JPH06510597A - 液体媒体を用いる混合物質の分離用カラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 液体媒体との混合物質の分離用カラム 技術分野 本発明は、なるべくなら、＊ｉｉスケールで、液体媒体との混合物質を分離する ためのカラムに関するものである。

背景技術 混合物質の分離には、液体クロマトグラフィが用いられる。液体クロマトグラフ ィでは、こうした混合物を吸υ剤の充填されたカラムに導入した後、溶離液と呼 ばれる液体なカラムに流される。分離は、吸収剤を用いて混合物の成分を異なる 度合いで遅延させることによって行われる。液体クロマトグラフィは、調製また は分離目的に用いられる。分析目的の場合、混合物質が、液相でカラムに導入さ れると、溶離液がカラムに流され、通過する物質の量を記録する検出器に送り込 まれる。

ｓｎクロマトグラフィは、粍粋な化合物を生成するため、または、混合物質から 化合物を分離するために実施される。こうした目的のため、カラムに導入される 物質の量は、分析目的のために、カラムに導入される量のｌＯ倍〜数十倍であ調 製クロマトグラフィにおいて、混合物質が適合する液体中に溶解している場合、 混合物は、カラムの端部に接続された管材を介してカラムに導入することができ る。他の場合、混合物質が固相で導入される。標準的な手順は、分離工程におい て、適合する吸収材料で混合物質を吸収し、その後、カラム内の吸収剤の上に導 入される。混合物質は、合成製品または植物エキスのような天然製品から構成す ることができる。従来、これに関しては、その上端部が開放された、長かカラム が用いられる。カラムには、所定のレベルまで吸収剤が充填され、引き続き、混 合物質が充填される。カラムの最上部が、溶離液のリザーバとして利用され、重 力に助けられて、吸収剤に通すことが可能になる。このタイプのカラムによって 、ｔＢｌｌ液の連続供給が可能になる。静圧だけで得られるよりも多い流量が望 ましい場合、カラムの上端部を閉じ、ガス圧力を加えることによって、カラムに 溶離液を強制的に送り込むことができる。現在用いられている、後者の方法は、 「フラッシュ番クロマトグラフィ」と呼ばれる。これは、安価な解決策であるが 、この方法には、欠点がある。ガラスｅカラムは、加えられる圧力が高すぎると 、破裂する可能性があり、ガラスの破片が飛び散る恐れがあり、さらに、該シス テムは、溶離液の充填または交換時に、減圧しなければならない。減圧すると、 膨れが生じ、このため、吸収剤の充填に不均一が生じることになる。

ポンプで溶離液をカラムに強制的に送り込む場合には、かなりの利点が得られる 。溶離液の供給及び溶離液の組成の変更は、ポンプの吸引側においてＩ！ｌ！し て実施することが可能である。中間圧力の場合、液体の圧縮性は、無視すること ができる。このため、固相反び液相で完全に充填されたカラムを利用する場合に は、破壊されてガラスの破片が飛び散る恐れは少なｔｌ。前記事実のため、吸収 剤にしっかりと接触させることによって、カラムの壁面に対してシーリングを施 すことが可能な、中空のピストンを用〜１てカラムに溶離液を供給するのが有利 である。

このタイプのクロマトグラフィは、中間圧力クロマトグラフィと呼ばれ、例えば 、４バール（０，４ＭＰａ）といった、数十バールまでの圧力で実施される。

埴くつかの製造業者は、カラム壁面に対するシーリングの要件を満たすカラムを 供給している。多（の事例において、比較的厚いガラス（２〜８ｍｍ）の円筒と して設計されたカラムが用いられており、カラムの長さは、カラム内のピストン によって調整可能にすることができる。通常、カラムの入口または出口は、ピス トン及びピストン・シャフトを通って、ピストン・シャフトの端部から出るたわ み管材内に延びているが、代替案では、その端部にたわみ管材の開口部との接続 部を備えた、管が設けられる。通常、ピストンには、０リングの圧縮時における 回転を阻止する装置が設けられている。

