(57)【要約】【課題】分離材としてガラス質多孔体を用いた信頼性が高いカートリッジカラム、およびそれを用いたカラムモジュールを提供する。【解決手段】本発明のカートリッジカラムは、柱状の分離材１０と、分離材１０の外周面を覆うように配置される変形チューブ２１と、分離材１０および変形チューブを保持するハウジング３０とを備える。分離材１０が、柱状のガラス質多孔体１１とガラス質多孔体１１の外周面を覆う熱収縮チューブ１２とを含む。変形チューブ２１は、２５℃における圧縮率が５％〜９０％の範囲にあるチューブであるか、または、エラストマーチューブである。【選択図】図３
2008102077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状の分離材と、
前記分離材の外周面を覆うように配置されるチューブと、
前記分離材および前記チューブを保持するハウジングとを備え、
前記チューブの２５℃における圧縮率が５％〜９０％の範囲にあり、
前記分離材が、柱状のガラス質多孔体と前記ガラス質多孔体の外周面を覆う熱収縮チューブとを含むカートリッジカラム。
【請求項２】
前記チューブが、軟質ポリテトラフルオロエチレンからなる請求項１に記載のカートリッジカラム。
【請求項３】
柱状の分離材と、
前記分離材の外周面を覆うように配置されるチューブと、
前記分離材および前記チューブを保持するハウジングとを備え、
前記チューブがエラストマーチューブであり、
前記分離材が、柱状のガラス質多孔体と前記ガラス質多孔体の外周面を覆う熱収縮チューブとを含むカートリッジカラム。
【請求項４】
前記ハウジングは、前記分離材および前記チューブが挿入されるホルダを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のカートリッジカラム。
【請求項５】
前記ハウジングは、前記チューブと前記ホルダとの間に配置される円筒状のスペーサをさらに含む請求項４に記載のカートリッジカラム。
【請求項６】
前記スペーサは、２つの半円筒状部材に分離可能である請求項５に記載のカートリッジカラム。
【請求項７】
前記ハウジングは、前記チューブの２つの端面のそれぞれを押圧するように移動可能な２つの押圧部材をさらに含む請求項１〜６のいずれか１項に記載のカートリッジカラム。
【請求項８】
前記押圧部材は、前記チューブの端面に対して回転することなく移動可能である請求項７に記載のカートリッジカラム。
【請求項９】
前記ハウジングは、前記チューブの２つの端面と外周面とを押圧しながら前記分離材および前記チューブを保持する請求項１〜８のいずれか１項に記載のカートリッジカラム。
【請求項１０】
加圧された流体を内部に満たすことが可能な容器と、前記容器内に配置されるカートリッジカラムとを備えるカラムモジュールであって、
前記カートリッジカラムが、請求項１に記載のカートリッジカラムであり、
前記カートリッジカラムの前記ハウジングが、前記流体の圧力が前記チューブに伝わるように構成されている、カラムモジュール。
【請求項１１】
内部に流体を満たすことが可能な容器と、前記容器内に配置されるカートリッジカラムとを備えるカラムモジュールであって、
前記カートリッジカラムが、請求項３に記載のカートリッジカラムであり、
前記カートリッジカラムの前記ハウジングが、前記流体の圧力が前記チューブに伝わるように構成されている、カラムモジュール。
【請求項１２】
前記ハウジングは円筒状のホルダを含み、
前記ホルダの側壁に、前記流体が通過可能な開口部が形成されている請求項１０または１１に記載のカラムモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロマトグラフィーに用いられるカートリッジカラム、およびそれを用いたカラムモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クロマトグラフィー用のカラムにおいて、粉末状の分離材の代わりに多孔質シリカなどからなる一体型の多孔体を用いたカラムが提案されている。そのようなカラムの１つとして、ゾル−ゲル法によって形成される無機多孔体（分離材）を用いたカラムが提案されている（たとえば特許文献１および２参照）。一体型の無機多孔体を用いたカラムは、分離性能が高い、分離特性のばらつきが小さい、安定性に優れるといった特長を有する。このような多孔体は、高精度の分析やＤＮＡの高速分離に用いることが可能である。
【０００３】
一体型の多孔体を用いたカラムの１つとして、熱収縮チューブと熱可塑性樹脂層とを含む円筒によって多孔体の外周面を保護したカラムが提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平６−２６５５３４号公報
【特許文献２】特開平７−４１３７４号公報
