性ポリマーが、ＰＥＥＫまたはポリフェニレンスルファイドであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のデバイス。
5. デバイスが、クロマトグラフィーカラムであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のデバイス。
6. 熱可塑性ポリマーが、添加剤を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のデバイス。
7. 添加剤が、繊維材料、無機材料、顔料または無機酸化物またはこれらの混合物であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のデバイス。
8. デバイスが、少なくとも３Ｄ印刷プロセスによって製造された多孔質モノリシック成形体およびクラッド体からなることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のデバイス。
9. 多孔質モノリシック成形体が、二峰性または少峰性の細孔分布を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のデバイス。
10. 多孔質モノリシック成形体が、貫流細孔として機能する０．１μｍ〜１００００μｍの直径を有するマクロ細孔と、２ｎｍ〜５００ｎｍの細孔直径を有するメソ細孔とを有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のデバイス。
    
11. 多孔質モノリシック成形体が、柱状であり、クラッド体が、少なくともカラム壁上で成形体を取り囲むチューブであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のデバイス。
12. 多孔質モノリシック成形体が、分離エフェクタによって改変されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のデバイス。
13. 少なくとも２つの物質を分離するための、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のデバイスの使用。
14. 分離が、クロマトグラフィーで行われることを特徴とする、請求項１３に記載の使用。
15. クロマトグラフィー分離が、３０℃以上の温度で行われることを特徴とする、請求項１４に記載の使用。