(57)【要約】  フリット４４は、複数の空所を有する多孔質支持構造を含み、複数の二次粒子４６がこれらの空所の中に満たされ、二次粒子４６は、フリット４４が約２．５ミクロン未満の直径を有する充填材料を保持するように空所に対して寸法付けされている。１つ又は複数のフリット４４が高圧液体クロマトグラフィＨＰＬＣのクロマトグラフィコラムの中に受け入れられ、コラムはその入口と出口にフリット４４を受け入れるための取付け具とフィルタ組立体とを含むことが好ましい。フリット４４を、支持構造を製造するために使用されるものよりも小さな二次粒子４６で満たされた空所又は細孔を有する多孔質支持構造から構成することができる。空所の中に含まれる粒子４６は支持構造によって保持されるためには十分に大きいが、２．５マイクロメートル以下の粒子を保持することができる支持構造の空所の中に、相互接続されたチャネルのより細かいネットワークを作るためには十分に小さい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の空所を有する多孔質支持構造と複数の二次粒子とを含むフリットであって、
フリットが少なくとも５０％の密度を有するように複数の二次粒子によって空所が満たされ、二次粒子が、フリットが約２．５ミクロン未満の直径を有する充填材料を保持するように、空所に対して寸法付けされている、フリット。
【請求項２】
空所が二次粒子によって部分的に満たされている、請求項１に記載のフリット。
【請求項３】
空所が二次粒子によって完全に満たされている、請求項１に記載のフリット。
【請求項４】
二次粒子が空所の内部に、約２．５ミクロン未満の直径を有するクロマトグラフィ充填材料を保持することができる細孔サイズを有する二次細孔ネットワークを形成する、請求項１に記載のフリット。
【請求項５】
空所が複数の二次粒子によって満たされた後に焼結される、請求項１に記載のフリット。
【請求項６】
多孔質支持構造が加熱されて、空所を満たす二次粒子を固定する、請求項１に記載のフリット。
【請求項７】
二次粒子が互いに焼結されるか、空所を囲む多孔質支持構造と焼結されるか、又はこれらの両方によって焼結される、請求項６に記載のフリット。
【請求項８】
多孔質支持構造が、金属、金属合金、金属酸化物、セラミック、及びポリマーからなる群から選択された材料からなる、請求項１に記載のフリット。
【請求項９】
多孔質支持構造が、焼結可能な金属、焼結可能な金属合金、焼結可能な金属酸化物、焼結可能なセラミック、及び焼結可能なポリマーからなる群から選択された材料からなる、請求項１に記載のフリット。
【請求項１０】
多孔質支持構造が、ステンレス鋼、チタン、ＰＥＥＫ、ポリエチレン、Ｈａｓｔａｌｏｙ（商標）、ポリプロピレン、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、ガラス、二酸化珪素、二酸化チタン、及び酸化ジルコニウムからなる群から選択された材料からなる、請求項１に記載のフリット。
【請求項１１】
多孔質支持構造がステンレス鋼からなる、請求項１に記載のフリット。
【請求項１２】
多孔質支持構造が３１６ステンレス鋼からなる、請求項１に記載のフリット。
【請求項１３】
多孔質支持構造が約０．５〜約１０の範囲にあるメディアグレードを有する、請求項１に記載のフリット。
【請求項１４】
多孔質支持構造が０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼である、請求項１に記載のフリット。
【請求項１５】
多孔質支持構造が２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼である、請求項１に記載のフリット。
【請求項１６】
二次粒子の直径が約５ミクロン以下である、請求項１に記載のフリット。
【請求項１７】
二次粒子の直径が約３ミクロン〜約５ミクロンの範囲にある、請求項１に記載のフリット。
【請求項１８】
二次粒子の直径が約３．５ミクロンである、請求項１に記載のフリット。
【請求項１９】
二次粒子の直径が約４ミクロンである、請求項１５に記載のフリット。
【請求項２０】
多孔質支持構造が０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼であり、二次粒子の直径が約４ミクロンである、請求項１に記載のフリット。
【請求項２１】
多孔質支持構造が２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼であり、二次粒子の直径が約４ミクロンである、請求項１に記載のフリット。
【請求項２２】
二次粒子がフリットによって保持される充填材料と同じ組成を有する、請求項１に記載のフリット。
【請求項２３】
二次粒子がフリットによって保持される充填材料とは異なる組成を有する、請求項１に記載のフリット。
【請求項２４】
二次粒子が多孔質支持構造と同じ組成を有する、請求項１に記載のフリット。
【請求項２５】
二次粒子が多孔質支持構造とは異なる組成を有する、請求項１に記載のフリット。
【請求項２６】
二次粒子が球状ステンレス鋼粒子である、請求項１に記載のフリット。
【請求項２７】
フリットによって保持される充填材料がクロマトグラフィ充填材料である、請求項１に記載のフリット。
【請求項２８】
クロマトグラフィ充填材料が、シリカゲル、誘導体化シリカゲル、酸化ジルコニウム、誘導体化酸化ジルコニウム、酸化チタン、誘導体化酸化チタン、有機シリカハイブリッド、誘導体化有機シリカハイブリッド、金属酸化物ハイブリッド、及び誘導体化金属酸化物ハイブリッドからなる群から選択される、請求項２７に記載のフリット。
【請求項２９】
クロマトグラフィコラムにおいて使用するための、請求項１に記載のフリット。
【請求項３０】
クロマトグラフィコラムが高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）コラムである、請求項２９に記載のフリット。
【請求項３１】
クロマトグラフィコラムが、約２．５ミクロン未満の粒径を有するクロマトグラフィ充填材料によって充填された高圧液体クロマトグラフィコラムである、請求項２９に記載のフリット。
【請求項３２】
二次粒子が約１０ミクロンを超える深さまで多孔質支持構造の空所を満たす、請求項１に記載のフリット。
【請求項３３】
筒形チャンバを通る流れの方向に対して配向されている、請求項１に記載のフリット。
【請求項３４】
フリットを受け入れるための筒形チャンバをさらに含み、該フリットが筒形チャンバを通じて流れの方向に対して配向されている、請求項１に記載のフリット。
【請求項３５】
クロマトグラフィシステムにおいて使用するためのインラインフィルタとして構成された、請求項１に記載のフリット。
【請求項３６】
クロマトグラフィシステムにおけるコラムの上流に配置された、請求項３５に記載のフリット。
【請求項３７】
クロマトグラフィシステムにおけるポンプとインジェクタとの間に配置された、請求項３５に記載のフリット。
【請求項３８】
クロマトグラフィシステムにおけるインジェクタとコラムとの間に配置された、請求項３５に記載のフリット。
【請求項３９】
筒形チャンバの中に受け入れられるように構成されたフリットであって、複数の空所を有する多孔質支持構造と、複数の二次粒子とを含み、空所が、クロマトグラフィ充填材料を保持するように複数の二次粒子によって満たされ、二次粒子が、フリットが約２．５ミクロン未満の直径を有する充填材料を保持するように空所と充填材料に対して寸法付けされていて、フリットが筒形チャンバを通じて流れの方向に対して配向されている、フリット。
【請求項４０】
複数の空所を有する多孔質支持構造と複数の二次粒子とを含むフリットであって、空所が複数の二次粒子によって約１０ミクロンを超える深さまで満たされ、二次粒子が、フリットが約２．５ミクロン未満の直径を有する充填材料を保持するように空所に対して寸法付けされている、フリット。
【請求項４１】
深さが約２８ミクロン〜約１７８ミクロンの範囲にある、請求項４０に記載のフリット。
【請求項４２】
第１及び第２端部を有するクロマトグラフィ充填材料で満たされた筒形チャンバと、第１端部又は第２端部に受け入れられた少なくとも１つのフリットと
を含むクロマトグラフィコラムであって、
フリットが、
複数の空所を有する多孔質支持構造と複数の二次粒子とを有し、空所が複数の二次粒子によって満たされ、二次粒子が、フリットが約２．５ミクロン未満の粒径を有するクロマトグラフィ充填材料を保持するように、空所に対して寸法付けされている、
クロマトグラフィコラム。
【請求項４３】
チャンバの少なくとも１つの端部に連結された取付け具をさらに含み、少なくとも１つのフリットが取付け具の中にプレスフィットされている、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項４４】
コラムが高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）コラムである、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項４５】
筒形チャンバの第１端部及び第２端部に操作可能に連結された入口及び出口取付け具をさらに含む、請求項４４に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項４６】
少なくとも１つのフリットが入口取付け具又は出口取付け具の中にプレスフィットされている、請求項４５に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項４７】
少なくとも１つのフリットが入口取付け具の開口部又は出口取付け具の開口部の中に配置されている、請求項４５に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項４８】
第１フリットが入口取付け具の中にプレスフィットされ、第２フリットが出口取付け具の中にプレスフィットされている、請求項４５に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項４９】
各フリットが円形平面リングの中に受け入れられ、各対応するリングとフリットが、筒形チャンバによって入口取付け具と出口取付け具をそれぞれ密封するように構成される、請求項４８に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項５０】
第１フリットが入口取付け具の開口部の中に配置され、第２フリットが出口取付け具の開口部の中に配置されている、請求項４５に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項５１】
第１フリット及び第２フリットが筒形チャンバの中に配置されている、請求項４５に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項５２】
第１フリット及び第２フリットが筒形チャンバの端部にプレスフィットされている、請求項４５に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項５３】
少なくとも１つのフリットが密封リングの中にプレスフィットされている、請求項４４に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項５４】
コラムが約５０００〜５００００ｐｓｉの圧力に耐えることができる、請求項４４に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項５５】
入口取付け具と出口取付け具が筒形チャンバの第１端部と第２端部にそれぞれねじ込まれている、請求項４４に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項５６】
フリットが筒形チャンバを通じて流れ方向に対して配向されている、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項５７】
フリットが少なくとも５０％の密度を有するように空所が複数の二次粒子によって満たされている、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項５８】
空所が二次粒子によって部分的に満たされている、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項５９】
空所が二次粒子によって完全に満たされている、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項６０】
二次粒子は空所の内部に、約２．５ミクロン未満の粒径を有するクロマトグラフィ充填材料を保持することができる細孔サイズを有する二次細孔ネットワークを形成する、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項６１】
空所が複数の二次粒子によって満たされた後に、フリットが焼結される、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項６２】
空所を満たす二次粒子を固定するために、多孔質支持構造が加熱される、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項６３】
