(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マクロポアの壁のなかで相互に連結しているマクロポアとメソポアとを有する多孔性成型体をベースとする、プラスチックケーシングに囲まれた一体型吸着剤であって、
前記一体型吸着剤の外側面が耐圧性の前記プラスチックケーシングにより液体が浸透できないように囲まれており、
前記プラスチックケーシングが、
（１）原料を粉末状で着け、続いて、溶融または焼結により前記プラスチックケーシングを得る方法、
（２）前記一体型吸着剤上にチューブを押出して該一体型吸着剤を該チューブで被覆し、該チューブを該一体型吸着剤に対して押付けて前記プラスチックケーシングを得る方法、
（３）予め成型したチューブ内に前記一体型吸着剤を導入し、加熱し、該チューブにより該一体型吸着剤を締め付けて前記プラスチックケーシングを得る方法、のいずれかの方法により設けられたものである
ことを特徴とする一体型吸着剤。
【請求項２】
請求項１に記載の一体型吸着剤の、クロマトグラフィーカラム又はクロマトグラフィーカートリッジ中での使用。
【請求項３】
請求項１に記載の一体型吸着剤の、２種以上の物質のクロマトグラフィー分離のための使用。
【発明の詳細な説明】
本発明は、クロマトグラフィー用の一体型吸着剤（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  ｓｏｒｂｅｎｔ）を保持する装置に関する。
クロマトグラフィー用のカラムを粒子状の吸着剤で充填する時は、粒子状の吸着剤をカラムジャケットに密に充填する。国際出願ＷＯ  ９４／１９  ６８７及びＷＯ  ９５／０３  ２５６に開示されているように、粒子状の吸着剤を一体型吸着剤に置き換える場合は、吸着剤のジャケットを、液体不浸透、圧力耐性、かつ、溶離液に不活性となるようにシーリングしなければならないという問題が生じる。このシーリングによってのみ溶離液が専ら独占的に吸着剤を通って流れることができるようになる。Ｆ．Ｓｖｅｃ及びＪ．Ｍ．ＦｒｅｃｈｅｔらのＡｎａｌ．Ｃｈｅｍ；第６４巻、第８２０〜８２２頁（１９９２年）は、一体型吸着剤をチューブ状に重合させる方法を記載している。この原理は、未焼結の成型体が、引続いておこなわれる焼成および焼工程中に収縮するので、セラミックの吸着剤の場合にしか応用できない。すなわち、この方法は、チューブの内径が充分に小さい、すなわち１ｃｍよりかなり小さくなければ、用いることができない。太い一体型吸着剤用にも使用できる保持装置がＷＯ９４／１９  ６８７に開示されている。すなわち、セラミックの棒をテフロンのケーシングが囲んでおり、その結果、クロマトグラフィー装置の操作圧力が内部に加えられても、このケーシングが液体の浸透できないシーリングを提供することになる。テフロンで囲まれたセラミックの棒は、比較的内径の大きな金属パイプ中に入れられ、その中で対抗圧力（逆圧）が発生する。
ＷＯ  ９４／１９  ６８７に開示されている装置は、複雑な構造のものである。本発明の目的はしたがって、一体型吸着剤用の簡単化した保持装置とケーシングを提供することである。
本発明は、多孔性の成型体をベーストする、ケースに入れた一体型吸着剤に関し、詳しくはマクロポア（ｍａｃｒｏｐｈｏｒｅ）の壁の中に、マクロポアとメソポア（ｍｅｓｓｐｏｒｅ）が相互に連結した上記吸着剤に関する。ここで、マクロポアの直径は中央値が０．１μｍを超え、メソポアの直径は中央値が２〜１００ｎｍであり、前記一体型吸着剤の外表面は液体が浸透できないように耐圧性のプラスチックケーシングで囲まれている。
また本発明は、本発明の一体型吸着剤のクロマトグラフィーカラム又はクロマトグラフィーカートリッジ中で使用することにも関する。
本発明はさらに、本発明による一体型吸着剤を２種以上の物質のクロマトグラフィー分離に使用することに関する。
図１は、本発明にしたがって保持装置に入れた一体型吸着剤を示し、上半分が示されている。図２及び３は一体型吸着剤を保持する他の変形態を示す。
