(57)【要約】【課題】医薬品やファインケミカルや機能性成分などの分離精製工程で用いられるクロマトグラフィーカラムへの送液システムで用いるラインフィルターユニットにおいて、原液や濾過液が滞留せず、速やかに流れ、かつ、送液システム小型化に有効なラインフィルターユニットを提供する。【解決手段】ラインフィルターユニット３０は、無孔の筒状の本体３２と、本体３２内に本体３２と同軸に配置された、有孔の内筒３３と、本体３２の一端側を閉鎖する第１底部材４１と、内筒３３の一端側を閉鎖する第２底部材４２と、本体３２及び内筒３３の他端側を閉鎖する第３底部材４３と、内筒３３の孔を覆うように、内筒３３の外周面を取り巻くように設けられたフィルター３４とを具備する。第１底部材４１に第１通液口５１が設けられ、内筒３３の他端側の第３底部材４３に第２通液口５２が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロマトグラフィーカラムへの送液システムで用いるラインフィルターユニットにおいて、
無孔の筒状の本体と、
該本体内に該本体と同軸状に配置された、有孔の内筒と、
該本体の一端側を閉鎖する第１底部材と、
該内筒の一端側を閉鎖する第２底部材と、
該本体及び該内筒の他端側を閉鎖する第３底部材と、
該内筒の孔を覆うように内筒の内側または外側に設けられたフィルターとを具備し、
該第１底部材に第１通液口が設けられ、該内筒の他端側の第３底部材に第２通液口が設けられている
ことを特徴とするクロマトグラフィーカラム送液システム用ラインフィルターユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬品やファインケミカルや機能性成分などの分離精製工程で用いられるクロマトグラフィーカラムへの送液システムで用いるラインフィルターユニットに関し、特に、省スペースで効率的なラインフィルターユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
図２，３は、クロマトカラムへの送液システムの一例を示すものである。図２では、送液システム１０において、溶媒１と原液サンプル２とがポンプ３，４で送液され、合流してインラインミキサー５で混合されてラインフィルター６で懸濁成分が除去された後にクロマトカラム１１に供給され、検出器１２の信号を分取制御装置１３が受け取って自動ボール弁１４，１５の開閉を切り替えることによって所定移動相の所定部分をフラクションタンク１６，１７に分取する。
【０００３】
図３は、溶媒１とサンプル２とをそれぞれインラインミキサー５とラインフィルター６とに順次通液した後に合流させる方式である。その他の構成は図２と同一である。溶媒（バッファ）や原液が複数種類の場合は溶媒用のライン７、原液用のライン８に独立して通液する。通液停止中は原液ライン８を溶媒で押出して置換しておく。
【０００４】
図２，３では、溶媒１と原液サンプル２が各１種類であるが、それぞれ複数種類とされることもある。
【０００５】
従来のクロマトカラムへの送液システムでは、ラインフィルター６として、図４に示すような一般工業用途向けのラインフィルターユニット２０が用いられている。このラインフィルターユニット２０は、濾過を施す原液の入口２１と、原液が流入する円筒状の本体２２と、本体２２と同軸状に取り付けられた有孔の円筒状の内筒２７と、内筒２７の孔を覆うように取り付けられた原液を濾過するフィルター２３と、フィルター２３を取り付け、あるいは取り外す際、本体２２を開口／閉口するフランジ２４と、フィルター２３の濾過液を取り出す濾過液出口２５と、内筒２７の濾過液出口２５の反対側から濾過液流路へ原液が流入しないように内筒２７の一端側を閉鎖する蓋２６から成る。
【０００６】
なお、特許文献１には、原液入口を本体の側面に設けたインラインフィルターが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２０５２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般工業用途では、原液に含まれる一定サイズ（粒径）以上で比較的高濃度の懸濁成分をフィルターで濾過して、濾過液が得られればよい。図４に示したユニット２０は、構造が簡単で、フィルターの取り換えが容易で、濾過液の流路となるフィルター内部の容積も多く流路抵抗が少なく、また、本体長さを調整することによって、取り付けるフィルターの数を増減できる優れたユニットである。
【０００９】
一方、医薬品やファインケミカルや機能性成分などの分離精製工程で用いられるクロマトグラフィーカラムへの送液システムで通液する原液あるいは純水または無菌水は、前段で固液分離、例えば遠心分離されるため、懸濁成分がほとんど無く、従ってフィルターの濾過面積は一般工業用途のフィルターに比べて少ない面積で足りるが、一方、フィルターユニット内に原液や濾過液の滞留が生じない事が重要な要件である。