二次粒子が互いに焼結されるか、空所を囲む多孔質支持構造と焼結されるか、又はこれらの両方によって焼結される、請求項６２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項６４】
多孔質支持構造が、金属、金属合金、金属酸化物、セラミック、及びポリマーからなる群から選択された材料からなる、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項６５】
多孔質支持構造が、焼結可能金属、焼結可能金属合金、焼結可能金属酸化物、焼結可能セラミック、及び焼結可能ポリマーからなる群から選択された材料からなる、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項６６】
多孔質支持構造が、ステンレス鋼、チタン、ＰＥＥＫ、ポリエチレン、Ｈａｓｔａｌｏｙ（商標）、ポリプロピレン、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、ガラス、二酸化珪素、二酸化チタン、及び酸化ジルコニウムからなる群から選択された材料からなる、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項６７】
多孔質支持構造がステンレス鋼からなる、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項６８】
多孔質支持構造が３１６ステンレス鋼からなる、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項６９】
多孔質支持構造が約０．５〜約１０の範囲にあるメディアグレードを有する、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項７０】
多孔質支持構造が０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼である、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項７１】
多孔質支持構造が２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼である、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項７２】
二次粒子の直径が約５ミクロン以下である、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項７３】
二次粒子の直径が約３〜約５ミクロンの範囲にある、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項７４】
二次粒子の直径が約３．５ミクロンである、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項７５】
二次粒子の直径が約４ミクロンである、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項７６】
多孔質支持構造が０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼であり、二次粒子の直径が約３．５ミクロンである、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項７７】
多孔質支持構造が２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼であり、二次粒子の直径が約４ミクロンである、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項７８】
二次粒子がクロマトグラフィ充填材料と同じ組成を有する、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項７９】
二次粒子がクロマトグラフィ充填材料とは異なる組成を有する、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項８０】
二次粒子が多孔質支持構造と同じ組成を有する、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項８１】
二次粒子が多孔質支持構造とは異なる組成を有する、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項８２】
二次粒子が球状ステンレス鋼粒子である、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項８３】
クロマトグラフィ充填材料が、シリカゲル、誘導体化シリカゲル、酸化ジルコニウム、誘導体化酸化ジルコニウム、酸化チタン、誘導体化酸化チタン、有機シリカハイブリッド、誘導体化有機シリカハイブリッド、金属酸化物ハイブリッド、及び誘導体化金属酸化物ハイブリッドからなる群から選択される、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項８４】
二次粒子が空所を約１０ミクロンを超える深さまで満たす、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項８５】
少なくとも１つのフリットが筒形チャンバを通る流れの方向に対して配向されている、請求項４２に記載のクロマトグラフィコラム。
【請求項８６】
複数の空所を有する多孔質支持構造と、
複数の二次粒子であって、クロマトグラフィ充填材料を保持するように空所が複数の二次粒子によって満たされ、二次粒子が、フリットが直径約２．５ミクロン未満の充填材料を保持するように、空所と充填材料に対して寸法付けされており、
フリットを受け入れるための筒形チャンバであって、フリットが筒形チャンバを通って流れの方向に対して配向されている筒形チャンバと
を含む、クロマトグラフィコラム。
【請求項８７】
高圧液体クロマトグラフィコラムにおいて使用するためのフリットを調製するための方法であって、
複数の空所を有する多孔質支持構造を提供するステップと、空所を二次粒子で満たすステップであって、二次粒子が、フリットが粒径約２．５ミクロン未満の充填材料を保持するように、空所に対して寸法付けされているステップと
を含む、方法。
【請求項８８】
フリットが少なくとも５０％の密度を有するように空所が複数の二次粒子によって満たされている、請求項８７に記載の方法。
【請求項８９】
二次粒子を空所の中に固定するための、多孔質支持構造と二次粒子を焼結するステップをさらに含む、請求項８７に記載の方法。
【請求項９０】
二次粒子が互いに焼結されるか、空所を囲む多孔質支持構造と焼結されるか、又はこれらの両方によって焼結される、請求項８９に記載の方法。
【請求項９１】
第１端部及び第２端部を有する筒形チャンバと、第１端部及び第２端部にそれぞれ操作可能に連結された入口取付け具と出口取付け具とを提供するステップをさらに含む、請求項８７に記載の方法。
【請求項９２】
入口取付け具と出口取付け具の１つにフリットをプレスフィットするステップをさらに含む、請求項９１に記載の方法。
【請求項９３】
入口取付け具と出口取付け具が筒形チャンバの第１端部と第２端部に操作可能に連結され、少なくとも１つのフリットが入口取付け具又は出口取付け具の中に受け入れられる、請求項９１に記載の方法。
【請求項９４】
第１フリットが入口取付け具の中にプレスフィットされ、第２フリットが出口取付け具の中にプレスフィットされる、請求項９１に記載の方法。
【請求項９５】
第１フリットが入口取付け具の開口部の中に配置され、第２フリットが出口取付け具の開口部の中に配置される、請求項９１に記載の方法。
【請求項９６】
各フリットが円形平面リングの中に受け入れられ、各対応するリングとフリットが、筒形チャンバによって入口取付け具と出口取付け具をそれぞれ密封するように構成される、請求項９５に記載の方法。
【請求項９７】
第１フリット及び第２フリットが筒形チャンバの中に配置される、請求項９１に記載の方法。
【請求項９８】
第１フリット及び第２フリットが筒形チャンバの端部の中にプレスフィットされる、請求項９１に記載の方法。
【請求項９９】
多孔質支持構造が、金属、金属合金、金属酸化物、セラミック、及びポリマーからなる群から選択された材料からなる、請求項８７に記載の方法。
【請求項１００】
多孔質支持構造が、焼結可能金属、焼結可能金属合金、焼結可能金属酸化物、焼結可能セラミック、及び焼結可能ポリマーからなる群から選択された材料からなる、請求項８７に記載の方法。
【請求項１０１】
多孔質支持構造が、ステンレス鋼、チタン、ＰＥＥＫ、ポリエチレン、Ｈａｓｔａｌｏｙ（商標）、ポリプロピレン、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、ガラス、二酸化珪素、二酸化チタン、及び酸化ジルコニウムからなる群から選択された材料からなる、請求項８７に記載の方法。
【請求項１０２】
多孔質支持構造がステンレス鋼製のフィルタである、請求項８７に記載の方法。
【請求項１０３】
多孔質支持構造が３１６ステンレス鋼からなる、請求項８７に記載の方法。
【請求項１０４】
多孔質支持構造が約０．５〜１０のメディアグレードを有する、請求項８７に記載の方法。
【請求項１０５】
多孔質支持構造が０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼である、請求項８７に記載の方法。
【請求項１０６】
多孔質支持構造が２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼である、請求項８７に記載の方法。
【請求項１０７】
二次粒子の直径が約３〜５ミクロンである、請求項８７に記載の方法。
【請求項１０８】
二次粒子の直径が約３．５ミクロンである、請求項８７に記載の方法。
【請求項１０９】
二次粒子の直径が約４ミクロンである、請求項８７に記載の方法。
【請求項１１０】
多孔質支持構造が０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼であり、二次粒子の直径が約３．５ミクロンである、請求項８７に記載の方法。
【請求項１１１】
多孔質支持構造が２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼であり、二次粒子の直径が約４ミクロンである、請求項８７に記載の方法。
【請求項１１２】
二次粒子がクロマトグラフィ充填材料と同じ組成を有する、請求項８７に記載の方法。
【請求項１１３】
二次粒子がクロマトグラフィ充填材料とは異なる組成を有する、請求項８７に記載の方法。
【請求項１１４】
二次粒子が多孔質支持構造と同じ組成を有する、請求項８７に記載の方法。
【請求項１１５】
二次粒子が多孔質支持構造とは異なる組成を有する、請求項８７に記載の方法。
【請求項１１６】
二次粒子が球状ステンレス鋼粒子である、請求項８７に記載の方法。
【請求項１１７】
二次粒子が多孔質支持構造の空所を、約１０ミクロンを超える深さまで満たす、請求項８７に記載の方法。
【請求項１１８】
高圧液体クロマトグラフィコラムにおいて使用するためのフリットを調製するための方法であって、
複数の空所を有する多孔質支持構造を提供するステップと、空所を二次粒子によって満たすステップと、二次粒子が使用中に空所の中に固定されたままになるように、二次粒子で満たされた多孔質支持構造を配向するステップであって、二次粒子が、フリットが粒径約２．５ミクロン未満のクロマトグラフィ充填材料を保持するように、空所に対して寸法付けされているステップと
を含む、方法。
【請求項１１９】
フリットが少なくとも５０％の密度を有するように空所が複数の二次粒子によって満たされている、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１２０】
第１端部及び第２端部を有する筒形チャンバと、第１端部及び第２端部にそれぞれ操作可能に連結された入口取付け具と出口取付け具とを提供するステップをさらに含む、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１２１】
入口取付け具と出口取付け具の１つにフリットをプレスフィットするステップをさらに含む、請求項１２０に記載の方法。
【請求項１２２】
入口取付け具と出口取付け具が筒形チャンバの第１端部と第２端部に操作可能に連結され、少なくとも１つのフリットが入口取付け具又は出口取付け具の中に受け入れられる、請求項１２０に記載の方法。
【請求項１２３】
第１フリットが入口取付け具の中にプレスフィットされ、第２フリットが出口取付け具の中にプレスフィットされる、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２４】
第１フリットが入口取付け具の開口部の中に配置され、第２フリットが出口取付け具の開口部の中に配置される、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２５】
