(57)【要約】【課題】連続分離可能な向流クロマトグラフィー法及び向流クロマトグラフィー装置を提供する。【解決手段】平板状に配設された非孔性小球体１６を有すると共に、開口窓１７を有する一対のカラム１８を対向配置し、前記カラム１８に形成された開口窓１７を介して第１のカラム中を流れる液体と、第２のカラム中を流れる液体とを接触させたので、連続分離可能な向流クロマトグラフィー装置を得ることができる。【選択図】　図２
2004004019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
向流クロマトグラフィー又は類縁の技術において、両液相とも装置ハードに対して移動させると共に、両液相ともマクロスケールで見ると撹乱などあらゆる乱れの因子が能動的に抑止され、ミクロスケールで見ると撹乱が能動的に促進される準層流であることを特徴とする向流クロマトグラフィー法。
【請求項２】
向流クロマトグラフィー装置又は類縁の装置において、両液相とも装置ハードに対して移動させると共に、両液相ともマクロスケールで見ると撹乱などあらゆる乱れの因子が能動的に抑止され、ミクロスケールで見ると撹乱が能動的に促進される準層流であることを特徴とする向流クロマトグラフィー装置。
【請求項３】
平板状に配設された非孔性小球体を有すると共に、開口窓を有する一対のカラムを対向配置し、前記カラムに形成された開口窓を介して第１のカラム中を流れる液体と、第２のカラム中を流れる液体とを接触させたことを特徴とする請求項２に記載の向流クロマトグラフィー装置。
【請求項４】
第１のカラムの開口窓と前記第２のカラムの開口窓との境界面にネットセパレータを配設したことを特徴とする請求項２又は３に記載の向流クロマトグラフィー装置。
【請求項５】
向流クロマトグラフィー装置を第１のカラムと第２のカラムでそれぞれ直列に接続し、前記第１のカラムの接続部から混合試料を注入し、前記第１のカラムの一方から第１の液体を注入し、前記第１のカラムの他方から第１の液体と分離された混合試料の一つを排出し、前記第２のカラムの他方から第２の液体を注入し、前記第２のカラムの一方から分離された混合試料の一つを排出し、前記第２のカラムの接続部から注入した混合試料の一部と第２の液体を排出することを特徴とする請求項２又は３に記載の向流クロマトグラフィー装置。
【請求項６】
カラム内に備えられた非孔性小球体は、一層に配置されたことを特徴とする請求項２〜５の何れか一項に記載の向流クロマトグラフィー装置。
【請求項７】
第１のカラムと第２のカラム内に収納された非孔性小球体は、それぞれの球体の位相が揃っていることを特徴とする請求項６に記載の向流クロマトグラフィー装置。
【請求項８】
カラム内に収納された非孔性小球体は、隣接する球列の球心が互いに一致しないように配置されたことを特徴とする請求項６に記載の向流クロマトグラフィー装置。
【請求項９】
カラムの幅方向の両端に小球体を半円形状でデッドスペースを生じないように保持したことを特徴とする請求項８に記載の向流クロマトグラフィー装置。
【請求項１０】
スペーサの形状は、液体の導入口或いは排出口に向かって漏斗状に拡開或いは縮小した形状であることを特徴とする請求項４に記載の向流クロマトグラフィー装置。
【請求項１１】
向流クロマトグラフィー装置を複数段に配設したことを特徴とする請求項２又は３に記載の向流クロマトグラフィー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続分離や精製などに適用することができる向流クロマトグラフィー法及び向流クロマトグラフィー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２０は、従来のクロマトグラフィーの基本概念を示す説明図である。一般に液体クロマトグラフィーの場合、ごく少量の試料Ａ、Ｂを注入口１からパルス状に注入し、別の注入口２から溶媒３を注入し、出口４において検出器やフラクションコレクターを用いて溶出位置の違いにより分け取ると云う操作を行う。しかし、１回のみでは試料の分取量が大変小さいので、同様の動作を多数回繰り返し、それらを積算しなければならず、多量の溶媒と時間を必要とした。
また、向流クロマトグラフィー又は類縁の技術は、互いに混ざらない２種の溶媒に対する分配係数の差を利用し、不連続的に分離操作を繰り返して物質を分離しようとする向流分配法の原理を用いたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の向流クロマトグラフィー又は類縁の技術においては、連続プロセスとして使用した場合、分離段数が極端に落ちてしまうと云う欠点が存在した。
【０００４】
そもそも人類がこれまでに開発してきた分離法は極めて多岐に亘っており、分離場における対象物質とその他の物質の間に高い選択性を設定できる方法が存在する場合にはその方法を用いればよいが、そういう方法がない場合の方が多い。原理的には、一回の分離操作では十分な分離選択性が達成されない場合でも、そのような分離操作を多数回繰り返せば高い分離選択性が達成される筈であるが、問題は数百回以上の繰り返しを行う場合の実用性である。そのような分離操作の多数回繰り返しを効率よく実現するための基本的原理としてクロマトグラフィーは広く知られている。クロマトグラフィーのうち、試料を担持するための相として液体を用いる液体クロマトグラフィー（液クロ）では、一般に液相は気相や固相表面と比べて溶液状態として多くの試料を保持できることから、原理的に試料担持容量が大きい点がその特長である。液クロ分離の中心となるのはカラムであるが、これまでの液クロ理論においては、液クロ分離に必要な物理的および化学的構成要素がカラムにおいてどのように実現されているか、その本当の機構を理解し切れていなかった。
そこで、本発明者は、その点を明らかにする新しい理論を構築すると共に、その理論の具現化として、液クロカラムを、▲１▼物理的機能を担う構成要素（具体的には、ミクロな擾乱促進機能とマクロな整序機能を担う担体パッキング）と▲２▼主として化学的機能を担う構成要素（具体的には、試料の担持機能を担う２つの液相。但し、これら２つの液相の“流れ”がパッキングと各々相互作用することによりある物理的機能も果たす。）という２つの構成要素に分離することを見出した。