【００１０】
即ち、ユニット内で液の滞留が生じると、ラインフィルター後段のクロマトグラフィーに供給する液成分にムラが生じ、高純度と高回収率で目的成分を回収できない、あるいは、液滞留部分で雑菌繁殖や液成分の不溶化や析出などの問題が生じる可能性が高まる。また、医薬品やファインケミカルや機能性成分などの分離精製工程はクリーンルームで行われるが、クリーンルームは清浄性を確保・維持する為、むやみに大きくできず、従って、医薬品やファインケミカルや機能性成分などの分離精製工程用のクリーンルームに持ち込めるクロマトグラフィーカラム送液システムも極力小型化する必要がある。
【００１１】
本発明は、医薬品やファインケミカルや機能性成分などの分離精製工程で用いられるクロマトグラフィーカラムへの送液システムで用いるラインフィルターユニットにおいて、原液や濾過液が滞留せず、速やかに流れ、かつ、送液システム小型化に有効なラインフィルターユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のラインフィルターユニットは、クロマトグラフィーカラムへの送液システムで用いるラインフィルターユニットにおいて、無孔の筒状の本体と、該本体内に該本体と同軸状に配置された、有孔の内筒と、該本体の一端側を閉鎖する第１底部材と、該内筒の一端側を閉鎖する第２底部材と、該本体及び該内筒の他端側を閉鎖する第３底部材と、該内筒の孔を覆うように内筒の内側または外側に設けられたフィルターとを具備し、該第１底部材に第１通液口が設けられ、該内筒の他端側の第３底部材に第２通液口が設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の一態様では、前記原液入口はラインフィルターユニットの一端面に設けられ、濾過液出口はラインフィルターユニットの他端面に設けられている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のラインフィルターユニットによると、原液流路の無駄を排すると共に、原液入口位置を適正化して流れをスムーズにし、かつ、濾過液流路の無駄を排する事によって、原液や濾過液が滞留せず、速やかに流れる事を可能にした他、ラインフィルターユニットの長軸方向が、ラインの接続配管の方向となるように設置する事で、送液ユニットの配管間隔の無駄をなくし、送液システムの小型化を図ることができる。
【００１５】
本発明のラインフィルターユニットによると、原液がラインフィルターユニットの原液入口から入り、フィルターで濾過され、濾過液出口から濾過液が得られるまでの不均一具合を大幅に改善し、ラインフィルター周りの空間隔を例えば５０％以上削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態に係るラインフィルターユニットの断面図である。
【図２】クロマトシステムの構成図である。
【図３】クロマトシステムの構成図である。
【図４】従来のラインフィルターユニットの断面図である。
【図５】実験例の結果を示すクロマトグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明のラインフィルターユニットは、無孔の筒状の本体と、該本体内に該本体と同軸状に配置された、有孔の内筒と、該本体の一端側を閉鎖する第１底部材と、該内筒の一端側を閉鎖する第２底部材と、該本体及び該内筒の他端側を閉鎖する第３底部材と、該内筒の孔を覆うように内筒の内側または外側に設けられたフィルターとを具備し、該第１底部材に第１通液口が設けられ、該内筒の他端側の第３底部材に第２通液口が設けられている。
【００１８】
本発明のラインフィルターユニットは、大口径カラムのクロマトの場合に好適に用いられる。すなわち大口径カラムのクロマト（例えば５０ｍｍ〜２０００ｍｍ、好ましくは１００〜１６００ｍｍ程度）では処理量が多くなるため（用途等により様々であるが、数Ｌ／ｍｉｎ〜数十Ｌ／ｍｉｎ程度）、フィルターユニットに装填するフィルターを複数用いる必要があり、このとき図４のような従来のフィルターユニット構造では下記のように液滞留を引き起こしやすいからである。
【００１９】
フィルターの処理量は、通液抵抗や濾過面積負荷を考慮して設計処理量（Ｌ／ｍ／本）が決まっているため、処理量の増加に合わせてフィルターユニットに装着するフィルター数を増やす必要がある。フィルター数を増やす場合のフィルター設置方法として、フィルター同士を直列につなぐ方法や、並列に並べる方法や、両方法を組み合わせた方法などがある。
【００２０】
