(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラム軸心方向を上下方向にして配置されたクロマトカラムと、該クロマトカラム内に供給された充填剤又はそのスラリーを加圧するための可動栓とを有する液体クロマトグラフィー装置において、
該可動栓として上側可動栓及び下側可動栓を備えており、
該上側可動栓及び下側可動栓にそれぞれ通液手段が設けられており、
該クロマトカラムの側面の下部に充填剤スラリーの導入口が設けられており、
前記下側可動栓を前記充填剤スラリー導入口より下位に配置させ、前記上側可動栓を上方向へ移動させることにより該充填剤スラリー導入口から充填剤スラリーがクロマトカラム内部に引き込まれるように構成されていることを特徴とする液体クロマトグラフィー装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体クロマトグラフィー装置に対し充填剤を充填する方法であって、
前記下側可動栓及び上側可動栓をクロマトカラムの下部に位置させ、この際、下側可動栓を前記スラリー導入口よりも下位に配置しておき、前記上側可動栓を上方に移動させて前記スラリー導入口から充填剤スラリーを前記クロマトカラム内に供給し、その後、下側可動栓をスラリー導入口よりも上位に位置させた後、上側可動栓を下降させるか又は下側可動栓を上昇させて充填層を形成することを特徴とする充填剤の充填方法。
【請求項３】
カラム軸心方向を上下方向にして配置されたクロマトカラムと、該クロマトカラム内に供給された充填剤又はそのスラリーを加圧するための可動栓とを有する液体クロマトグラフィー装置において、
該可動栓として上側可動栓及び下側可動栓を備えており、
該上側可動栓及び下側可動栓にそれぞれ通液手段が設けられており、
該クロマトカラムの側面の上部に充填剤スラリーの導入口が設けられ、下部に充填剤スラリーの排出口が設けられており、
前記上側可動栓を前記充填剤スラリー導入口よりも上位に配置させ、前記下側可動栓を下方向へ移動させることにより該充填剤スラリー導入口から充填剤スラリーがクロマトカラム内部に引き込まれるように構成されていることを特徴とする液体クロマトグラフィー装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液体クロマトグラフィー装置に対し充填剤を充填する方法であって、
前記下側可動栓及び上側可動栓をクロマトカラムの上部に位置させ、この際、上側可動栓を前記スラリー導入口よりも上位に配置しておき、前記下側可動栓を下方に移動させて前記スラリー導入口から充填剤スラリーを前記クロマトカラム内に供給し、その後、上側可動栓をスラリー導入口よりも下位に位置させた後、上側可動栓を下降させるか又は下側可動栓を上昇させて充填層を形成することを特徴とする充填剤の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体クロマトグラフィー装置に係り、特にクロマトカラム内の充填剤又はそのスラリーを可動栓で加圧するよう構成した液体クロマトグラフィー装置に関する。また、本発明は、このクロマトカラム内に充填剤の充填層を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体クロマトグラフィーは、天然物や発酵生産物、遺伝子組み替え等による培養生産物、合成反応物中の目的物質を目的の純度、精製速度で分離精製する手段として広く用いられている。
【０００３】
クロマトカラム（液体クロマトグラフィー用カラム）へ充填剤を充填する場合、クロマトカラム内に充填剤スラリーを供給した後、可動栓を駆動手段で駆動させて該スラリーを加圧し、多孔板を有したクロマトカラム蓋又は該可動栓を介してスラリー中の溶媒をクロマトカラム外に押し出し、充填剤の充填層を形成することが行われている。充填終了後は、可動栓による充填層の加圧を維持する（特許文献１，２）。
【０００４】
この特許文献１，２では、クロマトカラム内に充填剤スラリーを供給するときには、可動栓をクロマトカラム外に離脱させておき、充填剤スラリーを供給した後、可動栓をクロマトカラムに嵌合させ、前進させるようにしている。このように可動栓をクロマトカラム外に位置させて充填剤スラリーを供給する場合、クロマトカラム内に大気中から異物が混入するおそれが大きい。
【０００５】