【特許文献３】特開平１０−１９７５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、硬い樹脂のみによって外周面が保護されたカラムの場合、測定装置またはハウジングにカラムをセットした場合に、カラムの端部や外周部で分離対象物がリークする場合があった。分離対象物がリークすると、分離の再現性や精度が低下してしまう。
【０００５】
このような状況において、本発明は、分離材としてガラス質多孔体を用いた信頼性が高いカートリッジカラム、およびそれを用いたカラムモジュール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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１のカートリッジカラムは、柱状の分離材と、前記分離材の外周面を覆うように配置されるチューブと、前記分離材および前記チューブを保持するハウジングとを備え、前記チューブの２５℃における圧縮率が５％〜９０％の範囲にあり、前記分離材が、柱状のガラス質多孔体と前記ガラス質多孔体の外周面を覆う熱収縮チューブとを含む。
【０００７】
なお、チューブの圧縮率は、同じ材料からなるシートの圧縮率をＪＩＳ−Ｒ３４５３の規格に沿って２５℃で測定したときの値である。
【０００８】
また、本発明の第２のカートリッジカラムは、柱状の分離材と、前記分離材の外周面を覆うように配置されるチューブと、前記分離材および前記チューブを保持するハウジングとを備え、前記チューブがエラストマーチューブであり、前記分離材が、柱状のガラス質多孔体と前記ガラス質多孔体の外周面を覆う熱収縮チューブとを含む。
【０００９】
また、本発明のカラムモジュールは、加圧された流体を内部に満たすことが可能な容器と、前記容器内に配置されるカートリッジカラムとを備えるカラムモジュールであって、前記カートリッジカラムが、上記本発明の第１または第２のカートリッジカラムであり、前記カートリッジカラムの前記ハウジングが、前記流体の圧力が前記チューブに伝わるように構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のカートリッジカラムでは、分離材の外周面が、大きく変形するチューブで覆われており、それら分離材およびチューブがハウジングで保持される。そのため、本発明によれば、ガラス質多孔体の外周面において分離対象物がリークすることを抑制できる。また、ガラス質多孔体の外周面が熱収縮チューブで保護されているため、ガラス質多孔体が破損することを抑制できる。また、本発明のカラムモジュールによれば、分離対象物を再現性よく分離できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、具体例を挙げて本発明を説明する場合があるが、本発明は以下で説明する具体例に限定されない。
【００１２】
［カートリッジカラム］
本発明のカートリッジカラムは、クロマトグラフィーに用いることができる。このカートリッジカラムは、物質の分離や、物質の抽出に用いることができる。
【００１３】
本発明のカートリッジカラムとして、以下に、２種類のカートリッジカラムについて説明する。
【００１４】
本発明の第１のカートリッジカラムは、柱状の分離材と、分離材の外周面を覆うように配置されるチューブと、分離材およびチューブを保持するハウジングとを備える。以下、第１のカートリッジカラムにおいて分離材の外周面を覆うチューブを、「軟質チューブ」という場合がある。
【００１５】
分離材は、柱状のガラス質多孔体と、ガラス質多孔体の外周面を覆う熱収縮チューブとを含む。分離材は、柱状のガラス質多孔体を未収縮のチューブ内に配置した状態で、チューブに熱を加えて収縮させることによって、形成できる。通常、熱収縮チューブの肉厚は薄く、たとえば、０．０８ｍｍ〜５ｍｍの範囲（好ましくは０．１ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲）にある。
【００１６】
軟質チューブの２５℃における圧縮率は、５％〜９０％の範囲にある。変形する軟質チューブを用いることによって、分離材の外周面の凹凸に対応するように、分離材の外周面を押圧することが可能である。その結果、ガラス質多孔体の外周面において分離対象物がリークすることを抑制できる。なお、本発明の第２のカートリッジカラムの説明で述べるように、軟質チューブは、エラストマーチューブであってもよい。
【００１７】
軟質チューブの２５℃における圧縮率は、１０％〜８８％の範囲であってもよく、たとえば、２０％〜６０％の範囲であってもよい。軟質チューブとしては、たとえば、軟質ポリテトラフルオロエチレン（以下、「軟質ＰＴＦＥ」という場合がある）が挙げられる。市販されている軟質ＰＴＦＥとしては、たとえば、ジャパンゴアテックス株式会社製のハイパーシート（登録商標）などがある。
【００１８】
