クロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラム
【課題】カラム容器を充填剤加圧機構から分離した後でも、カラム容器内にてピストンの加圧がゆるむことを防止し、かつ、カラム容器の移動が容易で、省スペース化及び設備コストの削減を図ることができるクロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラムを提供する。
【解決手段】装置架台と、充填剤が充填されるカラム容器と、充填剤を加圧するピストンと、装置架台上に配置され、カラム容器を吊り下げ状態で固定し、ピストンに連結可能な油圧ジャッキを含む充填剤加圧機構と、を備え、カラム容器は充填剤加圧機構から分離可能とされており、カラム容器を充填剤加圧機構から分離した後に、カラム容器内の充填剤を加圧する加圧治具を備えることを特徴とするクロマトグラフィ装置。
【解決手段】装置架台と、充填剤が充填されるカラム容器と、充填剤を加圧するピストンと、装置架台上に配置され、カラム容器を吊り下げ状態で固定し、ピストンに連結可能な油圧ジャッキを含む充填剤加圧機構と、を備え、カラム容器は充填剤加圧機構から分離可能とされており、カラム容器を充填剤加圧機構から分離した後に、カラム容器内の充填剤を加圧する加圧治具を備えることを特徴とするクロマトグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラムに関する。より詳細には、医薬品やファインケミカル剤製品などの分離・精製工程で用いられるクロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特に微生物生産物質を取り扱うバイオテクノロジーや医薬品製造分野を中心に、クロマトグラフィ装置が使用されている。
【０００３】
ここで、従来の常時加圧式のクロマトグラフィ装置は、充填剤加圧機構、装置架台及びカラム容器を分離することなく充填剤加圧機構により充填層を加圧しながらクロマトグラフィ操作を行う構造であった。そのため、カラム容器内に充填剤を加圧調整した後も、充填層加圧機構、装置架台及びカラム容器が一体になったままで、装置全体が大きく、重くなってしまうという問題があった。また、充填剤加圧機構を手締め方式にして比較的小型、軽量化を図ったクロマトグラフィ装置でも、充填剤加圧機構とカラム容器とが一体となっており、分離できなかった。
【０００４】
一方で、医薬品等の製造は雑菌等の混入を避けるため、クリーンルーム内で行われる傾向にある。クリーンルームは、内部環境を清浄で無菌的に維持できるよう特別に設計された空間であり、大型な装置や過大な重量物、複雑な構造物を外部から持ち込むのは好ましくない。
【０００５】
特許文献１は、クロマトグラフィ装置の構成を容易ないしは小型のものとすることについて提案している。この特許文献１は、クロマトグラフィ装置におけるパックドカラム（カラム容器）を側周面が突出したピストン状キャップにより、パックドカラムの内壁面に係止する構成を有している。また、特許文献１は、クロマトグラフィ装置におけるパックドカラムを取り出すことが可能な構成を有している。
【０００６】
しかし、上述した特許文献１では、パックドカラムの内壁面に係止するピストン状キャップを用いているため、充填剤に十分な圧力をかけられないという問題があった。また、パックドカラムだけを装置から取り出して、クロマトグラフィ操作に用いる際にも、ピストン状キャップにゆるみが生じてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−４２０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、カラム容器を充填剤加圧機構から分離した後でも、カラム容器内でのピストンのゆるみを防止し、かつ、カラムの移動が容易で、省スペース化及び設備コストの削減を図ることができるクロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施の形態によると、装置架台と、充填剤が充填されるカラム容器と、充填剤を加圧するピストンと、前記装置架台上に配置され、前記カラム容器を吊り下げ状態で固定し、前記ピストンに連結可能な油圧ジャッキを含む充填剤加圧機構と、を備え、前記カラム容器は前記充填剤加圧機構から分離可能であり、前記カラム容器を前記充填剤加圧機構から分離した後に、前記カラム容器内の前記充填剤を加圧する加圧治具を備えるクロマトグラフィ装置が提供される。
【００１０】
前記油圧ジャッキと前記カラム容器とを連結するカラム容器接続用治具を有してもよい。
【００１１】
前記カラム容器接続用治具は、前記充填剤加圧機構に設けてもよい。
【００１２】
本発明の一実施の形態によると、カラム容器を吊り上げて装置架台に固定し、油圧ジャッキを含む充填剤加圧機構にピストンを連結して、前記油圧ジャッキで前記カラム容器内に前記ピストンを押し込むことにより、前記カラム容器内に充填された充填剤を加圧し、前記ピストンが内蔵された前記カラム容器を前記装置架台及び前記充填剤加圧機構から分離し、分離した前記カラム容器内の前記充填剤を加圧治具で加圧するクロマトグラフィカラムの作製方法が提供される。
【００１３】
前記油圧ジャッキと前記カラム容器とを連結するカラム容器接続用治具を有してもよい。
【００１４】
前記カラム容器接続用治具は、前記充填剤加圧機構に設けてもよい。
【００１５】
本発明の一実施の形態によると、カラム容器と、前記カラム容器内に設けられ、充填剤を加圧するピストンと、前記カラム容器の下部に設けられた固定蓋と、前記固定蓋に設けられたキャスター脚及び前記カラム容器を所定場所で安定させるカラム容器固定部と、前記ピストン上に設けられ前記カラム容器内の充填剤を加圧する複数のボルトと加圧フランジとを含む加圧治具と、を備えるクロマトグラフィカラムが提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、カラム容器内の充填剤をピストンで加圧し、カラム容器を充填剤加圧機構から分離した後でも、ピストンの加圧がカラム容器内でゆるむことを防止するクロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラムを提供することができる。
【００１７】
本発明によれば、充填剤を加圧済のカラム容器を充填剤加圧機構から分離するため、クロマトグラフィ装置としてのカラム容器を分離精製室（クリーンルーム）へ移動することが容易になり、分離精製室（クリーンルーム）の省スペース化を図るクロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラムを提供することができる。
【００１８】
本発明によれば、カラム容器内への充填剤の充填操作を分離精製室（クリーンルーム）の外で実施できるため、分離精製室の汚染を防ぎ、原液汚染の可能性も低減でき、品質管理を容易にするクロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラムを提供することができる。
【００１９】
本発明によれば、クロマトグラフィ用のカラムが複数必要な場合、１組の装置架台及び充填剤加圧機構により複数の充填カラムを作製することができるため、設備コストを低減するクロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のクロマトグラフィ装置のＩＩ−ＩＩ線での断面図、（ｂ）は、図１のクロマトグラフィ装置におけるカラム容器３１０の概略上面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置におけるカラム容器吊り上げ方法を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るカラムを示す概略断面図である。
【図６】（ａ）は、充填剤を加圧する加圧治具を示す概略斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ１断面を示す概略断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態に係るクロマトグラフィ装置及びクロマトグラフィのカラムの処理方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置１０００を示す概略断面図である。図１に示したクロマトグラフィ装置１０００は、充填剤加圧機構１００、ピストン１５０、装置架台２００、カラム容器機構３００を備えている。ここで、図１においては、予めカラム容器機構３００におけるカラム容器３１０内に充填剤３６０を充填して、カラム容器機構３００を吊り上げて充填剤加圧機構１００におけるカラムベース１７０に固定している様子を示している。なお、図１は例示であり、カラム容器機構３００におけるカラム容器３１０は、カラム容器３１０を吊り上げて充填剤加圧機構１００におけるカラムベース１７０に固定した後に充填剤を導入してもよい。
