(57)【要約】【課題】単位充填剤当り、単位溶媒量当り、及び単位時間当りの生産性の良いクロマトグラフィー分取法の提供。【解決手段】固定相に移動相を流して目的物を分取するクロマトグラフィー分取法であり、固定相として、内径の異なる複数本のカラムを内径の大きな順に直列に連結したものを用い、移動相を最大内径のカラム側から流すクロマトグラフィー分取法。固定相を形成する複数本のカラムにおいて、一つのカラムの内径が直前の上流側カラムの内径の３０〜８５％の大きさであることが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定相に移動相を流して目的物を分取するクロマトグラフィー分取法であり、固定相として、内径の異なる複数本のカラムを内径の大きな順に直列に連結したものを用い、移動相を最大内径のカラム側から流すことを特徴とするクロマトグラフィー分取法。
【請求項２】
固定相を形成する複数本のカラムにおいて、一つのカラムの内径が直前の上流側カラムの内径の３０〜８５％の大きさである、請求項１記載のクロマトグラフィー分取法。
【請求項３】
固定相を形成する複数本のカラムにおいて、一つのカラムの内径が直前の上流側カラムの内径の４０〜７０％の大きさである、請求項１記載のクロマトグラフィー分取法。
【請求項４】
固定相を形成するカラム内に充填された充填剤が光学異性体分離用充填剤である、請求項１〜３のいずれかに記載のクロマトグラフィー分取法。
【請求項５】
固定相を形成するカラム内に充填された充填剤が多糖誘導体を含む光学異性体分離用充填剤である、請求項１〜４のいずれかに記載のクロマトグラフィー分取法。
【請求項６】
複数本のカラムの組み合わせからなる固定相を用いたクロマトグラフィー分取装置であり、
固定相を形成する複数本のカラムは、全ての内径が異なり、１本目のカラムの内径が最大で２本目以降は順に内径が小さくなるように組み合わされており、移動相が固定相の最大内径のカラム側から流されるように配置されていることを特徴とするクロマトグラフィー分取装置。
【請求項７】
固定相を形成する複数本のカラムにおいて、一つのカラムの内径が直前の上流側カラムの内径の３０〜８５％の大きさである、請求項６記載のクロマトグラフィー分取装置。
【請求項８】
固定相を形成する複数本のカラムにおいて、一つのカラムの内径が直前の上流側カラムの内径の４０〜７０％の大きさである、請求項６記載のクロマトグラフィー分取装置。
【請求項９】
固定相を形成するカラム内に充填された充填剤が光学異性体分離用充填剤である、請求項６〜８のいずれかに記載のクロマトグラフィー分取装置。
【請求項１０】
固定相を形成するカラム内に充填された充填剤が多糖誘導体を含む光学異性体分離用充填剤である、請求項６〜８のいずれかに記載のクロマトグラフィー分取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単位充填剤当り、単位溶媒量当り、及び単位時間当りの生産性が高いクロマトグラフィー分取法、及びクロマトグラフィー分取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クロマトグラフィー分取法は、特に高純度な精製が必要な場合や、光学異性体分離のように蒸留その他の精製手段では分離することができない物質を分離精製する場合に、良く用いられる精製法である。
【０００３】
クロマトグラフィー分取に使用される充填剤には、各種表面処理を施されたシリカゲル、特定の大きさの細孔を持つポリマー微粒子、光学活性体を化学結合したりコーティングした担体などが用いられるが、これらの充填剤は一般に高価で、特にサイズ・エクスクルージョン・クロマトグラフィー用又は光学異性体分離用の充填剤は非常に高価である。またクロマトグラフィー分取法は、大量の溶媒使用とその濃縮が必要であるため、他の精製法に比べてコストが高くなりがちである。
【０００４】
