カラムキット
【課題】分離材としてガラス質多孔体を用いた新規なカラムキットを提供する。
【解決手段】筒状の部分１３ａを含む部材（ピペットチップ１３）と、筒状の部分１３ａの内部に配置される円柱状の分離材１２と、分離材１２の外周面に配置され分離材１２を筒状の部分１３ａに固定するためのエラストマーチューブ１１とを含む。分離材１２はガラス質多孔体である。チューブは、ゴムチューブであってもよく、フッ素ゴムからなっていてもよい。分離材１２として用いるガラス質多孔体は、例えばゾル−ゲル法によって形成することができる。
【解決手段】筒状の部分１３ａを含む部材（ピペットチップ１３）と、筒状の部分１３ａの内部に配置される円柱状の分離材１２と、分離材１２の外周面に配置され分離材１２を筒状の部分１３ａに固定するためのエラストマーチューブ１１とを含む。分離材１２はガラス質多孔体である。チューブは、ゴムチューブであってもよく、フッ素ゴムからなっていてもよい。分離材１２として用いるガラス質多孔体は、例えばゾル−ゲル法によって形成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離材を含むカラムキットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クロマトグラフィー用のカラムにおいて、粉末状の分離材の代わりに多孔質シリカなどからなる一体型の多孔体を用いたカラムが提案されている。そのようなカラムの１つとして、ゾル−ゲル法によって形成される無機多孔体（分離材）を用いたカラムが提案されている（たとえば特許文献１および２参照）。一体型の無機多孔体を用いたカラムは、分離性能が高い、分離特性のばらつきが小さい、安定性に優れるといった特長を有する。このような多孔体は、高精度の分析やＤＮＡの高速分離に用いることが可能である。
【０００３】
一体型の多孔体を用いたカラムの１つとして、熱収縮チューブと熱可塑性樹脂層とを含む円筒によって多孔体の周囲を保護したカラムが提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平６−２６５５３４号公報
【特許文献２】特開平７−４１３７４号公報
【特許文献３】特開平１０−１９７５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、熱収縮チューブを用いたカラムの場合、多孔体の表面に凹部が存在すると、熱収縮チューブではその凹部を埋めることができず、その凹部が空隙となる場合があった。また、使用時の圧力によって、多孔体と熱収縮チューブとの間に空隙が発生する場合があった。これらの空隙は一旦発生すると修復されず、さらに空隙が拡大したり、空隙同士が連続したりする場合があった。長い空隙が形成されると、分離対象物が多孔体を通らずに空隙を通過してしまい、精度よく分離をすることができなくなる場合があった。この問題は、特に、複数の円柱状の多孔体を直列に並べて用いる場合に顕著となる。また、ゾル−ゲル法で形成される無機多孔体の表面には微小な凹凸が存在する場合があり、その場合にも上記の問題が顕著となる。
【０００５】
また、上記問題を回避するために分離材を樹脂の溶着によって樹脂製の保持部材に固定する方法が考えられるが、溶着の不良が生じやすいといった問題があった。また、溶着によって分離材を固定した場合には、使用者が任意に分離材を選択して使用することができなかった。また、溶着によって分離材を固定する場合、溶着時の加熱によって分離材の表面状態が変化する場合があった。
【０００６】
このような状況において、本発明は、分離材としてガラス質多孔体を用いた新規なカラムキットを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のカラムキットは、物質を分離するためのカラムキットであって、筒状の部分を含む部材と、前記筒状の部分の内部に配置される円柱状の分離材と、前記分離材の外周面に配置され前記分離材を前記筒状の部分に固定するためのチューブとを含み、前記分離材がガラス質多孔体であり、前記チューブがエラストマーのチューブである。なお、この明細書において、「チューブ」には、中心軸方向の長さが短いもの、すなわち、リング状のものも含まれる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のカラムキットは、分離材が、ゴム状弾性を有するエラストマーチューブで保持される。そのため、分離材の表面に凹凸があったり分離材のサイズにばらつきがあったりしても、分離材とエラストマーチューブとの間に空隙が生じることを抑制できる。同様に、筒状の部分を含む部材とエラストマーチューブとの間に空隙が生じることを抑制できる。
【０００９】
また、本発明のカラムキットによれば、使用者が、分離能やサイズが異なる様々な種類の分離材の中から好ましい分離材を選択して使用することができる。また、本発明のカラムキットは、筒状の保持部材とエラストマーチューブと分離材とを、任意に組み合わせて使用することが可能であるため、経済的である。また、本発明のカラムキットでは、分離材を固定する際に加熱しないため、表面が修飾された分離材を用いる場合であっても、加熱による分離材の特性の変化を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、具体例を挙げて本発明を説明する場合があるが、本発明は以下で説明する具体例に限定されない。
【００１１】
［カラムキット］
本発明のカラムキットは、物質を分離するためのカラムキットである。このカラムキットは、筒状の部分を含む部材（以下、「筒状部材」という場合がある）と、筒状の部分の内部に配置される円柱状の分離材と、分離材の外周面に配置され分離材を上記筒状の部分固定するためのチューブとを含む。分離材は、ガラス質多孔体である。チューブは、エラストマーのチューブである。
【００１２】
エラストマーチューブは、通常、円筒状である。内部に分離材が配置されたエラストマーチューブは、比較的硬い２つの部材（分離材と筒状部材）に挟まれて圧縮された状態で保持される。その結果、エラストマーチューブと分離材とが円筒部材に固定される。すなわち、分離材およびエラストマーチューブは、通常、それらを取り外すことが可能な状態で、筒状部材の内部に固定される。
【００１３】
なお、エラストマーチューブは、複数の円筒を連結した形状であってもよい。たとえば、エラストマーチューブは、内径が異なる複数の円筒を、それらの中心軸が重なるように連結した形状であってもよい。エラストマーチューブのうち分離材が配置される部分の内径を、分離材の直径よりもわずかに小さくし、その部分に隣接する部分の内径をさらに小さくすることによって、使用時に分離材がエラストマーチューブから外れることを抑制できる。エラストマーチューブの好ましい一例では、エラストマーチューブの内周面に、分離材が嵌め込まれるリング状の溝が形成されている。
【００１４】
また、分離材が配置されたエラストマーチューブの前後に、分離材の直径よりも径が小さい貫通孔を有するストッパを配置してもよい。このストッパによって、使用時に分離材がエラストマーチューブから外れることを抑制できる。ストッパの材料には、分離材が配置されるエラストマーチューブについて説明する材料を適用できる。ただし、分離材が配置されるエラストマーチューブの材料と、ストッパの材料とは、同じであってもよいし、異なってもよい。分離材の移動を抑制できる限り、ストッパの形状に特に限定はなく、たとえば、円筒状（貫通孔が形成されたディスク形状を含む）や、ドーナツ状であってもよい。ストッパの典型的な一例は、エラストマーチューブである。
【００１５】
エラストマーチューブは、ゴム状弾性を有する材料で形成される。エラストマーの典型的な一例はゴムであり、エラストマーチューブはゴムチューブであってもよい。以下の説明において、エラストマーをゴムと読みかえることが可能である。
【００１６】
分離対象物によっては、エラストマーチューブは耐薬品性が高い材料で形成されることが好ましい。
【００１７】
エラストマーチューブは、たとえば、フッ素ゴムからなるものであってもよいし、シリコーンゴムや合成ゴムからなるものであってもよい。合成ゴムとしては、たとえば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレン・ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰ）、イソブチレン・イソプレン共重合ゴム（ＩＩＲ）が挙げられる。フッ素系エラストマー（たとえばフッ素ゴム）は、耐薬品性や耐熱性が高い点で好ましい。フッ素ゴムとしては、たとえば、フッ化ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン−プロピレンゴム、四フッ化エチレン−パーフルオロメチルビニルエーテルゴム（ＦＦＫＭ）などが挙げられる。また、他のフッ素系エラストマーとしては、たとえば、パーフロロエラストマーが挙げられる。これらの中でも、パーフロロエラストマーおよびＦＦＫＭは、耐薬品性および耐熱性が高いため好ましい。
