JP2807691B2 - ダウンストリーム処理のための方法および手段 - Google Patents

ダウンストリーム処理のための方法および手段

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流動床における分離の分野に関し、さらに重
合体、特に多糖類のビーズであって、その中にガラスま
たはシリカ粒子、特に石英粒子を含有する、重合体ビー
ズ、および制限された範囲の軸方向分散性を有すること
を特徴とする安定化流動床における担体マトリックスと
してのこれらビーズの使用に関する。
固形物は、重力場に対して反対方向に流れている流動
性媒体（気体または液体）中に固形物を導入することに
よって、固形支持体上に浮遊させておくことができるこ
とが知られている。制限された空間、例えば円筒容器
（カラム）中のそのような流動媒体流に置いた多数の粒
子は、この制限された空間に粒子がずっと止まっている
という条件の下に通常流動床と呼ばれる。これは、固形
粒子の流体流れが及ぼす摩擦力および浮揚力と重力とが
バランスをとることにより達成される。
流動床は、固形粒子を液相と接触させる効果的な手段
として用いられてきた。粒子に対して流速が比較的高い
場合は、有効な物質および熱の転移が得られる。そのた
め、流動床は燃焼および吸着工程に用いられてきた。流
動床はまた、いわゆるエアリフトリアクターでの微生物
および動物細胞の培養にも用いられてきた。この場合に
は、効率の良い物質移動により、効率良く栄養物および
溶解酸素が細胞にもたらされ、老廃物は細胞から除去さ
れる。
流動床の流れ場における小さな不規則性は粒子の並進
運動をもたらす。ある一定時間にわたって、ある粒子が
流動床の制限された空間内の任意の場所に存在する確率
がある。これをここではバックミキシング（逆混合）ま
たは重度軸方向分散と呼ぶ。バックミキシングは、全流
動床における流動相および固体相を均一な組成にしたい
場合には有益である。しかし吸着工程では、均一組成は
必ずしも有益とは限らない。
実際、流動床の制限された空間内にバックミキシング
がある場合よりも、バックミキシングがない場合に流出
液中により低濃度の溶質を得ることができる。
完全にバックミキシングを防ぐために、流動床中に挿
入されたスクリーンにより流動床を区画化することがで
きることが開示されている（Buijis（1980））。
流体の密度、粘性および速度並びに固形物質の直径お
よび密度が、摩擦力対重力のバランスに影響を与える
（Lydersen（1979））。液体はより高い密度および粘性
を有するので、液体の場合には、気体よりずっと低い流
速を用いなければならない。物質移動の抵抗性を減じ、
処理量（液体供給速度）を高めるために、重力場だけで
バランスをとる流速より高い流速を用いることが考えら
れるが、これは第三の力を固形物質に付与することによ
り可能である。この第三の力は、鉄性または常磁性粒子
を含む流動床に磁場を与えることによって導入すること
ができる。そのような磁気的に安定化させた流動床は既
に記載されている（Burns（1985:1および1985:2）参
照）。流動床を安定化させるためのそのような系によっ
て発生した熱は、明らかに不利益をもたらし、特に熱感
受性生物活性分子系において、たとえ様々な冷却系が利
用できるとしても、この方法の有用性を低下させる。磁
場発生用および系の冷却用装置の必要性は、この工程の
コストを甚だしく増大させる。
