JPH10501344A - クロマトグラフィカラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、クロマトグラフィマトリックスと液体流入口手段と液体流出口手段を含むカラム管と、入口の近くに置かれて流入する液体を分散させるように機能するディストリビュータとから成る液体クロマトグラフィカラムを提供する。このカラムは、マトリックスがモノリシックであり多孔性であること、及び液体がマトリックスを通過するときマトリックスとディストリビュータとの間にマトリックス材料がない液体を収容するギャップが存在することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 クロマトグラフィカラム 技術分野 本発明は液体クロマトグラフィ用のカラムに関する。 従来技術の説明 多孔性マトリックスによる液体クロマトグラフィでは、化合物が溶解している 液体はマトリックスを通過することができ、化合物はマトリックス中で一つまた は複数の吸着／脱着段階を通過する。 液体クロマトグラフィマトリックスは通常、カラム管中に一つの床を形成する ように充てんされた粒子（例えばビーズ）から成る。床は通常、二つのアダプタ （プレート）によって管中の適所に保持され、各アダプタは床のそれぞれの端部 をカバーし、またこれとともにカラム管の断面もカバーする。アダプタの一つは 通常、床を貫通する前にディストリビュータまたはスプレッダを通過する溶離剤 用の入口を含み、このディストリビュータすなわちスプレッダは、溶離剤の流れ を床の端面域全体に均一に分散させる。ディストリビュータは多少とも複雑な構 造を有する。一般的なディストリビュータは濾紙、すなわちプ レート／ディスクであり、プレート／ディスクを通じて多数の孔が均一に配置さ れている。中央入口を使用し、これから通路系統が延び、これらの通路は液体を プレート内の分散孔に分散させるように機能する場合もある。 クロマトグラフィ過程中の分散とゾーンの広がりを最小限に抑えるために、デ ィストリビュータプレートをマトリックス床の入口域と突き合わせて置く。こう すると、床から粒子が巻き上がる恐れがなくなる。充てんクロマトグラフィ床に よる一つの欠点は、特に溶離剤の流速変化に関連して、またはマトリックスが完 全に乾燥したときに、床が容易に沈下してき裂を形成したりすることである。 充てんされた粒子から成るマトリックス床の一変形例は、多孔性になったいわ ゆる連続マトリックス（モノリシックマトリックスとも呼ばれる）に見られる。 この形式のマトリックスは、床の沈下または沈降の結果としてチャネルを形成す る傾向はない。連続的な（モノリシック）マトリックスとは、本質的にコヒーレ ントなマトリックスを意味する。充てんされた薄膜またはフィルタから成るマト リックスはモノリシックではない。 周知の技術で遭遇する問題 従来の分散技法を連続マトリックスに適用するときに、マトリックスの端部域 を通じて溶離剤を均一に貫通させることは困難であることがわかっている。溶離 剤は分散孔の近くでマトリックスを容易に貫通するが、前記分散孔の間にあるマ トリックス部分にはほとんど延展しない。この結果、マトリックス中に互いに平 行なチャネル状の流れが生じ、低いマトリックス効率となり、その結果として理 論段数が減少し、すなわち溶離容量（Ｖ_e）が低下し、かつ対称係数が不利な値 になる（対称係数はピーク高さの１０％にあり、最高対称係数が１に相当するよ うに定義される）。この問題は、低い逆圧を生成するマトリックス、すなわち大 きな細孔容積と大きな細孔のマクロポーラスマトリックスにおいて最も顕著であ る。 本発明 クロマトグラフィ過程中にマトリックスとディストリビュータの間に液体ギャ ップを準備することにより、理論段数、溶離容量、及び対称係数を改善できるこ とが、ここでわかった。これによって、液体がマトリックスを貫通するときにマ トリックスの端部域にわたって連続層が形成されるので、プラスの効果 が達成される。 本発明による液体クロマトグラフィカラムは一本のカラム管から構成されてお り、これは、クロマトグラフィマトリックスと、入口の近くに置かれて流入する 液体を分散させるように機能するディストリビュータすなわちスプレッダを含む 。このカラムは、マトリックスがモノリシックであり多孔性であること、及び液 体がマトリックスを通過するときマトリックスとディストリビュータとの間にマ トリックス材料を含まないギャップが存在することを特徴とする。カラムのその 他の部分は周知の設計でよい。ギャップの幅は、カラムに対して、ディストリビ ユータプレートがマトリックスと突合せ状態にある場合と比較して、理論段数、 対称係数、及び溶離容積に関して改善された特性をカラムに与えるような幅であ る。 出願人による実験の結果（表１を参照のこと）は、理論段数、溶離容積、ピー ク幅、及び対称係数はギャップ幅の関数であり、またそれぞれの関数についての クロマトグラフィの最適値は必ずしも一つの共通ギャップ幅によって達成される 必要はないことを示している。本発明によれば、ギャップ幅が、理論段数がギャ ップ幅の変化によって達成可能な最高値の±５０％以内に なるようなものであると有利である。したがって本発明によれば、キャップ幅を 、溶離剤がマトリックスの全液体含有量の８０〜１００％内になるように調節し なければならない。ギャップ幅を用いて、ギャップ幅がゼロのときに、すなわち ディストリビュータがマトリックスとじかに接触しているときに得られる対称係 数に対して、対称係数を最適化しなければならない。ギャップ幅を変化させるこ とによって達成できる対称係数は、０．５〜５であることが多く、０．５〜３で あることが好ましい。 