可動栓をカラム外に離脱させることなくクロマトカラム装置に充填剤を充填する方法として、特許文献３には、可動栓をカラムの所定位置まで移動させた後、可動栓中央部のバルブ（またはノズル）を開けて充填剤スラリーを注入し、ポンプ吐出圧で押圧する、あるいは、可動栓中央部のバルブ（またはノズル）を閉じて可動栓を下降させて充填剤を押圧する方法が記載されている。
【０００６】
この特許文献３では、可動栓中央部にバルブ（またはノズル）があり、このバルブ（またはノズル）に相当する可動栓面積部分は、被処理液を流すことができない。また、被処理液がカラムに流入する面、あるいは流出する面に液が流れない部分があると、カラム内での液の流れに偏流が生じ、分離精製効率が低下する。また、充填剤スラリーをポンプの吐出圧のみで充填する場合、ポンプの吐出圧がポンプの状態、例えば温度や駆動部の劣化具合によって異なる為、充填条件を一定にする事が容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３４６８３３
【特許文献２】特開２００５−３２１３０２
【特許文献３】特開平４−９８１５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、可動栓やフランジに充填剤充填用のバルブ又はノズルを設けることなく、充填剤をカラムに充填することができる液体クロマトグラフィー装置と、充填剤の充填方法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】
【０００９】
第１発明の液体クロマトグラフィー装置は、カラム軸心方向を上下方向にして配置されたクロマトカラムと、該クロマトカラム内に供給された充填剤又はそのスラリーを加圧するための可動栓とを有する液体クロマトグラフィー装置において、該可動栓として上側可動栓及び下側可動栓を備えており、該上側可動栓及び下側可動栓にそれぞれ通液手段が設けられており、該クロマトカラムの側面の下部に充填剤スラリーの導入口が設けられており、前記下側可動栓を前記充填剤スラリー導入口より下位に配置させ、前記上側可動栓を上方向へ移動させることにより該充填剤スラリー導入口から充填剤スラリーがクロマトカラム内部に引き込まれるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
第２発明の充填剤の充填方法は、上記第１発明の液体クロマトグラフィー装置に対し充填剤を充填する方法であって、前記下側可動栓及び上側可動栓をクロマトカラムの下部に位置させ、この際、下側可動栓を前記スラリー導入口よりも下位に配置しておき、前記上側可動栓を上方に移動させて前記スラリー導入口から充填剤スラリーを前記クロマトカラム内に供給し、その後、下側可動栓をスラリー導入口よりも上位に位置させた後、上側可動栓を下降させるか又は下側可動栓を上昇させて充填層を形成することを特徴とするものである。
【００１１】
第３発明の液体クロマトグラフィー装置は、カラム軸心方向を上下方向にして配置されたクロマトカラムと、該クロマトカラム内に供給された充填剤又はそのスラリーを加圧するための可動栓とを有する液体クロマトグラフィー装置において、該可動栓として上側可動栓及び下側可動栓を備えており、該上側可動栓及び下側可動栓にそれぞれ通液手段が設けられており、該クロマトカラムの側面の上部に充填剤スラリーの導入口が設けられ、下部に充填剤スラリーの排出口が設けられており、前記上側可動栓を前記充填剤スラリー導入口よりも上位に配置させ、前記下側可動栓を下方向へ移動させることにより該充填剤スラリー導入口から充填剤スラリーがクロマトカラム内部に引き込まれるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
第４発明の充填剤の充填方法は、上記第３発明の液体クロマトグラフィー装置に対し充填剤を充填する方法であって、前記下側可動栓及び上側可動栓をクロマトカラムの上部に位置させ、この際、上側可動栓を前記スラリー導入口よりも上位に配置しておき、前記下側可動栓を下方に移動させて前記スラリー導入口から充填剤スラリーを前記クロマトカラム内に供給し、その後、上側可動栓をスラリー導入口よりも下位に位置させた後、上側可動栓を下降させるか又は下側可動栓を上昇させて充填層を形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のクロマトカラム装置は、可動栓として上側可動栓と下側可動栓とを備え、かつ、カラムの側面に充填剤スラリー導入口を備えている。この液体クロマトグラフィー装置及びこの液体クロマトグラフィー装置への充填剤の充填方法によれば、カラム内をカラム外雰囲気へ完全に開放すること無く、充填剤スラリーをカラム内に充填することができる。この液体クロマトグラフィー装置によると、被処理液の流れに偏流を生じること無く充填剤層に均一に分散させて、効率よく目的物の分離精製できる。また、カラム内をカラム外雰囲気へ完全に開放すること無く、一旦押圧した充填剤を再スラリー化して、カラム外へ容易に抜き出すことが可能になる。