【００１８】
エラストマーチューブの厚さが薄すぎると、エラストマーの特性が充分に発揮されない。そのため、分離材が収納される部分のエラストマーチューブの厚さｔ（［外径−内径］／２）は一定以上の厚さであることが好ましい。一例では、エラストマーチューブの通常時（外力が加えられていない状態）の厚さｔは、０．１ｍｍ以上（たとえば０．５ｍｍ以上で一例では２．５ｍｍ以上）であってもよい。厚さｔの上限に特に限定はないが、たとえば１０ｍｍ以下としてもよい。なお、厚さｔは、本発明の効果が得られる限り特に限定されず、たとえば、分離材の直径の０．０１倍〜１倍の範囲としてもよい。
【００１９】
エラストマーチューブの好ましい硬度は、エラストマーチューブの厚さｔによっても異なるが、たとえば、デュロメータタイプの硬度計に従って測定された硬度（ＪＩＳ−Ｋ−６２５３）が、Ａ／２０〜Ａ／１００の範囲（たとえばＡ／４０〜Ａ／９０の範囲）、またはＤ／６０以下の範囲であってもよい。
【００２０】
一例のエラストマーチューブでは、エラストマーチューブの厚さｔが２ｍｍ〜４ｍｍの範囲であり、硬度（ＪＩＳ−Ｋ−６２５３）が、Ａ／５０〜Ａ／８０の範囲である。
【００２１】
エラストマーチューブは高い弾性を有することが必要である。そのため、テフロン（登録商標）や、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）といった、ゴム状弾性を有さない樹脂で形成されたチューブを用いることはできない。
【００２２】
本発明のカラムキットでは、分離材とエラストマーチューブとが、取り外せないように一体となっていてもよい。この場合、分離材の長さとエラストマーチューブの長さとは、通常、ほぼ同じに設定される。分離材とエラストマーチューブとが一体となったカラムは、たとえば、分離材の外周部に液状のエラストマーを塗布して硬化させることによって形成できる。代表的な液状エラストマーとしては、たとえば、フッ素系ゴムやシリコーンゴムなどが挙げられる。
【００２３】
本発明のカラムキットでは、分離材が、取り外し可能なようにエラストマーチューブ内に配置されてもよい。分離材が取り外し可能である場合、エラストマーチューブ内に配置される分離材の種類や数を自由に変えることによって、カラムの分離能を自由に設定することが可能である。また、使用によって分離材の能力が低下したときに、分離材のみを交換することが可能である。分離材の数を減らす場合には、分離材の代わりに円筒状のスペーサをエラストマーチューブ内に配置してもよい。
【００２４】
本発明のカラムでは、複数個の分離材が１つのエラストマーチューブ内に配置可能であってもよい。この場合、１つの分離材の長さ（円柱状の分離材の中心軸方向の長さ）は、通常、エラストマーチューブの長さ（チューブの中心軸方向の長さ）の２分の１以下である。１つのエラストマーチューブ内に配置可能な分離材の数は、たとえば、２個以上や、３個以上や、４個以上であってもよい。上限は特にないが、たとえば１０個以下や５個以下であってもよい。なお、カラム内に複数個の分離材が配置される場合、すべての分離材がガラス質多孔体であってもよいし、ガラス質多孔体以外の分離材を含んでもよい。
【００２５】
また、１つのエラストマーチューブ内に分離材が１個だけ配置可能であってもよい。この場合、分離材の長さは、通常、エラストマーチューブの長さの０．５倍よりも大きく１．５倍以下（たとえば１倍以下）である。ただし、図４に示すような、内周面に溝が形成されたエラストマーチューブの場合、エラストマーチューブ全体の長さは、分離材の長さのたとえば５倍以下であってもよい。
【００２６】
本発明のカラムキットの分離材は、粉末状の分離材とは異なり、円柱状（ディスク状を含む）の一体型（モノリス型）の分離材である。この分離材は、クロマトグラフィーに用いられる分離材である。分離材の典型的な形状は、断面形状が真円である円柱である。ただし、分離材は、断面形状が真円でなくともよく、また、端面が平面でなくてもよい。たとえば、端面が曲面であってもよい。また、本発明の分離材の断面形状は、四角形の角を丸めることによって得られる円状の形状であってもよい。
【００２７】
分離材は、ガラス質多孔体（実質的に無機多孔体であり、ガラスおよびガラスセラミクスなどを含む）であり、ゾル−ゲル法を用いて形成されたガラス質多孔体、具体的には、ゾル−ゲル法を用いて得られる多孔性ゲルや、そのゲルを熱処理して得られる多孔体を用いることができる。たとえば、金属アルコキシド（たとえばアルコキシシラン）やハロゲン化金属を出発材料として公知のゾル−ゲル法によって形成されるガラス質多孔体を用いることができる。なお、分離材は、有機基が結合した金属アルコキシドやハロゲン化金属を出発材料の１つとして形成される、有機成分を含むガラス質多孔体であってもよい。
【００２８】
このガラス質多孔体は、分離能を高めるために、表面が修飾されていてもよい。たとえば、ガラス質多孔体の表面に、官能基または有機分子が結合していてもよい（官能基を備える有機分子が結合する場合を含む）。ガラス質多孔体の表面を修飾する官能基または有機分子は、求められる分離能に応じて選択される。それらには、分離材で用いられる公知のものを適用でき、たとえば、ヘキシル基やオクチル基やその他のアルキル基、オクタデシルシラン、オクタデシル基、フェニル基、トリメチルシリル基、シアノ基、アミノ基を適用できる。
【００２９】
ガラス質多孔体の典型的な一例は、酸化ケイ素を主成分（５０質量％以上）とする多孔体であり、たとえば多孔質シリカガラスである。ただし、酸化ケイ素以外の酸化物を含むガラス質多孔体（無機多孔体）や、酸化ケイ素以外の酸化物を主成分とするガラス質多孔体（無機多孔体）を用いてもよい。ゾル−ゲル法で形成されるモノリス型のゲル（ガラス質多孔体）は、多孔度や孔径の制御が比較的容易であり、分離能のばらつきが小さいという点で好ましい。
【００３０】
分離材には、市販されているガラス質多孔体を用いてもよい。たとえば、ジーエルサイエンス株式会社から販売されているＭｏｎｏＦａｓ（登録商標）ＤＮＡ精製キットＩに使用されているディスク状の多孔質シリカを用いてもよい。また、分離材は、公知のゾル−ゲル法を用いて形成してもよい。たとえば、特開平６−２６５５３４号公報や特開平７−４１３７４号公報に記載されている方法で形成してもよい。これらの方法によれば、円柱状の多孔質シリカガラス（多孔質シリカゲル）を形成することが可能である。
【００３１】
分離材には、孔径が比較的大きい貫通孔と、孔径が小さい細孔とが混在する分離材を用いてもよい。たとえば、特開平６−２６５５３４号公報に記載の製造方法で製造されるガラス質多孔体、具体的には、孔径が５００ｎｍ〜数十μｍ（たとえば３０μｍ）の多数の貫通孔と、孔径が５ｎｍ〜１００ｎｍの多数の細孔とが形成されたガラス質多孔体を用いてもよい。このガラス質多孔体の細孔の全容積は、たとえば０．００１ｍ3／ｋｇ〜０．０１ｍ3／ｋｇ（１ｍ3／ｔ〜１０ｍ3／ｔ）の範囲である。
【００３２】
ガラス質多孔体（分離材）の分離能は、多孔体の孔の径や、多孔度、比表面積などによって変化する。そのため、求められる分離能に応じて、それらの値が制御される。それらの値は、多孔体の製造条件、特に、ゾル−ゲル法の条件を変更することによって制御できる。
【００３３】
筒状の部分を含む筒状部材の形状に特に限定はなく、目的に応じて形状が選択される。筒状部材は、適度な強度を有する材料で形成できる。この部材は、たとえば、ロックウェル硬度（ＡＳＴＭＤ７８５）、Ｒスケールで１５以上の材料で形成してもよい。この部材の材料としては、たとえば、ナイロン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリエステル、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、アクリル、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＡＢＳ樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、フッ素樹脂、シリコーン樹脂や、様々な充填剤を配合した樹脂が挙げられる。また、この部材の一部または全部は金属で形成されてもよい。
【００３４】
分離材の外周面とエラストマーチューブの内周面とを密着させるため、エラストマーチューブの内径は、通常、分離材の直径よりも小さい。たとえば、エラストマーチューブの内径は、分離材の直径よりも０．１ｍｍ〜２ｍｍ程度小さくてもよい。別の観点では、エラストマーチューブの内径は、分離材の直径のたとえば０．６倍〜０．９８倍の範囲であってもよい。
【００３５】
内部に分離材が配置されたエラストマーチューブの通常時における外径ｄは、それらが筒状部材の内部に配置されたときよりも大きい。すなわち、筒状部材のうち、分離材およびエラストマーチューブが配置される部分の最小の内径Ｄ２は、外径ｄよりも小さい。一例では、外径ｄは、内径Ｄ２よりも０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度小さい。別の観点では、外径ｄは、内径Ｄ２のたとえば０．８倍以上０．９９倍以下であってもよい。なお、筒状部材の筒状の部分の内径は、一定であってもよいし、変化していてもよい。たとえば、開口部の内径が他の部分の内径よりも大きくてもよい。
