(57)【要約】超音波トランシーバ（２０）がクロマトグラフィ・カラム（１）の側壁に沿って真っ直ぐに配置されており、充填の間、上昇する床の前端（５）の進行の追跡を可能にする。所定の蓄積されたプロファイルとの比較が、パッキング・ポンプＰのフィードバック制御のために使用される。カラム内側の超音波モニタリングの他の使用が開示される。
2004505276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラム・ハウジングの床空間内に粒子状媒体をパッキングして床空間を満たすパッキングされて閉じた床を形成し、分離されるべき成分を含有する処理液体をパッキングされた床に通過させて成分の分離を行うクロマトグラフィ方法であって、床空間を通して超音波信号を伝達させ、伝達した信号を検知して床空間における粒子状媒体の状態又は位置を測定することを特徴とする方法。
【請求項２】
床空間内を通る超音波信号の伝達速度をモニタリングすることを含む請求項１記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項３】
伝達した信号の減衰をモニタリングすることを含む請求項１又は２記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項４】
カラム・ハウジングの壁部におけるポートを通して床空間内に、粒子状媒体をポンプ送りされるスラリーとしてパッキングする間に、床空間を通して超音波信号を伝達させることを含む請求項１〜３のいずれかに記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項５】
超音波信号検知から測定されるパッキング状態に基づいて、パッキング・ポンプ圧及び粒子状媒体スラリー濃度の一方又は両方を制御する請求項４記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項６】
パッキングされた床の媒体の堆積の方向を横切るように、検知する超音波信号を伝達させる請求項４又は５記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項７】
パッキングされた床の媒体の堆積の方向に沿って分布する複数の位置において、床空間を通して検知する超音波信号を伝達させる請求項４〜６のいずれかに記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項８】
前記複数の位置の通過が検知されて測定される、堆積しつつある床の前端の進行のリアルタイムでの速度を、進行の値の予め設けられている目標値と比較し、パッキング・ポンプ圧及び／又はスラリー濃度を必要に応じて調節する請求項７記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項９】
前記複数の位置についてそれぞれの進行のリアルタイムでの速度を測定し、予め設けられているパッキング・プロファイルを構成するそれぞれの目標値と比較し、その比較に基づいてフィードバック制御信号をパッキング・ポンプへ送る請求項７又は８記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項１０】
予め設けられているパッキング・プロファイルは、初期フェーズについて進行の速度を、その後のメインフェーズよりも遅く規定する請求項９記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項１１】
パッキング・ポンプ及び超音波検知アレンジメントに機能的に接続される制御プロセッサが、独立したデータ・キャリヤから目標のパッキングデータをロードし、検出したデータと目標データとの比較に基づいてパッキング・ポンプを制御する請求項４〜１０のいずれかに記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項１２】
堆積する床に直前に満たされた床空間の端部の近傍で検出される超音波信号伝達を用いて、進行する床前端の到達を検知し、それによってパッキング操作手順の最後でポンプ操作の減衰又は中止を開始する請求項４〜１１のいずれかに記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項１３】
制御プロセッサは、媒体によって満たされつつある床空間に対応して、パッキング・ポンプを停止させることによってパッキング圧の検知される低下に対応するようにプログラムされている請求項４〜１２のいずれかに記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項１４】
パッキングされた床を処理液体が通過する間に床空間の中に超音波伝達を行い、床を通過する又は床内の成分の位置及び／若しくは存在を検知する請求項１〜１３のいずれかに記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項１５】
パッキングした床に沿う複数の位置にて検知された超音波伝達を用いて、床を通過する成分のバンドの進行を追跡する請求項１４記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項１６】
処理液体用の入口端部の近傍において、パッキングした床を通して検知した超音波伝達を用いて、入口端部から床の中への結合した不純物の侵入の程度を測定する請求項１〜１５のいずれかに記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項１７】
請求項１８以下のいずれかに記載の装置を用いて実施する請求項１〜１６のいずれかに記載のクロマトグラフィ方法。
【請求項１８】
粒子状パッキング媒体を収容するための内部床空間を規定する側方壁部及び端部壁部を有するハウジング壁部を有してなるクロマトグラフィ・カラムを有するクロマトグラフィ装置であって、床空間を通して超音波信号を伝達するようにハウジング壁部上に配される少なくとも１つの超音波トランスミッタ、及び伝達された信号を検知するディテクタを有することを特徴とするクロマトグラフィ装置。
【請求項１９】
少なくとも１つの超音波トランスミッタがトランシーバユニットに含まれ、ディテクタも同様に含まれる請求項１８記載のクロマトグラフィ装置。
【請求項２０】
トランスミッタ及び／又はディテクタはハウジング壁部の外側に設けられ、超音波信号は壁部及び床空間を通してディテクタへ伝達される請求項１８又は１９記載のクロマトグラフィ装置。
【請求項２１】
複数のトランスミッタ及び／又は複数のディテクタはカラムの入口から出口への向きにカラムに沿って配される請求項１８〜２０のいずれかに記載のクロマトグラフィ装置。
【請求項２２】
カラムは例えば鋼製の側壁を有する垂直なシリンダである請求項１８〜２１のいずれかに記載のクロマトグラフィ装置。
【請求項２３】
超音波トランスミッタ及びディテクタに機能的に接続され、及び内部床空間を通るトランスミッタとディテクタとの間の伝達についての減衰及び／又は速度を測定するようにプログラムされている制御プロセッサを有する請求項１８〜２２のいずれかに記載のクロマトグラフィ装置。
【請求項２４】
クロマトグラフィ・カラムは、カラムにパッキングする粒状物媒体のスラリーを注入するのに用いられる、ハウジング壁部を通るポートを有する請求項１８〜２３のいずれかに記載のクロマトグラフィ装置。
【請求項２５】
カラムに沿って複数のトランスミッタ及び／又は複数のディテクタが配され、これに対応して床空間を通る複数の経路に沿って超音波信号の伝達を検知することができる請求項２４記載のクロマトグラフィ装置。