このタイプの設計には、多くの不便が生じる。Ｏりングを強く圧縮しすぎると、 カラムが破裂する可能性がある。ピストン曝シャフトがプラスチック材料製の場 合、ネジを締め付けすぎると、ピストン・シャフトが壊れるか、あるいは、圧縮 ネジに損傷を生じることになる。さらに、ピストンの最下部と０りングの間にデ ッド−ルーメンが生じる。こうしたカラムの問題は、侵食性の液体媒質、とりわ け、いくつかの打機溶剤を用いると、０リングが影響を受けて、液体媒質の漏れ 及び汚染を生じる可能性があるということである。市販されているほとんどのカ ラムは、生化学的分離を意図したものであるので、構造上の細部に関する材料の 選択において、′４ｒ機化学において通常発生する溶離液である、クロロホルム 、塩化メチレン、及び、酢酸エチルといった溶剤に対する耐性には全く注意が払 われていなかった。これらの溶剤は、０リングを膨らませる可能性があり、この ため、カラムが破裂したり、あるいは、ピストンの除去が困難になったりする可 能性がある。ピストン・シャフトがプラスチック材料で作られた、上述の０リン グ・シールを施されたカラムは、Ｕｐｐｅｒ　Ｍｉ　Ｉ　Ｌ　５ｔｏｎｅｈａｕ ｓｅ、ｃｌｏｕｓｔｅｒｓｈｉｒｅ　ＧＬＩＯ２ＢＪ＋　ＧＢのＡｍ１ｃｏｎ　 Ｌｔｄ、によって供給されている。

スウェーデンのＰｈａｒｍａｃｉａ　ＬＫＢ　Ｂｉｏｔｅｃｎｏｌｏｇｙは、０ リングの代わりに、円錐形の外表面を備えたピストン、及び、前記ピストンのま わりに配置される、円錐形の内表面を備えたリングを使用し、円錐形表面が、０ リング・シールを備えたカラムの場合と同様のメカニズムによって互いに押しつ けられて、該リングがカラム壁面にシーリングを施すことになる、ＳＲカラム・ システムと呼ばれるカラムを供給している。このカラムの場合、円錐形表面波、 同じ円錐角を有しており、ピストンは、最初がらカラムにロックされている。こ の構成の場合、リングは、漏れを避けるため、最初に強く締め付けなければなら ない。このため、０リング・シールを備えたカラムの場合と同様、カラム壁面が 破裂する恐れが生じる。既知の種類のカラムは、さらに、ピストンの上方端部周 囲の死空間の問題によりて損なわれることになる。

発明の目的 発明の開示 本発明によれば、これらの欠点は、各端部に閉鎖部材が設けられた分離スペース を備える円筒管から構成され、該分離スペースは、それぞれ、その各端部にチャ ネルが通っている入口及び出口を備えており、閉鎖部材の少なくとも一方は、可 動ピストンであり、前記チャネルの一方がそれに通っていて、ピストンに接続さ れたピストン・シャフトのチャネルと共に、入口と出口を形成しており、前記ピ ストンのソケットは、カラムの内壁面にピストンによるシーリングを施すため、 ２つの相互作用円錐部分に対し軸方向に加圧すると、半径方向に膨張することが 可能になっている、液体媒質との混合物質の分離用カラムによって回避される。

