(57)【要約】      （修正有）【課題】カラム用の中間ピースを提供する。【解決手段】流体のさまざまな化合物(compounds)を分離するための流体分離物質を収容するのに適合するカラム管１１０と、該カラム管１１０を流路内の他の部材に取り付けるのに適合する取り付け部材１２０との間を接続するための中間ピース１３０であって、流体を前記取り付け部材及び前記カラム管間で空間的に分散させるようになっているテーパ部分１３１と、開放チャネル１３３を有する流通部材１３２であって、前記流体は該開放チャネルを通って輸送可能である、流通部材と、前記カラム管の端部分上にキャップとして載置されるのに適合する、貫通穴を有するスリーブ部材１３５とを備え、前記流通部材１３２が、前記貫通穴に挿入可能であるか、又は挿入されており、前記流通部材１３２の硬度が、前記スリーブ部材１３５の硬度より高い。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体のさまざまな化合物(compounds)を分離するための流体分離物質を収容するのに適合するカラム管と、該カラム管を流路内の他の部材に取り付けるのに適合する取り付け部材との間を接続するための中間ピースであって、
前記流体を前記取り付け部材及び前記カラム管間で空間的に分散させるようになっているテーパ部分と、
開放チャネルを有し、該開放チャネルを通って前記流体が輸送可能である流通部材と、
前記カラム管の端部分上にキャップとして載置されるのに適合する、貫通穴を有するスリーブ部材と
を備え、
前記流通部材が、前記貫通穴に挿入可能であるか、又は挿入されており、
前記流通部材の硬度が、前記スリーブ部材の硬度より高い、中間ピース。
【請求項２】
前記中間ピースが、前記カラム管内に前記流体分離物質を保持するのに適合する、細孔を有するフリット部材を有し、
前記流体が、前記細孔を通って輸送可能であり、また、
前記テーパ部分が、好ましくは前記フリット部材内に形成され、好ましくは、前記フリット部材が、前記貫通穴に挿入可能であるか、又は挿入されている、請求項１に記載の中間ピース。
【請求項３】
以下の特徴、すなわち
前記テーパ部分が、前記流通部材内に形成されているか、または該流通部材の一部であること、
前記テーパ部分の少なくとも一部分が、一定勾配、単調に増加する勾配及び単調に減少する勾配から成る群の中の１つの勾配で形成されていること、
前記テーパ部分が、約１００°〜１４０°、１１５°〜１２５°、又は実質的に１２０°の開き角度を有すること、及び
前記他の部材が、前記カラム管の上流側に位置すること
のうち、少なくとも１つを有する、請求項１又は２に記載の中間ピース。
【請求項４】
以下の特徴、すなわち
前記スリーブ部材が、前記取り付け部材と密封状態に係合可能である第１接続部分を有すること、
前記スリーブ部材が、前記カラム部材と密封状態に係合する第２接続部分を有すること、及び
前記スリーブ部材が、プラスチック材及びポリエーテルエーテルケトンから成る群の１つの材料で作製されること
のうち、少なくとも１つを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の中間ピース。
【請求項５】
以下の特徴、すなわち
前記流通部材が、化学的に不活性の材料で作製されること、
前記流通部材が、金属材、ステンレス鋼、セラミック材及び炭素充填プラスチック材から成る群の材料で作製されること、及び
前記フリット部材が、焼結材料及び焼結ステンレス鋼から成る群の１つの材料で作製されること
のうち、少なくとも１つを有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の中間ピース。
【請求項６】
カラム管と、
取り付け部材と、
前記カラム管及び前記取り付け部材間を接続するための、請求項１〜５のいずれか１項に記載の中間ピースと
を備える、流体分析カラム。
【請求項７】
前記取り付け部材が、第１締結要素を有し、
前記カラム管が、第２締結要素を有しており、
前記中間ピースが、前記カラム管に係合し、且つ前記取り付け部材に係合させられる動作状態において、前記第１締結要素を前記第２締結要素に締結することにより、前記取り付け部材を前記カラム管に締結可能であり、また好ましくは、前記第１締結要素及び前記第２締結要素が、前記取り付け部材及び前記カラム管間をねじ込み式接続するようになっている、請求項６に記載の流体分析カラム。
【請求項８】
該カラムが、さらなる中間ピースを有し、且つさらなる取り付け部材を有しており、また、
前記カラム管が、第１端部分及び第２端部分を有し、
前記中間ピース及び前記取り付け部材が、前記第１端部分で接続可能であり、