【００３６】
本発明のカラムキットでは、筒状部材が、ピペットチップであってもよい。また、本発明のカラムキットは、遠心分離に用いられるカラムキットであってもよい。また、本発明のカラムキットは、筒状部材の内部を摺動可能なピストンをさらに含み、ピストンの動作により液体試料を筒状部材（シリンダ）の内部に導入し、または内部から排出する構成としてもよい。
【００３７】
［カラムキットの例］
以下、本発明のカラムキットの一例として、ピペットチップとして用いられるカラムキットについて説明する。
【００３８】
本発明のカラムキットの一例の断面図を図１（ａ）に示す。また、図１（ａ）の線Ｉｂ−Ｉｂにおける断面図を図１（ｂ）に示し、線Ｉｃ−Ｉｃにおける断面図を図１（ｃ）に示す。
【００３９】
図１（ａ）のカラムキット１０は、エラストマーチューブ１１と、円柱状（ディスク状）の分離材１２と、ピペットチップ１３とを含む。
【００４０】
ピペットチップ１３は、内部に円柱状の空間１３ｈが形成された筒状の部分１３ａを含む。ピペットチップ１３には、その先端１３ｔから後端１３ｂまで貫通する貫通孔が形成されている。
【００４１】
エラストマーチューブ１１は、分離材１２の外周面に配置されている。エラストマーチューブ１１と分離材１２とは、筒状の部分１３ａに押し込まれてピペットチップ１３に固定される。
【００４２】
内部に分離材１２がセットされたエラストマーチューブ１１の通常時（ピペットチップ１３に押し込まれる前の状態）における外径ｄ（図示せず）は、筒状の部分１３ａにおける最小の内径よりも大きい。この構成によれば、エラストマーチューブ１１および分離材１２が、ピペットチップ１３に固定される。また、外径ｄを、筒状の部分１３ａの開口端における内径よりも小さくすることによって、エラストマーチューブ１１および分離材１２を、筒状の部分１３ａに押し込みやすくなる。
【００４３】
筒状の部分１３ａの内径は、エラストマーチューブ１１および分離材１２を押し込みやすいように、空間１３ｈの開口部から奥に向かって徐々に内径が小さくなってもよい。ピペットチップ１３の一例では、内径Ｄ１が７．６ｍｍであり、内径Ｄ２が７ｍｍであり、上記外径ｄが７．３ｍｍである。
【００４４】
カラムキット１０の使用方法に限定はない。カラムキット１０の使用方法の一例では、カラムキット１０はピペッターの先端に取り付けられる。そして、ピペットチップ１３の先端１３ｔから、分離対象物を含む液体試料を吸い込む。液体試料は、分離材１２を通って空間１３ｈに吸い上げられる。吸い上げられた液体試料は、分離材１２を再度通過させることによってピペットチップ１３の外に排出することが可能である。分離対象物は、分離材１２に吸着され、液体試料から分離される。分離材１２に吸着された分離対象物は、必要に応じて適当な溶媒で抽出できる。分離材１２は、分離対象物を含む液体試料に応じて選択される。
【００４５】
［カラムキットの他の例］
以下、本発明のカラムキットの他の一例として、遠心分離に用いられるカラムキットについて説明する。
【００４６】
本発明のカラムキットの一例の断面図を図２（ａ）に示す。また、図２（ａ）の線IIｂ−IIｂにおける断面図を図２（ｂ）に示す。
【００４７】
図２（ａ）のカラムキット２０は、エラストマーチューブ１１と、分離材１２と、円筒状の部分を含む部材２１とを含む。なお、カラムキット２０は、分離対象物が分離されたあとの液体を収集するための容器２２を含んでもよい。
【００４８】
部材２１は、円柱状の空間２１ｈが内部に形成された筒状の部分２１ａを含む。また、部材２１は、蓋２１ｃを含む。なお、蓋２１ｃは状況に応じて省略してもよい。
【００４９】
ピペットチップ２１には、その先端２１ｔから後端２１ｂまで貫通する貫通孔が形成されている。内部に分離材１２がセットされたエラストマーチューブ１１の通常時における外径ｄと、空間２１ｈの内径との関係は、上述したカラムキット１０と同様である。
【００５０】
カラムキット２０は、遠心分離に用いられる。まず、容器２２を部材２１の先端にセットする。次に、分離対象物を含む液体試料を空間２１ｈに入れ、蓋をしてカラムキット２０を遠心機にセットする。遠心機によってカラムキット２０が回転させられると、液体試料が分離材１２を通過して容器２２に移動する。液体試料が分離材１２を通過する際に、分離対象物は分離材１２に吸着される。分離対象物が除去された液体試料は、容器２２によって収集される。分離材１２に吸着された分離対象物は、必要に応じて適当な溶媒で抽出できる。
【００５１】
なお、カラムキット２０は、遠心分離以外の方法、たとえば吸引による分離・抽出などに用いることが可能である。
【００５２】
［カラムキットの他の例］
分離材が外れることを防止するためのストッパを備えるカラムキットの一例の断面図を図３（ａ）に示す。また、図３（ａ）の線IIIｂ−IIIｂにおける断面図を図３（ｂ）に示し、線IIIｃ−IIIｃにおける断面図を図３（ｃ）に示す。図３のカラムキットは、図２のカラムキット２０と比較して、２つのストッパ３１を含む点のみが異なるため、重複する説明は省略する。
【００５３】
ストッパ３１は、内部に分離材１２が配置されたエラストマーチューブ１１の両端に配置される。ストッパ３１は、円筒状の形状を有するエラストマーチューブである。ストッパ３１の内径は、分離材１２の外径よりも小さい。ストッパ３１の内径は、分離材１２の移動を抑制できる限り特に限定はない。ストッパ３１の一例の内径は、分離材の直径の０．６倍〜０．９５倍の範囲であってもよい。
【００５４】
ストッパ３１の通常時（部材２１に押し込まれる前）の外径は、部材２１の内径よりも大きく、たとえば、外径ｄの一例の範囲として上述した範囲にある。
【００５５】
なお、ストッパ３１のようなストッパは、遠心分離用のカラムキットに限らず、本発明の他のカラムキット（たとえばピペットチップタイプのカラムキット）にも適用できる。ピペットチップタイプのカラムキットでは、液体試料を筒状部材の内部に吸入したのち排出するという操作を行う場合がある。そのような場合には、分離材の前方と後方とにストッパを配置することによって、分離材がエラストマーチューブから外れることを防止できる。また、１つのカラムキットに使用されるストッパは、２つに限らず、１つまたは３つ以上であってもよい。複数のストッパを用いる場合、それらの内径および外径は、同じであってもよいし、異なってもよい。たとえば、筒状部材の筒状の部分の内径が位置によって変化している場合、その内径の変化にあわせて、外径が大きいストッパと外径が小さいストッパとを組み合わせて用いてもよい。
【００５６】
［カラムキットの他の例］
分離材が外れることを防止するための溝が形成されたエラストマーチューブを含むカラムキットの一例の断面図を図４（ａ）に示す。また、図４（ａ）の線IVｂ−IVｂにおける断面図を図４（ｂ）に示し、線IVｃ−IVｃにおける断面図を図４（ｃ）に示す。図４のカラムキットは、図２のカラムキット２０と比較して、エラストマーチューブの形状のみが異なるため、重複する説明を省略する。
【００５７】
図４のカラムキットは、エラストマーチューブ４１を含む。エラストマーチューブ４１の内周面には、分離材１２の外周部分が嵌め込まれるリング状の溝が形成されている。別の観点では、エラストマーチューブ４１は、内径が大きい円筒を、内径が小さい２つの円筒で挟んで結合した形状を有する。この内径が大きい円筒の部分に分離材１２が配置される。内径が大きい円筒部分の内径は、たとえば、エラストマーチューブ１１の一例の内径の範囲として上述した範囲にある。内径が小さい円筒部分の内径は、たとえば、ストッパ３１の一例の内径の範囲として上述した範囲にある。また、内径が大きい円筒部分の長さ（中心軸方向における長さ）は、分離材１２の長さ（中心軸方向における長さ）と同程度か少し大きい。
【００５８】
エラストマーチューブ４１によれば、溝の部分に分離材１２が嵌め込まれるため、使用時に分離材１２がエラストマーチューブ４１から外れることを抑制できる。なお、エラストマーチューブ４１は弾性があるため、内径が小さい円筒部分の貫通孔を広げれば、分離材１２を内部に配置することが可能である。
【００５９】
なお、エラストマーチューブ４１のようなエラストマーチューブは、遠心分離用のカラムキットに限らず、本発明の他のカラムキット（たとえばピペットチップタイプのカラムキット）にも適用できる。
【００６０】
［カラムキットの他の例］
図５に、カラムキットのさらに別の例を示す。カラムキット５０は、シリンダ５３と、シリンダ５３の内部に固定されたエラストマーチューブ５１および分離材５２と、その一部がシリンダ５３に挿入されたピストン５４とを備えている。シリンダ５３は、筒状の部分５３ａ、５３ｂとフランジ部５３ｃとを備えている。ピストン５４は、その外周面がシリンダ５３の内側表面（内周面）の全周に接するピストンヘッド５５と、一端がピストンヘッド５５に接続されるとともに他端がシリンダ５３の外部に突出したピストンロッド５６とを備え、シリンダ５３内をその軸方向に移動する。ピストン５４は、シリンダ５３に着脱自在であり、シリンダ５３の後端開口部からシリンダ５３内に挿入される。