比較的小さい密度および直径を有する粒子は、流動床
では上方に移動する。結果として、流動床に供給液の固
形物を蓄積させることなく、大きな径および／または高
密度の吸着体粒子を含む流動床に未浄化の液体を供給す
ることができる。供給流れから生じる比較的小型および
／または低密度の粒子は、流体の流速が適切に選択され
ることを条件として、排出液とともに洗い出される。し
たがって、浄化工程による時間、コストおよび収量減少
が避けられるので、未浄化供給液で始まる吸着回収工程
を、流動床を用いて改良することが可能である。しかし
（何らかの方法で安定化されなければ）流動床はバック
ミキシングを起こすので、流動床は軸方向分散がより大
きいために、充填床と比べて効率の悪い吸着体である。
充填床が吸着体としてより有効である第二の理由は、充
填床は多工程吸着体として働くからである。
理論的見地からは、流動床のような単一工程吸着体
は、吸着部位が供給流れ中の溶質の濃度に比べ溶質への
高い結合親和性を有する場合は、効率よく働くことが期
待できる。流動床で分離を行う、これまで述べた系は、
しかしながら、ユーザーが提起するすべての要求を満た
すわけではない。これまでのところ、問題の一つは、流
動床が安定化されていないので、この床を通り抜ける流
路が簡単に形成され、サンプル分子は殆ど結合の機会を
もたないままこの流路を通り抜けることがあり得るとい
うことである。
ビーズは拡散距離を小さくするために小型で、高い密
度を有し、さらに制御可能な高い沈降速度を有し、生物
活性分子を含む利用に適するように、誘導が容易な親水
性重合体である必要がある。
予期せぬ事ながら、本研究者らは、充填床および流動
床の有利な特性を合わせ持つ床を企図することができる
ことを見いだした。本発明の一局面では、粒子が互いに
密集して充填されていないので、比較的小さな密度およ
び／または比較的小型の粒子が上方に流れる液体流れと
ともに床を通過することが可能な床を提供する。
所定のサイズおよび／または密度を有するビーズ粒子
を用いることによって、ある粒子がある位置に存在する
確立が、全床容積の極めてわずかの部分である限定容積
においてのみ高くなるようにし、粒子が床の制限された
空間を動き回るのを防ぐ。粒子をその場所にとどまらせ
ることによって、バックミキシングを防止することがで
き、それによって軸方向分散を減少せしめ、スクリーン
または同様な装置を用いることなく多工程吸着を可能に
する。
さらに、本発明のビーズは、熱発生磁場の利用または
吸着体粒子への鉄性もしくは常磁性添加物の使用を必要
とすることなく、上方に流れる液体中に浮遊状態で保持
することができる。以下では、現下の粒子を用いた場合
の床を、安定化または非混合膨張床と呼び、これは無視
できる程度の軸方向分散性を有することを特徴とするも
のである。軸方向分散は、しばしば容器分散値（定義に
ついてはLevenspiel（1972）参照）によって表わされ、
これは、安定化床ではおよそ75×10-3より小さく、特に
20×10-3より小さい。
本発明のビーズは、重合体マトリックス中にガラスま
たはシリカ粒子好ましくは石英粒子を含有する、該重合
体マトリックスから成る。ビーズは多孔性でも非多孔性
でも良い。直径は100〜1000μｍ、好ましくは100〜500
μｍで、球形ビーズ同様不定形のビーズも、以下に述べ
るように仮に球形ビーズの方が好ましい場合であっても
用いることができる。ビーズ密度は代表的には1.10〜1.