一例の軟質チューブでは、軟質チューブの厚さ（肉厚：外径と内径の差）ｔが１．０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲にあり、２５℃における圧縮率が、４５％〜６７％の範囲にある。
【００１９】
本発明の第２のカートリッジカラムは、柱状の分離材と、分離材の外周面を覆うように配置されるチューブと、分離材およびチューブを保持するハウジングとを備える。分離材の外周面を覆うチューブは、エラストマーチューブである。分離材は、柱状のガラス質多孔体と、ガラス質多孔体の外周面を覆う熱収縮チューブとを含む。
【００２０】
エラストマーチューブは、エラストマーからなるチューブである。エラストマーは、ゴム状弾性を有する高分子物質であり、典型的な一例はゴムである。エラストマーチューブはゴムチューブであってもよい。以下の説明において、エラストマーをゴムと読みかえることが可能である。
【００２１】
エラストマーチューブは、たとえば、フッ素ゴムからなるものであってもよいし、シリコーンゴムや石油合成ゴムからなるものであってもよい。石油合成ゴムとしては、たとえば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレン・ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰ）、イソブチレン・イソプレン共重合ゴム（ＩＩＲ）が挙げられる。フッ素系エラストマー（たとえばフッ素ゴム）は、耐薬品性や耐熱性が高い点で好ましい。フッ素ゴムとしては、たとえば、フッ化ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン−プロピレンゴム、四フッ化エチレン−パーフルオロメチルビニルエーテルゴム（ＦＦＫＭ）などが挙げられる。また、他のフッ素系エラストマーとしては、たとえば、パーフロロエラストマーが挙げられる。これらの中でも、パーフロロエラストマーおよびＦＦＫＭは、耐薬品性および耐熱性が高いため好ましい。
【００２２】
エラストマーチューブの好ましい硬度は、エラストマーチューブの厚さｔによっても異なるが、たとえば、デュロメータタイプの硬度計に従って測定された硬度（ＪＩＳ−Ｋ−６２５３）が、Ａ／２０〜Ａ／１００の範囲（たとえばＡ／４０〜Ａ／９０の範囲）であってもよく、またはＤ／６０以下の範囲であってもよい。
【００２３】
一例のエラストマーチューブでは、エラストマーチューブの厚さ（肉厚）ｔが２ｍｍ〜４ｍｍの範囲であり、硬度（ＪＩＳ−Ｋ−６２５３）が、Ａ／５０〜Ａ／８０の範囲である。
【００２４】
エラストマーチューブは高い弾性を有することが必要である。そのため、硬質テフロン（登録商標）や、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）といった、ゴム状弾性を有さない樹脂で形成されたチューブを用いることはできない。
【００２５】
以下、上述した軟質チューブとエラストマーチューブとを総称して、「変形チューブ」という場合がある。
【００２６】
変形チューブの厚さ（肉厚）が薄すぎると、チューブの特性が充分に発揮されない。そのため、分離材が収納される部分の変形チューブの厚さｔは一定以上の厚さであることが好ましい。一例では、変形チューブの通常時（外力が加えられていない状態）の厚さｔは、０．１ｍｍ以上（たとえば０．５ｍｍ以上で一例では２．５ｍｍ以上）であってもよい。厚さｔの上限について、特に限定はなく、たとえば２０ｍｍ以下としてもよい。
【００２７】
変形チューブは、通常、分離材の外周面の全体を覆う。ただし、本発明の効果が得られる限り、変形チューブは、分離材の外周面の実質的に全体を覆えばよい。たとえば、本発明の効果が得られる限り、分離材の最端部まで変形チューブによって被覆されていてもよいし、分離材の最端部の領域は被覆されていなくてもよい。
【００２８】
熱収縮チューブは、ゴム状弾性を有さないチューブである。熱収縮チューブとしては、たとえば、フッソ樹脂やオレフィン樹脂からなるチューブが挙げられる。市販されている熱収縮チューブとしては、フッ素樹脂製のペンチューブ（ペンニットー株式会社製）などが挙げられる。分離対象物によっては、熱収縮チューブは耐薬品性が高い材料で形成されることが好ましい。
【００２９】
本発明のカートリッジカラムでは、ガラス質多孔体と熱収縮チューブとが密着することによって固定されている。分離材は、変形チューブに対して、着脱不可能に固定されていてもよいが、通常は着脱可能に挿入される。
【００３０】
１つの変形チューブの長さ（チューブの中心軸方向の長さ）は、通常１ｍｍ以上（たとえば２ｍｍ以上）であり、通常２００ｍｍ以下（たとえば１００ｍｍ以下）である。
【００３１】
なお、１つの分離材の外周面を、複数の変形チューブで覆ってもよい。この場合、変形チューブに分離材を挿入することが容易になる。また、複数個の分離材が１つの変形チューブの中に配置されていてもよい。また、ハウジング内に、複数個の分離材と、複数個の変形チューブとが配置されてもよい。