【００６１】
ピストンヘッド５５は、円盤状でその側面（外周面）の全周がシリンダ５３の内周面の全周に接する２つの摺動部５７、５９と、シリンダ５３の内周面に接しないように摺動部５７、５９の間に配置された接続部５８とを備え、ゴム状弾性を有する材料により形成されている。摺動部５７、５９は、シリンダ５３の内径よりも僅かに大きい直径を有し、シリンダ５３内に押し込まれてその弾性に起因する復元力によりシリンダ５３の内周面を押圧している。摺動部５７、５９は、ほぼ気密な障壁となってシリンダ５３の内部空間を先端側と後端側とに分割し、その前進または後退により内部空間に気圧の変化を生じさせる。シリンダ５３およびピストンロッド５６は硬質の樹脂部材から形成されている。エラストマーチューブ５１および分離材５２の材料、形状等の詳細は基本的には上記で説明したとおりであり、ここでは説明を省略する。１ｍｌ程度の容量を有するシリンダ５３の内部に配置すべき場合、分離材５２の適当な大きさは、厚み２ｍｍ程度、直径３ｍｍ程度である。
【００６２】
一般的なピストンシリンジと同様、ピストンロッド５６を引っ張ればピストンヘッド５５がシリンダ５３内をその後端側（図示下方）へと後退し、ピストンロッド５６を押圧すればピストンヘッド５５がシリンダ５３内をその先端側（図示上方）へと前進する。シリンダ５３の先端側開口を分離対象物を含む液体試料中に配置した状態でピストンヘッド５５を後退させると、液体試料がシリンダ５３内に吸引されて分離材５２を通過する。吸引された液体試料は、ピストンヘッド５５を前進させると再び分離材５２を通過してシリンダ５３から排出される。分離材５２を通過する際に、液体試料中の分離対象物は分離材５２に吸着される。こうして、カラムキット５０では、手動により行いうるピストン５４の後退および前進により、液体試料に含まれる分離対象物を分離材５２に吸着させることができる。
【００６３】
図５に示したカラムキット５０においても、ストッパ３１を追加してよいし（図３参照）、エラストマーチューブ５１に代えてリング状の溝が形成されたエラストマーチューブ４１を用いてもよい（図４参照）。図５に示したとおり、エラストマーチューブ５１および分離材５２は、シリンダ５３の先端開口部近傍、特にシリンダ５３の拡径筒状部５３ｂ内の先端側（細径筒状部５３ａ側）近傍に固定することが好ましいが、シリンダ５３内に吸引される液体試料が分離材５２を通過できる限りにおいて、分離材５２を固定する位置に制限はない。
【００６４】
上記のように、本発明のカラムキットは、ピストンシリンジのシリンダ内部にチューブを用いて分離材を固定した形態であってもよい。このカラムキットは、分離材が固定された部材（シリンダ）の筒状の部分の内周面の全周に接するように筒状の部分の内部に配置されたピストンヘッドと、ピストンヘッドに接続されたピストンロッドとをさらに含み、ピストンロッドを引っ張りまたは押圧してピストンヘッドを移動させることにより部材（シリンダ）の内部に液体試料が吸引または排出される。
【００６５】
本発明のカラムキットでは、ゴム状弾性を有するチューブで分離材が保持されるため、分離材の表面に凹部が存在しても、その凹部が空隙となることが抑制される。また、液体試料を分離材に通過させる際に、分離材に高い圧力が加わってエラストマーチューブと分離材との間に空隙が生じても、チューブの弾性によって空隙が縮小する。そのため、本発明のカラムキットによれば、液体試料が、分離材の周囲に存在する空隙を通ってリークすることを抑制できる。
【００６６】
なお、本発明のカラムでは、本発明の効果が得られる限り、分離材の周囲が、ゴム状弾性を有さない他の部材、たとえば硬化性樹脂（ＵＶ硬化性樹脂、接着剤、フッ素系樹脂、シリコーン系コーティング剤）等で補強されていてもよい。なお、ゴム状弾性を有さない材料によって分離材の周囲が被覆されている場合でも、その周囲をゴムチューブで覆うことによって、熱収縮チューブ等と分離材との間でリークが起こることを抑制できる。
【００６７】
また、エラストマーチューブの外径は一定でなくてもよく、たとえば、エラストマーチューブの外形は円錐台状であってもよい。また、本発明のカラムキットは、エラストマーチューブおよび分離材が所定の位置にセットされるようにするためのストッパを含んでもよい。そのようなストッパは、筒状部材の内面の段差であってもよいし、エラストマー製のリング状のスペーサであってもよい。また、本発明のカラムキットは、分離材とエラストマーチューブとの間のリークを特に抑制するため、それらの間にシール材を配置してもよい。同様に、エラストマーチューブと筒状部材との間のリークを特に抑制するため、それらの間にシール材を配置してもよい。
【００６８】
以上、本発明の実施形態について例を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の技術的思想に基づいて他の実施形態に適用できる。
【００６９】
別の観点では、本発明は、筒状の部分を含む部材と、筒状の部分の内部に配置される円柱状の分離材（分離能を有すればよく、ガラス質多孔体に限定されない）と、分離材の外周面に配置され分離材を筒状の部分に固定するためのエラストマーチューブとを含むカラムキットである。このカラムキットは、分離材の材質を除いて上述したカラムキットと同じである。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明のカラムキットは、物質の分離、およびそれに伴う精製や抽出に適用できる。本発明のカラムキットによれば、様々な物質、たとえばタンパク質やペプチドといった有機化合物を分離、精製、抽出することが可能である。たとえば、本発明のカラムキットを用いて、ＤＮＡを含む液体試料からＤＮＡを抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明のカラムキットの一例を示す断面図である。
【図２】本発明のカラムキットの他の一例を示す断面図である。
【図３】本発明のカラムキットの他の一例を示す断面図である。
【図４】本発明のカラムキットの他の一例を示す断面図である。
【図５】本発明のカラムキットの他の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０、２０、５０ カラムキット
１１、４１、５１ エラストマーチューブ
１２、５２ 分離材
１３ ピペットチップ（筒状の部分を含む部材）
１３ａ、２１ａ 筒状の部分
２１ 筒状の部分を含む部材
３１ ストッパ
５３ シリンダ
５３ａ 細径筒状部
５３ｂ 拡径筒状部
５３ｃ シリンジ部
５４ ピストン
５５ ピストンヘッド
５６ ピストンロッド
５７、５９ 摺動部
５８ 接続部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離材を含むカラムキットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クロマトグラフィー用のカラムにおいて、粉末状の分離材の代わりに多孔質シリカなどからなる一体型の多孔体を用いたカラムが提案されている。そのようなカラムの１つとして、ゾル−ゲル法によって形成される無機多孔体（分離材）を用いたカラムが提案されている（たとえば特許文献１および２参照）。一体型の無機多孔体を用いたカラムは、分離性能が高い、分離特性のばらつきが小さい、安定性に優れるといった特長を有する。このような多孔体は、高精度の分析やＤＮＡの高速分離に用いることが可能である。
【０００３】
一体型の多孔体を用いたカラムの１つとして、熱収縮チューブと熱可塑性樹脂層とを含む円筒によって多孔体の周囲を保護したカラムが提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平６−２６５５３４号公報
【特許文献２】特開平７−４１３７４号公報
【特許文献３】特開平１０−１９７５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、熱収縮チューブを用いたカラムの場合、多孔体の表面に凹部が存在すると、熱収縮チューブではその凹部を埋めることができず、その凹部が空隙となる場合があった。また、使用時の圧力によって、多孔体と熱収縮チューブとの間に空隙が発生する場合があった。これらの空隙は一旦発生すると修復されず、さらに空隙が拡大したり、空隙同士が連続したりする場合があった。長い空隙が形成されると、分離対象物が多孔体を通らずに空隙を通過してしまい、精度よく分離をすることができなくなる場合があった。この問題は、特に、複数の円柱状の多孔体を直列に並べて用いる場合に顕著となる。また、ゾル−ゲル法で形成される無機多孔体の表面には微小な凹凸が存在する場合があり、その場合にも上記の問題が顕著となる。