【００２３】
図１に示した本発明の第１の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置１０００の充填剤加圧機構１００は、油圧ジャッキ１１０、ロッド１２０、クランプ１４０、ジャッキベース１６０、カラムベース１７０及び支柱１８０を備えている。
【００２４】
充填剤加圧機構１００の油圧ジャッキ１１０は、復動式の油圧ジャッキ１１０を使用している。なお、復動式の油圧ジャッキ１１０とは、上昇時又は下降時の両方に油圧をかけることができるものをいう。ここで、図１に示した油圧ジャッキ１１０は、例示であり、本発明の第１の実施の形態では、ピストン１５０を下降させ、カラム容器３１０内に圧力を加える際に用いている。また、後述するように、油圧ジャッキ１１０は、カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００まで上昇させたり、充填剤の加圧後に充填カラムを下降させたりする際に用いることもできる。
【００２５】
ロッド１２０は、一方が油圧ジャッキ１１０に連結されている。このロッド１２０のもう一方は、クランプ１４０によりピストン１５０が連結されている。ここで、図１において、ロッド１２０には、充填剤３６０を加圧するためのピストン１５０が連結されているが、後述のカラム容器上昇工程、カラム容器接続工程及びカラム容器下降工程においては、図３のようにカラム容器接続用治具４２０を連結し、該カラム容器接続用治具４２０にカラム容器３１０の上部フランジ３２０が接続されるようにしてもよい。
【００２６】
ピストン１５０は、カラム容器３１０内の充填剤３６０を加圧するために用いている。また、ピストン１５０は、カラム容器３１０の内径Ｒと同一径を有している。ピストン１５０には、液導入口１４５を配置しており、クロマトグラフィ操作の際に、この液導入口１４５からカラム容器３１０内に被処理液を導入させる。なお、ピストン１５０は、シール材が側面に形成され、シール材によって、カラム容器３１０内にてピストン１５０を下降させる際や、クロマトグラフィ操作の際に充填剤や液がピストン１５０とカラム容器３１０との間から漏れないように構成している。
【００２７】
ジャッキベース１６０は、油圧ジャッキ１１０を上部に配置し、油圧ジャッキ１１０のロッド１２０に合わせて円形状の孔が形成されている。この油圧ジャッキ１１０は、ジャッキベース１６０に油圧ジャッキ固定用ボルト１１３により固定されている。油圧ジャッキ１１０から延在するロッド１２０には、ピストン１５０又はカラム容器３１０の上部フランジ３２０に設けられた１６個のボルト穴４１２とカラムベース１７０の下面に設けられた１６個のボルト穴４１１の位置合わせに用いるカラム容器固定用治具４２０をクランプ１４０により連結可能としている。なお、クランプ１４０は、カラム径が小さく、重量が小さいときには、ワンタッチジョイントを使用するとピストン１５０やカラム容器固定用治具４２０の着脱が容易となる。
【００２８】
カラムベース１７０は、図２（ａ）に示すように、ピストン１５０と同一径又は同一より大きい径のホール４３０を有し、カラム接続用治具を嵌め込むための孔４１０及びボルト穴４１１を備えている。また、カラムベース１７０は、ピストン１５０をロッド１２０に連結する際に設けるピストン引き込み用レール（図示せず）を固定するレール固定部１９１を備えている。カラムベース１７０には、カラム容器３１０の上部フランジ３２０がカラム固定用ボルト１９４により固定されることで、カラム容器３１０が吊り下げられた状態で固定されている。
【００２９】
装置架台２００は、充填剤加圧機構１００が上部に接触して配置され、内部に吊り下げられたカラム容器３１０を配置している。装置架台２００と接触して充填剤加圧機構１００を配置して、充填剤加圧機構１００にカラム容器３１０を固定させることによって、カラム容器３１０の重量を分散させることができる。
【００３０】
カラム容器機構３００は、カラム容器３１０、キャスター脚３４０及びカラム容器固定部３５０を備えている。また、カラム容器３１０は上部フランジ３２０及び下部フランジ３３０を備えている。ここで、図１に示したカラム容器機構３００は、予め充填剤加圧機構１００に吊り下げ状態で示しているが、後述するように、カラム容器機構１００をカラムベース１７０まで吊り上げる際には、油圧ジャッキ１１０によって、行ってもよい。
【００３１】
カラム容器３１０の上部フランジ３２０は、ボルト穴４１２を備えている。カラム容器３１０としては、大きさが直径５０〜２０００ｍｍ、長さ５０〜３０００ｍｍＬのものを用いること（本第１の実施の形態では、直径３００ｍｍ、長さ７２０ｍｍＬ）が好適である。このカラム容器３１０の大きさは設計時に任意に変更してもよい。カラム容器３１０の材質は、樹脂製又は金属製のものを使用可能である。このカラム容器の材質も任意に変更してもよい。カラム容器３１０の下部フランジ３３０には、クロマトグラフィ操作の際に充填剤層３６０を通過した液を排出する液排出口（図示せず）を中央に備えた固定蓋３３３がボルト３３１により固定されている。固定蓋３３３の下部には、カラム容器３１０を移動させる際に用いるキャスター脚３４０及びカラム容器３１０を充填剤加圧機構１００から分離したカラム容器３１０を安定させるためのカラム容器固定部３５０を有している。
【００３２】
ここで、図２（ａ）、図２（ｂ）及び図３を参照して、カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００に吊り上げる方法について説明する。図２（ａ）は、図１に示したクロマトグラフィ装置１０００のＩＩ−ＩＩ線での断面図、（ｂ）は、図１に示したクロマトグラフィ装置におけるカラム容器機構３００を示す概略上面図である。ここで、図２（ａ）は、カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００に吊り上げる前の状態を示している。
【００３３】
図２（ａ）では、装置架台２００及びカラム加圧機構１００の一部であるカラムベース１７０を示しいている。カラムベース１７０は、２箇所のカラム接続用治具の孔４１０及び１４個のボルト穴４１１を備え、さらに、カラムベース１７０の中心部におけるホール４３０は、ピストン１５０と同一径又は同一径より大きい径を有し、ピストン１５０の上方からの挿入が容易になるように、上部ほど径が大きくなるテーパ状にホール４３０が形成されている。２個のカラム接続用治具の孔４１０は、１６本のナット４１１のいずれかに合わせて、カラム接続用治具４２０をカラム接続用治具の孔４１０に嵌め合わせることで容易にカラム容器３１０と位置合わせすることができる。
【００３４】
次に、図２（ｂ）に示したカラム容器機構３００は、カラム容器３１０の上部フランジ３２０に形成された１６個のボルト穴４１２及びカラム容器３１０の下部にカラム容器固定部３５０を有している。この１６個のボルト穴４１２は、上述したカラムベース１７０の下面に設けられた１４個のボルト穴４１１及びカラム接続用治具４２０の両端のボルト穴４２１の計１６個のボルト穴と対応しており、１６本のボルトが上部フランジ３２０の下側から螺合されている。なお、ボルト穴４１１、４１２の数はこれに限定されない。また、十分に上部フランジ３２０をカラムベース１７０に固定できていれば、ボルト穴４１１の全部にボルトを通すようにしても、その一部に通すようにしてもよい。
【００３５】
次に、カラム接続用治具の孔４１０にカラム接続用治具４２０を嵌合して、カラム容器機構３００の上部フランジ３２０と充填剤加圧機構１００のカラムベース１７０とを連結する様子について図３を参照して説明する。
【００３６】