各フリットが円形平面リングの中に受け入れられ、各対応するリングとフリットが、筒形チャンバによって入口取付け具と出口取付け具をそれぞれ密封するように構成される、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２６】
第１フリット及び第２フリットが筒形チャンバの中に配置される、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２７】
第１フリット及び第２フリットが筒形チャンバの端部の中にプレスフィットされる、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２８】
多孔質支持構造が、金属、金属合金、金属酸化物、セラミック、及びポリマーからなる群から選択された材料からなる、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１２９】
多孔質支持構造が、焼結可能金属、焼結可能金属合金、焼結可能金属酸化物、焼結可能セラミック、及び焼結可能ポリマーからなる群から選択された材料からなる、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１３０】
多孔質支持構造が、ステンレス鋼、チタン、ＰＥＥＫ、ポリエチレン、Ｈａｓｔａｌｏｙ（商標）、ポリプロピレン、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、ガラス、二酸化珪素、二酸化チタン、及び酸化ジルコニウムからなる群から選択された材料からなる、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１３１】
多孔質支持構造がステンレス鋼製のフィルタである、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１３２】
多孔質支持構造が３１６ステンレス鋼からなる、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１３３】
多孔質支持構造が約０．５〜１０のメディアグレードを有する、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１３４】
多孔質支持構造が０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼である、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１３５】
多孔質支持構造が２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼である、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１３６】
二次粒子の直径が約３〜５ミクロンである、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１３７】
二次粒子の直径が約３．５ミクロンである、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１３８】
二次粒子の直径が約４ミクロンである、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１３９】
多孔質支持構造が０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼であり、二次粒子の直径が約３．５ミクロンである、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１４０】
多孔質支持構造が２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼であり、二次粒子の直径が約４ミクロンである、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１４１】
二次粒子がクロマトグラフィ充填材料と同じ組成を有する、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１４２】
二次粒子がクロマトグラフィ充填材料とは異なる組成を有する、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１４３】
二次粒子が多孔質支持構造と同じ組成を有する、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１４４】
二次粒子が多孔質支持構造とは異なる組成を有する、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１４５】
二次粒子が球状ステンレス鋼粒子である、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１４６】
配向するステップが、高圧液体クロマトグラフィコラムを通る流れの方向にフリットを配置することを含む、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１４７】
二次粒子が約１０ミクロンを超える深さまで多孔質支持構造の空所を満たす、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１４８】
液体流における溶質を分離及び定量化するためのクロマトグラフィシステムであって、クロマトグラフィ充填材料によって充填される、第１端部と第２端部とを有する筒形チャンバと、筒形チャンバの第１端部と第２端部に受け入れられる少なくとも１つのフリットであって、フリットが複数の空所を有する多孔質支持構造と、複数の二次粒子とを有し、空所は複数の二次粒子によって満たされ、二次粒子が、フリットが約２．５ミクロン未満の粒径を有するクロマトグラフィ充填材料を保持するように、空所に対して寸法付けされている少なくとも１つのフリットと、筒形チャンバ内でクロマトグラフィ充填材料と接触する液体流を、筒形チャンバを通じて推進させるためのポンプと、
試料を液体流の中に配送するためのインジェクタと、
液体流が筒形チャンバの第２端部を出るときに液体流の個々の成分を検出するための検出器と
を含む、クロマトグラフィシステム。
【請求項１４９】
フリットが少なくとも５０％の密度を有するように空所が二次粒子によって満たされる、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１５０】
少なくとも１つのフリットが筒形チャンバの第１端部及び第２端部の中にプレスフィットされる、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１５１】
筒形チャンバの第１端部及び第２端部にそれぞれ操作可能に連結された入口取付け具と出口取付け具とをさらに含む、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１５２】
少なくとも１つのフリットが入口取付け具と出口取付け具の中にプレスフィットされる、請求項１５０に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１５３】
少なくとも１つのフリットが、入口取付け具又はチャンバの中にプレスフィットされた第１フリットと、出口取付け具又はチャンバの中にプレスフィットされた第２フリットとからなる、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１５４】
少なくとも１つのフリットが、入口取付け具の開口部の中に配置された第１フリットと、出口取付け具の開口部に配置された第２フリットとからなる、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１５５】
第１フリットがその上部表面を筒形チャンバの方に配向され、第２フリットがその上部表面を筒形チャンバの方に配向されている、請求項１５３に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１５６】
各フリットが円形平面リングの中に受け入れられ、各対応するリングとフリットが、筒形チャンバによって入口取付け具と出口取付け具をそれぞれ密封するように構成される、請求項１５５に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１５７】
少なくとも１つのフリットが密封リングの中にプレスフィットされる、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１５８】
コラムが約５０００〜５００００ｐｓｉの圧力に耐えることができる、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１５９】
入口取付け具と出口取付け具が筒形チャンバの第１端部と第２端部にそれぞれねじ込まれている、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１６０】
空所が複数の二次粒子によって満たされた後に、フリットが焼結される、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１６１】
空所を満たす二次粒子を固定するために、多孔質支持構造が加熱される、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１６２】
多孔質支持構造が、金属、金属合金、金属酸化物、セラミック、及びポリマーからなる群から選択された材料からなる、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１６３】
多孔質支持構造が、焼結可能金属、焼結可能金属合金、焼結可能金属酸化物、焼結可能セラミック、及び焼結可能ポリマーからなる群から選択された材料からなる、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１６４】
多孔質支持構造が、ステンレス鋼、チタン、ＰＥＥＫ、ポリエチレン、Ｈａｓｔａｌｏｙ（商標）、ポリプロピレン、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、ガラス、二酸化珪素、二酸化チタン、及び酸化ジルコニウムからなる群から選択された材料からなる、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１６５】
多孔質支持構造がステンレス鋼製のフィルタである、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１６６】
多孔質支持構造が３１６ステンレス鋼からなる、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１６７】
多孔質支持構造が約０．５〜１０のメディアグレードを有する、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１６８】
多孔質支持構造が０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼である、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１６９】
多孔質支持構造が２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼である、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１７０】
二次粒子の直径が約３〜５ミクロンである、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１７１】
二次粒子の直径が約３．５ミクロンである、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１７２】
二次粒子の直径が約４ミクロンである、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１７３】
多孔質支持構造が０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼であり、二次粒子の直径が約３．５ミクロンである、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１７４】
多孔質支持構造が２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼であり、二次粒子の直径が約４ミクロンである、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１７５】
二次粒子がクロマトグラフィ充填材料と同じ組成を有する、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１７６】
二次粒子がクロマトグラフィ充填材料とは異なる組成を有する、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１７７】