実際には、最適のクロマトグラフィ条件を達成するための上記の一般的ガイド ラインは、通常はギャップ幅が２ｍｍ以下、例えば１ｍｍ以下で０．００５ｍｍ 以上のときに達成可能である。 液体流がない条件ではギャップは必要とされないが、液体流によるモノリシッ クマトリックスの圧縮の結果としてギャップが発生する可能性がある。実際には 、カラムを作るとき、入口アダプタ及び関連するディストリビュータすなわちス プレッダがマトリックス入口域の方に移動されるときに、ギャップができること が好ましい。この点に関連して、ギャップ幅が常に目 に見えるようにギャップ幅を適合させることが非常に適切であることが判明した 。 ディストリビュータは、液体流の圧力に耐え、かつマトリックスに向かって外 側に曲がらないように、すなわち出っぱらないように十分に頑丈であることが好 ましい。 第１ａ図に、液体流が導入される本発明によるカラムの一実施形態を示す。カ ラム管１は連続マトリックス２で満たされており、マトリックスの入口域と出口 域はそれぞれのアダプタ３、４によってカバーされている。入口域をカバーする アダプタ３は液体流入口５を備え、マトリックスの出口域をカバーするアダプタ は液体流出口６を備えている。液体は矢印で示す方向に流れる。入口アダプタ３ は、好ましくは分散円錐形状の分散機構７を含む。マトリックス入口域と入口ア ダプタ３の突合せ面との間には、マトリックスのないギャップ８がある。マトリ ックスに隣接する入口アダプタの表面をアダプタの中心から、この中心の周りに 向かって面取りすることにより、流入する液体の分散を改善し、無効容積を最小 限に抑えると好都合である。各アダプタ３、４は、カラム管の内面に接して封止 する例えばＯリング形状の封止エレメント９を含む。土部アダプタは、マ トリックスの上面に対してアダプタを上下させることのできる手段１０を含む。 図示の実施形態では、手段１０は調整ねじの形状を有する。 第１ｂ図は第１ａ図の拡大図であり、第１ａ図で使用されたものと同じ参照記 号を使用する。 モノリシックマトリックスは、さまざまな方法で、例えば油相が重合可能なモ ノマを含む逆エマルジョンの重合によって、またはいわゆるポロゲン（重合の後 に洗い落とすことのできる一種の溶剤）との塊重合によって作ることができる。 本発明によるギャップの要件は、クロマトグラフィ過程において使用される液 体流に対して連続マトリックスによって加えられる逆圧によって決定される。細 孔のサイズと流速を割引きして、これは一般に、マトリックスを放射方向に横切 る逆圧がマトリックスの軸方向（流れの方向）の逆圧より低くなければならない ことを意味する。 通常、適切なマトリックスは、０．０５μｍまたはこれ以上の最小直径を有す る通過細孔と組み合わせて大きな細孔容積（（所定の容積の乾燥マトリックスと して測定して）＞２ｃｍ³／ｇ、好ましくは５〜３０ｃｍ³／ｇ）を有することに な る。 本発明によるカラムは、上下に積み重ねた幾らかのモノリシッククロマトグラ フィマトリックスを含んでもよい。 本発明によれば、クロマトグラフィ過程は、マトリックスを横切って放射方向 に加えられる逆圧が軸方向（流れの方向）に加えられるマトリックスの逆圧より 低くなるような液体流により、カラムの内容物を溶離することによって実施され る。 実験編 材料と方法 この実験で使用されたマトリックスは、ドイツ特許第１１６０６１６号と欧州 特許第６０３１８号に従って逆エマルジョン中でスチレン／ジビニルベンゼンを 重合することによって生成された連続マトリックスである。マトリックスをカラ ム管（直径３５ｍｍ）中に置いた。マトリックスの高さは１０ｍｍであり、この 直径を、管の内表面によるマトリックスの封止かん合ができるように管の直径に 適合させた。カラムは、溶離剤ディストリビュータを備え付けた上下動可能なア ダプタを備えていた。このアダプタは、ひねったときマトリックスの端部域に対 して分散プレートを上昇／降下させるように機能する。 使用したクロマトグラフィ装置は、ＵＶ検出器つきのＦＰＬＣシステム（スウ ェーデン国ウプサラ、ファルマシアビオテク社）である。 流速は３００ｃｍ／時＝４８ｍｌ／分であった。 サンプルはＮａＮＯ₃が１０％（ｗ／ｗ−％）の０．５ＭのＮａＣｌであった。 表に見る結果は、ボトム値、溶離容量、トップ幅、及び対称係数がギャップ幅 の関数であることを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．クロマトグラフィマトリックスと液体流入口手段と液体流出口手段を含むカ ラム管と、入口の近くに置かれて流入する液体を分散させるように機能するディ ストリビュータとから成る液体クロマトグラフィカラムであって、マトリックス がモノリシックであり多孔性であること、及び液体がマトリックスを通過すると きマトリックスとディストリビュータとの間にマトリックス材料がない液体を収 容するギャップが存在することを特徴とする液体クロマトグラフィカラム。 ２．ギャップが２ｍｍ以下であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のカ ラム。 ３．クロマトグラフィ中に液体がマトリックスを横切って流れるときに、マトリ ックスを横切って放射方向に加えられる逆圧が軸方向（流れの方向）に加えられ るマトリックスの逆圧より低いことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項 に記載のカラム。 ４．マトリックスの孔隙率が２ｃｍ³／ｇ以上であることを特 徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれか一項に記載のカラム。