JP7253541B2 - クロマトグラフィーカートリッジ封止配置 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、クロマトグラフィーカートリッジに関し、特に、フラッシュクロマトグラフィーなどの高圧クロマトグラフィーに好適なカートリッジにおける封止配置に関する。

発明の背景
クロマトグラフィーは、分離される物質が固定相と移動相との間で異なる態様で分散されることを利用した、化学的分離技術である。固定相、すなわち、吸着媒体、イオン交換体物質、ゲルまたは表面修飾固形物であることが典型的な分離媒体は、通常、カラムに充填されている。媒体ベッドの上部に施されたサンプル内の異なる成分が、たとえば、それらのサイズおよび液体がカラムを通過するときに固定相に引き付けられる度合いに応じて、異なる速度でカラムを通って移動する。液体クロマトグラフィーは、研究および産業において予備分離だけでなく化学分析でも、大規模に用いられている。

従来のクロマトグラフィーでは、液体または溶剤は、重力によってカラムを通過する。それゆえ、液体がカラムを通過する速度は比較的遅い。クロマトグラフィープロセスの速度を上げるために、陽圧の印可によって、液体にカラムを通過させる。これは、ＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィー）などでカラムを通じて液体を汲み上げることによって、または、フラッシュクロマトグラフィーなどで正空気圧を印可することによって実現可能である。最近のフラッシュクロマトグラフィーは、プラスチック製のあらかじめ充填された使い捨てカラムまたはカートリッジを用いることが典型的であり、ほとんどの変形では、液体は、カラムまたはカートリッジを通って汲み出される。

フラッシュクロマトグラフィーのために使用される使い捨てカートリッジは通常、経済を念頭において製造されるが、これは、安価なプラスチックのカートリッジを製造することと、所望の充填材で、通常充填材の各端部のフリットプラグでカラムの本体を充填して充填材を所定の位置に維持し、その後、端部片またはキャップで、たとえばこれらをカラム端部にねじ留めまたはスナップ留めすることによって、カラムの１つまたは複数の開口端部を閉じることによって容易に組み立てられるようにカラムを設計することとを含む。また、端部片は、たとえばスピン溶接または熱板溶接によってカラムに貼り付け、または溶接し得る。最近のフラッシュクロマトグラフィーでは、カートリッジが漏れないこと、および、慎重な取り扱いを必要とすることなく、この特性がプロセスにわたって維持されることが非常に求められる。合理的コストでの大量生産に好適で、なおかつ、十分な剛性を有し漏れない使い捨てカートリッジを提供するために、多大な努力がなされてきた。

フラッシュクロマトグラフィー用の大多数のカートリッジは、閉じられた、前もって充填された製品として、エンドユーザに提供されている。しかしながら、特定の適用例の場合、サンプルを直接カラムに詰める、またはカラムを変更することが望ましい。これらの目的のために、いわゆるオープンカートリッジが提供される。典型的に、そのようなカートリッジには、実験室でエンドユーザによって搭載されるスクリューまたはスナップキャップが設けられる。オープンカートリッジは、最終的な搭載が完全にエンドユーザの管理下にあるため、分析の間に漏れが発生しないと保証することに関して、さらにいっそう難易度が高い。

封止配置は、カラムの上面において中間に設けられたＯリングなどを含むことが多く、この上面は、カラムの軸およびキャップの対応する面に垂直である。

他の封止配置は、Ｏリングとして付加的な封止部材によるのではなく、封止機能が、キャップと胴体との一体部材によって提供される。そのような配置が、ＵＳ７３８１３２７Ｂ２に開示されている。

本発明の目的は、従来技術のカートリッジの欠点を克服するフラッシュクロマトグラフィーのためのカートリッジ、および製造技術を提供することである。これは、請求項１に規定されているようなクロマトグラフィーカートリッジキット、請求項２４に規定されているような胴体、請求項１７に規定されているようなキャップ、および請求項９に規定されているようなクロマトグラフィーカートリッジアセンブリによって実現される。

本明細書で開示されるクロマトグラフィーカートリッジキットは、少なくとも１つの端部において、Ｏリングなどの封止部材を利用してキャップで封止されるように配置された胴体を備える。胴体は、胴体の外側円筒面に配置されたねじ山と、胴体の端面で径方向に延在する胴体封止面と、胴体封止面に設けられ長手方向に延在する周方向胴体口部とを含む。キャップは、胴体のねじ山と噛合うねじ山をその内面に含む外側円筒部と、径方向延在上部と、外側円筒部を径方向延在上部と接合する中間部と、内側円筒部と、内側円筒部の外面と中間部の内面との間に設けられた封止ホルダーと、封止ホルダーと中間部の内面との間に配置されたキャップ封止面とを含む。封止部材は、封止ホルダー、中間部の内面、およびキャップ封止面によって形成された空間に設けられる。中間部はその内面に、胴体の胴体口部と接触するように配置された接触面を含み、キャップは胴体に搭載される。接触面は、カートリッジの中心に向かってせん断される胴体口部に力を加える。胴体口部と当接している接触面は、第１のカートリッジ封止を形成する。これに対して、胴体口部は封止部材に力を加える。この配置によって、封止部材は、少なくとも封止ホルダーの外側、キャップ封止面、および胴体口部の内側と接触し、キャップ封止面と胴体口部の内側とは、第２のカートリッジ封止を形成する。任意に、封止部材は胴体封止面とも接触している。