【０００５】
また、上記問題を回避するために分離材を樹脂の溶着によって樹脂製の保持部材に固定する方法が考えられるが、溶着の不良が生じやすいといった問題があった。また、溶着によって分離材を固定した場合には、使用者が任意に分離材を選択して使用することができなかった。また、溶着によって分離材を固定する場合、溶着時の加熱によって分離材の表面状態が変化する場合があった。
【０００６】
このような状況において、本発明は、分離材としてガラス質多孔体を用いた新規なカラムキットを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のカラムキットは、物質を分離するためのカラムキットであって、筒状の部分を含む部材と、前記筒状の部分の内部に配置される円柱状の分離材と、前記分離材の外周面に配置され前記分離材を前記筒状の部分に固定するためのチューブとを含み、前記分離材がガラス質多孔体であり、前記チューブがエラストマーのチューブである。なお、この明細書において、「チューブ」には、中心軸方向の長さが短いもの、すなわち、リング状のものも含まれる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のカラムキットは、分離材が、ゴム状弾性を有するエラストマーチューブで保持される。そのため、分離材の表面に凹凸があったり分離材のサイズにばらつきがあったりしても、分離材とエラストマーチューブとの間に空隙が生じることを抑制できる。同様に、筒状の部分を含む部材とエラストマーチューブとの間に空隙が生じることを抑制できる。
【０００９】
また、本発明のカラムキットによれば、使用者が、分離能やサイズが異なる様々な種類の分離材の中から好ましい分離材を選択して使用することができる。また、本発明のカラムキットは、筒状の保持部材とエラストマーチューブと分離材とを、任意に組み合わせて使用することが可能であるため、経済的である。また、本発明のカラムキットでは、分離材を固定する際に加熱しないため、表面が修飾された分離材を用いる場合であっても、加熱による分離材の特性の変化を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、具体例を挙げて本発明を説明する場合があるが、本発明は以下で説明する具体例に限定されない。
【００１１】
［カラムキット］
本発明のカラムキットは、物質を分離するためのカラムキットである。このカラムキットは、筒状の部分を含む部材（以下、「筒状部材」という場合がある）と、筒状の部分の内部に配置される円柱状の分離材と、分離材の外周面に配置され分離材を上記筒状の部分固定するためのチューブとを含む。分離材は、ガラス質多孔体である。チューブは、エラストマーのチューブである。
【００１２】
エラストマーチューブは、通常、円筒状である。内部に分離材が配置されたエラストマーチューブは、比較的硬い２つの部材（分離材と筒状部材）に挟まれて圧縮された状態で保持される。その結果、エラストマーチューブと分離材とが円筒部材に固定される。すなわち、分離材およびエラストマーチューブは、通常、それらを取り外すことが可能な状態で、筒状部材の内部に固定される。
【００１３】
なお、エラストマーチューブは、複数の円筒を連結した形状であってもよい。たとえば、エラストマーチューブは、内径が異なる複数の円筒を、それらの中心軸が重なるように連結した形状であってもよい。エラストマーチューブのうち分離材が配置される部分の内径を、分離材の直径よりもわずかに小さくし、その部分に隣接する部分の内径をさらに小さくすることによって、使用時に分離材がエラストマーチューブから外れることを抑制できる。エラストマーチューブの好ましい一例では、エラストマーチューブの内周面に、分離材が嵌め込まれるリング状の溝が形成されている。
【００１４】
また、分離材が配置されたエラストマーチューブの前後に、分離材の直径よりも径が小さい貫通孔を有するストッパを配置してもよい。このストッパによって、使用時に分離材がエラストマーチューブから外れることを抑制できる。ストッパの材料には、分離材が配置されるエラストマーチューブについて説明する材料を適用できる。ただし、分離材が配置されるエラストマーチューブの材料と、ストッパの材料とは、同じであってもよいし、異なってもよい。分離材の移動を抑制できる限り、ストッパの形状に特に限定はなく、たとえば、円筒状（貫通孔が形成されたディスク形状を含む）や、ドーナツ状であってもよい。ストッパの典型的な一例は、エラストマーチューブである。
【００１５】
エラストマーチューブは、ゴム状弾性を有する材料で形成される。エラストマーの典型的な一例はゴムであり、エラストマーチューブはゴムチューブであってもよい。以下の説明において、エラストマーをゴムと読みかえることが可能である。
【００１６】
分離対象物によっては、エラストマーチューブは耐薬品性が高い材料で形成されることが好ましい。
【００１７】
エラストマーチューブは、たとえば、フッ素ゴムからなるものであってもよいし、シリコーンゴムや合成ゴムからなるものであってもよい。合成ゴムとしては、たとえば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレン・ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰ）、イソブチレン・イソプレン共重合ゴム（ＩＩＲ）が挙げられる。フッ素系エラストマー（たとえばフッ素ゴム）は、耐薬品性や耐熱性が高い点で好ましい。フッ素ゴムとしては、たとえば、フッ化ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン−プロピレンゴム、四フッ化エチレン−パーフルオロメチルビニルエーテルゴム（ＦＦＫＭ）などが挙げられる。また、他のフッ素系エラストマーとしては、たとえば、パーフロロエラストマーが挙げられる。これらの中でも、パーフロロエラストマーおよびＦＦＫＭは、耐薬品性および耐熱性が高いため好ましい。
【００１８】
エラストマーチューブの厚さが薄すぎると、エラストマーの特性が充分に発揮されない。そのため、分離材が収納される部分のエラストマーチューブの厚さｔ（［外径−内径］／２）は一定以上の厚さであることが好ましい。一例では、エラストマーチューブの通常時（外力が加えられていない状態）の厚さｔは、０．１ｍｍ以上（たとえば０．５ｍｍ以上で一例では２．５ｍｍ以上）であってもよい。厚さｔの上限に特に限定はないが、たとえば１０ｍｍ以下としてもよい。なお、厚さｔは、本発明の効果が得られる限り特に限定されず、たとえば、分離材の直径の０．０１倍〜１倍の範囲としてもよい。
【００１９】
エラストマーチューブの好ましい硬度は、エラストマーチューブの厚さｔによっても異なるが、たとえば、デュロメータタイプの硬度計に従って測定された硬度（ＪＩＳ−Ｋ−６２５３）が、Ａ／２０〜Ａ／１００の範囲（たとえばＡ／４０〜Ａ／９０の範囲）、またはＤ／６０以下の範囲であってもよい。
【００２０】
一例のエラストマーチューブでは、エラストマーチューブの厚さｔが２ｍｍ〜４ｍｍの範囲であり、硬度（ＪＩＳ−Ｋ−６２５３）が、Ａ／５０〜Ａ／８０の範囲である。
【００２１】
エラストマーチューブは高い弾性を有することが必要である。そのため、テフロン（登録商標）や、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）といった、ゴム状弾性を有さない樹脂で形成されたチューブを用いることはできない。
【００２２】
本発明のカラムキットでは、分離材とエラストマーチューブとが、取り外せないように一体となっていてもよい。この場合、分離材の長さとエラストマーチューブの長さとは、通常、ほぼ同じに設定される。分離材とエラストマーチューブとが一体となったカラムは、たとえば、分離材の外周部に液状のエラストマーを塗布して硬化させることによって形成できる。代表的な液状エラストマーとしては、たとえば、フッ素系ゴムやシリコーンゴムなどが挙げられる。
【００２３】
本発明のカラムキットでは、分離材が、取り外し可能なようにエラストマーチューブ内に配置されてもよい。分離材が取り外し可能である場合、エラストマーチューブ内に配置される分離材の種類や数を自由に変えることによって、カラムの分離能を自由に設定することが可能である。また、使用によって分離材の能力が低下したときに、分離材のみを交換することが可能である。分離材の数を減らす場合には、分離材の代わりに円筒状のスペーサをエラストマーチューブ内に配置してもよい。
【００２４】
本発明のカラムでは、複数個の分離材が１つのエラストマーチューブ内に配置可能であってもよい。この場合、１つの分離材の長さ（円柱状の分離材の中心軸方向の長さ）は、通常、エラストマーチューブの長さ（チューブの中心軸方向の長さ）の２分の１以下である。１つのエラストマーチューブ内に配置可能な分離材の数は、たとえば、２個以上や、３個以上や、４個以上であってもよい。上限は特にないが、たとえば１０個以下や５個以下であってもよい。なお、カラム内に複数個の分離材が配置される場合、すべての分離材がガラス質多孔体であってもよいし、ガラス質多孔体以外の分離材を含んでもよい。
