(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形管と、該管内に保持され、長手方向軸に沿って該管内において可動であるピストンヘッドとを備えている調整用クロマトグラフィーカラムであって、該ピストンヘッドは、上部表面と下部表面とを有する、調整用クロマトグラフィーカラムにおける改良であって、該改良は、
該長手方向軸に平行である軸を有する該ピストンヘッド内のアパーチャと、
流体流入に対して該アパーチャを密閉するために、該ピストンヘッドの該上部側から該アパーチャの中に挿入可能である除去可能プラグと、
該除去可能プラグがアパーチャから除去された場合、該ピストンヘッドの該上部側から該アパーチャを通って挿入可能であるロッドであって、該ロッドは、該ピストンヘッドの下に可変の長さが突き出るように十分に長く、該ピストンヘッドの下に突き出る該ロッドの長さを示すインディシアを持つ、ロッドと
を備えている、調整用クロマトグラフィーカラム。
【請求項２】
前記ピストンヘッドの前記下部表面を覆うフリットと、該フリットを該ピストンヘッドに固定するボルトとをさらに備え、該ボルトは、前記長手方向軸と平行なボルト軸を有し、
前記アパーチャは、該ボルト軸に沿って該ボルトを通る通路によって形成され、
前記除去可能プラグ手段および前記ロッドは、該ピストンヘッドの前記上部側から該ボルト通路に挿入可能である、請求項１に記載の調整用クロマトグラフィーカラム。
【請求項３】
前記除去可能プラグは、前記ボルト通路に挿入可能であるフィラーボルトであり、該フィラーボルトは、該ボルト通路内の内部ねじ切りと嵌合する外部ねじ切りを有する、請求項２に記載の調整用クロマトグラフィーカラム。
【請求項４】
前記ボルト通路は、前記フィラーボルトの端部と接するようなサイズで作られる内部ショルダと、該内部ショルダ上のガスケットとを含む、請求項３に記載の調整用クロマトグラフィーカラム。
【請求項５】
調整用クロマトグラフィーカラムにおいてフリットをピストンヘッドに固定する複合ボルトであって、該複合ボルトは、
第１および第２の端部を有する中空の外側ボルトと、
該外側ボルトを通って挿入可能であるロッドであって、該ロッドは、該外側ボルトの該第１および第２の端部の両方を越えて突き出るのに十分な長さであり、該ロッドは、該外側ボルトの該第１の端部を越えて突き出る該ロッドの長さが該外側ボルトの該第２の端部を越えて突き出る該ロッド上のインディシアを読み取ることによって決定可能であるようにインディシアを持つ、ロッドと
を備えている、複合ボルト。
【請求項６】
調整用クロマトグラフィーカラムにおける微粒子材料のベッドの上にピストンヘッドを降下させる方法であって、該方法は、
（ａ）該ピストンヘッドが該ベッドの上に位置を決められるが該ベッドに接触していなく、かつ、中空のボルトがフリットを該ピストンヘッドの下部表面に固定している状態で、目盛り付きロッドの下部端部が該ベッドに接触するまで該目盛り付きロッドを該中空のボルトを通って挿入すること、および、該中空のボルトと該ベッドとの間に延びる該目盛り付きロッドの長さの指標として該中空のボルトの上に露出される該目盛り付きロッド上のインディシアを観測することと、
（ｂ）該目盛り付きロッドを除去することと、
（ｃ）該観測されたインディシアに関連する選択された距離によって該ピストンヘッドを降下させることと、
（ｄ）該目盛り付きロッドの代わりにプラグを該中空のボルトに挿入して、流体の流入に対して該中空のボルトを密閉することと
を包含する、方法。
【請求項７】
ステップ（ｄ）は、ステップ（ｃ）の前に行なわれる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記プラグは、フィラーボルトであり、前記中空のボルトは、該フィラーボルトの端部と接して位置を決められる内部ショルダを有し、ステップ（ｄ）は、該ショルダと該フィラーボルトと該端部との間でガスケットを圧縮して、該中空のボルトを密閉することをさらに包含する、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は、２００９年６月１９日に出願された米国仮特許出願第６１／２１８，７６７号の利益を主張し、その仮特許出願の内容は、参照によって本明細書に援用される。
【０００２】
（発明の背景）
（１．発明の分野）
本発明は、調整用クロマトグラフィーカラムの分野である。