50g/ml、例えばおよそ1.15g/ml（これらの値は水和ビー
ズの値である）である。
重合体は、モノ−または、例えばアクリレート、メタ
クリレートもしくはビニルベンゼンのようなポリビニル
モノマーから合成され、または天然物、好ましくは多糖
類、例えばアガロース、澱粉、セルロースもしくはこれ
らの誘導体で、場合によっては所望の堅さおよび孔分布
を得るために架橋される。
含有させるガラスまたはシリカ粒子は好ましくは１〜
100μｍの範囲で、球形でも不定形でも良い。重合体粒
子中に含有させるシリカ粒子の量は、最終湿潤粒子の重
量の５〜50％の範囲である。本発明の好ましい具体例で
は、石英粒子が用いられる。
ダウンストリーム処理に用いる担体マトリックスの重
要な特性の一つは、例えば再条件付け工程で用いられる
種々の溶液に対して安定であることである。いくつかの
装置では再条件付けのために強アルカリ溶液の使用が必
要で、これは、以前にテストした従来の担体マトリック
スにとっては致命的であることが分かった。特に溶出工
程中に床を通る流れを充填床にするために逆流させる場
合に、支持体マトリックスのほんのわずかの変化が、収
量減少などの結果をまねく重大な問題となる。この溶出
技術では、溶出能力を改良するために、球形ビーズが好
ましい。その理由は当業者にとっては既知である。
本発明のこの局面では、ビーズは、図１に模試的に示
したように、特に培養液から生成物（例えば細菌または
その他の使用宿主の細胞溶解後の細胞壁粒子およびその
他の老廃産物を含む）を回収するために採用されるタイ
プの分離系において用いられる。この系の主な構成は、
ポンプP1−P3（適切な溶液を供給する）、バルブV1−V
3、サンプル容器Ｓ、底部に流体分配装置Ｄおよび調節
上部アダプター（図示せず）をもつカラムＣ並びにフラ
クションコレクターFCである。
図1aは、所望の成分がゲルに結合し他の成分から分離
される流動床型の系を示している。安定化流動床を作る
ため、さらにpH、イオン強度などに関して適切な条件を
つくるために、溶液はP2により精製する成分を結合する
ように誘導化されたビーズを入れたカラムに送られる。
カラムからのアウトフローは廃液に接続されている。次
にバルブV1は、流動床が維持される条件下で、サンプル
溶液がP1によってカラムに送られるように切り替えられ
る。サンプルがカラムに移されたとき、洗浄液が（P2を
介して）カラムに供給されるようにバルブV1は切り替え
られる。流動床が完全に洗浄され、さらに細胞性粒子な
どの未結合成分がカラムの上部を通って廃液に流れ出し
た後、本方法の第一段階が終了する。
図1bでは、カラムを通る流れは結合したサンプル成分
を溶出するために逆流させられる。流れがP3からカラム
を介してフラクションコレクターFCへ送られるように、
バルブは切り替えられる。床を落ち着かせてから、さら
に場合によって上部アダプターを床表面に移動させるこ
とによって充填床に変換し、適切な溶出溶液がP3を介し
て、所望の成分が遊離、採取される床に導入される。非
常に多くのクロマトグラフィー用カラムに見られる伝統
的なタイプである、該上部アダプターはカラムの所望の
位置に設定でき、ビーズが通り抜けるのを防ぐために網
を有している。
本発明の別の具体例では、カラムからの溶出は、溶出
液をポンプP2を介してカラムに導入し、さらにビーズか
ら遊離したサンプル成分をカラムの上部口につないだフ
ラクションコレクター（図1aの“廃液”と置き換える）
で採取することによって、流動型で行われる。この場合
には、カラムに調節上部アダプターは不要である。
本発明の安定化床を得るために極めて重要なことは、
溶液をカラムに導入する方法である。溶液はカラムの横
断面部分に均等に整流されなければならず、そのために
整流機が用いられる。この整流機は一般的には上側（ゲ
ル床側）が穴開き板となったものである。その板の孔は
サンプルの全成分を通過させるのに十分な大きさでなけ
ればならないことは言うまでもなく、そうでなければ目
詰まりがこの方法を妨げるであろう。Ｄ上の圧力低下
は、流速、粘性、粒子サイズなどの各組み合わせについ
て、所定の値を越えるものでなければならない。そうで
なければ小さな流れ抵抗を有する流路、したがって高速
の流れが床に生じるからである。整流機上の圧力低下と
