JPH0363020B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 半径方向に流動するサンプル又は流体の少な
くとも２つの成分のクロマトグラフイー分離を行
うためのクロマトグラフイーカラムであつて、 円筒ハウジング： 長手方向軸線を有する前記ハウジング中の少な
くとも１つの固体状の固定相であつて、クロマト
グラフイー機能を有しかつクロマトグラフイー分
離に有効である固定相； サンプル又は流体を固定相内に半径方向に分布
させる流体導入部材； サンプル又は流体が固定相内を半径方向に流れ
た後サンプル又は流体を集める捕集部材； を内蔵しており、 前記固定相が； (a) クロマトグラフイー機能を有しかつクロマト
グラフイー分離に有効であり、有孔円筒心の長
手軸線のまわりに螺旋状に巻いてその軸線のま
わりに複数の層を形成するシート状の膨潤性繊
維マトリツクス； (b) サンプル流又は流体流をマトリツクス内をチ
ヤンネリングさせそしてサンプル又は流体をマ
トリツクスを横断して軸方向および円周方向に
実質的に均一に分散させることによつて、マト
リツクスの制御された膨潤を可能にしかつ固定
相内を半径方向に流れるサンプル又は流体の分
布を高めるための各層間の多孔質スペーサ部材 を有する、ことを特徴とするクロマトグラフイー
カラム。 ２ ハウジングおよび固定相が円筒形で同軸であ
り、そしてハウジングが固定相より大きい直径を
有する、請求の範囲第１項に記載のカラム。 ３ 膨潤性マトリツクスがその厚さの少なくとも
約35％膨張する、請求の範囲第１項に記載のカラ
ム。 ４ 膨潤性マトリツクスが親水膨潤性である、請
求の範囲第１項に記載のカラム。 ５ マトリツクスが有孔円筒心のまわりに螺旋状
に巻かれている、請求の範囲第１項に記載のカラ
ム。 ６ 有孔円筒心が捕集部材と流体連通している、
請求の範囲第５項に記載のカラム。 ７ 固定相が孔を有する外部円筒部材内に収納さ
れている、請求の範囲第５項に記載のカラム。 ８ 固定相の両端が一端は円筒心と流体連通して
いる開口を有する端部キヤツプでキヤツプされ、
他端が中実端部キヤツプによりキヤツプされてい
る、請求の範囲第７項に記載のカラム。 ９ 多孔質スペーサ部材が： (a) サンプル流又は流体流をマトリツクス内をチ
ヤンネリングさせそしてサンプル又は流体をマ
トリツクスを横断して軸方向および円周方向に
実質的に均一に分散させるための多孔質スクリ
ム層；および (b) 層間に間隔を与えて層の膨張を制御しかつサ
ンプル又は流体をマトリツクスを横切つて軸方
向および円周方向に分布させるのを助けるため
の多孔質網層を有する、請求の範囲第１項また
は８項に記載のカラム。 １０ 多孔質スクリム層が固体状の固定相の外面
を完全におおつている、請求の範囲第９項に記載
のカラム。 １１ 固体状の固定相が使い捨てカートリツジで
ある、請求の範囲第１項または第８項に記載のカ
ラム。 １２ 長手方向軸線を有し、クロマトグラフイー
機能を有しかつ半径方向に流れる少くとも二つの
成分のサンプルのクロマトグラフイー分離に有効
である固体状の固定相であつて、 (a) クロマトグラフイー機能を有しかつクロマト
グラフイー分離に有効であり、有孔円筒心の長
手軸線のまわりに螺旋状に巻いて軸線のまわり
に複数の層を形成するシート状膨潤性繊維マト
リツクス； (b) サンプル流又は流体流をマトリツクス内をチ
ヤンネリングさせそしてサンプル又は流体をマ
トリツクスを横断して軸方向および円周方向に
実質的に均一に分散させることによつて、マト
リツクスの膨潤を制御しかつ固定相内を半径方
向に流れるサンプル又は流体の分布を高めるた
めの多孔質スペーサ部材、を有する、ことを特
徴とする固定相。 １３ 膨潤性マトリツクスがその厚さの少なくと
も25％膨潤する、請求の範囲第１２項に記載の固
定相。 １４ 膨潤性マトリツクスが親水膨潤性である、
請求の範囲第１２項に記載の固定相。 １５ マトリツクスが有孔円筒心のまわりに螺旋
状に巻かれている、請求の範囲第１２項に記載の
固定相。 １６ 固定相が孔を有する外部円筒部材に収納さ
れている、請求の範囲第１５項に記載の固定相。 １７ 固定相の両端が、一端では円筒心と流体連
通している開口を有する端部キヤツプでキヤツプ
されており、他端では中実端部キヤツプでキヤツ
プされている、請求の範囲第１６項に記載の固定
相。 １８ 多孔質スペーサ部材が： (a) マトリツクスを流れるサンプル又は流体をチ
ヤンネリングさせかつサンプル又は流体をマト
リツクスを横切つて軸方向にかつ円周方向に実
質的に均一に分散させるための多孔質スクリム
層；および (b) 層間に間隔を与えて層の膨張を制御しかつサ