そして、従来の液クロカラムに用いられていた充填剤に比して充填剤の粒径を大きく、さらに非孔性とすることを見出して本発明を構築するに至った。即ちこれまでは、担持機能の容量確保のため、充填剤粒径を小さくし、かつ多孔性としてきたが、物理機能を担うことに目的を限定すれば、充填剤の粒径を大きくし、かつ非孔性とした方が、デメリットは小さく、メリットの方が遙かに大きい。その結果、充填剤の表面効果は無視できるほどになり、分離プロセス途中の吸着や変性などを無視できるだけでなく、洗浄等が極めて容易となった。充填剤の粒径が大きいため送液抵抗も大変小さくなり、非孔性であるため試料の分離プロセス（カラム内での分配平衡到達速度）も迅速化できた。さらに、両相とも液相とすることにより、試料担持容量が飛躍的に増大すると共に、（両相とも流体であることから、）容易に連続プロセスを構築することが可能となった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記実状に鑑み提案されたもので、請求項１に記載の発明は、向流クロマトグラフィー又は類縁の技術において、両液相とも装置ハードに対して移動させると共に、両液相ともマクロスケールで見ると撹乱などあらゆる乱れの因子が能動的に抑止され、ミクロスケールで見ると撹乱が能動的に促進される準層流であることを特徴とする向流クロマトグラフィー法、請求項２に記載の発明はその装置を提案するものである。
【０００６】
準層流とは、上述のようにマクロスケールで見ると撹乱などあらゆる乱れの因子が能動的に抑止され、ミクロスケールで見ると撹乱が能動的に促進される流れと定義する。即ち各々の液相は、マクロに見ると乱流等が抑止され、整然と秩序正しく流れており、その点で層流に類似していることを指す。層流に類似しているために、例えば一方の液相が液滴状になる場合などに比べ、両液相の間の相対移動に伴う摩擦が極めて小さくなり、その結果、両液相間の相対移動を迅速かつ、滑らかに行うことができる。但し、それだけでは、液体中の拡散係数は、小さいことから、各液相内の物質移動が律速となり、両液相の間で分配平衡に至る過程が大変遅くなるので、それを打ち破るために、両液相内各々におけるミクロな撹拌が促進されるようにしてある。このように、マクロスケールで見ると撹乱などあらゆる乱れの因子が能動的に抑止され、ミクロスケールで見ると撹乱が能動的に促進されると云う、空間スケールによって相反する２つの機能を同時に実現している。
従来の向流クロマトグラフィーには▲１▼相間の界面積／各相の体積が大きく，▲２▼２相間の“ずれ抵抗”が小さい，ことが望まれるわけであるが、１相側のサイズが液滴のように小さくなると、▲１▼には有利だが、▲２▼が不利になる、という問題がある。さらに、１相が単に液滴などの場合、液滴内の撹拌が不十分という問題もある。液滴サイズが限りなく小さくなればその問題はなくなるが、それではセトリング過程や▲２▼の問題が大きくなりすぎる。
これに対して、本発明の向流クロマトグラフィー法及び向流クロマトグラフィー装置では、前記▲１▼、▲２▼の何れの問題も解決できる可能性があり、１相が集団として振る舞うことにより、単独の液滴として振る舞う場合より、相間のずれ抵抗が、遙かに小さくなるのである。また、各相内の撹拌（ミクロミキシング）も確実に促進される。
【０００７】
換言すると、本発明は、上述の準層流という新しい概念の導入により、
○　一般に向流クロマトグラフィーで最も過程の達成に時間を要しその意味でネックとなっていたセトリング過程の省略を可能とした。
○　高い分離段数を維持したまま、真の向流を達成し（従来は、向流と称しながら、一方の相は固定相として、カラムに対して動かなかった。）、このことにより、試料処理容量が飛躍的に増大した。
などの格別の効果を実現するという、従来のものとは全く異なる新しい向流クロマトクロマトグラフィーの方法とそのための装置を提案するものである。
そしてこの点、即ち本発明による向流クロマトグラフィー法並びにその装置原理が既存の数ある向流クロマトクロマトグラフィー及び装置原理とは全く異なるということは、岩手大学の北爪英一教授、日本大学の四宮一総専任講師、米国・国立衛生院（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ　ｏｆ　Ｈｅａｌｔｈ）のＤｒ．　Ｙｏｉｃｈｉｒｏ　Ｉｔｏ米国・ニューヨーク州立大学バッファロー校（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ａｔ　Ｂｕｆｆａｌｏ，　Ｓｔａｔｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ）のＰｒｏｆ．　Ｗ．　Ｄ．　Ｃｏｎｗａｙという、国内外で向流クロマトグラフィー研究をリードする研究者に確認済みである。
さらに本発明は、前述の「液体クロマトグラフィーカラムの真の動作原理」に基づき、世の中で広範に利用されている液体クロマトグラフィーについて、その試料処理量を飛躍的に増大させるための新しい考え方を提案するものでもある。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、前記準層流を形成するための具体的な手法の一例を示すものであり、平板状に配設された非孔性小球体を有すると共に、開口窓を有する一対のカラムを対向配置し、前記カラムに形成された開口窓を介して第１のカラム中を流れる液体と、第２のカラム中を流れる液体とを接触させたことを特徴としている。
以上の構成により、試料の連続分離が可能となると共に、ほとんど希釈されることのない単成分を得ることができる。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、前記請求項２又は３に記載の発明の構成に加えて、前記第１のカラムの開口窓と前記第２のカラムの開口窓との境界面にネットセパレータを配設したことを特徴としている。
以上の構成により、各カラム内を流す液体に圧力を加えることができる。したがって、２相間の相対的移動速度を速くし、速やかな物質移動を維持することができる。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、前記向流クロマトグラフィー装置を第１のカラムと第２のカラムでそれぞれ直列に接続し、前記第１のカラムの接続部から混合試料を注入し、前記第１のカラムの一方から第１の液体を注入し、前記第１のカラムの他方から第１の液体と分離された混合試料の一つを排出し、前記第２のカラムの他方から第２の液体を注入し、前記第２のカラムの一方から分離された混合試料の一つを排出し、前記第２のカラムの接続部から注入した混合試料の一部と第２の液体を排出することを特徴としている。