【背景技術】
【０００３】
（２．先行技術の説明）
調整用クロマトグラフィーは、化学種の混合物から商業用途に十分な量の個々の種を抽出するために用いられる分離技術である。従って調整用クロマトグラフィーは、混合物内の特定の成分の存在もしくは濃度を検出するかまたは混合物全体の組成を決定することが目的である分析用クロマトグラフィーとは異なる。調整用クロマトグラフィーは、一般的に、比較的大量の液体源混合物を固体樹脂でパックされたカラムに通過させることによって行なわれる。混合物内の異なる種の分離および対象とする種の抽出は、移動相と呼ばれる源混合物溶液と固定相と呼ばれる樹脂との任意の種々様々な相互作用によって行われ得る。これらの相互作用の例は、イオン交換クロマトグラフィー、親和クロマトグラフィー、および液−液クロマトグラフィーまたは分配クロマトグラフィーである。
【０００４】
軸流調整用クロマトグラフィーカラムにおいて、カラムの軸長は、カラムを通る過度の圧力降下を避けるために制限されなければならない。なぜなら、高圧力降下は、高ポンプ圧力が移動相をカラムを通って押し進めることを必要とするか、高出力がポンプを駆動することを必要とするか、またはその両方を必要とするからである。従って、商業的に有用な量の分離された種を抽出するために、比較的大きい直径のカラムが必要である。従って、典型的な調整用クロマトグラフィーカラムは、直径が少なくとも数センチメートルであり、いくつかの場合、１メートル以上の直径を有するカラムが用いられる。しかしながら、大直径のカラムは、特定の課題、特に、効率的な分離および高解像力を達成するために必要であるようにカラムの幅全体に移動相の流れを分配する際に困難を引き起こす。この問題を克服するために、流れ分配器は、典型的にはカラムの両端に用いられる。同様にいくつかの場合、特に下方に流れるように垂直に配置されるカラムにおいて、固体相は、パッキングの入口側におけるボイドスペースを除去するかまたは最小限にする方法でカラムにパックされる。一様のパッキングは、樹脂粒子に圧力を加えることによって達成され得るが、圧力はまた、特に、材料がセラミックヒドロキシアパタイトのように圧縮不能であるかまたは制御された細孔ガラスのように壊れやすい場合、パッキング材料の部分の破砕または粉砕を引き起こし得る。圧力は、アダプタとも呼ばれるスライディングピストンを用いることによって加えられ得、スライディングピストンは、樹脂の上に位置を決められ、それが樹脂に接触するまで下げられる。典型的に用いられるピストンはまた、カラム幅全体に移動相を分配することを助けるために、流れ分配チャネルを含む。樹脂粒子に対する損傷を避けるために、ピストンの運動は綿密に制御されなければならない。また、圧縮可能な樹脂、特に圧縮されない状態に対する設定された割合よって圧縮されるように設計された樹脂に対しても注意が必要である。これらの樹脂に関して、圧縮の前の、カラム内の樹脂の全量は、既知でなければならない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（発明の概要）
本発明は、ピストンヘッド内のアパーチャと、可動プラグと、目盛り付きのマーキングまたは類似のインディシアを有するロッドとを組み込むことによって、調整用クロマトグラフィーカラムにおけるピストンの位置および運動の制御の改善に対するニーズに対処する。カラムの初期パッキング中、樹脂スラリーが、カラム内に導入され、固体であるが圧縮されないベッドに固められる。固体化は、液体の流れ、ピストンの動きまたはこれらの両方の組み合わせによって達成される。カラムのパッキングおよび樹脂の固体化中、アパーチャは、プラグで密閉されて、流体がカラム内部からアパーチャ内に流れることを防ぐ。一旦ベッドが固体化されるかまたは沈殿させられると、プラグは、ロッドで置き換えられる。従って、ロッドは、配置されると、アパーチャを通って延びて、ピストンヘッドを通って突き出、ロッドが突き出る長さは、ロッド上の目盛りによって読み取られ得る。このように、ロッドは、カラム内において固体化するかまたは沈殿した樹脂ベッドと接触するまで挿入され、それによって、ピストンヘッドと樹脂ベッドとの間の距離ならびに沈殿するかまたは固体化したベッドの高さを示す計量棒として働く。樹脂ベッドに面するピストンヘッドの表面がボルトによってピストンヘッドに固定されるフリットで覆われるピストンヘッドに関して、上記に参照されるアパーチャは、ボルト軸に沿ってボルトを通る通路であり得る。