【請求項２６】
制御プロセッサは、トランスミッタ及びディテクタに機能的に接続され、それら複数の伝達経路についてそれぞれの伝達速度及び／又は減衰を測定する請求項２５記載のクロマトグラフィ装置。
【請求項２７】
制御プロセッサは、個々の伝達経路を前端が横切る際の伝達特性の変化によって、カラム内で堆積しつつあるパッキング媒体床の前端の位置を連続的に検知し；
前端の進行の速度をリアルタイムで測定し；
リアルタイムでの進行の速度を、プロセスの段階又はカラムにおける対応する位置について予め設けられている目標の進行の速度と比較し；並びに
比較に基づいて制御信号を発生させ、パッキング・ポンプを制御する
ようにプログラムされている請求項２６記載のクロマトグラフィ装置。
【請求項２８】
制御プロセッサは、独立したデータ・キャリヤから、パッキングに用いる媒体及びカラムに適合しているパッキング操作手順についての一連の目標データを読み出すことに対応しているデータ・リーダを有する請求項２７記載のクロマトグラフィ装置。
【請求項２９】
内部床空間を規定する端部壁部及び側部壁部を有するハウジング壁部を有してなるカラム壁部を有し、ハウジング壁部を通して担体液体中の粒状物媒体のスラリーを導入するためのパッキング・ポートを有するクロマトグラフィ・カラムの中へ粒子状媒体をパッキングするために用いるクロマトグラフィ・パッキング装置であって、
前記装置はスラリーをパッキング・ポートへポンプ送りするための動力付きのポンプ、及びポンプの出力を制御するように接続される制御プロセッサを有してなり、
前記制御プロセッサは、超音波伝達について１又はそれ以上のディテクタから検知される信号を受ける１又はそれ以上のインプットを有し、検知した信号に基づいてポンプのアウトプットを調節するようにプログラムされていることを特徴とするクロマトグラフィ・パッキング装置。
【請求項３０】
個々の伝達のより大きな減衰又はより大きな速度への変化を示す異なる超音波トランスミッタ／ディテクタの２つの組合せからの信号の間で経過する時間に基づいて進行速度を測定し、その進行速度を予め設けられている目標値と比較し、並びに、測定した速度が予め設けられている目標値よりも小さいか、目標値に対応するか、又は目標値よりも大きいかに基づいて、ポンプ出力を増大、維持又は低下させる信号を送るように制御プロセッサがプログラムされている請求項２９記載のクロマトグラフィ・パッキング装置。
【請求項３１】
１組の超音波トランスミッタ及びディテクタを有してなる請求項２９又は３０記載のクロマトグラフィ・パッキング装置。
【請求項３２】
独立したデータ・キャリヤから、所定のカラム及び媒体について予め規定された１組のパッキング・パラメータを読み出すためのデータ・リーダを有する請求項２９〜３１のいずれかに記載のクロマトグラフィ・パッキング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の属する技術分野）
本発明は、クロマトグラフィに用いられる方法および装置に関する。クロマトグラフィ・カラムの床空間（ｂｅｄ ｓｐａｃｅ）における粒子状媒体の床の状態を見出したことによって新たな提案をするものである。このような評価は、カラムを充填（ｐａｃｋｉｎｇ）する間またはその後、例えばパッキングされた床（ｐａｃｋｅｄ−ｂｅｄ）を用いるクロマトグラフィ・プロセスの間もしくはその後においてなされ得る。
【０００２】
（背景技術）
パッキングされた床クロマトグラフィのための常套の原理および装置は十分に確立されている。本発明は、カラムがしばしば非常に大きなスケールであり、１種もしくはそれ以上の粒子状充填媒体、分離されるべき生成物、および操作の運転をアレンジすることに要する時間が非常に貴重なものである場合が多い、商業的な規模でクロマトグラフィを調製することに伴う問題点に関するものである。
【０００３】
充填カラムは、その対応する媒体を、その媒体の粒子に適度の圧をかけて連続的に、均一におよび完全に満たす必要があることはよく知られている。
常套のカラム・パッキングは、かなりの注意と経験とを必要とする操作であって、カラムの「セル（ｃｅｌｌ）」またはトッププレートを除くこと、ならびに液体媒体の中に対応する媒体のスラリーを注入することが含まれる。近年ではパッキング・ポートを用いることが、蓋を取り除くことを省略できるために、好まれている。そのために、種々のバルブ付きポートを用いることが提案されており、例えば英国特許出願公開Ａ−２２５８４１５号、国際公開９６／１０４５１号および国際公開９９／６４１３０号などを参照できる。カラムは、一般に、媒体粒子を保持するための上側および下側の拘束された透過性のエレメント（メッシュまたは焼結体層）を有しており、パッキング・ポートは床空間へ直接、即ちこれらの拘束されている透過性の層の一方または両方を貫通して連絡している。カラムをパッキングするには、一般に、液体および媒体スラリーをポンプ送り（圧送）して、一端側のパッキング・ポートを通してカラムを満たし、液体媒体は他端側における透過性エレメントを通してカラムから流出させる。粒子状媒体は保持され、カラムが満たされてしまうまで徐々に蓄積される（堆積する）。堆積する床は、ポンプ送りされる液体からの制御された圧によって圧縮を受け、頂部から充填される通常の場合には、床のより上側部分の重量によっても圧縮を受ける。媒体によって達成される条件は絶えず微妙に変動し得る。オペレータにとって共通する操作手順は、カラムが実質的に満たされるまでポンプ送りを連続して行い、カラムが満たされたらポンプを通常は自発的にオフにする。液体の流圧が開放されると、パッキングされた床は「リラックス」状態に付され、カラムはその長さ全体にわたってより均一な圧縮プロファイルにて満たされる。
【０００４】
パッキング・ポートを用いる場合であっても、クロマトグラフィ・カラムのパッキングは、経験と訓練とが要求される熟練度を要する操作である。パッキング・ノズルは整合性のある結果を達成するのに有用であるが、予め設けられているカラムにおける予め設けられている媒体についての最適なスラリー濃度およびポンプ圧プロファイルを示すこともできるためには、試行的パッキングのテストを行うのに時間を要したり、経験を要したりする。多くの場合に、カラムはスチール製であるので、オペレータはカラム内部でどのようなことが生じているのかということについてほとんど知ることができない。
【０００５】
（発明の開示）
発明者らは、カラムの床空間の中を、周期的、機械的に変動する信号、特に可聴音的または超音波的信号を伝達（ｔｒａｎｓｍｉｔ）させて通し、伝達させた信号を検出（ｄｅｔｅｃｔ）することによって、その空間内における粒子状媒体の床の条件および／または位置についての有用な情報を得ることができる、ということを見出した。発明者らはこれらの知見を実施するための装置を実際に製造および使用し、有用な結果を得ることができた。
【０００６】
本発明の１つの要旨は、カラム・パッキングの方法を向上させる手段として、床空間を通して可聴音波または超音波の伝達を検知することを用いて、堆積しつつある床の進行する「前端」の移動をマーキングし、および／または実際に重要であることが多い床の本体（ｔｈｅ ｂｏｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｂｅｄ）における状態を観察することにある。
【０００７】