以上の構成により、キャリア液間の界面積／キャリア液体積の比を大きく採ることができる。また、両キャリア液相内の全ての部分が常に界面から至近距離にある。更に、エネルギーの節約と、溶媒の使用量を低減することができる。
【００１１】
また、請求項６に記載の発明は、前記カラム内に備えられた非孔性小球体が、一層に配置されたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７に記載の発明は、前記請求項６に記載の発明の構成に加えて、前記第１のカラムと第２のカラム内に収納された非孔性小球体が、それぞれの球体の位相が揃っていることを特徴とする。
以上の構成により、セルの効果的形成と隣り合うセル間の効果的遮蔽が実現する。
【００１３】
また、請求項８に記載の発明は、前記請求項６に記載の発明の構成に加えて、前記カラム内に収納された非孔性小球体が、隣接する球列の球心が互いに一致しないように配置されたことを特徴とする。
以上の構成により、ミクロ的に見た場合の流路不均一性を高め、ミキシング効果を高めることができる。
【００１４】
また、請求項９に記載の発明は、前記カラムの幅方向の両端に小球体を半円形状でデッドスペースを生じないように保持したことを特徴とする。
以上の構成により、非孔性小球体の位置を固定し、液体の流れによって球体が移動するのを防止すると共にデッドボリュームの発生を阻止することができる。
【００１５】
また、請求項１０に記載の発明は、前記スペーサの形状が、液体の導入口或いは排出口に向かって漏斗状に拡開或いは縮小した形状であることを特徴とする。
以上の構成により、液体にカラム流入或いは流出する際の流路抵抗を削減することができる。
【００１６】
また、請求項１１に記載の発明は、前記請求項２に記載の発明の構成に加えて、前記向流クロマトグラフィー装置を複数段に配設したことを特徴とする。
以上の構成により、高純度の精製を可能にすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の向流クロマトグラフィーの分離の原理を、従来の向流クロマトグラフィー（向流分配法）との比較において説明する。
【００１８】
従来の向流クロマトグラフィーは、前述のように、互いに混ざらない２種の溶媒に対する分配係数の差を利用し、不連続的に分離操作を繰り返して物質を分離しようとする向流分配法の原理を用いたものであり、図２１に示すような最も基本的な形式と考えられるＣｒａｉｇの装置を用いて簡単に説明する。図示したＣｒａｉｇの装置とは、要は複数の分液ロートを一列に並べたものに相当し、これを次のように操作するものである。尚、ここでは説明の簡単のために、各分液ロートにおいて上相と下相の間で（対象試料の分配係数）×（相の体積比）が１に等しいものとする（例えば、上相と下相の体積が等しく、上相下相間の分配係数が１の試料を扱う場合に相当する）。
はじめに、一番左の分液ロート（分液ロート番号１）に対象試料を上相と共に一回だけ導入し、その後全ての分液ロートをよく振とうしながら上相のみの移動操作を行っていく（分液ロート１にはその後は、左の方から次々に試料を含まない上相が供給されるものとする）。そうすると分液ロート列の上を試料は表１のように移動していくことが簡単な計算により求まるが、この条件では、ピーク位置は上相の移動速度のちょうど半分の速度で移動していく（上相を２回移し換えるごとに分液ロート一つ分移動する）ことが分かる。ここで相の体積比とのロート間の移し変え操作は試料により共通であるが、その条件の下で試料のピーク位置の移動速度は、試料中の各成分の物性定数である（分離に使用する）２液相間の分配係数に対応することから、試料中の各成分の分配係数が異なるものとなるような２液相の組み合わせを用いることにより、一般のクロマトグラフィーと同様、パルス状に導入した試料中各成分の溶出するタイミングの違いにより（各成分を）分離することが可能となる。
しかし、前述のように、この従来の向流クロマトグラフィーでは、下相が固定相であって、連続プロセスとして使用した場合、分離段数が極端に落ちてしまうと云う欠点があった。
【表１】
2004004019.tif 000003
【００１９】
本発明の向流クロマトグラフィーの分離の原理は、Ｃｒａｉｇの装置において、前述のように単に上相を移動させるだけでなく、下相も並行して、但し上相とは逆方向に、移動させる場合に相当し、ネットセパレータ（ネット状構造体）の有無に拘りなく２つの逆方向に流れる準層流で近似できるものである。
図２２に示す例は、２つの準層流の界面に、点線にて描画したネットセパレータ（ネット状構造体）を介在させた例であるが、流路１が上相の列、流路２が下相の列に相当する。そこではネット状構造体の有無に拘りなく、次のような関係が一般に成り立つ。
試料を流路１の左方からパルス状に導入した場合でも、流路２の右方からパルス状に導入した場合でも、ある試料成分のピーク位置の移動速度ｆ（流路１の流れ方向を正とおく）は、
ｆ＝（Ｃ１Ｓ１ｖ１−Ｃ２Ｓ２ｖ２）／（Ｃ１Ｓ１＋Ｃ２Ｓ２）　・・・式（Ａ）
となる。
但し、Ｓ１，Ｓ２は流路１，２の実効流路断面積、Ｃ１，Ｃ２は流路１，２中の当該試料成分の濃度、ｖ１，ｖ２は流路１，２中の流れの線速度である。（表１で用いた条件は、ｖ２＝０，Ｃ１Ｓ１＝Ｃ２Ｓ２の場合に相当し、ｆ＝（１／２）ｖ１が導かれる。）
ここで体積流速（単位時間に流路の全断面積を通過する当該液相の体積）という概念を用いると、式（Ａ）の分子は
Ｃ１Ｖ１−Ｃ２Ｖ２　　・・・式（Ｂ）
と書き直せる。但し、Ｖ１，Ｖ２は、各々流路１，２の体積流速である。
もし体積流速比Ｖ１／Ｖ２が分配係数Ｋ２１（＝Ｃ２／Ｃ１）に等しければ、式（Ｂ）はゼロとなるが、この条件を境界として、Ｖ１／Ｖ２＞Ｋ２１ならｆ＞０となり、当該成分のピークは流路１の流れ方向に移動してゆき、最終的に流路１の右側出口から出てくることになる。また、Ｖ１／Ｖ２＜Ｋ２１ならｆ＜０となり、当該成分のピークは流路２の流れ方向に移動してゆき、最終的に流路２の左側出口から出てくることになる。以上はカラムに試料をパルス状に導入した場合であるが、試料を（流路１からであれ流路２からであれ）連続的に導入した場合でも同じことが成り立つ。連続導入は、パルス状導入を単に時間をずらして積算してゆくことに等しいからである。尤もカラムの段数は有限なので、カラムの一方の端からのみ全量を回収するには、Ｖ１／Ｖ２とＫ２１との間に若干の差異が必要となる。段数が高くなると、この境界現象（体積流速比Ｖ１／Ｖ２をシフトしていくに伴い、その値がＫ２１に等しい値を取るところを境界として、それまで一方のカラム端から出ていた成分が、逆のカラム端から出てくるようになる）がよりシャープに出現するようになる。