【００２５】
また、１つのエラストマーチューブ内に分離材が１個だけ配置可能であってもよい。この場合、分離材の長さは、通常、エラストマーチューブの長さの０．５倍よりも大きく１．５倍以下（たとえば１倍以下）である。ただし、図４に示すような、内周面に溝が形成されたエラストマーチューブの場合、エラストマーチューブ全体の長さは、分離材の長さのたとえば５倍以下であってもよい。
【００２６】
本発明のカラムキットの分離材は、粉末状の分離材とは異なり、円柱状（ディスク状を含む）の一体型（モノリス型）の分離材である。この分離材は、クロマトグラフィーに用いられる分離材である。分離材の典型的な形状は、断面形状が真円である円柱である。ただし、分離材は、断面形状が真円でなくともよく、また、端面が平面でなくてもよい。たとえば、端面が曲面であってもよい。また、本発明の分離材の断面形状は、四角形の角を丸めることによって得られる円状の形状であってもよい。
【００２７】
分離材は、ガラス質多孔体（実質的に無機多孔体であり、ガラスおよびガラスセラミクスなどを含む）であり、ゾル−ゲル法を用いて形成されたガラス質多孔体、具体的には、ゾル−ゲル法を用いて得られる多孔性ゲルや、そのゲルを熱処理して得られる多孔体を用いることができる。たとえば、金属アルコキシド（たとえばアルコキシシラン）やハロゲン化金属を出発材料として公知のゾル−ゲル法によって形成されるガラス質多孔体を用いることができる。なお、分離材は、有機基が結合した金属アルコキシドやハロゲン化金属を出発材料の１つとして形成される、有機成分を含むガラス質多孔体であってもよい。
【００２８】
このガラス質多孔体は、分離能を高めるために、表面が修飾されていてもよい。たとえば、ガラス質多孔体の表面に、官能基または有機分子が結合していてもよい（官能基を備える有機分子が結合する場合を含む）。ガラス質多孔体の表面を修飾する官能基または有機分子は、求められる分離能に応じて選択される。それらには、分離材で用いられる公知のものを適用でき、たとえば、ヘキシル基やオクチル基やその他のアルキル基、オクタデシルシラン、オクタデシル基、フェニル基、トリメチルシリル基、シアノ基、アミノ基を適用できる。
【００２９】
ガラス質多孔体の典型的な一例は、酸化ケイ素を主成分（５０質量％以上）とする多孔体であり、たとえば多孔質シリカガラスである。ただし、酸化ケイ素以外の酸化物を含むガラス質多孔体（無機多孔体）や、酸化ケイ素以外の酸化物を主成分とするガラス質多孔体（無機多孔体）を用いてもよい。ゾル−ゲル法で形成されるモノリス型のゲル（ガラス質多孔体）は、多孔度や孔径の制御が比較的容易であり、分離能のばらつきが小さいという点で好ましい。
【００３０】
分離材には、市販されているガラス質多孔体を用いてもよい。たとえば、ジーエルサイエンス株式会社から販売されているＭｏｎｏＦａｓ（登録商標）ＤＮＡ精製キットＩに使用されているディスク状の多孔質シリカを用いてもよい。また、分離材は、公知のゾル−ゲル法を用いて形成してもよい。たとえば、特開平６−２６５５３４号公報や特開平７−４１３７４号公報に記載されている方法で形成してもよい。これらの方法によれば、円柱状の多孔質シリカガラス（多孔質シリカゲル）を形成することが可能である。
【００３１】
分離材には、孔径が比較的大きい貫通孔と、孔径が小さい細孔とが混在する分離材を用いてもよい。たとえば、特開平６−２６５５３４号公報に記載の製造方法で製造されるガラス質多孔体、具体的には、孔径が５００ｎｍ〜数十μｍ（たとえば３０μｍ）の多数の貫通孔と、孔径が５ｎｍ〜１００ｎｍの多数の細孔とが形成されたガラス質多孔体を用いてもよい。このガラス質多孔体の細孔の全容積は、たとえば０．００１ｍ3／ｋｇ〜０．０１ｍ3／ｋｇ（１ｍ3／ｔ〜１０ｍ3／ｔ）の範囲である。
【００３２】
ガラス質多孔体（分離材）の分離能は、多孔体の孔の径や、多孔度、比表面積などによって変化する。そのため、求められる分離能に応じて、それらの値が制御される。それらの値は、多孔体の製造条件、特に、ゾル−ゲル法の条件を変更することによって制御できる。
【００３３】
筒状の部分を含む筒状部材の形状に特に限定はなく、目的に応じて形状が選択される。筒状部材は、適度な強度を有する材料で形成できる。この部材は、たとえば、ロックウェル硬度（ＡＳＴＭＤ７８５）、Ｒスケールで１５以上の材料で形成してもよい。この部材の材料としては、たとえば、ナイロン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリエステル、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、アクリル、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＡＢＳ樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、フッ素樹脂、シリコーン樹脂や、様々な充填剤を配合した樹脂が挙げられる。また、この部材の一部または全部は金属で形成されてもよい。
【００３４】
分離材の外周面とエラストマーチューブの内周面とを密着させるため、エラストマーチューブの内径は、通常、分離材の直径よりも小さい。たとえば、エラストマーチューブの内径は、分離材の直径よりも０．１ｍｍ〜２ｍｍ程度小さくてもよい。別の観点では、エラストマーチューブの内径は、分離材の直径のたとえば０．６倍〜０．９８倍の範囲であってもよい。
【００３５】
内部に分離材が配置されたエラストマーチューブの通常時における外径ｄは、それらが筒状部材の内部に配置されたときよりも大きい。すなわち、筒状部材のうち、分離材およびエラストマーチューブが配置される部分の最小の内径Ｄ２は、外径ｄよりも小さい。一例では、外径ｄは、内径Ｄ２よりも０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度小さい。別の観点では、外径ｄは、内径Ｄ２のたとえば０．８倍以上０．９９倍以下であってもよい。なお、筒状部材の筒状の部分の内径は、一定であってもよいし、変化していてもよい。たとえば、開口部の内径が他の部分の内径よりも大きくてもよい。
【００３６】
本発明のカラムキットでは、筒状部材が、ピペットチップであってもよい。また、本発明のカラムキットは、遠心分離に用いられるカラムキットであってもよい。また、本発明のカラムキットは、筒状部材の内部を摺動可能なピストンをさらに含み、ピストンの動作により液体試料を筒状部材（シリンダ）の内部に導入し、または内部から排出する構成としてもよい。
【００３７】
［カラムキットの例］
以下、本発明のカラムキットの一例として、ピペットチップとして用いられるカラムキットについて説明する。
【００３８】
本発明のカラムキットの一例の断面図を図１（ａ）に示す。また、図１（ａ）の線Ｉｂ−Ｉｂにおける断面図を図１（ｂ）に示し、線Ｉｃ−Ｉｃにおける断面図を図１（ｃ）に示す。
【００３９】
図１（ａ）のカラムキット１０は、エラストマーチューブ１１と、円柱状（ディスク状）の分離材１２と、ピペットチップ１３とを含む。
【００４０】
ピペットチップ１３は、内部に円柱状の空間１３ｈが形成された筒状の部分１３ａを含む。ピペットチップ１３には、その先端１３ｔから後端１３ｂまで貫通する貫通孔が形成されている。
【００４１】
エラストマーチューブ１１は、分離材１２の外周面に配置されている。エラストマーチューブ１１と分離材１２とは、筒状の部分１３ａに押し込まれてピペットチップ１３に固定される。
【００４２】
内部に分離材１２がセットされたエラストマーチューブ１１の通常時（ピペットチップ１３に押し込まれる前の状態）における外径ｄ（図示せず）は、筒状の部分１３ａにおける最小の内径よりも大きい。この構成によれば、エラストマーチューブ１１および分離材１２が、ピペットチップ１３に固定される。また、外径ｄを、筒状の部分１３ａの開口端における内径よりも小さくすることによって、エラストマーチューブ１１および分離材１２を、筒状の部分１３ａに押し込みやすくなる。
【００４３】
筒状の部分１３ａの内径は、エラストマーチューブ１１および分離材１２を押し込みやすいように、空間１３ｈの開口部から奥に向かって徐々に内径が小さくなってもよい。ピペットチップ１３の一例では、内径Ｄ１が７．６ｍｍであり、内径Ｄ２が７ｍｍであり、上記外径ｄが７．３ｍｍである。
【００４４】
カラムキット１０の使用方法に限定はない。カラムキット１０の使用方法の一例では、カラムキット１０はピペッターの先端に取り付けられる。そして、ピペットチップ１３の先端１３ｔから、分離対象物を含む液体試料を吸い込む。液体試料は、分離材１２を通って空間１３ｈに吸い上げられる。吸い上げられた液体試料は、分離材１２を再度通過させることによってピペットチップ１３の外に排出することが可能である。分離対象物は、分離材１２に吸着され、液体試料から分離される。分離材１２に吸着された分離対象物は、必要に応じて適当な溶媒で抽出できる。分離材１２は、分離対象物を含む液体試料に応じて選択される。