図３のように、充填剤加圧機構１００のカラムベース１７０はピストン１５０が貫通可能なピストン１５０と同一径又は同一径より大きい径のホール４３０を有している。このカラムベース１７０には、カラム容器接続用治具を嵌合するための孔４１０が形成されている。なお、カラム容器接続用治具４２０は、油圧ジャッキ１１０のロッド１２０にクランプ１４０を用いて連結している。ここで、カラム容器接続用治具４２０の形状は、棒状のものだけではなく、例えば、十字型のもの等を用いてもよい。つまり、このカラム容器接続用治具４２０の形状は、カラム容器３１０を固定できれば、限定されない。
【００３７】
ホール４３０の周囲には、ホール４３０を囲むように１４個のボルト穴４１１及び２個のカラム接続用治具の孔４１０が設けられている。ボルト穴４１１及びカラム接続用治具の孔４１０は、隣接するボルト穴４１１の中心同士及びボルト穴４１１の中心とカラム接続用治具の孔４１０にカラム接続用治具４２０（図３（ａ）中の点線）を嵌合させた際のカラム接続用治具４２０の両端のボルト穴４２１の中心との距離が全て同じになるように配置されている。そうすることにより、後述のカラム容器３１０の上部フランジ３２０に設けられた１６個のボルト穴４１２が、カラムベース１７０に設けられた１４個のボルト穴４１１及びカラム接続用治具４２０をカラムベース１７０に設けられたカラム接続用治具の孔４１０に嵌合させた時のカラム接続用治具４２０の両端のボルト穴４２１に合わせられるようになる。具体的には、後述のカラム容器上昇工程及びカラム容器接続工程において、カラム容器３１０の上部フランジ３２０とカラムベース１７０のボルト穴４１１の位置を容易に合わせることができる。
【００３８】
ここで、図示しないが、ピストン１５０をクランプ１４０よりロッド１２０に取り付ける動作について説明する。カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００のカラムベース１７０に吊り上げ状態に固定した後に、クランプ１４０を外してカラム容器接続用治具４２０をロッド１２０から取り外す。次に、台車が配置されたピストン引き込み用レール（図示せず）をカラムベース１７０のレール固定部１９１に嵌合する。次に、ピストン１５０を持ち上げ、ピストン引き込み用レール上の台車に乗せる。そして、ピストン１５０の中心を油圧ジャッキ１１０のロッド１２０の下に移動させて位置合わせを行う。位置合わせを行った後、ピストン１５０をクランプ１４０よりロッド１２０に連結して、ピストン引き込み用レールをレール固定部１９１から取り外す。
【００３９】
本第１の実施の形態でのクロマトグラフィ装置における充填カラムの作製方法は以下のとおり、カラム容器上昇工程、カラム容器接続工程、充填剤加圧工程、充填カラム分離工程および加圧治具接続工程からなる。
［カラム容器上昇工程］
次に、油圧ジャッキ１１０によるカラム容器３１０上昇工程について説明する。
（１）ロッド１２０にカラム接続用治具４２０を連結し、クランプ１４０で固定する。
（２）カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００の下方に設置する。
（３）カラム接続用治具４２０がカラム容器３１０の上部フランジ３２０に接するまで油圧ジャッキ１１０を下降させる。
（４）カラム接続用治具４２０の両端に設けられたボルト穴４２１を、カラム容器３１０の上部フランジ３２０に設けられたボルト穴４１２のうち２箇所のボルト穴４１２に合わせ、ボルト４２２をカラム接続用治具４２０のボルト穴４２１及び上部フランジ３２０の当該２箇所のボルト穴４１２に通して固定することにより、カラム接続用治具４２０と上部フランジ３２０とを接続する。
（５）油圧ジャッキ１１０を上昇させることによりカラム容器３１０を吊り上げる。カラム接続用治具４２０がカラムベース１７０に設けられたカラム接続用治具の孔４１０に下方から嵌合され、上部フランジ３２０がカラムベース１７０に接する直前まで油圧ジャッキ１１０を上昇させる。カラム接続用治具４２０がカラムベース１７０に設けられたカラム接続用治具の穴４１０に嵌合されることにより、上部フランジ３２０のボルト穴４１２のうちボルト４２２が通されていない１４箇所のボルト穴４１２の位置が、自動的にカラムベース１７０の１４箇所のボルト穴４１１の位置と合うようになる。
【００４０】
［カラム容器接続工程］
次に、カラム容器３１０をカラムベース１７０に接続する工程について説明する。
（１）上部フランジ３２０のボルト穴４１２のうちボルト４２２が通されていないボルト穴４１２の下方からボルト１９４を通し、上部フランジ３２０及びカラムベース１７０を接続する。この際、ボルト４２２が通されていない１４箇所のボルト穴４１２の全てにボルト１９４を通してもよいし、数カ所だけに通してもよい。
（２）カラム接続用治具４２０の両端と上部フランジ３２０とを固定しているボルト４２２を取り外し、クランプ１４０を外して、カラム接続用治具４２０をロッド１２０から取り外す。この際、カラム接続用治具４２０を取り外しても、ボルト１９４により上部フランジ３２０及びカラムベース１７０が接続されているため、カラム容器３１０が落下することはない。
【００４１】
［充填剤加圧工程］
次に、油圧ジャッキ１１０により、上述したピストン１５０を押し下げて、カラム容器３１０内の充填剤を加圧する。図４は、図１のクロマトグラフィ装置１０００におけるピストン１５０がカラム容器３１０内にて押し下げられた状態を示している。
【００４２】
［充填カラム分離工程］
（１）カラム容器３１０内における充填剤の加圧が終わると、ピストン１５０がカラム容器３１０内に押し下げられた状態で、クランプ１４０を外し、油圧ジャッキ１１０のロッド１２０とピストン１５０とを分離させる。
（２）ピストン１５０の代わりにカラム接続用治具４２０とロッド１２０をクランプ１４０により取り付け、カラム接続用治具４２０の向きを調整しながらカラム接続用治具４２０をカラムベース１７０に設けられたカラム接続用治具の孔４１０に上方から嵌合させる。
（３）ボルト４２２をカラム接続用治具４２０のボルト穴４２１及び上部フランジ３２０の当該２箇所のボルト穴４１２に通して固定することにより、カラム接続用治具４２０と上部フランジ３２０とを接続する。
（４）上部フランジ３２０及びカラムベース１７０を接続している全てのボルト１９４を外し、上部フランジ３２０及びカラムベース１７０を分離する。この際、ボルト１９４を全て取り外しても、ボルト４２２により上部フランジ３２０及びカラム接続用治具４２０が接続されているため、カラム容器３１０が落下することはない。
（５）油圧ジャッキ１１０によりロッド１２０を下降させて、カラム容器３１０を地面に着地させる。
（６）カラム接続用治具４２０の両端と上部フランジ３２０とを固定しているボルト４２２を取り外す。
【００４３】
図５は、充填剤加圧機構１００から分離させたクロマトグラフィカラムを示す概略断面図である。図５に示したクロマトグラフィカラムは、カラム容器３１０、ピストン１５０、加圧治具５００を備えている。カラム容器３１０は、充填剤が充填され、ピストン１５０によって、加圧されている状態である。
【００４４】
充填剤は、ピストン１５０によって、加圧されているが、ピストン１５０の重量のみの加圧ではピストン１５０の加圧にゆるみが生じるため、カラムを充填剤加圧機構から分離させた後は、加圧治具接続工程として、加圧治具５００によって充填剤を加圧する。この加圧治具５００は、加圧フランジ５３０で固定し、押しボルト５２０によって、ピストン１５０に下方向の圧力をかけて、充填剤３６０を加圧している。また、図５に示した落下防止ボルト５１０は、充填剤をカラム容器３１０の下部に設けられた充填剤排出口（図示せず）から抜き出す場合に、ピストン１５０が自重によって急激に押し下がらないように配置している。
【００４５】
ここで、カラム容器３１０は、充填させる充填剤によって、カラム容器３１０の形状又は構成を変更させてもよい。例えば、充填剤を自然沈降させる場合には、カラム容器３１０の上部フランジ３２０上に延長カラムをフランジ及びボルトによって螺合し、充填剤を分離させて余分な液を排除させてもよい。また、カラム容器３１０の側面に充填剤を充填させる導入口を設けることで、カラム容器３１０内にピストン１５０を入れたままで、充填剤をカラム容器３１０内に充填させることができ、カラム容器３１０の上部が大気開放されないため、大気からカラム容器３１０内に汚染物が混入するのを防止できる。
【００４６】
次に、加圧治具５００について図６（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。図６（ａ）は、図５のカラム容器３１０内の充填剤を加圧させる際に用いる、加圧治具５００を示す概略構成図、（ｂ）は、（ａ）における加圧治具５００のＡ−Ａ１の断面を示す概略断面図である。なお、図６（ａ）及び（ｂ）は、例示であり、加圧治具５００の押しボルト５２０及び落下防止ボルト５１０は、図示した本数に限定されず、充填剤を加圧できればよい。