【００２０】
ネットセパレータ（ネット状構造体）を用いない態様について、半カラム２つを直列につないだ全カラムについて、その構造の例を図２３に示す。図中のＰは送液ポンプを表す。ダンパーは大気圧開放でもよいし、水分や酸素との接触を避けたい場合には、容積のある程度大きな容器内で乾燥窒素雰囲気下とする手段を採っても良い。本システムにおいては、このようなデッドボリュームの存在が、時間に対して定常状態としてシステムが動作している関係で、必ずしも段数の低下につながらない点が重要である。
【００２１】
以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る向流クロマトグラフィー法及び装置の連続分離の概念を示す説明図である。ここで、向流クロマトグラフィー装置１０は、注入ポート１１から試料Ａ，Ｂを連続的に注入すると共に、注入ポート１２から溶媒１３を注入する。すると、出口ポート１４から分離された試料Ａが濃厚な状態で連続的に溶出する。また、出口ポート１５からは、分離された試料Ｂが濃厚な状態で連続的に溶出する。
【００２２】
以上のように構成された向流クロマトグラフィー装置１０では、試料を連続的に注入することができると共に、精密に精製された単成分をほとんど希釈されることなく、連続的に取り出すことができる。また、溶媒の使用量を圧倒的に少なくすることができる。
【００２３】
図２は本発明に係るネットセパレータ（ネット状構造体）を用いない態様における向流クロマトグラフィー法及び装置の基本構成を示す分解斜視図であり、図３は図２に於けるビーズパッキングの一部を示す拡大平面図である。ここで、向流クロマトグラフィー装置は平板状に配設された非孔性小球体１６を有すると共に、開口窓１７を有する第１のカラム１８ａと第２のカラム１８ｂが対向配置されている。また、カラム１８には長手方向の両端に流体を注入或るいは、排出するためのポート１９，２０が形成されている。また、非孔性小球体１６は、図３に拡大して示すようにカラム１８内に一層だけ平板状に配置されており、カラム１８の幅方向の両端に非孔性小球体１６を保持するスペーサ２１が配置されており、非孔性小球体１６の移動を防止している。スペーサ２１の端面は、非孔性小球体１６の径に合わせた波型のカーブ２１ａを有しており、隣接する球列Ｌｎと球列Ｌｍの夫々の球心が互いに一致しないように保持している。また、カラム１８ａ，１８ｂは、互いに開口窓１７が接するように配設されている。更に、重ね合わせたカラム１８ａ，１８ｂの両側からガラス等から成る平板２３が当接されている。
尚、図２の装置のカラム出入り口部分については、図２４に示すような形状とすることが望ましい。即ち、図２４に示すように入り口２カ所、出口２カ所とも緩いカーブとした方が、流速（線速度）は低いとはいえ、２つの液相の流れに伴う押し出し、引き込みによる界面の乱れの可能性が減少する。
ここでの（界面が乱れて一方の相にもう一方の相が液滴状に混入した場合の）トラップ機構としては、出口は二カ所とも広い断面で垂直に保持されている事により、その区間で液相全体がゆっくり上昇（下降）している間に液滴は液相全体とは反対方向に下降（上昇）し、斜めのカラム壁にぶつかったところで集合し、さらにその面を転がり落ちる（転がり昇る）ことを想定している。
さらに、図２９のように、入り口流路（２カ所）の厚さをもっと狭くすることで当該部位での流れをより滑らかなものとすると共に、出口流路（２カ所）の厚さをもっと厚くし、非孔性球体も当該部位に置かない（注１）ことで、出口流路内への相手側液相巻き込みをより確実に防ぐ（トラップ機能の強化する）手段を採るようにしても良い。（注２）。
（注１）この部位に非孔性球体があったとしても、少なくとも一方の液相の流れがほとんど存在しない以上、２液相の間の物質交換は促進されない。
（注２）本発明では、半カラムが数十メートル単位と長くなっても途中でセトリング過程は不要であり、従って段数が増えてもプロセスの所要時間は短くて済むがただ、半カラム両端の出入り口付近（計２カ所）では、重液の液滴が軽液流路に巻き込まれたり、あるいはその逆が起こることを抑える目的で、トラップ過程が必要となる。
【００２４】
このネットセパレータ（ネット状構造体）を用いない態様における基本的動作原理を、半カラムの場合について、図２５〜図２８を用いて段階的に説明する。ここではカラムは水平面に対して角度θで保持する。尚、ネットセパレータを用いる場合、カラムの保持角度は余り重要でないが、ネットセパレータを用いない場合、少なくともここで説明する実施例にいては、このように水平面に対して角度θで保持することが重要である。
【００２５】
まず、図２５における軽液は静止させ、重液のみ送液する場合のシステムの動作原理について説明する。尚、ネットセパレータを使わない態様においては、ネットセパレータを使う態様と異なり、２つの液相の間に密度差（比重差）が必要である。ここでは密度（比重）が軽い方の液を軽液、重い方の液を重液と呼ぶことにする。
初めにカラム内を軽液で満たす。ここで、カラムの両端上方に接続する２つの軽液用配管の末端開口部は等しい高さでかつカラムより高く保持する。これらの２つの末端は両方とも開いていても、一方だけ閉じていても良い（一方だけ閉じる場合、どちらが閉じていても良い）。重液の注入など、カラム内液相体積の変動に対応するため、軽液用配管の途中に液ダメ（ｒｅｓｅｖｏｉｒ）を設けてある。カラムの両端下方に重液用配管を接続するが、それら２つの配管端を各々送液ポンプに接続する。２つの送液ポンプの送液速度（ｖｍｌ／ｍｉｎ）は互いに等しくすることが重要である。
ここで重液の送液を開始してみる。ｖが小さい間は、重液用配管からカラム内に注入された重液は液滴状となって、パッキングされた小球の間を伝ってカラム内を落下してゆき、下方の重液用配管に吸い込まれてゆく。ｖがある程度の大きさになると、液滴が連結し、層流様の形態をとるようになる（準層流の形成）。この領域では、準層流の線速度は“（ｓｉｎθ）×（重液と軽液の密度差）／（流れている溶液の粘度）”に大略比例すると考えられる。ここでの比例定数は、用いるカラムによって決まる（パッキングされた小球のサイズなど）。即ち、カラムを流れている液層の厚さは、カラムに注入する体積流速ｖに大略比例することになる。このようにして図２５のシステムは、ｖが極端に大きくない範囲においてであるが、任意のｖに対し、またｖを任意に変動させても、無限時間にわたって安定な系として存在することが出来る。
【００２６】
