JP2004517310A - 精製器具及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は物質の精製分離器具及びその方法を提供する。精製器具はサンプル・チャンバ（２２）を含むサンプル・ホルダ（１）とカラム・モジュール（５）を含む。カラム・モジュール（５）はサンプル・ホルダ（１）に固定可能で特定の物質を吸着する特殊な親和性を備えたクロマトグラフィ・カラム（６０）が充填してある。精製器具のカプセルには、各々が異なる媒体の種類を含むような各種媒体を使用できる。カラム・モジュール（５）はメーカーであらかじめ充填するか、又は空のまま提供してユーザが画成した媒体をユーザがカプセル内に装入できるようにする。カラム・モジュール（５）とサンプルを装填したら、サンプルがモジュール（５）内を移動するように遠心する等の手段で圧力をかけてサンプルから選択した物質を分離する。

Description

【０００１】
発明の分野
本発明は液体又は液体を含む材料からの物質の分離のための器具（ｄｅｖｉｃｅ）及び方法に関する。しかし特に実験室規模の分離だけに関連するものではない。本発明の実施態様は処理材料からの１つ又はそれ以上の物質の精製と同等の分離にとくに関連する。
【０００２】
発明の背景
化学、生化学、微生物製品の濃縮、分離、精製を支援するため実験室作業者は各種器具を利用できる。利用可能な各種器具及び装置は漉過、マイクロ漉過、クロマトグラフィ、遠心分離の周知技術を利用しており、各々洗練及び変更可能な範囲がある。
【０００３】
クロマトグラフィは適切な精製に最適な技術である。実験用クロマトグラフィ・カラムは広範囲の寸法で、また作業しようとする対象の材料に合わせて広範囲のクロマトグラフィの媒体とともに使用されている。例えばイオン交換媒体が核酸の小規模な精製で使用されており、親和性のある媒体が抗体の精製に一般的に使用される。選択した媒体は使用される小型カラムに直接装填されるのが普通である。装填済みカラムも入手可能であり例えばポンプや真空線等の流れ（以下、フロー）を駆動する装置へ接続できるようになっている。
【０００４】
漉過及び限外濾過の分野では、不活性と活性両方の濾過膜が使用可能である。利用可能な１つの製品は円筒状のチューブでイオン交換微孔膜がそのチューブの穴開き基盤に保持されている。このチューブは遠心管に適合するので遠心して分離工程を加速することができる。
【０００５】
発明の要約
本発明の１つの目的は広範囲の技術要求及び選択の観点で、とくに生化学及び微生物学分野で、熟練作業員が利用できる精製器具及び精製技術の適用範囲を拡大することである。
【０００６】
本発明の別の目的は高品質の分離又は精製を迅速に実現すると同時に、信頼性を確保できる器具及び方法を提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、研究者等の熟練者が装置及び材料を用意する際に互換性のある適当な範囲の機材を使用することで最大限の利便となるような多段階の準備及び精製を実現できるようにする器具及び方法を提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は互換性のある媒体カラムを備えるように構成した精製システムを提供し、媒体カラムの交換を容易にするキット（ｋｉｔ）を提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は遠心分離中にクロマトグラフィのベッド（ｂｅｄ）を通過するサンプルの流れる方向を適切に配向することで漉過を最適化する精製システムを提供することである。
【００１０】
上記に鑑みて、本発明は
（ａ）液状サンプルを保持するサンプル・チャンバを画成する上部と、サンプル・チャンバへ連通する開口部のあるカラム装入部分を画成する下部とを備えるサンプル・ホルダと、
（ｂ）上下の透過壁を備えるカプセルと、上下の透過壁の間でカプセル内に保持される分離媒体のベッドとを含む独立したカラム・モジュールとを含み、
カラム・モジュールはサンプル・ホルダの下部の開口部でカラム装入部分に固定できサンプル・チャンバからカプセルの上部透過壁、分離媒体のベッドとカプセルの下部透過壁を通る精製経路が画成されることを特徴とする精製器具を提供する。
【００１１】
精製器具の中に独立した又は分離可能な要素としてクロマトグラフィのベッドを提供することにより、前述のように異なる媒体、例えば粒状媒体又は膜等、各々が異なる物質の精製に適しその全部がサンプル・ホルダの開口部で固定自在に配置するのに適した多数カラム・モジュールのキットを提供することが可能になる。このようなキットは本発明のさらなる態様であるとみなされる。キットは全体として各種カラム・モジュールから構成されることもある。しかし、キットはカラム・モジュールに接続可能な１本又はそれ以上のサンプル・ホルダを含むことがある。キットは更にカラム・インサートからカラム・モジュールを着脱するのを容易にする着脱治具も提供できる。分離された物質の処理を容易にするための補正バッファも提供される。追加の遠心管及び限外濾過スピナー（ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｓｔｉｏｎ ｓｐｉｎｎｅｒ）も提供される。
【００１２】
上述の器具及びキットは複数の精製段階による分離を実施する際に更に柔軟性、利便性、速度を提供する。１つのカラム・モジュールを別のカラム・モジュールと適宜交換することで同一の装置を１つ以上の段階に使用可能である。別の各種の充填済みクロマトグラフィ媒体をカラム・モジュールで提供できるので、おそらくは分離工程で速度と利便性に大きなメリットが存在する。
【００１３】
充填済みカラム・モジュールはそれ自体が本発明の態様である。カラム・ベッドの媒体は利用可能な媒体の全範囲から選択できる。すなわち、カラム・モジュールのキットは１種類又はそれ以上の異なる樹脂を充填できる。
【００１４】
キット中の異なるカラム・モジュールは異なるベッド容積を含む点で異なるが、同一のサンプル・ホルダに固定できるようにすることもある。ベッドは必ずしも独立した固体粒子のベッドでなくとも良い。他の種類のベッド例えば従来の種類と同系列のものを使用することができる。ベッドの１つの可能性としては積層膜例えばＩＥＸ濾過膜を含むことがある。また、膜はカラム・モジュールと同軸のベッドを形成するように巻き上げることもある。
【００１５】
これ以外に、ユーザが画成できるカラム・モジュールを前述した充填済みカラム・モジュールの代わりとして又はこれに追加して提供できる。ユーザによる画成が可能なカラム・モジュールは空のカプセルで、エンド・ユーザが自分自身でカスタム化したカラム・ベッドをカラム・モジュール内に供給できるようにし、これを分離システムで使用する。カラム・モジュールには着脱式の上下の膜を設け、これをユーザが取り外して別の孔径の膜と交換するか、又は取り外してから特別に用意した媒体を導入しモジュール内にカラム・ベッドを形成することができる。フィルタ媒体と膜の特定の構成は分離目的を最も良く実現するようにユーザにより画成される。しかし、ユーザがカスタム化することが可能なカラム・モジュールは分離システムの他の部分と一体になったサンプル・ホルダ内へ簡単に装入できる標準化カプセル形式の上記実施態様と共有される利点も提供する。