前記さらなる中間ピース及び前記さらなる取り付け部材が、前記第１端部分に関して対称的に前記第２端部分で接続可能である、請求項６又は７に記載の流体分析カラム。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の中間ピース、又は請求項６〜８のいずれか１項に記載のカラムを有する流体の化合物を分離するための流体分析システム。
【請求項１０】
以下の特徴、すなわち
前記流体分離システムが、前記流体の少なくとも１つの化合物の少なくとも１つの物理的、化学的及び／又は生物学的パラメータを分析するのに適合していること、及び
前記流体分離システムが、センサ装置、被試験装置又は物質を試験するための試験装置、化学的、生物学的及び／又は薬学的分析用の装置、毛管電気泳動装置、液体クロマトグラフィ装置、ガスクロマトグラフィ装置、電子測定装置及び質量分析装置の少なくとも１つを備えること
の少なくとも１つを有する、請求項９に記載の流体分離システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラム用の中間ピースに関する。
【背景技術】
【０００２】
分離カラムが液体クロマトグラフィに一般的に使用され、固定相を形成する固形粒子を満たしたカラム管を有するであろう。そのようなパケット形カラムは、両端部に特殊な取り付け具を備えることができ、それを介してクロマトグラフなどの分析測定機器に接続されることができる。動作中、そのようなカラムは高圧、たとえば４００バール以上の圧力を受けるであろう。１つの従来型分離カラムが、特許文献１に開示されている。
【０００３】
分離カラム用の取り付け具は市販されており、たとえばアイソレーション・テクノロジー社（Isolation Technology)（http://www.iso-tech.comを参照）から、又はスウェージロック社(Swagelok)（たとえばhttp://www.swagelok.comを参照）から販売されている。
【０００４】
既知の構成では、カラム管が、流体分離物質（いわゆるビーズ）で満たされ、次に充分に圧力安定的な接続を行うための中間ピースが、カラム管に接続することができる。さらに、この構造(arrangement)は、取り付け部材をカラム管に、間に中間ピースを挟んで接続することにより、締結することができる。
【０００５】
それぞれの取り付け部材を備えたクロマトグラフィカラムが、たとえば特許文献２〜８に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，６５１，８８６号
【特許文献２】欧州特許出願第０１０６４１９号
【特許文献３】ドイツ特許出願第３４２４７８７号
【特許文献４】国際出願第９９／６２６０９Ａ１号
【特許文献５】米国特許第６，１７１，５０２Ｂ１号
【特許文献６】米国特許第４，７５９，８４３号
【特許文献７】米国特許第４，７１９，０１１号
【特許文献８】米国特許第４，０７０，２８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、カラム用の改良型中間ピースを提供することである。この目的は、独立請求項によって達成される。さらなる実施形態が、従属請求項に示されている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの例示的な実施形態によれば、流体の異なった化合物を分離するための流体分離物質（たとえば、いわゆるビーズであって、シリカゲル材で作製されることができる）を収容するのに適合するカラム管と、該カラム管を流路内の他の部材（たとえば、クロマトグラフなどの分析測定機器）（他の部材は、分離すべき化合物を含む流体又は検体の上流側及び／又は下流側に位置するであろう）に取り付けるのに適合する取り付け部材との間を（たとえば、圧力安定的、密封状且つ緊密状に）接続するための中間ピースが提供されており、該中間ピースは、前記流体を前記取り付け部材及び前記カラム管間で空間的に分散させるのに適合するテーパ部分（流体を流体分離物質内に適当に分散させる、又は流体分離物質を通過した流体を平行にするために、流体流に対して内向き又は外向きのテーパを付けることができる）を有する。
【０００９】
別の例示的な実施形態によれば、流体（気体及び／又は液体及び／又は固体寄与(contributions)を有することができる）を分析する（分離）カラムが提供されており、カラムは、カラム管と、取り付け部材と、カラム管及び取り付け部材間を接続するための、上記特徴を有する中間ピースとを備える。
【００１０】