【００３２】
分離材のガラス質多孔体は、粉末状の分離媒体とは異なり、柱状の一体型（モノリス型）の分離媒体である。ガラス質多孔体の形状は、たとえば、円柱状（円盤状を含む）であり、典型的な形状は、断面形状が真円である円柱である。ただし、ガラス質多孔体は、断面形状が真円でなくともよく、また、端面が平面でなくてもよい。たとえば、端面が曲面であってもよい。また、本発明のガラス質多孔体の断面形状は、四角形の角を丸めることによって得られる円状の形状であってもよい。
【００３３】
分離材のガラス質多孔体（実質的に無機多孔体であり、ガラスおよびガラスセラミクスなどを含む）には、ゾル−ゲル法を用いて形成されたガラス質多孔体、具体的には、ゾル−ゲル法を用いて得られる多孔性ゲルや、そのゲルを熱処理して得られる多孔体を用いることができる。たとえば、金属アルコキシド（たとえばアルコキシシラン）やハロゲン化金属を出発材料として公知のゾル−ゲル法によって形成されるガラス質多孔体を用いることができる。なお、分離材のガラス質多孔体は、有機基が結合した金属アルコキシドやハロゲン化金属を出発材料の１つとして形成される、有機成分を含むガラス質多孔体であってもよい。
【００３４】
このガラス質多孔体は、分離能を高めるために、表面が修飾されていてもよい。たとえば、ガラス質多孔体の表面に、官能基または有機分子が結合していてもよい。また、ガラス質多孔体の表面に、官能基を備える有機分子が結合していてもよい。ガラス質多孔体の表面を修飾する官能基または有機分子は、求められる分離能に応じて選択される。それらには、分離材で用いられる公知のものを適用でき、たとえば、ヘキシル基やオクチル基やその他のアルキル基、オクタデシルシラン、オクタデシル基、フェニル基、トリメチルシリル基、シアノ基、アミノ基を適用できる。
【００３５】
ガラス質多孔体の典型的な一例は、酸化ケイ素を主成分（５０質量％以上）とする多孔体であり、たとえば多孔質シリカガラスである。ただし、酸化ケイ素以外の酸化物を含むガラス質多孔体（無機多孔体）や、酸化ケイ素以外の酸化物を主成分とするガラス質多孔体（無機多孔体）を用いてもよい。ゾル−ゲル法で形成されるモノリス型のゲル（ガラス質多孔体）は、多孔度や孔径の制御が比較的容易であり、分離能のばらつきが小さいという点で好ましい。
【００３６】
分離材のガラス質多孔体には、市販されているガラス質多孔体を用いてもよい。また、ガラス質多孔体は、公知のゾル−ゲル法を用いて形成してもよい。たとえば、特開平６−２６５５３４号公報や特開平７−４１３７４号公報に記載されている方法で形成してもよい。これらの方法によれば、円柱状の多孔質シリカガラス（多孔質シリカゲル）を形成することが可能である。
【００３７】
分離材のガラス質多孔体には、孔径が比較的大きい貫通孔と、孔径が小さい細孔とが混在するものを用いてもよい。たとえば、特開平６−２６５５３４号公報に記載の製造方法で製造されるガラス質多孔体、具体的には、孔径が５００ｎｍ〜数十μｍ（たとえば３０μｍ）の多数の貫通孔と、孔径が５ｎｍ〜１００ｎｍの多数の細孔とが形成されたガラス質多孔体を用いてもよい。このガラス質多孔体の細孔の全容積は、たとえば０．００１ｍ3／ｋｇ〜０．０１ｍ3／ｋｇ（１ｍ3／ｔ〜１０ｍ3／ｔ）の範囲である。
【００３８】
ガラス質多孔体の分離能は、多孔体の孔の径や、多孔度、比表面積などによって変化する。そのため、求められる分離能に応じて、それらの値が制御される。それらの値は、多孔体の製造条件、特に、ゾル−ゲル法の条件を変更することによって制御できる。
【００３９】
本発明では、ガラス質多孔体として、直径が１ｍｍ以上（たとえば１．６ｍｍ以上）であり、長さが２ｍｍ以上（たとえば２０ｍｍ以上）であるものを用いてもよい。一例のガラス質多孔体は、直径が１．６ｍｍ〜３００ｍｍの範囲にあり、長さが２ｍｍ〜２００ｍｍの範囲にある。
【００４０】
ハウジングは、分離材および変形チューブが挿入されるホルダを含んでもよい。ホルダは、通常、円筒状である。
【００４１】
ハウジングは、変形チューブとホルダとの間に配置される円筒状のスペーサをさらに含んでもよい。この場合スペーサは、２つの半円筒状部材に分離可能であってもよい。分離材の外径が、スペーサの内径とほぼ同じであるかまたは大きい場合には、分離材をスペーサ内に挿入することが難しいことがあり、特に、分離材が長い場合（たとえば、長さが２ｃｍ以上）に難しくなることが多い。そのような場合でも、分離可能なスペーサを用いることによって、分離材を、スペーサ内に簡単に配置できる。
【００４２】
ハウジングは、変形チューブの２つの端面のそれぞれを押圧するように移動可能な２つの押圧部材をさらに含んでもよい。その押圧部材は、変形チューブの端面に対して回転することなく移動可能であってもよい。この場合、ハウジングは、押圧部材の回転を防止するための回転抑制手段を備えてもよい。回転抑制手段は、特に限定がなく、たとえば、溝およびそれに嵌合するリブを、押圧部材およびホルダ（またはスペーサ）に形成してもよい。また、凹部およびそれに嵌合する突起を、押圧部材およびホルダ（またはスペーサ）に形成してもよい。
