説明

液体クロマトグラフィ装置及び液体クロマトグラフィ装置用フィルタ

【課題】簡易な構成によって、流入口からの液をフィルタに対し分散供給することができる液体クロマトグラフィ装置を提供する。
【解決手段】液体クロマトグラフィ装置1は、円筒形のカラム2と、該カラム2内に充填された充填剤3と、カラム2の上端側に配置された上側蓋体4と、下端側に配置された下側蓋体5と、上蓋体4の下側に配置された上側フィルタ6と、下蓋体5の上側に配置された下側フィルタ7とを備えている。フィルタ6の上面中央及びフィルタ7の下面中央には、それぞれ低透液性部分6a,7aが設けられている。低透液性部分6a,7aはフィルタ6,7の中央部に薄板又は薄膜を溶着させることにより形成されたものである。

【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装置に係り、特に流入口からの液の分散性が向上した液体クロマトグラフィ装置に関する。また、本発明は、この液体クロマトグラフィ装置に用いられるフィルタに関する。
【背景技術】
【0002】
複数の物質を含む混合液から各成分を分離し、また精製するため、液体クロマトグラフィ装置が利用されている。液体クロマトグラフィ装置では、筒状のカラム内部に充填剤が保持され、カラム両端にはフィルタ又はフリットと称される多孔質板状部材が配置されている。このフィルタ又はフリット(以下、フィルタという。)は、充填剤がカラム外部へ漏出しないようにカラム内部に保持する機能を有する。また、このフィルタは、分離・精製に供される液体試料をカラム横断面(すなわちカラム延伸方向に直交する方向での断面)方向に分散させ、液体試料がカラム内を一端側から他端側へ逆流せずにピストンフローで流れるようにする機能を有する。
【0003】
フィルタを構成する材料は、主として、ステンレス等の金属、または高密度ポリエチレン等の樹脂が一般的である。樹脂製のフィルタは金属製のフィルタに比べて強度が劣るため、カラム内部が高圧になる高圧クロマトグラフィ装置には、金属製のフィルタが用いられる。金属製のフィルタとして、特開平7−260763号公報には、ステンレス鋼の繊維を積層して焼結して得られた焼結金属フィルタが開示されている。
【0004】
特開2004−525384号公報には、フィルタの上側に配置する液分配部材として、板状本体部と、この板状本体部の中央に設けられた流入口と、板状本体部の下面において流入口に対面配置されたディスクとを有したものが記載されている。流入口(同号公報では「出口側連結部」)から流入してきた液は、ディスクに当って放射方向に分散されてからフィルタ(同号公報では「孔明きプレート」)の上面に供給され、フィルタを通過して充填剤と接触する。このように、流入口の下側にディスクを配置し、流入口からの液を放射方向に分散させることにより、流入液の充填剤層への供給が均等化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平7−260763号公報
【特許文献2】特開2004−525384号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記特開2004−525384号の液体クロマトグラフィ装置にあっては、別体のディスクを設けるようにしているため、部品点数が多い。
【0007】
本発明は、簡易な構成によって、流入口からの液をフィルタに対し分散供給することができる液体クロマトグラフィ装置を提供することを目的とする。また、本発明はこの液体クロマトグラフィ装置のためのフィルタ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】
【0008】
請求項1の液体クロマトグラフィ装置は、充填剤が充填されたカラムの一端に第1の蓋体が装着され、他端に第2の蓋体が装着され、該第1の蓋体には液の流入口が設けられ、第2の蓋体には液の流出口が設けられており、該第1の蓋体と充填剤との間に多孔質板状のフィルタが配置されている液体クロマトグラフィ装置において、該フィルタの該第1の蓋体への対向面のうち前記流入口近傍部分に、該フィルタよりも透液性が低い薄板又は薄膜が付着されていることを特徴とするものである。
【0009】
請求項2の液体クロマトグラフィ装置は、請求項1において、前記薄板又は薄膜は、前記フィルタの前記流入口近傍部分に溶着されていることを特徴とするものである。
【0010】
請求項3の液体クロマトグラフィ装置は、請求項1又は2において、前記薄板又は薄膜は細孔シートよりなることを特徴とするものである。
【0011】
請求項4の液体クロマトグラフィ装置は、請求項1ないし3のいずれか1項において、前記フィルタはメッシュの積層溶着体よりなることを特徴とするものである。
【0012】
請求項5の液体クロマトグラフィ装置用フィルタは、液体クロマトグラフィ装置に装着される板状のフィルタにおいて、板面の一部に、フィルタよりも透液性が低い薄板又は薄膜が付着されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明の液体クロマトグラフィ装置にあっては、蓋体の流入口を通って流入してきた液は、フィルタの低透液性の薄板又は薄膜に当ってフィルタに沿って広く広がり、その後、フィルタを透過して充填剤と接触する。
【0014】
本発明の液体クロマトグラフィ装置では、低透液性の薄板又は薄膜がフィルタの蓋体への対向面に付着されており、上記特許文献2に見られる別体のディスクは不要である。
【0015】