ンプル又は流体をマトリツクスを横切つて軸方
向にかつ円周方向に分布させるのを助けるため
の多孔質網層を有する、請求の範囲第１２項ま
たは第１７項に記載の固定相。 １９ 多孔質スクリム層が固体状の固定相の外面
を完全におおつている、請求の範囲第１８項に記
載の固定相。 ２０ 固定状の固定相が使い捨てカートリツジで
ある、請求の範囲第１２項または第１７項に記載
の固定相。 発明の背景 １ 発明の分野 本発明は新規な分子分離カラムたとえばクロマ
トグラフイーカラム、特にカートリツジ式の固体
状の固定相（以下固体固定相又は単に固定相とい
う）を用いる新規なカラムに関する。 ２ 従来技術 クロマトグラフイーは、気体または液体であり
得る移動相と固体固定相間のサンプル（又は流体
の成分）と交換を基礎とする種々の分離技術に対
する総称である。気体が移動相（またはクロマト
グラフイー用語では「可動相」と呼ばれる）であ
る場合、この技術はガスクロマトグラフイーと呼
ばれ、また液体が可動相である場合、この技術は
液体クロマトグラフイーと呼ばれる。 分離は目的に応じて分析または分取に分類する
ことが出来る。分析分離では、目的はサンプル混
合物の種種の成分の高分解分離、同定および定量
である。他方、分取（preparative）クロマトグ
ラフイーでは、目的はサンプル中の目的成分の純
粋量の分離である。 クロマトグラフイーカラム技術は幾つかの方法
で分類することが出来、最も基本的なものは、使
用する相の種類の呼称に基づく分類である。液体
吸収クロマトグラフイーは有機および生化学分析
に広く使用されている。イオン交換クロマトグラ
フイーは、特殊分野の液−固クロマトグラフイー
であり、特にイオン種に適用することが出来る。
アフイニテイー（affinity）クロマトグラフイー
は、固体固定相に結合された配位子のサンプルの
ある成分に対する引力（親和力）を基礎とするも
のである。液−液または分配クロマトグラフイー
は、液体の薄相を多孔質不活性固体の表面の所定
位置に保持させたものを固定相として使用する。 クロマトグラフイー法では、分解すべき成分の
混合物をキヤリヤー流体に含ませてクロマトグラ
フイー装置または分離帯域に通すのが普通であ
る。分離または分解帯域すなわち固定相は一般に
キヤリヤー流体中の成分を分離または単離する活
性クロマトグラフイー収着機能を有するクロマト
グラフイー媒体と呼ばれる物質からなる。普通、
分離帯域はカラムの形態を取り、そのカラム内を
キヤリヤー流体が流れる。 クロマトグラフイー技術における大きな問題
は、流体をカラムに均一に流すことである。この
問題の解決は、カラム内にクロマトグラフイー媒
体を均一に充填・分布させて均一な密度にするこ
とであると認識されている。実験室クロマトグラ
フイーカラムでは小さな内径、一般には1/8〜１
１／２インチ程度のカラムを用いることにより、充
填問題はうまく克服される。そのようなカラムで
は、クロマトグラフイー媒体の不均一な充填から
生じる不均一なクロマトグラフイー流体流はカラ
ム直径を横断して急速に緩和され、分析結果にた
いして影響しない。 経済的に可能な分取クロマトグラフイーカラム
を提供するには、カラム直径は１インチより大き
く、好ましくは１フイート以上程度であることが
必要である。分析クロマトグラフイーカラムを、
分取および（または）製造（production）クロマ
トグラフイーに使用出来る寸法に設計しようとす
ると、カラム効率が大幅に低下する。カラム直径
または断面積が増大するにつれて、クロマトグラ
フイーカラムの分離または分解能は低下すること
が見い出されている。分解能損失は主としてカラ
ム内で有効な流体流分布が得られないことによ
る。 大径分取および製造クロマトグラフイーカラム
を製造するための難点を克服するために種々の内
部カラム装置が提案された。他のアプローチは、
クロマトグラフイー媒体を均一に分布させてカラ
ムを横切つて媒体密度を均一に維持するかまたは
新規な種類の媒体および（または）充填剤を開発
することであつた。 最近、出願人は、物理的形態において好ましく
はシート状の均質な繊維マトリツクスからなる独
特なクロマトグラフイー媒体を開発した。そのよ
うなクロマトグラフイー媒体は下記の米国特許お
よび特許願に記載されている： 米国特許4384957、クラウダー、他； 米国特許願276982、1981年６月24日出願、
“Process For Preparing Zero Standard
Serum”、ハウ； 米国特許願347360、1982年２月９日出願、
“Fibrous Media Containing Millimicron
Sized Particles”ハウ； 米国特許願388989、1982年６月16日出願、