従って、クロマトグラフィー分取法においては、単位充填剤当り、単位溶媒量当り、及び単位時間当りの生産性を向上し、コストを引き下げることが切望されている。単位充填剤当り、単位溶媒量当り、及び単位時間当りの生産性が高いクロマトグラフィー分取法としては、多数の同じサイズのカラムを使用する擬似移動床法（Ｍ．  Ｎｅｇａｗａ，  Ｆ．  Ｓｈｏｊｉ，  Ｊ．  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ．  （１９９２），  ５９０，  １１１）や、２本の同じサイズのカラムを使用する不連続向流クロマトグラフィー法（特願平９−５２０１０５号公報）などが知られていた。
【０００５】
しかし、いずれの方法も基本的に２成分の分離にしか使用できず、その応用はもっぱら光学分割用分野に限られていた。また装置が非常に高価である上、制御が難しく、安定な運転条件を設定するまでに長期間かかるため、数ｋｇ〜数十ｋｇ以下のクロマトグラフィー分取には不向きであった。更に、いずれの方法も複数のカラムに対する相対的なサンプルの注入位置を変化させながら運転するため、サンプルの溶出時間が長い分取（最初のピークと最後のピークが大きく離れている分取）には適用することが極めて困難であった。また、これらのシステムに使用するためには、全く同性能のカラムを２〜１６本も用意する必要があり、カラムの数が多くなればなるほど、カラム性能の均一性を維持するのが難しくなるという欠点もあった。
【０００６】
【特許文献１】
特願平９−５２０１０５号公報
【非特許文献１】
Ｍ．  Ｎｅｇａｗａ，  Ｆ．  Ｓｈｏｊｉ，  Ｊ．  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ．  （１９９２），  ５９０，  １１１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、クロマトグラフィー分取法において、最も一般的に用いられている安価な単カラム用の設備を使用して、どのような分離にも容易に適用でき、単位充填剤当り、単位溶媒量当り及び単位時間当りの生産性を飛躍的に向上することができる、クロマトグラフィー分取法及びクロマトグラフィー分取装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
クロマトグラフィー分取法では、目的成分を純度良く取り出すため、各ピークが十分分離されていなければならず、図１に示すような例の場合、２番目のピーク成分を純度良く分取するためには、少なくとも（ａ）程度の分離を行なう必要があるため、本発明者は、（ａ）程度の分離を行うための要件として、以下の２つの点に着目した。
【０００９】
まず、第１の要件はカラムの長さである。（ａ）のような分離を得るためには、理論段数の高い分取カラムを使用する必要があるが、理論段数は一般にカラムの長さに比例するため、理論段数の高い分取カラムには、ある程度の長さが必要となる。
【００１０】
次に、第２の要件はカラムの内径である。効率の良い分離を行なうためには、１回に注入できるサンプル量は多ければ多いほど望ましいが、図１に示すように、サンプル量が増えるにしたがって〔（ａ）注入量０．０６ｇ；（ｂ）注入量０．４ｇ；（ｃ）注入量０．７ｇ；（ｄ）注入量１．０ｇ〕分離は悪くなり、（ｄ）よりも注入量を増やして行くとピークが歪み、全く分離されなくなってしまう。一回に注入できるサンプル量は、通常カラム内の充填剤量に比例するが、サンプルを大量に導入した際のピーク歪の程度は、総充填剤量だけではなく、カラムの内径にも大きく依存する。このため、一度に注入できるサンプル量を増し、分取効率を高めるためには、なるべく内径の大きなカラムを使用する方が有利となる。
【００１１】
以上の２つの要件を考え合わせると、クロマトグラフィー分取法に適したカラムとは、内径が大きく、長さも長いカラムということになるが、そのようなカラムを作製するためには大量の高価な充填剤が必要となる上、単位充填剤当りの生産性が低くなるため、コストの低減が達成できないという問題がある。
【００１２】