二次粒子が多孔質支持構造と同じ組成を有する、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１７８】
二次粒子が多孔質支持構造とは異なる組成を有する、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１７９】
二次粒子が球状ステンレス鋼粒子である、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１８０】
二次粒子が多孔質支持構造の空所を、約１０ミクロンを超える深さまで満たす、請求項１４８に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１８１】
液体流における溶質を分離及び定量化するための方法であって、
クロマトグラフィ充填材料によって充填される、第１端部と第２端部とを有する筒形チャンバを提供するステップと、少なくとも１つのフリットを入口取付け具と出口取付け具に挿入するステップであって、フリットは複数の空所を有する多孔質支持構造と複数の二次粒子とを有し、空所は複数の二次粒子によって満たされ、二次粒子は、フリットが約２．５ミクロン未満の粒径を有するクロマトグラフィ充填材料を保持するように空所に対して寸法付けされているステップと、
筒形チャンバ内でクロマトグラフィ充填材料と接触する液体流を、筒形チャンバを通じて推進させるステップと、試料を液体流の中に射出するステップと、
液体流が筒形チャンバの第２端部を出るときに液体流の個々の成分を検出するステップと
を含む、方法。
【請求項１８２】
フリットが少なくとも５０％の密度を有するように空所が二次粒子によって満たされる、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１８３】
少なくとも１つのフリットが筒形チャンバの第１端部及び第２端部の中にプレスフィットされる、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１８４】
入口取付け具と出口取付け具を、筒形チャンバの第１端部と第２端部にそれぞれ連結するステップをさらに含む、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１８５】
少なくとも１つのフリットが入口取付け具と出口取付け具の中にプレスフィットされる、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１８６】
各フリットが円形平面リングの中に受け入れられ、各対応するリングとフリットが、入口取付け具と出口取付け具を筒形チャンバによってそれぞれ密封するように構成される、請求項１８５に記載の方法。
【請求項１８７】
少なくとも１つのフリットが、入口取付け具又はチャンバの中にプレスフィットされた第１フリットと、出口取付け具又はチャンバの中にプレスフィットされた第２フリットとからなる、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１８８】
少なくとも１つのフリットが、入口取付け具の開口部の中に配置された第１フリットと、出口取付け具の開口部の中に配置された第２フリットとからなる、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１８９】
密封リングが約５０００〜５００００ｐｓｉの圧力に耐えることができる、請求項１８８に記載の方法。
【請求項１９０】
入口取付け具と出口取付け具が筒形チャンバの第１端部と第２端部にそれぞれねじ込まれる、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１９１】
空所が複数の二次粒子によって満たされた後に、フリットが焼結される、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１９２】
二次粒子を空所の中に含浸するために、多孔質支持構造が加熱される、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１９３】
多孔質支持構造が、金属、金属合金、金属酸化物、セラミック、及びポリマーからなる群から選択された材料からなる、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１９４】
多孔質支持構造が、焼結可能金属、焼結可能金属合金、焼結可能金属酸化物、焼結可能セラミック、及び焼結可能ポリマーからなる群から選択された材料からなる、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１９５】
多孔質支持構造が、ステンレス鋼、チタン、ＰＥＥＫ、ポリエチレン、Ｈａｓｔａｌｏｙ（商標）、ポリプロピレン、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、ガラス、二酸化珪素、二酸化チタン、及び酸化ジルコニウムからなる群から選択された材料からなる、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１９６】
多孔質支持構造がステンレス鋼製のフィルタである、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１９７】
多孔質支持構造が３１６ステンレス鋼からなる、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１９８】
多孔質支持構造が約０．５〜２．０のメディアグレードを有する、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１９９】
多孔質支持構造が０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼である、請求項１８１に記載の方法。
【請求項２００】
多孔質支持構造が２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼である、請求項１８１に記載の方法。
【請求項２０１】
二次粒子の直径が約３〜５ミクロンである、請求項１８１に記載の方法。
【請求項２０２】
二次粒子の直径が約３．５ミクロンである、請求項１８１に記載の方法。
【請求項２０３】
二次粒子の直径が約４ミクロンである、請求項１８１に記載の方法。
【請求項２０４】
多孔質支持構造が０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼であり、二次粒子の直径が約３．５ミクロンである、請求項１８１に記載の方法。
【請求項２０５】
多孔質支持構造が２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼であり、二次粒子の直径が約４ミクロンである、請求項１８１に記載の方法。
【請求項２０６】
二次粒子がクロマトグラフィ充填材料と同じ組成を有する、請求項１８１に記載の方法。
【請求項２０７】
二次粒子がクロマトグラフィ充填材料とは異なる組成を有する、請求項１８１に記載の方法。
【請求項２０８】
二次粒子が多孔質支持構造と同じ組成を有する、請求項１８１に記載の方法。
【請求項２０９】
二次粒子が多孔質支持構造とは異なる組成を有する、請求項１８１に記載の方法。
【請求項２１０】
二次粒子が球状ステンレス鋼粒子である、請求項１８１に記載の方法。
【請求項２１１】
二次粒子が多孔質支持構造の空所を、約２８ミクロン〜１８０ミクロンの深さまで満たす、請求項１８１に記載の方法。
【請求項２１２】
第１端部と第２端部を有するチャンバを有する高圧液体クロマトグラフィコラムにおいて使用するためのキットであって、
チャンバの第１端部と第２端部の１つにねじ込んで取り付けるための取付け具と、取付け具の中に受け入れられる少なくとも１つのフリットであって、
複数の空所を有する多孔質支持構造と、複数の二次粒子とを有し、空所は複数の二次粒子によって満たされ、二次粒子は、フリットが約２．５ミクロン未満の粒径を有するクロマトグラフィ充填材料を保持するように、空所に対して寸法付けされている、少なくとも１つのフリットと、
使用説明書と
を含む、キット。
【請求項２１３】
フリットが少なくとも５０％の密度を有するように空所が二次粒子によって満たされる、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２１４】
少なくとも１つのフリットが取付け具の中にプレスフィットされる、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２１５】
密封リングが約５０００〜５００００ｐｓｉまでの圧力に耐えることができる、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２１６】
空所が複数の二次粒子によって満たされた後に、フリットが焼結される、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２１７】
空所を満たす二次粒子を固定するために、多孔質支持構造が加熱される、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２１８】
多孔質支持構造が、金属、金属合金、金属酸化物、セラミック、及びポリマーからなる群から選択された材料からなる、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２１９】
多孔質支持構造が、焼結可能金属、焼結可能金属合金、焼結可能金属酸化物、焼結可能セラミック、及び焼結可能ポリマーからなる群から選択された材料からなる、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２２０】
多孔質支持構造が、ステンレス鋼、チタン、ＰＥＥＫ、ポリエチレン、Ｈａｓｔａｌｏｙ（商標）、ポリプロピレン、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、ガラス、二酸化珪素、二酸化チタン、及び酸化ジルコニウムからなる群から選択された材料からなる、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２２１】
多孔質支持構造がステンレス鋼製のフィルタである、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２２２】
多孔質支持構造が３１６ステンレス鋼からなる、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２２３】
多孔質支持構造が約０．５〜２．０のメディアグレードを有する、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２２４】
多孔質支持構造が０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼である、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２２５】
多孔質支持構造が２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼である、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２２６】
二次粒子の直径が約３〜５ミクロンである、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２２７】
二次粒子の直径が約３．５ミクロンである、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２２８】
二次粒子の直径が約４ミクロンである、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２２９】
多孔質支持構造が０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼であり、二次粒子の直径が約３．５ミクロンである、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２３０】
多孔質支持構造が２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼であり、二次粒子の直径が約４ミクロンである、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２３１】
二次粒子がクロマトグラフィ充填材料と同じ組成を有する、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２３２】
二次粒子がクロマトグラフィ充填材料とは異なる組成を有する、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２３３】
二次粒子が多孔質支持構造と同じ組成を有する、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２３４】