“Process for Preparing ａ Zero Standard
Serum”、ハウ他； 米国特許願401361、1982年７月23日出願、
“Fibrous Media Containing Millimicron
Sized Particles”ハウ；および 米国特許願466114、1983年２月14日出願、
“Modified Polysaccharide Supports”、ハウ。 これらの引例すべてのデイスクロージヤー全文
を参考として本文に引用する。 クラウダー、他は、多孔質繊維マトリツクス
に粒状物を固定させたものからなる実質的に均質
な固定相を開示している。繊維または粒状物の少
なくとも１つは、クロマトグラフイー分離に有効
である。好ましくは、固定相は複数の円板状シー
トをカラム内に積み重ねたものからなる。円板の
端縁はカラムの内壁と協働して実質的な流体密シ
ールを形成し、流体が要素の端縁を大きくそれた
りまたは迂回したりするのを防止する。好ましい
形態では、流体密シールは固定相の親水性膨潤に
より得られる。 ハウ（276982および388989）は、粘着性繊維の
マトリツクスに炭素粒子を分散させたものからな
る複合シートを用いて血清からチロイドまたはス
テロイドホルモンを除去する方法を開示してい
る。シートは好ましくはクラウダー、他に記載
のクロマトグラフイーカラムで使用され、また親
水膨潤性円板またはパツドである。 ハウ（347360および401361）は、自己支持性繊
維マトリツクスに少なくとも約５重量％のマイク
ロ粒子（平均直径１ミクロン未満）、好ましくは
ヒユームドシリカまたはアルミナを固定させたも
のを開示している。この媒体もクラウダー、他
に記載のクロマトグラフイーカラムで使用するの
が好ましく、また固体固定相は親水膨潤性であ
る。 ハウ（466114）は、多糖類を合成ポリマーに共
有結合させたものからなる変性多糖類物質を開示
している。合成ポリマーは、多糖類に直接または
間接的に共有結合出来る重合性化合物および１種
以上の重合性化合物からつくられる。重合性化合
物は、イオン化性化学基、イオン化性化学基に変
換し得る化学基または化合物を親和性配位子また
は生物学的に活性な分子に共有結合させる化学基
を含有する。媒体はイオン交換クロマトグラフイ
ーおよびアフイニテイークロマトグラフイーのク
ロマトグラフイー担体としてまたは生化学反応体
の試薬として作用し得る。好ましくは、この物質
シートはクラウダー、他と同じように適当な大
きさの円筒カラムに装填して所望の固定相とされ
る。好ましい固体固定相はまた親水膨潤性であ
る。 これらの媒体のすべてはその好ましい実施態様
において、親水膨潤性である繊維マトリツクスで
ある、すなわち、水性系と接触すると膨潤しやす
い。積層円板型クロマトグラフイーカラムでは、
そのような膨潤はカラムの内壁と流体密シールを
つくり、水膨潤性嵌合を形成するのに有効であ
る。そのようなシールによつて、流体が要素の端
縁をそれたりまたは迂回することが防止される。 ハウ（466114）では、媒体は「ゼリーロール」
型カラムとして、すなわち、媒体シートを有孔心
に螺旋状に巻いてその軸線のまわりに複数の層を
設けた円筒体を形成して用いることが出来ること
が指摘されている。その後、そのような「ゼリー
ロール」型固相を流れるサンプルの半径方向流れ
は均一に分布されず、媒体のある領域では流体が
実質的に迂回することが見い出された。これは、
クロマトグラフイー媒体中を流れる流体と接触す
るとその媒体が膨潤しその結果圧縮されて固体固
定相に不規則な均質性が生じ、カラム内に不規則
な流体力学的輪郭が生じ、したがつてクロマトグ
ラフイーカラムの効率および選択性を急速に低下
させる選択的水力学的経路が確立されることによ
ると考えられている。 本発明に関連する他の文献は次のようである： ワング他、Biotechnology and
Bioengineering XV、93頁（1973年）には、コ
ラーゲン−酵素膜を支持体物質たとえば酢酸セル
ロース膜上に積層して中心棒に巻きつけた「バイ
オ−カタリテイツクモジユール」の調製について
記載されている。スペーサーとしてガラス棒が使
用され、これらのガラス棒はそれらの間の距離が
隣接層が互いに接触しないようにするのに十分小
さくなるように配列される。複合膜をスペーサー
に巻きつけた後、そのカートリツジをプラスチツ
ク外殻内に嵌入して通り抜け可能な反応器形状体
とされる。カラム内の流れは軸方向であり、すな
わち、カラム内を流れるサンプルは膜と直交接触
して流れる。 ワング他（583頁）はまた、そのような装置を
流れるサンプルの流れは、主として膜面に平行で
ありそしてマトリツクス内に位置する酵素粒子の