本明細書で開示されるクロマトグラフィーカートリッジアセンブリは、少なくとも１つの端部においてＯリングなどの封止部材を利用してキャップで封止される胴体を備える。胴体は、胴体の外側円筒面に配置されたねじ山と、胴体の端面で径方向に延在する胴体封止面と、胴体封止面に設けられ長手方向に延在する周方向胴体口部とを含む。キャップは、胴体のねじ山と噛合うねじ山をその内面に含む外側円筒部と、径方向延在上部と、外側円筒部を径方向延在上部と接合する中間部と、内側円筒部と、内側円筒部の外面と中間部の内面との間に設けられた封止ホルダーと、封止ホルダーと中間部の内面との間に配置されたキャップ封止面とを含む。封止部材は、封止ホルダー、中間部の内面、およびキャップ封止面によって形成された空間に設けられる。中間部は、その内面に接触面を含み、接触面は、カートリッジの中心に向かってせん断される胴体口部と接触し、これに力を加える。胴体口部に当接している接触面は、第１のカートリッジ封止を形成する。これに対して、胴体口部は封止部材に力を加える。この配置によって、封止部材は、少なくとも封止ホルダーの外側、キャップ封止面、および胴体口部の内側と接触し、第２のカートリッジ封止を形成する。任意に、封止部材は胴体封止面とも接触している。

本発明の一実施形態によると、封止ホルダーは、径方向延在上部からキャップの開口端部に向かって長手方向に延在するフランジである。代替的に、封止ホルダーは、内側円筒部の厚い部分である。さらに他の実施形態では、内側円筒部の外面は、封止ホルダーを形成する。

本発明の一実施形態によると、接触面が円錐形状を有しており、これは、長手方向断面において、接触面がカートリッジの中間軸と４５°＋／－２０°の角度を有する直線であることを表す。

本発明の他の実施形態によると、接触面は内側に凹状の形状を有し、長手方向断面において、接触面は内側に凹状で連続した曲面であり、曲面の接線は全て、カートリッジの中間軸と４５°＋／－２０°の角度を形成する。

本発明の一実施形態によると、長手方向断面において、キャップ封止面は、キャップの開口端部および接触面に向かう方向に開口した凹状曲面であり、キャップ封止面は連続した曲面である。

本発明の一実施形態によると、胴体口部の外側または内側円筒面のうち少なくとも１つは傾斜しており、胴体口部の基部は、胴体口部の上部よりも広い。代替的に、胴体口部の外側または内側円筒面のうち少なくとも１つは湾曲している。

本明細書で開示される封止配置によって、第１のカートリッジ封止、および少なくとも３つの面を含む第２のカートリッジ封止をもたらす封止機能が提供される。これによって、カートリッジを封止する際に高い安全性が与えられる。

従来技術のカートリッジは、ねじ留め動作において完全停止するのが典型的であり、カートリッジが封止されるのは、停止またはその直前である。これと比較して、本発明に係るカートリッジは、どちらかというと滑らかな停止であり、キャップの胴体に対する長い回転のために確実な封止が実現される。好ましくは、キャップは、封止された第１の位置から、典型的にユーザがかけるトルクについて停止を表す第２の位置まで、９０°以上回転可能である。長い回転距離のために確実な封止をもたらすことは、いわゆるオープンカートリッジにとっての主な利点を表す。なぜならこれによって、閉じる動作が、たとえばユーザの力および注意により影響を与えるものでなくなるからである。さらに、最終的な搭載において、キャップが胴体１２０に対してより正確に位置決め可能になるという点で、あらかじめ充填されたカートリッジの製造が容易になる。

他の利点は、長い回転が長手方向の対応する距離を表し、柔軟性は、その方向に導入されるという点である。これは、フリット、フィルター、および胴体において設けられた他の部品の厚さのわずかな変化が吸収可能であること、ならびに、さらに堅い嵌合および／または異なる部品間の死容積の減少が実現されることを表す。

以下では、添付の図面を参照して、本発明を、その非限定的な実施形態に関して、単なる一例としてより詳細に説明する。

胴体の一部とキャップとを示す模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る胴体とキャップとを示す拡大模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る胴体とキャップとを示す拡大模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る胴体とキャップとを示す拡大模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る胴体とキャップとを示す拡大模式断面図である。 本発明の他の実施形態に係る胴体とキャップとを示す拡大断面図である。 本発明に係る胴体とキャップとの実施形態を示す拡大断面図である。 本発明に係る胴体とキャップとの実施形態を示す拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る、閉じられたカートリッジの半透明斜視図である。

詳細な説明
背景の欄で説明したように、フラッシュクロマトグラフィーカートリッジは、閉じられた、あらかじめ充填された構成で、または開放したカートリッジとして流通している。開放したとは、典型的には、エンドユーザがカートリッジの上部筐体を開け、準備をした後で、カートリッジを再び閉じることができることを表す。あらかじめ充填されたカートリッジは、典型的には、胴体の底部を底部キャップで閉じることによって製造され、内装品を搭載し、上面キャップで閉じる。ほとんどの部品は、自動成形プロセスであらかじめ製造されていることが典型的である。製造は、２段階プロセスとして説明されるようにきわめて簡潔にすることができ、第１の段階では、プラスチック部品が製造され、第２の段階では、カートリッジが充填され封止される。第２の段階は、さまざまな末端用途、顧客要求などにさらに適合可能であることが典型的である。

