(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のカラムにクロマトグラフィー媒体のスラリーを充填するのに、前記第１のカラム内に充填された媒体の所望の床高さが得られるように充填する方法であって、
第２のカラム（１）を使用して、スラリー液中のクロマトグラフィー媒体の濃度を求める方法を含み、その方法は、
上端部（３）と下端部（２）を有していて、その中にクロマトグラフィー媒体を保持するようになっている前記第２のカラム（１）を設けるステップと、
規定された体積の前記スラリー（１５）を前記第２のカラム（１）の中へ導入するステップと、
前記第２のカラム（１）を通って前記第２のカラム（１）の前記上端部から前記下端部へ流れる液体の流れを提供して、前記クロマトグラフィー媒体を前記第２のカラム（１）内で沈降させるステップと、
圧密された前記クロマトグラフィー媒体の床高さ又はそれに関係のある値を測定するステップと、
前記測定された床高さの値から、前記スラリー中の前記クロマトグラフィー媒体の濃度の値を求めるステップと、を含み
前記求められたスラリー濃度の値から、前記第１のカラム内に前記所望の床高さが得られるように前記第１のカラムの中へ導入されるスラリーの量を求めるステップと、
前記第１のカラムに前記求められたスラリー量を充填するステップと、
から成る方法。
【請求項２】
前記クロマトグラフィー媒体を沈降させるステップに先立ち、前記媒体には、前記第２のカラム（１）の中で洗浄ステップが施される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記洗浄ステップは、液体を、前記第２のカラム（１）を通して前記第２のカラム（１）の前記下端部（２）から前記上端部（３）に向けて流すステップを備えている、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記洗浄ステップは、液体を、前記第２のカラム（１）を通して前記第２のカラム（１）の前記上端部（３）から前記下端部（２）に向けて流すステップと、前記媒体を前記カラム内で沈降させるステップの前に、前記媒体を前記第２のカラム（１）の中で混和させるステップと、を備えている、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記洗浄ステップは、液体を、前記第２のカラム（１）を通して、前記第２のカラム（１）の前記下端部（２）から前記上端部（３）に向かう方向と前記上端部（３）から前記下端部（２）に向かう方向の間で交互に向きを変えて流すステップを含んでいる、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記洗浄ステップの前記液体は、前記スラリーの液体以外の液体である、請求項２から５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記沈降媒体は、前記床高さ又はそれに関係のある値を測定する前に、規定された時間の間置いて安定化させる、請求項１から６の何れかに記載の方法。
【請求項８】
前記第２のカラム（１）は、実質的に前記第１のカラムより小さい、請求項１から７の何れかに記載の方法。
【請求項９】
前記第１のカラムは、パイロット型カラム又はプロセス型カラムであり、前記第２のカラム（１）は、実験型カラムである、請求項１から７の何れかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラリー液又は懸濁液中のクロマトグラフィー媒体の濃度を求めるための方法と装置、並びに、クロマトグラフィーカラム充填における前記方法の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
クロマトグラフィーは、調製作業及び分析作業の両方において、また精製処理全般においても、定着した有用な技法である。代表的な産業用クロマトグラフィー装置は、直立型のハウジング又はカラムを有しており、その中では、通常は粒子状媒体である充填物質の床が透過性を有する保持層に支えられている。流体移動相は、例えばカラムの上部に設けられた入口を通って入り、通常は、多孔質であるか、穿孔を有するか、メッシュか、又は他の限定的な透過性を有する層を通り、充填床の中を通過し、通常は限定的な透過性を有する層の下方にある出口から取り出される。
【０００３】