二次粒子が多孔質支持構造とは異なる組成を有する、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２３５】
二次粒子が球状ステンレス鋼粒子である、請求項２１２に記載のキット。
【請求項２３６】
二次粒子が多孔質支持構造の空所を、約１０ミクロンを超える深さまで満たす、請求項２１２に記載のキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００４年３月５日に出願された米国仮特許出願第６０／５５０９９３号の優先権を主張するものである。上記の出願は、その全体がこの参照によって本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）のクロマトグラフィコラムにおいて使用するために構成されたフリットに関し、より具体的には２．５マイクロメートル以下の粒子を保持することができるフリットに関する。フリットはまた、ＨＰＬＣシステムにおけるクロマトグラフィコラムの上流に配置されたインラインフィルタとして働くこともできる。高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）コラムは、液体流における溶質の分離と定量化のために広く使用されている。典型的なクロマトグラフィシステムは、図７に示すように、少なくとも次の主要構成部分、すなわちポンプ７０、インジェクタ７２、クロマトグラフィコラム７４、検出器７６、及びデータの取得と処理が可能であるソフトウェアを実行するコンピュータ７８を含む。ポンプ７０は、インジェクタ、コラム、及び検出器を通って液体流を推進するために使用される。インジェクタ７２は、ポンプ７０に操作可能に連結され、小容積の液体試料をこれがコラム７４に入る前に液体流の中に導入できるようにする。次に試料成分は、溶質とこの中に含まれる充填材料との間のさまざまな相互作用によってコラムを通じて移動するときに分離される。コラムを出ると、個別の成分は廃棄される前に検出器７６によって検出される。次に、検出器７６からの信号がコンピュータ７８における適切なコンピュータソフトウェアプログラムによって処理され、検出された溶質の量を指示する数値を提供する。
【背景技術】
【０００３】
ＨＰＬＣの分野における進歩の中枢は、充填材料の技術と理論における進歩である。ＨＰＬＣコラムの中で使用されるクロマトグラフィ充填材料の粒径は年が経つごとに小さくなっている。１９６０年代後期には、３０マイクロメートルの充填材が使用されていた。１９７０年代初期までに、充填技術が発展して、１０マイクロメートルの充填材料を含む再生可能なコラムを提供した。１９７０年代後期には、５マイクロメートルの充填材で充填されたコラムが市販されるようになった。１９８０年代と１９９０年代の間に、充填材料の純度と表面誘導体化の改良が当科学分野をさらに進歩させた。現在、３マイクロメートルの充填材料が通常使用されている。マサチューセッツ州ＭｉｌｆｏｒｄのＷａｔｅｒｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによる２．５マイクロメートル充填材の１９９９年の導入によって、趨勢は明らかにより小さな粒径の充填材料に向かっている。
【０００４】
焼結された多孔質フィルタが、ＨＰＬＣコラムの中に粒子充填材料を保持するためにクロマトグラフィコラムの入口と出口において広く使用されている。焼結されたフィルタは一般的に、制御された粒径分布を有する粒子を所望の形状に圧縮成形し、次いで焼結して、フィルタの中で相互接続された細孔のネットワークを形成することによって作られる。クロマトグラフィの目的のために通常使用されるフィルタを、ステンレス鋼、チタン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、又はポリエチレンなどの、さまざまな材料から作ることができる。今日使用されているＨＰＬＣコラムの大部分は３１６ステンレス鋼フィルタを使用して製造されるが、このわけは、この材料が高い強度と、低コストと、耐腐食性の良好なバランスをもたらすからである。
【０００５】
ＨＰＬＣコラムの中におけるクロマトグラフィフリットの等級又は公称粒子保持性能は、コラムの中に含まれるべき粒子の関数としてケースバイケースベースで選ばれる。５ミクロン又は３ミクロン粒子を含むクロマトグラフィコラムにおいて使用される多孔質焼結ステンレス鋼フリットは、一般的にはそれぞれ２．０メディアグレードのフリット又は０．５メディアグレードのフリットを使用する。メディアグレードは、空気流、間隙率、及び粒子保持の測定値の組合せから導き出すことができ、フィルタを通る実際の孔径と必ずしも等しいわけではない。フィルタは、テキサス州ＨｏｕｓｔｏｎのＶＩＣＩ（Ｖａｌｃｏ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｃｏ．）、イリノイ州ＤｅｅｒｆｉｅｌｄのＡｌｌｔｅｃｈ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ  Ｉｎｃ．、及びコネティカット州ＦａｒｍｉｎｇｔｏｎのＭｏｔｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ’ｓ  Ｐｏｒｏｕｓ  Ｍｅｔａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓなどのいくつかの供給元から市販されている。このような多孔質フィルタはＨＰＬＣの条件の下で２．５マイクロメートルという小さな直径の粒子を保持することができるが、これらのフィルタでは直径２．５ミクロン未満の粒子を適切に保持することは困難である。
【０００６】
従来のフリットを通るチャネルは、フリットが保持するように設計される粒子よりもかなり大きい。使用中、フリットはデプス型フィルタとして挙動し、保持はチャネルの蛇行経路を遮蔽する粒子間及び粒子と壁の間の相互作用を通じて達成される。このようなフィルタの粒子保持効率は、流量、粒径、及び対象流体の濃度によって変化する。所与の一組の条件下における保持は、ＨＰＬＣにおいて遭遇するさまざまな条件の下での保持を保証するものではない。
【０００７】
２．５ミクロン以下の充填材料を含む溶液を有する公称０．５グレードのフリットの能力調査を、粒子の漏出の証拠であるフリットの曇った排出下流を生成するために示した。図８は、２．２ミクロンのクロマトグラフィ充填材料によって充填された０．５グレードのフリットの一例である。フリットを出口取付け具の中に挿入し、分解する前にクロマトグラフィコラムの中に約１時間置き、分解時に出口取付け具とフリットとをコラムから取り外した。図８は、フリットの下流側の走査型電子顕微鏡写真であり、これは、充填材料によるフリットの下流側の汚染によって立証されるように、充填材料がフリットを通って移動したことを指摘するものである。さらに、使用中、従来のフリットによって構成された２．５ミクロン以下の充填材を含むコラムは、粒子の漏出を示すＵＶクロマトグラムの基線に非常に鋭い断続的スパイクを生成する。例えば図９は、従来の０．５グレードのフリットを含む１．７ミクロンのクロマトグラフィ充填材料によって充填された３つ（Ａ〜Ｃ）のＨＰＬＣコラムのＵＶクロマトグラムを示す。クロマトグラムにおけるスパイクは、従来のフリットを通る充填材料の移動の明白な指標である。したがって、所望の使用条件下では、完全な粒子保持は従来のフリットを使用しては達成されない。
【０００８】
クロマトグラフィ充填材料の適切な保持は、コラムの機械的安定性とＨＰＬＣシステムの保全性には必須である。分離条件が非常に高いコラム効率を要求するときは、これは特に重要である。最短時間で高い効率を達成するためには、可能な限り小さな粒径の充填材が望ましい。ＨＰＬＣシステムの余分のコラムチュービング容積を、コラムの効率性能を落とさないように最小にしなければならない。これには、非常に小さな直径の連結チュービングの使用が必要となり、粒子がＨＰＬＣコラムの中にうまく保持されない場合には、このチュービングは粒子によって容易に詰まる可能性がある。従来のフリットは２．５マイクロメートル以下の充填材を適切に保持しない。
【０００９】
小さな粒子を保持することができる焼結多孔質金属フィルタは一般的に、金属粉又は金属合金粉を所望の形状に圧縮成形又は成形することによって作られる。次に形成された形状は高温で焼結され、圧密された（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅｄ）多孔質物体が得られる。これらの多孔質材料は特定の用途のために製造され、処理工程において使用される圧縮と温度の他に、粉体の粒径、粒子形状、及び粒子の種類に依存する特性を有する。現在、ＨＰＬＣコラムにおいて使用されるフリットは、出発材料として４５〜１００マイクロメートルの不規則形状の粉体を使用して製造される。粒径１０マイクロメートル以下かつ球形状の粉体を焼結するのは困難である。１０マイクロメートル未満の球状粒径粉体から作られる圧縮形成物の取扱いにおける困難性は、焼結前の「未焼結（ｇｒｅｅｎ）」形成物の低い機械的強度によるものである。この低い機械的強度は、焼結過程において必要とされる取扱いと移送に耐えるには、あまりにも未焼結形成物を不安定にする。さらに、１０ミクロン未満の球状粉体を圧縮成形して作られた未焼結形成物は、焼結すると過度に収縮する傾向があり、最終フリット構造の中に亀裂や溝を形成する結果となる。
【００１０】
２．５マイクロメートル以下の粒子の保持には、従来のＨＰＬＣフリットの中に存在するものよりもさらに細かい細孔構造を必要とする。この問題に対する解決策は、既存のフリット媒体をさらに圧縮して、細孔をさらに閉じて、チャネル開口部を狭くすることであると言える。しかし、この解決策は間隙率を減じ、したがってフリットの透過性を低下させるという欠点がある。代替案として、より小さな粒径の粉体を使用することができるが、このような粉体は焼結中に低い「未焼結」強度と過度の収縮という欠点を示す。いくつかの特許が、半導体産業のための気体の濾過においてしばしば遭遇するこの問題に対処する方法を提案している。すべての場合において、機械的に安定した支持体を使用して、支持体の上に層を成すことによって（米国特許第５４５６７４０号明細書、同第４７４６３４１号明細書、同第４９７６７６０号明細書、同第４０３９７０３号明細書、及び同第５９２５１５６号明細書）、若しくは支持体の中を充填することによって（米国特許第５１１４４４７号明細書、同第４６１３３６９号明細書、同第４８８８１１４号明細書、及び同第６０８０２１９号明細書）必要な強度を提供する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、２．５マイクロメートル以下の充填材料を保持することができるフリットと、フリットを組み込むＨＰＬＣシステムと、２．５マイクロメートル以下の充填材料をＨＰＬＣコラムの中に保持する方法とを提供することによって、従来のフリットに関連する問題点を解決する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によるフリットは、複数の空所を有する多孔質支持構造を含み、複数の二次粒子がこれらの空所の中に満たされ、二次粒子は、フリットが約２．５ミクロン未満の直径を有する充填材料を保持するように空所に対して寸法付けされている。ある実施形態では、空所は、フリットが少なくとも５０％の密度を有するように二次粒子によって満たされている。特に、本発明のフリットをクロマトグラフィシステムにおいて使用するために構成することができる。クロマトグラフィシステムが、高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムであることは好ましい。フリットは、ＨＰＬＣコラムの端部に、又はＨＰＬＣコラムの上流に位置することが好ましいＨＰＬＣシステム内のインラインフィルタとして配置することができる。
【００１３】
本明細書で使用されるように、「フリット」という用語は、クロマトグラフィ粒子を保持することができる複数の空所を有するいずれの多孔質構造も指す。この定義には、一般的にフリット、フィルタ、又はスクリーンと呼ばれるいずれの数の知られている構造も含まれる。
【００１４】
本発明によるクロマトグラフィコラムは、第１端部と第２端部とを有する筒形チャンバを含み、筒形チャンバはクロマトグラフィ充填材料によって満たされ、さらに第１端部と第２端部の中に受け入れられた少なくとも１つのフリットを含む。
【００１５】
本発明はまた、高圧液体クロマトグラフィコラムにおいて使用するためのフリットを調製する方法も対象とし、この方法は、複数の空所を有する多孔質支持構造を提供するステップと、空所を二次粒子で満たすステップとを含み、二次粒子は、フリットが約２．５ミクロン未満の粒径を有するクロマトグラフィ充填材料を保持するように空所に対して寸法付けされている。この方法は、フリットが少なくとも５０％の密度を有するように空所を二次粒子によって満たすステップを含むことができる。この方法はさらに、多孔質支持構造と二次粒子とを焼結して、二次粒子を空所の中に固定するステップも含むことができる。
【００１６】