【００１６】
本発明のさらなる態様において、カラム・モジュール内の媒体は圧縮されて、すなわち充填されて保持される。従来のスピン・カラム（ｓｐｉｎ ｃｏｌｕｍｎ）においては媒体は通常乾燥状態で装填されコンパクトな状態には圧縮されない。装填技術は実現される分離の品質に大きな影響をもたらす。本発明ではカラム・モジュールの上部と下部を分離した状態で提供し、各々が各々に透過壁部分を備えることでカラム・モジュールを構成するように提案される。上部と下部の一方は形成を希望するベッドと少なくとも同じ高さまた望ましくはこれより高い壁を備えた封じ込め部分を備える。他方のカプセル部分はシリンダ内のピストンと同様に、第１の部分の口に適合する。これを製造するときには、適当な液体に拡散した粒子状媒体のスラリーをモジュールの封じ込め部分に投入し、他方の部分を装入して両方の部分に力を加えて上下の透過壁の間の材料のベッドを圧縮する。材料のスラリー液体は流出する。カプセル部分は接着剤、溶接、又はインターロック機構により互いに充分に固定的に係合又は固定され、圧縮状態でベッドを保持するのに適する。
【００１７】
カラム・モジュールの別の実施態様では、フロー制御具が更に提供されることがある。フロー制御具つきカラム・モジュールはカラム・モジュールのクロマトグラフィの媒体を通るサンプルの流量が小さい場合に漉過工程を改良するのに適している。ある種の条件下では流量を緩徐にすることでモジュール内の液体と濾液の吸着成分が互いに結合するのを補助する。フロー制御具は追加の濾過膜例えば微孔膜又は限外濾過膜を含みこれらはカラム・モジュールを通るサンプル材料の流路に沿って配置される。
【００１８】
望ましくは、精製器具は遠心分離機にかけられる構造で提供される。遠心分離はカラムをサンプルが非常に急速に通過する能力を提供し、精製器具のカラムからの排出口の下側に配置される遠心管に溶出液を回収する。１つの実施態様において、精製器具は遠心管の口に適合しまたこれに係合して挿入を制限しこれにより遠心管内で精製器具の下側にクリアランスを維持して回収容積を提供する。回収管は標準型遠心管で良い。
【００１９】
精製器具の別の特徴は、カラム・モジュールのベッドを通る流路断面積がサンプル・チャンバの断面積より小さいことである。カラム・ベッドの断面積は一般に５０％以下であり、対応する（すなわち平行な）サンプル・チャンバの断面積の約２０％程度にまで小さくすることがある。サンプル・チャンバからカラム・モジュレートの小さい断面への収束変形は遠心分離中にサンプルがより完全に媒体のベッドを通るように強制し易くしている。
【００２０】
ベッドの断面は長さに沿って一様とすることもある。一般にベッドは断面に対して顕著な深さを有している。流下方向でベッドの長さは最大横方向寸法の少なくとも約５０％から２００％である。ベッドの断面形状は重要ではないが、現実的な理由から円筒状ベッドが通常は好まれる。ベッドはサンプル・ホルダのカラム・インサート部分に配置することでサンプル・チャンバと同軸配置し、ベッドの開口部がサンプル・チャンバの排出口と一致するようにする。
【００２１】
カラム・モジュールは各種方法のいずれかでサンプル・ホルダ排出口に取り付け可能だが、基本的にチャンバから流下して来るサンプル全部がベッドを通過するように取り付けが保証できることが条件になる。１つの構成においてサンプル・ホルダはカラム・インサート部分がサンプル・チャンバの排出口で管状の延長部として構成されここに密着してカラム・モジュールが摺動自在に受け入れられるようにする。カラム・モジュールはサンプル・ホルダに固定されて管状延長部から脱出しないようになる。カラム・モジュールとサンプル・ホルダの間の係合は、例えば２つの摺動表面間のスナップ係合、又は部材の一方に１個又はそれ以上の横方向に突出する突起部、フランジ、又は肩を設けて制限ストップとし所定位置を越えて他方の部材が移動しないようにする。係合は再利用を可能にするように開放自在としてもしなくても良い。説明用の実施態様ではカラム・モジュールがサンプル・ホルダ排出口延長部から下向きに滑り出さないようにする制限ストップが設けてあり、カラム・モジュールはサンプル・チャンバ経由で上からサンプル・ホルダに挿入され同じ経路を通って取り外すことができるようになっている。
【００２２】
説明用の実施態様ではカラム・モジュール・カプセルは上下端に透過壁を有し、不透過性の管状（円筒状が望ましい）側壁を含み、液体は通過するが粒子状分離媒体は通過しないようにする。望ましくは、両端部の壁は従来のフリット（ｆｒｉｔ）又は焼結物（ｓｉｎｔｅｒ）とする。側壁に固定されることで、例えば溶着又は機械的係合により、カプセル内で所定位置に保持される。望ましくは、両端部の壁は、例えば内側端部フランジ等、側壁の対応する形態を有するように作られた戻り止め係合によって機械的に保持される。カプセルの上下の壁はとくにその中心に向かって透過壁を支持する支持部分を含むことができる。これらの構造形式のいずれかも、ベッドの予圧が関連する前述のモジュール形式のタイプに使用することができる。
【００２３】
サンプル・チャンバの容積は限定されないが、代表的には実験室内での分析、調製、又は半調製作業に適した範囲とする。１００μｌから２５０ｍｌの範囲内のサンプル・チャンバ容積が適当である。カラム・モジュールのベッドの容積はサンプル・チャンバ容積の少なくとも０．５％から２％程度とする。ある種の特殊用途ではサンプル・チャンバは前述の範囲の５０：ｌ程度に小さくすることがありベッド容積は恐らく５又は１０：ｌ程度になる。望ましくは、ベッド容積はサンプル・チャンバ容積の２５％以下とする。
【００２４】
前述の精製器具は各種フロー条件下での精製例えば重力フィード（ｇｒａｖｉｔｙ ｆｅｅｄ）、加圧ヘッド、排出口側での真空引き、蠕動ポンプ又は遠心などでの使用に適している。しかし、本明細書で開示される特定の特徴は遠心分離に特に適しており後述する本明細書の別の態様を表現している。
【００２５】
サンプル・ホルダの壁は非直交収束すなわち断面の大きな上部（サンプル・チャンバ）からもっと断面の小さい下部の円筒状延長部に続くテーパーを有する。テーパーは流れ（以下、フロー）にかかる力が例えば遠心機内でフローの軸と平行でない場合にとくにサンプル残滓のトラッピングを回避し易い。テーパーは遠心中に一層効率的な分離のため断面全体にわたってカラム・モジュールへサンプルのフローを配向し易くする。テーパーによって提供される角度のついた内表面はカラム・モジュールへフローを配向する。テーパーなしだと、フローは収束せずクロマトグラフィのベッドの一側だけが遠心中に過負荷になりフローの勢いがサンプル・ホルダのフローの通過軸からはなれた方向にかかることになる。クロマトグラフィのベッドの断面の１つの集中した部分での過負荷はサンプルの分離を不十分にする。
【００２６】
サンプル・ホルダのサンプル・チャンバ部分に比べてカラム部分の断面積が小さくなっていることでも従来システムに対して精製システムの効率を向上させている。遠心機の管状ホルダに入れた微孔イオン交換膜を使用してサンプルを分離することが従来技術で知られている。しかし、この構造では遠心状態での膜に対するサンプルの配分に問題が生じ、不均一が発生する。このような遠心条件に起因する不均一なサンプルの適用は、当該技術を無益なものにすると考えられるか、又はサンプルのブレークスルー（ｂｒｅａｋ−ｔｈｒｏｕｇｈ）の危険性が存在するような粒子ベッドの場合には、良くても低品質なものにすると考えられる。