充填材料の床は、通常、規定された体積の媒体のスラリーをカラムに加え、カラムを通る液体の流れによって媒体をカラム内で沈降させることによりカラムに充填される。カラムを充填する場合、正確な量の媒体がカラムに移されるように、スラリー濃度を知ることは、どの様なスケールの場合も極めて重要であるが、プロセスのパイロットスケールでは最重要である。これは、再現可能なやり方で、正確な圧縮荷重で正確な床高さを実現するのに必要である。これは、現在、カラム充填の最も制御がうまくいかない態様の１つであり、多くの試みが失敗に終わっている。
【０００４】
今日、スラリー濃度は、メスシリンダの中で、一晩かけて重力沈降させることによって測定されることが多い。この測定法には計画設定と精度が必要であるが、欠いていることがしばしばある。また、多くの媒体は、標準的な終夜沈降後も完全に沈降せず、より長い時間を要する。このことは、しばしば無視され、測定されたスラリー濃度が、しばしば、正確な数値から大きく外れてしまうことがある。
【０００５】
従って、濃度定量を簡素化すると共に、床圧縮荷重、床高さ、又はその両方を変更することによって、プロセスのばらつきを少なくすることで定量の質を向上させることのできる手段が必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の１つの目的は、スラリー濃度を求めるための改良された方法を提供することである。これは、特許請求の範囲の請求項１に記載されている方法によって実現される。この方法を用いれは、スラリー濃度を、短時間の内に、例えば１時間以内に、正確に測定することができる。同方法は、その汎用的な利用可能性によって、あらゆる種類のクロマトグラフィー媒体に適応することができる。
【０００７】
本発明のもう１つの目的は、改良されたカラム充填方法を提供することである。これは、特許請求の範囲の請求項８に記載されている方法によって実現され、スラリー濃度を求めるためにカラム充填に際し上述の方法を使用することを含んでいる。
【０００８】
本発明の更に別の目的は、スラリー濃度を求めるための装置を提供することである。これは、特許請求の範囲の請求項１１に記載の装置によって実現される。同装置は、簡素化されてもよいし、随意的に使い捨て様式にされてもよい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
スラリー濃度を求めるための方法の或る好適な実施形態では、同方法は、濃度を測定する前に、濃度定量に使用される体積のスラリー化された媒体を洗浄する段階を含んでいる。
【００１０】
別の適した実施形態は、従属請求項に記載されている。
以下、添付図面を参照しながら、本発明を、限定では無く単に一例として、以下の記述により詳細に説明してゆく。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】スラリー濃度を求めるための本発明による装置の概略図であり、カラムには、濃度定量の対象である規定された体積のスラリーが充填されている。
【図２】図１と同様の図であり、カラムの上端部がキャップで閉鎖された状態を示している。
【図３】図２と同様の図であり、カラムの下部からカラムの上部へ液体を逆流させることによってスラリーの洗浄が開始された状態を示している。
【図４】図３と同様の図であり、媒体が混和された洗浄液がカラムの上部まで広がった（そして、媒体が上部に向けて充填され始めた）状態を示している。
【図５】図３及び図４と同様の図であり、カラムの上部から下部へと液体の流れを導入することによって媒体圧密が開始された状態を示している。
【図６】図５と同様の図であり、充填が完了し、床高さ／スラリー濃度を同カラムから読み取ることができる状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上で述べた様に、本発明は、スラリー液（懸濁液）中のクロマトグラフィー媒体の濃度を測定するための方法及び装置を提供している。スラリー濃度が分かれば、同スラリーを使用して、特に大スケールのカラムに、正確な圧縮荷重で正確な床高さが得られるように、正確な量の媒体を充填することが可能になる。簡単に言えば、この方法は、流れを使用することによってカラム内でスラリーを沈降させる（即ち、大スケールカラムでの媒体充填と類似するが、同じ流量を用いる必要はない）段階と、次いで、圧密された媒体の高さを測定して、スラリー濃度又はスラリー濃度に関係のある値又は測定値を得る段階と、を含んでいる。本発明の方法は、どの様なスケールのカラムであってもその充填に関連して使用することができるが、プロセスのパイロットスケールでのカラム充填に最も有益であると考えられる。次に、装置の或る実施形態を、図１から図６を参照しながら説明してゆく。図面全体を通じて対応する部分には同じ参照番号を付している。