本発明のもう１つの要旨は、床における他の物質の存在を検知、例えばカラムから溶出しつつある成分、またはカラム内にしっかりと結合し得る不純物等の存在を検知するための手段として、床空間を通過する可聴音波／超音波伝達（ｓｏｎｉｃ／ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ）の特性を検出することに関するものである。
本発明のもう１つの要旨は、１種またはそれ以上の可聴音波／超音波伝達装置／検知装置を含む種々の方法の特徴の実施に適用されるクロマトグラフィ装置に関する。
【０００８】
更にもう１つの要旨は、パッキング処理手順のモニターして、そのパッキング操作と予め設けられているパッキング・プロファイルとの整合性を評価し、ならびに実際のパッキング・プロセスを予め設けられているプロファイルへ近づけるように自動的またはオペレータの制御によるフィードバックに用いることを可能とするクロマトグラフィ・パッキング装置を提供することに関する。
本発明の種々の要旨は特許請求の範囲に記載している。
【０００９】
発明者らは、床が存在することによってクロマトグラフィの床空間を通す可聴音波／超音波伝達は減衰すること、ならびに床が存在しない場合と比べてその速度は増大する、即ち通過時間は短くなるということを確認している。これらの効果のいずれか一方または両方を用いることによって、カラム内の床（ｂｅｄ）についての情報を得ることもできる。床内に外来性の物質が存在することによって、これらの特性（大きさおよび速度）のいずれか一方または両方が影響を受けることもあり得る。
【００１０】
従って、本発明の提案は、
−パッキングの操作中に、どの程度の高さまで充填媒体が堆積しているかを調べること；
−充填された媒体の圧縮の程度／充填密度を調べること；
−種々の経路をたどる複数の伝達によって、パッキングの操作中における床前端（ｂｅｄ ｆｒｏｎｔ）の進行の程度を調べること；
−床における溶出する生成物成分または汚染物質の存在／位置／程度を時間の経過と共に、例えばクロマトグラフィ操作の進行と共に調べること
のうちの１つまたはそれ以上のいずれかを可能とするものである。
【００１１】
クロマトグラフィ・カラム内に物質を充填する状態は、発信とその受信との間に要する時間、即ち速度を測定することによって評価できることが好ましい。
これに代えてまたはこれに加えて、クロマトグラフィ・カラム内でのスラリー床の高さを調べる（測定する）ことに、伝達の減衰を用いることが特に有用な場合がある。
【００１２】
伝達の向きは、カラムの内部を、カラムの底部に対して実質的に平行な向き、例えば実質的に半径方向の向きとすることが好ましく、従って伝達の方向はカラムの軸に交差または軸に近く伝達を行うことができる。伝達は音響レンズによって焦点を結ぶこともできる。
伝達はパルスの形態で行うことが好ましい。そうすることによって検知を支援することもできる。
【００１３】
伝達の進度（周波数）は、取り組んでいる目的に応じて、好適な検出し得る信号が得られるように選択される。好ましい周波数は、超音波の周波数であって、例えば０．５ＭＨｚ以上、１．０ＭＨｚ以上、１．５ＭＨｚ以上の周波数である。例えば、２ＭＨｚの伝達を行うと、好適な検知しうる信号が与えられるということも見出している。スラリー床を通過する２．５ＭＨｚの伝達によって受ける減衰は、２ＭＨｚにおける減衰の程度よりも大きいということも見出されている。
伝達の速度を測定する場合、最小の減衰が望ましい場合もある。クロマトグラフィ・カラム内のスラリー床の高さを測定する場合、スラリー床の中を通過することによって、より著しく減衰される音波の伝達を用いることが望ましいこともある。
【００１４】
可聴音波／超音波トランスミッタを用いて、伝達（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を生成させる。トランスミッタは、クロマトグラフィ・カラムの側壁に、好ましくは外側の側壁に取りつけることができる。
トランスミッタは、音波の伝達および／または検出を行うことができるトランシーバであってよい。音波トランシーバは、圧電性材料を含むことが好ましい。音波トランシーバは、音波の伝達を発信すること、およびこの伝達のエコーを受信することに用いられることが好ましい。この技術はそれ自体既知のものであって、例えばパイプ内の流動速度を測定するのに用いられている。
【００１５】
エコーの時間的遅れはカラムの寸法と組み合わせて分析することによって、音波伝達の速度が求められ、そしてカラム内の物質の充填状態についての情報が得られる。クロマトグラフィ・カラムの壁部の材料および厚さについて、必要な場合には、それらの情報を考慮することができる。
これに代えて、音波伝達をトランスミッタによって生成し、これとは独立のレシーバによって受容（ｒｅｃｅｉｖｅ）することもできる。その場合にはトランスミッタとレシーバとはカラムの対向する側にあることが好ましい。
【００１６】
本発明において、音波トランシーバを用いることができるし、または独立したトランスミッタおよびレシーバを用いこともできる。
トランスミッタはカラムの側壁の外側に取りつけることが好ましい。トランスミッタとカラム表面との間にレンズを配することもできる。
これに代えて、トランスミッタおよび／または音響レンズをクロマトグラフィ・カラムの側壁に埋設すること、またはカラム内に配することもできる。
【００１７】
トランスミッタはいずれかの好適な高さに配することができる。カラム内の所定の高さにスラリー床が到達した時点を検知するため、その高さにトランスミッタを配して、カラムの底部に対して実質的に平行な向きに伝達を行うこともできる。
クロマトグラフィ・カラムの内部における２以上の異なる部位に伝達経路を設けることはより好ましい。これによって、例えば、カラム内の物質の充填の状態の空間的なプロファイルを得ることが可能となり、パッキングの均一性をチェックするのに有用となる。
例えば、伝達経路は軸方向に異なる高さであってよい。
【００１８】
各伝達経路は、それぞれのトランスミッタ／ディテクタの対を有していてもよいし、または１対の音波トランスミッタ／ディテクタの位置を、例えばカラムの側壁外側の部分の種々の位置へスライドさせることによって変化させることもできる。
本発明の更にもう１つの要旨は、に用いられるクロマトグラフィ・カラムの充填方法に関するものであって、カラム内へ粒状物のスラリーを圧送すること、音波伝達を用いてカラム内のスラリーの高さをモニターすること、およびカラム内でスラリーの所望の高さが観察された場合に圧送を停止することに関する。
【００１９】
圧送の停止は自動化することが好ましい。好ましくは、モニターされる音波伝達の大きさに基づく入力をスイッチングデバイスに入れると、その入力値がカラム内のスラリーの高さが所望する高さに到達したことを示すときに、ポンプをオフに切り換えるスイッチングデバイスであることが好ましい。
本発明のもう１つの要旨は、粒状物のスラリーを圧送するのにポンプを用いること、カラム内のスラリーのパッキング状態をモニターするのに音波伝達を用いること、モニターされるパッキングの状態を所望するパッキング状態と比較すること、ならびにモニターされるパッキング状態が所望するパッキング状態と異なる場合には、パッキングパラメータを調節して所望するパッキングの状態を達成することを含むクロマトグラフィ・カラムのパッキング方法に関する。
本発明のこの要旨は、上述した種々の要旨と組み合わせて用いることができる。
【００２０】
パッキングパラメータは、パッキング・プロセスに影響を及ぼす調節可能な種々のパラメータであって、例えばポンプ送り圧（ポンプ送り速度を変化させることによって調節することもできる）などであってよい。クロマトグラフィ・カラムの中へポンプ送りされるスラリーの濃度を調節することも可能である。パッキング装置（例えばポンプ）へフィードバックする手段によってパッキングパラメータを調節することも好ましく、そのようなフィードバックにはパッキングの所望の状態に基づいて行われ、パッキングの状態は音波伝達によってモニターされる。