【００２７】
本発明においてカラム・ベッドを通るフローの断面積は前述したサンプル・チャンバの断面積より実質的に小さい。液体サンプル又は液体を含むサンプルが、サンプル・チャンバを画成する上部と、このサンプル・チャンバと連通する排出口と、上下の透過壁の間に保持されたベッドを含むカラム・インサート部分とを有するサンプル・ホルダを含む精製器具のサンプル・チャンバへ導入される。精製経路はサンプル・チャンバから上部透過壁を通り、粒子状分離媒体のベッドから更に下側透過壁を通るように画成される。カラムの相対的な断面積、形状、アスペクト比、サンプル・チャンバとベッドの容積及び相対容積は前述の実施態様と同様である。使用において、器具を遠心機にかけてサンプルの液体を精製カラムに通し、下側の回収チャンバで溶出液を回収する。
【００２８】
サンプル・チャンバに比較してカラム（ｃｏｌｕｍｎ）の断面積を減少することにより、ベッドへのサンプル適用の相対的な不均衡（サンプルの横方向の変動や移動から発生する）が減少又は回避される。従来の器具では、このような不均衡は固定角遠心機を使用した場合にチャンバの側面に集まったサンプル又は可変角式の登載方法を使用した場合にチャンバ内で動き回るサンプルから発生する。ベッド面積がサンプル面積より小さい程度に応じて、ベッドの上部表面がサンプルの本体のわずかな部分だけを「サンプリング」しサンプル適用の際に領域全体にわたっての大幅な変動を起しにくい。ベッドを使用するので、サンプル容積に対して充分な活性媒体面積がベッドを深くすることにより確保できる。この点で独立したモジュールとしてカラムを設けることは必須の特徴ではなく好適なオプションでしかない。
【００２９】
本発明のさらなる態様は前述したような何らかの適当な種類の２個又はそれ以上のサンプル・ホルダを含み、配列（以下、アレイ）として互いに接合してあるような器具である。これはウェルプレート（ｗｅｌｌ ｐｌａｔｅ）等のような２次元アレイで、複数のサンプル・ホルダ（又望ましくはその全部）の各々が、前述したような独立したカラム・モジュールへの排出口コネクタを備える。従来のウェルプレート等ではサンプル・ホルダのアレイはプラスチック製の１ピース一体成形物である。カラム・モジュールはサンプル・チャンバを通してコネクタへ挿入できるようにするのが望ましい。アレイ内のサンプル・ホルダの個数はとくに制限されないが、現行の従来型システムでの使用では８，９６，又は３８４個のアレイ・サイズが使用される。
【００３０】
サンプル・ホルダのアレイはコレクタの上側に配置され、このコレクタには回収容器（ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｖｅｓｓｅｌｓ）がカラム・モジュールを通ってサンプル・ホルダから延びる排出口と整列してある。これらの容器は濾液又は溶出液を対応するカラム・モジュールから受け取る。コレクタ・アレイは例えば１ピース型プラスチック・トレイ等のトレイとして、凹部のある形状とし、サンプル・ホルダ・アレイのサンプル・ホルダに対応した回収容器のアレイを提供する。
【００３１】
サンプル・ホルダ・アレイ及び／又は回収容器アレイは１つのサンプル・ホルダ／コレクタ対の間の経路を１つ又はそれ以上の隣接する対の間の経路から遮蔽又は隔離するバリアを備えることができる。これは装置を移動した場合に相互汚染を防止するのに役立つ。例えば、サンプル・ホルダ／カラムの排出口は回収容器の開口周辺と軸方向に重なり合うことがある。またこれらの排出口と開口部は互いに係合することもある。説明用の実施態様においては各々の回収容器が周囲の壁の内向きのオーバハングを備え内容を保持できるようにしてあり、サンプル・ホルダ／カラムからの排出口は開口部に近いオーバハング（ｏｖｅｒｈａｎｇ）と接触する。シール要素を排出口と容器のアレイの間に間置して設け、シール要素を通る開口部がサンプル排出口及びコレクタ開口部と位置が揃うようにし、両者との密封接触を行なうようにする。
【００３２】
ウェルプレート構造は例えばプロテオミクス（ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ）（蛋白質を小さいオリゴペプチドやアミノ酸分画に消化する、質量スペクトル分析の準備段階として行なうのが普通）など、小規模複数分析及び調製で使用される。本器具は蛋白質精製、蛋白質分離及びスクリーニング又は何らかの生物学的及び／又は荷電分子について使用可能である。非ＤＮＡでの用途ではベッドを使用しなくとも良い。膜例えばＩＥＸ膜の使用も可能である。本明細書で開示される精製器具の別の用途としては、質量分析の準備段階として、ペプチド消化物の脱塩、洗浄、濃縮のいずれか１つ又はそれ以上がある。
【００３３】
サンプルとベッドの容積は上述の実施態様で前述した容積に比較した場合のそれの用途では例えばサンプル・チャンバで２５又は５０：ｌまでまたベッド容積で１、５、１０：ｌまでと非常に小さくなる。小さいベッド容積は非特定の吸収損失を最小限に抑さえることができ、これらの技術で取り扱う微量（時には極微量）サンプルではこのような損失が顕著になることがある。
【００３４】
アレイ式の実施態様では、カラム・モジュールのアレイは商用サンプル・ホルダのアレイに装填しておくのが望ましい。同様のサンプル・ホルダが各種の異なる媒体を装填した状態で入手可能である。媒体を保護するため、好適な構造はサンプル・ホルダの少なくとも上部の開口部の上に、また恐らくはサンプル・ホルダの排出口開口部の上にも着脱式の保護カバーを提供する。例えば、保護カバーは剥離式のポリマーのフィルム又はラミネートとする。このような着脱式カバーは予め設けておいた強度が弱くなっている線、例えば有孔（パーフォレーション）線から割断できるようにして、アレイの所定部分から剥離し、他の部分は後で使用する等のために被覆したままにしておくことができるようにする。
【００３５】
この態様においては、独立したモジュールを使用することをやめて、サンプル・ウェル・ホルダの底部へ直接媒体カラムを装填することが可能である。このような装填方法は最初に下側の透過性の保持壁をサンプル・ウェル・ホルダに装着し、これに続けて媒体を装填し、更に上部透過性の保持壁を固定することで実現される。前回と同様に、ベッドを通る精製経路はサンプル・ホルダより断面が小さくなる。
【００３６】
複数のウェル方式（以下、マルチウェル方式）の実現に特に適したアレイ式の実施態様の別の特徴は蛋白質消化の手順（ゲル又は溶液内で）に関連する。適当なタンパク質分解酵素例えばトリプシンを用いた蛋白質消化は分離ベッド又は膜層より上のサンプル・チャンバ内で行なわれる。前述したようにとくにベッド容積又は膜面積の小さいもので物質の移動を減少させることで、吸収損失を減少させることができ消化物からのペプチド回収率を向上させることができる。
【００３７】