一体型吸着剤は一般原則として文献で知られており、これらは詳しくはＷＯ  ９４／１９  ６８７及びＷＯ  ９５／０３  ２５６に開示されているように、多孔性のセラミック成型体を含む。Ｆ．Ｓｖｅｃ及びＪ．Ｍ．ＦｒｅｃｈｅｔらのＡｎａｌ．Ｃｈｅｍｉ；第６４巻、第８２０〜８２２頁（１９９２年）、及びＳ．ＨｊｅｒｔｅｎらのＪ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ；第４７３巻、第２７３〜２７５頁（１９８９年）に記載されているように、一体型吸着剤なる用語は広い意味でポリマーからつくられた成型体を含んでいる。特に望ましいのは、マクロポアの壁中にマクロポアとメソポアとが相互に連結し、マクロポアの直径が０．１μｍを超える中央値を有し、メソポアの直径が２〜１００ｎｍの中央値を有する多孔性の成型体をベーストする一体型吸着剤である。
従って、一体型吸着剤は、粒子状の吸着剤に使用する物質からなっている。多くの場合（例えばＳｉＯ2）、これらの吸着剤は直接クロマトグラフィー分離に使用できる。しかしながら、分離特性を改善するため、多くの場合、基本の担体を誘導体とする。すなわち、分離効果因子という作用で分類される別の基が導入される。
分離効果因子及びその基本担体中への導入方法は、当業者には一般原則として知られている。分離効果因子を導入できる各種反応の例は次のとおりである：
ａ）式Ｉのシラン誘導体を使用する誘導体化。
ＳｉＸnＲ1(3-n)Ｒ2            Ｉ
式中、
Ｘはメトキシ、エトキシ、ハロゲン又はアミノ誘導体であり、
Ｒ1はＣ1〜Ｃ5のアルキル基であり、
ｎは１、２又は３であり、
Ｒ2は以下の意味の１つである：
ａ１）例えばｎ−オクタデシル、ｎ−オクチル、ベンジル又はシアノプロピルなどの未置換又は置換アルキル又はアリール；
ａ２）例えばカルボキシプロピルなどのアニオン性または酸性のラジカル；
ａ３）例えばアミノプロピル、ジエチルアミノプロピルまたはトリエチル−アンモニウムプロピルなどのカチオン性または塩基性のラジカル；
ａ４）例えば（２，３−ジヒドロキシプロピル）オキシプロピルなどの親水性ラジカル；
ａ５）例えば（２，３−エポキシプロピル）オキシプロピルなどの結合可能な活性ラジカル。
ｂ）ポリブタジエン又はシロキサンなどのポリマー、スチレン−ジビニルベンゼン又は（メタ）アクリル酸誘導体あるいは他のビニル化合物、及びペプチド、タンパク質、多糖及び多糖誘導体などをベースとするポリマーの基本担体への吸着又は化合結合。
ｃ）ｂ）で述べたポリマーの、ａ）で述べた誘導体を経由する化学結合。これらは、欧州特許ＥＰ−Ｂ−０  ３３７  １４４によりジオール変成シリカゲルでのポリ（メタ）アクリル酸のグラフトポリマーを含む。
ｄ）例えばアミノ酸誘導体、ペプチド又はタンパク質などのキラル相、あるいはシクロデキストリン、多糖又は多糖誘導体の吸着又は化学結合。
他の慣用の誘導化の可能性と誘導化の方法は当業者には公知であり、Ｋ．Ｋ．Ｕｎｇｅｒ編、Ｐｏｒｏｕｓ  Ｓｉｌｉｃａ、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ社刊（１９７９年）、又はＫ．Ｋ．Ｕｎｇｅｒ編、Ｐａｃｋｉｎｇｓ  ａｎｄ  Ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅｓ  ｉｎ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ、Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ社刊（１９９０年）などの一般的なハンドブックに記載されている。
各種分離効果因子及び一体型吸着剤中に分離効果因子の導入法の他の例は、次の刊行物に掲げられている：
ａ）ドイツ特許ＤＥ  ３８  １１  ０４２は、なかでも、イオン交換体の製造に適するモノマーを開示している。これらには、例えばアクリル酸、Ｎ−（スルホエチル）アクリルアミド、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリルアミド及びトリメチルアンモニウム−エチルアクリルアミドが含まれる。
この特許に述べられている他のモノマーは、親和配位子又は酵素の結合を可能にし、又は逆相クロマトグラフィー用に適している。これらは、例えばアクリル酸、アクリルアミド、アリルアミン及びアクリロニトリルを含む。
ｂ）ＤＥ  ４３  １０  ９６４は、オキシラン環、アズラクトン環又はアズラクトン環に転化できる基を含むモノマーを開示している。このタイプのモノマーを含むポリマーは、親和配位子又は酵素を結合させるのに特に適している。親和配位子はＤＥ  ４３  １０  ９６４に実施例で開示されている。