本発明はさらに、複数の空所を有する多孔質支持構造を提供するステップと、空所を二次粒子によって充填するステップと、二次粒子が使用中に空所の中に固定されたままになるように多孔質支持構造を配向するステップとを含み、二次粒子は、フリットが約２．５ミクロン未満の粒径を有するクロマトグラフィ充填材料を保持するように空所に対して寸法付けされている、高圧液体クロマトグラフィコラムにおいて使用するためのフリットを調製する方法も対象とする。
【００１７】
本発明による、液体流における溶質を分離及び定量化するためのクロマトグラフィシステムは、クロマトグラフィ充填材料によって満たされる、第１端部と第２端部とを有する筒形チャンバと、筒形チャンバの第１端部と第２端部に受け入れられる少なくとも１つのフリットであって、フリットが約２．５ミクロン未満の粒径を有するクロマトグラフィ充填材料を保持するように空所に対して寸法付けされている複数の二次粒子で充填された複数の空所を有する多孔質支持構造を有するフリットと、筒形チャンバ内でクロマトグラフィ充填材料と接触する液体流を、筒形チャンバを通じて推進させるためのポンプと、試料を液体流の中に配送するためのインジェクタと、液体流が筒形チャンバの第２端部を出るときに液体流の個々の成分を検出するための検出器とを含むことが好ましい。
【００１８】
本発明はまた、クロマトグラフィ充填材料によって満たされる、第１端部と第２端部とを有する筒形チャンバを提供するステップと、フリットが、複数の空所と、約２．５ミクロン未満の粒径を有するクロマトグラフィ充填材料を保持するように空所に対して寸法付けされている複数の二次粒子とを有する多孔質支持構造を有する少なくとも１つのフリットを、筒形チャンバの第１端部と第２端部に挿入するステップと、筒形チャンバ内でクロマトグラフィ充填材料と接触する液体流を、筒形チャンバを通じて推進させるステップと、試料を液体流の中に注入するステップと、液体流が筒形チャンバの第２端部を出るときに液体流の個々の成分を検出するステップとを含む、液体流における溶質を分離及び定量化するための方法も含む。
【００１９】
本発明によれば、第１端部と第２端部を有するチャンバを有する高圧液体クロマトグラフィコラムと共に使用するためのキットが提供される。このキットは、チャンバの第１端部と第２端部の１つにねじ込み式に取り付けるための取付け具と、複数の空所を有する多孔質支持構造と複数の二次粒子を有する、取付け具の中に受け入れられる少なくとも１つのフリットとを含み、空所は、フリットが約２．５ミクロン未満の粒径を有するクロマトグラフィ充填材料を保持するように空所に対して寸法付けされている複数の二次粒子によって満たされ、さらに使用のための説明書を含む。
【００２０】
本発明によるフリットが空所の中に二次粒子を受け入れることができ、空所が二次粒子によって部分的に又は完全に満たされることは好ましい。二次粒子は空所の中に、約２．５ミクロン未満の直径を有するクロマトグラフィ充填材料を保持することができる細孔サイズを有する二次細孔ネットワークを形成することができる。
【００２１】
本発明によれば、フリットは複数の空所を有する多孔質支持構造を含み、空所は、フリットが少なくとも５０％の密度を有するように複数の二次粒子によって充填される。換言すれば、多孔質支持構造と二次粒子はフリットの容積の少なくとも５０％を構成し、これによってフリットは高密度の構造（５０％を超える密度）を形成する。フリットの高密度の構造は部品強度を強化し、フリットを損傷することなくこれを空洞又はコラムの中にプレスフィットすることを可能にする。ある実施形態では、空所は、二次粒子によるフリット内の貫通深さが約１０ミクロンを超える、より好ましくは約２８ミクロン〜１７８ミクロンの範囲にあるように、二次粒子によって満たされる。
【００２２】
多孔質支持構造の空所が二次粒子によって満たされ、次いで本発明の１つの好ましい実施形態によって焼結されることは好ましい。焼結工程を受けることによって、多孔質支持構造は加熱され、これによって空所を充填する二次粒子を固定する。二次粒子を互いに焼結するか、空所を取り囲む多孔質支持構造と焼結するか、又は両方によって焼結することができる。焼結後に、フリットをＨＰＬＣコラムの筒形チャンバの中にプレスフィットすることができる。
【００２３】
代替案として、フリットをインラインフィルタとして構成することができる。例えば、インラインフィルタをＨＰＬＣシステムにおける筒形チャンバの上流に、好ましくはポンプとインジェクタの間、又はインジェクタと筒形チャンバの間に配置することができる。
【００２４】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、フリットは、好ましくは焼結されないが代わりに、筒形チャンバを通じて流れ方向に対して配向される。フリットが、複数の空所を有する多孔質支持構造を含み、空所がクロマトグラフィ充填材料を保持するように複数の二次粒子によって満たされ、二次粒子は、フリットが約２．５ミクロン未満の直径を有する充填材料を保持するように空所と充填材料に対して寸法付けされていることが好ましい。この実施形態では、フリットがクロマトグラフィ充填材料の流れ方向に対して適切に配向されているので、焼結工程を必要としない。特に、フリットを筒形チャンバの端部に配置して、筒形チャンバを通じて流れ方向に対して配向することができる。代替案として、フリットをインラインフィルタとして構成することができる。例えば、インラインフィルタをＨＰＬＣシステムのポンプとインジェクタとの間、又はインジェクタと筒形チャンバとの間に配置することができる。
【００２５】
上記の実施形態、及び本発明の範囲に含まれる他の実施形態によれば、フリットが、好ましくは、金属、金属合金、金属酸化物、セラミック、及びポリマーからなる群から選択された材料から作られた多孔質支持構造を含む。ある実施形態においては、多孔質支持構造は好ましくは、焼結可能金属、焼結可能金属合金、焼結可能金属酸化物、焼結可能セラミック、及び焼結可能ポリマーからなる群から選択された材料から作られる。ある実施形態においても、多孔質支持構造は、ステンレス鋼、チタン、ＰＥＥＫ、ポリエチレン、Ｈａｓｔａｌｏｙ（商標）、ポリプロピレン、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、ガラス、二酸化珪素、二酸化チタン、及び酸化ジルコニウムからなる群から選択された材料から作られる。多孔質支持構造のための特に好ましい材料はステンレス鋼であり、さらに好ましくは３１６ステンレス鋼である。
【００２６】
上記の実施形態、及び本発明の範囲に含まれる他の実施形態によれば、フリットは、０．５メディアグレードのステンレス鋼又は２．０メディアグレードのステンレス鋼などの、約０．５〜約１０の範囲にあるメディアグレードを有する支持構造を含む。支持構造の空所に満たされるために適した二次粒子の直径は約５ミクロン以下であることが好ましい。さらに好ましくは、二次粒子の直径は約３ミクロンから約５ミクロンの範囲にある。例えば、直径が約３．５ミクロン又は４ミクロンの二次粒子が適している。適切な組合せの一例は、直径が約４ミクロンの二次粒子で満たされた０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼で作られた多孔質支持構造である。別の例では、直径が約４ミクロンの二次粒子で満たされた２．０メディアグレード焼結ステンレス鋼の多孔質支持構造が使用される。ある実施形態では、二次粒子は、フリットによって保持される充填材料と同じ組成を有することができる。代替案として、二次粒子は、充填材料とは異なる組成を有することができる。二次粒子は、多孔質支持構造と同じか又は異なる組成を有することができる。いくつかの実施形態では、二次粒子を球状ステンレス鋼粒子にすることができる。
【００２７】
上述の実施形態、及び本発明の範囲に含まれる他の実施形態によれば、フリットによって保持される充填材料はクロマトグラフィ充填材料である。クロマトグラフィ充填材料を、シリカゲル、誘導体化シリカゲル、酸化ジルコニウム、誘導体化酸化ジルコニウム、酸化チタン、誘導体化酸化チタン、有機シリカハイブリッド、誘導体化有機シリカハイブリッド、金属酸化物ハイブリッド、及び誘導体化金属酸化物ハイブリッドからなる群から選択することができる。
【００２８】
本発明のクロマトグラフィコラムは、筒形チャンバの少なくとも１つの端部に連結された取付け具を備えることができ、この筒形チャンバはクロマトグラフィ充填材料によって満たされている。入口取付け具と出口取付け具がチャンバの第１端部と第２端部にそれぞれ設けられることは好ましい。一実施形態では、各取付け具はフリットを受け入れるために形成された密封リングを備え、フリットは取付け具の中にプレスフィットされる。代替案として、別の実施形態では、入口取付け具と出口取付け具は密封リングなしで設けられ、各フリットを対応する取付け具の中に直接プレスフィットすることができる。各取付け具はフリットを受け入れるための空洞を備えることができ、ここでフリットと取付け具がコラムの中で密封式に係合することは好ましい。代替案として、さらに別の実施形態では、フリットをチャンバの入口端部と出口端部の中に直接プレスフィットすることができる。本発明によるクロマトグラフィコラムは約５０００〜５００００ｐｓｉまでの圧力に耐えられることが好ましい。
【００２９】
ある実施形態では、第１フリットは入口取付け具の空洞の中に配置され、第２フリットは出口取付け具の空洞の中に配置されている。特に、第１フリットと第２フリットを、これらの上表面を筒形チャンバの方に配向するように配置することができる。一実施例では、各フリットは円形平面リングの中に受け入れられ、各対応するリングとフリットは、筒形チャンバによって入口取付け具と出口取付け具を封止するように構成されている。
【００３０】
本発明のフリット、インラインフィルタ、クロマトグラフィコラム、方法、システム、及びキットのこれらの特徴及びその他の独特の特徴は、好ましい実施形態の詳細な説明に関連して取り上げる図面の下記の説明からさらに容易に明らかになろう。
【００３１】
したがって、本発明に関連する技術分野の当業者には、本発明のフリット、インラインフィルタ、及び高圧液体クロマトグラフィコラムの製造法と使用法、並びに方法及びシステムを、図面を参照して容易に理解されよう。
【００３２】
本発明のフリット、インラインフィルタ、及び高圧液体クロマトグラフィコラム、方法、及びシステムのこれらの特徴及びその他の特徴は、好ましい実施形態の下記の詳細な説明から当業者には容易に明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
下記の説明において、「フリット」という用語は、クロマトグラフィ粒子を保持することができる複数の空所を有するあらゆる多孔質構造を指す。一般的にフリット、フィルタ、又はスクリーンと呼ばれるかなり多数の知られている構造がこの定義に含まれる。
【００３４】
本発明によるフリットは、クロマトグラフィシステム、特に高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムにおいて使用するために構成されている。このフリットを、クロマトグラフィコラム（「ＨＰＬＣコラム」とも呼ばれる）の一端又は両端に配置することができる。代替案として、フリットを、ＨＰＬＣシステムにおける流体の流れから粒子汚染物を閉じ込めて除去するために適したインラインフィルタとして使用することができる。フリットが、ＨＰＬＣシステムにおいてクロマトグラフィコラムの上流のある位置に配置されることは好ましい。例えば、フリットをＨＰＬＣコラムの上流に、好ましくはポンプとインジェクタとの間に、又はインジェクタとクロマトグラフィコラムとの間に位置付けることができる。
【００３５】
本発明によるフリットは、直径が約２．５ミクロン未満の粒子を保持できなければならない。フリットが、複数の細孔又は空所を有する多孔質支持構造を含むことは好ましく、複数の二次粒子が空所の中に満たされ、二次粒子は、フリットが約２．５ミクロン未満の直径の充填材料を保持するように空所に対して寸法付けされている。空所は二次粒子によって部分的に又は完全に満たされ、粒子は、多孔質支持構造の中の空所の中に入って充填するように十分に小さく、これによって二次粒子間に二次細孔ネットワークを生成し、この二次細孔ネットワークのサイズは、約２．５ミクロン未満の直径の充填材料を適切に保持するように十分に小さい。好ましい実施形態では、空所は、フリットが少なくとも５０％の密度を有するように二次粒子によって満たされる。ＨＰＬＣコラムでは、充填材料はクロマトグラフィ充填材料であり、フリットは、約２．５ミクロン未満の直径のクロマトグラフィ充填材料を保持できることが必要である。
【００３６】
さまざまなグレード又は公称粒子保持等級の多孔質支持構造が市販されている。このような多孔質支持構造を、ＨＰＬＣコラム又はその他の液体又は気体クロマトグラフィ用途において使用するために設計することができる。当業者には、多孔質支持構造もクロマトグラフィフリット又はフィルタとして知られていることは理解されよう。本明細書で使用されるように、「多孔質支持構造」という用語は、ＨＰＬＣにおいて、クロマトグラフィコラム又はインラインフィルタのいずれにおいても使用するために適したグレード又は粒子保持等級を有することが好ましいいくつかの多孔質支持構造のうちのいずれか、例えばクロマトグラフィフリット又はフィルタを指す。これらの多孔質支持構造は一般的に公称間隙率と細孔サイズグレードを有し、約２．５ミクロンを超える直径の粒子を保持することができる。本発明によるフリットを作るために適した多孔質支持構造には、約０．５〜約１０の範囲のグレードを有する多孔質焼結ステンレス鋼の多孔質支持構造、例えば０．５グレード及び２．０グレードのステンレス鋼多孔質支持構造が含まれる。多孔質支持構造を、当技術分野では知られている技術によって圧縮成形及び焼結された粒子から作ることができ、これによって特定のグレードの構造を製造する。