次に、図２６における重液は静止させ、軽液のみ送液する場合のシステムの動作原理について説明する。
初めにカラム内を重液で満たす。ここで、カラムの両端下方に接続する２つの重液用配管の末端開口部は等しい高さでかつカラムより高く保持する。これらの２つの末端は両方とも開いていても、一方だけ閉じていても良い（一方だけ閉じる場合、どちらが閉じていても良い）。軽液の注入など、カラム内液相体積の変動に対応するため、重液用配管の途中に液ダメ（ｒｅｓｅｖｏｉｒ）を設けてある。カラムの両端上方に軽液用配管を接続するが、それら２つの配管端を各々送液ポンプに接続する。２つの送液ポンプの送液速度（ｖｍｌ／ｍｉｎ）は互いに等しくすることが重要である。
ここで軽液の送液を開始してみる。ｖが小さい間は、軽液用配管からカラム内に注入された軽液は液滴状となって、パッキングされた小球の間を伝ってカラム内を上昇してゆき、上方の軽液用配管に吸い込まれてゆく。ｖがある程度の大きさになると、液滴が連結し、層流様の形態をとるようになる（準層流の形成）。この領域では、準層流の線速度は“（ｓｉｎθ）×（重液と軽液の密度差）／（流れている溶液の粘度）”に大略比例すると考えられる。ここでの比例定数は、用いるカラムによって決まる（パッキングされた小球のサイズなど）。即ち、カラムを流れている液層の厚さは、カラムに注入する体積流速ｖに大略比例することになる。このようにして図２６のシステムは、ｖが極端に大きくない範囲においてであるが、任意のｖに対し、またｖを任意に変動させても、無限時間にわたって安定な系として存在することが出来る。
以上のように、重液のみを送液する場合と軽液のみを送液する場合で、動作原理に対称性が成り立つところが重要である。
【００２７】
さらに、図２７及び図２８を用いて具体的に補足する。
使用しようとするカラムにおいて、重液静止条件の下、所定の軽液の体積流速ＶＬを与えるカラム傾斜角をθＬとし、この条件下で軽液が流れていることにより軽液に対して発生している単位カラム長あたりの流通抵抗の大きさをｋＬ（重液静止）とすると、
ｋＬ（重液静止）＝ｇ（ρＨ−ρＬ）ｓｉｎθＬ　・・・式（１）
の関係が成り立つ。尚、ρＨは重液の密度、ρＬは軽液の密度、ｇは重力加速度である。
或いはまた、使用しようとするカラムにおいて、軽液静止条件の下、所定の重液の体積流速ＶＨを与えるカラム傾斜角をθＨとし、この条件下で重液が流れていることにより重液に対して発生している単位カラム長あたりの流通抵抗の大きさをｋＨ（軽液静止）とすると、
ｋＨ（軽液静止）＝ｇ（ρＨ−ρＬ）ｓｉｎθＨ　・・・式（２）
の関係が成り立つ。
軽液、重液を上記のＶＬ，ＶＨで同時に流す場合には、そのためのカラム傾斜角θＬ＋Ｈは、この条件下で軽液に対して発生している単位カラム長あたりの流通抵抗の大きさをｋＬ（重液流速ＶＨ）、この条件下で重液に対して発生している単位カラム長あたりの流通抵抗の大きさをｋＨ（軽液流速ＶＬ）を用いて、
ｇ（ρＨ−ρＬ）ｓｉｎθＬ＋Ｈ＝ｋＬ（重液流速ＶＨ）＋ｋＨ（軽液流速ＶＬ）　・・・式（３）
となる角度である。尚、
ｋＬ（重液静止）≒ｋＬ（重液流速ＶＨ）
ｋＨ（軽液静止）≒ｋＨ（軽液流速ＶＬ）
の関係が成り立つことから、
式（１）（２）（３）より、
ｓｉｎθＬ＋Ｈ≒ｓｉｎθＬ＋　ｓｉｎθＨ　・・・式（４）
【００２８】
軽液、重液を体積流速ＶＬ、ＶＨでカラムに同時に流す方法としては、以下の例などが考えられる。
例１；まず重液静止条件下で軽液の体積流速をＶＬまでもってゆき（カラム傾斜角θＬ）、そこから少しずつθを増大させることと並行して重液を動かし始め（両液の流れの定常状態を保つようにしながら、重液の流速上昇とカラム傾斜角増大を並行して実施することが肝要）、最終的に重液の体積流速ＶＨ（その時カラム傾斜角θＬ＋Ｈ）までもってゆく。尚、ここでのカラムの傾斜角θに関して、式（４）および流体の流通抵抗と流速の関係から、
Δｓｉｎθ≒Δ（重液の体積流速）×ｓｉｎθＨ／ＶＨ
が近似的に成り立つことが導かれるが、ここでの操作の目安となるものと考えられる。
例２；まず軽液静止条件下で重液の体積流速をＶＨまでもってゆき（カラム傾斜角θＨ）、そこから少しずつθを増大させることと並行して軽液を動かし始め（両液の流れの定常状態を保つようにしながら、軽液の流速上昇とカラム傾斜角増大を並行して実施することが肝要）、最終的に軽液の体積流速ＶＬ（その時カラム傾斜角θＬ＋Ｈ）までもってゆく。尚、ここでのカラムの傾斜角θに関して、式（４）および流体の流通抵抗と流速の関係から、
Δｓｉｎθ≒Δ（軽液の体積流速）×ｓｉｎθＬ／ＶＬ
が近似的に成り立つことが導かれるが、ここでの操作の目安となるものと考えられる。
以上を見ると、運転操作が面倒のように思われるが、本発明はプラント技術としての使用が本命なので、特に問題とはならないと考えられる。もともと向流クロマトグラフィーは２液相の選択と取り扱いなど、他のＨＰＬＣ（高速液クロ）より操作が厄介な面があり、研究室における“便利な技術”としての普及の妨げになってきたが、本発明はプラント技術が本命ということで、その点でも問題とはならないと考えられる（２液相を選択する面倒よりも、２つの液相とも選択できることによる手段の広がりのメリットのほうが大きいと考えられる。）。
【００２９】
また、軽液の流路、重液の流路とも、カラムに沿って下方に行くほど圧力が上昇する。液、重液が各々ＶＬ、ＶＨで同時に流れている場合、カラム方向の長さをＬ、カラム内の任意の部位の圧力をＰとすると、
軽液流路に沿っては、
ΔＰ＝（ｇ・ρＬ・ｓｉｎθＬ＋Ｈ＋ｋＬ（重液流速ＶＨ））・ΔＬ
重液流路に沿っては、
ΔＰ＝（ｇ・ρＨ・ｓｉｎθＬ＋Ｈ−ｋＨ（軽液流速ＶＬ））・ΔＬ
しかるに式（３）より、
ｇ・ρＬ・ｓｉｎθＬ＋Ｈ＋ｋＬ（重液流速ＶＨ）＝ｇ・ρＨ・ｓｉｎθＬ＋Ｈ−ｋＨ（軽液流速ＶＬ）
が導かれるので、両流路に沿っての圧力上昇はカラムに沿ったどの部分でも等しく、釣り合いが取れていることが示される。
以上より、本発明において少なくともネットセパレータを用いない態様では、非常に長いカラム（例えば、半カラムが５０ｍ。全カラムで１００ｍ。）も大きな問題なく実現できそうで、大きな試料処理能力を持ちながら同時に１００００段以上の分離段達成も夢ではなくなる。これを可能ならしめる本質は、重力場において、各液相は自重または自らの浮力を駆動力として移動するからであり、従来のクロマトグラフィーでは不可能またはあまりに流速が遅かった駆動力としての重力利用を、充填球体を大きくすることで始めて可能とした点がここでのポイントといえる。