【００４７】
図６（ａ）及び（ｂ）に示した加圧治具５００は、カラム容器３１０の上部フランジ３２０と同一径で周縁部に上部フランジ３２０のボルト穴４１２と同数のボルト穴を有する加圧フランジ５３０を有する。加圧フランジ５３０は、その周縁部のボルト穴全てにボルト５４０を通すことにより、上部フランジ３２０に固定されている。また、加圧治具５００は、加圧フランジ５３０の中央に落下防止ボルト５１０、落下防止ボルト５１０の外周かつ外縁のボルト穴の内周に押しボルト５２０を有している。落下防止ボルト５１０は、加圧フランジ５３０の中央に設けられたネジ切りされていないボルト穴５１１を通し、ピストン１５０の中央に設けられたネジを切ったボルト穴５１２に螺合され、充填剤を下部から抜いた場合にピストン１５０がカラム容器３１０の下方に落下しないように固定している。押しボルト５２０は、ピストン１５０の外周に配置し、充填剤の嵩が減少した場合に、手動によりピストン１５０を加圧可能とされている。
【００４８】
図６（ｂ）は、落下防止ボルト５１０及び押しボルト５２０がピストン１５０と接触する位置を示している。図６（ｂ）に示すように、加圧治具５００の落下防止ボルト５１０は、ピストン１５０の中心位置に配置し、押しボルト５２０は落下防止ボルト５１０の外周でピストン１５０と接触している。なお、図６（ａ）及び（ｂ）は、例示であり、加圧治具５００の押しボルト５２０だけでなく、ピストン１５０の側面に配置されたシール材を固定するシールボルト、ピストン１５０を加圧した状態で固定する固定ボルトなどを配置してもよい。つまり、加圧治具５００は、ピストン１５０を固定又は加圧できるボルトであれば適用可能であり、それらを複数備えてもよい。
【００４９】
以上、説明したように、本発明の第１の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置１０００は、カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００に吊り上げ状態で固定し、かつ、充填剤３６０をピストン１５０で加圧した後に、充填剤加圧機構１００からカラム容器３１０を分離させ、カラム容器３１０内の充填剤３６０を加圧治具５００で加圧することで、クロマトグラフィ操作の際に設置スペースを小さくすることができ、設備コストを低減できる。
また、クロマトグラフィ用のカラムが複数必要な場合、１組の装置架台２００及び充填剤加圧機構１００により複数の充填カラムを作製することができるため、設備コストを低減できる。その際に、径の異なる充填カラムを作製する場合には、それぞれのカラム容器３１０の上部フランジのサイズを合わせておくか、または、カラム容器接続工程にてカラム容器３１０の上部フランジ３２０とカラムベース１７０を接続できるように、レデューサーや接続治具を上部フランジ３２０とカラムベースの間に接続することで、１組の装置架台２００及び充填剤加圧機構１００により充填カラムの作製ができる。
さらには、カラム容器３１０に加圧治具５００を配置するため、充填剤加圧機構１００からピストン１５０及びカラム容器３１０を分離した後もピストン１５０のゆるみを防止し、充填剤の加圧を充分に行うことができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図７を基に本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置２０００では、カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００に吊り上げる際に、カラム容器３１０と充填剤加圧機構２１００とに連結されたカラム容器吊り上げ調整ナット２１２０により行うことに特徴がある。なお、図７に示すクロマトグラフィ装置２０００は、装置架台２００に油圧ジャッキ１１０を設置する構成と、カラム容器３１０と、装置架台２００とを連結するカラム容器吊り上げ調整ナット２１２０を用いて吊り上げる構成以外、図１に示すクロマトグラフィ装置１０００と同一の構成であるため、同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】
図７に示したクロマトグラフィ装置２０００は、充填剤加圧機構１００として、油圧ジャッキ１１０、ロッド１２０、カラム容器吊り上げ調整ナット２１２０及びカラム容器固定ボルト２１１０を配置している。カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００に吊り上げる際には、カラム容器３１０をカラム容器固定ボルト２１１０に接続し、カラム容器吊り上げ調整ナット２１２０を調整することによりカラム容器固定ボルト２１１０を上昇させて、カラム容器３１０を吊り上げる。そして、カラム容器３１０内の充填剤３６０を油圧ジャッキ１１０のロッド１２０に連結されたピストン１５０で加圧している。充填剤３６０を加圧した後は、カラム容器吊り上げ調整ナット２１２０を調整して、カラム容器３１０を下降させ、カラム容器３１０のキャスター脚３４０を地面に着地させている。この際に、充填剤３６０のスラリーが充填されたカラム容器３１０を吊り上げてピストン１５０により充填剤３６０を加圧しても、空のカラム容器３１０を吊り上げてから充填剤３６０のスラリーを充填し、カラム容器３６０にピストン１５０を挿入して充填剤３６０を加圧するようにしてもよい。
【００５２】
本発明の第２の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置２０００は、カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００に吊り上げ状態で固定し、かつ、充填剤をピストン１５０で加圧した後に、充填剤加圧機構１００からカラム容器３１０を分離させ、カラム容器３１０内の充填剤３６０を図６に示す加圧治具５００で加圧することで、クロマトグラフィ操作を行うクリーンルーム等にて、装置の小型・軽量化を図ることができ、設備コストを低減できる。また、カラムに加圧治具５００を配置するため、充填剤加圧機構１００からピストン１５０及びカラム容器３１０を分離した後もピストン１５０のゆるみを防止し、充填剤３６０の加圧を充分に行うことができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０００、２０００…クロマトグラフィ装置、１００…充填剤加圧機構、１５０…ピストン、２００…装置架台、３００…カラム容器機構、４２０…カラム容器接続用治具、５００…加圧治具。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラムに関する。より詳細には、医薬品やファインケミカル剤製品などの分離・精製工程で用いられるクロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特に微生物生産物質を取り扱うバイオテクノロジーや医薬品製造分野を中心に、クロマトグラフィ装置が使用されている。
【０００３】
ここで、従来の常時加圧式のクロマトグラフィ装置は、充填剤加圧機構、装置架台及びカラム容器を分離することなく充填剤加圧機構により充填層を加圧しながらクロマトグラフィ操作を行う構造であった。そのため、カラム容器内に充填剤を加圧調整した後も、充填層加圧機構、装置架台及びカラム容器が一体になったままで、装置全体が大きく、重くなってしまうという問題があった。また、充填剤加圧機構を手締め方式にして比較的小型、軽量化を図ったクロマトグラフィ装置でも、充填剤加圧機構とカラム容器とが一体となっており、分離できなかった。
【０００４】
一方で、医薬品等の製造は雑菌等の混入を避けるため、クリーンルーム内で行われる傾向にある。クリーンルームは、内部環境を清浄で無菌的に維持できるよう特別に設計された空間であり、大型な装置や過大な重量物、複雑な構造物を外部から持ち込むのは好ましくない。
【０００５】
特許文献１は、クロマトグラフィ装置の構成を容易ないしは小型のものとすることについて提案している。この特許文献１は、クロマトグラフィ装置におけるパックドカラム（カラム容器）を側周面が突出したピストン状キャップにより、パックドカラムの内壁面に係止する構成を有している。また、特許文献１は、クロマトグラフィ装置におけるパックドカラムを取り出すことが可能な構成を有している。