【００２１】
フィードバックは、コンピュータまたは適当な電子回路を用いて自動化して行うことが好ましいが、人手によって実施する方法も可能である。フィードバックは、電流を所望するポンプ送り圧へ変換するＩ−Ｐコンバータ（Ｉ ｔｏ Ｐ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を用いることによって自動化することもできる。フィードバックは、所望するパッキングの状態と、モニターされるパッキングの状態との差に比例させることができる。
測定される音波伝達の速度とその速度について所望する値とを比較することによって、モニターされるパッキングの状態と所望するパッキングの状態との比較を行うことが好ましい。
【００２２】
この比較をパッキング・プロセスの間に連続して行い、この比較に基づいてパッキング装置へのフィードバックを連続的に形成することが好ましい。
フィードバックによって、ポンプ送り圧を上昇させまたは低下させることができる。例えば、音波伝達の速度が所望する値よりも低い場合には、スラリーの密度は低過ぎることになり、スラリーの密度およびパッキングの圧縮の程度を高めるためにポンプ送り圧を上昇させることが必要となる。同様に、音波伝達の速度が所望する値よりも高い場合には、パッキング圧縮の程度は高過ぎることになり、ポンプ送り圧を低下させることが必要となる。
【００２３】
パッキングの所望する状態に関する情報を、パッキングのプロセスの間の種々の段階での伝達特性の詳細に規定する、パッキング・プロファイルの形態で提供することが好ましい。これらの段階は、パッキング・プロセスを開始してからの時間的に種々の点であってよい。これらは、ポンプが活動状態である時間、スラリーが到達したカラム内の高さ、またはポンプ送りされたスラリーの堆積などによって規定することができる。
【００２４】
パッキング・プロファイルは、例えば、パッキング・プロセスを開始してからの時間に対する、伝達の所望する速さのプロファイルを提供することができる。
このプロファイルは、クロマトグラフィ・カラムの成功した試行的パッキングの間に実施した測定から導かれると考えることができる。
プロファイルは、例えば、パッキング・プロセスの間における種々の段階での特性、例えば伝達の速度などについて、正確な値というよりも、受け入れられる値の範囲を与えることができる。
【００２５】
プロファイルは、クロマトグラフィ・カラムの種類およびスラリーの種類の種々の組み合わせについて異なるものであってよい。従って、そのような組み合わせについて、異なるパッキング・プロファイルが提供されると考えられる。
パッキング・プロファイルは、クロマトグラフィ・カラム内の伝達の経路に従って変更されることも考えられる。
パッキングパラメータは、複数の伝達経路の中のそれぞれの経路をモニターすることによるパッキング状態と、それぞれの伝達について望まれるパッキング状態とに基づいて調節されることが好ましい。
【００２６】
本発明の更にもう１つの要旨は、カラム内に粒状物スラリーをポンプ送りするためのポンプ、可聴音波／超音波トランスミッタを制御する信号を生成させるための信号生成手段、対応するレシーバからの信号を受けるための受け取り手段、受け取り手段が受けた信号を分析し、その受けた信号の分析に基づく結果を出力する分析手段、並びに分析手段からの出力に基づいてポンプを制御するポンプ制御手段を有してなるクロマトグラフィ・カラムをパッキングするためのシステムに関する。
システムは、パッキング・プロファイルデータを蓄積し、または読み出すためのデータ手段を有することが好ましい。そのようなパッキング・プロファイルデータは、クロマトグラフィ・カラムの寸法に関するデータを含むことが好ましい。
【００２７】
好ましくは、分析手段は、信号生成手段によって既に生成した信号に対応して、受け取り手段が受けた信号を検知し、生成した信号と検知した信号との間の時間的遅れを計算し、クロマトグラフィ・カラムの寸法に即して時間遅れを分析し、並びに生成した信号と解析した信号とに対応する音波伝達の速度を演算し、音波伝達の演算した速度に基づいた出力を生成させることができる。
これに代えてまたはこれに加えて、分析手段は、信号生成手段によって既に生成した信号に対応して、受け取り手段が受けた信号を解析することができ、ならびに、受けた信号の大きさに基づいて出力を生成することもできる。
【００２８】
好ましくは、パッキング・プロファイルデータは、クロマトグラフィ・カラムに充填（パッキング）すべきスラリーの種類に関連するデータをも含む。好ましくは、パッキング・プロファイルデータは、パッキング・プロセスの間での分析手段から所望する出力に関連するデータをも含む。好ましくは、パッキング・プロファイルデータは、生成しおよび検出した信号に対応する音波伝達の所望する速度に関連するデータをも含む。
ポンプ制御手段は、分析手段からの出力された結果およびパッキング・プロファイルデータに基づいてポンプを制御することができることが好ましい。
【００２９】
ポンプコントロール手段は、分析手段からの結果が所望するよりも低い音波伝達の速度を示す場合には、ポンピング圧を上昇させ、まだおよび分析手段からの結果が所望するよりも高い音波伝達の速度を示す場合はポンピング圧を低下させるように構成されることが好ましい。
そのような所望する出力に関連するパッキング・プロファイルデータは、パッキング・プロセスの間における分析手段からの出力の所望する時間的なプロファイルの詳細を規定すると考えられる。
【００３０】
パッキング・プロファイルデータを持ち運び可能なデータデバイス、例えばスマートカード（カードメディア）またはフロッピーディスクなどの形態で提供することが可能となることも考えられる。
クロマトグラフィ・カラムをパッキングするためのシステムは、複数のレシーバ―／ディテクタからの入力を採用することができることも好ましい。それらはクロマトグラフィ・カラムの異なる高さに配されることが考えられる。
【００３１】
システムは、複数の分析手段を有しており、各分析手段は、それぞれの受け取り手段からの信号を分析し、および分析に基づく結果を生成する手段を有することが好ましい。その代わりに、システムは、複数の受け取り手段が受ける複数の信号を分析することができ、受けた信号の分析に基づく複数の出力または１つの出力を生成することができる分析手段を有することもできる。ポンプ制御手段は、１またはそれ以上の分析手段からの複数の出力を受け、およびそれら出力に基づいてポンプを制御することができるポンプ制御手段であることが好ましい。
【００３２】
本発明の更にもう１つの要旨は、クロマトグラフィ・カラムの中へ音波伝達を発信するための音響的トランスミッタまたはトランシーバが取りつけられているクロマトグラフィ・カラムである。