【００４３】
ハウジングは、変形チューブの２つの端面と外周面とを押圧しながら分離材および変形チューブを保持してもよい。この構成によれば、分離対象物が、ガラス質多孔体以外の部分を流れることを抑制できる。典型的な一例では、変形チューブの２つの端面は押圧部材で押圧され、変形チューブの外周面は、ホルダまたはスペーサで押圧される。
【００４４】
ハウジングの材質に特に限定はなく、適度な強度を有する材料で形成できる。通常、ハウジングの構成部材（Ｏ−リングを除く）は、弾性を有さない物質（プラストマー）からなる。ハウジングの構成部材（Ｏ−リングを除く）は、たとえば、ロックウェル硬度（ＡＳＴＭＤ７８５）、Ｒスケールで１５以上の材料で形成してもよい。それらの材料としては、たとえば、ナイロン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリエステル、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、アクリル、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＡＢＳ樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、フッ素樹脂、シリコーン樹脂や、様々な充填剤を配合した樹脂が挙げられる。ハウジングの構成部材は、１種類の材料で形成されてもよいし、複数種の材料で形成されてもよい。また、ハウジングの構成部材（Ｏ−リングを除く）の一部または全部は、金属で形成されてもよい。なお、本発明の効果が得られる限り、ハウジングの構成部材は、弾性を有する材料で形成されてもよい。
【００４５】
本発明のカートリッジカラムでは、ハウジング内において、変形チューブがその中心軸に沿った方向に圧縮されてもよい。中心軸に沿った方向に圧縮されたエラストマーチューブは、その内径が通常時よりも小さくなり、その外径が通常時よりも大きくなる。その結果、変形チューブと分離材との密着性が高まる。ハウジング内において変形チューブの圧縮可能な長さは、通常時の変形チューブの長さの０．１％〜５０％（たとえば１．５％〜２５％）であってもよい。
【００４６】
［カラムモジュール］
本発明のカラムモジュールは、加圧された流体を内部に満たすことが可能な容器と、その容器内に配置されるカートリッジカラムとを備える。そして、カートリッジカラムが、上述した本発明の第１または第２のカートリッジカラム、すなわち、変形チューブ（軟質チューブまたはエラストマーチューブ）を用いるカートリッジカラムである。そして、カートリッジカラムのハウジングは、上記流体の圧力が変形チューブに伝わるように構成されている。流体の圧力が変形チューブに伝わるようにハウジングが構成されていることを除き、カラムモジュールのカートリッジカラムの構成部材には、上述した本発明のカートリッジカラムの構成部材と同様の部材を適用できる。
【００４７】
本発明のカラムモジュールでは、流体の圧力が変形チューブに伝わることによって、分離材の外周面が変形チューブの内周面によって押圧される。その結果、分離対象物が、ガラス質多孔体の外周面を流れることを抑制できる。
【００４８】
加圧される流体は、気体であってもよいし液体であってもよいが、通常は液体（たとえば水）が用いられる。第１および第２のカートリッジカラムについては、上述したため、重複する説明を省略する。
【００４９】
ハウジングが円筒状のホルダを含む場合、ホルダの側壁に、流体が通過可能な開口部が形成されていてもよい。この構成によれば、流体の圧力が、変形チューブに伝わる。同様に、ハウジングが円筒状のスペーサを含む場合、スペーサの側壁に、流体が通過可能な開口部が形成されていてもよい。
【００５０】
［カートリッジカラムの例］
以下、本発明のカートリッジカラムの一例について説明する。本発明のカートリッジカラムで用いられる分離材の一例について、中心軸に沿った断面図を図１（ａ）に示し、図１（ａ）の線Ｉｂ−Ｉｂにおける断面図を図１（ｂ）に示す。
【００５１】
図１（ａ）および（ｂ）の分離材１０は、円筒状のガラス質の多孔体１１と、熱収縮チューブ１２とによって構成されている。熱収縮チューブ１２は、多孔体１１の外周面のすべてを覆っている。分離材１０は、多孔体１１を収縮前のチューブに挿入したのち、チューブを熱収縮させることによって形成できる。収縮したチューブは、多孔体１１の外周面に密着する。
【００５２】
分離材１０は、円筒状の変形チューブ２１に挿入される。変形チューブ２１によって外周面が覆われた分離材１０の一例の断面図を、図２（ａ）に示す。また、図２（ａ）の線IIｂ−IIｂにおける断面図を図２（ｂ）に示す。分離材１０および変形チューブ２１を用いたカートリッジカラムの一例について、分解斜視図を図３に示す。