【０００６】
しかし、上述した特許文献１では、パックドカラムの内壁面に係止するピストン状キャップを用いているため、充填剤に十分な圧力をかけられないという問題があった。また、パックドカラムだけを装置から取り出して、クロマトグラフィ操作に用いる際にも、ピストン状キャップにゆるみが生じてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−４２０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、カラム容器を充填剤加圧機構から分離した後でも、カラム容器内でのピストンのゆるみを防止し、かつ、カラムの移動が容易で、省スペース化及び設備コストの削減を図ることができるクロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施の形態によると、装置架台と、充填剤が充填されるカラム容器と、充填剤を加圧するピストンと、前記装置架台上に配置され、前記カラム容器を吊り下げ状態で固定し、前記ピストンに連結可能な油圧ジャッキを含む充填剤加圧機構と、を備え、前記カラム容器は前記充填剤加圧機構から分離可能であり、前記カラム容器を前記充填剤加圧機構から分離した後に、前記カラム容器内の前記充填剤を加圧する加圧治具を備えるクロマトグラフィ装置が提供される。
【００１０】
前記油圧ジャッキと前記カラム容器とを連結するカラム容器接続用治具を有してもよい。
【００１１】
前記カラム容器接続用治具は、前記充填剤加圧機構に設けてもよい。
【００１２】
本発明の一実施の形態によると、カラム容器を吊り上げて装置架台に固定し、油圧ジャッキを含む充填剤加圧機構にピストンを連結して、前記油圧ジャッキで前記カラム容器内に前記ピストンを押し込むことにより、前記カラム容器内に充填された充填剤を加圧し、前記ピストンが内蔵された前記カラム容器を前記装置架台及び前記充填剤加圧機構から分離し、分離した前記カラム容器内の前記充填剤を加圧治具で加圧するクロマトグラフィカラムの作製方法が提供される。
【００１３】
前記油圧ジャッキと前記カラム容器とを連結するカラム容器接続用治具を有してもよい。
【００１４】
前記カラム容器接続用治具は、前記充填剤加圧機構に設けてもよい。
【００１５】
本発明の一実施の形態によると、カラム容器と、前記カラム容器内に設けられ、充填剤を加圧するピストンと、前記カラム容器の下部に設けられた固定蓋と、前記固定蓋に設けられたキャスター脚及び前記カラム容器を所定場所で安定させるカラム容器固定部と、前記ピストン上に設けられ前記カラム容器内の充填剤を加圧する複数のボルトと加圧フランジとを含む加圧治具と、を備えるクロマトグラフィカラムが提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、カラム容器内の充填剤をピストンで加圧し、カラム容器を充填剤加圧機構から分離した後でも、ピストンの加圧がカラム容器内でゆるむことを防止するクロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラムを提供することができる。
【００１７】
本発明によれば、充填剤を加圧済のカラム容器を充填剤加圧機構から分離するため、クロマトグラフィ装置としてのカラム容器を分離精製室（クリーンルーム）へ移動することが容易になり、分離精製室（クリーンルーム）の省スペース化を図るクロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラムを提供することができる。
【００１８】
本発明によれば、カラム容器内への充填剤の充填操作を分離精製室（クリーンルーム）の外で実施できるため、分離精製室の汚染を防ぎ、原液汚染の可能性も低減でき、品質管理を容易にするクロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラムを提供することができる。
【００１９】
本発明によれば、クロマトグラフィ用のカラムが複数必要な場合、１組の装置架台及び充填剤加圧機構により複数の充填カラムを作製することができるため、設備コストを低減するクロマトグラフィ装置、クロマトグラフィカラムの作製方法及びクロマトグラフィカラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のクロマトグラフィ装置のＩＩ−ＩＩ線での断面図、（ｂ）は、図１のクロマトグラフィ装置におけるカラム容器３１０の概略上面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置におけるカラム容器吊り上げ方法を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るカラムを示す概略断面図である。
【図６】（ａ）は、充填剤を加圧する加圧治具を示す概略斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ１断面を示す概略断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態に係るクロマトグラフィ装置及びクロマトグラフィのカラムの処理方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置１０００を示す概略断面図である。図１に示したクロマトグラフィ装置１０００は、充填剤加圧機構１００、ピストン１５０、装置架台２００、カラム容器機構３００を備えている。ここで、図１においては、予めカラム容器機構３００におけるカラム容器３１０内に充填剤３６０を充填して、カラム容器機構３００を吊り上げて充填剤加圧機構１００におけるカラムベース１７０に固定している様子を示している。なお、図１は例示であり、カラム容器機構３００におけるカラム容器３１０は、カラム容器３１０を吊り上げて充填剤加圧機構１００におけるカラムベース１７０に固定した後に充填剤を導入してもよい。
【００２３】
図１に示した本発明の第１の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置１０００の充填剤加圧機構１００は、油圧ジャッキ１１０、ロッド１２０、クランプ１４０、ジャッキベース１６０、カラムベース１７０及び支柱１８０を備えている。
【００２４】
充填剤加圧機構１００の油圧ジャッキ１１０は、復動式の油圧ジャッキ１１０を使用している。なお、復動式の油圧ジャッキ１１０とは、上昇時又は下降時の両方に油圧をかけることができるものをいう。ここで、図１に示した油圧ジャッキ１１０は、例示であり、本発明の第１の実施の形態では、ピストン１５０を下降させ、カラム容器３１０内に圧力を加える際に用いている。また、後述するように、油圧ジャッキ１１０は、カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００まで上昇させたり、充填剤の加圧後に充填カラムを下降させたりする際に用いることもできる。
【００２５】
ロッド１２０は、一方が油圧ジャッキ１１０に連結されている。このロッド１２０のもう一方は、クランプ１４０によりピストン１５０が連結されている。ここで、図１において、ロッド１２０には、充填剤３６０を加圧するためのピストン１５０が連結されているが、後述のカラム容器上昇工程、カラム容器接続工程及びカラム容器下降工程においては、図３のようにカラム容器接続用治具４２０を連結し、該カラム容器接続用治具４２０にカラム容器３１０の上部フランジ３２０が接続されるようにしてもよい。
【００２６】
ピストン１５０は、カラム容器３１０内の充填剤３６０を加圧するために用いている。また、ピストン１５０は、カラム容器３１０の内径Ｒと同一径を有している。ピストン１５０には、液導入口１４５を配置しており、クロマトグラフィ操作の際に、この液導入口１４５からカラム容器３１０内に被処理液を導入させる。なお、ピストン１５０は、シール材が側面に形成され、シール材によって、カラム容器３１０内にてピストン１５０を下降させる際や、クロマトグラフィ操作の際に充填剤や液がピストン１５０とカラム容器３１０との間から漏れないように構成している。
【００２７】