因みに半カラム両端の間の圧力差（半カラム上端でのカラム内圧力は通常大気圧にほぼ等しい。）は、半カラムの全長をＬ０とすると
（ｇ・ρＬ・ｓｉｎθＬ＋Ｈ＋ｋＬ（重液流速ＶＨ））・Ｌ０
　　　　　　　　　＝（ｇ・ρＨ・ｓｉｎθＬ＋Ｈ−ｋＨ（軽液流速ＶＬ））・Ｌ０
となる。このことは、半カラムの全長が例えば５０ｍあったとしても、システム（前記図２３参照）に用いられるポンプの送液圧力はたいていの場合２乃至３気圧程度以下でよいことになり、チューブしごき型ポンプ（ぺリスタルチックポンプ）をはじめ種々のポンプが使えることになる。
尚、ｋＬ（ｋＨについても同様）は厳密には重液流速ＶＨだけでなく、現に流れている軽液の厚さにも依存する。上述の説明では簡単のためにその点には触れなかったが、軽液の厚さがカラム厚さの半分となる条件で運転するモードが基本となるので、明確には示されていないが、軽液の厚さはカラム厚さの半分になっているという条件が隠されている、と考えればよい。
【００３０】
各半カラムにおいて、２つの液相（重液と軽液のこと）のうち一方については入り口側も出口側もポンプに接続しているが、これら２つのポンプの間で体積流速が厳密に一致している必要がある。その実現法としては、半カラムの出口部分で液位をモニターし、その情報でもって出口側ポンプ流速を精密制御するなどの手が考えられる。
【００３１】
図４（ａ）は小球体に囲まれた空間中での混合過程を示す説明図、同図（ｂ）はカラム径に比べて球径が小さい場合の撹乱促進効果を示す説明図、同図（ｃ）は小球体より大きな空間スケールにおける撹乱抑制効果を示す説明図である。同図（ａ）において、非孔性小球体１６ａの球心Ｘと隣接する非孔性小球体１６ｃの球心Ｚの流体の流れ方向（水平方向）の位置は、互いに一致しないように配置されている。本実施の形態において、非孔性小球体１６ａの球心Ｘと非孔性小球体１６ｂの球心Ｙとの中点に非孔性小球体１６ｃの球心Ｚが位置している。したがって、同図（ａ）に示す如く非孔性小球体１６ａと１６ｂの間を流れる流体２２は、非孔性小球体１６ｃに当接して、流れ方向が代えられる。ｋのため、流体が非孔性小球体１６に囲まれた空間を流れる時、撹乱が促進され混合が行われる。同図（ｂ）は、非孔性小球体１６の各列間を流体Ａ、Ｂ、Ｃが通過する最に、カラム幅に比べて、非孔性小球体１６径が小さい場合でも、マクロミキシング効果がカラム断面の全体に広がっていく様子を示すものである。
【００３２】
このように非孔性小球体１６は、小さな空間スケールでは撹乱を促進しており固定相と移動相との間での平衡到達を促進することで、分離効率の向上に寄与する。
【００３３】
図４（ｃ）は小球体より大きな空間スケールにおける撹乱抑制効果を示す説明図である。非孔性小球体１６を収納したカラム１８において、非孔性小球体１６より大きな空間スケール（カラム全体）で見た場合に撹乱が抑制され、流れを安定させる働きをする。これは、カラムを多段に形成する場合の必要条件である。
【００３４】
図５は球径と壁間距離との関係を示す説明図である。非孔性小球体１６の半径とカラムの厚さとの関係を示すもので、非孔性小球体１６の半径がカラムの厚さの１／２の時を１００％としたものである。図６は球の半径と断面積との関係を示すもので、球の半径が１．００の時を１００％、半径が０．９８０の時を８０％、半径が０．９１７の時を６０％、半径が０．８００の時を４０％、半径が０．６００の時を２０％、半径が０の時を０％としたものである。
【００３５】
図７（ａ）〜（ｃ）は球径と流体の流れとの関係を示す説明図である。同図（ａ）は非孔性小球体１６が０％、つまり存在しない場合の液体の流れを示すものである。同図（ｂ）は、非孔性小球体１６の断面積が２０％の場合であり、流れは殆ど影響を受けない。同図（ｃ）は、非孔性小球体１６の断面積が４０％の場合であり、流れは垂直方向の撹乱の促進と水平方向の撹乱の促進が行われる。
【００３６】
図８は、本発明の向流クロマトグラフィー装置の別の実施の形態を示す要部分解斜視図である。本実施の形態において、第１の実施の形態と同一部分については、同一符号を付して説明を省略する。ここで、第１のカラム１８ａの開口窓１７と第２のカラム１８ｂの開口窓１７との境界面にネットセパレータ２４が配設されている。ここで、ネットセパレータ２４は、仕切で隔てた両側に互いに混じり合わない２つの液相を配置する場合を想定してみる。仕切が単なる板の場合、両液相の間に圧力差が存在しても両者の間にバルクフローは発生しないので、その点では両相によるマクロな空間分割は維持される（仕切の一方は液相Ａ、もう一方は液相Ｂときれいに分かれている状態）が、両相間の物質移動は事実上ゼロである。次に仕切を多孔性の膜にした場合、かなりの圧力に抗して両相によるマクロな空間分割は維持されるが、両相間の物質移動はゼロではないが、移動速度が非常に小さい。それに対し、すかすかのネット状のものを仕切として用いた場合、両相間の物質移動はなめらかに行われるが、両相間に少しの圧力差が存在しても、バルクフローが起こってしまい、両相によるマクロな空間分割は壊れてしまう（仕切の一方は液相Ａ、もう一方は液相Ｂときれいに分かれている状態ではなくなる）。しかしながら、ネット構造のメッシュサイズを小さくしてゆくと、界面張力の特性（注）により圧力差に抗する能力が増大するであろう。以上のように、界面張力の特性を利用して、２液相の間の物質移動の阻害は最小限に押さえながら、２液相間の圧力差には抗して両相によるマクロな空間分割は維持する極微細なメッシュのネット状構造体をネットセパレータと呼ぶことにした。
（注）　　　界面張力＝自由エネルギー／面積
右辺の分母分子を長さで割ると
界面張力＝力／長さ
これに対し、圧力＝力／面積
即ち圧力は、寸法が小さくなるとその２乗に比例して小さくなるのに対し、界面張力は、寸法が小さくなった場合その１乗に比例してしか小さくならない。従って、寸法が小さくなるほど、界面張力は圧力に比べて相対的に強くなる。
例えば寸法が１／１０になると、圧力は１／１００になるのに対し、界面張力は１／１０になる。即ち界面張力の圧力に対する相対強度は１０倍になる。
【００３７】
図１０はネットセパレータを介して異なる２液体が接する場合を示す模式図である。ここで、２液体間に所定の圧力差が存在した場合でも、界面張力の働きによって、２液が混合することがない。界面張力＝自由エネルギー／面積で求めることができる。
【００３８】
以上のようにネットセパレータ２４を使用した場合、送液力をある程度かけることができる。例えば、静水圧で数メートル程度。したがって、２相の相対移動速度が遙かに速く、試料処理を増大することができる。