【００５３】
図３のカートリッジカラム２０は、分離材１０と、変形チューブ２１と、ハウジング３０とによって構成されている。分離材１０は、変形チューブ２１に挿入される。
【００５４】
ハウジング３０は、円筒状のスペーサ３１と、円筒状のホルダ３２と、２つのＯ−リング３３と、２つのキャップ３４と、２つのエンドキャップ３５とを含む。変形チューブ２１はスペーサ３１に挿入され、スペーサ３１はホルダ３２に挿入される。Ｏ−リング３３は、キャップ３４の端面の凹部に嵌め込まれる。Ｏ−リング３３は、変形チューブ２１の端面および／または分離材１０の端面に密着する。なお、Ｏ−リング３３と分離材１０との間に、円盤状の薄いパッキンを配置してもよい。
【００５５】
キャップ３４は、ホルダ３２の内部に挿入される円柱状の挿入部３４ｂを備える。挿入部３４ｂの端面には環状の溝が形成されており、この溝にＯ−リング３３が配置される。
【００５６】
ホルダ３２の外周面にはネジ山が形成されている。エンドキャップ３５には、キャップ３４が配置される円柱状の凹部３５ａが形成されている。凹部３５ａの内周面にはネジ溝が形成されており、エンドキャップ３５は、ホルダ３２の端部にネジ止めされる。エンドキャップ３５のネジ溝がホルダ３２のネジ山に締め込まれることによって、キャップ３４が、ホルダ３２の端部に嵌め込まれる。このようにして、Ｏ−リング３３およびキャップ３４は、変形チューブ２１の端面を押圧する。すなわち、Ｏ−リング３３およびキャップ３４は、押圧部材として機能する。
【００５７】
キャップ３４には切り欠き部３４ａが形成されている。また、ホルダ３２の端面には、切り欠き部３４ａと嵌合する凸部３２ａが形成されている。切り欠き部３４ａおよび凸部３２ａは、Ｏ−リング３３およびキャップ３４が移動する際に、それらが変形チューブ２１に対して回転することを抑制する。このようにして、Ｏ−リング３３およびキャップ３４が変形チューブ２１の端面を押圧する際に、変形チューブ２１がねじれることが抑制される。その結果、変形チューブ２１のねじれによるリークや、分離材１０（多孔体１１）の破損を防止できる。
【００５８】
キャップ３４には、分離対象物が導入される導入口３４ｃが形成されている。また、エンドキャップ３５には、分離対象物を導入口３４ｃに導入するための貫通孔３５ｂが形成されている。分離対象物は、貫通孔３５ｂおよび導入口３４ｃを通り、分離材１０のガラス質多孔体１１に導かれる。多孔体１１を通過した分離対象物は、他方の導入口３４ｃおよび貫通孔３５ｂを通り、カートリッジカラム２０の外部にでる。
【００５９】
ホルダ３２の内径は、スペーサ３１の外径とほぼ同じかやや大きいことが好ましい。スペーサ３１の内径は、外圧が加わっていない状態における変形チューブ２１の外径とほぼ同じかそれよりも小さいことが好ましい。スペーサ３１の内径が変形チューブ２１の外径よりも小さい場合には、分離材１０および変形チューブ２１をスペーサ３１に挿入することによって、変形チューブ２１の外周面が、スペーサ３１によって押圧される。
【００６０】
通常、ハウジング３０の構成部材のうちＯ−リング３３以外の部材は、上述したように、弾性を有さない物質（プラストマー）からなる。
【００６１】
スペーサ３１は、長軸に沿って分割可能であってもよい。たとえば、スペーサ３１は、２つの半円筒状の部分に分割可能であってもよい。分割可能なスペーサ３１を用いる場合、スペーサ３１の内径よりも外径が大きい変形チューブ２１を、比較的容易にスペーサ３１内に収納できる。
【００６２】
本発明の効果が得られる限り、１つの部材の中に配置される他の部材の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。たとえば、１つの分離材１０の外周面を、複数の変形チューブ２１で覆ってもよい。また、複数の分離材１０の外周面を、１つの変形チューブ２１で覆ってもよい。また、スペーサ３１内に、複数の分離材１０を配置してもよいし、複数の変形チューブ２１を配置してもよい。また、１つのホルダ３２内に、複数のスペーサ３１を配置してもよい。
【００６３】
また、スペーサ３１を省略することも可能である。この場合、ホルダ３２の内径は、変形チューブ２１の外径とほぼ同じかそれよりも小さいことが好ましい。この場合のホルダ３２の内径と、変形チューブ２１の外径との関係は、スペーサの内径と変形チューブの外径とについて上述した関係と同様である。
【００６４】
また、ホルダ３２は、長軸に沿って分割可能であってもよい。そのようなホルダの例を図４（ａ）および（ｂ）に示す。図４（ａ）のホルダ４１は、半円筒状のホルダ４２と半円筒状のホルダ４３とからなる。ホルダ４２は、鉤状の部分を備える突起４２ａを固定手段として含む。ホルダ４３には、固定手段として孔４３ａが形成されており、孔４３ａは突起４２ａを保持する。突起４２ａが孔４３ａに保持されることによって、ホルダ４２とホルダ４３とが互いに固定され、円筒状のホルダ４１となる。ホルダ４１の外周面には、ネジ山が形成されている。