本発明のさらなる態様はピペットのチップに関連する、すなわち自動又は手動ピペット装置に適合しテーパー状のノズルを備えた所定容量の使い捨てプラスチック・チューブに関連する。現在逆相シリカ・クロマトグラフィ媒体の小さなポリマー安定化装填物をピペット・チップの先端でノズル開口部の近くに保持している小型ピペット・チップが入手可能である。これらは質量分析前のペプチドの脱塩や濃縮に使用される。本発明はクロマトグラフィ媒体又は膜（群）があらかじめ装填してあり収束ノズルを備えたピペット・チップ上若しくはチップ内にかつ望ましくは収束する部分の上若しくは中に適合する形状の独立したカラム・モジュールを含むピペット・チップ・アダプタで構成できる。このピペット・チップ・アダプタはピペット・チップの内表面又は外表面と各々プラグ式又はソケット式に適宜相補するような形状のケーシング又はシェル部分を有し、基本的に液密ジョイントを形成する。このジョイントは摩擦嵌合で作成でき、アダプタをピペット・チップ上／内の所定位置へ簡単に押し込むことができる。ピペット・チップは通常、内側と外側の両方とも、少なくともノズル開口部付近で収束しているので、このアダプタ・シェル部分はアダプタの軸に対して、例えばその軸に対して２度から１０度の間で、急角度でテーパー状になるテーパー又は円錐形の内表面又は外表面を備える。このアダプタは円錐管状要素を含むか又はこれで構成され、オプションとして上部及び／又は下部の透過性の保持要素を備えてこれらの間にクロマトグラフィ材料又は膜（群）のベッドを所定位置に保持する。このベッドは存在する場合には透過性の保持壁と同様に本明細書ですでに説明した種類のいずれでも良い。アダプタは１０μｌから１０ｍｌ又は２０ｍｌのピペット・チップ容積等あらゆるサイズのピペット・チップで使用できる。
【００３８】
ピペット・チップ内部に適合する挿入アダプタの場合には、カプセル全体がベッドにより占有されることもある。更に、ピペット・チップ壁は液体を保持することになるのでカプセルの壁が透水性かどうかは重要ではない。つまり、このようなインサート要素は透水性の例えば焼結材料で構成されるカプセルを有することができる。外部アダプタは前述したようなベッドを含み、一端から拡大する円錐形の延長部を備えて、これが対応するピペット・チップの端部の上に嵌合してカプセルを所定位置に保持するようになっている。カプセル壁は何らかの適当な非透水性プラスチック材料で作成できる。前述したように、上部及び／又は底部の透過性の保持壁は使用しても使用しなくても良い。
【００３９】
アダプタとそのベッドの寸法及び容積は対応するピペット・チップのサイズによって変化する。一般に、ベッド容積はピペット容積の０．５から１００：ｌとすることが多い。これ以外に又はこれに加えて、ベッド容積は通常、適合するピペット・チップの実際の又は公称容積の通常少なくとも１％望ましくは少なくとも２％とする。逆に、ベッド容積はその容積の２０％を越えないのが普通である。
【００４０】
適合するピペット・チップと組み合わせて異なる種類の媒体及び／又は膜を含む説明した種類のピペット・チップ・アダプタの１つ又はそれ以上を含むキットは本明細書で保護されるさらなる態様である。上述したようなアダプタをピペット・チップ上又は内部に適合させるようなピペットの使い方（以下、ピペッティング方法）は本発明の更に別の態様である。
【００４１】
好適実施態様の説明
図１から図３には本発明を実現する精製器具を示す。主要な構成要素はサンプル・ホルダ１とカラム・モジュール５で、カラム・モジュールは図２に拡大して図示してあり、図３に図示したようにサンプル・ホルダ１へ挿入できる。図３はサンプル・ホルダ１のキャップ７も示す。
【００４２】
図１を参照すると、サンプル・ホルダ１は略円筒状の１つの部品からなる部品で従来のプラスチック材料例えばポリプロピレン等により射出成型することができる。これは連続した側壁１７を有し、該側壁は直径が大きく円形の上部開口部２４のある円筒状の上部２０と、基部に排出口開口部３１のある下側の円筒状延長部３３を有するカラム・インサート部分３を画成する下側部分への移行部を形成する中間収束部分２１を有する。
【００４３】
カラム・インサート部分３の直径は上部２のおよそ半分である。上部２は上向きには広い上部開口部２４を通って開き下向きには収束部２１からサンプル・チャンバ排出口開口部２５を通りカラム・インサート部分３へ開くサンプル・チャンバ２２を画成する。寸法の例としては、上部２は直径２５ミリメートルで軸長４４ミリメートルで、サンプル・チャンバ２２の有効容積はおよそ２０ｍｌである。下側円筒状延長部３３は直径１２ミリメートルで長さ２６ミリメートル、すなわち約３ｍｌの容積をもつ。
【００４４】
カラム・インサート部分３の底部辺縁には一体型の内向きフランジ３２が形成されカラム・インサート部分３に摺動的に受け入れられるカラム・モジュール５を保持する。カラム・モジュール５は円筒状のカプセル５１から構成され、このカプセル５１はサンプル・ホルダのカラム・インサート部分３に密着適合する。カプセル５は上からサンプル・ホルダ１に入れることができ底部フランジ３２で止まるまで円筒状延長部３に落し込む。
【００４５】
サンプル・ホルダ同様に、円筒状カプセル５の壁５１も透明なプラスチック材料から射出成型できる。カプセル壁５１は底部エッジ５２を備え、これが内向きに曲がって１つ又はそれ以上の中心開口スロット５６のある支持フランジ４７を形成する。カプセルの底部に敷き詰められて底部エッジ５２に載っているのが従来のプラスチック焼結物（ｓｉｎｔｅｒ）又はフリット（ｆｒｉｔ）から作成された下側透過壁５４である。粒子状クロマトグラフィ媒体の充填ベッド６０はカプセル内部を充填し、下側透過壁５４の上に載る。上部封止５８は、主カプセル側壁５１との密着を作る寸法になった円筒状の側壁５８１と、一組の開口部５８２を有する上部壁と、下側透過壁５４と同様の材料から作成され開口部５８２で上部壁により裏打される上部透過壁５３を備える。この上部封止５８は主カプセル壁５１に押し込み嵌合され上下の透過壁５３，５４の間に圧縮した状態で粒子ベッド６０を保持する。
【００４６】
図示した例では充填ベッドは横方向に比べて軸方向に２倍程度の長さになっている。しかし上部封止５８の滑り嵌合のためベッドのアスペクト比は単純にベッド６０の媒体量を変更することによって構成要素を変更しなくとも変更できる。
【００４７】
図３から分かるように、カラム・モジュール５がサンプル・ホルダ１にはめ込まれるとサンプル・ホルダ１の円筒状延長部３を占有しサンプル・チャンバ２２から排出口開口部２５を通って出て来るサンプルは更に上部壁開口部５８２と透過壁５３と、クロマトグラフィ分離が行なわれる充填ベッド６０、下側透過壁５４を通過して底部壁開口部５６から出る。
【００４８】
図５と図６はカラム・モジュール５の準備の態様を示す。従来の組み立てライン技術を用い、一連の円筒状カプセル外殻５１を各々の下側透過壁５４に装填し、親和性のある液状担体で選択された粒子状媒体のスラリー６０’の所定量を充填する。封止プラグ５８を上から挿入する。最適な方法でベッドの粒子を充填するように選択した圧力と時間で、下向きの力Ｆを上部封止５８にかけ、液状担体は矢印Ｌで示したように下側透過壁５４を通って脱出する。封止ピストン５８をこれの嵌合の強さによって又は外壁５１の形状によって提供することのできるスナップ係合（ｓｎａｐ ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）で所定位置に固定する。スラリーの圧縮を用いて充填したベッドを作成することにより、充填品質は乾燥充填カラムによるものより実質的に良くなり良好な分離性能が得られるようになる。充填される樹脂ベッド６０の容積は約２ｍｌである。
