JP4573870B2 - クロマトグラフの分離カラム及び分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般にクロマトグラフの分離カラム及び分離装置に関する。この種の装置は、例えば核酸を分離するために使用される。

核酸を分離する方法及び汎用型のフィルター装置を有する前記方法を行う装置が、例えば特許文献１により公知である。より正確には、この文献には、実質的にクロマトグラフ材料と、該クロマトグラフ材料の上流に配置されたフィルター材料とが配設されるプラスチック製カラムからなる分離装置が開示されている。そして、フィルター材料は、プラスチック部品を用いずに紙製材料を適切に折り畳むことにより、プラスチック製カラムに挿入され使用後には再び除去可能な略シリンダ状本体を形成する。折り畳んだ紙製シリンダは寸法安定性に劣るが、分離カラムの内側を略充填する。
ドイツ国特許出願公開第１０２０１８５８Ａ１号明細書

本発明は、寸法安定性の劣る（紙製）フィルター材料を少量使用した場合でもフィルター材料を正しく位置決めできるように、上記公知の汎用型分離装置を改良することを目的とする。

より正確には、上記目的は、独立請求項の特徴により達成され、従属請求項は本発明を特に有利な態様で発展させるものである。

本発明の第１の側面によれば、一端を開放し且つ他端に先細り出口を有する注射器型のカラム要素と、このカラム要素内にその開放端より挿入されるフィルター要素とを備えた、クロマトグラフの分離カラムであって、前記フィルター要素は、一端が開放された中空部を有するフィルターと、同じく一端が開放され前記フィルターを取り囲んで支持する支持ケージとを有しており、前記支持ケージは、前記カラム要素の内周面に嵌合して摩擦係合するスリーブ状部と、このスリーブ状部に一体に連なり前記カラム要素の内周面から離間したケージ部分と、該支持ケージの開放端に位置する略環状の鍔部とを有していると共に、前記ケージ部分の内側に前記フィルターの外面が固着されることを特徴とする、クロマトグラフの分離カラムが提供される。

また本発明の第２の側面によれば、前記第１の側面の特徴に加えて、前記支持ケージの前記鍔部は、前記カラム要素の開放端に載置され、前記カラム要素の前記出口と、該出口寄りの前記支持ケージの端部との間に、該カラム要素の軸方向の間隙が形成されることを特徴とする、請求項１に記載のクロマトグラフの分離カラムが提供される。

また本発明の第３の側面によれば、前記第２の側面の特徴に加えて、クロマトグラフ材料を前記間隙に設置したことを特徴とする、クロマトグラフの分離カラムが提供される。

また本発明の第４の側面によれば、前記第１〜第３の側面の特徴に加えて、前記支持ケージは、その開放端の部分で、別体のシール要素又は支持ケージに結合したシール要素により、気密に前記カラム要素へ結合されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のクロマトグラフの分離カラムが提供される。

また本発明の第５の側面によれば、前記第１〜第４の何れかの側面の特徴を有するクロマトグラフの分離カラムと、該分離カラムの出口を部分的に真空にする装置とを有することを特徴とする、クロマトグラフの分離装置が提供される。

支持ケージは、好ましくは、鍔部に隣接する部分にスリーブ状部を有してもよい。

支持ケージは、プラスチック材料から製造してもよい。

支持ケージのケージ部分は、縦支柱及び少なくとも１つの環状支柱により画成してもよい。またケージ部分の端面は、少なくとも１つの横支柱により画成してもよい。

フィルターは、支持ケージの内側に固定結合、特に接着結合してもよい。

フィルターは、単層で支持ケージの内輪郭を裏打ちする紙製材料から製造してもよい。

支持ケージの鍔部は、カラム要素の開放端又はそこに設けたフランジに載置してもよい。

スリーブ状部は、例えば上述したようなプラスチック材の鍔部に端縁で結合（例えば、溶接又は接着結合）してもよく、これによりカラムに対して正確な位置決めを保証する。

必要であれば、ケージの部分要素、すなわち、強化リングや支柱によりさらに確実にフィルターの形状を保持するようにしてもよい。従って、ケージの全体を構築する必要はない。

次に、更なる特徴、利点、特性を、添付図面を参照してより詳細に説明する。図は、支持ケージ付きフィルター要素を有する、本発明によるクロマトグラフの分離カラムの模式図である。