本発明に係るカートリッジ１１０が、図１ａ～図１ｆに断面図で模式的に示されており、図１ａは、キャップが胴体に搭載された状態のカートリッジの入口端部であり、図１ｂ～図１ｆは、カートリッジの封止部分の詳細図である。カートリッジ１１０は、キャップ１４０が一端部に搭載された胴体１２０を含むと説明される。これは、包括的な説明を与えるにすぎない。また、別個のユニットとしての胴体１２０およびキャップ１４０は、それら自体が進歩性を有する。さらに、カートリッジ１１０はキットとしてユーザに提供可能であることを理解されたく、キャップ１４０は胴体１２０に搭載されておらず、最終的な組み立てはエンドユーザによって行われる。図１ａは、示されたカートリッジ中間軸について対称に、胴体１２０の入口とキャップ１４０とに近い部分を示す。典型的には円筒形のプラスチック管である胴体１２０は、出口を含む出口端部片（図示せず）が一端部に設けられている。他方で、入口端部では、胴体１２０には入口１４１を含むキャップ１４０が設けられている。また、キャップ１４０および胴体端部片は、通常胴体１２０と同じプラスチック材料であるプラスチック材料で形成されていることが典型的である。好適な材料は、ポリプロピレンなどの熱可塑性ポリマーである。出口端部片は、胴体１２０において完全に一体化可能である。当業者にとって理解されるように、フラッシュクロマトグラフィーのためのカートリッジは、さまざまな支持構造のみならず、入口および出口フリット、たとえばシリカなどのクロマトグラフィー媒材などの、カートリッジ内に含まれる複数の他の機能的な部品を含む。明確にするために、これらの特徴は図示されていない。同様に、カートリッジには、カートリッジをクロマトグラフィー装置上または装置内に搭載するための支持または搭載構造が設けられ得る。また、明確にするために、そのような外部構造は図示されない、または説明されない。

図１ａ～図１ｆに示されるように、キャップ１４０と係合する胴体１２０の入口端部には、胴体１２０の外側円筒面にその入口端部に隣接してねじ山１２３が設けられている。胴体１２０は胴体封止面１２５で終端し、胴体封止面１２５は、カートリッジ中間軸に垂直な面にあることが典型的であり、好ましい。代替的に、胴体封止面１２５は、カートリッジ中間軸に対して＋／－４５°の範囲で傾斜し得る。胴体封止面１２５は、図示されるように実質的に平面でもよいが、代替的に湾曲していてもよい、たとえば、封止部材を収容するために凹状に湾曲していてもよい。胴体封止面１２５には、実質的に胴体の長手方向に延在する周方向口部１２７が設けられている。口部１２７の長さ、胴体封止面１２５上の位置、および胴体封止面１２５の幅は、封止部材１３０、たとえばＯリングが口部１２７の内側に収容可能で、胴体封止面１２５上で少なくとも部分的に静止可能な大きさである必要がある。口部１２７は、胴体１２０の内面よりも外面に近接して位置することが好ましい。口部１２７の外面は、胴体１２０の外面と同じ高さでもよいが、代替的に、ある距離だけ後退していてもよい。胴体口部１２７は、カートリッジのサイズだけでなく選択される封止部材１３０とも作用するような大きさにする必要がある。カートリッジの通常のサイズ、すなわち、５～４００グラム（媒体重量）の場合、約２～１５ｍｍの胴体口部１２７の高さと、０．５～１．５ｍｍの幅とが好適である。

図１ｂに模式的に示すキャップ１４０は、胴体を受けるための開口端部および反対側の端部を有し、反対側の端部は、カートリッジをクロマトグラフィー装置に典型的にはホースで接続するための入口１４１から離れて閉じられている。キャップ１４０は、外側円筒部１４２と、入口１４１が設けられた径方向延在上部１４７と、外側円筒部１４２と径方向延在上部１４７とを接合する中間部１４４と、内側円筒部１４５とを含む。内側円筒部１４２は、キャップ１４０の開口端部に向かう方向に径方向延在上部１４７から離れて延在する。ねじ山１４３が、外側円筒部１４２の内面に設けられており、胴体のねじ山１２３と係合するように設計されている。胴体１２０の一部を受けるためのキャップ１４０の内部空間は、円筒部１４２、径方向延在上部１４７、中間部１４４および内側円筒部１４５によって形成される。封止ホルダー１４８は、内側円筒部１４５の外面と中間部１４４の内面との間に設けられている。封止ホルダー１４８と中間部１４４との間に配置され、かつ、略径方向に延在しているのは、キャップ封止面１４９である。中間部１４４の内面は、少なくとも部分的に封止ホルダー１４８および／または内側円筒部１４５に面する接触面１５０を含む。接触面１５０は、胴体口部１２７と係合し、かつ、キャップ１４０が完全に胴体１２７に搭載された状態で胴体口部１２７が内向きにせん断されるように胴体口部１２７に構成要素で内側径方向に力を加えるように、設計されている。搭載されている間、胴体口部１２７は、図１ｃ～図１ｆでＡで示される第１の位置において、接触面１５０と最初に接触する。ねじ留め動作中にキャップ１４０が胴体１２０の端部に近接するように移動する状態で、接触面１５０は、最終的な位置Ｂに到達するまで、胴体口部を内側方向に向かわせる。Ｂの正確な位置は、キャップ１４０が胴体１２０にねじ留めされる距離によって決まり、これは典型的には、キャップ１４０にかけられるトルクによって決まる。適切な位置および／またはトルクは、特定のカートリッジサイズについて規定されることが典型的であり、その情報がエンドユーザに伝達される。接触面１５０は、少なくともＡとＢとの間の領域内で、円錐形状を有する、または内側に凹状の形状を有する必要がある。これは、カートリッジ１１０の長手方向断面において接触面１５０が直線である、または内側に凹状の連続した曲面を形成する必要があるということに対応する。図１ｅに模式的に示される一実施形態によると、接触面１５０の断面は、中間軸に４５°＋／－３０°の角度を有する直線である。図１ｆに模式的に示される代替的な実施形態によると、接触面１５０の断面は、内側に凹状の連続した曲面であり、曲面の接線は全て、中間軸に４５°＋／－３０°の角度を形成する。また、図１ｆは、キャップ封止面１４９が曲面、たとえばキャップ１４０の開口端部に向かう方向に開口する凹状曲面を有し得ることを示す。接触面１５０とキャップ封止面１４９との間のつなぎ部分は、丸みを帯びている、すなわち、断面図で連続した曲面を形成することが好ましい。

