説明

液体クロマトグラフィー装置及びその充填剤充填方法

【課題】カラム内の気泡残留を防止することができる液体クロマトグラフィー装置と、この液体クロマトグラフィー装置のカラムへの充填剤の充填方法を提供する。
【解決手段】クロマトカラム2と、該クロマトカラム2内に供給された充填剤又はそのスラリーを加圧するための可動栓3と、該可動栓3を駆動する駆動手段とを有する液体クロマトグラフィー装置において、クロマトカラム2の上部にテーパ部5aが設けられ、テーパ部5aに溢流口9が設けられている。可動栓3の上面側に囲壁11が立設されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体クロマトグラフィー装置に係り、特にクロマトカラム内の充填剤又はそのスラリーを可動栓で加圧するよう構成した液体クロマトグラフィー装置に関する。また、本発明は、この液体クロマトグラフィー装置のカラムに充填剤を充填する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
液体クロマトグラフィーは、天然物や発酵生産物、遺伝子組み替え等による培養生産物、合成反応物中の目的物質を目的の純度、精製速度で分離精製する手段として広く用いられている。
【0003】
特許文献1,2には、クロマトカラム(液体クロマトグラフィー用カラム)へ充填剤を充填する方法として、クロマトカラム内に充填剤スラリーを供給した後、可動栓を駆動手段で駆動させて該スラリーを加圧し、該可動栓を介してスラリー中の溶媒をクロマトカラム外に押し出し、充填剤の充填層を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2000−346833
【特許文献2】特開2005−321302
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
可動栓でスラリーを加圧するときに、可動栓と充填剤スラリーとの間にある空気が抜けにくく、カラム内に気泡として残り易い。カラム内に残った気泡は、容易には抜けきらない。例えば、可動栓でスラリーを加圧して、可動栓側の多孔質板を通してスラリー溶剤を押し出す操作によっても、容易には抜けきらない。可動栓と充填剤スラリーの間に残留した気泡は、可動栓による加圧の結果、可動栓と充填剤層の間で広がったり、あるいは、充填剤層の中に潜り込む。可動栓と充填層の間で気泡が広がった領域や、充填層中で気泡が潜り込んだ領域には液が流れない。この為、分離精製工程における液の均一分散流れが阻害され、分離精製効率が低下する。
【0006】
本発明は、カラム内の気泡残留を防止することができる液体クロマトグラフィー装置と、この液体クロマトグラフィー装置のカラムへの充填剤の充填方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1の液体クロマトグラフィー装置は、クロマトカラムと、該クロマトカラム内に供給された充填剤又はそのスラリーを加圧するための可動栓とを有する液体クロマトグラフィー装置において、該クロマトカラムの上部が、その下側よりも大径の大径部となっていることを特徴とするものである。
【0008】
請求項2の液体クロマトグラフィー装置は、請求項1において、前記大径部の少なくとも下部は、上方側ほど大径のテーパ部となっていることを特徴とするものである。
【0009】
請求項3の液体クロマトグラフィー装置は、請求項1又は2において、前記大径部に溢流口が設けられていることを特徴とするものである。
【0010】
請求項4の液体クロマトグラフィー装置は、請求項1ないし3のいずれか1項において、前記可動栓の上面側の周縁部に、該可動栓を周回する囲壁が立設されていることを特徴とするものである。
【0011】
請求項5の液体クロマトグラフィー装置の充填剤充填方法は、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の液体クロマトグラフィー装置に充填剤を充填する方法であって、前記可動栓を前記大径部又はそれよりも上方に位置させておき、前記クロマトカラム内に充填剤スラリーをスラリー液面が該大径部内となるように供給し、クロマトカラム内のスラリーを可動栓と大径部との間から上昇させるように可動栓を下降させ、次いで可動栓を前記大径部よりも下方まで下降させて充填剤を加圧して充填層を形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0012】