【００４５】
［カラムキットの他の例］
以下、本発明のカラムキットの他の一例として、遠心分離に用いられるカラムキットについて説明する。
【００４６】
本発明のカラムキットの一例の断面図を図２（ａ）に示す。また、図２（ａ）の線IIｂ−IIｂにおける断面図を図２（ｂ）に示す。
【００４７】
図２（ａ）のカラムキット２０は、エラストマーチューブ１１と、分離材１２と、円筒状の部分を含む部材２１とを含む。なお、カラムキット２０は、分離対象物が分離されたあとの液体を収集するための容器２２を含んでもよい。
【００４８】
部材２１は、円柱状の空間２１ｈが内部に形成された筒状の部分２１ａを含む。また、部材２１は、蓋２１ｃを含む。なお、蓋２１ｃは状況に応じて省略してもよい。
【００４９】
ピペットチップ２１には、その先端２１ｔから後端２１ｂまで貫通する貫通孔が形成されている。内部に分離材１２がセットされたエラストマーチューブ１１の通常時における外径ｄと、空間２１ｈの内径との関係は、上述したカラムキット１０と同様である。
【００５０】
カラムキット２０は、遠心分離に用いられる。まず、容器２２を部材２１の先端にセットする。次に、分離対象物を含む液体試料を空間２１ｈに入れ、蓋をしてカラムキット２０を遠心機にセットする。遠心機によってカラムキット２０が回転させられると、液体試料が分離材１２を通過して容器２２に移動する。液体試料が分離材１２を通過する際に、分離対象物は分離材１２に吸着される。分離対象物が除去された液体試料は、容器２２によって収集される。分離材１２に吸着された分離対象物は、必要に応じて適当な溶媒で抽出できる。
【００５１】
なお、カラムキット２０は、遠心分離以外の方法、たとえば吸引による分離・抽出などに用いることが可能である。
【００５２】
［カラムキットの他の例］
分離材が外れることを防止するためのストッパを備えるカラムキットの一例の断面図を図３（ａ）に示す。また、図３（ａ）の線IIIｂ−IIIｂにおける断面図を図３（ｂ）に示し、線IIIｃ−IIIｃにおける断面図を図３（ｃ）に示す。図３のカラムキットは、図２のカラムキット２０と比較して、２つのストッパ３１を含む点のみが異なるため、重複する説明は省略する。
【００５３】
ストッパ３１は、内部に分離材１２が配置されたエラストマーチューブ１１の両端に配置される。ストッパ３１は、円筒状の形状を有するエラストマーチューブである。ストッパ３１の内径は、分離材１２の外径よりも小さい。ストッパ３１の内径は、分離材１２の移動を抑制できる限り特に限定はない。ストッパ３１の一例の内径は、分離材の直径の０．６倍〜０．９５倍の範囲であってもよい。
【００５４】
ストッパ３１の通常時（部材２１に押し込まれる前）の外径は、部材２１の内径よりも大きく、たとえば、外径ｄの一例の範囲として上述した範囲にある。
【００５５】
なお、ストッパ３１のようなストッパは、遠心分離用のカラムキットに限らず、本発明の他のカラムキット（たとえばピペットチップタイプのカラムキット）にも適用できる。ピペットチップタイプのカラムキットでは、液体試料を筒状部材の内部に吸入したのち排出するという操作を行う場合がある。そのような場合には、分離材の前方と後方とにストッパを配置することによって、分離材がエラストマーチューブから外れることを防止できる。また、１つのカラムキットに使用されるストッパは、２つに限らず、１つまたは３つ以上であってもよい。複数のストッパを用いる場合、それらの内径および外径は、同じであってもよいし、異なってもよい。たとえば、筒状部材の筒状の部分の内径が位置によって変化している場合、その内径の変化にあわせて、外径が大きいストッパと外径が小さいストッパとを組み合わせて用いてもよい。
【００５６】
［カラムキットの他の例］
分離材が外れることを防止するための溝が形成されたエラストマーチューブを含むカラムキットの一例の断面図を図４（ａ）に示す。また、図４（ａ）の線IVｂ−IVｂにおける断面図を図４（ｂ）に示し、線IVｃ−IVｃにおける断面図を図４（ｃ）に示す。図４のカラムキットは、図２のカラムキット２０と比較して、エラストマーチューブの形状のみが異なるため、重複する説明を省略する。
【００５７】
図４のカラムキットは、エラストマーチューブ４１を含む。エラストマーチューブ４１の内周面には、分離材１２の外周部分が嵌め込まれるリング状の溝が形成されている。別の観点では、エラストマーチューブ４１は、内径が大きい円筒を、内径が小さい２つの円筒で挟んで結合した形状を有する。この内径が大きい円筒の部分に分離材１２が配置される。内径が大きい円筒部分の内径は、たとえば、エラストマーチューブ１１の一例の内径の範囲として上述した範囲にある。内径が小さい円筒部分の内径は、たとえば、ストッパ３１の一例の内径の範囲として上述した範囲にある。また、内径が大きい円筒部分の長さ（中心軸方向における長さ）は、分離材１２の長さ（中心軸方向における長さ）と同程度か少し大きい。
【００５８】
エラストマーチューブ４１によれば、溝の部分に分離材１２が嵌め込まれるため、使用時に分離材１２がエラストマーチューブ４１から外れることを抑制できる。なお、エラストマーチューブ４１は弾性があるため、内径が小さい円筒部分の貫通孔を広げれば、分離材１２を内部に配置することが可能である。
【００５９】
なお、エラストマーチューブ４１のようなエラストマーチューブは、遠心分離用のカラムキットに限らず、本発明の他のカラムキット（たとえばピペットチップタイプのカラムキット）にも適用できる。
【００６０】
［カラムキットの他の例］
図５に、カラムキットのさらに別の例を示す。カラムキット５０は、シリンダ５３と、シリンダ５３の内部に固定されたエラストマーチューブ５１および分離材５２と、その一部がシリンダ５３に挿入されたピストン５４とを備えている。シリンダ５３は、筒状の部分５３ａ、５３ｂとフランジ部５３ｃとを備えている。ピストン５４は、その外周面がシリンダ５３の内側表面（内周面）の全周に接するピストンヘッド５５と、一端がピストンヘッド５５に接続されるとともに他端がシリンダ５３の外部に突出したピストンロッド５６とを備え、シリンダ５３内をその軸方向に移動する。ピストン５４は、シリンダ５３に着脱自在であり、シリンダ５３の後端開口部からシリンダ５３内に挿入される。
【００６１】
ピストンヘッド５５は、円盤状でその側面（外周面）の全周がシリンダ５３の内周面の全周に接する２つの摺動部５７、５９と、シリンダ５３の内周面に接しないように摺動部５７、５９の間に配置された接続部５８とを備え、ゴム状弾性を有する材料により形成されている。摺動部５７、５９は、シリンダ５３の内径よりも僅かに大きい直径を有し、シリンダ５３内に押し込まれてその弾性に起因する復元力によりシリンダ５３の内周面を押圧している。摺動部５７、５９は、ほぼ気密な障壁となってシリンダ５３の内部空間を先端側と後端側とに分割し、その前進または後退により内部空間に気圧の変化を生じさせる。シリンダ５３およびピストンロッド５６は硬質の樹脂部材から形成されている。エラストマーチューブ５１および分離材５２の材料、形状等の詳細は基本的には上記で説明したとおりであり、ここでは説明を省略する。１ｍｌ程度の容量を有するシリンダ５３の内部に配置すべき場合、分離材５２の適当な大きさは、厚み２ｍｍ程度、直径３ｍｍ程度である。
【００６２】
一般的なピストンシリンジと同様、ピストンロッド５６を引っ張ればピストンヘッド５５がシリンダ５３内をその後端側（図示下方）へと後退し、ピストンロッド５６を押圧すればピストンヘッド５５がシリンダ５３内をその先端側（図示上方）へと前進する。シリンダ５３の先端側開口を分離対象物を含む液体試料中に配置した状態でピストンヘッド５５を後退させると、液体試料がシリンダ５３内に吸引されて分離材５２を通過する。吸引された液体試料は、ピストンヘッド５５を前進させると再び分離材５２を通過してシリンダ５３から排出される。分離材５２を通過する際に、液体試料中の分離対象物は分離材５２に吸着される。こうして、カラムキット５０では、手動により行いうるピストン５４の後退および前進により、液体試料に含まれる分離対象物を分離材５２に吸着させることができる。
【００６３】
図５に示したカラムキット５０においても、ストッパ３１を追加してよいし（図３参照）、エラストマーチューブ５１に代えてリング状の溝が形成されたエラストマーチューブ４１を用いてもよい（図４参照）。図５に示したとおり、エラストマーチューブ５１および分離材５２は、シリンダ５３の先端開口部近傍、特にシリンダ５３の拡径筒状部５３ｂ内の先端側（細径筒状部５３ａ側）近傍に固定することが好ましいが、シリンダ５３内に吸引される液体試料が分離材５２を通過できる限りにおいて、分離材５２を固定する位置に制限はない。
【００６４】
上記のように、本発明のカラムキットは、ピストンシリンジのシリンダ内部にチューブを用いて分離材を固定した形態であってもよい。このカラムキットは、分離材が固定された部材（シリンダ）の筒状の部分の内周面の全周に接するように筒状の部分の内部に配置されたピストンヘッドと、ピストンヘッドに接続されたピストンロッドとをさらに含み、ピストンロッドを引っ張りまたは押圧してピストンヘッドを移動させることにより部材（シリンダ）の内部に液体試料が吸引または排出される。