本発明の更にもう１つの要旨は、クロマトグラフィ・カラムをパッキングすることに関する。音響的伝達は床（ｂｅｄ）のパッキングの質およびパッキング密度などによって影響を受け得るが、床の（取り付けられまたはパッキングされた媒体の）存在しないこととは反対に、存在することによって、伝達が少なからぬ影響を受けることよりも、これらの影響を確実に検知することは困難を伴うということを、発明者らは見出した。後者は強く変化し容易に検知されるので、音波トランスミッタ／レシーバがカラム内部の外側に設けられており、カラム壁部を介して作用する必要がある場合であっても（そのような場合が強く勧められるのであるが）、そのような音波伝達を用いて床前端の位置を確実に検知することができる。同時に、発明者らは、パッキングの間における床前端の進行の割合は、得られるパッキングの質（特に段数（ｐｌａｔｅ ｖａｌｕｅ）、従ってクロマトグラフィの効率に関する質）に関して重要なパラメータであるという、新しく有用な事項を見出した。これは、パッキング制御パラメータを標準化する困難性のために、実際に重要な事項である。実際的な理由から、通常の第１の制御パラメータはパッキング・ポートにおいてポンプによって適用されるパッキング圧であり、パッキングの操作者は所望する結果を達成するために、操作手順の間にこのパッキング圧を調節することが習慣になっている。しかしながら、所定の媒体を所定のカラムにパッキングするためのパッキング圧についてのプロファイルおよび絶対的な値というものは、有用な程度に規定することができるものではない。これは、本質的に同様のカラムおよびメディアを用いる場合であっても、カラムセットアップが異なることによって、スラリー濃度、床支持体の種類、緩衝剤の粘度、温度、カラムの膨張、ならびに床の下流側におけるフローシステムなど、例えば、長さ、直径およびパイプワークにおけるベンドの曲がり方および数などの変動を伴うことによって、著しく多用な背圧（ｂａｃｋ−ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を生じるためである。実際に、所定のカラムセットアップについて、最適なパッキング圧プロファイルを定める前に、いくつかの試験的なパッキングを行って段数の評価をすることが必要とされる。
【００３３】
一定のパッキング圧は必ずしも有用な制御ではない。一般に、初期の段階では、流れは高すぎることが見出されるものである。それとは逆に、流体の流れが一定に保たれる場合には、操作手順の最後の方では、良好な結果を得るには圧力が高すぎることになる。これらの詳細な事項は、閉じたカラムおよび注入されるスラリーの技術に特有のものであって、パッキングに必要とされる本質的にすべての媒体が最初から存在しており、またはカラム空間の上方に存在するような、常套の開いたカラム・パッキングに生じるものではない。
【００３４】
従って、発明者らは、目標の値の進行中の値に近づけるか、または目標の範囲内に保持し、もしくは目標の範囲内に近づけるように制御する測定に基づいて、１またはそれ以上のパッキングパラメータ、一般にポンプ送り速度および／またはスラリー濃度を制御し、ならびに床前端についての進行の程度を測定する、クロマトグラフィ・カラムのパッキング方法を提供しようとするものである。
【００３５】
上記の要旨に従って、床前端の進行の程度を測定する好ましい方法は、カラム内部を通して可聴音波／超音波を伝達させることを用いて、床前端の位置を連続的に検知することによって行うものである。
【００３６】
床前端の進行の好ましい（目標とする）速度は、一般にパッキングの間に変動する。この方法には、カラムに沿って軸方向（例えば、床の堆積の方向）に分布する複数の位置で、その程度（速度）を測定することを含むことができる。制御的フィードバックは常套の操作技術によってアレンジすることができ、それには、対応するセンサ、例えば超音波レシーバからの出力を制御プロセッサへ供給して、進行速度をリアルタイムで計算すること、並びに、進行速度のプロファイル（時間に伴う変動または軸方向の配置に伴う変動）もしくは所望の進行の速度の代表値である目標の値と、ポンプへ送られて、それによってポンプ送りの速度が変更されまたは決定される制御信号とを比較することが含まれる。
【００３７】
この方法は、床の実際の堆積状態を直接的に考慮するものであるため、パッキング圧をモニタリングすることによる制御を伴う思考錯誤的な調製のいくつかを、（上述した理由によって）回避することができる。
【００３８】
所定のカラム、液体および媒体について、最適な進行速度および進行する速度の変動パターンを前もって決めることはできるが、一般に、好ましい「進行の速度」のプロファイルは、その後のより速いメイン・フェーズと比べると相対的に遅い、床支持体（メッシュまたは焼結体層）上に最初に媒体を蓄積することに対応する第１のフェーズ（相、ｐｈａｓｅ）を通常有している、と言うことができる。これら両者の間には、逐次的な増大があり得る。このことによって、一般に、より良好なパッキング結果が導かれると考えられる。パッキングのメインフェーズの間における進行速度と、パッキングの最終フェーズ（床が頂部の透過性リテーナ、例えば、メッシュまたは焼結体層に近づく場合）における速度との差は、存在する場合には、あまり重要なものとは考えられないようである。ある種の媒体の場合に重要となり得るが、そのような場合には、それによって目標プロファイルを測定することができる。人手によって同様の媒体を同様のカラムに連続してパッキングすることには、自動化された基本に基づいて、最初に経験的な検査を行う利益を得ることもできる。
【００３９】
当業者であれば、カラム内部で、軸方向の全体又はほぼ大部分について媒体前端の進行速度の本質的に進歩的な評価を有することが、本発明の目的には好ましいこともあるということを理解できるであろう。このため、クロマトグラフィ・カラムの、好ましくはカラム内部の均一性に影響を及ぼすことのないように、その壁部の外側に、一連のまたは一組の音波伝達および検知エレメント、例えば圧電性エレメントを取り付けることもできる。トランスミッタからレシーバへの信号の伝達の方向は、床前端の進行方向に対して実質的に交叉する方向であることが好ましい。その理由は、そうすることによって、前端部の後方側と前方側における伝達の効果における差を最大にすることができるからである。しかしながら、その他のセンサおよびトランスミッタの配置の仕方も可能である。例えば、エミッタまたはレシーバを、最初に床を堆積させるカラムの一方の端部とは反対側におけるカラムの端部に配置することができる。カラムの側方に配されているセンサまたはトランスミッタから伝達させ、または受容することもできる。或いは、そのようなアレンジメントを横方向（半径方向）の系と組み合わせることもできる。それら２つの系は、信頼性のために相互に参照させることもできる。それに加えてまたそれに代えて、床前端に対して、伝達を軸方向にまたは軸方向の成分を有するように向かわせ、前端部からの後方反射（ｂａｃｋ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）を検出することによって、床前端の進行速度を測定することもできる。後者に関して、商業的な規模のベッセル（ｖｅｓｓｅｌ）中の物質のレベルを測定することに超音波トランシーバを用いることは、確立された実務であるということを発明者らは注記する。これは、実際に、流動床クロマトグラフィ・カラムの特定の状況において、使用中の粒状物床の高さを測定する手段として、用いられている。しかしながら、これらのトランシーバはカラムの内側で横方向に突出しており、そのことは液体を含むベッセルについて、および流動床クロマトグラフィプロセスについては受け入れることができる。しかしながら、これらは使用中に媒体がカラムを満たすのではない例外であって、パッキングされたクロマトグラフィ床操作においては良好な実務的事項ではない。同様に、ベッセル内で超音波トランシーバを用いるという従来技術は、フィードバックの基礎として床の前端の進行速度を制御することには用いられていなかった。これまでは、そのようなことを行うことが当然であるかのような理由は存在しなかったのである。
【００４０】