【００３７】
多孔質支持構造の中に二次細孔ネットワークを形成するために使用される二次粒子は、多孔質支持構造と同じ材料で作ることができ、又は異なる組成を有してもよい。さらに、二次粒子は、ＨＰＬＣコラムにおいて使用されるクロマトグラフィ充填材料と同じ組成を有することができ、又は異なる組成を有してもよい。二次粒子を不規則な形状又は球状にすることができ、狭いサイズ又は多分散系のいずれにすることもできる。多孔質支持構造の中の空所を容易にかつ効率的に満たす助けになるように、そして新たに形成された二次細孔ネットワークの中の開放空間を最大にするように、二次粒子が球状で狭いサイズのものであることが好ましい。
【００３８】
本発明の好ましい一実施形態では、多孔質支持構造の空所の中にいったん導入されると、二次粒子はさらに適所に固定されて、一体構造を形成する。二次粒子を固定するために、「第２」加熱又は焼結ステップを実施することができ、第２焼結ステップは、二次粒子が多孔質支持構造の空所の中に導入された後に、換言すれば多孔質支持構造の中で二次粒子を満たして圧縮成形した後に起こる。二次粒子を互いに焼結することができるか、多孔質支持構造と焼結することができるか、又はこれらの両方によって焼結することができる。焼結の結果、二次粒子は適所に固着され、これによって多孔質支持構造の中に形成された二次細孔ネットワークを有する一体構造を生成する。いったん形成されると、例えばフリットを密封リングの中にプレスフィットすることによって、又はフリットをかなりの数の典型的なコラム端部取付け具設計の中に挿入することによって、最終フリットをクロマトグラフィコラム本体の中に直接挿入することができる。代替案として、フリットをインラインフィルタとして使用し、ＨＰＬＣシステムの中のどこにでも、好ましくはポンプとインジェクタとの間に、又はインジェクタとクロマトグラフィコラムとの間に位置付けることができる。
【００３９】
好ましい第１実施形態の一実施例では、多孔質支持構造は公称２ミクロン級の３１６ステンレス鋼焼結多孔質支持構造であり、二次粒子は、多孔質支持構造の中に満たされて二次細孔ネットワークを形成する狭いサイズの４ミクロン球状ステンレス鋼粒子である。次いで、満たされた支持構造は焼結されて一体構造を形成する。はるかに小さな二次粒子によって大きな表面積が与えられるので、二次焼結ステップ中に、二次粒子はより粗い多孔質支持構造よりも低い温度で軟化し、そのため多孔質支持構造のサイズと形状は実質的に変らない。
【００４０】
本発明の好ましい第２実施形態によれば、フリットはクロマトグラフィコラムの中に配置されて、コラムを通る流れの方向に対して配向される。この好ましい第２実施形態では、二次粒子の焼結を必要としない。その代わり、二次粒子は多孔質支持構造の中に満たされ、フリットは、クロマトグラフィコラムにおける流体の力が二次粒子を多孔質支持構造から洗い流さないように、流れの方向に配向される。代替案として、好ましい第２実施形態によって製造されたインラインフィルタをクロマトグラフィコラムの上流に、例えばポンプとインジェクタとの間、又はインジェクタとクロマトグラフィコラムとの間に、液体流の流れ方向に対して配向することもできよう。
【００４１】
好ましい第２実施形態の実施例では、多孔質支持構造は公称２ミクロン級の３１６ステンレス鋼焼結多孔質支持構造であり、二次粒子は、多孔質支持構造の中に満たされて二次細孔ネットワークを形成する狭いサイズの４ミクロンステンレス鋼粒子である。満たされる間に、二次粒子は多孔質支持構造の表面を貫通し、それから多孔質支持構造の中に留まる。
【００４２】
当業者には、多孔質支持構造と二次粒子のさまざまな組合せを使用できることが理解されよう。上述のように、ステンレス鋼、より詳細には３１６ステンレス鋼は多孔質支持構造のためには特に好ましい材料である。一般に、多孔質支持構造を、金属、金属合金、金属酸化物、セラミック、及びポリマーからなる群から選ばれた材料にすることができる。特に上に論述した第１実施形態については、多孔質支持構造を、焼結可能金属、焼結可能金属合金、焼結可能金属酸化物、焼結可能セラミック、及び焼結可能ポリマーからなる群から選ぶことができる。上述の実施形態のための好ましい材料には、ステンレス鋼、チタン、ＰＥＥＫ、ポリエチレン、Ｈａｓｔａｌｏｙ（商標）、ポリプロピレン、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、ガラス、二酸化珪素、二酸化チタン、及び酸化ジルコニウムが含まれる。
【００４３】
本発明のフリットを製造するために使用される多孔質支持構造は、約０．５〜約１０の範囲のメディアグレードを有することが好ましい。実施例には、０．５メディアグレードの焼結ステンレス鋼、及び２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼で作られた多孔質支持構造が含まれる。これらの支持構造の中に満たされた二次粒子の直径は約５ミクロン以下であることが好ましい。詳しくは、二次粒子の直径は約３ミクロン〜約５ミクロンの範囲にあり、例えば３．５ミクロン粒子及び４ミクロン粒子である。
【００４４】
本発明のフリットは、いったん形成されると、クロマトグラフィコラムの中に充填材料を保持するようになっているかなりの数のＨＰＬＣコラム端部取付け具の中に内蔵することができ、充填材料は約２．５ミクロン未満の粒径を有する。最終フリットのサイズ、形状、及び機械的特性は市販の多孔質支持構造に類似し、本発明のフリットを、一般に既存の設計を変更することなくＨＰＬＣコラムの中に入れ替えることができる。コラムの端部にフリットを配置するための設計の例には、密封リングの中へのプレスフィット、フィルタハウジングの中へのかしめ封止、コラム本体の端部における開口部の中への直接プレスフィット、及びコラム端部取付け具における開口部の中への直接プレスフィットが含まれる。
【００４５】
次に図面を参照すると、同様な参照番号は本発明の同様な態様を指しており、図１は本発明によるクロマトグラフィコラム１０を図示し、このクロマトグラフィコラムは高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）のために使用することができる。クロマトグラフィコラム１０は、第１端部１４と第２端部１６を有する筒形チャンバ１２を含むことが好ましい。チャンバ１２の第１端部１４は少なくとも１つのフリットを受け入れるために構成され、第２端部１６もまた少なくとも１つのフリットを受け入れるために構成されている。筒形チャンバ１２は、入口取付け具２２と出口取付け具２４をそれぞれ受け入れるための第１端部１４と第２端部１６の外側にねじ山が切られていることが好ましい。入口取付け具２２と出口取付け具２４は同様な方法で製造され、各々は筒形チャンバ１２の対応するねじ山とかみ合うための内部ねじ山を含むことが好ましい。
【００４６】
図２Ａは、フィルタ組立体を含む筒形チャンバの一端部分の拡大断面図であり、チャンバ１２の両端部分は実際には同一である。図２Ａでは、チャンバ１２の第２端部１６と出口取付け具２４が図示されている。しかしながら、チャンバの第１端部と入口取付け具にも同様な配置が実現されている。図２Ｂは、チャンバ１２の第２端部１６と出口取付け具２４の詳細を示すさらに別の拡大図である。
【００４７】
図２Ａに示すように、出口取付け具２４は第１シャフト２６と第２シャフト２８を含む。第１シャフト２６は、好ましくはチャンバ１２の第２端部１６において又はその近くでねじ山を受け入れてこれと協働するための内部ねじ山を有する第１空洞３０を含む。第２シャフト２８は、好ましくは圧縮ねじ及び／又は押えリング（図示せず）のねじ山を受け入れてこれと協働するための内部ねじ山を有する第２空洞３２を含む。代替案として、第２空洞３２は、他の形式の外部取付け機構を受け入れるための円滑な内部仕上げ、又はその他の仕上げを有することができる。空洞３２は、この中に受け入れようとする取付け機構の形式と両立できるように形成されることが好ましく、第２空洞３２の中に取付け機構を案内する助けとなるために外に向かって広がる開口部３４を含むことができる。
【００４８】
図２Ｂに示すように、チャンバ１２の第２端部１６は、本発明によるフリット４４を受け入れるための中空中心部を有する円形平面リング４０（又は「密封リング」）を含むことができる。円形平面リング４０はチャンバ１２の第２端部１６と接触しており、［円形］平面リング４０は第２端部１６と空洞３０の一端部との間にくさび止めされている。［円形］平面リング４０は、第１シャフト２６の空洞３０の内部における封止表面として役立つことが好ましい。フリット４４を平面リング４０の中にプレスフィットするか、さもなければ受け入れることができる。円形リングとして図示されているが、平面リング４０を、本発明のさまざまな実施形態において長円形、矩形、及びその他の形状などの、さまざまな形状に形成することができる。
【００４９】
フリット４４は、本発明の第１又は第２実施形態によれば、二次粒子により満たされる前又は後に密封リング４０の中に挿入されることが好ましい。例えば、好ましい第１実施形態によれば、二次粒子を多孔質支持構造の中に満たし、次いで焼結して一体構造を製造することができる。代替案として、好ましい第２実施形態によれば、二次粒子を多孔質支持構造の中に満たし、フリット４４はクロマトグラフィコラムを通じて、すなわちチャンバ１２を通じて流れの方向に対して配向され、フリット４４の中に満たすことができる。図２Ｂは、密封リング４０の内部に位置付けられた第１又は第２実施形態によるフリット４４を図示する。フリット４４は、フリット４４の中に含浸された二次粒子４６を含み、二次粒子４６はフリット４４の中で約１０ミクロンを超える深さまで貫通することが好ましい。図２Ｂに示すように、フリット４４はチャンバ１２の方向に向けられ、二次粒子４６は、チャンバ１２に面するフリット４４の表面又はその近くにおいて最大の濃度で備えられる。
【００５０】
図３は、フリット４４を平面リング４０の中に挿入した後の円形平面リング４０とフリット４４の正面図である。図３に示すように、フリット４４は平面リング４０の中にプレスフィットされており、平面リング４０は、平面リング４０を出口取付け具２４の第１空洞３０の中に取り付けたときに密封表面として働く。フリット４４と平面リング４０を受け入れるために構成することができる入口取付け具２２（図示せず）のために同様な配置が提供される。
【００５１】
図１に示すようなＨＰＬＣコラムを組み立てるために、多孔質支持構造、例えば約０．５〜約１０の範囲にあるメディアグレードを有する焼結ステンレス鋼多孔質支持構造は二次粒子により満たされ、フリット４４を調製する。その際、フリットをクロマトグラフィコラムの中に配置する前又は後のいずれかに二次粒子を満たすことができる。例えば、フリットを０．５メディアグレードの３１６Ｌ多孔質支持構造から作ることができ、フリット４４は、出口取付け具２４の第１空洞３０の中に受け入れられる密封リング４０の中にプレスフィットされる。フリット４４の頂部表面が、二次粒子が焼結されると配向は必要とされないが、チャンバ１２の方に配向されることは好ましい。チャンバ１２の第２端部１６が十分なトルクで第１空洞３０の中にねじ込まれて、約５０００〜５００００ｐｓｉの圧力に耐えることができるシールを提供することが好ましい。
【００５２】
同様な方式で、フリットを、フリット４４が密封リング４０の中にプレスフィットされる２．０メディアグレード３１６Ｌ多孔質支持構造などの、適切な支持構造を選択することによって、入口取付け具２２に配置することができ、密封リング４０を、出口取付け具２４について上述したものと同じ方式で、入口取付け具２２の第１シャフトの空洞の中に受け入れることができる。フリット４４の頂部表面が、二次粒子が焼結されると配向は必要とされないが、チャンバ１２の方に配向されることは好ましい。従来のスラリー充填技術を使用して、チャンバ１２を充填材料によって、好ましくはクロマトグラフィ充填材料によって満たすことができる。次いで、２．０メディアグレードのフリットを含む入口取付け具２２の空洞を、十分なトルクを使用してチャンバ１２の第１端部１４の中にねじ込んで、約５０００〜５００００ｐｓｉの圧力に耐えることができるシールを提供する。入口取付け具の第２空洞（出口取付け具２４の第２空洞３２と等価）は、圧縮ねじ、押えリング、及びチュービングを使用して溶剤流に連結されることが好ましく、チュービングは一般的にチャンバ１２の内径よりも実質的に小さな内径を有する。出口取付け具の第２ねじ山付き空洞３２を、圧縮ねじ、押えリング、及びチュービングを使用して検出器（例えば、図７に示す検出器７６）に連結することができる。
【００５３】