【００１４】
本発明によると、可動栓やフランジに充填剤充填用のバルブ又はノズルを設置しない為、被処理液をカラム内の充填剤層に均一分散でき、分離精製率を損なうことがない。
【００１５】
本発明では、充填剤スラリーをカラム内に導入するポンプが不要であり、装置システムを簡略化して省スペース化でき、また、設備コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態に係る液体クロマトグラフィー装置の縦断面である。
【図２】充填層の形成方法を示す説明図である。
【図３】充填層の形成方法を示す説明図である。
【図４】充填剤の排出方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１は実施の形態に係る液体クロマトグラフィー装置１を示している。この液体クロマトグラフィー装置１は、クロマトカラム２と、上側可動栓３と、下側可動栓４と、各可動栓３，４を進退させるためのシリンダ装置（ピストンロッド３ｄ，４ｄ以外は図示略）等を備えている。クロマトカラム２は、筒軸心方向を上下方向（この実施の形態では鉛直方向）として設置されている。クロマトカラム２の下部の側面に充填剤スラリーの導入口２ａが設けられている。なお、充填剤スラリーは、充填剤を溶媒に分散させたスラリーである。溶媒は水、有機溶媒などのいずれでもよい。
【００１８】
可動栓３の下面には、充填剤を通さない通液性の多孔板３ａが設けられ、この多孔板３ａの上側に流路３ｂが形成されている。この流路３ｂは、通液管３ｃを介して上側可動栓３外に連通している。
【００１９】
下側可動栓４の上面には、充填剤を通さないが溶媒は通過させる通液性の多孔板４ａが設けられており、この多孔板４ａの下側に流路４ｂが形成されている。この流路４ｂは通液管４ｃを介して下側可動栓４外に通じている。
【００２０】
前記シリンダ装置は、シリンダと、該シリンダ内のピストン（いずれも図示略）と、該ピストンに連なるピストンロッド３ｄ又は４ｄ等を備えている。このピストンロッド３ｄの下端が上側可動栓３に対し連結され、ピストンロッド４ｄの上端が下側可動栓４に連結されている。
【００２１】
次に、以上の構成を有する液体クロマトグラフィー装置１への充填剤の充填方法を図２に基づいて説明する。なお、図２（ａ）〜（ｅ）は図１の液体クロマトグラフィー装置を簡略化して示す縦断面図である。
【００２２】
この充填方法では、まず図２（ａ）の通り、下側可動栓４をスラリー導入口２ａの下縁と同一又はそれよりも下位とし、上側可動栓３を下側可動栓４に当接させる。この状態で充填用溶媒に充填剤を分散させてなる所定濃度の充填剤スラリーを収容したスラリータンク（図示略）と導入口２ａとを接続するか、又は、スラリータンクとの接続配管のバルブを開き、上側可動栓３を上方向へ移動させる（図２（ｂ））。これにより充填剤スラリーがカラム２内部に引き込まれる。所定量の充填剤スラリーがカラム２内に充填されるまで上側可動栓３をカラム上方向に移動させる（図２（ｃ））。
【００２３】
その後、下側可動栓４がスラリー導入口２ａより上に来るまで、下側可動栓４を上に移動させるか、または、カラム２を下に移動させる（図２（ｄ））。その後、上側可動栓３を下側に必要量だけ移動して充填層を圧縮して固定する（図２（ｅ））。これにより、充填剤スラリー移送ポンプを使用すること無く、充填剤スラリーをカラム内に導入し、可動栓により任意の圧縮率まで再現性よく押圧でき、しかも、充填後の充填層に、被処理液を均一に流すことができ、従って、効率の良い分離精製が可能となる。
【００２４】