可聴音波／超音波伝達装置は、独立したエミッタおよびレシーバを有することもできるし、またはその両者の機能を組み合わせたトランシーバを有することもできる。これらの技術は、音波エミッタ／レシーバを、カラム壁部を通して良好に作用するように、ベッセルの外側に効果的に位置せしめるアレンジメントとして、それ自体既知のものである。後者の技術は、例えばドプラー効果などを用いてバイプ内での流体の流量を測定する超音波メーターなどにおいて確立されている。
【００４１】
この方法を実施するための装置は、本発明のもう１つの要旨でもある。特に、装置は、上述のような方法を実施するためにパッキングポンプに機能的に接続される制御回路および好適なセンサに適合するクロマトグラフィ・カラムを有することができる。特定の装置は、カラム壁部に取り付けられ（取り付けるように適合され）る多数の可聴音波センサ／超音波トランスミッタを有することができ、その可聴音波センサ／超音波トランスミッタはこれらのセンサからの信号に基づいて進行速度を測定し、その進行速度を所望する目標値若しくは目標範囲と比較し、比較の結果に基づいて、パッキングポンプへ制御信号を送るようにプログラムされた電子的処理手段に接続されていてよい。
【００４２】
本発明の更にもう１つの要旨は、発明者らによる更に新しい知見に基づくものであって、パッキングした床に付随的な物質が存在することによって、床の中を通る音波伝達の速度および／または減衰に影響を及ぼし得るということである。従って、音波伝達を用いて、そのような物質の床の中での動きおよび／または存在を検知することができる。１つの要旨において、そのような物質は、クロマトグラフィ・プロセスの間で床を通って徐々に溶出するバンドに含まれ得る。１またはそれ以上のセンサアレンジメントを用いて、カラムの１またはそれ以上の対応する領域で、そのようなバンドの通過を検知することによって、プロセスの「トラッキング（ｔｒａｃｋｉｎｇ）」が可能となる。そのことは、分離される物質が出る際にそれらを採取することに関して、および操作手順をそのモニタリングの手順においてオペレータに有利となり得る。十分なセンサが存在する場合、例えば上述のような一連のセンサまたは１組のセンサの場合、カラムの中を通る物質のバンドの動きを追跡（トラック）することができ、所望する場合にはカラムの外部のディスプレイ装置に映像化することもできる。
【００４３】
このような知見のもう１つの用途は以下のようなものである。ある種のプロセスにおいて、分離のためにカラムに与えられた物質には、カラム内のクロマトグラフィ媒体に不可逆的に結合し得るものが含まれ得る。一般に、これらの物質は、床に入ると、直ぐにまたは入ったすぐ後に媒体に結合する。それらがほぼ永久に結合することによって、混合物の他の成分についてのクロマトグラフィ・プロセスにおける基礎となり得る、媒体の一時的な結合容量が低減される。床の有効性が徐々に少なくなっていく領域は、出発物質が導入されるカラム端部の近くで徐々に有効に成長が行われる。実際に、これらは、床の端部において影響を受けたバンドが大きすぎて、床は全体として適切なものではないようなこともあり得る。このことは、通常、遅かれ速かれ生成物バッチが不純であるということが判明した場合に明らかとなる。そのような不純物を含むバッチを処理することは実質的に時間および物質の無駄につながる。本発明は従って、床の対応する部分を通る音波伝達によって、そのようなほぼ永久的に結合した不純物がカラムを空にして再充填する必要がある操作限界に対応する、カラムの所定の閾値の部位に達したということを、時間の経過と共に測定される方法を提供するものである。この操作手順によって、本発明の技術について非常に重要である信頼性及び整合性が高められる。
【００４４】
本明細書が開示する最後の要旨は、カラムの操作についてというよりも、パッキングについて関連するものである。パッキング・プロセスの間に、上述のいずれかの提案に基づく音波伝達を用いて、前進しつつある床前端が床空間の頂部にほとんど到達していることを認定する。この検知に基づいて、制御システムは、検知したパッキング圧に基づいて作用するように、ポンプ制御を切り換える。完全なパッキングに特有のパッキング圧の低下が観察されたら、ポンプを停止させる。同様にプログラムされている装置も本発明の要旨に含まれる。即ち、パッキング圧の特徴的な低下はカラムが満たされるようになる直前に観察されるということは、クロマトグラフィ・カラムのパッキングに関する当業者によく知られていることである。この段階を越えてポンプの適用を続けることは望ましいことではなく、直ぐにポンプを停止すると、より良好なパッキングが達成される。不透明なカラムの場合、パッキングのオペレータはこの現象を注意深く観察する必要がある。しかしながら、ポンプを確実に停止させないパッキングにおける他の段階でも同じ程度での圧力の変動（ゆらぎ、ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ）は起こり得るので、圧力感受性的にポンプを連続的に制御することは必ずしも望ましいものではない。音波伝達センサを用いることによって、床がほとんど完全に満たされつつあることに注目した後に、圧力低下についてのモニタリングを開始すれば、それぞれの技術の長所が良好に組み合わせられる。
本発明の基礎となる試験、並びに、装置及び操作手順についての例について、添付図面を参照しながら、以下に説明する。
【００４５】
（好ましい態様の詳細な説明）
図１を参照すると、クロマトグラフィ・カラム１は、我々のＷＯ−Ａ−９６／１０４５１（この文献は参照されるべきである）で説明されている類の上側および下側充填バルブｖｃ１、ｖｃ２を備えている。パッキング・フロー・システムは、充填するための、また充填物を取り出すときにカラムの上側にスプレーするための、より大きいポンプｐ１、および充填するための、また充填物を取り出すときにカラムの下側からの吸引を可能にするためのより小さいポンプｐ２、充填媒体のスラリーおよび粒子を含まない液体をそれぞれ保持するタンクＳ，Ｌ、ポンプｐ１への引入口（または入口）を制御する四方バルブｖ１、カラムの上側と下側との間で、ポンプｐ１からの引出口（または出口）を制御する四方バルブｖ２、カラムまたはタンクからポンプｐ２への引入口（または入口）を制御する三方バルブｖ３、ポンプｐ２からカラムまたはタンクへの引出口を制御する三方バルブｖ４、ならびにカラムの上側からタンクまたはベントへの戻り管を制御する三方バルブｖ５を含む。適当な封入される（注入される）充填処理の説明に関しては、例えば、先に言及したＷＯ−Ａ−９６／１０４５１、ＧＢ−Ａ−２２５８４５１、またはＷＯ−Ａ−９９／０６４１３０を参照されたい。
【００４６】
この操作において、カラムは、可変長の直径６００ｍｍのカラムであり、１６０ｍｍの床高さ（または層厚さ）にて運転された。
【００４７】
試験１：前端の認識
第１のセットの試験において、セファロース４媒体を使用し、蒸留水でスラリーにした。例示のために、下記の表１は、パッキングが進行したときの種々のパラメータの変化を示す。超音波トランシーバ２，２ａは、床の高さの３分の１あたりのところで、カラムの壁の外側表面に取り付けた。これらの間で測定した、カラムの内側を通る音の速度を表１に示す。表に示す値は、単なる例示である。図２および図３は、２つの異なる操作（またはラン；ｒｕｎ）における、超音波トランシーバ２，２ａの間の音速および時間のプロットを示す。図２は、最初のフェーズ（または段階）Ｉの間、音速が徐々に増加すること、それに続いて、進行する床の前端（またはフロント）が上昇してトランシーバを通過するところで不連続となること、そして第２のフェーズＩＩで媒体の床を通過する音速がはっきりとより高くなっていることを示している。使用したカラムが参照のための透明の壁を有していたので、これが起こっていることが見られた。音速は有意に温度に依存する。試験は、フェーズＩにおける漸増は、スラリー密度現象よりも、温度変化に負うところが大きいことを示した。実際に、すべての物質をより徹底的に温度制御したところ、図３のプロットのように、カラムの充填されていない領域を通過する音の速度は、床の前端が上昇してトランシーバ２，２ａを通過するときに、明らかに不連続となるまで、実質的に一定となった。これらの試験により、超音波を使用すれば床の前端が容易に識別されることが確認された。