キャップ封止面１４９と封止ホルダー１４８とは、封止部材１３０を収容するように配置されている。好ましくは、封止部材１３０には、たとえば、封止部材が封止ホルダー１４８の周囲で維持されるように、封止部材１３０を封止ホルダー１４８の直径よりもわずかに小さい直径を有する緩められた状態にすることによって、キャップ１４０が設けられている。代替的に、封止部材１３０は、キャップ１４０に貼り付けられてもよい、または、中間部１４４の内面に対して押圧するような大きさでもよい。代替的に、または封止部材１３０の固定をさらに確保するために、封止ホルダーには、封止部材１３０の下方に周方向凸部または複数の局所凸部が設けられてもよい。他の代替案では、封止部材１３０に胴体１２０が設けられ、たとえば、口部１２７の内面に対してわずかに押圧して所定の位置に保たれるような大きさになっている。

一実施形態によると、封止ホルダーは、図１ａ～図１ｃに示されるように、径方向延在上部１４７からキャップ１４０の開口端部に向かって長手方向に延在するフランジ１４８ａである。他の実施形態によると、封止ホルダー１４８は、図２ａに示されるような内側円筒部１４５の厚い部分１４８ｂである。小さなサイズのカートリッジのために用いられることが典型的であり得る、図２ｂに模式的に示されるさらに他の実施形態によると、内側円筒部１４５の外面は封止ホルダー１４８ｃとして作用し、そのため、内側円筒部１４５において一体化されることが分かる。

キャップ１４０が完全に胴体１２０にねじ留めされた状態で、図１ｃに示すように、キャップ１４０の接触面１５０が胴体１２０の口部１２７と接触しており、口部１２７の一部は、カートリッジ１１０の中心に向かって変位されている。口部１２７の変位された位置は、図１ｅ～図１ｆに破線で示されている。接触面１５０は、その反対側の端部で胴体封止面１２５に固定されるとせん断される胴体口部１２７の外面に当接する。胴体口部１２７に当接している接触面１５０は、第１のカートリッジ封止を形成する。口部１２７は、封止部材１３０に作用し、封止機能の一部である封止部材１３０のわずかな変形に寄与する。封止部材１３０は少なくとも３つの面、口部１２７、キャップ封止面１４９、封止ホルダー１４８の外面に、および任意に、胴体封止面１２５に接触し、かつ、これらに対して封止する。キャップ封止面１４９と相互作用している封止部材１３０、封止ホルダー１４８の外面、および任意に１２５は、第２のカートリッジ封止を形成する。封止ホルダー１４８は、封止部材１３０によって提供される封止機能を危うくすることがあるので、胴体１２０と接触してはならない。

封止部材１３０はＯリングでもよいが、他の形状も、他の関係する部品、たとえば、楕円形または矩形断面を有する封止部材の若干の修正と作用する。封止部材１３０の好適な材料は、ゴム、シリコーン、ニトリルまたはＥＰＤＭなどの、封止用途に通常用いられる材料である。

胴体口部１２７は、例示的な目的のために、矩形断面を有すると示されている。たとえば、軸方向の剛健性と内向きの柔軟性の例の好適な組合せを提供するために、口部１２７は、矩形でない断面を有してもよい。図１ｇに模式的に示される一実施形態によると、胴体口部１２７は、胴体口部（１２７）がその上部よりも基部でより広くなるように傾斜した少なくとも１つの面１２７ｂを有する。傾斜面１２７ｂは、胴体１２０の内面と同じ高さでもよい。その場合、傾斜面１２７ｂも胴体封止面１２５を形成する。代替的に、傾斜面１２７ｂは、胴体封止面１２５が傾斜面１２７ｂと胴体１２０の内面との間で形成されるように、胴体１２０の内面から距離をあけて後退している。図１ｈに模式的に示される他の実施形態によると、胴体口部１２７は、胴体口部（１２７）がその上部よりも基部でより広くなるように湾曲した少なくとも１つの面１２７ｃを有する。曲面１２７ｃは、胴体の内面と合流してもよく、たとえば、面の合流点を変曲点とみなすことができるように斜めに切られていてもよい。この場合、曲面１２７ｃも、胴体封止面１２５を形成する。代替的に、曲面１２７ｃは、胴体封止面１２５が露出されるように、胴体１２０の内面から距離をあけて後退している。口部１２７の外面も、傾斜または湾曲してもよい（図示せず）。