さらに別の例示的な実施形態によれば、流体の化合物を分離するための（液体クロマトグラフィ装置、たとえば「高性能液体クロマトグラフィ」装置（ＨＰＬＣ）のような）流体分離システムが提供されており、流体分離システムは、上記特徴を有する中間ピース及び／又は上記特徴を有するカラムを備える。
【００１１】
さらに別の例示的な実施形態によれば、流体の異なった化合物を分離するための流体分離物質を収容するのに適合するカラム管と、該カラム管を流路内の他の部材に取り付けるのに適合する取り付け部材との間を接続するための中間ピースを製造する方法が提供されており、本方法は、流体を取り付け部材及びカラム管間で空間的に分散させるのに適合する中間ピースのテーパ部分を形成することを含む。
【００１２】
さらに別の例示的な実施形態によれば、流体の異なった化合物を分離するための流体分離物質を収容するのに適合するカラム管と、該カラム管を流路内の他の部材に取り付けるのに適合する取り付け部材との間を移動させるべき流体を空間的に分散させる方法が提供されており、本方法は、流体を取り付け部材及びカラム管間で空間的に分散させるのに適合する中間ピースのテーパ部分を通して流体を移動させることを含む。
【００１３】
例示的な実施形態によれば、中間ピースが、カラム管及び取り付け部材間（又は取り付け部材及びカラム管間）の一種のブリッジ又はインターフェース又はアダプタとして設けられており、中間ピースは、該中間ピースを間に挟んだ部材間の圧力安定性及び／又は緊密及び密封接続に寄与することができる。このため、カラム内を圧送される流体、たとえば液体検体を数百バール（数十ＭＰａ）の非常に高圧、たとえば６００バール（６０ＭＰａ）〜１０００バール（１００ＭＰａ）以上で圧送することもでき、同時に液体をシステム内で適当に誘導することができる。
【００１４】
特に、流体は、流体分離物質で満たすことができるカラム管の直径全体にわたって適当に分散されることができる。さらに、カラムを通過した流体流を適当に集束させ、それにより、カラム管の下流側に位置付けられた取り付け部材に接続された毛管内へ移動させることができる。このように、流体流の拡散又は縮小を、中間ピース（複数可）のテーパ部分によって正確に定めることができる。これにより、流体分離物質を含むカラム管の直径全体にわたって流体を適切に分散させることができ、且つ分離カラムの下流端部で流体流を正確に画定することができるであろう。
【００１５】
そのほかに、一実施形態による装置は、製造コストが安く、且つ異なった部材を確実に締結することを可能にするであろう。
【００１６】
特に、テーパ部分を、取り付け部材内（だけ）でも、カラム管内（だけ）でもなく、中間ピース内に設けてもよい。流体力学的観点から、また流体をカラム管の内径全体に適当に分散させるという目的から、これはテーパ部分の特に適切な位置である。
【００１７】
液体をカラム内に圧送するとき、接続された他の部材（たとえば、接続されたクロマトグラフ）から来る液体は、流れ方向にテーパ部分の直径が連続的に増加するように設計されたテーパ部分内を流れることができる。このため、流体流は、対応形状のテーパ部分によって広がって行くであろう。
【００１８】
しかしながら、流体が流体分離物質を通過したとき、鏡像関係で対称的な向きのさらなるテーパ部分を別の中間ピース内に設けて、流体方向に流体がさらなる中間ピースの大径部分に流入し、次にテーパ部分の小径部分に集束されるようにすることができる。この方策をとることにより、流体流を制御又は調整することができる。
【００１９】
一実施形態による中間ピースは、たとえば液体クロマトグラフィに適用されるであろう。液体クロマトグラフでは、流体分離物質で満たしたカラム内孔に検体又は流体が導入される。カラム管の端部（複数可）を閉鎖するために、カラム管内を満たしている充填物質がカラム管から移動されるのを防止することができる接続ピース又は閉鎖ピース又は終端ピースを設けることができる。そのような望ましくない移動は、たとえばカラム内に注入される分析流体の流動力によって促進されるであろう。
【００２０】
カラム管の端部を適当に閉鎖するために、中間ピースは、カラム管と、他の部材に接続されることができる取り付け部材との間の一種のアダプタとして設計されることができる。カラムのさまざまな部材の圧力安定的な結合を行うために、カラム管は、そのような構成のエンドピースとして取り付け部材に接続される。取り付け部材は、接続された他の部材と流体連通することができるようにする機能を有してもよい。一実施形態による、テーパ部分が密封部材として中間ピース内に設けられている構成により、高圧に安定的な取り付け具を低コストで製造することができる。
【００２１】
さらに、たとえば円錐状の形状のテーパ形状により、流体及び／又は流体分離物質が、水路又は毛管に、詰まり又は閉塞を生じることが回避されるであろう。
【００２２】