クロマトグラフィコラムの中にフリット４４を保持するための適切な配置の他の例を図４Ａ〜４Ｂ及び５Ａ〜５Ｂに示すが、下記の例において、同様な参照番号は同様な部分を示す。図４Ａ及び４Ｂは、出口取付け具１２４の開口部１５０の中にフリット１４４が受け入れられる配置を示す。フリット１４４を開口部１５０の中に受け入れることもできるが、フリット１４４は開口部１５０の中にプレスフィットすることが好ましい。図４Ａ及び４Ｂに示すように、チャンバ１１２の第２端部１１６は、直接若しくはベアリングの使用を介して出口取付け具１２４の端部表面に接触している。図４Ａ及び４Ｂに図示するフリット１４４は図２Ａ及び２Ｂのフリット４４と同じものであり、二次粒子１４６によって好ましくは約１０ミクロンを超える深さまで含浸されている。図４Ｂに示すように、フリット１４４はチャンバ１１２に向けて配向されているが、このような配向は二次粒子１４６が焼結されている場合は必要ではない。
【００５４】
図５Ａ及び５Ｂは、フリット２４４がチャンバ１１２の第２端部２１６又はその近くに位置する開口部２６０の中に受け入れられた別の配置を図示する。別の係合機構を利用することができるが、フリット２４４を開口部２６０の中にプレスフィットすることが好ましい。チャンバ２１２の第２端部２１６は、図４Ａ及び４Ｂの例におけるように、出口取付け具２２４の端部表面に接触していることが好ましい。図５Ａ及び５Ｂに図示するフリット２４４は図２Ａ及び２Ｂに図示するフリット４４と同じものであり、二次粒子２４６によって好ましくは約１０ミクロンを超える深さまで含浸されている。図５Ｂに示すように、フリット２４４はチャンバ２１２に向けて配向されているが、このような配向は二次粒子２４６が焼結されている場合は必要ではない。
【００５５】
図６Ａ及び６Ｂは、フリット３４４が本発明によるＨＰＬＣシステムにおいてインラインフィルタとして使用される配置を図示する。フリット３４４はＨＰＬＣシステムにおいて、図６Ａ及び６Ｂに示すように、ポンプとコラムの間などのクロマトグラフィコラムの好ましくは上流に位置付けられる。図６Ａ及び６Ｂのインラインフィルタをポンプとインジェクタの間に位置付けることができるが、同様な配置をインジェクタとコラムの間に備えることもできる（例えば図７を参照）。
【００５６】
図６Ａ及び６Ｂに示すように、第１及び第２相補取付け具３７０及び３２４が、圧縮ねじ、押えリング、及びチュービングを使用してＨＰＬＣシステムにおいて溶剤流に連結されている。フリット３４４は、別の係合機構を利用することができるが、第１取付け具３７０の開口部３５０の中にプレスフィットされている。取付け具３２４及び３７０がクロマトグラフィコラムの上流に配置され、フリット３４４がＨＰＬＣシステムの中に導かれる粒子汚染物をコラム入口に達する前に捕捉できるようにし、これによってクロマトグラフィコラムの寿命を長くすることは好ましい。第１取付け具３７０の端部３７２が、直接又はベアリングの使用を介して第２取付け具３２４の端部表面に接触していることは好ましい。図６Ａ及び６Ｂのフリット３４４は、図２Ａ及び２Ｂのフリット４４と同じものであり、二次粒子３４６によって好ましくは約１０ミクロンを超える深さまで含浸されている。図６Ｂに示すように、フリット３４４は、クロマトグラフィ粒子を上流に保持するように第１取付け具３７０に向けて配向され、これによって粒子の漏出を防止するが、この配向はフリット３４４の二次粒子３４６が焼結されている場合は必要とされない。本発明の範囲内にあるＨＰＬＣシステムにおいて使用するために、本発明のフリットのさまざまなその他の配置を提供することができる。
【００５７】
（実施例１）
３．５ミクロンの二次粒子を含む多孔質支持構造を次のように満たした。０．５メディアグレードの多孔質支持構造を、密封表面を可能にする（図３に示すような）円形平面リングの中にプレスフィットした。多孔質支持構造を含む密封リングを出口取付け具の中に配置した。出口取付け具をチャンバ（コラム）の第２端部（出口端部）に取り付けた。３ｍＬのリザーバをチャンバの空の第１端部（入口）に取り付けた。Ｔ字管をリザーバの頂部に取り付けた。ポンプをＴ字管の側部開口部に取り付けた。次いで、０．０１グラムの３．５ミクロンのクロマトグラフィ充填材料を３ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）の中で混ぜて超音波処理した。粒子溶液を２分間超音波処理した。粒子溶液を、Ｔ字管の頂部開口部を通じてリザーバの中に注ぐか又はピペットで移した。粒子溶液に約２．２ｍＬのＴＨＦを注ぎ足した。溶液を導くために使用されるＴ字管における頂部開口部に栓をした。ポンプによって給送される６０００ｐｓｉの圧力を、５ｍＬがチャンバ出口において収集されるまで加えた。出口取付け具組立体をチャンバから分離した。粒子で満たされた多孔質支持構造を含む密封リングを出口取付け具組立体から除去した。過剰の材料を、密封リングと満たされた多孔質支持構造の頂部表面から除去した。同じ手順を使用して、フリットを図１０Ｃに示すような２ミクロンのクロマトグラフィ粒子で満たした。
【００５８】
実施例１は、二次焼結ステップを必要とせずに、コラムの出口側で使用するためのフリットを調製するために適している。本発明のこの実施形態によれば、フリットは、流体力が二次粒子をフリットから洗い出さないように、クロマトグラフィコラムを通じて流れの方向に対して配向される。
【００５９】
（実施例２）
４ミクロンのステンレス鋼粒子を含むフリットを次のように調製した。直径２．１ｍｍ及び厚さ０．０４０インチ（約１ｍｍ）の多孔質支持構造（２．０メディアグレードの焼結ステンレス鋼）をステンレス鋼密封リングの中にプレスフィットした。多孔質支持構造を固定具の中に置き、こうして多孔質支持構造に真空を通した。狭いサイズの粒子（直径４ミクロン）を１０ｍＬのトルエンの中に懸濁させ、磁気撹拌棒を使用して混合した。小体積の粒子懸濁液を多孔質支持構造の上に置き、支持構造の内部の空所の中に貫通させ充填させた。満たされたフリットの過剰の粒子を拭き取って清浄にし、次いで制御されたＨ２雰囲気の中で約１時間１９００°Ｆ（約１０３８℃）に焼結し、粒子を一体構造の中に永続的に固定した。０．５および２．０の両方のメディアグレードのフリットがこの処理により満たされた。
【００６０】
実施例２では、説明した実施形態は、多孔質支持構造の中に受け入れられた二次粒子を焼結する「第２」ステップを含む。
【００６１】
（実施例３）
上記の各実施例では、各フリットは少なくとも５０％の密度を有することが好ましい。換言すれば、空所又は細孔はフリットの容積の５０％未満を構成する。フリットの密度は、二次粒子が空所に満たされた後に増加し、これによって間隙率を減少させる。
【００６２】
実施例３では、０．５及び２．０メディアグレードの多孔質支持構造を使用して貫通深さを測定した。２．０メディアグレードの多孔質支持構造については、満たされていない構造の間隙率は３２％（６８％の密度）であった。０．５メディアグレードの多孔質支持構造については、満たされていない構造の間隙率は１９％（８１％の密度）であった。各支持構造の直径は２インチ（約５．０８ｃｍ）、厚さは０．１２５インチ（約３．１８ｍｍ）であった。多孔質支持構造の重量を３１６Ｌステンレス鋼の固体部分の予期重量と比較することによって、間隙率を測定した。次に、多孔質支持構造を４ミクロンのステンレス鋼球状粒子（二次粒子）で片側からスラリー充満し、乾燥して新しい重量を得た。多孔質支持構造における空所の貫通容積の約５０％が二次粒子によって満たされると仮定して、空所の中への二次粒子の貫通深さを計算することができる。
【００６３】
予期されたように、２．０メディアグレードの支持構造における二次粒子の貫通深さは、０．５メディアグレードの支持構造におけるものよりも大きかった。両支持構造では、フリットの満たされない及び満たされた間隙率は、これらの構造の高い密度の結果として低かった（容積で５０％未満）。２メディアグレードのフリットにおける二次粒子の貫通は約０．００７インチ（１７８ミクロン）であった。０．５メディアグレードのフリットについては、二次粒子の貫通は約０．００１１インチ（２８ミクロン）であった。
【００６４】
（実施例４）
６個のコラム（Ａ〜Ｆ）を１．７ミクロンのクロマトグラフィ充填材料で充填し、各コラムに０．５メディアグレードのフリットを配置した。先に論述したように、コラムＡ〜Ｃはコラム出口で従来の０．５メディアグレードのフリットを使用し、コラムＤ〜Ｆは二次粒子で満たした０．５メディアグレードのフリットを使用した。コラムＤ〜Ｆで使用されたフリットを、実施例１で説明した方法によって、充填材料と同じ組成の３．５ミクロンの二次粒子を使用して満たした。図９は、ＨＰＬＣ移動相におけるコラム平衡中の２５４ｎｍで収集されたＵＶトレースを示す。コラムＡ〜Ｃに関するＵＶトレースは、従来のフリットを通る１．７ミクロン充填材料の移動の指標となるスパイクを明確に示している。本発明の予め満たしたフリットを出口に使用して組み立てられたコラムＤ〜Ｆについては、ＵＶトレースの中にスパイクは存在しない。
【００６５】
図１０Ａに示すように、０．５メディアグレードのフリットを３．５ミクロンの二次粒子で満たすと、二次粒子は空所の中に含浸することになり、これによって二次細孔ネットワークを形成する。図１０Ｂの底部の図に示すように、二次粒子はフリットの空所又は細孔の内部に取り囲まれており、粒子の漏出の証拠はない。
【００６６】
図１１Ａは、二次粒子で満たされる前の０．５メディアグレードのフリットのＳＥＭ（走査型電子顕微鏡写真）である。図１１Ｂに示すように、４ミクロンの球状ステンレス鋼粒子で満たして二次焼結ステップで焼結された後に、一体構造が形成される。
【００６７】
開示したフリット、クロマトグラフィコラム、及び関連する方法と装置を、好ましい実施形態に関して説明したが、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、本発明の精神と範囲から逸脱することなく本発明に対して修正及び変更を行うことができることは明らかである。
【００６８】
ここにおいて、本明細書の中で引用したすべての特許、公開された特許出願、及びその他の参照文献の内容はすべて、全体として参照により本明細書の中に明白に組み込まれている。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】コラムを通る流れの方向が矢印で示されている、本発明による高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）コラムの部分断面図である。
【図２Ａ】フリットを保持するためのある配置による図１のＨＰＬＣコラムのコラム出口の拡大断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す範囲の拡大図である。
【図３】図１のＨＰＬＣコラムにおいて使用するために構成されたフリットを含む密封リングの概略前面図である。
【図４Ａ】フリットを保持するための別の配置による図１のＨＰＬＣコラムのコラム出口の拡大断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す範囲の拡大図である。
【図５Ａ】フリットを保持するためのさらに別の配置による図１のＨＰＬＣコラムのコラム出口の拡大断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す範囲の拡大図である。
【図６Ａ】本発明によるＨＰＬＣシステムにおけるインラインフィルタとして配置されたフリットの断面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示す範囲の拡大図である。
【図７】（従来の技術）典型的なＨＰＬＣシステムの各構成部分を示すブロック図である。
【図８】（従来の技術）２．２ミクロンのクロマトグラフィ充填材料によって充填されたクロマトグラフィコラムから除去された、従来の０．５メディアグレードステンレス鋼フリットの下流側の走査型電子顕微鏡写真である。
【図９】コラムＡ〜Ｃは従来の０．５メディアグレードフリットを使用し、コラムＤ〜Ｆは本発明による二次粒子で満たされたフリットを使用した、６個のコラムに関する一連のＵＶトレースを示すグラフである。
【図１０Ａ】３．５ミクロンのクロマトグラフィ粒子で満たされた０．５メディアグレードフリットの頂部の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１０Ｂ】３．５ミクロンのクロマトグラフィ粒子で満たされた０．５メディアグレードフリットの底部の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１０Ｃ】２ミクロンのクロマトグラフィ粒子で満たされた０．５メディアグレードフリットの頂部の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１１Ａ】満たされる前の０．５メディアグレードフリットの頂部の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１１Ｂ】４ミクロンのステンレス鋼粒子で満たし、二次工程で焼結した後の、０．５メディアグレードのフリットの頂部の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【国際調査報告】
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