第１のカートリッジ封止と、少なくとも３つの面との接触を提供する第２のカートリッジ封止とを含む封止機能は、カートリッジの封止において高い安全性をもたらす。従来技術のカートリッジは、ねじ留め動作において完全停止するのが典型的であり、カートリッジが封止されるのは、停止またはその直前である。これと比較して、本発明に係るカートリッジは、どちらかというと滑らかな停止であり、長い回転のために確実な封止が実現される。好ましくは、キャップ１４０は、封止された第１の位置から、ユーザがキャップ１４０にかけることが典型的であるトルクについての停止を表す第２の位置に、９０°以上回転可能である。長い回転のために確実に封止を提供することは、いわゆるオープンカートリッジにとって重要である。なぜなら、これによって、閉じる動作が、たとえばユーザの力および注意にとってより影響を与えなくなるからである。さらに、長い回転は、長手方向の対応する距離を表し、柔軟性がこの方向に導入される。これは、フリット、フィルター、および胴体において設けられた他の部分の厚さのわずかな変化を吸収可能であること、ならびに、さらに堅い嵌合および／または異なる部品間の死容積の減少が実現されることを表す。さらに、胴体１２０に対するキャップ１４０の位置をカートリッジ１１０の最終的な封止においてより正確にできるという点で、あらかじめ充填されたカートリッジの製造を容易にする。

本発明の一実施形態によると、カートリッジ３１０は、閉じられた、あらかじめ充填されたカートリッジである。

図３に模式的に示される他の実施形態によると、胴体３２０およびキャップ３４０には、図１～図３を参照して説明される封止手段との噛合わせが設けられる。ねじ山３２３が、時計回りねじ留め方向を提供する、通常の右回りのねじ山であることが好ましい。胴体３２０の入口端部からの方向におけるねじ山３２３の下方には、少なくとも１つの凸部３２４が設けられている。凸部３２４は、好ましくは胴体３２０の面から０．５～５ｍｍの高さで、実質的に外側径方向に胴体３２０の外面から延在する。胴体３２０の凸部３２４は、機械的な接続を形成するためにキャップ３４０のフランジ３４４に設けられた、後で製造される係止部材３４６と相互作用するように適合されている。機械的な接続は、カートリッジが最終的に組立てられ、そしてキャップ３４０の係止部材３４６が設けられた後で、キャップ３４０が緩むことを防ぐ。係止部材３４６はたとえば、本発明の異なる実施形態を示す、くぼみ、フランジ３４４の溶融した構造、またはフランジ３４４に加えられた材料である。以下では、くぼみを例示的な例として用いる。

以下でさらに説明するように、凸部３２４は、胴体３２０にキャップ３４０の係止機能を提供するために、キャップ３４０内の係止部材と相互作用する必要がある。凸部３２４の設計は、キャップ３４０の係止部材との相互作用が安全な係止を保証するものである限り、比較的自由に変更可能である。一実施形態によると、ねじ留め方向と反対の方向に向かい合う凸部の側面は、胴体３２０の外面に実質的に垂直である。一実施形態によると、凸部は、ねじ留め方向と反対側の方向に向かい合う平面を含み、かぎ形状設計を形成するように、９０°よりも小さい、胴体３２０の外面に対する角度を形成する。

キャップ３４０は、カートリッジ３１０の入口部分を形成する入口３４１が設けられた閉鎖端部と、胴体３２０を受けるための開口端部とを有する。キャップ３４０には、胴体３２０のねじ山３２３と噛合う雌ねじが設けられている。キャップ１４０の入口端部から見えるように、キャップ３４０のねじ山３４３の下方にキャップ３４０の開口端部に隣接して配置されているのは、円筒形のフランジ３４４であり、これは、キャップ３４０の開口端部においてキャップ３４０を終端する。フランジ３４４の内径は、胴体３２０の１つまたは複数の凸部３２４を、これらの凸部３２４と接触または軽く接触することなく収容することができるようなものである。最大で約数ミリメートルの、凸部３２４とフランジ３４４の内面３４５との間の遊びが許容範囲である。フランジ３４４は、連続面を有することが好ましいが、切り欠きを有していてもよい。収容されたとは、各凸部３２４がフランジ部分によって覆われることであると理解されるべきである。

キャップ３４０のフランジ３４４には、キャップ３４０のフランジ３４４の内側円筒面から実質的に径方向内側に延在する、少なくとも１つの後で製造される係止部材３４６が設けられている。本発明の一実施形態によると、係止部材３４６はくぼみである。くぼみ３４６は、遊びが設けられている場合は、この遊びを実質的に超える、内面３４６からの距離をあけて延在する。凸部３２４とくぼみ３４６との間の径方向の重なりは、凸部３２４が胴体３２０の外面から延在する長さの少なくとも３分の１を超えることが好ましい。

くぼみ３４６がねじ留め方向に凸部３２４の後でまたはこれと隣接するように、くぼみ３４６は、凸部３２４に対して位置決めされる必要がある。くぼみ３４６は凸部３２４と当接することが好ましい。これによって、キャップ３４０の係止が安全になり、胴体３２０から緩むことはなく、ユーザがキャップ１４０を胴体３２０から緩めようとする場合、遊びは存在しない。

「後で製造されるくぼみ」という用語は、係止部材、たとえば、くぼみ３４６があらかじめ製造されたカートリッジ３１０の最終的な組立てと関連して設けられているということを示すために用いられ、キャップ３４０が胴体３２０にねじ留めされた後に、たとえば成形プロセスによって与えられる構造ではない。くぼみ３２４は、フランジ３４４の外面を、あらかじめ充填されたカートリッジ３１０を完成する際に最後のステップまたは最後のステップのうち１つのステップにおいて、所定の衝撃および穿孔深さでパンチを用いて穿孔することによってフランジに設けられていることが典型的であり、かつ、好ましい。穿孔によって、フランジ３４４の局所的な塑性変形、すなわち、非可逆変形が生じることが典型的である。本発明の一実施形態によると、くぼみ３４６は、塑性変形した少なくとも１つの部分を含む。