中間ピースは、カラム管の一端部分上にキャップのように載置されるであろう。次いで、取り付け部材をカラム管に締結し、それにより、中間ピースを取り付け部材及びカラム管間に押し付けることができる。そのような圧力が中間ピースに加えられるときであって、且つ、中間ピースが充分に軟質且つ安定的である（ＰＥＥＫのような）材料で作製されているとき、そのような圧力の結果として、中間ピースは、取り付け部材及びカラム管間から押し出されることなく、変形するであろう。しかしながら、そのようなわずかな弾性を有する中間ピースは、加えられた締結圧力を受けてわずかに変形し、それにより、取り付け部材及びカラム管間の非常に小さい孔も閉鎖する確実な密封を可能にするであろう。同時に、この構成は、中間ピースが組み立て状態の装置から押し出されることを防止し、それにより、緊密且つ確実な接続を達成することができる。
【００２３】
例示的な実施形態によれば、円錐状のテーパ部分の開き角度を適当に選択することが有利であろう。たとえば、１１８．２°又は１２０°の角度が、一方の、中間ピース内に望まれる充分に小さい無効容積（又はボイド容積）と他方の適当な分散特性とをうまく折り合わせる。言い換えると、中間ピースの幾何学的形状は、中間ピースのスリーブ部材をこの目的に非常に適した（ＰＥＥＫ、ポリエーテルエーテルケトンのような）充分に軟質の材料で作製できるようにするものであろう。この結果、スリーブ部材は流れ去らず、結果的に適当な圧力安定性を生じるであろう。スリーブ又はキャップは変形可能であり、それにより、適当な締結又は密封部材を提供できるであろう。
【００２４】
例示的な実施形態によれば、取り付け部材内（すなわち、端部ねじ部材内）ではなく、移行部材内に円錐部分を設けることができる。これにより、カラム部材と端部ねじ部材との間に密封部分が位置し、密封部分は、円錐形に広がる内部領域を有する。
【００２５】
このように、例示的な実施形態によれば、分散コーンを有するＰＥＥＫカラムキャップを設けることができ、これは、分離カラムの取り付け具に関して使用されることができる。結果的に、カラムと、接続された機器との間のアダプタが得られるであろう。
【００２６】
以下に、さらなる例示的な実施形態を説明する。
【００２７】
次に、中間ピースの例示的な実施形態を説明する。しかしながら、これらの実施形態は、カラム、流体分離システム、中間ピースを製造する方法、及び流体を空間的に分散させる方法にも当てはまる。
【００２８】
中間ピースは、流体が通って移動することができる開放チャネルを有する流通部材を備えることができる。そのような流通部材は、流体を圧送することができる一種の毛管又は水路を有する、充分に安定的な材料（たとえばステンレス鋼製）の部材であることができる。例示的な実施形態によれば、この流通部材は、（たとえば円筒管を形成する）一定直径を有する第１部分を有することができ、またテーパ形の第２部分を有することができる。一定直径を有する部分とテーパ部分との間の接続部は、テーパ部分の、テーパ部分が最小直径を有する部分であることができる。
【００２９】
テーパ部分は、流通部材内に形成されてもよいか、又はその一部であってもよい。この流通部材は、流通部材を受け取るための中央内孔を有することができるスリーブ内に固定的又は着脱可能又は取り外し可能に挿入可能である個別の部材でもよい。
【００３０】
さらに、中間ピースは、流体分離物質をカラム管内に保持するようになっている、細孔を有することができるフリット部材であって、流体が細孔を通って移動可能である、フリット部材を備えてもよい。フリット部材は、特別に定められた寸法又は寸法分布を有する水路又は開口又は細孔を有する焼結部材であってもよい。この寸法は、流体分離物質のビーズがフリット部材の細孔を通って移動することを防止できるように充分に小さくあるべきである。他方、フリット部材は、分析すべき流体の成分が細孔を通過できるように充分に大きい細孔を有するべきである。
【００３１】
テーパ部分は、フリット部材内に形成されてもよい。この目的のために、フリット部材は、テーパ形状のリセスを有するであろう。このリセスは、流通部材に隣接し、且つカラム管と反対側に配置されることができる。流通部材及びフリット部材は、共通部品として形成されてもよく、あるいは２つの個別部品でもよい。テーパ部分がフリット部材内に形成されるとき、流通部材はなくてもよく、したがって省かれるであろう。
【００３２】