【００３９】
図１１は本発明の向流クロマトグラフィー装置の稼動状態の一例を示すを示す説明図である。図１１は本発明の向流クロマトグラフィー装置の稼働原理を図解するものである。上段に本装置の模式構造を、中段は流路１（模式構造図で上側の流路）に沿って成分Ａ，Ｂの濃度を示したもの、下段は流路２（模式構造図で下側の流路）に沿って成分Ａ、Ｂの濃度を示したものである。この図解に示されるように、各成分の濃度は装置の位置に従って一定濃度の定常状態になる。装置中央上部からＡ、Ｂ混合物を注入すると、流路１の右端からは成分Ａのみが出てくるが、それは、流路１の右端においては、事実上成分Ａのみになっていることと対応している。流路２の左端の場合も同様である。
【００４０】
図１２は本発明の向流クロマトグラフィー装置の他の稼動状態を示す説明図である。ここでは、回収率の向上を溶媒交換により達成するものである。向流クロマトグラフィー装置は、第１の向流クロマトグラフィー２５と第２の向流クロマトグラフィー２６をそれぞれ第１のカラム１８ａ同士、第２のカラム１８ｂ同士で直列に接続し、前記第１の向流クロマトグラフィー２５と第２の向流クロマトグラフィー２６の接続部に形成された注入口２７から混合試料Ａ，Ｂを注入し、前記第１の向流クロマトグラフィー２５のポート１９から第１の液体を注入し、前記第２の向流クロマトグラフィー２６のポート２８から第１の液体と分離された混合試料Ａを排出し、前記第２の向流クロマトグラフィー２６のポート２９から第２の液体を注入し、前記第２のカラム１８ｂ同士を接続した接続部に形成した排出口３０から試料Ａ，Ｂと第２の液体が排出される。また、第１の向流クロマトグラフィー２５の第２のカラム１８のポート３１から分離された混合試料Ｂと第２の液体を排出する。
【００４１】
以上のようにして、試料Ａと試料Ｂを分離することができる。また、排出口３０から排出された試料Ａ，Ｂおよび第２の液体を別の向流クロマトグラフィー３２のポート１９に注入する。するとポート３３からは、第２の液体のみが排出される。また、ポート３４から第１の液体を注入すると、ポート３５から第１の液体と試料Ａ，Ｂが排出される。この様にして、溶媒を第２の液体から第１の液体に交換することができる。同図において、矢印の相違は、流量の相違を表示している。
【００４２】
図１３は向流クロマトグラフィー装置における試料ＡとＢの分別条件を示している。同図において、一つの液相を固定相とし、他の液相を移動相としてバッチ方式で分離した場合の試料溶出量の様子を示している。これと同様のことを図１２で示した装置に適用することにより、完全連続プロセスを実現することができる。
【００４３】
図１４は同向流クロマトグラフィー装置の別の稼動状態を示す説明図である。ここで開示するのは、２成分連続分別システムであり、回収効率を向上するために、並列運転により行うものである。本実施の形態では、ポート１９から第１の液体を注入し、注入口２７から試料Ａ，Ｂと第１の液体を注入する。すると、ポート２８から分離された試料Ａと第１の液体が排出される。また、ポート２９から第２の液体が注入され、排出口３０からは、試料Ａ，Ｂと第２の液体が少量排出される。また、ポート３１からは、試料Ｂと第２の液体が多量に排出される。
【００４４】
本実施の形態では、向流クロマトグラフィー装置を並列に設置しており、ポート３６から第２の液体を注入すると共に注入口３７から、第１段の排出口３０から排出された試料Ａ，Ｂと第２の液体を注入する。すると、ポート３８から試料Ｂと第２の液体が多量に排出される。また、ポート３９から第１の液体を注入すると、排出口４０から試料Ａ，Ｂと第１の液体が少量排出される。この排出された試料Ａ，Ｂと第１の液体を、再度第１段目の注入口２７から注入し、以上の分離操作を繰り返す。一方、ポート４１から多量の第１の液体と試料Ａが分離排出される。本実施の形態において、向流クロマトグラフィー装置の第１段、第２段は第１の液体と第２の液体の液体間の体積流速比を同一とする。
【００４５】
図１５は図１４に示す向流クロマトグラフィー装置における分別条件の説明図であり、一つの液相を固定相、他の液相を移動相としてバッチ方式で分離した場合の試料溶出の様子を示すものである。これと、同じことを図１４に示す装置に適用することで、完全連続プロセス化を達成できる。
【００４６】
図１６は本発明の向流クロマトグラフィー装置の別の稼動状態を示す説明図である。本実施の形態は、３成分を連続的に分離回収する場合を示すものである。ポート４２から第１の液体を注入すると、注入口４３から試料Ａ，Ｂ，Ｃと第１の液体を少量注入する。この時、ポート４４から試料Ａと第１の液体が排出される。ポート４５から第２の液体を多量に注入すると、排出口４６から試料Ａ，Ｂ，Ｃと第２の液体が少量排出される。また、ポート４７からは、試料Ｂ，Ｃと第２の液体が多量に排出される。以上が向流クロマトグラフィー装置の第１段目の構成である。
【００４７】
第２段目では、第１段目のポート４７から排出された試料Ｂ，Ｃと第２の液体を注入口４８から注入する。ポート４９から第２の液体を注入すると、ポート５０からは試料Ｃが分離されて排出される。また、ポート５１から第１の液体を注入すると、排出口５２から試料Ｂ，Ｃと第１の液体が少量排出される。また、ポート５３から試料Ｃが分離され、第１の液体とともに排出される。また、溶媒交換は、ポート５４から試料Ａ，Ｂ，Ｃと第２の液体を注入し、ポート５５から第２の液体のみを排出する。ポート５６から第１の液体を注入し、ポート５７から試料Ａ，Ｂ，Ｃと第１の液体を排出する。
【００４８】
図１７は図１６に示す向流クロマトグラフィー装置における分別条件の説明図である。図１７（ａ）に示す装置において、第１回目の分別条件は、試料Ａのみを分離するものであるから、Ａの溶出量のピークとＢのピークの中間に分別条件を設定する。第２回目の分別条件は、試料ＢとＣを分離するのであるから、Ｂの溶出量のピークとＣの溶出量のピークの中間に分別条件を設定する。
尚、図１７（ｂ）に示す装置では、準層流としてミクロミキシングの促進を図る装置構造になっているが、もしミクロミキシングが不十分だと、理論段数が低下し、図１７（ａ）のように分別条件を設定することが出来なくなる（溶出容量によりＡ，Ｂ，Ｃを完全に分離することができなくなる）。
【００４９】