あるものには容易に接近出来ないことを認識して
いる。接触効率を改善するために、ワング他は、
サンプル流を水力駆動圧をかけて透過膜に通すこ
とを示唆している。この形態の反応装置では、フ
イルター布は転化酵素−コラーゲン膜の連続層を
分離して膜厚のオーバーラツプを防止する裏材と
して働く。有孔ステンレス鋼管が中心心要素とし
て使用され、この要素はサンプルの供給にも使用
される。ステンレス管に沿つて半径方向に90゜離
して開けた多数の穴に流れを計量供給することに
より基材の均一な半径方向分布が達成される。螺
旋状反応器形態は、膜と裏材の層をステンレス鋼
管の周囲に交互に巻くことにより形成される。螺
旋状カートリツジはプレキシグラス外殻に嵌入さ
れる。プラスチツクハウジングが２つのネジ付ア
ルミニウム端板に固定される。サンプルは中心管
から供給され、一方、反応生成物は反応器殻の周
辺に設けられた中心口から集められる。 米国特許3664095（アスカー）には、中心軸のま
わりに螺旋状に巻き付けて流体処理たとえば乾
燥、イオン交換、分子篩分離等に使用出来る充填
物質が記載されている。流れは装置内を軸方向に
流れる、すなわち充填物質の表面と平行に流れ
る。 米国特許3855681（ヒユーバー）には、比較的不
活性な内心に比較的不活性な物質のシートたとえ
ば合成ポリマーフイルムを螺旋状に巻き付けたも
のを内蔵している分取・製造クロマトグラフイー
カラムが記載されている。巻き付ける前に、フイ
ルムにクロマトグラフイー媒体が被覆される。ク
ロマトグラフイー媒体の厚さ寸法は、カラムを通
る流体流の主な方向と実質的に垂直に配列され、
すなわち、流れはカラムの軸方向であり、したが
つてクロマトグラフイー媒体の面と平行である。 米国特許42424612（バートリ他）には、被覆処
理溶液を触媒床に半径方向に流して酵素反応を行
う反応器が記載されている。触媒床は酵素内蔵繊
維のコイル状にするのが好ましい。触媒床は、酵
素を支持する繊維を巻いてフイラメントまたはフ
イラメント群が螺旋状に配列されたコイルとする
ことにより形成される。反応器に挿入された繊維
は、酵素の代りに、キレート試薬、抗体またはフ
イラメント状ポリマー構造体での物理的結合、イ
オン交換、吸収または吸蔵により固定化される類
似の生成物たとえば酵素を支持することも出来
る。 米国特許4259186（ボーイング他）（1981）には、
外壁およびその中に画成されたフイルターゲール
を充填するのに適した少なくとも１つのゲル室を
有する細長いゲル過カラムが記載されている。
ゲル室はカラム壁と平行に配列された複数の内部
隔壁により細分割される。隔壁の長さはゲル室の
長さより短い。 米国特許4299702（バイリンギ他）（1981）には、
半透膜シートの間にスペーサー層を設け、逆浸透
または限外過の原理を用いて加圧供給溶液から
所望の液体成分すなわち溶剤または溶質を分離す
るための螺旋型液体分離装置が記載されている。
この種の装置では、供給原料は装置内を実質的に
螺旋状に、すなわち膜と平行に流れる。米国特許
4301013（セソテイ他）（1981）参照。 シート状の膨潤性繊維マトリツクスクロマトグ
ラフイー媒体を「ゼリーロール」型カラムで使用
する際の問題またはその問題の解決策について、
これらの引例のいずれにも記載されていない。 発明の目的および概要 本発明の目的は、カートリツジ形の固体固定相
を用いた効率の良い大径分取または製造クロマト
グラフイーカラムを提供することである。 本発明の他の目的は、カートリツジ形でつくる
ことが出来るクロマトグラフイーカラムの固体固
定相を提供することである。 本発明の他の目的は、固体固定相内を半径方向
に流れるサンプル又は流体を均一に分布させる固
定相を有するクロマトグラフイーカラムを提供す
ることである。 本発明の他の目的は、固体固定相としてシート
状の膨潤性繊維マトリツクスを収容するクロマト
グラフイーカラムを提供することである。 本発明の他の目的は、圧力降下が小さく、流速
が大きくかつ吸収能が大きいクロマトグラフイー
カラムを提供することである。 本発明の他の目的は、迅速にかつ比較的廉価に
製造出来る所定の直径寸法制限が実質的にないク
ロマトグラフイーカラムを提供することである。 本発明の他の目的は、分析カラムを大きくして
分取および製造カラムにしようとする際に遭遇す
る不均一な流体流問題を解決するクロマトグラフ
イーカラムを提供することである。 本発明の他の目的は、クロマトグラフイー媒体
の実質的にすべてが確実に利用される、液体クロ
マトグラフイー用の固体固定相を提供することで
ある。 本発明の他の目的は、多くの、恐らくは大抵の
商業的プロセス状況で使い捨てることが出来る廉