【００４９】
樹脂、とくに粒子状樹脂は以下のオプションから選択できる。
１．イオン交換樹脂例えばジエチルアミノエチル、四級アンモニウム、スルホン酸、カルボキシル酸。
２．固定レクチン・アフィニティ樹脂例えばコムギ胚芽アグルチニン、コンカナバリンＡ、レンズ豆レクチン、ＲＣＡ１（Ｒｉｃｉｎｕｓ ｃｏｍｍｕｎｉｓ）、ピーナッツ・アグルチニンなど糖蛋白及び核酸の精製に適したもの。
３．Ｎｉ^２＋又はＣｏ^２＋−ＮＴＡ又はＩＤＡ ＩＭＡＣ樹脂、これは組み換え蛋白の精製に適する。Ｃｕ^２＋、Ｚｎ^２＋、Ｆｅ^２＋タイプを使用することもある。
４．抗体の精製／処理に適した蛋白Ａ、Ｇ又はＬ。
５．逆相媒体、例えばＣ２（エチル）、Ｃ４（ブチル）、Ｃ８（オクチル）、Ｃ１８（オクタデシル）などサンプルのクリーンアップやペプチドと蛋白の精製に有用なもの。
６．疎水性相互作用マトリクス、例えばアルキル（ブチル、プロピル、オクチル）及びフェニル基樹脂。これらはＩＥＸ（イオン交換）樹脂を良く補佐することができるが、これはＩＥＸ中に高塩量で溶出させた蛋白が直接疎水性相互作用マトリクスに通せることによる。
７．アフィニティ色素樹脂、例えばチバクロン・ブルー（Ｃｉｂａｃｒｏｎ Ｂｌｕｅ）やプロシオン（Ｐｒｏｃｉｏｎ）、偽染料アフィニティ等。
８．ハイドロキシアパタイトのビーズ、これは蛋白精製例えばプラズマ蛋白に適する。
９．固定抗体（免疫アフィニティ・リガンド）樹脂、これは細胞分離／単離に適する。
１０．ビオチンやビオチニル化分子にとくに結合するストレプトアビジンとアビジン誘導体樹脂。
１１．蛋白−蛋白に基づく精製を提供できる蛋白リガンド。
１２．ヌクレオチドと補因子複合樹脂例えばオリゴ−（ｄＴ）−セルロース、ポリ−（Ｕ）ーアガロース、ポリ（Ａ）又はヌクレオチドリン酸固定樹脂。
１３．硼酸アフィニティ樹脂例えば核酸の精製用。
１４．リガンドを固定する活性化樹脂、例えばＮＨＳ−活性化、ＣＮＢｒ−活性化、エポキシ活性化、アルデヒド活性化、カルボニルジイミダゾール活性化、ブロモアセチル又はヨードアセチル活性化、ジビニルスルホン活性化、トシル塩素又はトレシル塩素活性化、ハイドラザイド活性化、ジアゾニウム活性化、トリアジン活性化、又は何らかの光反応網目結合の媒介する活性化樹脂。
１５．カルモジュリン調節蛋白を精製するためのカルモジュリン・アフィニティ樹脂。
１６．ゼラチン・アフィニティ樹脂、例えばフィブロネクチン等の蛋白精製用のもの。
１７．グルタチオン樹脂、例えばＧＳＴ融合蛋白の精製用のもの。
１８．ヘパリン・アフィニティ樹脂、例えば成長因子、凝固因子、ホルモン因子、ＤＮＡ／ＲＮＡポリメラーゼ等の蛋白の精製用のもの。
１９．アミノ酸固定リガンド、例えばリシン、アルギニン、又はトリプトファン。
２０．合成リガンド、例えば酵素の親和性精製用ベンザミジン又はトリフルオロメチルケトン。
２１．シリカ
２２．ゲル濾過樹脂。
【００５０】
クロマトグラフィ媒体の性質と感度によって、着脱式シール（図示していない）をカプセル５の上下に適用できる。剥離可能フィルム、例えばプラスチック、箔、又はプラスチック／箔複合材料等がこの目的には適している。
【００５１】
これ以外に、カプセルは空の状態でユーザに提供しユーザがカスタム化した媒体のベッドを自分自身が選択又は作成したもので充填できるようにすることもできる。このユーザによる画成が可能なカプセルでは、ユーザが媒体の充填及び／又は多孔質膜を選択しカプセル内に挿入し、着脱式上部封止５８を固定するステップを完成させる。前述したように、上部封止はカプセル上にスナップ嵌合で固定できるので、エンド・ユーザによって容易に実現できる。カプセル内に媒体を正しく充填するための支持や充填を行なうための実施方法をカスタム化可能なカプセルと一緒にキットとして提供することもできる。
【００５２】
図３に図示してあるように、蓋７をサンプル・ホルダに設け、上部開口部２４にはめ込んでサンプル・チャンバ２２を遮蔽する。サンプル・ホルダ１の上部縁部（以下、上部リム）は外向きに半径方向の突起２３が形成してある。これによりサンプル・ホルダ１は図４に図示してあるように従来の遠心管８の上部に適合でき、この場合サンプル・ホルダ１の保護リム２３が遠心管８の上部エッジ８１に係合して遠心管８の内部でホルダ１を中吊りにしクロマトグラフィ・ベッド６０は略中間の位置に配置され回収空間８２がベッドの下にできる。
【００５３】
サンプル・チャンバ２２に含まれる分離用の液体サンプル（必要なら上澄化又は粗目漉過したもの）の場合には、このアセンブリ全体を遠心機に入れて回転させサンプルをカラム６０の中を通過させられることが当業者には理解されよう。サンプルがクロマトグラフィ・ベッドを通過するのに非常に長い時間を要する従来の重力式の検査用クロマトグラフィとは対照的に、数分で、サンプル全体が溶離される。
【００５４】
吸収された材料がカラム内で液体からまた相互に分離される。これらは例えば適当な溶剤で洗浄する等の方法で、除去、単離、又は状況によって分画に分離できる。カラム・モジュールをサンプル・ホルダから外して別々に処理することができる。
【００５５】
カラムから溶離した標的物質は、別のクロマトグラフィ・カラム・モジュール又は同一又は同様のサンプル・ホルダに挿入可能なプラグ（ｐｌｕｇ）のキットから選択した「プラグ」に通すことができる。処理しようとするサンプルの分量によって、ユーザは各種容積のサンプル・ホルダを選択でき、サンプル・ホルダの任意の容積でユーザは精製しようとする予想量に合わせた適切なベッド容積を選択できる。例えば、サンプル・ホルダは蛋白のスピン調製用に「マイクロ」「ミニ」「マキシ」容積で提供し、サンプル・チャンバを各々１００から５００μｌ、２０ｍｌ、７０ｍｌとすることができる。マイクロ・カラムには単一のベッド容積オプション（０．０２から０．１ｍｌ）が提供できる。ミニ・ホルダ（２０ｍｌのサンプル・チャンバ）にはベッド容積０．２ｍｌ、０．５ｍｌ、２ｍｌの選択肢を用意し、すべて同一のサンプル・ホルダのソケット（ｓｏｃｋｅｔ）に適合できる。マキシ（７０ｍｌ）サンプル・チャンバには５ｍｌと２０ｍｌのベッド容積「プラグ」の選択肢を用意できる。
【００５６】
説明した精製器具は遠心分離での使用に特に適したものであるが、重力分離に使用することもでき、またベッドを通るフローを高速にする代替手段としてポンプ又は真空源へ接続することもできることは、当業者には理解されよう。
【００５７】
しかし、本発明の設計は遠心分離機で使用した場合にとくに長所がある。とくに、サンプル・ホルダのカラム・インサート部分３の断面積がサンプル・チャンバ２２と比較して小さいことで、クロマトグラフィ・ベッド６０の上部に対するサンプルの提示の相対的な均一性は、図４Ａと図４Ｂに図示してあるようにサンプル容積全体にわたってベッドが延在している場合より大幅に良好である。図４Ａでは、固定角度あるいはスイング式チューブの遠心機で本発明の精製器具を使用した場合でも力１４はサンプルにかかり、収束壁部分２１の角度が（本実施態様では約３０度）サンプル１６の一部のとらえ込みを防止するように選択されている。テーパー部分の角度はサンプル１６をカラム・ベッド６０へ漏斗のようにして集める作用がある。更に、小さくなった断面積のためカラム・ベッド全体の表面がサンプル物質により覆われることが保証し易くなる。少ない断面積は又サンプルが通過するクロマトグラフィ・ベッド６０の深さを増大させ、高価なクロマトグラフィ媒体を一層効率的に使用できるようにする。媒体の深さが増加することで、サンプルが大きな厚みを通過するためサンプルが媒体と接触する時間が増大する。媒体への暴露が増加することで結合工程の効率が向上する。