この充填剤充填カラム２からは、上記充填操作を逆にすることによって、充填剤を抜き出すことができる。即ち、下側可動栓４の通液管４ｃから溶媒（充填剤スラリー化液）が吸い込めるように調整した状態で、上側可動栓３を上側に移動させる。これにより、通液管４ｃを介して溶媒が吸い込まれながら、上側可動栓３が上方向に移動していく（図２（ｄ））。この時、圧縮されていた充填層がほぐれてスラリーとなる。次に、下側可動栓４をスラリー導入口２ａより下側に移動させるか、又はカラム２を上方向に移動させ、スラリー導入口２ａとカラム２内を連通させる（図２（ｃ））。次いで、上側の可動栓３を下方向に移動させながら、カラム２内の充填剤スラリーをスラリー導入口２ａを経て、カラム外へ押し出す（図２（ｂ））。上側可動栓３が、下側可動栓４に密着するまで下げる（図２（ａ））。この間、溶媒を流し続けてもよく、あるいは、溶媒供給を一旦停止しておき、上側可動栓３と下側可動栓４とが密着する直前にカラム２内を溶媒でフラッシングしても良い。
【００２５】
別の実施の形態を図３に示す。この実施の形態では、カラム２の側面の上部にスラリー導入口２ａが設けられ、カラム２の側面の下部にスラリー排出口２ｂが設けられている。その他の構成は図１，２と同一であり、同一符号は同一部分を示している。
【００２６】
図３において、充填剤をカラム２に充填するには、図３（ａ）の通り、上側可動栓３及び下側可動栓４をカラム２の上部に位置させる。この時、上側可動栓３はスラリー導入口２ａより上まで上げておき、下側可動栓４は上側可動栓３に当接するまで上げておく。次に、スラリー導入口２ａをスラリータンクなどに接続し、あるいはスラリータンクとの接続配管のバルブを開き、図３（ｂ）の通り、下側可動栓４を下方向へ移動させ、充填剤スラリーをカラム２内部に導入する。所定量の充填剤スラリーがカラム２内に充填されるまで下側カラム４を下方向に移動させる（図３（ｃ））。この時、下側可動栓４をスラリー排出口２ｂより下に下げないようにする。その後、図３（ｄ）の通り、上側可動栓３がスラリー導入口２ａより下に来るまで、上側可動栓３を下に移動させるか、または、カラム２を上に移動させる。最後に、上側可動栓３を下側に必要量だけ移動して充填層を圧縮して固定する（図３（ｅ））。
【００２７】
このようにして、スラリー移送ポンプを使用すること無く、充填剤スラリーをカラム内に導入し、可動栓により任意の圧縮率まで再現性よく押圧でき、しかも、充填後の充填層に、被処理液を均一に流すことができ、従って、効率の良い分離精製が可能となる。
【００２８】
図３（ａ）〜（ｅ）の場合も、上記充填操作を逆にすることにより、カラム２から充填剤を抜き出すことができる。
【００２９】
また、図３（ｅ）の状態の充填剤充填カラム２から、図４のようにして充填剤をカラム２から抜き出すこともできる。即ち、図４（ａ）の充填層形成状態から、図４（ｂ）のように上側可動栓３を上方向に移動し、スラリー導入口２ａより下で止める。この時、下側可動栓４の通液管４ｃから溶媒が吸い込めるように調整しておき、上側可動栓３の上方向の移動でカラム２内に吸い込ませ、充填層をスラリー化させる（図４（ｂ））。次に図４（ｃ）の通り、下側可動栓４を下方向に移動させるか、または、カラム２を上に移動させて、下側可動栓４をスラリー排出口２ｂより下に位置させ、スラリー排出口２ｂとカラム２内を連通させる。次いで、図４（ｄ）の通り、上側可動栓３を下方向に移動させながら、カラム２内の充填剤スラリーをスラリー排出口２ｂを介してカラム２外に押し出す。図４（ｅ）の通り、上側可動栓３を下側可動栓４に当接するまで下げることにより、カラム２内のスラリーの全量がカラム２外に押し出される。この間、溶媒を流し続けてもよく、あるいは、溶媒供給を一旦停止しておき、上側可動栓３と下側可動栓４が当接する直前にフラッシングしても良い。
【００３０】
上記実施の形態では、クロマトカラム２を鉛直に設置するように図示しているが、クロマトカラム２を若干（例えば鉛直線に対し数度ないし十数度程度）傾けてもよい。
【００３１】
上記実施の形態では、充填層を加圧する場合に上側可動栓を下降させているが、下側可動栓を上昇させるようにしてもよい。また、上側可動栓を下降させ且つ下側可動栓を上昇させてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１  液体クロマトグラフィー装置
２  クロマトカラム
３  上側可動栓
４  下側可動栓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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