【００６５】
図４（ｂ）のホルダ４５は、半円筒状のホルダ４６と半円筒状のホルダ４７とからなる。ホルダ４６は突起４６ａを固定手段として含む。ホルダ４７には、固定手段として、突起４６ａに対応する孔４７ａが形成されている。突起４６ａが孔４７ａに挿入されてホルダ４６とホルダ４７とが固定される。図４（ｂ）のホルダ４６では、複数の突起４６ａが、中心軸に対して非対称に形成されている。このような構成によれば、誤った方向に組み立てることを防止できる。図４（ｃ）に示されるように、ホルダ４７の外周部の一部には、平坦な切り欠き部４７ａが形成されている。図示はされていないが、ホルダ４６にも、同様の切り欠き部が形成されている。キャップを締めたり緩めたりする際に、この切り欠き部をスパナで保持することによってホルダを固定できる。
【００６６】
［カラムモジュールの例］
以下、本発明のカラムモジュールの一例について説明する。本発明のカラムモジュールの斜視図を図５に示す。図５のカラムモジュール５０は、容器５１と、２つのキャップ５２とを備える。キャップ５２にはネジ山が形成されており、容器５１には、そのネジ山に嵌合するネジ溝が形成されている。キャップ５２をねじ込むことによって、キャップ５２は容器５１に固定される。
【００６７】
容器５１には、液体を注入するための注入口５１ａと、液体を排出するための排出口（図示せず）が形成されている。容器５１の内部は中空となっており、注入口５１ａから液体を注入することによって、容器５１内を所定の圧力に加圧することが可能である。なお、容器５１は、容器５１内の液体の圧力を示す圧力計を備えてもよい。
【００６８】
容器５１内には、本発明のカートリッジカラムが配置される。容器５１内に配置されるカートリッジカラムの一例の分解斜視図を図６に示す。
【００６９】
図６のカートリッジカラム６０は、分離材１０と、変形チューブ２１と、ハウジング６１とを備える。ハウジング６１は、スペーサ６２と、２つのＯ−リング３３と、２つのエンドキャップ６３とを備える。分離材１０のすべての外周面は、３つの変形チューブ２１によって覆われる。３つの変形チューブ２１の外周には、３つのスペーサ６２が配置される。なお、図６には、３つの変形チューブ２１と３つのスペーサ６２とが用いられる一例について示したが、それらの数に限定はなく、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。
【００７０】
容器５１内において、カートリッジカラム６０の２つのエンドキャップ６３は、キャップ５２によって固定される。容器５１のネジ溝にキャップ５２をねじ込むことによって、エンドキャップ６３およびＯ−リング３３が分離材１０を押圧し、分離材１０が固定される。その結果、キャップ５２の貫通孔から導入される分離対象物は、リークすることなく分離材１０に到達する。
【００７１】
スペーサ６２は、その外周面から内周面に到達する切り欠き部６２ａが形成された円筒状の形状を有する。スペーサ６２の一端の外周部には、切り欠き部６２ｂが形成されている。また、スペーサ６２の他端の内周部には、切り欠き部６２ｂに対応する切り欠き部６２ｃが形成されている。これらの切り欠き部によって、隣接するスペーサ６２同士が固定される。
【００７２】
容器５１内には、加圧された液体が充填される。スペーサ６２には切り欠き部６２ａが形成されているため、液体の圧力は、変形チューブ２１の外周面に加えられる。その結果、変形チューブ２１の内周面が、分離材１０の外周面を押圧する。したがって、分離対象物が、ガラス質多孔体１１と熱収縮チューブ１２との間をリークすることが抑制される。リークの抑制によって、精度および再現性の高い分離が実現される。
【００７３】
なお、図６の例では、切り欠き部６２ａが形成されたスペーサを用いる場合を示したが、複数の貫通孔が形成された円筒状のスペーサを用いてもよい。
【００７４】
本発明のカートリッジカラムおよびカラムモジュールで用いられるガラス質多孔体１１のサイズに限定はない。ただし、本発明では、比較的大きいサイズのガラス質多孔体１１を用いることが可能である。
【００７５】
直径が比較的大きいガラス質多孔体１１を用いる場合、１つの導入口から導入された分離対象物が、ガラス質多孔体１１内を均一に分散しない場合がある。そのような場合には、多孔体１１の端面のうち導入口側の端面に、分離対象物を分散させるためのディストリビュータを配置してもよい。そのようなディストリビュータの一例の上面図を図７（ａ）に示し、図７（ａ）の線VIIｂ−VIIｂにおける端面図を図７（ｂ）に示す。図７のディストリビュータ７０は、円盤状の形状を有する。ディストリビュータ７０の片面には、長さが異なる溝７０ａが放射状に形成されている。溝７０ａの端部には、貫通孔７０ｂが形成されている。分離対象物は、溝７０ａの中央部に導入され、分散されて貫通孔７０ｂから多孔体１１に導入される。そのため、ディストリビュータ７０を用いることによって、分離対象物を、より均一に多孔体１１に導入できる。なお、ディストリビュータは、カラムモジュールに限らず、本発明の他のカートリッジカラムに適用してもよい。