価な高級クロマトグラフイーカラムを提供するこ
とである。 本発明の前記目的は、半径方向に流動している
サンプル又は流体の少なくとも２つの成分をクロ
マトグラフイー分離するためのクロマトグラフイ
ーカラムによつて達成される。このカラムは、円
筒ハウジングおよび該円筒ハウジング内の少なく
とも１つの固体固定相からなる。固定相は、クロ
マトグラフイー機能を有し、クロマトグラフイー
分離に有効である。サンプルを固定相内に半径方
向に分布させそしてサンプルが固定相を半径方向
に通過した後にサンプル又は流体を集めるための
手段が提供される。 固定相は、 (a) クロマトグラフイー機能を有しかつクロマト
グラフイー分離に有効であり有孔円筒心の長手
軸線のまわりに螺旋状に巻き付けてその軸線の
周りに複数の層を形成するシート状膨潤性繊維
マトリツクスて；および (b) サンプル流をマトリツクス内をチヤンネリン
グさせそしてサンプルをマトリツクスを横断し
て軸方向および円周方向に実質的に均一に分散
させることによつて、マトリツクスを制御して
膨潤させ、固定相内を半径方向に流れるサンプ
ル又は流体の分布を高めるための各層間の多孔
質スペーサ部材 を有している。 固体固定相はハウジングに配置するためにカー
トリツジ形に加工することが出来る。単一ハウジ
ングにおいて、複数のカートリツジを直列にまた
は平行流形状として使用することが出来る。

【図面の簡単な説明】

さらに、本発明の特徴および効果ならびに他の
目的および有効性については、本文に記載されか
つ図面により例示された発明を考慮することによ
り当業者に容易に分るであろう。 第１図は、本発明のクロマトグラフイーカラム
の好ましい実施態様の側面図の部分断面図； 第２図は、第１図の線２−２に沿つて取つた拡
大断面図； 第３図は螺旋状に巻かれたクロマトグラフイー
媒体およびその媒体間の多孔質スペーサ部材を示
す破壊された固体固定相の一部の斜視図である。

【発明の詳細な説明】

本発明で使用される固体固定相は、シート状膨
潤性繊維マトリツクスからなる。好ましくは、こ
のシートは、均質または実質的に均質であり、こ
のことは実際には固定相が半径方向に流れるサン
プル又は流体に対して均一なまたは実質的に均一
な構造および（または）組成を有することを意味
する。 図面において（同じ参照符号は同じ部分を示
す）、第１〜３図は本発明のクロマトグラフイー
カラムの好ましい実施態様を示す。第１図におい
て、一般に１０で示されるカラムは、好ましくは
カートリツジ形の円筒固定相１２と、固定相１２
のハウジングとなる円筒室１４からなる。固体固
定相１２は、固定相１２の外径より幾らか大きい
直径を有するガラス、金属またはポリマー管また
は円筒室１４に挿入することが出来る。通常の分
析および分取カラムと同様に、適当な流体導入、
捕集および監視系を使用することが出来る。固定
相１２は室１４内に配置され、好ましくは円筒室
１４の軸線と同軸の長手方向軸線１６を有する。
必要に応じて、複数のカートリツジ形１２を単一
ハウジングに種種の形態で配置してカートリツジ
間で平行および（または）直列流をもたらすこと
が出来る（図示せず）。固体固定相は、クロマト
グラフイー機能を有しかつクロマトグラフイー分
離に有効である。第２および３図において、固定
相１２はクロマトグラフイー分離の活性媒体であ
るシート状膨潤性繊維マトリツクス（普通親水膨
潤性）から構成される。シート状クロマトグラフ
イー媒体１８は、多孔質湿潤性布型物質たとえば
ポリエステル網織物のスクリム層２０と不織網２
２の間にはさまれる。クロマトグラフイー媒体１
８、スクリム層２０および網２２（好ましくは不
織網）の複合シートは、長手方向軸線１６を有す
る有孔円筒心２４のまわりに螺旋状に巻かれ、軸
線１６のまわりに複数の層が形成される。網２２
はその開口度および厚さのために、各媒体層１８
間のスペーサー部材として働き、その結果膨潤性
媒体１８の膨張は媒体の多孔質構造を閉じること
なく制御下で行われ、固定相１２内を流れるサン
プルの分布が高められる。円筒心２４には、サン
プルを心２４の開口内部に流入させるための穴２
６が設けられる。 第１図において、巻き付けられた複合シート１
８，２０および２２および心２４は次に、穴３０
が設けられた外部円筒部材２８に滑り込まされ
る。円筒部材の端部は端部キヤツプ３２および３
４で閉じられる。端部キヤツプ３２および３４は
熱可塑性融着により外部円筒部材２８にそして複
合シート１８，２０および２２にシールされる。
このように、流体またはサンプル４２は固体固定
相の外部から内部すなわち心２４の開口内部に半
径方向に流れることが出来る。これは、内部と外
部が固体固定相により完全に分離されかつ端部キ