フィルターを直列につなぐ方法では、原液入口付近での流速が速いため、原液入口付近のフィルターについては原液入口の反対側まで十分に原液が展開しにくい。言い換えれば原液入口の反対側に液滞留が発生しやすい。
【００２１】
フィルターを並列に並べる方法では、ユニット内にフィルターを並列に並べた際、隣り合うフィルターとフィルターの間に隙間ができ、このユニットにフィルター面に直角（本体長軸方向）方向に原液を高流速で流入させると、この隙間が液の（渦流発生による）滞留領域となり、フィルター面への速やかな原液展開の妨げとなる。
【００２２】
本発明のラインフィルターユニットの一例を図１に示す。このラインフィルターユニットは、二重円筒型の外圧型ラインフィルターユニットである。
【００２３】
このラインフィルターユニット３０は、無孔の筒状の本体３２と、本体３２内に本体３２と同軸状に配置された、有孔の内筒３３と、本体３２の上端側を閉鎖する第１底部材４１と、内筒３３の上端側を閉鎖する第２底部材４２と、本体３２及び内筒３３の下端側を閉鎖する第３底部材４３と、内筒３３の孔を覆うように、内筒３３の外周面を取り巻くように設けられたフィルター３４とを具備する。第１底部材４１の中央部に第１通液口５１が設けられ、内筒３３の下端側の第３底部材４３に第２通液口５２が設けられている。
【００２４】
この実施の形態では、本体３２は円筒状である。本体３２の一端に設けられたフランジ３５に第１底部材４１が取り付けられている。第１通液口５１から本体３２に流入した原液は、本体３２の長軸方向へ流れながらフィルター３４で濾過され、濾過液は内筒３３内を第２通液口５２に向かって流れ、第２通液口５２から流出する。
【００２５】
フィルター３４としては、ステンレス、ブロンズ、インコネル、ハステロイ、フェクラロイなどの金属製の焼結多孔体あるいは金網またはフッ素樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタアクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの焼結多孔体あるいは合成樹脂製網または石英あるいはガラス繊維または天然繊維（コットンなど）などが好適である。なお、図示の実施の形態では、フィルター３４は内筒３３の外周面に設けられているが、内周面に設けられてもよい。
また、第２通液口５２から本体３２に原液を流入させ第１通液口５１から濾過液を流出させる内圧型ラインフィルターユニットとしてもよい。
【００２６】
図４に示した従来の一般工業用フィルターユニット２０は液流れ方向と本体長軸方向が直交する状態で設置されるのに対し、本発明のフィルターユニット３０は、本体長軸方向と配管の液流れ方向を同じとしているので、設置しやすい。従来のフィルターユニット２０に比べて、本発明によるフィルターユニット３０によると、送液システム内の周りの空き空間を低減する事ができる。
【実施例】
【００２７】
以下、比較例及び実施例について説明する。
【００２８】
従来の一般工業用フィルターユニット２０および本発明によるフィルターユニット３０について、数値流体力学手法により、原液入口から色素をスパイクして、濾過液出口から出てくる色素濃度をシミュレーションした。シミュレーションソフトとしてはＡＮＳＹＳ社製ＣＦＸを用いた。結果を図５に示す。
【００２９】
まず、解析した条件で、水が完全押し出し流れで流出すると仮定した場合は、色素の滞留時間、即ち、出口で流出する色素濃度のピークトップは約０．８分である。従って、色素流出曲線がシャープで左右対称で、ピークトップが０．８分に近い程、フィルターユニット内の流れが均質で、効率よく濾過できていることになる。
【００３０】
しかし、図５の通り、従来技術の色素流出曲線は、原液が入口からフィルターユニットに入って０．１秒にも満たない時点から流出し始め、ピークトップは色素が原液入口から入って約０．１秒後、その後だらだらと濾過液出口から流出し、出終わるまでに約３分かかっている。
【００３１】
これに対して、本発明によるフィルターユニット３０では、色素が原液入口から入って約０．２分後に濾過液出口から流出し始め、ピークトップは約０．６分後、１．６分後には色素が出終わり、従来技術の流出曲線に比べて、各段に対称性も改善している。本発明のフィルターユニットは、従来技術に比べ、フィルターの濾過面全体を通して原液を濾過しており、効率のよいフィルターユニットであると考えられる。
【符号の説明】
【００３２】
３０  ラインフィルターユニット
３２  本体
３３  内筒
３４  フィルター
４１  第１底部材
４２  第２底部材
４３  第３底部材
５１  第１通液口
５２  第２通液口
【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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