ボルトは、ピストンヘッドの全厚さまたは厚さの一部分のみを通って延び得、この場合、ピストンヘッド自体は、ピストンヘッドの残りの厚さを通って延びるさらなる通路を含む。これらの実施形態における除去可能プラグは、ボルト通路に適合するフィラーボルトであり得、目盛り付きロッドは、フィラーボルトが除去された場合、ボルト通路を通って延びる。これらの実施形態におけるボルトは、中空の外側ボルトと、密閉する目的で外側ボルトの中空の内部に挿入され得るフィラーボルトとを含む複合ボルトであり、除去されて、外側ボルトが目盛り付きロッドを収容することを可能にし得る。フィラーボルト（または一般的用語では、プラグ）および目盛り付きロッドの両方は、ピストンヘッドの上部側、すなわちカラム内部内においてパックされたベッドに面する側と反対の側から挿入可能であり、その結果、両方ともカラム内の適切な位置においてピストンヘッドと共に挿入および除去可能であり得る。
本願発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
円筒形管と、該管内に保持され、長手方向軸に沿って該管内において可動であるピストンヘッドとを備えている調整用クロマトグラフィーカラムであって、該ピストンヘッドは、上部表面と、下部表面とを有する、調整用クロマトグラフィーカラムにおける改良であって、該改良は、
該長手方向軸に平行である軸を有する該ピストンヘッド内のアパーチャと、
除去可能プラグであって、流体流入に対して該アパーチャを密閉するために、該ピストンヘッドの該上部側から該アパーチャの中に挿入可能である、除去可能プラグと、
ロッドであって、該除去可能プラグがアパーチャから除去された場合、該ピストンヘッドの該上部側から該アパーチャを通って挿入可能であり、該ロッドは、該ピストンヘッドの下に可変の長さが突き出るように十分に長く、該ピストンヘッドの下に突き出る該ロッドの長さを示すインディシアを持つ、ロッドと
を備えている、調整用クロマトグラフィーカラム。
（項目２）
前記ピストンヘッドの前記下部表面を覆うフリットと、該フリットを該ピストンヘッドに固定するボルトとをさらに備え、該ボルトは前記長手方向軸と平行なボルト軸を有し、
前記アパーチャは、該ボルト軸に沿って該ボルトを通る通路によって形成され、
前記除去可能プラグ手段および前記ロッドは、該ピストンヘッドの前記上部側から該ボルト通路に挿入可能である、項目１に記載の調整用クロマトグラフィーカラム。
（項目３）
前記除去可能プラグは、前記ボルト通路に挿入可能であるフィラーボルトであり、該フィラーボルトは、該ボルト通路内の内部ねじ切りと嵌合する外部ねじ切りを有する、項目２に記載の調整用クロマトグラフィーカラム。
（項目４）
前記ボルト通路は、前記フィラーボルトの端部と接するようなサイズで作られる内部ショルダと、該内部ショルダ上のガスケットとを含む、項目３に記載の調整用クロマトグラフィーカラム。
（項目５）
調整用クロマトグラフィーカラムにおいてフリットをピストンヘッドに固定する複合ボルトであって、該複合ボルトは、
第１および第２の端部を有する中空の外側ボルトと、
該外側ボルトの中に挿入可能なフィラーボルトおよび該外側ボルト内の該フィラーボルトを密閉して、該外側ボルトを通る流体通過を防ぐ手段と、
該フィラーボルトが該外側ボルト内にない場合、該外側ボルトを通って挿入可能であるロッドであって、該ロッドは、該外側ボルトの該第１および第２の端部の両方を越えて突き出るのに十分な長さであり、該外側ボルトの該第１の端部を越えて突き出る該ロッドの長さが該外側ボルトの該第２の端部を越えて突き出る該ロッド上のインディシアを読み取ることによって決定可能であるようにインディシアを持つ、ロッドと
を備えている、複合ボルト。
（項目６）
前記フィラーボルトが前記外側ボルトに挿入された場合、前記フィラーボルトの端部と接するように位置を決められる該外側ボルトにおける内部ショルダをさらに備え、該フィラーボルトを密閉する前記手段は、該内部ショルダ上のガスケットである、項目５に記載の複合ボルト。
（項目７）
前記外側ボルトは、ねじ切りされた外部と、ねじ切りされた内部とを有し、前記フィラーボルトは、ねじ切りされた外部を有して、該外側ボルトの該ねじ切りされた内部と嵌合する、項目５に記載の複合ボルト。
（項目８）
調整用クロマトグラフィーカラムにおける微粒子材料のベッドの上にピストンヘッドを降下させる方法であって、該方法は、