ジャッキベース１６０は、油圧ジャッキ１１０を上部に配置し、油圧ジャッキ１１０のロッド１２０に合わせて円形状の孔が形成されている。この油圧ジャッキ１１０は、ジャッキベース１６０に油圧ジャッキ固定用ボルト１１３により固定されている。油圧ジャッキ１１０から延在するロッド１２０には、ピストン１５０又はカラム容器３１０の上部フランジ３２０に設けられた１６個のボルト穴４１２とカラムベース１７０の下面に設けられた１６個のボルト穴４１１の位置合わせに用いるカラム容器固定用治具４２０をクランプ１４０により連結可能としている。なお、クランプ１４０は、カラム径が小さく、重量が小さいときには、ワンタッチジョイントを使用するとピストン１５０やカラム容器固定用治具４２０の着脱が容易となる。
【００２８】
カラムベース１７０は、図２（ａ）に示すように、ピストン１５０と同一径又は同一より大きい径のホール４３０を有し、カラム接続用治具を嵌め込むための孔４１０及びボルト穴４１１を備えている。また、カラムベース１７０は、ピストン１５０をロッド１２０に連結する際に設けるピストン引き込み用レール（図示せず）を固定するレール固定部１９１を備えている。カラムベース１７０には、カラム容器３１０の上部フランジ３２０がカラム固定用ボルト１９４により固定されることで、カラム容器３１０が吊り下げられた状態で固定されている。
【００２９】
装置架台２００は、充填剤加圧機構１００が上部に接触して配置され、内部に吊り下げられたカラム容器３１０を配置している。装置架台２００と接触して充填剤加圧機構１００を配置して、充填剤加圧機構１００にカラム容器３１０を固定させることによって、カラム容器３１０の重量を分散させることができる。
【００３０】
カラム容器機構３００は、カラム容器３１０、キャスター脚３４０及びカラム容器固定部３５０を備えている。また、カラム容器３１０は上部フランジ３２０及び下部フランジ３３０を備えている。ここで、図１に示したカラム容器機構３００は、予め充填剤加圧機構１００に吊り下げ状態で示しているが、後述するように、カラム容器機構１００をカラムベース１７０まで吊り上げる際には、油圧ジャッキ１１０によって、行ってもよい。
【００３１】
カラム容器３１０の上部フランジ３２０は、ボルト穴４１２を備えている。カラム容器３１０としては、大きさが直径５０〜２０００ｍｍ、長さ５０〜３０００ｍｍＬのものを用いること（本第１の実施の形態では、直径３００ｍｍ、長さ７２０ｍｍＬ）が好適である。このカラム容器３１０の大きさは設計時に任意に変更してもよい。カラム容器３１０の材質は、樹脂製又は金属製のものを使用可能である。このカラム容器の材質も任意に変更してもよい。カラム容器３１０の下部フランジ３３０には、クロマトグラフィ操作の際に充填剤層３６０を通過した液を排出する液排出口（図示せず）を中央に備えた固定蓋３３３がボルト３３１により固定されている。固定蓋３３３の下部には、カラム容器３１０を移動させる際に用いるキャスター脚３４０及びカラム容器３１０を充填剤加圧機構１００から分離したカラム容器３１０を安定させるためのカラム容器固定部３５０を有している。
【００３２】
ここで、図２（ａ）、図２（ｂ）及び図３を参照して、カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００に吊り上げる方法について説明する。図２（ａ）は、図１に示したクロマトグラフィ装置１０００のＩＩ−ＩＩ線での断面図、（ｂ）は、図１に示したクロマトグラフィ装置におけるカラム容器機構３００を示す概略上面図である。ここで、図２（ａ）は、カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００に吊り上げる前の状態を示している。
【００３３】
図２（ａ）では、装置架台２００及びカラム加圧機構１００の一部であるカラムベース１７０を示しいている。カラムベース１７０は、２箇所のカラム接続用治具の孔４１０及び１４個のボルト穴４１１を備え、さらに、カラムベース１７０の中心部におけるホール４３０は、ピストン１５０と同一径又は同一径より大きい径を有し、ピストン１５０の上方からの挿入が容易になるように、上部ほど径が大きくなるテーパ状にホール４３０が形成されている。２個のカラム接続用治具の孔４１０は、１６本のナット４１１のいずれかに合わせて、カラム接続用治具４２０をカラム接続用治具の孔４１０に嵌め合わせることで容易にカラム容器３１０と位置合わせすることができる。
【００３４】
次に、図２（ｂ）に示したカラム容器機構３００は、カラム容器３１０の上部フランジ３２０に形成された１６個のボルト穴４１２及びカラム容器３１０の下部にカラム容器固定部３５０を有している。この１６個のボルト穴４１２は、上述したカラムベース１７０の下面に設けられた１４個のボルト穴４１１及びカラム接続用治具４２０の両端のボルト穴４２１の計１６個のボルト穴と対応しており、１６本のボルトが上部フランジ３２０の下側から螺合されている。なお、ボルト穴４１１、４１２の数はこれに限定されない。また、十分に上部フランジ３２０をカラムベース１７０に固定できていれば、ボルト穴４１１の全部にボルトを通すようにしても、その一部に通すようにしてもよい。
【００３５】
次に、カラム接続用治具の孔４１０にカラム接続用治具４２０を嵌合して、カラム容器機構３００の上部フランジ３２０と充填剤加圧機構１００のカラムベース１７０とを連結する様子について図３を参照して説明する。
【００３６】
図３のように、充填剤加圧機構１００のカラムベース１７０はピストン１５０が貫通可能なピストン１５０と同一径又は同一径より大きい径のホール４３０を有している。このカラムベース１７０には、カラム容器接続用治具を嵌合するための孔４１０が形成されている。なお、カラム容器接続用治具４２０は、油圧ジャッキ１１０のロッド１２０にクランプ１４０を用いて連結している。ここで、カラム容器接続用治具４２０の形状は、棒状のものだけではなく、例えば、十字型のもの等を用いてもよい。つまり、このカラム容器接続用治具４２０の形状は、カラム容器３１０を固定できれば、限定されない。
【００３７】
ホール４３０の周囲には、ホール４３０を囲むように１４個のボルト穴４１１及び２個のカラム接続用治具の孔４１０が設けられている。ボルト穴４１１及びカラム接続用治具の孔４１０は、隣接するボルト穴４１１の中心同士及びボルト穴４１１の中心とカラム接続用治具の孔４１０にカラム接続用治具４２０（図３（ａ）中の点線）を嵌合させた際のカラム接続用治具４２０の両端のボルト穴４２１の中心との距離が全て同じになるように配置されている。そうすることにより、後述のカラム容器３１０の上部フランジ３２０に設けられた１６個のボルト穴４１２が、カラムベース１７０に設けられた１４個のボルト穴４１１及びカラム接続用治具４２０をカラムベース１７０に設けられたカラム接続用治具の孔４１０に嵌合させた時のカラム接続用治具４２０の両端のボルト穴４２１に合わせられるようになる。具体的には、後述のカラム容器上昇工程及びカラム容器接続工程において、カラム容器３１０の上部フランジ３２０とカラムベース１７０のボルト穴４１１の位置を容易に合わせることができる。
【００３８】
ここで、図示しないが、ピストン１５０をクランプ１４０よりロッド１２０に取り付ける動作について説明する。カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００のカラムベース１７０に吊り上げ状態に固定した後に、クランプ１４０を外してカラム容器接続用治具４２０をロッド１２０から取り外す。次に、台車が配置されたピストン引き込み用レール（図示せず）をカラムベース１７０のレール固定部１９１に嵌合する。次に、ピストン１５０を持ち上げ、ピストン引き込み用レール上の台車に乗せる。そして、ピストン１５０の中心を油圧ジャッキ１１０のロッド１２０の下に移動させて位置合わせを行う。位置合わせを行った後、ピストン１５０をクランプ１４０よりロッド１２０に連結して、ピストン引き込み用レールをレール固定部１９１から取り外す。
【００３９】
本第１の実施の形態でのクロマトグラフィ装置における充填カラムの作製方法は以下のとおり、カラム容器上昇工程、カラム容器接続工程、充填剤加圧工程、充填カラム分離工程および加圧治具接続工程からなる。
［カラム容器上昇工程］
次に、油圧ジャッキ１１０によるカラム容器３１０上昇工程について説明する。
（１）ロッド１２０にカラム接続用治具４２０を連結し、クランプ１４０で固定する。
（２）カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００の下方に設置する。
（３）カラム接続用治具４２０がカラム容器３１０の上部フランジ３２０に接するまで油圧ジャッキ１１０を下降させる。