本発明の液体クロマトグラフィー装置では、クロマトカラムの上部を大径部としている。このクロマトカラム内に充填剤を充填するには、充填剤スラリーを、その液面がこの大径部に位置するようにクロマトカラム内に供給した後、可動栓を下降させる。スラリーの一部は、該可動栓と大径部との間を通って上昇する。この際、可動栓の下側に存在していた気泡がスラリー上昇流に伴われて流出する。その後、可動栓を大径部よりも下位まで下降させ、充填剤を加圧し、充填剤層を形成する。これにより、気泡が残留しない充填剤層が形成されるので、液体クロマトグラフィー装置の分離精製効率が向上する。
【0013】
大径部の少なくとも下部をテーパ部とすることにより、可動栓が大径部からその下側にスムーズに移動する。また、クロマトカラムから充填剤を取り出した後に大径部に充填剤が残留することが防止される。
【0014】
なお、可動栓の上面に囲壁を設けておくことにより、囲壁の内側に充填剤スラリーが入り込むことがなく、充填剤のこびりつきや、可動栓の腐食が防止される。
【0015】
大径部に溢流口を設けておくことにより、この溢流口からオーバーフローしたスラリーを回収して再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】実施の形態に係る液体クロマトグラフィー装置の構成図である。
【図2】充填層の形成方法を示す説明図である。
【図3】充填層の形成方法を示す説明図である。
【図4】充填層の形成方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第1図は実施の形態に係る液体クロマトグラフィー装置1を示しており、クロマトカラム2のカラム本体5及び可動栓3については縦断面にて示されている。
【0018】
この液体クロマトグラフィー装置1は、クロマトカラム2と、可動栓3と、シリンダ装置4等を備えている。クロマトカラム2は、カラム本体5と、該カラム本体5の下端に着脱可能に取り付けられた底蓋6と、該底蓋6に連なる液の流出管8及び該流出管8に設けられた開閉弁7と、カラム本体5の上部側面に設けられた充填剤スラリーの溢流口9等を備えている。
【0019】
カラム本体5の上部は、上方ほど拡径するテーパ部5aとなっており、該テーパ部5aよりも下側は、上下方向にわたって等径の円筒部5bとなっている。テーパ部5aの上下方向の途中に溢流口9が設けられている。溢流口9のレベルは、テーパ部5aの高さの0.2〜0.5倍程度であることが好ましい。テーパ部5aのテーパ角度θは5〜60°、特に10〜30°程度が好ましい。テーパ部5aの上下方向長さは、可動栓3の厚み(可動栓3の底面から囲壁11の上端までの距離)の0.2〜2倍、特に0.5〜1.5倍程度が好ましい。
【0020】
可動栓3の円盤状の本体部の上面に囲壁11が立設されている。この囲壁11は、可動栓3の周縁部を周回している。囲壁11の外周面は、可動栓3の本体部の外周面と面一状であってもよく、本体部外周面から若干(例えば可動栓3の本体部の半径の0〜30%、特に0〜10%程度)、可動栓3の軸心側に退いていてもよい。囲壁11は、図示の通り円筒状であるのが好ましいが、上方が小径となるテーパ状であってもよい。囲壁11は、可動栓3を充填剤の充填層を形成した状態において、該囲壁11の上端のレベルが溢流口9よりも上位となる高さを有する。
【0021】
可動栓3の下面には、充填剤を通さない通液性の多孔板12が設けられ、この多孔板12の上側に流路13が形成されている。この流路13は、液流路14を介して可動栓3外に連通している。
【0022】
シリンダ装置4は、シリンダ17と、該シリンダ17内のピストン(図示略)と、該ピストンに連なるピストンロッド18とを有している。このピストンロッド18の下端が可動栓3に連結されている。
【0023】
図示は省略するが、底蓋6の上面には、充填剤を通さない通液性の多孔板が設けられており、この多孔板の下側に形成された流路が前記流出管8に通じている。この多孔板及び流路の構造は、可動栓3と同様のものである。
【0024】
次に、以上の構成を有する液体クロマトグラフィー装置1への充填剤の充填方法を第2図〜第4図に基づいて説明する。
【0025】
この充填方法ではまず第2図の通り、充填用溶媒に充填剤を分散させてなる所定濃度の充填剤スラリーSを液面がテーパ部5aに位置するようになるまでクロマトカラム2内に供給する。スラリーSの液面がテーパ部5a内においてテーパ部5aの高さの0.2〜0.5倍の高さとなるようにスラリーSを供給するのが好ましい。