（ａ）該ピストンヘッドが該ベッドの上に位置を決められるが該ベッドに接触していなく、かつ中空のボルトがフリットを該ピストンヘッドの下部表面に固定している状態で、目盛り付きロッドの下部端部が該ベッドに接触するまで該目盛り付きロッドを該中空のボルトを通って挿入すること、および該中空のボルトと該ベッドとの間に延びる該目盛り付きロッドの長さの指標として該中空のボルトの上に露出される該目盛り付きロッド上のインディシアを観測することと、
（ｂ）該目盛り付きロッドを除去することと、
（ｃ）該観測されたインディシアに関連する選択された距離によって該ピストンヘッドを降下させることと、
（ｄ）該目盛り付きロッドの代わりにプラグを該中空のボルトに挿入して、流体の流入に対して該中空のボルトを密閉することと
を包含する、方法。
（項目９）
ステップ（ｄ）は、ステップ（ｃ）の前に行なわれる、項目８に記載の方法。
（項目１０）
前記プラグは、フィラーボルトであり、前記中空のボルトは、該フィラーボルトの端部と接して位置を決められる内部ショルダを有し、ステップ（ｄ）は、該ショルダと該フィラーボルトと該端部との間でガスケットを圧縮して、該中空のボルトを密閉することをさらに包含する、項目８に記載の方法。
【０００６】
本発明のこれらおよび他の目的、特徴および利点は、以下の説明からより十分に理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の範囲内の特徴を利用する調整用クロマトグラフィーの垂直断面である。
【図２】図２は、本発明に従う複合ボルトの外側部分の長手方向断面である。
【図３】図３は、図２に示される外側部分の中に挿入されるフィラーボルトを描く。
【図４】図４は、図３のフィラーボルトが除去された場合、図２に示される外側部分の中に挿入される目盛り付きロッドを描く。
【図５】図５は、目盛り付きロッドが挿入された状態で、本発明が用いられ得るピストンヘッドおよびフリットの断面である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（発明および好ましい実施形態の詳細な説明）
本明細書に添付される図は、本発明に従う、調整用クロマトグラフィーカラムおよびベッド高さインディケータの一例を示す。
【０００９】
図１は、クロマトグラフィーカラム１１の垂直断面である。カラムの部分は、円筒形の容器または管１２を含み、円筒形の容器または管１２は、上部１３において開き、下部クロジャーの中心における開口部１５を除いて下部１４において閉じており、開口部１５を通って、溶離剤が容器から引かれるかまたは容器から出ることを可能にされるかのいずれかである。容器１２は、分離樹脂（ｓｅｐａｒａｔｏｒｙ  ｒｅｓｉｎ）のパックされたベッド１６で部分的に満たされ、カラム容器のフロアをライニングするものは、パックされたベッド１６を支持するフリット１７である。ピストンヘッド１８はパックされたベッドの上に支えられ、供給管２１はピストンヘッド１８の中心にあり、供給管２１を通ってソース混合物は容器に入る。ピストンヘッド１８の下部表面を覆うものは、別のフリット２２であり、その目的は、カラムに入るソース混合物をカラムの幅全体にわたり分配することを助けて、パックされたベッド１６の使用を最大にすることである。この上部フリット２２は、フリットを通過するボルト２３、２４によって適切な位置に保持され、ピストンヘッド１８に固定される。ピストンヘッド１８は、パックされたベッド１６をパックするかまたは圧縮する場合、矢印２５の方向に下方に動き、この方向は、ピストンヘッドの長手方向軸２６に平行である。この方向はまた、カラムを通る流れの全方向である。
【００１０】
フリット固定ボルト２３のうちの１つの拡大図は、図２に断面で提示される。ボルトは、長手方向軸３１と、シャフト３２と、拡大ヘッド３３とを有する。シャフト３２は、フリットおよびピストンヘッドを通過し（図１）、シャフト３２の外側表面の上部部分３４は、ねじ切りされて、ピストンヘッドにおける取り付け穴のねじ切りと嵌合する。以下の図に示され下記に考察されるように、シャフト３２は、中空であり、ボルトの長さを通る通路３５を形成して、プラグおよび目盛り付きロッドの両方を受容する。
【００１１】