そのようなポリマー中のエポキシ基はさらに進んで有利に反応することができ、イオン交換体、親硫性吸着剤あるいは金属キレートクロマトグラフィー又は疎水性のクロマトグラフィー用吸着剤の製造を可能にする。ここで、リン酸、ジエチルアミン、トリエチルアミン、亜硫酸又はイミノジ醋酸などの錯化剤をオキシラン環に付加させることができる。
親硫性吸着剤及び金属キレートクロマトグラフイー用吸着剤の製造についてはドイツ特許ＤＥ  ４３  １０  ９６４に開示されている。
ＤＥ  ４３  ３３  ６７４及びＤＥ  ４３  ３３  ８２１は、イオン交換体を製造できる反応方法を開示している。
ＤＥ  ４３  ２３  ９１３は、疎水性相互作用クロマトグラフィー用の吸着剤について記載している。
本発明における「一体型吸着剤」と云う語は、多孔性の基本構成よりなる場合と、分離効果因子によって誘導された多孔性の基本構成よりなる場合とのいずれにおいても使用される。
本発明の目的は、ＷＯ  ９４／１９  ６８７に記載の一体型吸着剤を、例えば薄壁のチューブを収縮させることによって、テフロン、ＰＴＦＥ又はＦＥＰで包み囲む簡単な方法で達成される。次いで次の工程でさらに耐圧性の覆いを設ける。この目的のため、薄壁のチューブで包囲した一体型吸着剤を、例えばエポキシ又はポリイミン樹脂などの合成樹脂を含むチューブ中で鋳造するか、あるいはプラスチックと焼結する。ガラス又は炭素繊維で強化した積層物でさらに覆うことは、内側のケーシングを一体型吸着剤の方向にかたく押圧するのに適している。
最も簡単な方法は、充分に圧力及び溶媒耐性のプラスチックケーシングを一体型吸着剤に着けることである。この用途に適するプラスチックは公知であり、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのポリエーテルケトンである。これらのプラスチックは粉末状で一体型吸着剤に着け、続いて溶融又は焼結することができる。ＰＴＦＥもまた焼結によって着けるのに適している。
この方法でケースに入った一体型吸着剤をつくる別の方法は、セラミックの棒の上にプラスチックを押出すことである。この場合、セラミックの棒をチューブの押出しと並行してクロスヘッドダイを通して供給する。新たに押出されたばかりの（熱い）チューブがセラミック棒を囲み、さらに例えば圧力装置によってセラミック棒に向かって押付けられる。押出しによるチューブの製造の代りに、予め形成したチューブを加熱することも可能である。この機械的な押圧とさらに冷却時の焼結により隙間のないぴったりしたケーシングが得られる。セラミックの棒を、内径がセラミック棒の外径よりも僅かに大きいプレハブのチューブに入れ、次いでこのチューブが最終の直径に縮小して、セラミックの棒をぴったり囲むことができるようにプラスチックを加熱することも可能である。
さらに他の変形態では、プラスチックのケーシングは溶射あるいは単一又は多段の収縮によって製造される。
一体型吸着剤の外側表面の細孔は、樹脂又はポリシロキサン、又は固化して液体が不浸透の孔のない層を形成する他の物質でコーティングすることによってシールすることもできる。セラミック物質からなる一体型吸着剤の外側表面を、可能な限り低い融点いガラスでコーティングすることも可能である。この場合、ガラスは、好ましくは一体型吸着剤と同じ熱膨脹係数でなければならない。
操作の方法やパラメータはプラスチック加工当業者には公知であり、あるいは従来方法で最適化することができる。
原則として、最後に述べたケースに入れる変形法を、まず最初に、例えば収縮チューブ又は同様な耐圧性でない物質で囲んだ後に行うことも可能である。
圧力に耐えるようにケースに入れられた一体型吸着剤は、溶離液の供給配管及び出口配管を連結するための各エンドピース（端部部材）を具備することができる（一体型吸着剤を有するクロマトグラフィーカラム）。エンドピースは、ねじどめ、接着固定又は収縮固定することができる。
圧力に耐えるようにケースに入れた一体型吸着剤を、カートリッジ保持装置の収納用のクロマトグラフィーにカートリッジとして装着することも可能である。この目的のため、ケーシングに例えば管状の溝を設け、この溝の中にカートリッジ保持装置の対応する突起部を係合させることができる。端部に位置するシーリング部材は、例えば接着又は押圧固定できる。