床との間の比はしたがって３％、好ましくは10％を越
え、至適系ではずっと高い数値、例えば50％、500％、
さらには2000％までが一般的である。孔の全横断面積
は、板の全面積に対して一般的にはおよそ0.005〜10
％、特に0.005〜３％である。円錐形の整流機を用いる
場合には、整流機の一定の圧力低下の必要性は、明らか
な幾何学的理由により減少し、上記に示した数値より低
い値を利用できる。
本発明の方法において用いるカラムの寸法は広い範囲
でよく、例えば直径は1cmから１〜2mまで、長さはおよ
そ10cmから10mで、実施する分離の種類およびその規模
に依る。判明したことで重要なことは、従来の非安定化
系と比べて、安定化流動床法では非常に短いカラムを用
いることができるということである。この方法は、少な
くともおよそ50〜3000cm/hの流速にも利用でき、およそ
100〜500cm/hが非常によく利用される数値である。溶出
中の流速は通常５〜500cm/hで、特に50〜200cm/hであ
る。
上記のようにこの方法は、沈殿物および細胞培養液か
らの細胞壁成分のような固体粒子も含む系にも用いるこ
とができる。伝統的なクロマトグラフィー系では、この
種の不純物には１または２工程の予備精製が必要であ
る。したがって、これは、ヒトまたは動物の血液、尿な
どの他、細菌もしくは酵母ホモジネートをカラムに直接
導入できる、本特許請求の方法の主な利点の一つであ
る。
相当な量の粒子性不純物を含む系では、上部アダプタ
ーに目詰まりが生じ得ることが判明した。これは、カラ
ムを通る流れを吸着段階で時折逆流させれば、容易に避
けることができる。15分毎に10〜20秒の断続的逆流でこ
の問題は除くことができることが分かった。
一般的な実施例では、pHがおよそ７で免疫グロブリン
を含む培養液を、IgGと結合するプロテインＡを導入し
たビーズを含むカラムに図1aに示したように供給する。
粒子を含む廃液成分を中性緩衝液で洗い流し、流れを逆
方向にし、充填床の形成が完了したとき溶出緩衝液のpH
をおよそ３に下げ、図1bに示した態様でカラムの底を通
ってIgGを溶出させる。
したがって、本発明は、その一局面においてダウンス
トリーム処理（例えば流動床分離）で使用する、重合体
マトリックスから成る支持体ビーズであって、その中に
シリカ粒子を含有するマトリックスに関する。該重合体
は好ましくは多糖類、例えばアガロース、澱粉、セルロ
ースまたはこれらの誘導体で、場合によって所望の堅さ
および孔分布を得るために架橋されている。ビーズは、
100〜1000μｍ、好ましくは100〜500μｍの範囲で、重
合体粒子中に最終湿潤粒子重量の５〜50％の範囲でガラ
スまたはシリカを含む。用いられるシリカ物質は例えば
石英で、今のところ石英が好ましい。本発明はさらに、
所望の成分を含む液体から種々の成分を分離する膨張床
系でそのようなビーズの使用にも関する。
現時点で好ましいビーズマトリックスである、アガロ
ースをベースにしたマトリックス材を調製するときは、
石英粒子を含むアガロース溶液を、下記でさらに例示す
るように増稠添加剤の存在下で乳化させる。
乳化剤は低分子量の海面活性化合物であるべきである
が、イオン性または非イオン性で、例えばSpan20、Gafe
n LB−400または当該技術分野で既知のものである。
膨張剤は分散媒中で可溶性であるべきで、疎水性多糖
類誘導体から選ぶことができる。今のところ好ましいも
のはエチルセルロースである。
さらにビーズを安定化させるために、ビーズ中の重合
体鎖は、好ましくはそれ自体既知の方法で架橋すること
ができる。アガロースのような多糖類を用いる場合に
は、例えば、アガロースマトリックス中の隣接する鎖が
架橋される条件下で、ビスエポキシドまたはハロヒドリ
ンのような架橋剤を含む溶液にビーズを懸濁させること
ができる（Porath（1971））。
架橋アガロースビーズ同様、アガロースビーズは極め
て多くのクロマトグラフィー装置で用いられ、イオン交
換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフ
ィーなどで用いるビーズの種々の誘導化法を記載した多
くの文献がある。これらの方法は、特定の利用のための
支持体を調製するために、厳密に選択されるものであ