中間ピースは、貫通穴を有することができるスリーブ部材をさらに備えることができ、流通部材及びフリット部材を貫通穴に挿入可能であるか、または挿入されている。この貫通穴は、たとえば異なった直径の１つ又は２つの部分を有することができる。一構成では、スリーブ部材は、一定直径の貫通穴を有することができる。その場合、フリット部材及び流通部材はともに、スリーブ部材の貫通穴に挿入されることができる。他方、スリーブ部材が、接続された他の部材から来る流体を流すための小径の第１部分を有し、またフリット部材及び流通部材を収容するための大径部分を有することも可能である。別法では、流通部材及び／又はフリット部材をスリーブと一体成形してもよい。
【００３３】
スリーブ部材は、密封するように取り付け部材に係合可能に設計されることができる第１接続部分を有してもよい。言い換えると、スリーブ部材は、取り付け部材の収容部分に挿入されることができるように構成されてもよい。
【００３４】
追加的又は別法として、スリーブ部材は、密封するようにカラム部材に係合可能に設計されることができる第２接続部分を有するであろう。言い換えると、スリーブ部材は、カラム部材上に一種のキャップとして載置されることができる。
【００３５】
そのような構成を動作させるために、最初にカラム部材を流体分離物質で満たすことができる。次に、スリーブ部材に流通部材及び／又はフリット部材を搭載することができる。次に、このように取り付けられた中間ピースをカラム部材の上部に載置し、それにより、その端部を閉鎖することができる。該中間ピースに取り付けられたカラム部材を取り付け部材に接続するために、取り付け部材を中間ピースの上に載置し、それにより、スリーブ部材に係合させることができる。次に、このように接続された構成部品を締結し、それにより、圧力安定的なアセンブリを形成することが可能である。
【００３６】
テーパ部分の少なくとも一部分を、一定勾配、単調に増加する勾配及び単調に減少する勾配から成る群の１つで形成してもよい。たとえばテーパ部分を、流体移動方向に対してその広がり全体に沿って、又はその広がりの一部分に沿って増加又は減少勾配で広げることが可能である。しかしながら、テーパ部分は、一定勾配の部分を有してもよく、又はその広がり全体に沿って一定勾配で形成されてもよい。したがって、テーパ部分は湾曲部を有していても、有していなくてもよい。
【００３７】
テーパ部分は、約１００°〜１４０°、特に１１５°〜１２５°、さらに実質的に１２０°（必ずしも正確に１２０°ではなく、約１２０°、たとえば１１８．２°であることを意味する）の開き角度を有するであろう。この範囲の開き角度では、流体分離物質の広がり全体にわたって、充分に小さい無効容積と流体の適当な分散との適切な折り合いを付けることができる。
【００３８】
流通部材は、化学的に不活性の材料、たとえば金属材、ステンレス鋼、セラミック材及び炭素充填プラスチック材から成る群の材料で作製されることができる。流通部材の材料をそのような材料群から選択すれば、中間ピースは、中間ピースの表面特性の何らかの化学的誘起劣化又は変性を伴うことなく、分離カラム内で長期にわたって使用されることができる。
【００３９】
フリット部材は、焼結材料、特に焼結ステンレス鋼から作製されてもよい。そのような材料を使用することにより、細孔を適当に画定することができ、またそのような材料のフリット部材を低コストで製造することができるという利点が得られる。
【００４０】
スリーブ部材は、プラスチック材、特にポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で作製されることができる。この材料は、化学的に不活性であり、且つ中間部材を取り付け部材及びカラム管間に接続したとき、緊密な密封を実現できるように充分に軟質である。
【００４１】
他の部材（たとえばクロマトグラフ）は、カラム管の上流側に位置するであろう。言い換えると、テーパ部分は、特に他の部材とカラム管との間に設けられ、それにより、カラム管の内径全体にわたる流体の分散を支持することができる。
【００４２】
以下に、カラムのさらなる例示的な実施形態を説明する。しかしながら、これらの実施形態は、中間ピース、流体分離システム、中間ピースを製造する方法、及び流体を空間的に分散させる方法にも当てはまる。
【００４３】
そのような流体分析カラムにおいて、取り付け部材は第１締結要素を有し、カラム管は第２締結要素を有しており、中間ピースがカラム管に係合し、且つ取り付け部材に係合させられる動作状態において、第１締結要素を第２締結要素に締結することにより、取り付け部材をカラム管に締結可能であろう。そのような構成では、最初にカラム管を物質で満たすことにより、カラムを取り付けることができる。次に、中間ピースによってカラム管（の一方又は両方の端部分）を閉鎖することができる。その後、すでに中間部材で覆われているカラム管の端部上に載置することにより、取り付け部材を接続することができる。１つ又は２つの取り付け部材を設けることができ、後者の場合、対称配置が達成される。次いで、第１締結要素及び第２締結要素により、構造全体を締結することができる。