凸部３２４に対するくぼみ３４６の位置はさらに、カートリッジが漏れないように封止手段が係合されることを保証するような態様に関する。本発明に係る封止配置は、キャップ１４０と胴体１２０との間の相対位置に約９０°の自由度をもたらす。これによって、穿孔動作が容易になる。

カートリッジ１１０／３１０は、キャップ１４０／３４０および胴体１２０／３２０がねじ山で接合されている状態であると説明された。「ねじ」はここでは、ねじれまたはねじ留め動作を利用するあらゆる種類の接合機構、たとえば、差込み接合を含むと解釈されるべきである。

キャップをクロマトグラフィーカートリッジの入口端部に、一体的な端部片をその出口端部に有することは、フラッシュクロマトグラフィーにおける一般的なバージョンを表す。他の選択肢、たとえば、上述の係止機構を両方とも利用する胴体の両方の端部にキャップを有することが想定される。代替的に、キャップが、カートリッジの出口端部にのみ設けられ、キャップに係止機構が設けられている。当業者であれば、本明細書の教示を考慮して、本発明に係る機能に異なる部分を適合する方法が分かるであろう。

本発明は、上述の実施形態に限定されない。さまざまな代替、修正、および同等物を用いることができる。したがって、上述の実施形態は、発明の範囲を制限すると理解されるべきではなく、添付の請求項によって定義される。

Claims (30)