る。そのようものの一例は、IgGの精製用支持体調製の
ために、アガロースマトリックスに臭化シアン法でプロ
テインＡまたはプロテインＧを結合させるものである。
本発明は、別の局面において、安定化流動床を用いて
サンプル成分を分離する方法にも関する。この方法は以
下の工程から成る： −流動液床処理用カラムを、所望の成分を結合するよう
に誘導したビーズ粒子で装填する； −安定化流動床ができるような条件下で、粒子を溶液で
条件付けする； −そのように安定化させた流動床に、所望の成分を含む
サンプル溶液をカラムの下部口から供給し、それによっ
て所望の成分はビーズに結合し、さらにサンプル溶液中
の不純物はカラムの上部口から排出される； −膨張床を維持する流れ条件下で下部口から導入した溶
液でカラムを洗浄し、それによってサンプル溶液中の残
存未結合成分をカラムの上部口から排出する； −ビーズから結合サンプル成分を遊離させ、場合によっ
てはフラクションコレクターを用いてそれらを採取する
ために、カラムに溶出液を導入する。
本発明の具体例では、溶出工程は、カラムの下部口か
ら溶出液を導入し、床を膨張床型のままで維持すること
によって実施される。
別の具体例では、カラムの上部口から適切な条件づけ
緩衝液を流入させ、さらに上部のアダプターをゲル表面
に移動させることによって、ゲル床は充填される。この
緩衝液はもちろんビーズから所望の成分を遊離させるも
のではない。その後、溶出溶液をカラムの上部口から導
入し、サンプル成分をビーズから溶出させ、これを最終
的にカラムの下部口からの流出液において採取する。
この方法を用いる利点は、細胞培養実験で一種または
二種以上の成分を培養液の他の成分と分離する場合に、
容易に理解し得よう。充填床の目詰まりを起こす固形細
胞粒子は、本方法の流動床段階でこの系から容易に除去
でき、全く障害とならないであろう。
一連の実施例によって、本発明をこれから詳述する。
実施例1.石英粒子含有架橋アガロースビーズ（10g/100m
l、６％アガロース）の合成 ビース形成 57gのアガロースを900mlの水に90℃で、アガロースが
溶解するまで撹拌して、アガロース溶液を調製した。こ
の溶液の粘性は250〜700cPs（85℃）であった。
90gの石英粒子（10〜70μｍ、NGQ200、Ernstrms社
製）を撹拌アガロース溶液に加えた。撹拌機（100〜200
rpm）を備えた円筒容器に入れた、トルエン1000ml中の
エチルセルロース45g溶液（Ｎ−50、Hercules社製）（6
0℃）にこのスラリーを注入した。Gafen LB 400（Gaf社
製）／トルエン（1:2（w/v））のおよそ20mlを徐々に加
え、所望のビーズサイズを得た。この撹拌懸濁液を室温
まで冷却し、1000mlの水を加えた。混合物を一晩放置
し、上層液を取り除いた。ビーズをトルエン、水で洗浄
し、最後に湿ったままふるいわけて125〜315μｍの粒度
分布を得た。
架 橋 Porathら（1971）が記載したように、エピクロロヒド
リンによる架橋は必ず行った。
実施例2.石英粒子含有アガロースビーズ（13g/100ml、
４％アガロース）の合成 水300ml中の12gアガロースという点を除き実施例１の
ように調製した撹拌アガロース溶液に40gの石英（10〜7
0μｍ、NGQ200、Ernstrms社製）を加えた。このスラ
リーを、350mlのトルエン中の25gエチルセルロース（Ｎ
−50、Hercules社製）の撹拌溶液に60℃で懸濁させた。
１時間後、懸濁液を室温まで冷却した。石英含有アガロ
ースビーズを洗浄し、湿ったままふるいわけし、上記の
ように架橋した。
実施例3.石英粒子含有アガロースビーズ（17g/100ml、
６％アガロース）の合成 水450ml中の28gアガロースおよび石英75gという点を
除き実施例２のように、アガロース溶液中の石英スラリ
ーを調製した。この懸濁液を500mlのトルエンおよび50g
のエチルセルロース溶液に懸濁し、３時間60℃で撹拌し
た。室温まで冷却した後、ビーズを洗浄し、湿ったまま
ふるいにかけ、上記のように架橋した。
実施例4.石英粒子含有アガロースビーズ（33g/100ml、
６％アガロース）の合成 石英粒子が150gという点を除き、実施例３のように調
製した。