【００４４】
たとえば、第１締結要素及び第２締結要素は、取り付け部材及びカラム管間にねじ込み式接続を形成することができる。この目的のために、取り付け部材は、たとえば雌ねじを有することができ、カラム管は対応形状の雄ねじを有することができる。しかしながら、この構成の代替として、たとえばスナップ式接続、磁気締結要素を組み込んだ接続、又はマジックテープ（登録商標）のような他のタイプの締結手段が可能である。取り付け部材をカラム管に固定するための他の機械的締結要素も可能である。
【００４５】
カラムは、さらなる中間ピースをさらに有し、且つさらなる取り付け部材を有してもよく、カラム管は、第１端部分及び第２端部分を有するであろう。中間ピース及び取り付け部材は、第１端部分で接続可能であり、さらなる中間ピース及びさらなる取り付け部材は、第１端部分に関して対称的に第２端部分で接続可能であろう。この構成により、「取り付け部材−中間部材−カラム管−さらなる中間部材−さらなる取り付け部材」の構造が組み立てられ、そのような構造を両端部分で別の部材（たとえば、クロマトグラフなどの分析測定機器の２つの接続部分）に接続することができる。この対称配置には、２つの中間ピースを同一に製造することができ、且つ２つの取り付け部材を同一に製造することができるので、３つの異なった部品を形成するだけでよいという利点があるであろう。これは、コストを削減するであろう。
【００４６】
以下に、流体分離システムのさらなる例示的な実施形態を説明する。しかしながら、これらの実施形態は、中間ピース、カラム、中間ピースを製造する方法、及び流体を空間的に分散させる方法にも当てはまる。
【００４７】
流体分離システムは、（流体分離システムによって分析すべき）流体の少なくとも１つの成分の少なくとも１つの物理的、化学的及び／又は生物学的パラメータを分析するようにすることができる。物理的パラメータの例は、温度、圧力、容積などである。化学的パラメータの例は、濃度、ｐＨ値などである。生物学的パラメータの例は、溶液内でのタンパク質又は遺伝子の有無、サンプルの生物活性などである。しかしながら、上記実施形態によれば、パラメータの少なくとも１つを流体分離システムによって感知、検出又は測定することができる。
【００４８】
流体分離システムは、センサ装置、被試験装置又は物質を試験するための試験装置、化学的、生物学的及び／又は薬学的分析用の装置、毛管電気泳動装置、液体クロマトグラフィ装置、ガスクロマトグラフィ装置、電気測定装置及び質量分析装置の少なくとも１つを有するであろう。流体分離システムのさらなる例示的な適用分野には、ガスクロマトグラフィ、質量分析、紫外線分光法、光学分光法、赤外線分光法、液体クロマトグラフィ及び毛管電気泳動生物分析を含むことができる。
【００４９】
より一般的には、実施形態による装置を（ＨＰＬＣなどの）化学的、生物学的及び／又は薬学的分析用の分析装置に組み込んでもよい。そのような分析装置は、流体分離装置、液体クロマトグラフィシステム、電気泳動システムなどであろう。装置が化学的、生物学的及び／又は薬学的分析用の装置であるとき,（タンパク質）精製、溶液の電気泳動調査、流体分離、又はクロマトグラフィ調査のような機能が流体分離システムによって実行されるであろう。
【００５０】
他の目的及び本発明の実施形態の付随的な利点の多くは、添付図面と組み合わせた実施形態の以下のより詳細な説明を参照することにより、容易に認識され、且つより理解されるであろう。実質的又は機能的に同一又は同様な機構には同一の参照符号を付けて示す。
【００５１】
図面には概略図を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下に、図１を参照しながら、例示的な一実施形態に従った分離カラム１００を説明する。
【００５３】
分離カラム１００は、流体、たとえば複数のタンパク質画分を有する生化学溶液を分析するようになっている。分離カラム１００は、カラム管１１０と、第１取り付け部材１２０と、カラム管１１０及び第１取り付け部材１２０間の接続用の第１中間ピース１３０と、第２分離部材１４０と、第２取り付け部材１５０とを有する。第２中間ピース１４０は、カラム管１１０及び第２取り付け部材１５０間を接続するようになっている。流体の流れ方向が、図１に矢印１６０として示されている。
【００５４】
以下に、第１取り付け部材１２０、第１中間ピース１３０及びカラム管１１０の詳細な説明を行う。しかしながら、第２中間ピース１４０の構成は第１中間ピース１３０の構成と鏡面的対称関係にある（すなわち、同一である）ので、第２中間ピース１４０の詳細な説明は省く。同様に、第２取り付け部材１５０の構成は、第１取り付け部材１２０と同一である（配置が鏡像的対称関係にある）。