（４）カラム接続用治具４２０の両端に設けられたボルト穴４２１を、カラム容器３１０の上部フランジ３２０に設けられたボルト穴４１２のうち２箇所のボルト穴４１２に合わせ、ボルト４２２をカラム接続用治具４２０のボルト穴４２１及び上部フランジ３２０の当該２箇所のボルト穴４１２に通して固定することにより、カラム接続用治具４２０と上部フランジ３２０とを接続する。
（５）油圧ジャッキ１１０を上昇させることによりカラム容器３１０を吊り上げる。カラム接続用治具４２０がカラムベース１７０に設けられたカラム接続用治具の孔４１０に下方から嵌合され、上部フランジ３２０がカラムベース１７０に接する直前まで油圧ジャッキ１１０を上昇させる。カラム接続用治具４２０がカラムベース１７０に設けられたカラム接続用治具の穴４１０に嵌合されることにより、上部フランジ３２０のボルト穴４１２のうちボルト４２２が通されていない１４箇所のボルト穴４１２の位置が、自動的にカラムベース１７０の１４箇所のボルト穴４１１の位置と合うようになる。
【００４０】
［カラム容器接続工程］
次に、カラム容器３１０をカラムベース１７０に接続する工程について説明する。
（１）上部フランジ３２０のボルト穴４１２のうちボルト４２２が通されていないボルト穴４１２の下方からボルト１９４を通し、上部フランジ３２０及びカラムベース１７０を接続する。この際、ボルト４２２が通されていない１４箇所のボルト穴４１２の全てにボルト１９４を通してもよいし、数カ所だけに通してもよい。
（２）カラム接続用治具４２０の両端と上部フランジ３２０とを固定しているボルト４２２を取り外し、クランプ１４０を外して、カラム接続用治具４２０をロッド１２０から取り外す。この際、カラム接続用治具４２０を取り外しても、ボルト１９４により上部フランジ３２０及びカラムベース１７０が接続されているため、カラム容器３１０が落下することはない。
【００４１】
［充填剤加圧工程］
次に、油圧ジャッキ１１０により、上述したピストン１５０を押し下げて、カラム容器３１０内の充填剤を加圧する。図４は、図１のクロマトグラフィ装置１０００におけるピストン１５０がカラム容器３１０内にて押し下げられた状態を示している。
【００４２】
［充填カラム分離工程］
（１）カラム容器３１０内における充填剤の加圧が終わると、ピストン１５０がカラム容器３１０内に押し下げられた状態で、クランプ１４０を外し、油圧ジャッキ１１０のロッド１２０とピストン１５０とを分離させる。
（２）ピストン１５０の代わりにカラム接続用治具４２０とロッド１２０をクランプ１４０により取り付け、カラム接続用治具４２０の向きを調整しながらカラム接続用治具４２０をカラムベース１７０に設けられたカラム接続用治具の孔４１０に上方から嵌合させる。
（３）ボルト４２２をカラム接続用治具４２０のボルト穴４２１及び上部フランジ３２０の当該２箇所のボルト穴４１２に通して固定することにより、カラム接続用治具４２０と上部フランジ３２０とを接続する。
（４）上部フランジ３２０及びカラムベース１７０を接続している全てのボルト１９４を外し、上部フランジ３２０及びカラムベース１７０を分離する。この際、ボルト１９４を全て取り外しても、ボルト４２２により上部フランジ３２０及びカラム接続用治具４２０が接続されているため、カラム容器３１０が落下することはない。
（５）油圧ジャッキ１１０によりロッド１２０を下降させて、カラム容器３１０を地面に着地させる。
（６）カラム接続用治具４２０の両端と上部フランジ３２０とを固定しているボルト４２２を取り外す。
【００４３】
図５は、充填剤加圧機構１００から分離させたクロマトグラフィカラムを示す概略断面図である。図５に示したクロマトグラフィカラムは、カラム容器３１０、ピストン１５０、加圧治具５００を備えている。カラム容器３１０は、充填剤が充填され、ピストン１５０によって、加圧されている状態である。
【００４４】
充填剤は、ピストン１５０によって、加圧されているが、ピストン１５０の重量のみの加圧ではピストン１５０の加圧にゆるみが生じるため、カラムを充填剤加圧機構から分離させた後は、加圧治具接続工程として、加圧治具５００によって充填剤を加圧する。この加圧治具５００は、加圧フランジ５３０で固定し、押しボルト５２０によって、ピストン１５０に下方向の圧力をかけて、充填剤３６０を加圧している。また、図５に示した落下防止ボルト５１０は、充填剤をカラム容器３１０の下部に設けられた充填剤排出口（図示せず）から抜き出す場合に、ピストン１５０が自重によって急激に押し下がらないように配置している。
【００４５】
ここで、カラム容器３１０は、充填させる充填剤によって、カラム容器３１０の形状又は構成を変更させてもよい。例えば、充填剤を自然沈降させる場合には、カラム容器３１０の上部フランジ３２０上に延長カラムをフランジ及びボルトによって螺合し、充填剤を分離させて余分な液を排除させてもよい。また、カラム容器３１０の側面に充填剤を充填させる導入口を設けることで、カラム容器３１０内にピストン１５０を入れたままで、充填剤をカラム容器３１０内に充填させることができ、カラム容器３１０の上部が大気開放されないため、大気からカラム容器３１０内に汚染物が混入するのを防止できる。
【００４６】
次に、加圧治具５００について図６（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。図６（ａ）は、図５のカラム容器３１０内の充填剤を加圧させる際に用いる、加圧治具５００を示す概略構成図、（ｂ）は、（ａ）における加圧治具５００のＡ−Ａ１の断面を示す概略断面図である。なお、図６（ａ）及び（ｂ）は、例示であり、加圧治具５００の押しボルト５２０及び落下防止ボルト５１０は、図示した本数に限定されず、充填剤を加圧できればよい。
【００４７】
図６（ａ）及び（ｂ）に示した加圧治具５００は、カラム容器３１０の上部フランジ３２０と同一径で周縁部に上部フランジ３２０のボルト穴４１２と同数のボルト穴を有する加圧フランジ５３０を有する。加圧フランジ５３０は、その周縁部のボルト穴全てにボルト５４０を通すことにより、上部フランジ３２０に固定されている。また、加圧治具５００は、加圧フランジ５３０の中央に落下防止ボルト５１０、落下防止ボルト５１０の外周かつ外縁のボルト穴の内周に押しボルト５２０を有している。落下防止ボルト５１０は、加圧フランジ５３０の中央に設けられたネジ切りされていないボルト穴５１１を通し、ピストン１５０の中央に設けられたネジを切ったボルト穴５１２に螺合され、充填剤を下部から抜いた場合にピストン１５０がカラム容器３１０の下方に落下しないように固定している。押しボルト５２０は、ピストン１５０の外周に配置し、充填剤の嵩が減少した場合に、手動によりピストン１５０を加圧可能とされている。
【００４８】
図６（ｂ）は、落下防止ボルト５１０及び押しボルト５２０がピストン１５０と接触する位置を示している。図６（ｂ）に示すように、加圧治具５００の落下防止ボルト５１０は、ピストン１５０の中心位置に配置し、押しボルト５２０は落下防止ボルト５１０の外周でピストン１５０と接触している。なお、図６（ａ）及び（ｂ）は、例示であり、加圧治具５００の押しボルト５２０だけでなく、ピストン１５０の側面に配置されたシール材を固定するシールボルト、ピストン１５０を加圧した状態で固定する固定ボルトなどを配置してもよい。つまり、加圧治具５００は、ピストン１５０を固定又は加圧できるボルトであれば適用可能であり、それらを複数備えてもよい。
【００４９】
以上、説明したように、本発明の第１の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置１０００は、カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００に吊り上げ状態で固定し、かつ、充填剤３６０をピストン１５０で加圧した後に、充填剤加圧機構１００からカラム容器３１０を分離させ、カラム容器３１０内の充填剤３６０を加圧治具５００で加圧することで、クロマトグラフィ操作の際に設置スペースを小さくすることができ、設備コストを低減できる。
また、クロマトグラフィ用のカラムが複数必要な場合、１組の装置架台２００及び充填剤加圧機構１００により複数の充填カラムを作製することができるため、設備コストを低減できる。その際に、径の異なる充填カラムを作製する場合には、それぞれのカラム容器３１０の上部フランジのサイズを合わせておくか、または、カラム容器接続工程にてカラム容器３１０の上部フランジ３２０とカラムベース１７０を接続できるように、レデューサーや接続治具を上部フランジ３２０とカラムベースの間に接続することで、１組の装置架台２００及び充填剤加圧機構１００により充填カラムの作製ができる。