ヤツプ３２および３４により密封されているから
である。 予備成形した端部キヤツプ３２および３４は好
ましくは熱可塑性端部キヤツプの内面を、端部キ
ヤツプの十分量を軟化させるがしかし好ましくは
液化させないのに十分な温度に加熱して円筒部材
２８の端部と熱可塑性シールを形成することによ
り円筒状固体固定相１２に適用される。次いで、
円筒部材２８の一端の端縁すべてが軟化物質中に
埋め込まれる。次いで、軟化物質は典型的には周
囲条件で硬化され、端部キヤツプ３２および３４
のシール面と、円筒部材２８と、固体固定相１２
の端部との間に熱可塑性シール関係が形成され、
洩れ止めシールが形成される。端部キヤツプのそ
のような適用方法は、過技術において周知であ
る（たとえば米国特許願383383および383377）。
必要に応じて、端部キヤツプは現場で固体固定相
と一体成形することが出来る。 接着が容易なため、熱可塑性物質の端部キヤツ
プが好ましいが、しかし、接着が実施されるまで
熱可塑性融着または熱軟化可能な重合段階で熱硬
化性樹脂を使用し、その後樹脂の硬化を行つても
はや分離することの出来ない構造物を形成するこ
とも出来る。そのような構造物は、円筒部材２
８、固体固定相１２および端部キヤツプ３２およ
び３４間の流体密シールを破壊する危険がなくオ
ートクレープで処理することが出来る。軟化点が
十分高くしたがつて滅菌オートクレープ処理条件
下で軟化しない熱可塑性樹脂がバイオメデイカル
用に好ましい。使用出来るプラスチツク物質の例
はポリオレフインである。 第１図において、好ましいカートリツジ４０は
外部円筒部材２８の外部に連通していなくて閉じ
られている端部キヤツプ３４を一端に有する。こ
の端部キヤツプ３４は円筒ハウジング１４の底部
端壁４４上に載置することが出来るが、それでも
サンプル４２の流れは外部円筒室２８の外側をま
わつて室１４に入ることが出来る。また、カート
リツジ４０のこの下部の端部キヤツプ３４は円筒
室１４の底部端壁４４から離隔した関係で配置
し、それによつてサンプル４２の流れを室１４に
導入する導入部材とすることが出来る。 カートリツジ４０の上端は円筒心２４と流体連
通している端部キヤツプ３２を有し、その結果流
体は円筒心２４の中心から端部キヤツプ３２の外
側に流れることが出来る。取付部材４８が端部キ
ヤツプ３２に挿入され、円筒室１４の端壁４６と
係合せしめられる。この取付部品はねじを切つた
り（図示せず）または別個にあるいは端部キヤツ
プと一体に成形することが出来、上部にｏ−リン
グシールを有する。端部壁４６の上部にはねじが
切られたニツプル５０が設けられ、これによつ
て、処理サンプル４２の流れが心２４から端部キ
ヤツプ３２および端部壁４６を通つてプロセス流
に流れ込む捕集部材とすることが出来、さらに処
理される。端壁４６および必要に応じて端壁４４
はねじのかみ合いにより円筒室１４の壁５２に取
付けて内部への接近を容易にしてカートリツジ４
０の清浄および挿入を行うようにすることが出来
る。 本発明は公知の媒体および公知の媒体調製技
術、特に前述の特許願および特許に記載のものを
利用する。この好ましい媒体は繊維シートであ
り、一般に親水膨潤性であるという特徴を有す
る。好ましいクロマトグラフイー媒体は、前述の
クラウダー、他の特許およびハウの特許願（こ
れらのデイスクロージヤ全部を参考として本文に
引用）に記載されたものである。しかしながら、
本発明は親水膨潤性であろうとなかろうとどんな
種類の膨潤性媒体シートにも適用出来ることを認
識すべきである。 凝集性の取り扱いやすいクロマトグラフイー媒
体マトリツクスを提供するために、多孔質マトリ
ツクスを形成する成分の少なくとも１つは長い粘
着性構造繊維であることが望ましい。そのような
繊維は固定相に湿つた「成形したまま」の状態で
もまた最終的な乾燥状態でも十分な構造結合性を
与える。そのような構造のために、処理時および
意図せる用途の際に、特にシート状のその固定相
の取扱いが可能になる。クロマトグラフイー媒体
を形成するシートは繊維の水性スラリーを真空フ
エルト化することにより形成するのが好ましい。
また、シートは非水性スラリーから加圧フエルト
化またはフエルト化することにより得ることも出
来る。シートは均一な高気孔率および優れた流動
特性を有し、実質的に均質である。一般に、媒体
の厚さは約５〜約30ミル（乾燥）の範囲であり得
るが、しかし螺旋状に巻いて本文に記載の如く機
能し得るカートリツジを与えることが出来る限り
さらに厚いまたは薄い媒体を用いることが出来
る。媒体はこの厚さの少なくとも25％、一般には
さらに大きい値たとえばこの厚さの２〜４倍まで
膨潤することが出来る。 本発明のクロマトグラフイーカラムを構成する