【００５５】
第１中間ピース１３０は、収容管１１１（又は内孔）内を満たすシリカゲルビーズを収容し、且つ流体の異なった成分を分離するのに適合するカラム管１１０と、該カラム管１１０を図１に示されていないクロマトグラフに取り付けるのに適合する第１取り付け部材１２０との接続に適合しており、クロマトグラフは流体路１６０において第１取り付け部材１２０の上流側に、すなわち、第１取り付け部材１２０の上方に配置されている。
【００５６】
第１中間ピース１３０は、図２により詳細に示されているテーパ部分１３１を有する。テーパ部分１３１は、第１取り付け部材１２０とカラム管１１０との間を流れる流体を空間的に分散させるようになっている。
【００５７】
第１中間ピース１３０は、（図２により詳細に示す）流通部材１３２を有し、流通部材１３２は開放チャネル１３３を有し、それを通って流体が移動可能である。図２により充分に示されているように、テーパ部分１３１は、流通部材１３２内の中央に形成されている。
【００５８】
さらに、第１中間ピース１３０は、流体分離物質をカラム管１１０内に保持するようになっているフリット部材１３４を備え、フリット部材１３４は細孔を有し、それを通って流体が移動可能である。
【００５９】
このほかに、第１中間ピース１３０は、貫通穴を有するスリーブ部材１３５を備えており、流通部材１３２及びフリット部材１３４はスリープ部材１３５の貫通穴に挿入されている。しかしながら、フリット部材１３４と同様に流通部材１３２も、スリーブ部材１３５の貫通穴から着脱可能又は取り外し可能に設けられている。
【００６０】
図１は、第１中間ピース１３０を、カラム管１１０の端部分の上に取り付けられている動作状態で示している。スリーブ部材１３５は、（貫通穴の直径と比べて）大径の内孔を設けた部分を有して、カラム管１１０の対応形状の端部分を収容するための収容部を形成している。
【００６１】
さらに、スリーブ部材１３５は、第１取り付け部材１２０と密封状態に係合可能な接続部分を有する。言い換えると、取り付け部材は、図１に示された配置から始まって第１取り付け部材１２０を下方へ移動させるとき、スリーブ１３５の外側部分が第１取り付け部材１２０の内孔１２１内の壁にほぼ当接し、それによって充分に緊密な接続が得られるように形づくられ、寸法づけられた内孔１２１を有している。
【００６２】
以下に、分離カラム１００の方向１６０に流れる流体が通過する流体流路をさらに詳細に説明する。
【００６３】
流体は、図１に示された構造内に数百バールの圧力で流体を圧送することができるポンプ（図示せず）によって分離カラム１００に導入される。流体は次に、ステンレス鋼製にすることができる第１取り付け部材１２０に入る。図１からわかるように、第１取り付け部材１２０の内部に異なった部分１２２〜１２５が形成されている。部分１２２〜１２４は、毛管をカラム１００に接続するために設けられている（したがって、毛管取り付け具又は毛管自体の役割を果たす）。最初に、一定直径の部分１２２が設けられている。次に、内向きテーパ状の内側断面を有する部分１２３が設けられている。その後、一定直径を有し、且つ円筒形の部分１２４が設けられている。そして、流体は毛管から一定直径の部分１２５を通って流れる。毛管は、部分１２５が始まる位置で終端している。部分１２５の直径は、流通部材１３２の、一定直径を有する部分の直径に適合している。このため、部材の隣接部分１２５及び１３３の２つの寸法は互いに一致している。
【００６４】
方向１６０に流れる流体は次に、流体分離物質全体が流体と相互作用するように、強制的にカラム管１１０の円筒形内孔１１１内の流体分離物質を通って流される。この目的のために、テーパ部分１３１には適当な開き角度、たとえば１２０°よりわずかに小さい角度が付けられている。流通部材１３２を通って流れた流体は次に、中間ピース１３０の多孔質フリット１３４を通って流れる。その後、流体は管部材１１０の管状内孔１１１に入る。この管状内孔１１１内に流体分離物質（たとえば、シリカゲル）が入っており、液体クロマトグラフィの分野の当業者には既知であるようにして、流体の異なった成分を分離する。
【００６５】
管１１１の端部において、第２中間ピース１４０及び第２取り付け部材１５０の配置構成は、部材１２０及び１３０と比べて逆の機能性を与えるようなものである。第２取り付け部材１５０の端部において、分離された流体は液体クロマトグラフ（図示せず）のさらなる構成部品に送られる。
【００６６】
以下に図２を参照しながら、上記構造のさらなる詳細を説明する。
【００６７】