さらには、カラム容器３１０に加圧治具５００を配置するため、充填剤加圧機構１００からピストン１５０及びカラム容器３１０を分離した後もピストン１５０のゆるみを防止し、充填剤の加圧を充分に行うことができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図７を基に本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置２０００では、カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００に吊り上げる際に、カラム容器３１０と充填剤加圧機構２１００とに連結されたカラム容器吊り上げ調整ナット２１２０により行うことに特徴がある。なお、図７に示すクロマトグラフィ装置２０００は、装置架台２００に油圧ジャッキ１１０を設置する構成と、カラム容器３１０と、装置架台２００とを連結するカラム容器吊り上げ調整ナット２１２０を用いて吊り上げる構成以外、図１に示すクロマトグラフィ装置１０００と同一の構成であるため、同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】
図７に示したクロマトグラフィ装置２０００は、充填剤加圧機構１００として、油圧ジャッキ１１０、ロッド１２０、カラム容器吊り上げ調整ナット２１２０及びカラム容器固定ボルト２１１０を配置している。カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００に吊り上げる際には、カラム容器３１０をカラム容器固定ボルト２１１０に接続し、カラム容器吊り上げ調整ナット２１２０を調整することによりカラム容器固定ボルト２１１０を上昇させて、カラム容器３１０を吊り上げる。そして、カラム容器３１０内の充填剤３６０を油圧ジャッキ１１０のロッド１２０に連結されたピストン１５０で加圧している。充填剤３６０を加圧した後は、カラム容器吊り上げ調整ナット２１２０を調整して、カラム容器３１０を下降させ、カラム容器３１０のキャスター脚３４０を地面に着地させている。この際に、充填剤３６０のスラリーが充填されたカラム容器３１０を吊り上げてピストン１５０により充填剤３６０を加圧しても、空のカラム容器３１０を吊り上げてから充填剤３６０のスラリーを充填し、カラム容器３６０にピストン１５０を挿入して充填剤３６０を加圧するようにしてもよい。
【００５２】
本発明の第２の実施の形態に係るクロマトグラフィ装置２０００は、カラム容器３１０を充填剤加圧機構１００に吊り上げ状態で固定し、かつ、充填剤をピストン１５０で加圧した後に、充填剤加圧機構１００からカラム容器３１０を分離させ、カラム容器３１０内の充填剤３６０を図６に示す加圧治具５００で加圧することで、クロマトグラフィ操作を行うクリーンルーム等にて、装置の小型・軽量化を図ることができ、設備コストを低減できる。また、カラムに加圧治具５００を配置するため、充填剤加圧機構１００からピストン１５０及びカラム容器３１０を分離した後もピストン１５０のゆるみを防止し、充填剤３６０の加圧を充分に行うことができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０００、２０００…クロマトグラフィ装置、１００…充填剤加圧機構、１５０…ピストン、２００…装置架台、３００…カラム容器機構、４２０…カラム容器接続用治具、５００…加圧治具。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置架台と、
充填剤が充填されるカラム容器と、
充填剤を加圧するピストンと、
前記装置架台上に配置され、前記カラム容器を吊り下げ状態で固定し、前記ピストンに連結可能な油圧ジャッキを含む充填剤加圧機構と、を備え、
前記カラム容器は前記充填剤加圧機構から分離可能であり、前記カラム容器を前記充填剤加圧機構から分離した後に、前記カラム容器内の前記充填剤を加圧する加圧治具を備えることを特徴とするクロマトグラフィ装置。
【請求項２】
前記油圧ジャッキと前記カラム容器とを連結するカラム容器接続用治具を有することを特徴とする請求項１に記載のクロマトグラフィ装置。
【請求項３】
前記カラム容器接続用治具は、前記充填剤加圧機構に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のクロマトグラフィ装置。
【請求項４】
カラム容器を吊り上げて装置架台に固定し、
油圧ジャッキを含む充填剤加圧機構にピストンを連結して、前記油圧ジャッキで前記カラム容器内に前記ピストンを押し込むことにより、前記カラム容器内に充填された充填剤を加圧し、
前記ピストンが内蔵された前記カラム容器を前記装置架台及び前記充填剤加圧機構から分離し、
分離した前記カラム容器内の前記充填剤を加圧治具で加圧することを特徴とするクロマトグラフィカラムの作製方法。
【請求項５】
前記油圧ジャッキと前記カラム容器とを連結するカラム容器接続用治具を有することを特徴とする請求項４に記載のクロマトグラフィカラムの作製方法。
【請求項６】
前記カラム容器接続用治具は、前記充填剤加圧機構に設けられることを特徴とする請求項４又は５に記載のクロマトグラフィカラムの作製方法。
【請求項７】
カラム容器と、
前記カラム容器内に設けられ、充填剤を加圧するピストンと、
前記カラム容器の下部に設けられた固定蓋と、
前記固定蓋に設けられたキャスター脚及び前記カラム容器を所定場所で安定させるカラム容器固定部と、
前記ピストン上に設けられ前記カラム容器内の充填剤を加圧する複数のボルトと加圧フランジとを含む加圧治具と、
を備えることを特徴とするクロマトグラフィカラム。
【請求項１】
装置架台と、
充填剤が充填されるカラム容器と、
充填剤を加圧するピストンと、
前記装置架台上に配置され、前記カラム容器を吊り下げ状態で固定し、前記ピストンに連結可能な油圧ジャッキを含む充填剤加圧機構と、を備え、
前記カラム容器は前記充填剤加圧機構から分離可能であり、前記カラム容器を前記充填剤加圧機構から分離した後に、前記カラム容器内の前記充填剤を加圧する加圧治具を備えることを特徴とするクロマトグラフィ装置。
【請求項２】
前記油圧ジャッキと前記カラム容器とを連結するカラム容器接続用治具を有することを特徴とする請求項１に記載のクロマトグラフィ装置。
【請求項３】
前記カラム容器接続用治具は、前記充填剤加圧機構に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のクロマトグラフィ装置。
【請求項４】
カラム容器を吊り上げて装置架台に固定し、
油圧ジャッキを含む充填剤加圧機構にピストンを連結して、前記油圧ジャッキで前記カラム容器内に前記ピストンを押し込むことにより、前記カラム容器内に充填された充填剤を加圧し、
前記ピストンが内蔵された前記カラム容器を前記装置架台及び前記充填剤加圧機構から分離し、
分離した前記カラム容器内の前記充填剤を加圧治具で加圧することを特徴とするクロマトグラフィカラムの作製方法。
【請求項５】
前記油圧ジャッキと前記カラム容器とを連結するカラム容器接続用治具を有することを特徴とする請求項４に記載のクロマトグラフィカラムの作製方法。
【請求項６】
前記カラム容器接続用治具は、前記充填剤加圧機構に設けられることを特徴とする請求項４又は５に記載のクロマトグラフィカラムの作製方法。
【請求項７】
カラム容器と、
前記カラム容器内に設けられ、充填剤を加圧するピストンと、
前記カラム容器の下部に設けられた固定蓋と、
前記固定蓋に設けられたキャスター脚及び前記カラム容器を所定場所で安定させるカラム容器固定部と、
前記ピストン上に設けられ前記カラム容器内の充填剤を加圧する複数のボルトと加圧フランジとを含む加圧治具と、
を備えることを特徴とするクロマトグラフィカラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２１５００８（Ｐ２０１１−２１５００８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８３６１８（Ｐ２０１０−８３６１８）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
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