1. クロマトグラフィーカートリッジ（１１０）であって、
   少なくとも一端部においてキャップ（１４０）および封止部材（１３０）で封止されるように配置された胴体（１２０）を備え、
   前記胴体（１２０）は、前記胴体（１２０）の外側円筒面に配置されたねじ山（１２３）と、前記胴体（１２０）の端面で径方向に延在する胴体封止面（１２５）と、前記胴体封止面（１２５）に設けられ長手方向に延在する周方向胴体口部（１２７）とを含み、
   前記キャップ（１４０）は、前記胴体（１２０）の前記ねじ山（１２３）と噛合うように配置されたねじ山（１４３）をその内面に含む外側円筒部（１４２）と、径方向延在上部（１４７）と、前記外側円筒部（１４２）を前記径方向延在上部（１４７）と接合する中間部（１４４）と、内側円筒部（１４５）と、前記内側円筒部（１４５）の外面と前記中間部（１４４）の内面との間に設けられた封止ホルダー（１４８）と、前記封止ホルダー（１４８）と前記中間部（１４４）の前記内面との間に配置されたキャップ封止面（１４９）とを含み、
   前記封止部材（１３０）は、前記封止ホルダー（１４８）、前記中間部（１４４）の前記内面、および前記キャップ封止面（１４９）によって形成された空間に設けられ、
   前記キャップ（１４０）の前記中間部（１４４）は、その内面において接触面（１５０）を含み、前記キャップ（１４０）は前記胴体（１２０）に搭載されており、前記接触面（１５０）は、前記カートリッジ（１１０）の中心に向かってせん断されて前記封止部材（１３０）に力をかける前記胴体口部（１２７）の外面と接触するように、およびこれに対して力を加えるように配置され、前記接触面（１５０）と前記胴体口部（１２７）とは、第１のカートリッジ封止を形成し、
   前記封止部材（１３０）は、少なくとも前記封止ホルダー（１４８）の外側、前記キャップ封止面（１４９）、および前記胴体口部（１２７）の内側と接触するように配置されて、第２のカートリッジ封止を形成する、クロマトグラフィーカートリッジ。
2. 前記封止ホルダー（１４８）は、前記径方向延在上部（１４７）から前記キャップ（１４０）の開口端部に向かって前記長手方向に延在するフランジである、請求項１に記載のクロマトグラフィーカートリッジ（１１０）。
3. 前記封止ホルダー（１４８）は、前記内側円筒部（１４５）の厚い部分（１４８ｂ）である、請求項１に記載のクロマトグラフィーカートリッジ（１１０）。
4. 前記内側円筒部（１４５）の前記外面は前記封止ホルダー（１４８ｃ）を形成する、請求項１に記載のクロマトグラフィーカートリッジ（１１０）。
5. 長手方向断面において、前記接触面（１５０）は、前記カートリッジ（１１０）の中間軸と４５°＋／－３０°の角度を形成する直線である、請求項１～４のいずれか１項に記載のクロマトグラフィーカートリッジ（１１０）。
6. 長手方向断面において、前記接触面（１５０）は、内側に凹状で連続した曲面であり、前記曲面の接線は全て、前記カートリッジ（１１０）の中間軸と４５°＋／－３０°の角度を形成する、請求項１～４のいずれか１項に記載のクロマトグラフィーカートリッジ（１１０）。
7. 長手方向断面において、前記キャップ封止面（１４９）は、前記キャップ（１４０）の開口端部および前記接触面（１５０）に向かう方向に開口した凹状曲面であり、前記キャップ封止面（１４９）は連続した曲面である、請求項６に記載のクロマトグラフィーカートリッジ（１１０）。
8. 前記封止部材（１３０）は、前記胴体封止面（１２５）と接触している、請求項１～７のいずれか１項に記載のクロマトグラフィーカートリッジ（１１０）。
9. 前記胴体口部の前記外側または内側円筒面（１２７ｂ）のうち少なくとも１つは傾斜しており、前記胴体口部（１２７）の基部は、前記胴体口部（１２７）の上部よりも広い、請求項１～８のいずれか１項に記載のクロマトグラフィーカートリッジ（１１０）。
10. 前記胴体口部の前記外側または内側円筒面（１２７ｃ）のうち少なくとも１つは湾曲しており、前記胴体口部（１２７）の基部は、前記胴体口部（１２７）の上部よりも広い、請求項１～８のいずれか１項に記載のクロマトグラフィーカートリッジ（１１０）。
11. クロマトグラフィーカートリッジ（１１０）を備えたクロマトグラフィーカートリッジアセンブリであって、
    前記クロマトグラフィーカートリッジ（１１０）は、少なくとも１つの端部においてキャップ（１４０）および封止部材（１３０）で封止される胴体（１２０）を備え、
    前記胴体（１２０）は、前記胴体（１２０）の外側円筒面に配置されたねじ山（１２３）と、前記胴体（１２０）の端面で径方向に延在する胴体封止面（１２５）と、前記胴体封止面（１２５）に設けられ長手方向に延在する周方向胴体口部（１２７）とを含み、
    前記キャップ（１４０）は、前記胴体（１２０）の前記ねじ山（１２３）と噛合うねじ山（１４３）をその内面に含む外側円筒部（１４２）と、径方向延在上部（１４７）と、前記外側円筒部（１４２）を前記径方向延在上部（１４７）と接合する中間部（１４４）と、内側円筒部（１４５）と、前記内側円筒部（１４５）の外面と前記中間部（１４４）の内面との間に設けられた封止ホルダー（１４８）と、前記封止ホルダー（１４８）と前記中間部（１４４）の前記内面との間に配置されたキャップ封止面（１４９）とを含み、
    前記封止部材（１３０）は、前記封止ホルダー（１４８）、前記中間部（１４４）の前記内面、および前記キャップ封止面（１４９）によって形成された空間に設けられ、
    前記中間部（１４４）は、その内面に接触面（１５０）を含み、前記接触面（１５０）は、前記カートリッジ（１１０）の中心に向かってせん断されて前記封止部材（１３０）に力をかける前記胴体口部（１２７）の外面と接触し、これに対して力を加え、前記接触面（１５０）と前記胴体口部（１２７）とは、第１のカートリッジ封止を形成し、
    前記封止部材（１３０）は、少なくとも前記封止ホルダー（１４８）の外側、前記キャップ封止面（１４９）、および前記胴体口部（１２７）の内側と接触して、第２のカートリッジ封止を形成する、クロマトグラフィーカートリッジアセンブリ。
12. 前記封止ホルダー（１４８）は、前記径方向延在上部（１４７）から前記キャップ（１４０）の開口端部に向かって前記長手方向に延在するフランジである、請求項１１に記載のクロマトグラフィーカートリッジアセンブリ。
13. 前記封止ホルダー（１４８）は、前記内側円筒部（１４５）の厚い部分（１４８ｂ）である、請求項１１に記載のクロマトグラフィーカートリッジアセンブリ。
14. 前記内側円筒部（１４５）の前記外面は前記封止ホルダー（１４８ｃ）を形成する、請求項１１に記載のクロマトグラフィーカートリッジアセンブリ。
15. 長手方向断面において、前記接触面（１５０）は、前記カートリッジ（１１０）の中間軸と４５°＋／－３０°の角度を有する直線である、請求項１１～１４のいずれか１項に記載のクロマトグラフィーカートリッジアセンブリ。