場合、カラムに使用するクロマトグラフイー媒体
はその長さおよび幅全体にわたつて均一な厚さで
ありかつ全体にわたつて実質的に均一な密度を有
することが重要である。媒体の層はそれ自身に関
して実質的に均質であることが好ましいが、しか
しある用途および材質では、不均質構造物を使用
出来ることを理解すべきである。 固定相は使用に際して、固定相を横切つて実質
的な圧力差を維持することにより分離を行なうた
めのものであるから、固定相がそれに課せられる
荷重下で変形に抵抗するのに十分な程度の圧縮強
度を有することは必須である。そのような圧縮強
度は媒体自身ばかりでなく、クロマトグラフイー
媒体または固定相が圧縮せしめられるスペーサ部
材および内部心にも存在することが必要である。 媒体の膨潤性の故に、本発明の基本要素は媒体
の各層間の多孔質スペーサ部材である。多孔質ス
ペーサ部材は媒体の制御された膨張および固定相
を流れる流体又はサンプル分布の向上を可能にす
る。膨潤性クロマトグラフイー媒体の各層間に設
けられた多孔質スペーサ部材は、サンプル又は流
体が固体固定相を半径方向に通過する際サンプル
の軸方向および円周方向運動を与える。多孔質ス
ペーサ部材は使用時クロマトグラフイー媒体の厚
さおよび密度を均一に制御する働きをする。さら
に、多孔質スペーサ部材はクロマトグラフイー媒
体の層の裏材または支持体としての働きをするこ
とが出来る。この後者の面は固定相の製造時特に
有用である。 多孔質スペーサ部材はクロマトグラフイープロ
セスに関して不活性な物質で構成するのが好まし
い。不活性とは、物質が固体固定相の機能に悪影
響を及ぼさないことを意味する。 第２および３図を見るに、多孔質スペーサ部材
は２つの要素すなわち多孔質スクリム２０および
多孔質網２２からなり得る。多孔質スクリム材２
０は媒体を流れるサンプル又は流体をある程度チ
ヤンネリングさせてサンプルを媒体を横切つて軸
方向および円周方向に実質的に均一に分散させる
働きをする。網材は媒体間に空間を与えて媒体の
制御された膨張を可能にし、透過性媒体の圧縮に
よる媒体中の流れの「遮断」を防止し、また媒体
中を半径方向に流れるサンプル又は流体を軸方向
にもまた円周方向にも分散またはチヤンネリング
させる助けをする。 スクリム２０はサンプル又は流体により濡らす
ことが出来、それによつて固定相の通過時にサン
プル又は流体を最大限分散させることの出来る多
孔質物質であるのが好ましい。そのような湿潤性
スクリムはたとえば不織繊維および布、紙および
類似の物質でつくることが出来る。適当な湿潤性
スクリムとして、モノフイラメントまたはマルチ
フイラメント糸を用いたポリエステル不織繊維ウ
エブまたは織つたウエブ（開放構造および低い圧
力降下の点からモノフイラメントが好ましい）、
ポリアミド繊維の織つたウエブ、芳香族ポリアミ
ドの織つたおよび織らないウエブ、および他の比
較的繊維質の製品たとえばセルロース、再生セル
ロース、セルロースエステル、セルロースエステ
ル、ガラス繊維および類似の物質が挙げられる。
有孔プラスチツクシートおよび開放網状発泡プラ
スチツクはもちろん、セルロース系および合成繊
維紙もスクリム材として使用することが出来
る。これらの後者の開放度の大きいスクリムは機
能上網状スペーサ材にある程度没入する。スクリ
ムおよび網の機能は合体して適当な湿潤性および
気孔構造の１つの種類の物質となり、固定相を流
れるサンプルを軸方向にもまた円周方向にも分散
させる働きをし、同時に媒体の膨張を制御して媒
体を流れるサンプル又は流体を媒体の次の層たと
えば多孔質圧縮性スポンジ状物質に送ることが出
来ると考えられる。 特に好ましいスクリムは、DuPont.からの商標
リーメイのポリエステル不織ウエブである；
Eaton Dikemann Corps、ホリテツクス；ポリ
プロピレンウエブたとえばホリテツクス；
Kendall Corpsノボネツテ クラウンゼラーバツ
ハ0.75オンス／平方ヤード；およびKendall′sウ
エブリル；Lutravil Sales Co′s.ルトラシルおよ
びChicopee Mills′ビスコンも使用することが出
来る。 網材は、一般的には1/16〜1/2インチの開口を
有する開放度の大きい種類の材料であり、厚さは
少なくとも媒体の厚さに等しい。 多孔質スペーサ部材すなわち多孔質スクリムお
よび特に多孔質網材の厚さおよび使用する各材料
の孔径は、これらの要因を変えるテストを行うこ
とにより当業者によつて容易に決定することが出
来る。これら多孔質スペーサ部材の開放度および
厚さのような要因は、使用する媒体の種類たとえ
ば膨潤性、湿潤性、厚さ、化学組成など、固定相
を流れるサンプルの流速、固定相の表面積たとえ