【0026】
次いで、第3図の通り、シリンダ装置4のロッド18を突出させて可動栓3を下降させる。可動栓3がスラリーSに達した後、さらに可動栓3を下降させると、可動栓3とテーパ部5aとの隙間からスラリーSが上昇し、溢流口9からスラリーSが流出する。カラム2外部にスラリー回収容器(図示略)を配置し、流出したスラリーSを回収するのが好ましい。このように、スラリーSが可動栓3の周囲を通り抜けて上昇するので、可動栓3の下側の気体もこのスラリーSと共に可動栓3の周囲を通ってスムーズに排出される。
【0027】
なお、この実施の形態では、可動栓3の上面に囲壁11を設けているので、可動栓3とテーパ部5aとの間を通って可動栓3の上側にスラリーSが上昇しても、このスラリーSは囲壁11の内側には入り込まない。
【0028】
可動栓3の下端がテーパ部5aの最下部に到達した後も、さらに可動栓3をゆっくりと下降させ、充填層から可動栓3側へ搾り出されたスラリー溶媒を液流路14から抜き出す。なお、開閉弁7も開としておき、底蓋6側からも溶媒を流出管8から抜き出す。
【0029】
第4図の通り、可動栓3を円筒部5b内まで下降させ、所定の圧力まで充填層を加圧した後、ピストンロッド18をロックする。その後、試料液を可動栓3側から充填層に通液し、分画された画分を流出管8から分取するクロマトグラフィ操作を行う。
【0030】
この実施の形態では、充填剤の充填層に気泡が残留しないので、クロマトグラフィ工程においてカラム内の液の流れが阻害されず、試料液がカラム内を均等に流れるようになり、分離精製効率が向上する。また、この実施の形態では、可動栓3の上側に囲壁11を設け、囲壁11内にスラリーSが入り込まないようにしているので、可動栓3の上面の腐食や充填剤のこびりつきなども防止される。
【0031】
上記実施の形態では、大径部をテーパ部5aのみで構成しているが、大径部の下部をテーパ部とし、大径部の上部を該テーパ部の上端と等径の円筒部としてもよい。
【0032】
上記実施の形態では、囲壁11を設けているが、可動栓として上下長さの長いものを用いてもよい。
【0033】
第1〜4図では、溢流口9を1個だけ図示しているが、溢流口9は、クロマトカラム2の周方向に間隔をおいて複数個設けられてもよい。
【符号の説明】
【0034】
1 液体クロマトグラフィー装置
2 クロマトカラム
3 可動栓
4 シリンダ装置
5 カラム本体
5a テーパ部
5b 円筒部
9 溢流口
11 囲壁
18 ピストンロッド

【特許請求の範囲】
【請求項1】
クロマトカラムと、該クロマトカラム内に供給された充填剤又はそのスラリーを加圧するための可動栓とを有する液体クロマトグラフィー装置において、
該クロマトカラムの上部が、その下側よりも大径の大径部となっていることを特徴とする液体クロマトグラフィー装置。
【請求項2】
請求項1において、前記大径部の少なくとも下部は、上方側ほど大径のテーパ部となっていることを特徴とする液体クロマトグラフィー装置。
【請求項3】
請求項1又は2において、前記大径部に溢流口が設けられていることを特徴とする液体クロマトグラフィー装置。
【請求項4】
請求項1ないし3のいずれか1項において、前記可動栓の上面側の周縁部に、該可動栓を周回する囲壁が立設されていることを特徴とする液体クロマトグラフィー装置。
【請求項5】
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の液体クロマトグラフィー装置に充填剤を充填する方法であって、
前記可動栓を前記大径部又はそれよりも上方に位置させておき、
前記クロマトカラム内に充填剤スラリーをスラリー液面が該大径部内となるように供給し、
クロマトカラム内のスラリーを可動栓と大径部との間から上昇させるように可動栓を下降させ、次いで可動栓を前記大径部よりも下方まで下降させて充填剤を加圧して充填層を形成することを特徴とする液体クロマトグラフィー装置の充填剤充填方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−159461(P2012−159461A)
【公開日】平成24年8月23日(2012.8.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−20845(P2011−20845)
【出願日】平成23年2月2日(2011.2.2)
【出願人】(000001063)栗田工業株式会社 (1,536)