【００５８】
比較すると、図４Ｂに図示してあるように、サンプル・チャンバの断面積と等しい断面積のカラム・ベッド６０をもつ従来のサンプル・ホルダ３００は遠心力１４がかかった遠心機で使用した場合に非効率になり得る。サンプル１６は側壁とカラム・ベッドの一方の隅３０２に押し付けられる。角度のついた側壁がないのでカラム・ベッド６０の表面にわたってサンプルを漏斗のようにして集めることができない。カラム・ベッドの反対側の隅３０４はサンプル１６が接触しないままでありそこの媒体が無駄になる。サンプルと接触する媒体の隅３０２は過負荷になり非効率的に結合しサンプルのいくらかが結合することなく媒体から押し出されるリスクがある。更に、ホルダ３００のカラム・ベッドの断面全体を適切な深さまで媒体で充填すると、図４Ａのホルダ１のカラム・ベッドより多くの媒体を使用することになる。
【００５９】
図６Ａから図６Ｅに図示したカラム・モジュールの別の実施態様では、フロー制御具５７が更に設けてありカラム・モジュール５を通過するサンプルの流量を調節し漉過性能を最適化するようにしてある。幾つかの状況下では、サンプルと活性クロマトグラフィ支持の結合動態が比較的遅い場合には、流速を遅くすることにより、モジュール内の液体と濾液の吸着成分が互いに結合するのを助けることができる。フロー制御具５７はカラム・モジュールを通るサンプル材料の流路に沿って配置した別の濾過膜５９を含むこともある。しかし、フロー制御具は本発明の精製器具で意図している機能には必ずしも必要とされないオプションの構成要素であることに注意すべきである。フロー制御具の追加はある種の成分の分離を希望する場合に器具の漉過効率を向上させるオプションとして提示される。
【００６０】
前述したように、フロー制御具はカラム・モジュールを通過するサンプル材料の流路に沿ってどこにでも配置される。例えば、フロー制御具は下側透過壁５４又は上側透過壁５３の上か下のいずれかに配置できる。下側透過壁の近傍に配置した場合、円盤状の膜５９は図６Ａに図示してあるように円形の排出開口部５６の内壁と干渉嵌合（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｉｔ）を提供する大きさにする。これ以外に、膜５９は下側透過壁５４の下側に配置しても良く、図６Ｂに図示してあるように支持フランジ５２の上側に配置され、それにより支持されても良い。図６Ｃは下側透過壁５４のすぐ上に膜５９を配置した状態を示す。図６Ｄは上側透過壁５３の上に配置した膜５９を示し図６Ｅは上側透過壁の下に配置した膜５９を示す。図面において透過壁と膜５９の間にはわずかなすき間が示してあるがこれは図示の目的でしかない。膜５９は透過壁と接触して配置し摩擦嵌合により固定される。更に、フロー制御具用の膜５９はカラム・モジュール５の上側透過壁５３又は下側透過壁５４のいずれかの代用として使用することもできることは理解されるべきである。透過壁として使用する際、フロー制御具用の膜はポリエステル織布、ＰＴＦＥ織布、ポリプロピレン織布、その他何らかの布地の織布から作成できる。孔径１μｍから４００μｍのポリプロピレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、セラミック（厚み０．５ｍｍから１０ｍｍ）も使用可能である。
【００６１】
微孔膜又は限外濾過膜は濾過膜５９に使用でき、フロー制御具５７として機能する。例えば、微孔膜は例えば０．１、０．２、０．４５、１．０μｍ等の各種孔径のものが入手可能である。ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、再生セルロース、セルロースアセテート、セルローストリアセテート、混合セルロース・エステル又はセラミックス製の限外濾過膜も使用できる。これらの分子量カットオフは１ｋＤａ（例えばペプチドや有機物等低分子量分子用）から１０００ｋＤａ（大分子蛋白、巨大分子複合体、粒子用）の間である。
【００６２】
これ以外に、セルロース、セルロースアセテート、再生セルロース、ニトロセルロース、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、セラミック、ポリプロピレン、ポリエチレン、紙製の微細濾過膜も使用できる。これらの孔径は１μｍから５０μｍの間である。微細濾過膜は流速を遅くすることが示されておりそのためある種の樹脂化学（例えばプロテインＡ、プロテインＧ等）についてカラム・モジュールの捕獲効率を増加させる。
【００６３】
実験では、フロー制御具の追加使用によるある種の物質の分離における効率の向上が示唆された。人免疫グロブリン（ＩｇＧ）をプロテインＡとプロテインＧから回収するように構成したカラム・モジュールでは、回収されたＩｇＧの量が、０．１μｍのフロー制御具用の膜によるカラム・モジュールを使用した場合には、同一系でフロー制御具用の膜なしの場合より約２５％の増加であることが観察された。この特定の条件での漉過効率の向上はカラム・モジュールを通る材料の流速を減速した結果であると考えられる。流速が遅い方がこの例では有益であったと考えられるが、これはプロテインＡとプロテインＧの結合動態が比較的緩徐であることによる。０．１μｍ孔径の膜を用いた本例で実現された流速は、スイング・バケット式ロータの遠心機で５００ＸＧの遠心力で毎分１ｍｌだった。この例はフロー制御具がサンプルの精製に与え得る影響を示すために提供されただけである。当然他の濾過膜をフロー制御具として使用しサンプル内の標的種に適した別の流速を実現することもできよう。例えば、フロー制御具用の濾過膜はプロテインＡ又はプロテインＧに補足された抗体よりも小さい分子量の標的種を含むサンプルの流速を更に遅くするように構成できる。
【００６４】
図７は更に別の実施態様を示し、この場合には、１ピース成型プラスチック製ウェルプレート１０１にはウェル１２２が各々のサンプル・チャンバとして形成してあり底部に排出開口部１３１のある狭いカラムインサート部分１０３へ継るようにしてある。各々のソケット・コネクタ１０３の中にカラム・モジュール１０５がしっかり嵌合する。これらのカラム・モジュールは、上述の実施態様と同様、透過性の端部フリット又は焼結物１５３、１５４が上下にある円筒状プラスチックカプセル１５１に内包された粒子状充填媒体１６０のベッドで構成される。上述の実施態様との相違点は、サンプル・ホルダとカラム・モジュールがもっと小さいことである。つまり、ベッド１６０の容積は例えばサンプル・チャンバ容積に比較しておよそ２０：ｌである。図７は簡略化のため４個のサンプル・ウェル１２２しか図示していないが、実際の実施態様は自動又は手動ピペットで使用される従来のウェルプレートと同様に、９６個のウェル（８個×１２列とした場合）を有する。
【００６５】