図から明らかなように、本発明によるクロマトグラフのカラム１の主要な構成要素は、実質的に支持ケージ３とフィルター１０とからなるフィルター要素と、クロマトグラフ材料１２と、フィルター要素が挿入された略注射器型カラム要素２である。

支持ケージ３の形状、特に支持ケージの支柱間の間隙の寸法は、使用されるフィルター材料の強度（剛性、保持力など）によって選択される。

既に述べたように、フィルター要素は、実質的に、例えばプラスチック材料を射出成型して製造される支持ケージ３からなる。例えば単層の紙製材料などの扁平な材料からなるフィルター１０は、フィルター１０が端面１６の内側と略シリンダ状支持ケージ３の外表面とを裏打ちするように支持ケージ３の中に挿入されている。フィルター１０は、支持ケージ３を形成する縦支柱７及び横リング８，９の内表面に、例えば接着結合により固定結合される。このようにして、フィルター操作中に、単層紙製フィルター層が、フィルター材料と比べて剛性がある支持ケージ３の形状により規定される位置に常時正しく保持されることが保証される。

もちろん、フィルター材料が複数層であることも可能であり、数層が互いに結合していることも可能である。少なくとも最外層は支持ケージ３に結合されるべきである。

扁平なフィルター材料は、平滑で実質的に折り畳まれないように支持ケージに保持され、一方の側で開放した中空部分を画成する。

図に模式的に示すように、上記縦支柱７及び横支柱８，９により形成される実際のケージ部分１７は、このケージ部分１７と異なり外表面が閉塞されたスリーブ状部６に続いている。また、スリーブ状部６の外輪郭は、ケージ部分１７よりも大きい直径を有する。 更に、スリーブ状部６に隣接して、鍔部４が設けられる。

フィルター材料１０が端面においても正しい位置に保持されるように、縦支柱９に加えて、フィルター材料を端面で支持し得る対角支柱（図示せず）を設けることも可能である。

支持ケージ３とフィルター１０とからなる上記フィルター要素は、注射器型プラスチック製カラム２にその開放端から挿入することができる。図に示す挿入状態では、フィルター要素は、プラスチック製カラム２の開放端から鍔部４で吊設されており、図に示す（符号５参照）ように、その端部をフランジ状に拡大することが可能である。

フィルター要素のスリーブ状部６は、フィルター要素がこの部分でプラスチック製カラム２の内壁に摩擦係合して当接するような外径を有することが好ましい。更に、フィルター要素は、スリーブ状部６及び／又は鍔部４の部分でプラスチック製カラム２により実質的に気密に終端することが可能である。これは、別体のシール要素（Ｏリング１５）又はフィルター要素３と一体に形成されたシール要素を任意に使用して達成するようにしてもよい。

図から明らかなように、支持ケージ３は、鍔部４と拡大スリーブ状部６の部分でのみ、プラスチック製カラム２と接している。他方、支持ケージ３の残りの部分、特に環状支柱８，９及び縦支柱７付きの実際のケージ部分１７は、プラスチック製カラム２の内壁から離間している。

更に、支持ケージ３の縦寸法は、支持ケージ３の、出口１１寄りの端面１６とクロマトグラフの分離カラムの出口１１との間に、カラム軸方向の間隙１３を形成するように構成し、その間隙１３を少なくとも部分的にクロマトグラフ材料１２で充填してもよい。このクロマトグラフ材料１２を、例えば核酸混合物を分離するのに適したものとしてもよい。欧州特許第７４４０２５Ｂ１号明細書及び欧州特許第１２４２８１６Ｂ１号明細書に記載のクロマトグラフ材料は、この用途に特に適している。フィルター要素を完全にカラムに押し入れた状態では、支持ケージ３の端面１６はクロマトグラフ材料１２から十分に離間している。

特に使用されるクロマトグラフ材料１２の性質及び密度によっては、図に模式的に示すようにクロマトグラフの分離カラムを垂直に設置し、支持ケージ３とフィルター１０とで形成された空間１８へ被処理物質を導入するだけでよいので、重力の効果のみにより被処理物質はフィルター材料１０とそれに続いてクロマトグラフ材料１２とを通過することが可能である。