【００４８】
試験２：パッキングの質および堆積速度
次に、別のセットの試験を、セラミック媒体を使用して実施した。検討およびその結果は次の通りである。
【００４９】
概要
セラミック媒体（ＢｉｏＳｅｐｒａ　Ｑ　Ｈｙｐｅｒ　ＤＦ）を直径４００ｍｍのカラムに２００ｍｍの床高さとなるように充填した。緩衝剤、パッキング圧、およびスラリー濃度を変化させた。２つの最良の繰り返しの結果が、ＮａＯＨで７．５に調節したｐｈに調節された０．０２５Ｍのトリス（Ｔｒｉｓ）ＨＣｌによって得られた。スラリー濃度は５０％であり、カラム中の最終のパッキング圧は１．５バールであった。開始時の流量（または流速）は、最初のうちは、１０００ｃｍ／時間であった。
【００５０】
我々の操作に鑑みると、充填の開始時において、床の高さは、全充填時間の最初の３分の１の間は、約２５〜３０ｍｍ／分にて堆積されるべきであると考えられる。この段階の後、カラムが満たされるまでの間は、速度は、例えば７５〜８０ｍｍ／分に上昇すべきである。２００ｍｍの床高さに関しては、充填が終わるあたりでは、フローは３００〜９００ｃｍ／時間でパルスにしてよい。充填はポンプが失速したときに完了したと考えることができ、通常、２００ｍｍの床高さに関しては３〜４分後である。
【００５１】
（以下に述べる）操作から、床高さの堆積速度に関して、はっきりとした幅を有し、またそれが維持された場合には、より良好なパッキングをもたらし得る、パッキング速度の「回廊地帯」（または主要地帯；ｃｏｒｒｉｄｏｒ）が存在することが明らかである。そのような回廊地帯を辿る、実際のパッキング速度／時間経過は、最適化される充填プロセスのフィンガープリントであるとみなし得る。換言すれば、充填を行う者が、床の堆積の速度が上述の「回廊地帯」の上限および下限内となるように、パッキング・パラメータを維持すれば、良好なパッキングが予見され得る。さらに、この「フィンガープリント」又はパッキング・プロファイルは、生産においてオートメーションによって実用的な助けになるものとして、また、カラムに関する検証パラメータとして使用され得る。
【００５２】
操作の説明
使用したカラムは、床高さが可変であるＭａｒｋ　ＩＩ　Ｅｕｒｏｆｌｏｗカラム（ＥＱ４００−Ｖ−ＥＱ９１１、スチールメッシュを有する）であった。媒体は既に同定した。
【００５３】
充填する前に、媒体から、約３０％の濃度にてスラリーで、３回、微粒子を取り除いた。僅かに濁った上澄みはポンプで取り除いた。全ての充填の前に、カラムは十分に緩衝剤で満たした。スラリーは上側ノズルを介してポンプで送られ（これは下側を経由して行うことができる）、スラリーの液体は移動相のパスを介して、カラムの下側から出ていった。パッキング圧は上部移動相ポート（または出入口；ｐｏｒｔ）で測定した。スラリーは、Ｈｕｓｋｙ７１５−ダイヤフラム空気ポンプで、ポンプ輸送された。
【００５４】
床の質の評価は、床の安定性に関する１８時間の試験期間の前後に、１リットルの１％アセトン水溶液を、カラムの内部に、種々の流量の上昇流および下降流を使用して注入することにより行った。同じことを、ＮａＯＨでｐＨ７．５に調節した０．０２５Ｍのトリス−ＨＣｌ中の移動相を用いて実施した。
【００５５】
表２は、使用した１３段階の試験条件を列挙する。表３は、１００ｃｍ／時間の結果のより近くで得られるものである、最も低いＨＥＴＰを基準とした１００ｃｍ／時間の流速（２１／分）の結果を示す。結果を、安定性試験遅延（または時間；ｄｅｌａｙ）の前後に関して示す。
【００５６】
図面の図４は、５つのパッキングの各々について、得られたパッキングの（段（または段数）に関する）質を示すパッキング・プロファイルを示す。グラフは、充填の間の床の堆積速度を示す。この堆積速度は、当然のことながら、関連する段階にて充填している間のカラムのフローおよび圧力条件の複合的な結果である。
【００５７】
結果は、セラミック媒体は、直径４００ｍｍのカラムに、２００ｍｍの床高さに、非対称性（またはアシメトリー；ａｓｙｍｍｅｔｒｙ）が約１．４である、１メートルあたり４０００段を超える質を有するように充填され得ることを示している。２つの繰り返しは同様の結果を与えた。
【００５８】
図５は、各曲線の線形回帰近似（ｌｉｎｅａｒ ｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ）およびそれらの発光（ｒａｄｉａｎｃｅ）を含めることによって、図４を大きくしたものである。図６は、勾配（即ち、ｍｍ／分で表される床の堆積速度）と得られた床の段数（質）との間に相関関係があることを示す。
【００５９】
当然のことながら、これらの直線回帰はおおよその近似である。以下に示す表４は、充填処理を３つの段階に分割することによって、より良い分析を与える。
【００６０】
表４から判ったことを以下に列挙する。
１．「良好な」パッキングは（パッキング２および３）は、非常に近似した速度を、開始時、中間時および終了時に共有する。最初の床の堆積は、最も遅い部分である。それから床が堆積する速度は、フェーズ２にて増加する。これはおそらく、上澄みのスラリー濃度が上昇したためである。このより高い速度は、フェーズ３の間、一定に維持される。
【００６１】
２．「満足できる」パッキング（パッキング１および４）は、うまく行くプロファイルから、充填のより後の部分にて逸脱している。これらの最初の堆積速度は、「良好な」パッキングよりも速い。これらの第２および第３のフェーズは、わりと異なっているにもかかわらず、それらは同様の結果をもたらす。
【００６２】
３．「劣った」パッキング（パッキング５）のプロファイルは、他のものから最も逸脱している。最初の堆積は低いか或いは同様であるが、第２のフェーズは４〜８倍遅い。フェーズ３は増加しているが、それでもなお良好なパッキングのフェーズ３の速度の約半分である。
【００６３】
これらの観察に基づいた幾つかの結果を以下に列挙する。
１．床の支持体に媒体が最初に堆積される最初のフェーズの間、速度は後のフェーズよりも遅い必要がある。メッシュが高速の媒体でつぶされることを避けるために、それは小さい背圧を有し、あるいは背圧を有しない。
【００６４】
２．第２のフェーズが第１のフェーズに等しい又はそれよりも小さい場合、結果は非常に悪くなる（パッキング５）。おそらく、より遅い速度は、床の支持体に押し付けられる層を混合せしめ、またそのパッキング密度および均質性を失わせる。従って、より速い第２のフェーズの速度が、第１の層を押さえるために必要とされる。
【００６５】
３．第２のフェーズは、第３のフェーズとはかなり異なっていてよく、それでもなお満足できるパッキングをもたらし（パッキング１および４）、悪い結果にはならない。
【００６６】
４．より良好なパッキングを達成するために、第２および第３のフェーズは、第１のフェーズよりも約３倍速いことが好ましい。それらはほぼ同じ速度であってもよい。これは、床の残りの部分全体を均質にする一助となり得る。
【００６７】