図１８は本発明の向流クロマトグラフィー装置の別の稼動状態を示す説明図である。本実施の形態では、Ａ，Ｂ，Ｃの３成分を全て回収する場合である。本実施の形態では、第１段目において、ポート５８から第１の液体を注入し、注入口５９から試料Ａ，Ｂ，Ｃおよび第１の液体を注入する。すると、ポート６０から試料Ａが分離されて、第１の液体と共に排出される。また、ポート６１から第２の液体を注入すると、排出口６２から試料Ａ，Ｂ，Ｃと第２の液体が少量排出される。また、ポート６３からは、試料Ｂ、Ｃと多量の第２の液体が排出される。
【００５０】
第２段目の向流クロマトグラフィー装置において、第１段目のポート６３から排出された試料Ｂ，Ｃと第２の液体を注入ポート６４から注入する。一方、ポート６５から第２の液体を注入すると、ポート６７から試料Ｃと多量の第２の液体が排出される。また、ポート６８から、第１の液体を注入すると排出口６９から試料Ｂ、Ｃと第１の液体が排出される。ポート７０からは、試料Ｂと第１の液体が排出される。
【００５１】
図１９は図１８に示す向流クロマトグラフィー装置における分別条件の説明図である。試料Ａを分別する第１回の分別条件は、Ａの溶出量のピークとＢの溶出量のピークの中間に分別条件を決定する。また、試料ＢとＣを分離する第２の分別条件では、Ｂの溶出量のピークとＣの溶出量のピークの中間に分別条件を決定する。
【００５２】
以上のように本実施の形態では、２つの液相を液滴化することなく、集団のまま取り扱うので、無駄な流通抵抗の発生を防止することができる。また、本実施の形態によれば、従来の装置に比べてエネルギー、溶媒の使用量を著しく減少することができる。更に、分離回収する試料の濃度を濃厚な状態で回収できる。また、装置の規模、構成を従来に比べて小さく、且つ単純化することができる。更に、試料の処理量も大量にしかも連続して行うことができる。また、分離能も非常に高いものである。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の向流クロマトグラフィー法及び向流クロマトグラフィー装置は、両液相とも装置ハードに対して移動させると共に、両液相ともマクロスケールで見ると撹乱などあらゆる乱れの因子が能動的に抑止され、ミクロスケールで見ると撹乱が能動的に促進される準層流であるため、キャリア液間の界面積／キャリア液体積の比を大きくすることができる。また、両キャリア液相内の全ての部分が常に界面から至近距離に配設されている。各キャリア液相内で常にミキシングが行われている。したがって、試料の分離効率を高めることができる。更に、両キャリア液体もキャリーオーバーが皆無である。また、両キャリア液の一括ミキシング操作がなく、両キャリア液の相対的位置関係は、一定である。そのため、静置過程が不要となり、操作全体の効率向上が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る向流クロマトグラフィー法及び装置の連続分離の概念を示す説明図である。
【図２】本発明に係る向流クロマトグラフィー法及び装置の基本構成を示す分解斜視図である。
【図３】図２に於けるビーズパッキングの一部を示す拡大平面図である。
【図４】（ａ）は、小球体に囲まれた空間中での混合過程を示す説明図、（ｂ）は、カラム径に比べて球径が小さい場合の撹乱促進効果を示す説明図、（ｃ）は、小球体より大きな空間スケールにおける撹乱抑制効果を示す説明図である。
【図５】球径と壁間距離との関係を示す説明図である。
【図６】球径と壁間距離との関係を示す説明図である。
【図７】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、球径と流体の流れとの関係を示す説明図である。
【図８】本発明の向流クロマトグラフィー法及び装置の別の実施の形態を示す要部分解斜視図である。
【図９】（ａ）はビーズパッキングの一部を示す拡大平面図、（ｂ）はネットセパレータの部分拡大平面図である。
【図１０】ネットセパレータを介して、異なる液体が接する場合を示す模式図である。
【図１１】本発明の向流クロマトグラフィー装置の稼動状態の一例を示すを示す説明図である。
【図１２】同向流クロマトグラフィー装置の他の稼動状態を示す説明図である。
【図１３】同向流クロマトグラフィー装置における分別条件を示す説明図である。
【図１４】同向流クロマトグラフィー装置の別の稼動状態を示す説明図である。
【図１５】図１４に示す向流クロマトグラフィー装置における分別条件の説明図である。
【図１６】同向流クロマトグラフィー装置の別の稼動状態を示す説明図である。
【図１７】図１６に示す向流クロマトグラフィー装置における分別条件の説明図である。
【図１８】同向流クロマトグラフィー装置の別の稼動状態を示す説明図である。
【図１９】図１８に示す向流クロマトグラフィー装置における分別条件の説明図である。
【図２０】従来のクロマトグラフィー装置の基本概念を示す説明図である。
【図２１】Ｃｒａｉｇの装置の基本原理を示す説明図である。
【図２２】ネットセパレータを用いた態様における半カラムの基本構造を示す説明図である。
【図２３】ネットセパレータを用いない態様における全カラム構造の一例を示す説明図である。
【図２４】（ａ）図２の装置のカラム出入り口を改良した側面図（概念図）、（ｂ）立体図である。
【図２５】ネットセパレータを用いない態様における基本スキームであって、軽液は静止の場合を示す説明図である。
【図２６】ネットセパレータを用いない態様における基本スキームであって、重液は静止の場合を示す説明図である。
【図２７】ネットセパレータを用いない態様において、“（軽液の流速）／（重液の流速）”の値を小さくしたい場合に適する基本スキームを示す説明図である。
【図２８】ネットセパレータを用いない態様において、“（軽液の流速）／（重液の流速）”の値を大きくしたい場合に適する基本スキームを示す説明図である。
【図２９】（ａ）図２の装置のカラム出入り口を更に改良した側面図（概念図）、（ｂ）立体図である。
【符号の説明】
１０　向流クロマトグラフィー装置
１１　注入ポート
１２　注入ポート
１３　溶媒
１４　出口ポート
１５　出口ポート
１６　非孔性小球体
１７　開口窓
１８　カラム
１９　ポート
２０　ポート
２１　スペーサ
２２　流体
２３　平板
２４　ネットセパレータ（ネット状構造体）
２５　第１の向流クロマトグラフィー
２６　第２の向流クロマトグラフィー
２７　注入口
２８　ポート
２９　ポート
３０　排出口
３１　ポート
３２　向流クロマトグラフィー
３３　ポート
３４　ポート
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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