しかしながら、分離カラム２の出口部分１４を真空にする必要がある場合もある。特にこの場合には、スリーブ状部６及び／又は支持ケージ３の鍔部４の部分で、フィルター要素と分離カラム２の内壁との間が気密にシールされるようにしなくてはならない。

従って、本発明によれば、選択された単層フィルター材料自体は寸法安定性に劣るとしても、支持ケージ３中のフィルター材料１０の固定配置と、支持ケージ３の適切な構成により確保された分離カラム１２中の支持ケージ３の配置とにより、操作中のフィルター１０は正しく配向される。むしろ、寸法安定性は支持ケージ３により確保される。

従来技術（特許文献１）では、紙製フィルター材料自体が寸法安定性で劣るため、正しい位置を確保するためには、フィルターの位置を特定するための分離カラムの内側を完全に充填しなくてはならない。しかしながら、本発明では、フィルター材料及び／又は分離カラム２ではなく、支持ケージ３の形状を適切に選択することによりフィルターの形状を特定するので、より複雑なフィルター形状に関しても、様々な設計の可能性が開かれている。

最後に、一端で開放し他端に先細り出口を設けた注射器型カラム要素と、カラム要素に挿入され、扁平であり、カラム要素の開放端の方向における一方の側で開放した中空部を画成するフィルターとを備えるクロマトグラフのカラムが提案される。

もしフィルター材料が十分な寸法安定性を有するなら、支持ケージの機能も導入できる。スリーブ形状のフィルター材料は、例えば上述したようなプラスチック材の鍔部に端縁で結合（例えば、溶接又は接着結合）してもよく、これによりカラムに対する正確な位置づけが保証される。必要であれば、ケージの部分要素、すなわち、強化リングや支柱によりさらに確実にフィルターの形状を保持することができる。従って、ケージの全体を構築する必要なない。

支持ケージ付きフィルター要素を有する、本発明によるクロマトグラフの分離カラムの模式図

１ クロマトグラフのカラム
２ カラム要素
３ 支持ケージ
４ 鰐部
５ 開放端
６ スリーブ状部
７ 縦支柱
８ 環状支柱
９ 横支柱
１０ フィルター
１１ 先細り出口
１２ クロマトグラフ材料
１３ 間隙
１４ 真空
１５ シール要素
１７ ケージ部分

Claims (5)

1. 一端を開放し且つ他端に先細り出口（１１）を有する注射器型のカラム要素（２）と、このカラム要素（２）内にその開放端より挿入されるフィルター要素（３，１０）とを備えた、クロマトグラフの分離カラムであって、
   前記フィルター要素は、一端が開放された中空部を有するフィルター（１０）と、同じく一端が開放され前記フィルター（１０）を取り囲んで支持する支持ケージ（３）とを有しており、
   前記支持ケージ（３）は、前記カラム要素（２）の内周面に嵌合して摩擦係合するスリーブ状部（６）と、このスリーブ状部（６）に一体に連なり前記カラム要素（２）の内周面から離間したケージ部分（１７）と、該支持ケージ（３）の開放端に位置する略環状の鍔部（４）とを有していると共に、前記ケージ部分（１７）の内側に前記フィルター（１０）の外面が固着されることを特徴とする、クロマトグラフの分離カラム。
2. 前記支持ケージ（３）の前記鍔部（４）は、前記カラム要素（２）の開放端に載置され、前記カラム要素（２）の前記出口（１１）と、該出口（１１）寄りの前記支持ケージ（３）の端部との間に、該カラム要素（２）の軸方向の間隙（１３）が形成されることを特徴とする、請求項１に記載のクロマトグラフの分離カラム。
3. クロマトグラフ材料（１２）を前記間隙（１３）に設置したことを特徴とする、請求項２に記載のクロマトグラフの分離カラム。
4. 前記支持ケージ（３）は、その開放端の部分で、別体のシール要素（１５）又は支持ケージ（３）に結合したシール要素（１５）により、気密に前記カラム要素（２）へ結合されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のクロマトグラフの分離カラム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のクロマトグラフの分離カラムと、該分離カラムの出口（１１）を部分的に真空にする装置（１４）とを有することを特徴とする、クロマトグラフの分離装置。

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