図３は、この実施形態においてフィラーボルト４１であるプラグを示す。フィラーボルトは、シャフト４２と、拡大ヘッド４３とを有し、シャフトの部分４４は、ねじ切りされて、ボルト通路３５の内部上のねじ切り４５と嵌合する（図２）。この特定の実施形態におけるフィラーボルトの下部端部４６は、平らであり、フリット固定ボルトにおける通路３５において内部ショルダ４７と接する（図１）。ショルダ４７に置かれるｏリング４８は、フィラーボルトの下部端部４６によって圧縮されて、シールとして働く。代替の配置において、ショルダ４７は、先細セクションによって置き換えられ得、適切な形状のガスケットまたは密閉リングは、ｏリング４８の代わりに用いられ得る。フィラーボルトの拡大ヘッド４３は、フリット固定ボルト１２の中へのフィラーボルトの挿入ならびにフィラーボルトの除去を容易にする。
【００１２】
フィラーボルト４１は、ピストンの貯蔵および出荷中、またカラムがクロマトグラフ分離に用いられている間、フリット固定ボルトの通路３５を占有する。図４に示される目盛り付きロッドまたは計量棒５１は、パックされたベッドの上でピストンヘッドの下降中、用いられる。計量棒５１の直径５２は、フリット固定ボルトの両通路、すなわちフィラーボルト４１が挿入される比較的に広い通路３５（図２）およびショルダ４７の下のより狭い通路５３を容易に通過するほど十分に小さい。使用時、下部先端がパックされたベッドに接触するまで、計量棒の下部先端がフリット固定ボルトのヘッド３３を通って突き出るように、結合した通路の中に降下させられる。突き出し部分の長さ、および従って上部フリットとパックされたベッドとの間の距離は、次いでピストンヘッドの上から見られる計量棒の上部端上のマーキング５４（図４）を観測することによって決定される。計量棒の構造の材料は、接触時、パックされたベッドの表面を貫かずまたはパッキング材料における破損を引き起こさないほど十分に軽いように選ばれる。
【００１３】
図５は、複合ボルトが用いられ得る方法を例示する。複合ボルト２３の外側（フリット固定）部分は、フリット２２をピストンヘッド１８に固定して示され、ピストンヘッド１８およびフリットは、パッキング材料の上に持ち上げられる。（取り付けられたフリットを有する）ピストンヘッドと固体化または沈殿したパッキング材料との間の結果として生じる間隙によって、フリット固定ボルトの中空の内部を最初に占有したフィラーボルトは除去され、計量棒５１は、計量棒の下部が、パックされたベッド１６と接触するまで中空のフリット固定ボルトの中に降下させられる。オペレータは、次いで計量棒上の露出された目盛り５４を観測して、フリット２２と固体化または沈殿したベッド１６との間の距離５５を決定する。計量棒５１は、次いで除去され得、ピストンヘッドを動かすことなく、フィラーボルトはフリット固定ボルト内のその最初の位置に戻され、ピストンヘッドは、次いで目盛りによって示された同じ距離だけ降下させられて、パッキング材料を破損することなくパッキング材料との完全接触を達成し、または圧縮可能パッキングの場合、パッキング材料に対してフリットを押しやり、圧縮の所望の程度を達成する。
【００１４】
添付の特許請求の範囲において用いられる場合、用語「ａ（一つ）」または「ａｎ（
一つ）」は、「１つ以上」を意味するように意図される。ステップまたは要素の詳述に先行する場合、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（備えている、包含する）」、ならびに「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」および「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」などの変形は、さらなるステップまたは要素の追加が任意であり、除外されないことを意味することが意図される。本明細書に引用されるすべての特許、特許出願、および他の公開された参考文献は、その全体が参照によって本明細書に本明細書によって援用される。本明細書に引用される任意の参考文献と本明細書の明白な教示との相違は、本明細書における教示に有利に解決されることが意図される。これは、語または句の技術理解の定義と本明細書に明白に述べられた、同じ語または句の定義との間の任意の相違を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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