実施例5.石英粒子含有架橋デキストランビーズの合成 水40ml中の16gのデキストラン（分子量250000）、3.5
gの水素化ホウ素ナトリウムおよび1.6gの水酸化ナトリ
ウムの撹拌溶液に3gの石英粒子（10〜45μｍ、NGQ325、
Ernstrms社製）を加えた。このスラリーを、ブレード
撹拌器（500rpm）付き丸底フラスコに入れた、75mlトル
エン中の3gのGafen LB 400および3gのエチルヒドロキシ
エチルセルロース（EHEC−XH、Hercules社製）に加え
た。撹拌懸濁液を50℃に加熱し、8mlのエピクロロヒド
リンを加えた。この懸濁液を50℃で一晩置いた。その後
この石英含有ビーズをエタノールで洗浄し、最後にわず
かに酸性の水で洗浄して、湿ったまま上記のようにふる
いわけした。
実施例6.石英粒子含有多孔性ジビニルベンゼンビーズの
合成 石英粒子のシラン化： 1Mの水酸化ナトリウム200ml中の40gの石英粒子（10〜
70μｍ、NGQ200、Ernstrms社製）のスラリーを90℃で
３時間加熱した。冷却したスラリーを濾過し、石英を水
で洗浄して乾燥させた。この石英粒子を140mlのトルエ
ンに移し、6.25gのイミダゾールを加えた。撹拌スラリ
ーを100℃に加熱し、16.6gのジメチルオクタデシルクロ
ロシランを加えた。このスラリーを100℃で一晩維持
し、その後冷却まして濾過した。シラン化石英粒子をア
セトン、水で洗浄し、最後にアセトンで洗浄して室温で
乾燥させた。
懸濁重合反応： 水100ml中のポリビニルアルコール（Mowio 140−88、
USA）5gの溶液を、水150ml中のデキストラン（分子量40
000）15gの溶液と混合した。この撹拌溶液に、0.5gの過
酸化ベンゾイル、25mlのジビニルベンゼン、25mlの４−
メチル−２−ペンタノールおよび4gのシラン化石英のス
ラリーをゆっくりと加え、75℃で６時間保持した。冷却
した懸濁液を考慮し、この石英含有ジビニルベンゼンビ
ーズをアルコールで洗浄し、さらに最後に水で洗浄し
た。
実施例7.石英粒子含有および不含アガロース粒子の沈降 この実験では、種々のゲルを、流動床実験に適したカ
ラムに装填し、種々の流速でのゲル床の高さを測定し
た。
ゲル1:（125〜280μｍ）は、実施例１のように合成し
たアガロースゲルであるが、石英が添加されていない。
これは、さらに現行の実験には重要でないスルホネート
基を含むように誘導された。
ゲル2:（122〜250μｍ）は、実施例１のように合成し
た石英含有アガロースゲルである。石英含有量はアガロ
ース100ml当たり石英17gである。これはさらに、ジエチ
ルアミノエチル（DEAE）基を含むように誘導された。
ゲル3:（125〜280μｍ）は、アガロース100ml当たり3
3gの石英を含むゲルで、ゲル２のように合成された。
各ゲルをカラム（50×600mm）に装填し、その床の高
さを測定した。10ml/分の流れを用い、膨張床が安定し
た後、直ちに該床の高さを測定した。流れを10ml/分で
段階的に増加させ、その後の床の高さを測定した。結果
から、本発明のビーズを用いて非常に高い流速を採用す
ることができ、なお安定化流動床の条件下で機能させる
ことができることが分かった。
実施例8.大腸菌（E.coli）ホモジネートからの組み換え
抗凝固蛋白の精製 抗凝固蛋白アネクシン（annexin）Ｖを発現している
E.coli株を発酵槽で複合栄養培養液で増殖させた。採取
後、細胞をペレット化し、水に再浮遊させ、高圧ホモジ
ナイザーに３度通した。Triton−X100を最終濃度0.5％
となるように加え、pHを酢酸で5.5に調整した。
膨張床カラム（直径50mm、高さ60cm）に本発明の石英
含有アガロースビーズを11.5cm（225ml）の高さまで入
れた。このビーズはジエチルアミノエチル（DEAE）基を
付加されている。ゲル床を平衡化緩衝液（30mM酢酸アン
モニウム、pH5.5）で線型流れ速度300cm/hで30cmまで膨
張させ、E.coliホモジネート1600mlを適用した。その後
ゲル床を平衡化緩衝液および80mM NaCl含有平衡化緩衝
液で400cm/hで洗浄した。それから流れ速度を200cm/hま
で低下させ、ゲルを充填するために流れの方向を逆にし
た。上部アダプターを床表面まで移動させ、結合蛋白を