本発明は、ピストンが、その休止位置において、カラムの円筒形内表面に接触し 、その円錐形開口部が所定の円錐角度で分離スペースに向かうて広がっている、 膨張可能なソケットを具備することと、該ピストンが、さらに、分離スペースか ら離れる方向に円錐形にテーパのかかった外表面を有し、その周囲が円錐形の開 口部の周囲に押しつけられる内側部分を具備することと、前記内側部分の円錐角 が、膨張可能なソケットの円錐角より大きく、カラムの外側から操作可能な締め 付は手段によって、内側部分を膨張可能なカラーに押しつけると、その第１の膨 張が生じるようになっていることと、チャネル付きピストン・シャフトは、カラ ムの縦方向に所定の弾性を有するロック手段によつてカラムに対してロックする ことが可能であることと、前記弾性によって、分離スペースにおける液体の圧力 の作用で前記内側部分が押し返され、膨張可能なソケットがさらに膨張して、カ ラム壁面にシーリングを施すことができるように構成されて埴ることを特徴とす る。

「円錐角」は、非荷重状態で、それぞれの円錐表面が構成される、想像による全 円錐表面の母線間におけるトップ・アングルを表して〜する。カラム壁面に対す るそれぞれの円錐表面の角度は、円錐角の１７２である。

膨張可能なソケットを底部に形成し、かつ、膨張可能な部分とピストン・シャフ トの間に、ワッシャまたは同様の装置を配置することもできるし、あるｐは、そ のいずれかを実施することも可能である。ピストンの内側部分は、膨張可能なソ ケットに押しつけられ場合、それぞれ、その底部にも、ワッシャにも、あるいは 、ピストン・ソケットの端部にもロックされないように、設計されている。

外側から操作可能な締め付は手段は、既知のように、上述のピストン・シャフト の外側端部に配置されたネジ手段で構成することが可能であるが、本発明の望ま しい実施例の場合、外側から操作可能な締め付は手段は、ピストン・シャフトを 回転させることによって操作可能な、ピストンの内側部分とピストン・シャフト の間に配置されたネジ手段である。

本発明のもう１つの望ましい実施例の場合、所定の弾性を備えたロック手段は、 カラムにねじ込み可能であり、固定手段を介してピストン・シャフトの固定を行 う、固有の弾性を備えたリッドを保持する取り付は具、または、スナップ装置の ような同等の保持手段である。

ピストン・ソケットのチャネルが、ピストンのチャネルに接続された管材の場合 、カラムの外側の管材は、ピストン・シャフトの側面に配置された開口部を通９ て延びるのが望ましい。市販のカラムは、全て、入口管材及び出口管材が、ピス トン・ソケットと同軸をなして５する、すなわち、ピストン９シヤフトの最外端 部に通って〜するか、あるいは、ピストン・シャフト管の各端部接続されている 。

これは、カラムの充填時に、カラムが低下して、支持表面に押しつけられると、 管材が折曲げられて、損傷を生じるので、不利である。本発明の場合、入口また は出口管材は、ピストン−シャフト管の外端部に近い、そのために設けられたホ ールを通って、ピストン・シャフト管の側面から突き出している。この構成によ れば１　カラムの充填時には、カラムをピストン・シャフトによって支持するこ とカテ！ルノで、管材が損傷を受けずにすむ、こうした構成の場合、ピストン・ シャフトの下方端部に回転装置を配置するのが容易になる。

本発明につ０ては、部分側面図、部分断面図（図ＩＡ）及び部分拡大図（図ＩＢ ）で１本発明の実施例に基づくカラムを示した添付の図面を参照しながら、さら に詳細な解説が行われる。

図面に示すカラムは、その一方の端部に雄ネジを備え、もう一方の端部に同様の ネジを備えるガラス製のカラム管から構成される。該ネジは、それぞれ、ネジ付 きキャップ３．３゛と保合する。図３の平面端部には、開口部が示されて〜する 。

カラム管において、ピストン５及び同様のピストン５゛は、移動可能である。ピ ストンは、共に、分離スペース６を形成しており、その容積は、片方または両方 のピストンの変位によって変えることができる。ピストン５には、出口でも、入 口でもかまわないが、ここでは出口チャネルと呼ぶチャネル７が開いている・前 記チャネルは、出口チャネルの延長部分をなす管材９が取り付けられる、プラグ ８を介して延長される。ピストン５゛における、不図示の、同様の入りロチャネ ルが１管材９゛に接続されている。管材９．９′は、ピストン・シャフト１０１ １０′を通って延び、ピストン・シャフトの側面に配置されたホール１１．１１ から出ている。