これらの結果によれば、「良好なパッキング」を得るために辿られ得る、変化する幅のパッキング速度の「回廊地帯」が存在することが明らかである。
【００６８】
図１１、１２は、図１に示すカラムのセットアップが１０％アルブミンのサンプルパルスにそれを適用した実験の結果を示す。図１２は、アルブミンが、カラムの出口にてＵＶ検出器によって検出される、バンドまたはパルスとしてカラムを通過したことを示す。図１１は、超音波センサからの興味深い結果、即ち、センサを通過するバンドの通過が、カラムを通過する増加した超音波伝達速度のバンドと関連することを示す。これはＢで示されている。
【００６９】
図１３、１４は、本発明を具現化した装置のセットアップであって、カラムの一方の側部にまっすぐ配置された多数の圧電性のトランシーバの直線状アレイ２０を備え、対応するアレイ２１を対向する側部に備えた装置のセットアップを模式的に示す。それらは正確に対向している必要は無い。特に僅かなオフセット（またはずれ）は、突出する中央充填ノズルが存在する場合には、カラムの端部付近の難点（または問題）を回避するのに役立つ。図面は、充填が進行するにつれてカラムを上昇する床１６の前端５を、模式的に示す。プログラミングされた制御ユニット４（これは常套的なマイクロプロセッサである）には、センサからのインプットが供給され、目標とする速度プロファイルのために、所望の目標データによりプログラミングされる。パッキング・ポンプＰはそれに従って制御される。外部ディスプレイ３が設けられ、これはカラムに沿った高さに対して棒の形態で音響インピーダンス（ｓｏｕｎｄ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）または速度を示し得る。図１４は、カラムが充填され使用されているときに、異なる段階で使用されている同様の装置を示す。使用の１つの態様は、床の上部に示されている。永久的に結合した不純物質が蓄積しているバンドは、上側から徐々に下方に向かって床の中に延びる。これは、上方のセンサから超音波の伝達に影響を及ぼし、従って、ディスプレイで「Ａ」にて示される。それが臨界的なレベルＣＬに達すると、プログラムはカラムが事実上使用済みであるという警告をユーザーに発する。
【００７０】
カラムを下向きに進む物質６のバンドもまた示されている。これは精製される物質である。カラムの壁が不透明であるにもかかわらず、その進行は、超音波データの目に見える読出し（またはリードアウト）で追跡され得る（ピークＢ）。
【００７１】
図１５〜１９は、軸方向に延びる超音波センサのアレイを備えた、提案されるカラム配置のこれら及び他の機能性を模式的に示す。
【００７２】
図１５：カラム１、センサ・アレイ２０、コントロール・プロセッサ４、データロガー３１、ポンプＰ。フィードバックを使用して、パッキング・プロファイルの基本的な「フィンガープリンティング」を行い、加えてポンプ制御する。
【００７３】
図１６：堆積する床をディスプレイ３で追跡して、充填する。
【００７４】
図１７：メータ２５でのパッキング圧という追加の制御パラメータを使用する充填方法。カラムがほぼ満たされると、圧力降下に対する感度のオープンタイムウィンドウ、パッキングが完了したという圧力降下信号を検知し、ポンプは停止し、バルブはクロマトグラフィのための「操作」位置に移動する。
【００７５】
図１８：カラムの内容物のボイドおよび不均質６２を示すディスプレイ３。
図１９：カラム・ディスプレイ３またはバンド「Ｂ」によって、重要な成分のバンド６を追跡する。
図２０：プロセッサ４により動作が制御される、パッキング・ポンプＰおよび関連するバルブコネクターＶを有する、パッキング・ステーションまたは「スキッド」、即ち、可動トロリー（またはカート）を示す。プロセッサ４は、超音波検出器からのインプットを受信し、送信機の操作を開始し、パッキング・プロファイルデータを受信するようにされており、それに従ってポンプＰを制御するようにプログラムされている。
【００７６】
【表１】
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【００７７】
【表２】
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【００７８】
【表３】
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【００７９】
【表４】
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【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、自動パッキング・システムを備えたクロマトグラフィ・カラムの模式図である。
【図２】図２は、試験的な充填の間、カラムを横切る超音波の速度の測定値を示す。
【図３】図３は、温度制御の度合いをより大きくしたときの同様の測定値を示す。
【図４】図４は、セファロース（ゲル）媒体について、パッキング・パラメータとパッキングの質との間の関係を示すデータである。
【図５】図５は、セファロース（ゲル）媒体について、パッキング・パラメータとパッキングの質との間の関係を示すデータである。
【図６】図６は、セファロース（ゲル）媒体について、パッキング・パラメータとパッキングの質との間の関係を示すデータである。
【図７】図７は、セファロース（ゲル）媒体について、パッキング・パラメータとパッキングの質との間の関係を示すデータである。
【図８】図８は、セラミック媒体に関して、パッキング速度とパッキングの質との間の関係を決定するための５つの操作からのパッキング・データである。
【図９】図９は、セラミック媒体に関して、パッキング速度とパッキングの質との間の関係を決定するための５つの操作からのパッキング・データである。
【図１０】図１０は、セラミック媒体に関して、パッキング速度とパッキングの質との間の関係を決定するための５つの操作からのパッキング・データである。
【図１１】図１１は、アルブミンのサンプルを用いた試験運転におけるカラムの生成物出口におけるＵＶトレースを示す。
【図１２】図１２は、同じ運転の間の超音波の速度のトレースであり、カラムのアルブミンで占められた領域に起因する速度変化を示す。
【図１３】図１３は、超音速センサからのフィードバックを利用する、ディスプレイを備えたカラム・パッキング・システムの模式図である。
【図１４】図１４は、カラムを通過するサンプル・バンドおよび永久的に結合した不純物の検出を示す別の模式図である。
【図１５】図１５は、超音波検出設備を利用する装置のセットアップおよび操作の模式図である。
【図１６】図１６は、超音波検出設備を利用する装置のセットアップおよび操作の模式図である。
【図１７】図１７は、超音波検出設備を利用する装置のセットアップおよび操作の模式図である。
【図１８】図１８は、超音波検出設備を利用する装置のセットアップおよび操作の模式図である。
【図１９】図１９は、超音波検出設備を利用する装置のセットアップおよび操作の模式図である。
【図２０】図２０は、本発明を具現化した、パッキング「スキッド」を示す。
【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１８】
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【図１９】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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