そこで本発明者は、内径の異なる複数本のカラムを、内径が大きな順に直列に連結して使用することによって、内径が大きく、かつ長さも長いカラムを用いた場合と同じ分離性能を得ることができ、その結果、単位充填剤当たり及び単位時間当たりの生産性を飛躍的に向上できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１３】
即ち本発明は、課題の解決手段として、固定相に移動相を流して目的物を分取するクロマトグラフィー分取法であり、固定相として、内径の異なる複数本のカラムを内径の大きな順に直列に連結したものを用い、移動相を最大内径のカラム側から流すことを特徴とするクロマトグラフィー分取法を提供する。
【００１４】
更に本発明は、他の課題の解決手段として、複数本のカラムの組み合わせからなる固定相を用いたクロマトグラフィー分取装置であり、
固定相を形成する複数本のカラムは、全ての内径が異なり、１本目のカラムの内径が最大で２本目以降は順に内径が小さくなるように組み合わされており、移動相が固定相の最大内径のカラム側から流されるように配置されていることを特徴とするクロマトグラフィー分取装置を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図２により、本発明のクロマトグラフィー分取法、及びクロマトグラフィー分取装置を説明する。図２は、クロマトグラフィー分取装置の概念図である。本発明は、カラムの組み合わせに特徴を有するものであるため、カラム以外のポンプ、バルブ、検出器等の各構成部分は特に制限されるものではなく、カラムの組み合わせ以外は、図２に示すような一般的な単カラム用の分取装置を用いることができる。
【００１６】
また、図２には、カラム１、カラム２、カラム３という３本のカラムが図示されているが、カラム３から検出器の間には、１本又は２本以上のカラムを配置することができる。なお、図２に示すカラム１、カラム２、カラム３の径及び長さは実寸ではなく、それぞれの径及び長さの比率や大小関係を示すものでもない。
【００１７】
移動相となるサンプル及び溶媒混合物は、分取装置における通常の操作手順により、カラム１、２、３……を組み合わせた固定相のカラム１に流す。
【００１８】
カラム１、２、３……は、いずれも内径が異なっており、カラム１の内径が最大で、順に内径が小さくなっている。
【００１９】
最大内径を有するカラム１（内径ｄ１）、カラム２（内径ｄ２）、カラム３（内径ｄ３）、図示していないカラム４（内径ｄ４）……等において、一つのカラムの内径と、直前の上流側カラムの内径の関係、即ち次の各式：ｄ２／ｄ１×１００、ｄ３／ｄ２×１００、及びｄ４／ｄ３×１００……から求められる値は、３０〜８５％の範囲が好ましく、４０〜７０％の範囲がより好ましい。
【００２０】
各カラム間の内径の関係を上記数式から求められる数値範囲内に設定することにより、図１（ａ）で示すような分離状態を維持することができ、単位充填剤当り、単位溶媒量当り、及び単位時間当りの生産性を向上することができる。
【００２１】
最大内径であるカラム１の内径（ｄ１）の大きさは、カラムの長さ、充填剤の種類及び充填量、１回に注入するサンプル量等を考慮に入れて決定されるものであるが、光学異性体分離用充填剤２５００ｇを使用し、１回に４ｇのサンプルを注入するとき、内径の大きさは５〜４０ｃｍの範囲にすることができる。
【００２２】
カラム２、３、４……の長さは、カラム１の長さと同等以上でも、同等以下でもよい。カラム１の長さは、カラムの内径、充填剤の種類及び充填量、１回に注入するサンプル量等を考慮に入れて決定される。
【００２３】
固定相を形成するカラム本数は特に制限されず、カラムの内径、充填剤量、１回に注入するサンプル量等を考慮に入れて決定されるものであるが、同じ分離性能であるとき、同径及び同長のカラムを直列に連結する場合に比べると、総充填量を減少させることができる。
【００２４】
固定相を形成するカラム１、２、３……内に充填する充填剤としては、光学異性体分離用充填剤を使用することができ、多糖誘導体を含む光学異性体分離用充填剤を使用することが好ましい。
【００２５】