クロマトグラフィーカラム又はカートリッジ及びそのエンドピースの適当なデザインについては、当業者には公知であり、関連文献に記載されている。例えば、カートリッジとカートリッジ保持装置については欧州特許ＥＰ  ０  ２０５  ００２、ＥＰ  ０  ２６８  １８５に開示されている。
一体型吸着剤をＰＥＥＫで包み込む方法を、以下に実施例として説明する：一体型吸着剤よりなる成型体（１００×７．２ｍｍ）をＰＥＥＫのチューブ（内径７．４ｍｍ、壁厚さ１．５ｍｍ）に入れる。これを約３００〜４００℃に加熱し、圧力装置中でプラスチックチューブを成型体の上に強く押圧する。冷却後、プラスチックケースで囲まれた成型体を長さ８３ｍｍに切断する。
この方法でケースに入れた一体型吸着剤は、図１に例として示すカートリッジ保持装置にそのまま導入することができる。装置の上半分を示す。一体型吸着剤（１）はプラスチックのケーシング（７）で液体が浸透できないように覆われている。分配フリット（１１）が一体型吸着剤の前面上に置かれ、環状シール（１２）がプラスチックケーシングの面で支持されている。分配フリット（１１）とシール（１２）は、溶離液の入口又は出口用のコネクタ（１０）を有するエンドピース（９）のリセス（凹部）中に置かれている。ケースで囲まれた一体型吸着剤は、例えばアルミニウム又はステンレス鋼製のネジキャップ（１３）でシールされている、チューブ（８）の中に置かれる。ネジキャップ（１３）は、プラスチックケーシング（７）と一体型吸着剤（１）の方向に、エンドピース（９）を押圧する。
一体型吸着剤をケースで囲むことは、例えば、原則としてケーシングを再用可能な方法で実施することもでき、このタイプのデザインが図２（溶離液供給及び出口用の収納装置は不図示）に示されている。
一体型吸着剤（１）をなかに挿入することができる自己シールの保持装置は、例えば次の構成要素からなっている：
（２）両端で円錐形の伸展性又は弾力性の不活性物質、例えばテフロン又はシリコーンゴムのチューブ；
（３）伸展性又は弾力性の不活性物質、例えばテフロン又はシリコーンゴム製の、溶離液供給及び排出用流路を有する先端を切った円錐の形の２個の端末部材；
（４）ステンレス鋼チューブ；
（５）例えば外側の保持装置又はエンドキャップ／エンドプレート間のねじ棒などと同じ機能の、ステンレス鋼チューブ（４）とエンドキャップ（６）の間の２個のねじ込み連結；
（６）２個のステンレス鋼のエンドキャップ。
ステンレス鋼を使用する替わりに、クロマトグラフィーカラム用の別の慣用材料も使用できる。
この保持装置により一体型吸着剤（１）をチューブ（２）の中に挿入することが可能となる。廃棄するには、使用後、一体型吸着剤をチューブから押し出すことができる。チューブ（２）と端末部材（３）は、ステンレス鋼部品（４）及び（６）と同じように再使用することができる。
チューブ（２）の内側の長さはセラミックの棒（１）よりも長い。エンドキャップ（６）をチューブ（４）にねじ廻すと、端末部材（３）がチューブ（２）を圧縮する。これらの材料がしなやかであるため、一体型吸着剤は保持装置の中でシールされた状態で保持される。
同様な装置を図３（半分）に示す。図において、一体型吸着剤（１）は、それ自体がチューブ（１４）中に置かれている、フレキシブルで溶媒耐性物質のチューブ（１５）内に入れられている。
分配フリット（１１）と、連結チューブ（１８）を有する連結部材（１７）とは、一体型吸着剤の上下各面に置かれている。連結部材（１７）は頭部部材（１６）により保持されている。圧力ラム（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｒａｍ）（１９）はチューブ（１５）を一体型吸着剤に向かって強く押圧している。
さらに説明するまでもなく、当業者は上述の記載を最も広い範囲で利用することができるものと思われる。それ故、望ましい実施形態と実施例は、単に説明のための開示と解釈すべきであり、決してこれらに限定するものではない。
前記すべての出願、特許及び刊行物ならびに１９９７年６月２０日出願の対応出願ＤＥ  １９７  ２６  １６４．７の全開示内容を参考文献として本出願に編入する。
【図１】
0004364312.tif 000002
【図２】
0004364312.tif 000003
【図３】
0004364312.tif 000004