ピストン５は、ポリテトラフルオレテンのような弾性材料によりて製造される。

部分１２は、その周囲がカラム管の内表面に押しつけられるカラー１３がら構成 される。カラー１３は、例えば、内径が１５ｍｍのカラムの場合、１５８で、内 径が３０ｍｍのカラムの場合には、３ｏ°といった所定の円錐角で、円錐形状に 開いている内表面１３ａと、カラーと一体になった底部部品１４を備えている。

膨張可能部分１２は、ワッシャ１５を介して、分離スペースに向けられたピスト ン・シャフト１０の端部に支持されている。ピストン５の内側部分１６は、分離 スペースから離れる方向において円錐形にテーパのかかった円錐形外表面を有し ており、前記円錐形外表面は、例えば、内径が１５ｍｍのカラムの場合、３ｏ。

で、内径が３０ｍｍのカラムの場合には、５ｏ°といった、より大きい円錐角を なしている。内側部分１６は、ピストン・シャフト内側部分のネジに係合するネ ジ付き中心タップ１６ａを介して、取り付けられる。内側部分１６が、膨張可能 部分１２に押し込まれると、円錐形表面１３ａ及び１７は、互いに接触し、これ によって、部分１２がカラム壁面に押しつけられる。

スロット付きディスク１８は、円錐形中心部分１９を備えており、該部分の内側 のネジは、ディスクを半径方向に圧縮することによって、ピストン骨シャフト外 部のネジ２０と係合させることが可能であり、円錐形部分をしなやがな弾性を有 するディスク２１の中心開口部に押し込むと、その周囲が、キャップ３の端部の 開口部４に残されたフランジ２２に支持される。ピストン・シャフト１０Ｓ１０ ゛の端部には、貫通して延びる回転ビンに＋ｉｉき換えることの可能な、オブシ １ンのきざみ付き端部２３．２３−が、図示のように、配置されている。

例示のカラムを利用する方法については、以下に説明する。

ピストン５、ピストン５″のうちいずれが選択された方が、内側部分１６がカラ ー１３とゆる（接することになる、所望の位置にっ（ように調整される。ネジ２ にキャップ３をねじ込むと、弾性ディスク２１によって、スロット付きディスク の中心部分１９が加圧され、ネジ２ｏと係合することになる。ピストン・シャフ ト１０を回転させることによって、カラー１３の第１の伸びが生じ、この結果、 カラム管１の内壁との摩擦によって、ピストンの部分１２及び１６が、少なくと も最大トルクまで回転するのが阻止され、ピストンが回転を始めることによって 、最大トルクにおげろカラムの破裂が阻止される。最大トルクは、ピストンの該 部代替案として９）を介して充填される。溶離液が、該入口チャネルを介して、 適として集められる。溶離液は、カラムの内側部分の上方側面に圧力を加える。

弾性ディスクによって、ピストン・シャフトを上方へ移動させることができるの で、ピストンの内側部分１６は、膨張可能な部分１２に押し込まれ、該部分が膨 張する。ピストンの底部と内側部分の間には、開放スペース１２ａが設けられて いるので、２つの膨張段階で、膨張させることが可能になる。

カラム管は、通常、ガラス製であり、ピストンの膨張可能なソケットは、ポリテ トラフルオレテン、または、発生する溶剤に対して不活性な同様の高分子材料で 作るのが望ましい。溶剤が発生する場合、ピストン・シャフト及び支持ディスク だけでなく、ピストンの内側部分も耐食性の高い合金鋼で作ることが可能である が、こうした目的に強い、既知の高分子材料を利用することも可能であり、内側 部分の液体媒質に接触する部分が、膨張可能なソケットのように、液体媒質に対 して不活性であるように、注量することが望ましい。