サンプル・ウェルプレート１０１は回収トレイ１７の上に載置され、トレイは各々上のサンプル・ホルダ１２２とカラム１０５用に回収ウェル又は回収容器１７１を有している。回収トレイ１７は間に配置された直立壁１７３により画成されるウェル１７１を形成するように一体成形された１ピースプラスチック部品として形成することもできる。サンプル・ウェルプレート１０１は下向きに延出する周辺の壁面１０４を介して回収トレイ１７の上部にしっかりと載置される。サンプル・チャンバ１２２へピペットにより入れられたサンプル１７９が小さいカラム・モジュール１０５を通って溶離し濾液又は溶離液が下部の各々の回収ウェル１７１にどのように回収されるかについては当業者には容易に理解されよう。
【００６６】
図８はもう少し洗練されたシステムを示し、この場合はサンプル・ウェルプレート１０１と回収トレイ１７は図７のそれと同一だが、システムが遠心機へ入れられる最中にゆすられた場合又は何らか動かされた場合にウェルの相互汚染の可能性を減少するのに適したシステムになっている。このためには、何らかの可撓性ポリマーからなるバリア封止層１９がウェルプレートと回収トレイの間に延在する。バリア封止層１９は上のクロマトグラフィ・カラム１０５の排出口開口部１３１の位置に対応して配列された一組のパーフォレーション１９１を有する。クロマトグラム排出口による上からの混合、また回収壁１７１の間の直立した壁１７３による下からの混合に対して、封止層１９の係合により隣り合った濾液１８１の不用意な混合を防止する。
【００６７】
図９はピペット・チップ２００への交換式装填済みカラム・モジュールの適用を示す（ノズル開口部の付近だけを部分的に図示してある）。この場合、カラム・モジュール２０５はプラスチック等の非透水性材料の円錐形スリーブ２５１を含む。壁と長軸の間の円錐角は約５度である。プラスチック、焼結物、又はフリット２５４でスリーブの底の狭い端部を封止する。粒子状媒体２６０のベッドは底部フリット２５４の上に載る。上部フリット２５３はカプセル壁の内部に対して所定位置に接着されてベッド２６０を圧縮状態に保持する。カプセルの円錐形外壁２５１は広がる延出部２５２として上部フリット２５３を越えて延出する。このカラム・モジュールはノズルで実質的に同一の円錐角度を有するピペット・チップ２００用のピペット・チップ・アダプタを構成する。アダプタ延長部２５２は、ピペット・チップのノズルに押し込んで、わずかな干渉で摩擦力により所定位置に保持されるような寸法とする。その後、カラムは状況に合わせてサンプル溶液を吸い込むかサンプル溶液を吐出することで使用できる。
【００６８】
広範囲な各種タイプの媒体を含む広範囲なカラム・アダプタが提供され、更に異なるサイズのピペット先端（以下、ピペット・チップ）に適した広範囲の異なるサイズで提供されることが理解されるであろう。またカラム・モジュールはピペット・チップ内部に押し込むことで開口部付近に固定することもできることに注意すべきであろう。図示した外形はベッドより下に無駄な空間がないことを保証する利点を有している。
【００６９】
図１０は精密チップを有するピペットによる図９の状況の変形タイプを示す。本実施態様ではカラム・モジュールは粒子状媒体２６０を所定位置に保持する上下のフリットを使用しない。その代わり、ベッドの上部表面は自由とし他方アダプタのカプセル２５１’の底端２５６は非常に微細な開口２７０まで収束して媒体粒子の逸脱を防止する。
【００７０】
図１１は特定の物質をサンプルから分離するのに必要な全ての必要な器具と材料を提供する精製器具をユーザに提供することができるキットを示す。キット２００は、同一又は異なる媒体、例えば粒子状媒体又は膜を含みサンプル・ホルダの開口部でカラム・インサート部分に確実に配置されるのに適した多数のカラム・モジュール５を含む。キットは更にカラム・モジュールを接続可能な１個又はそれ以上のサンプル・ホルダ１も含む。キットは更にカラム・インサートにカラム・モジュールを挿入・除去するのを容易にする着脱工具２０２も提供する。分離した物質の処理を容易にするため、補正バッファも提供する。結合バッファ２０４，中和バッファ２０６，溶離バッファ２０８も提供する。追加の遠心管２１０と限外濾過スピンナ２１２も提供してサンプルの調製を容易にする。
【００７１】
上記から、試験サンプルから物質を分離し精製するための新規な器具及び方法が開示されたことが当業者には理解されるはずである。精製工程の生産性を向上するには、分離しようとするサンプルを回収できる回収トレイ上の回収チャンバの配列に対応するように構成した精製器具の配列として器具を構成する。
しかし本発明の上記の説明はこれを図示することを意図したものであってその他の変更、実施態様、等価物は本発明の趣旨を逸脱することなく当業者には明らかであろうことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、サンプル・ホルダの軸方向断面図である。
【図２】
図２は、カラム・モジュールの、図１より拡大した軸方向断面図である。
【図３】
図３は、図１のサンプル・ホルダに適合させたカラム・モジュールにキャップを適合させた状態を示す軸方向断面図である。
【図４】
図４は、遠心回収チューブに適合させた組み立て状態のサンプル・ホルダとカラム・モジュールを示す。
図４Ａと図４Ｂは遠心位置にあるサンプル・ホルダの略図である。
【図５】
図５は、上記図面に対して拡大した軸方向断面図で、カラム・モジュールの準備段階を示す。
【図６】
図６は、先行する図面に対して拡大した軸方向断面図で、カラム・モジュールの準備段階を示す。
図６Ａから図６Ｅはフロー・レギュレータを含むカプセルを備えたカラム・モジュールの実施態様を示す。
【図７】
図７は、複数のウェルを有するプレートとコレクタ・トレイを通る縦方向断面図である。
【図８】
図８は、介在シールで改良した図７のプレートとトレイを示す。
【図９】
図９は、カラム・モジュール・アダプタつきの変形ピペット・チップの軸方向断面図である。
【図１０】
図１０は、変形ピペット・チップの別のタイプのものを示す軸方向断面図である。
【図１１】
図１１は、精製器具キットを示す。

Claims (33)

1. カラム・インサート部分と
   開口を通じて連通するサンプル・チャンバとを有する
   サンプル・ホルダ
   を含むことを特徴とする精製器具。
2. 前記カラム・インサート部分は前記サンプル・チャンバの開口から延出する円筒状受け入れ部を含むことを特徴とする請求項１に記載の精製器具。
3. 前記サンプル・ホルダ部分は第１の直径及び第１の容積を画成し前記カラム・インサート部分は前記サンプル・ホルダ部分の直径及び容積より小さい第２の直径と第２の容積を画成し開口部が前記サンプル・ホルダ部分とカラム・インサート部分の間にテーパー状の移行部を形成することを特徴とする請求項２に記載の精製器具。
4. 前記カラム・インサート部分に固定され前記サンプル・ホルダ部分と連通するように構成されたカラム・モジュール
   を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の精製器具。
5. 前記カラム・モジュールは更に特定の物質に特別な親和性を有するクロマトグラフィ媒体を含むことを特徴とする請求項４に記載の精製器具。
6. 前記カラム・モジュールは更に前記媒体を内包するが前記媒体を介してのサンプルの通過を可能とするように構成された透過膜を含むことを特徴とする請求項１に記載の精製器具。
7. サンプルのフロー経路が前記サンプル・チャンバ、開口部及びカラム・インサート部分とカラム・インサートで画成され、