ば巻き数、媒体の厚さ、固定相の直径などに大き
く左右される。したがつて、これらの変数を明確
に特定化することは非常に困難であり、これらは
試行錯誤によるかまたは最適パラメータを決定す
るより骨の折れるテスト法により定めることが出
来ると云わざるを得ない。一般に、厚さ約５〜約
10ミルの多孔質スクリム材および厚さ約５〜約30
ミルおよび開口約1/16〜1/4インチの網が適当で
あることが見い出された。 この時点で好ましいスクリム材は、ポリエステ
ルリーメイグレード２０１４である。 第２図を見るに、クロマトグラフイー媒体１８
を心２４に巻いた後、その外面５４はスクリム材
２０によつて完全に巻かれる。 本発明による固定相の全幅は無限であり得る
が、実際の直径は実際的考慮たとえば空間上の条
件によつてのみ制限される。カラム全体の直径ま
たは幅は理論的制限なく増大させることが出来る
ので、サンプルの大きさまたは床で分離すべき物
質の量は制限されない。したがつて、直径は製造
すべきサンプル物質の所望量を分離すべく増加さ
せることが出来る。 操作に当つて、サンプルは固定相内を半径方向
に駆動され、クロマトグラフイー媒体により種々
のクロマトグラフイー部分に分離される。スペー
サ部分はサンプルがカラム内を移動するにつれて
この流れの円周方向および軸方向流れを誘発し、
したがつて、分解が改良され、媒体の潜在的能力
の利用が高められる。 第１図を見るに、サンプル又は流体はカラムの
底部に導入し、固体固定相の外面に流れ次いでク
ロマトグラフイー媒体の層およびスペーサ部材内
を内方向に半径方向に流れ、有孔中心管２４に入
つて中心から取り出されるようにするのが好まし
い。前述したことから明らかなように、半径方向
は反対方向に循環させることも出来る。 本発明のクロマトグラフイーカラムは、普通常
用のカラムを用いて行われる周知のクロマトグラ
フイー分離のいずれにも用いることが出来る。さ
らに、本発明のカラムは常用のカラムを用いるこ
とが出来ない領域で有用であることが見い出され
得る。 本発明の新規なカラムは分析および分取分野で
分離に用いることが出来る。カラムはあらゆる普
通の種類のクロマトグラフイー装置に連結するこ
とが出来る。固体固定相のカラムまたはカートリ
ツジを幾つか直列または平列に連結することが出
来る。大きなユニツトでは、カラムは同一のまた
は異なつたクロマトグラフイー媒体を含有するこ
とが出来また同一のまたは異なつた長さおよび
（または）直径を持つことが出来る。 前記カートリツジ４０はハウジング１４と共に
用いた場合、カラム内のサンプル又は流体流速が
媒体の吸収能を破壊することなく高められるとい
う予期せぬ結果をもたらすことが見い出された。
さらに、蛋白質および色素汚染テストを行つた場
合、本発明の固体固定相は、本文に記載のスペー
サ部材を用いない螺旋状に巻いたカートリツジに
比較して圧力降下を増大させることなく固定相内
で均一なサンプル又は流体流分布をもたらすこと
が見い出された。 前述から分るように、装着、操作および解体が
容易でありかつ多重形状を用いることにより任意
のバツチサイズまたは連続式操作に容易に適合し
得る便利なカートリツジ形状が発明された。さら
に、クロマトグラフイーカラムカートリツジは優
れた構造結合性を有する。 カートリツジは全処理時間を低下させ、適当な
クロマトグラフイー媒体と共に用いた場合優れた
結合能力を有する。カートリツジは標準型ポンプ
または重力供給で使用出来、好ましい方式では５
〜50PSIで使用出来る。クロマトグラフイー媒体
のカートリツジは全体が収納され、滅菌状態を確
保するために完全に自蔵式である。固体固定相カ
ートリツジは工場で製造されかつそこで組立てら
れるという事実のために、各カートリツジは互い
に実質的に同じであり、従来公知のカラムのよう
に変化せず、充填専問的技術への依存性を必要と
しない。さらに、クロマトグラフイー媒体の予備
測定、取扱いによる媒体の損失、充填問題、カラ
ム内での微細物の発生およびその除去およびクロ
マトグラフイーカートリツジの充填に伴う他の問
題がなくてすまされる。カラムは操作が簡単であ
り、床容積内の通過または移動によるチヤンネリ
ングが生じない。クロマトグラフイーカートリツ
ジはミリグラム実験室量からメガグラム製造量へ
のスケールアツプを可能にする。カートリツジは
剛性および強度をもたらし、高流速媒体加圧カー
トリツジとして特に有用でありまた大規模蛋白質
または非蛋白質精製に非常に適している。 本発明は幾つかの実施態様に関連して記載され
た。明細書を読めば、当業者は開示された本発明
の種々の変更または修正を施すことが出来るであ
ろう。本発明は請求の範囲に含まれる発明の定義
によつてのみ限定されるものとする。