国際調査報告 国際調査報告 ；；；　、、：二′：、Ｗ”Ｓ”？、ｌ、：：：、’＝”　；；＋；；、；；ｙ ｇ；；、；ａ、７Ｈｐ７＋；；、３７ご７ｎ＊　幽＋ｎ　＋■■@ｓｂｏ　ｏｏ ｉａ、）ｆｉ７°１ｍ１１ｗ＋ａｌ　＠ｆｉｒｅｋ　＃ｒＬτｈ１ｓ＋ｍｌ＋ｈ Ｐ＋１ｍＩＯ１ｎｗＩｎＩｎｍｗｒｙｌｉａｂｌｅＩｙ＋ｈｍａＮ＋４ｃｍ１ｓ ＋ｖｗｈｌｄａｎｍｗｍＶｓｌｖｅｅｊ≠窒Pｍｓｕｒ−−ｍｏｌｉｐｌｏ＋ｗ ｍｌｌａｍ。

フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ 、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ ）、ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ，Ｃ３，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ、 ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ、ＲＵ、ＳＤ、ＳＥ、　ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．各端部に閉鎖部材が設けられた分離スペース（６）を備える円筒管（１）か ら構成され、該分離スペースは、それそれ、その各端部にチャネル（７、９）が 通っている入口及び出口を備えており、閉鎖部材の少なくとも一方は、可動ピス トン（５）であり、前記チャネルの一方がそれに通っていて、ピストンに接続さ れたピストン・シャフト（１０）のチャネルと共に、入口と出口を形成しており 、前記ピストンのソケットは、カラムの内壁面にピストンによるシーリングを施 すため、２つの相互作用円錐部分に対し軸方向に加圧すると、半径方向に膨張す ることが可能になっている、液体媒質との混合物質の分離用カラムにおいて、ピ ストン（５）が、その休止位置において、カラムの円筒形内表面に接触し、その 円錐形開口部が所定の円錐角度で分離スペースに向かって広がっている、膨張可 能なソケット（１２）を具備することと、該ピストンが、さらに、分離スペース から離れる方向に円錐形にテーパのかかった外表面を有し、その周囲が円錐形の 開口部の周囲に押しつけられる内側部分（１６）を具備することと、前記内側部 分の円錐角が、膨張可能なソケットの円錐角より大きく、カラムの外側から操作 可能な締め付け手段によって、内側部分（１６）を膨張可能なカラーに押しつけ ると、その第１の膨張が生じるようになっていることと、ピストンに取り付けら れた、チャネル付きピストン・シャフト（１０）は、カラムの縦方向に所定の弾 性を有するロック手段によってカラムに対してロックすることが可能であること と、前記弾性によって、分離スペースにおける液体の圧力の作用で前記内側部分 （１８）が押し返され、膨張可能なソケット（１２）がさらに膨張して、カラム 壁面にシーリングを施すことができるように構成されていることを特徴とする、 分離用カラム。 ２．外側から操作可能な締め付け手段が、ピストン・シャフト（１０）を回転さ せることによって操作される、ピストンの内側部分とピストン・シャフトの間に 配置されたネジ手段（１６ａ）であることを特徴とする、請求項１に記載の分離 カラム。 ３．所定の弾性を備えたロック手段が、カラムにねじ込み可能であり、固定手段 （１９）を介してピストン・シャフトの固定を行う、固有の弾性を備えたリッド （１８）を保持する取り付け具であることを特徴とする、請求項１または２に記 載の分離カラム。 ４．ピストン・シャフトのチャネルが、ピストンのチャネルに接続された管材の 場合、カラムの外側の管材は、ピストン・シャフトの側面に配置された開口部（ １１）を通って延びるということを特徴とする、先行請求項の１つ以上に記載の 分離カラム。