特に、図２の参照番号２００は、取り付け部材１２０の雌ねじを示し、これはカラム管１１０の雄ねじ２０１に接続されてカラム管１００を第１取り付け部材１２０に締結させ、それにより、第１中間ピース１３０によって支持された緊密状且つ圧力安定的な接続が実現される。そのようなねじ込み式接続を簡単にするために、カラム管１１０に工具係合表面２０２が設けられ、これにより、ユーザがねじ込み工具によって第１取り付け部材１２０をカラム管１１０に締結することができる。
【００６８】
キャップ１３５は、ＰＥＥＫ材で作製され得る。分散コーン１３２は、ステンレス鋼、セラミック、炭素材又は充填剤入りプラスチック材などの、（生）化学的に不活性の材料で作製されることができる。分散コーン１３２の硬度は、キャップ１３５のＰＥＥＫ材の硬度より高くなければならない。フリット部材１３４は、たとえばビーズ径より実質的に小さい寸法の、たとえば１．８μｍ（０．００１８ｍｍ）の細孔を有する焼結多孔質ステンレス鋼で作製され得る。流体分離物質がカラム管から洗い流されることを防止するために、細孔径は、流体分離物質の粒径より相当に小さくなければならない。ビーズ材は管状孔１１１で満たされることができる。カラム管１１０は、ステンレス鋼で作製されることができ、化学的に不活性でなければならない。
【００６９】
さまざまな構成要素の例示的な寸法が、図２に示されている。
【００７０】
図３は、図１に示されている構成要素の一部分解した状態の三次元図である。
【００７１】
以下に、図４Ａ〜図４Ｃを参照しながら、例示的な実施形態による、異なる幾何学的特性を有する中間ピースを説明する。
【００７２】
図４Ａから始めると、図１〜図３に示された中間ピース１３０が再びより詳細に示されている。図４Ａからわかるように、流通部材１３２は、開口１３３を画定するテーパ部分１３１を有する。しかしながら、開口１３３の上部分では、流動穴が一定直径を有する。
【００７３】
テーパ部分１３１の開き角度が約１２０°、たとえば１１８．２°であることが有利である。この開き角度により、流通部材１３２を通って流れる流体が最適に広がり、それにより、カラム管１１０を満たすビーズの横方向の広がり全体に及ぶので、高品質の性能を達成することができるという結果が得られるであろう。このため、開き角度が約１２０°の図４Ａの一定勾配構成は適切な解決策である。
【００７４】
図４Ｂは、テーパ部分が、流れ方向１６０において、単調に減少する曲率を有する点で、中間ピース１３０と異なる中間ピース４１０を示す。
【００７５】
図４Ｃに示されている中間ピース４２０からわかるように、テーパ部分は、流れ方向１６０に関して、単調に増加する曲率を有することもできる。
【００７６】
次に図５を参照しながら、別の例示的な実施形態による中間ピース５００を説明する。
【００７７】
図５に示された実施形態によれば、テーパ部分５０３は、（図１〜図４Ｃに示されている構成のように）流通部材５０１内に形成されているのではなく、フリット部材５０４内に設けられている。図５の実施形態では、流通部材５０１を省いてもよく、又はフリット部材５０４と一体成形してもよい。
【００７８】
図５に示された構成によれば、流体が通過することができるチャネル５０２が、フリット部材５０４と一緒にスリーブ部材１３５の貫通穴に挿入される流通部材５０１内に形成されている。テーパ部分５０３は、フリット部材５０４の上部分内のリセスの形でフリット部材５０４内に形成されている。流体分散特性に関しては、図５の構成は図１〜図４Ｃに示された構造のように、流体を適当に空間分散させる同様の効果を有するであろう。
【００７９】
「備える、有する、含む(comprising)」という表現は、他の部材又は段階(ステップ）を排除するものではなく、また「単数形」は、複数形を排除するものではないことに留意されたい。また、異なった実施形態に関連して記載されている部材を組み合わせてもよい。特許請求の範囲内の参照符号は、特許請求の範囲を制限するものと解釈されてはならないことにも留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の例示的な実施形態によるカラムを示す図である。
【図２】図１のカラムの一部分の拡大断面図である。
【図３】図１のカラムの三次元図である。
【図４Ａ】例示的な実施形態による中間ピースを示す図である。
【図４Ｂ】例示的な実施形態による中間ピースを示す図である。
【図４Ｃ】例示的な実施形態による中間ピースを示す図である。
【図５】例示的な実施形態による中間ピースを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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