16. 長手方向断面において、前記接触面（１５０）は、内側に凹状で連続した曲面であり、前記曲面の接線は全て、前記カートリッジ（１１０）の中間軸と４５°＋／－３０°の角度を形成する、請求項１１～１４のいずれか１項に記載のクロマトグラフィーカートリッジアセンブリ。
17. 長手方向断面において、前記キャップ封止面（１４９）は、前記キャップ（１４０）の開口端部および前記接触面（１５０）に向かう方向に開口した凹状曲面であり、前記キャップ封止面（１４９）は連続した曲面である、請求項１６に記載のクロマトグラフィーカートリッジアセンブリ。
18. 前記封止部材（１３０）は、前記胴体封止面（１２５）と接触している、請求項１１～１７のいずれか１項に記載のクロマトグラフィーカートリッジアセンブリ。
19. 前記胴体口部（１２７）の前記外側または内側円筒面（１２７ｂ）のうち少なくとも１つは傾斜しており、前記胴体口部（１２７）の基部は、前記胴体口部（１２７）の上部よりも広い、請求項１１～１８のいずれか１項に記載のクロマトグラフィーカートリッジアセンブリ。
20. 前記胴体口部の前記外側または内側円筒面（１２７ｃ）のうち少なくとも１つは湾曲しており、前記胴体口部（１２７）の基部は、前記胴体口部（１２７）の上部よりも広い、請求項１１～１８のいずれか１項に記載のクロマトグラフィーカートリッジアセンブリ。
21. 封止部材（１３０）を用いてクロマトグラフィーカートリッジ（１１０）を封止するために胴体（１２０）に搭載されるキャップ（１４０）であって、
    前記胴体（１２０）は、前記胴体（１２０）の外側円筒面に配置されたねじ山（１２３）と、前記胴体（１２０）の端面で径方向に延在する胴体封止面（１２５）と、前記胴体封止面（１２５）に設けられ長手方向に延在する周方向胴体口部（１２７）とを含み、
    前記キャップ（１４０）は、前記胴体（１２０）の前記ねじ山（１２３）と噛合うように配置されたねじ山（１４３）をその内面に含む外側円筒部（１４２）と、径方向延在上部（１４７）と、前記外側円筒部（１４２）を前記径方向延在上部（１４７）と接合する中間部（１４４）と、内側円筒部（１４５）と、前記内側円筒部（１４５）の外面と前記中間部（１４４）の内面との間に設けられた封止ホルダー（１４８）と、前記封止ホルダー（１４８）と前記中間部（１４４）の前記内面との間に配置されたキャップ封止面（１４９）とを含み、前記封止部材（１３０）を収容するように、前記封止ホルダー（１４８）、前記中間部（１４４）の前記内面、および前記キャップ封止面（１４９）によって形成される空間が設けられており、
    前記キャップ（１４０）の前記中間部（１４４）は、その内面において接触面（１５０）を含み、前記キャップ（１４０）は前記胴体（１２０）に搭載されたとき、前記接触面（１５０）は、前記カートリッジ（１１０）の中心に向かってせん断されて前記封止部材（１３０）に力をかける前記胴体口部（１２７）の外面と接触するように、およびこれに対して力を加えるように配置され、前記接触面（１５０）と前記胴体口部（１２７）とは、第１のカートリッジ封止を形成し、
    前記封止部材（１３０）は、少なくとも前記封止ホルダー（１４８）の外側、前記キャップ封止面（１４９）、および前記胴体口部（１２７）の内側と接触するように配置されて、第２のカートリッジ封止を形成する、キャップ。
22. 前記封止ホルダー（１４８）は、前記径方向延在上部（１４７）から前記キャップ（１４０）の開口端部に向かって前記長手方向に延在するフランジである、請求項２１に記載のキャップ（１４０）。
23. 前記封止ホルダー（１４８）は、前記内側円筒部（１４５）の厚い部分（１４８ｂ）である、請求項２１に記載のキャップ（１４０）。
24. 前記内側円筒部（１４５）の前記外面は前記封止ホルダー（１４８ｃ）を形成する、請求項２１に記載のキャップ（１４０）。
25. 長手方向断面において、前記接触面（１５０）は、前記カートリッジ（１１０）の中間軸と４５°＋／－３０°の角度を形成する直線である、請求項２１～２４のいずれか１項に記載のキャップ（１４０）。
26. 長手方向断面において、前記接触面（１５０）は、内側に凹状で連続した曲面であり、前記曲面の接線は全て、前記カートリッジ（１１０）の中間軸と４５°＋／－３０°の角度を形成する、請求項２１～２４のいずれか１項に記載のキャップ（１４０）。
27. 長手方向断面において、前記キャップ封止面（１４９）は、前記キャップ（１４０）の開口端部および前記接触面（１５０）に向かう方向に開口した凹状曲面であり、前記キャップ封止面（１４９）は連続した曲面である、請求項２６に記載のキャップ（１４０）。
28. クロマトグラフィーカートリッジ（１１０）の一部になるための、および前記カートリッジ（１１０）を封止するためにキャップ（１４０）と封止部材（１３０）とを受けるための胴体（１２０）であって、
    前記キャップ（１４０）は、前記胴体（１２０）のねじ山（１２３）と噛合うように配置されたねじ山（１４３）をその内面に含む外側円筒部（１４２）と、径方向延在上部（１４７）と、前記外側円筒部（１４２）を前記径方向延在上部（１４７）と接合する中間部（１４４）と、内側円筒部（１４５）と、前記内側円筒部（１４５）の外面と前記中間部（１４４）の内面との間に設けられた封止ホルダー（１４８）と、前記封止ホルダー（１４８）と前記中間部（１４４）の前記内面との間に配置されたキャップ封止面（１４９）とを含み、前記封止部材を収容するように、前記封止ホルダー（１４８）、前記中間部（１４４）の前記内面、および前記キャップ封止面（１４９）によって空間が形成され、前記胴体（１２０）は、前記胴体（１２０）の外側円筒面に配置されたねじ山（１２３）と、前記胴体（１２０）の端面で径方向に延在する胴体封止面（１２５）と、前記胴体封止面（１２５）に設けられ長手方向に延在する周方向胴体口部（１２７）とを含み、
    前記胴体口部（１２７）の外面は、前記キャップ（１４０）が前記胴体（１２０）に搭載されたとき、前記キャップ（１４０）の前記中間部（１４４）の前記内面で接触面（１５０）と接触するように配置され、前記胴体口部（１２７）は、前記接触面（１５０）によって加えられる力によって前記胴体（１２０）の中心に向かってせん断するように配置されており、前記接触面（１５０）および前記胴体口部（１２７）は、第１のカートリッジ封止を形成し、
    前記胴体口部（１２７）は前記封止部材（１３０）に力を加え、これによって、前記封止部材（１３０）は、少なくとも前記封止ホルダー（１４８）の外側、前記キャップ封止面（１４９）、および前記胴体口部（１２７）の内側と接触する、胴体（１２０）。
29. 前記胴体口部の前記外側または内側円筒面（１２７ｂ）のうち少なくとも１つは傾斜しており、前記胴体口部（１２７）の基部は、前記胴体口部（１２７）の上部よりも広い、請求項２８に記載の胴体（１２０）。
30. 前記胴体口部の前記外側または内側円筒面（１２７ｃ）のうち少なくとも１つは湾曲しており、前記胴体口部（１２７）の基部は、前記胴体口部（１２７）の上部よりも広い、請求項２８に記載の胴体（１２０）。

Images