【００６５】
本発明のカラムキットでは、ゴム状弾性を有するチューブで分離材が保持されるため、分離材の表面に凹部が存在しても、その凹部が空隙となることが抑制される。また、液体試料を分離材に通過させる際に、分離材に高い圧力が加わってエラストマーチューブと分離材との間に空隙が生じても、チューブの弾性によって空隙が縮小する。そのため、本発明のカラムキットによれば、液体試料が、分離材の周囲に存在する空隙を通ってリークすることを抑制できる。
【００６６】
なお、本発明のカラムでは、本発明の効果が得られる限り、分離材の周囲が、ゴム状弾性を有さない他の部材、たとえば硬化性樹脂（ＵＶ硬化性樹脂、接着剤、フッ素系樹脂、シリコーン系コーティング剤）等で補強されていてもよい。なお、ゴム状弾性を有さない材料によって分離材の周囲が被覆されている場合でも、その周囲をゴムチューブで覆うことによって、熱収縮チューブ等と分離材との間でリークが起こることを抑制できる。
【００６７】
また、エラストマーチューブの外径は一定でなくてもよく、たとえば、エラストマーチューブの外形は円錐台状であってもよい。また、本発明のカラムキットは、エラストマーチューブおよび分離材が所定の位置にセットされるようにするためのストッパを含んでもよい。そのようなストッパは、筒状部材の内面の段差であってもよいし、エラストマー製のリング状のスペーサであってもよい。また、本発明のカラムキットは、分離材とエラストマーチューブとの間のリークを特に抑制するため、それらの間にシール材を配置してもよい。同様に、エラストマーチューブと筒状部材との間のリークを特に抑制するため、それらの間にシール材を配置してもよい。
【００６８】
以上、本発明の実施形態について例を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の技術的思想に基づいて他の実施形態に適用できる。
【００６９】
別の観点では、本発明は、筒状の部分を含む部材と、筒状の部分の内部に配置される円柱状の分離材（分離能を有すればよく、ガラス質多孔体に限定されない）と、分離材の外周面に配置され分離材を筒状の部分に固定するためのエラストマーチューブとを含むカラムキットである。このカラムキットは、分離材の材質を除いて上述したカラムキットと同じである。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明のカラムキットは、物質の分離、およびそれに伴う精製や抽出に適用できる。本発明のカラムキットによれば、様々な物質、たとえばタンパク質やペプチドといった有機化合物を分離、精製、抽出することが可能である。たとえば、本発明のカラムキットを用いて、ＤＮＡを含む液体試料からＤＮＡを抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明のカラムキットの一例を示す断面図である。
【図２】本発明のカラムキットの他の一例を示す断面図である。
【図３】本発明のカラムキットの他の一例を示す断面図である。
【図４】本発明のカラムキットの他の一例を示す断面図である。
【図５】本発明のカラムキットの他の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０、２０、５０ カラムキット
１１、４１、５１ エラストマーチューブ
１２、５２ 分離材
１３ ピペットチップ（筒状の部分を含む部材）
１３ａ、２１ａ 筒状の部分
２１ 筒状の部分を含む部材
３１ ストッパ
５３ シリンダ
５３ａ 細径筒状部
５３ｂ 拡径筒状部
５３ｃ シリンジ部
５４ ピストン
５５ ピストンヘッド
５６ ピストンロッド
５７、５９ 摺動部
５８ 接続部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質を分離するためのカラムキットであって、
筒状の部分を含む部材と、前記筒状の部分の内部に配置される円柱状の分離材と、前記分離材の外周面に配置され前記分離材を前記筒状の部分に固定するためのチューブとを含み、
前記分離材がガラス質多孔体であり、
前記チューブがエラストマーのチューブであるカラムキット。
【請求項２】
前記チューブがゴムチューブである請求項１に記載のカラムキット。
【請求項３】
前記チューブがフッ素ゴムからなる請求項２に記載のカラムキット。
【請求項４】
前記分離材と前記チューブとが、取り外せないように一体となっている請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラムキット。
【請求項５】
前記分離材が、取り外し可能なように前記チューブ内に配置される請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラムキット。
【請求項６】
複数個の前記分離材が前記チューブ内に配置可能である請求項５に記載のカラムキット。
【請求項７】
前記分離材がゾル−ゲル法によって形成されたガラス質多孔体である請求項１〜６のいずれか１項に記載のカラムキット。
【請求項８】
前記ガラス質多孔体の表面が修飾されている請求項１〜７のいずれか１項に記載のカラムキット。
【請求項９】
前記チューブの内周面に、前記分離材が嵌め込まれるリング状の溝が形成されている請求項１〜８のいずれか１項に記載のカラムキット。
【請求項１０】
前記部材がピペットチップである請求項１〜９のいずれか１項に記載のカラムキット。
【請求項１１】
遠心分離に用いられる請求項１〜９のいずれか１項に記載のカラムキット。
【請求項１２】
前記筒状の部分の内周面の全周に接するように前記筒状の部分の内部に配置されたピストンヘッドと、前記ピストンヘッドに接続されたピストンロッドとをさらに含み、前記ピストンロッドを引っ張りまたは押圧して前記ピストンヘッドを移動させることにより前記部材の内部に液体試料を吸引または排出する、請求項１〜９のいずれか１項に記載のカラムキット。
【請求項１】
物質を分離するためのカラムキットであって、
筒状の部分を含む部材と、前記筒状の部分の内部に配置される円柱状の分離材と、前記分離材の外周面に配置され前記分離材を前記筒状の部分に固定するためのチューブとを含み、
前記分離材がガラス質多孔体であり、
前記チューブがエラストマーのチューブであるカラムキット。
【請求項２】
前記チューブがゴムチューブである請求項１に記載のカラムキット。
【請求項３】
前記チューブがフッ素ゴムからなる請求項２に記載のカラムキット。
【請求項４】
前記分離材と前記チューブとが、取り外せないように一体となっている請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラムキット。
【請求項５】
前記分離材が、取り外し可能なように前記チューブ内に配置される請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラムキット。
【請求項６】
複数個の前記分離材が前記チューブ内に配置可能である請求項５に記載のカラムキット。
【請求項７】
前記分離材がゾル−ゲル法によって形成されたガラス質多孔体である請求項１〜６のいずれか１項に記載のカラムキット。
【請求項８】
前記ガラス質多孔体の表面が修飾されている請求項１〜７のいずれか１項に記載のカラムキット。
【請求項９】
前記チューブの内周面に、前記分離材が嵌め込まれるリング状の溝が形成されている請求項１〜８のいずれか１項に記載のカラムキット。
【請求項１０】
前記部材がピペットチップである請求項１〜９のいずれか１項に記載のカラムキット。
【請求項１１】
遠心分離に用いられる請求項１〜９のいずれか１項に記載のカラムキット。
【請求項１２】
前記筒状の部分の内周面の全周に接するように前記筒状の部分の内部に配置されたピストンヘッドと、前記ピストンヘッドに接続されたピストンロッドとをさらに含み、前記ピストンロッドを引っ張りまたは押圧して前記ピストンヘッドを移動させることにより前記部材の内部に液体試料を吸引または排出する、請求項１〜９のいずれか１項に記載のカラムキット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２４０５２５（Ｐ２００７−２４０５２５Ａ）
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５３６２（Ｐ２００７−２５３６２）
【出願日】平成１９年２月５日（２００７．２．５）
【出願人】（０００１０８５２４）ヘラマンタイトン株式会社 (57)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月５日（２００７．２．５）
【出願人】（０００１０８５２４）ヘラマンタイトン株式会社 (57)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]