【００１３】
図１から図６に示されている装置は、下キャップ２と上キャップ３の形態をしている端部品を有するクロマトグラフィーカラム１を備えており、両キャプは、染色媒体をカラム内に保持するためのフィルタ又は同種のものを含んでいる（図１では、上キャップ３は、カラムの上端部から取り外されている）。下キャップ２は、導管５を介してセレクタ弁６に接続されている入口／出口４を有している。同様に、上キャップ３は、導管８を介してセレクタ弁６に接続されている入口／出口７を有している。弁６も導管９を介してポンプ１０に接続されており、ポンプ自体は導管１１を介して、液体（緩衝剤）１３、例えば水が入れられた容器１２に接続されている。液体１３は、大スケールカラムの充填に使用されるものと同じ液体又は少なくともその代表的なものであるのが望ましい（通常、スラリーは、保存溶液、例えば２０％エタノールに含まれているが、これは、大スケールカラムを充填する場合には置き換えられることになる）。導管１４は、ポンプ１０をセレクタ弁６を介して廃棄部（図示せず）に接続している。図示の例では、カラム１には目盛１５が設けられている（しかしながら、透明な定規又は同種物の様な他の手段で置き換えてもよい）。カラム１のスラリー濃度の測定は、以下の様に実施することができる。
【００１４】
まず図１に示す様に、上キャップ３をカラム上部から取り外した状態で、濃度（又は濃度に関係のある値）の測定の対象となる規定された体積のスラリー１６が、矢印１７で示す様に、開口しているカラム上部を通してカラム１に注ぎ込まれ、例えば、所定のレベル、例えば１００ｍｍの高さまで加えられる。カラムがスラリー１６で完全に満たされない場合は、水１８を加えてカラムを完全に満たす。その後、上キャップ３が、図２に示す様にカラム上部に取り付けられる。
【００１５】
次に図３では、ポンプ１０がカラム下部入口４と廃棄部へ通じるカラム出口７とに接続されるように、セレクタ弁６がセットされると、ポンプを作動させて、洗浄緩衝剤１３が容器１２からカラム１を通って矢印１９で示される様にカラムの下部から上部に向かう方向に流れるようにする。このプロセスでは、媒体は、図４に示されている様に、カラム容積全体に亘って液体と混和することになる。適切な量の洗浄液、例えばカラム容積の５倍分の洗浄液がカラムを通過すると、スラリー１６は洗浄されて保存溶液を含んでいない状態になる。
【００１６】
次いで、カラム下部入口４を通る液体の流れが停止され、ポンプ１０がカラムの上部入口７と廃棄部へ通じる下部入口４とに接続されるように、弁６がセットされる。随意的に、カラムの内容物はこの時点で（上キャップ３を取り外した後）手作業で混和されるか又は再懸濁される。その後、ポンプ１０を作動させて、緩衝剤１３を容器１２から上部入口７を通して送り込み、図５の矢印１９に示される様に、カラム１を通る下向きの流れが引き起こされるようにする。カラムを通る流れは、図６に示す様に、媒体がカラムの下層部分に沈降し、圧密された媒体床上方の液体１３中に確認できる媒体粒子が無くなるまで継続される。流れが停止されたら、媒体床は、一定時間、例えば３０分程度置いて安定化させる。その後、媒体床の上レベルの値が、図６に矢印２０で示されている様に、カラム１の目盛１５で読み取られる。上で述べた様に、この値は、床高さ又はそれに関係のある値である。そこで、この値を使用して、正確な床高さと床圧縮荷重が得られるように、大スケールカラムに加えるスラリーの量を計算することができる。目盛で読み取られた異なる値、及び望ましくは異なるクロマトグラフィー媒体、に対応したスラリー量を読み取ることができる表、図表、グラフ、又は同種のものが提供されるのが適切である。
【００１７】
媒体の洗浄と沈降（圧密）にとって最適な流量と時間は、使用される個々の媒体に応じて変化してもよい。しかしながら、この様な最適化は、当業者であれば容易に行うことができるであろう。
【００１８】
随意的に、流れの方向を、洗浄進行中に１回又はそれ以上の回数、反転（脈流化）させてもよい。
高スラリー濃度（例えば６０体積％より上）では、媒体の沈降密度が低いために問題が生じるかもしれない。これは、スラリーを所定レベルまで追加する前に、規定された体積の液、例えば水、をカラムに追加して、簡単な計算を行うことによって、簡単に補正することができる。
【００１９】
上で説明されている方法と装置は、好都合にも自動化できることが、容易に理解されるであろう。