250mM NaCl含有平衡化緩衝液で100cm/hで溶出させた。
抗凝固蛋白活性アッセーによれば、用いたアネクシンＶ
の80％がゲルに結合し、さらにゲルから溶出した。
この精製は、3.1リットルのゲルを含むパイロットス
ケールの膨張床カラム（直径200mm、高さ95cm）でも繰
り返され成功した。このサンプル容積は８リットルであ
った。
実施例9.流動床の安定性試験 分配機（穴面積は全面積の３％）付き膨張床カラム
（直径50mm、高さ60cm）に、粒度分布が100〜270μｍの
範囲の石英含有アガロースビーズを6.0cm（118ml）まで
入れた。ゲルを線型流れ速度300cm/hで水中30cmまで膨
張させた。整流機上の圧力低下は床の圧力低下の66％で
あった。
カラムに0.25％の濃度のアセトン溶液を“刺激応答実
験”（Levenspiel（1972）参照）のトレーサーとしてパ
ルス注入した。“低分散用分散モデル”のモデルにおい
て定義される“容器分散値”として表された結果は19×
10-3であった（定義についてはLevenspiel（1972）参
照）。
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Levenspiel（1972）“ケミカルリアクションエンジニ
アリング”（“Chemical Reaction Engineering"Second
Edition,John Wiley ＆ Sons）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘツドマン，ペル スウエーデン国エス―194 40 ウプラ ンツヴエスビユー．ルンビユーヴエイエ ン48 (72)発明者 ペルネマルム，ペル―オーケ スウエーデン国エス―756 46 ウプサ ラ．ビヨルクハークスヴエイエン 11デ ー (72)発明者 リヨングレン，イヨルゲン スウエーデン国エス―756 52 ウプサ ラ．ウルムヴロークスヴエイエン16 (72)発明者 リンドグレン，アンニカ スウエーデン国エス―757 55 ウプサ ラ．ホランツレーサン155 (56)参考文献 特開 平２−6750（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−52377（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−114510（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01J 8/00 - 8/46 G01N 33/48 - 33/98 G01N 30/02

Claims (24)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】カラム内の、整流機を備えた下部口と上部
    口との間に位置しビーズを含む安定化流動床でサンプル
    溶液から成分を分離する方法であって、 （ｉ）成分を含むサンプル溶液を下部口からカラム内に
    供給し、それによって当該成分をビーズに結合させ、そ
    して未結合の他のサンプル成分を当該カラムの上部口か
    ら排出させ； （ii）流動床を維持する流れ条件で前記下部口から導入
    した溶液で前記カラムを洗浄し、それによって前記サン
    プル溶液中の残存固体成分および他の不純物を前記カラ
    ムの上部口から排出させ； （iii）前記ビーズに結合した成分を遊離させる溶出溶
    液を導入し、当該成分を採取する 工程からなる成分の分離方法において、前記ビーズが前
    記成分に親和性を有し且つシリカ、ガラス又は石英粒子
    から選択される粒子を含有する重合体マトリックスから
    なること、および前記流動床が磁場を利用しないで安定
    化が達成されていることを特徴とする成分の分離方法。
  2. 【請求項２】工程（iii）が、該ビーズを落ち着かせ、
    場合によっては上部アダプターを該床表面に下げ、充填
    床が形成されるように該カラムの上部口から溶液を導入
    し、その後吸着された成分をビーズから遊離させる溶出
    溶液を上部口から導入して該カラムから溶出させること