【００７６】
また、上記の例においてはハウジングの外形が円柱状である場合を示したが、ハウジングの外形は他の形状、たとえば角柱状などであってもよい。
【００７７】
また、上記の例においては、スペーサ３１が分割できないものである場合を示したが、スペーサ３１は分割可能であってもよい。スペーサ３１も、ホルダ４１および４５と同様に分割することが可能である。分割可能なスペーサの例を、図８（ａ）および（ｂ）に示す。
【００７８】
図８（ａ）のスペーサ８１は、半円筒状の部材８２および８３からなる。部材８２は突起８２ａを備える。部材８３には、突起８２ａが保持される孔８３ａが形成されている。突起８２ａが孔８３ａに保持されることによって、円筒状のスペーサが形成される。
【００７９】
図８（ｂ）のスペーサ８５は、半円筒状の部材８６および８７からなる。部材８６は突起８６ａを備える。部材８７には、突起８６ａが挿入される孔８７ａが形成されている。突起８６ａが孔８７ａに挿入されることによって、円筒状のスペーサが形成される。スペーサ８５の場合、ホルダ４５とは異なりネジ山が形成されていないため、突起８６ａおよび孔８７ａは、対称に形成されていてもよいし、非対称に形成されていてもよい。
【００８０】
［実施例］
図３に示したカートリッジカラム２０と類似の構造を有するカラムを用いて、分離能の評価を行った。用いたガラス質多孔体１１のサイズは、直径が２．２ｍｍで長さが５０ｍｍであった。熱収縮チューブ１２には、ペンニットー株式会社製のフッ素チューブ（厚さ約０．４ｍｍ）を用いた。また、変形チューブ２１には、内径が約２．６ｍｍ、外径が約６．７ｍｍ、長さが約５ｍｍの、ソフトテフロン（軟質ＰＴＦＥ）製のチューブを、１０個連ねて使用した。
【００８１】
上記カートリッジカラムを用いて、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン、アミルベンゼンおよびヘキシルベンゼンを含む試料の液体クロマトグラフィーを行った。測定結果を図９に示す。図９に示すように、各成分のピークは鋭く、精度のよい分離ができた。
【００８２】
以上、本発明の実施形態について例を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の技術的思想に基づいて他の実施形態に適用できる。
【００８３】
別の観点では、本発明は、ガラス質多孔体以外の円柱状の分離材を用いたカラムにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、クロマトグラフィーに適用できる。本発明のカートリッジカラムおよびカラムモジュールは、たとえば、液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィーおよび分離分析、ならびにそれらの装置に用いることができる。本発明のカートリッジカラムおよびカラムモジュールによれば、様々な物質、たとえばタンパク質やペプチドといった有機化合物を分離することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明で用いられる分離材の一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、変形チューブ内に配置された分離材の一例を示す断面図である。
【図３】本発明のカートリッジカラムの一例を示す分解斜視図である。
【図４】本発明で用いられるホルダの例を示す斜視図である。
【図５】本発明のカラムモジュールの一例を示す斜視図である。
【図６】本発明のカラムモジュールで用いられるカートリッジカラムの一例を示す分解斜視図である。
【図７】本発明で用いられるディストリビュータの一例を示す（ａ）上面図および（ｂ）端面図である。
【図８】本発明で用いられるスペーサの例を示す分解斜視図である。
【図９】本発明のカートリッジカラムを用いて行った液体クロマトグラフィーの結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８６】
１０  分離材
１１  多孔体
１２  熱収縮チューブ
２１  変形チューブ
２０、６０  カートリッジカラム
３０、６１  ハウジング
３１、６２、８１、８５  スペーサ
３２、４１、４５  ホルダ
３３  Ｏ−リング
３４、５２  キャップ
３５、６３  エンドキャップ
５０  カラムモジュール
５１  容器
５１ａ  注入口
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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