以下の特定の実施例では、本発明の方法の実施形態が説明されており、この実施例は、ポンプ、弁、及び関係付けられた導管に代えてシリンジを使用しているが、上で説明され図１から６に示されている装置と共に使用することもできる。
【実施例】
【００２０】
スラリー濃度の測定
この方法を、Tricorn（商標）10カラムを用いて実行した。以下に説明する方法では、シリンジを使用したが、ポンプを使用してもよい。スラリーをカラムに加え、次いで洗浄し、再度懸濁させ、３０分間置いて沈降させ、その後濃度を測定した。この方法は、６０％（体積）より下のスラリー濃度については精度が高い。より高い濃度では、ステップ５で媒体を加える前に、Tricorn（商標）カラムに厳密に４ｍｌの水を加えることによってスラリーを希釈する。測定された濃度を希釈係数０．６で除算することによって、（スラリー試料体積が取り出される）バレル又は槽内の濃度を計算する。
カラム充填
１．フィルタ付き下端部品をTricorn（登録商標）10カラムに取り付ける。
【００２１】
２．透明な定規をカラムの側面上に、定規のゼロ点を下部フィルタの表面に一致させて、注意深くテープで貼る。
３．ストッパを下部出口に設置する。
【００２２】
４．カラムを直立姿勢に置く。
５．媒体がカラムの壁に付くのを回避するため、十分に混和されたスラリーを、パスツールピペットを用いて、カラムの１０ｃｍマークより下まで加える。１０ｃｍに達するまで充填する。
【００２３】
６．カラムのガラス本体が満たされるまで水を加える。
７．フィルタ付き端部品をカラムの上部に取り付ける。
洗浄段ステップ
１．蒸留水が充填された２０ｍｌシリンジをカラムの上部に取り付ける。
【００２４】
２．カラムの下部出口からストッパを取り外す。
３．約６−１０ｍｌ／分の流量でシリンジを押圧しながら洗浄する。
４．合計５０−６０ｍｌの蒸留水で洗浄し、空気がカラムの中へ押し入れられるのを回避する。
【００２５】
５．ストッパを元に戻す。
再懸濁と沈降
１．上側の端部品を取り外す。
【００２６】
２．適切な道具で攪拌することによってカラムの中の媒体を十分に混和させる。
３．上側の端部品を元に戻す。空気を回避する。
４．蒸留水が充填された２０ｍｌシリンジを上側の端部品に取り付ける。
【００２７】
５．カラムの下部出口からストッパを取り外す。
６．媒体床より上方の液体に粒子が無くなるまでシリンジを６−１０ｍｌ／分で押圧する。
【００２８】
７．流れを停止させる。
８．ストッパを元に戻す。
スラリー濃度の定量
１．床を流れの無い状態で３０分間置いて安定させる。
【００２９】
２．床高さを読み取る。
３０分後の高さは、試料のスラリーの濃度に対応している。
本方法は、Capto（商標）S（GE Healthcare Life Sciences Uppsala, Sweden）で有効性が認められたが、同媒体は、その保存溶液中に非常に疎らに沈降する媒体であり、例えば、同じ媒体体積では、保存溶液で５９％（体積）、水で５３％（体積）になる。この媒体が保存緩衝剤を完全に含まなくなるように洗浄されなければ、濃度測定は誤差が多くなる。緩衝材に幾らかの導電性があれば、これらの結果を招く原因になる。
【００３０】
以上より、ここでは、説明を目的として本発明の特定の実施形態を説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱すること無く、様々な修正を加えることができることが理解頂けるであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲による以外に、限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３１】
１  クロマトグラフィーカラム
２  下キャップ
３  上キャップ
４、７  入口／出口
５、８、９、１１、１４  導管
６  セレクタ弁
１０  ポンプ
１２  容器
１３  液体（緩衝剤）
１５  目盛
１６  スラリー
１７  スラリーの充填を示す矢印
１８  水
１９  緩衝剤の流れを示す矢印
２０  目盛りを読み取りを示す矢印
【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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【図６】
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