光学異性体分離用充填剤に含まれる多糖誘導体としては、特開昭６０−１０８７５１号公報、特開昭６０−１４２９３０号公報、特開平１−２０３４０２号公報、特開平６−２１１９０２号公報に開示されたものを挙げることができ、これらの中でも、セルロースエステル誘導体、セルロースカルバメート誘導体、アミロースエステル誘導体、及びアミロースカルバメート誘導体よりなる群から選択されるものが好ましい。
【００２６】
光学異性体分離用充填剤は、上記した多糖誘導体等を多孔質担体に担持させたものが好ましい。多孔質担体としては、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート等からなる高分子物質、シリカ、アルミナ、マグネシア、ガラス、カオリン、酸化チタン、ケイ酸塩、ヒドロキシアパタイト等の無機物等を用いることができる。
【００２７】
次に、本発明のクロマトグラフィー分取法、及びクロマトグラフィー分取装置における作用について説明する。
【００２８】
カラム１は、初期のサンプル注入によってピーク歪みを起こさない程度に内径が大きいカラムを使用する必要があるが、カラム１の出口に達した際には、カラム１による分離効果と縦方向の拡散によって、サンプルの濃度は初期の数倍に希釈されている。
【００２９】
カラム１の出口におけるサンプル濃度が初期のｎ倍に希釈されているとすると、カラム２の内径がカラム１の内径の１／ｎしかない場合でも、サンプルの過剰注入によるピーク歪みを起こさない。
【００３０】
一方、内径が１／ｎのカラム２にカラム１と同じ流速で移動相を流すと、線流速は内径の２乗に反比例するため、カラム１とカラム２の長さが同じであれば、その通過時間は１／ｎ２となり、処理速度が大幅に速められる。また理論段数はカラムの全長に比例するので、２本のカラムを連結して使用した場合の理論段数は、カラム１、２の長さの和にほぼ比例する。
【００３１】
従って、長大な１本のカラム（カラム１を２本以上直列に連結したカラム）を使用するより、内径の異なるカラム１、２、３、４……を直列に接続して使用する方が、短時間のうちに同等以上の生産性を上げることができるため、単位充填剤当り、単位溶媒量当り、及び単位時間当りの生産性を向上できる。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３３】
比較例１
図２に示すクロマトグラフィー分取装置を用い（但し、カラムは１本）、表１に示す分取条件で分取した。なお、検出器はＵＶ検出器（Ｍｏｄｅｌ  ５０２７  ＧＬ  Ｓｃｉｅｎｃｅ）を用い、検出波長２３０ｎｍ、チャート速度０．１６ｃｍ／分であった。分取結果を表１に示し、図３にクロマトグラフィーのチャートを示す。表１中の「前成分」とは、図３中の前ピークを意味する。
【００３４】
実施例１
図２に示すクロマトグラフィー分取装置を用い（但し、カラムは、異なる径のもの２本を直列連結した）、表１に示す分取条件で分取した。検出器の条件は比較例１と同じである。分取結果を表１に示し、図４にクロマトグラフィーのチャートを示す。表１中の「前成分」とは、図４中の前ピークを意味する。
【００３５】
【表１】
2004226225.tif 000002
【００３６】
【発明の効果】
本発明のクロマトグラフィー分取法、及びクロマトグラフィー分取装置によれば、高精度で目的物を分取することができ、更に単位充填剤当り、単位溶媒量当り、及び単位時間当りの生産性を向上することができるので、分取に要するコストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】クロマトグラフィーによる分離状態を説明するための図。
【図２】クロマトグラフィー分取装置の概念図。
【図３】比較例１のクロマトグラフィーのチャート。
【図４】実施例１のクロマトグラフィーのチャート。
【図１】
2004226225.tif 000003
【図２】
2004226225.tif 000004
【図３】
2004226225.tif 000005
【図４】
2004226225.tif 000006