   前記サンプルの精製が最適化されるように前記精製器具を通るサンプルのフローを調節するため前記フロー経路に沿って配置されたフロー制御具を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の精製器具。
8. 前記フロー制御具は限外濾過膜を含むことを特徴とする請求項７に記載の精製器具。
9. 前記フロー制御具は微孔膜を含むことを特徴とする請求項７に記載の精製器具。
10. 前記カラム・モジュールは該カラム・モジュールと密着係合で適合するように構成された着脱式上部を含むことを更に特徴とする請求項７に記載の精製器具。
11. 前記カラム・モジュールはユーザによって選択された媒体を受け入れるように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の精製器具。
12. 前記カラム・モジュールはユーザによって選択された１つ又はそれ以上の透過膜を受け入れるように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の精製器具。
13. 各々がサンプル・チャンバ部分と、カラム・インサート部分とを有する複数のウェルを備えたウェルプレートと、
    前記カラム・インサート部分へ挿入可能で前記サンプル・チャンバ部分と流体的に連通するように構成されたカラム・モジュールと
    を含むことを特徴とする精製器具。
14. 前記ウェルプレートに対応するように構成された回収トレイであって前記ウェルプレートの各ウェルが前記回収トレイの容器と整列するようにしてサンプルを回収できるようにした回収トレイ
    を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の精製器具。
15. 前記ウェルプレートと前記回収トレイの間に配置されたバリア封止
    を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の精製器具。
16. 前記バリア封止は可撓性ポリマーから形成されることを特徴とする請求項１５に記載の精製器具。
17. 前記カラム・モジュールは円錐形スリーブを含むことを特徴とする請求項１３に記載の精製器具。
18. 前記カラム・モジュールは底部焼結物と上部焼結物とこれらの間に内包される粒子状媒体とを更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の精製器具。
19. サンプルから物質を分離する方法であって
    特定の物質に対して特別の親和性を有する媒体を内包するように構成された精製器具を提供するステップと、
    前記精製器具へ前記特定の物質の少なくともある程度の量を含むサンプルを載せるステップと、
    前記サンプルが前記媒体及びフロー制御具を強制的に通るように前記精製器具を配向し、想定した分離性能に寄与する流量で前記特定の物質を分離するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
20. 前記精製器具は前記媒体上に前記サンプルを配向し重力が前記サンプルを強制的に前記媒体を通過させて蛋白を分離することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. 媒体とサンプルを装填した前記精製器具を遠心機に装填して遠心分離の運転中に前記サンプルが強制的に前記媒体を通るようにすることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
22. 更に処理するため前記精製器具から前記分離された物質を含む前記媒体を除去するステップを更に含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
23. 分離しようとする前記物質が蛋白質であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
24. 前記精製器具は複数のサンプルと媒体を保持して複数の分離を同時に行なえるようにする治具を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
25. 対応する回収容器のアレイの上に前記治具を配設して各精製器具から分離されたサンプルが回収容器に移動するようにするステップを更に含むことを特徴とする請求項２５に記載の物質分離方法。
26. 前記媒体を通る前記サンプルの流量をフロー制限器で制御して前記特定の物質と前記媒体との結合を最適化するステップを更に含むことを特徴とする請求項１９に記載の物質分離方法。
27. サンプルから特定の物質を分離する方法であって、
    前記特定の物質に対して特別な親和性を有する媒体を内包するように構成された精製器具を提供するステップと、
    カスタム化可能なカラム・モジュール・カプセルを有する精製器具を提供するステップと、
    前記カラム・モジュールに載置される媒体であってユーザによる画成が可能な媒体を供給するステップと、
    特定の物質の少なくともある程度の量を含むサンプルを前記精製器具に載置するステップと、
    前記サンプルが強制的に前記媒体を通るように前記精製器具を配向して前記特定の物質を分離するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
28. サンプルから物質を分離する方法であって、
    サンプル・ホルダ部分とカラム・インサート部分とを有する精製器具を提供するステップと、
    物質に対して親和性を有する少なくとも１つのカラム・モジュールを提供するステップと、
    前記サンプルから分離しようとする前記物質に対して親和性を有するカラム・モジュールを選択するステップと、
    前記精製器具のカラム・インサート部分へ前記カラム・モジュールを載置するステップと、
    前記精製器具の前記サンプル・ホルダ部分へ前記所望の物質のある程度の量を含むサンプルを載置するステップと、
    前記サンプルが強制的に前記カラム・モジュールを通るようにして前記所望の物質が分離できるように前記精製器具を配向するステップと
    を含むことを特徴とする方法。
29. カラム・インサート部分と開口部を介して連通するサンプル・チャンバとを有する少なくとも１個のサンプル・ホルダと、
    前記カラム・インサート部分へ挿入可能な少なくとも１個のカラム・モジュールと、
    結合バッファと、
    溶離バッファと、
    中和バッファと
    を含むことを特徴とする精製器具キット。
30. 複数のカラム・モジュールを提供し各カラム・モジュールが特定の物質に特別な親和性を有することを特徴とする請求項３１に記載の精製器具キット。
31. 前記カラム・モジュールは異なる蛋白質に対して親和性を有することを特徴とする請求項３２に記載の精製器具キット。
32. 着脱式の上部を有するカラム・モジュールであってユーザによる画成が可能なカラム・モジュールを提供し前記カラム・モジュールで使用する媒体であってユーザによる画成が可能な媒体を提供することを特徴とする請求項３１に記載の精製器具キット。
33. カラム・モジュール着脱ツール
    を更に含むことを特徴とする請求項３１に記載の精製器具キット。