    によって行われる、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】重合体が、ポリビニルポリマー又は多糖類
    から選択される請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】重合体が、アガロース、澱粉、セルロース
    又はこれらの誘導体から選択される請求項１又は２に記
    載の方法。
  5. 【請求項５】重合体が、架橋されているアガロース、澱
    粉、セルロース又はこれらの誘導体から選択される請求
    項１又は２に記載の方法。
  6. 【請求項６】湿潤ビーズの密度が1.10〜1.50g/mである
    請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項７】ビーズサイズが100〜1000μｍの範囲内に
    ある請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】充填粒子のサイズが１〜100μｍの範囲内
    にあり、そして最終湿潤ビーズ重量の５〜50％を構成し
    ている請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項９】流動床に使用されるビーズが一定のサイズ
    及び（又は）密度範囲を有している請求項６〜８のいず
    れかに記載の方法。
  10. 【請求項１０】整流機上の圧力低下と床との間の比が３
    ％を越え、そして使用される流速、流体速度及びビーズ
    サイズに適合するようにされている請求項１〜９のいず
    れかに記載の方法。
  11. 【請求項１１】整流機上の圧力低下と床との間の比が10
    ％を越え、そして使用される流速、流体速度及びビーズ
    サイズに適合するようにされている請求項１〜９のいず
    れかに記載の方法。
  12. 【請求項１２】流動床の容器分散値が75×10-3より小さ
    い請求項１〜11のいずれかに記載の方法。
  13. 【請求項１３】流動化が上方に向かっている流体の流れ
    によって生じる流動床分離に使用するための、シリカ、
    ガラス又は石英粒子から選択される粒子を含有する重合
    体マトリックスからなる支持ビーズ。
  14. 【請求項１４】ビーズが精製すべき成分を結合するよう
    に誘導化されている請求項13に記載のビーズ。
  15. 【請求項１５】床が安定化された流動床である請求項13
    又は14のいずれかに記載のビーズ。
  16. 【請求項１６】重合体マトリックスが多糖類マトリック
    スである請求項13〜15のいずれかに記載のビーズ。
  17. 【請求項１７】重合体マトリックスが、アガロース、澱
    粉又はセルロースマトリックスである請求項13〜15のい
    ずれかに記載のビーズ。
  18. 【請求項１８】重合体マトリックスが、アガロースマト
    リックスである請求項13〜15のいずれかに記載のビー
    ズ。
  19. 【請求項１９】ビーズがイオン交換クロマトグラフィー
    又はアフィニティクロマトグラフィーに使用するために
    誘導化されている請求項13〜18のいずれかに記載のビー
    ズ。
  20. 【請求項２０】シリカが湿潤ビーズ重量の５〜50％を構
    成している請求項13〜19のいずれかに記載のビーズ。
  21. 【請求項２１】ビーズのサイズが100〜1000μｍの範囲
    内にある請求項13〜20のいずれかに記載のビーズ。
  22. 【請求項２２】ビーズの密度が水和ビーズの1.10〜1.50
    g/mの範囲内にある請求項13〜21のいずれかに記載のビ
    ーズ。
  23. 【請求項２３】ビーズのサイズ及び（又は）密度が、そ
    れぞれ、水和ビーズの100〜1000μｍ及び1.10〜1.50g/m
    の範囲内にある請求項13〜22のいずれかに記載のビー
    ズ。
  24. 【請求項２４】重合体マトリックスが架橋されたアガロ
    ースであり、そしてビーズのサイズが125〜315μｍの範
    囲内にある請求項13〜23のいずれかに記載のビーズ。
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