フィルタの該対向面の流入口近傍部分に低透液性の薄板又は薄膜を付着させるには、薄板又は薄膜を溶着させるのが、簡便で好適である。また、この薄板又は薄膜を溶着させた場合には、接着剤を用いないので、接着剤からの接着成分の溶出がなく、液の汚染が防止される。
【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装置の縦断面図である。
【図2】上蓋体とフィルタとを示す分解斜視図である。
【図3】第1図の流入口部分の拡大図である。
【図4】クロマトグラムの一例である。
【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。
【0018】
第1図は実施の形態に係る液体クロマトグラフィ装置の縦断面図、第2図は上蓋体とフィルタとを示す分解斜視図、第3図は第1図の流入口部分の拡大図である。
【0019】
液体クロマトグラフィ装置1は、円筒形のカラム2と、該カラム2内に充填された充填剤3と、カラム2の上端側に配置された上側蓋体4と、下端側に配置された下側蓋体5と、上蓋体4の下側に配置された上側フィルタ6と、下蓋体5の上側に配置された下側フィルタ7とを備えている。
【0020】
蓋体4,5はいずれも円板状であり、円板を厚み方向に貫通するようにして、蓋体4の中央部に流入口8が設けられ、蓋体5の中央部に流出口12が設けられている。
【0021】
蓋体4の下面には、円形の凹部4aが設けられている。この凹部4aは、蓋体4の下面の外周縁以外のほぼ全域に設けられている。この凹部4aの天井面13には、流入口8の近傍から放射方向に延在する複数本の筋(凸条)9が設けられている。筋9は天井面13から好ましくは1〜10mm程度特に好ましくは2〜6mm程度の高さで突出しており、筋9同士の間には、蓋体4の外周側において放射方向に延在する筋(凸条)10が設けられている。この筋10の高さは筋9と同一である。
【0022】
下側の蓋体5の上面には、円板の凹部5aが設けられている。この凹部5aの底面14には、流出口12の近傍から放射方向に延在する筋11が底面14から好ましくは1〜10mm程度特に好ましくは2〜6mm程度の高さで突出して設けられると共に、筋11の間において蓋体5の外周側を放射方向に延在する、筋10と同様の筋(図示略)が設けられている。なお、凹部5aはカラム2の内径と同一の直径を有している。
【0023】
筋9,11の求心方向(放射方向と反対方向)の先端は、いずれも流入口8又は流出口12から300mm以下特に5〜250mm程度離隔していることが好ましい。
【0024】
筋9,11の求心方向の先端は、後述の低液性部分6a,7aの外周よりも内側(フィルタ6,7の中心側)に位置することが好ましいが、これに限定されない。
【0025】
筋9〜11の放射方向の先端は、凹部4a,5aの周壁面に到達していることが好ましいが、若干(例えば2mm以下程度)周壁面から離隔していてもよい。筋9,10の合計数は3〜300特に4〜150程度が好ましい。F蓋体5の筋の数も同様である。
【0026】
フィルタ6は、凹部4aの直径と等しい直径を有した円板状であり、フィルタ7は凹部5aの直径と等しい直径を有した円板状である。
【0027】
この実施の形態では、フィルタ6,7はいずれもメッシュ好ましくは金属のメッシュ(金網)を複数枚積層して、少なくとも外周側を溶着した積層溶着体よりなることが望ましいが、金属の粒子を円板状に成形して焼結した多孔質体等にて構成されてもよい。金属メッシュ同士を溶着させるには、熱溶着、高周波溶着、又は超音波溶着するのが好ましい。
【0028】
上記の金属メッシュのワイヤ径は0.01〜3mm程度が好ましく、目開きは10〜3000メッシュ程度が好ましいが、これに限定されない。フィルタ6,7の厚みは2〜10mm程度が好ましいが、これに限定されない。
【0029】
このフィルタ6の上面中央及びフィルタ7の下面中央には、それぞれ低透液性部分6a,7aが設けられている。低透液性部分6a,7aはフィルタ6,7の中央部に透液性の低い薄板又は薄膜を付着好ましくは溶着させたものである。なお、フィルタと薄板又は薄膜との溶着は薄板又は薄膜の外周のみで足りる、薄板又は薄膜をフィルタ6,7に溶着させるには熱溶着、高周波溶着、又は超音波溶着するのが好ましい。薄板または薄膜の厚みは5mm以下が好ましく1〜2mm程度が特に好ましい。薄板又は薄膜は、無孔の板又は膜であってもよく、微細な孔を有する細孔シートであってもよい。
【0030】
フィルタ6,7や低透液性部分6a,7aの素材としては、溶出が少なく強度が高い金属、例えばステンレス、ニッケルクロム、およびチタン等を使用することが好ましい。特にステンレスは、ニッケルクロムやチタンに比べ安価に使用できるので好適である。
【0031】
低透液性部分6a,7aは円形領域となっており、低透液性部分6aの直径は流入口8の直径の好ましくは1〜10倍特に2〜5倍となっている。低透液性部分7aの直径は、流出口12の直径の好ましくは1〜10倍特に2〜5倍となっている。
【0032】
低透液性部分6a,7aを設けたフィルタ中央部の透水速度は、低透液性部分6a,7aを設けないフィルタ外周縁部の透水速度の50%以下特に3〜30%であることが好ましい。低透液性部分6a,7aの透水量は0とするよりも多少の透水があるほうがフィルタ全面部での液の流出量が均等化されやすく、好ましい。
【0033】
なお、蓋体4はカラム2に内嵌したピストン状である。蓋体5はカラム2の下端に固定連結されている。蓋体4を下方に押圧することにより充填剤3が高密度化し、均密な充填剤層が形成される。
【0034】
このように構成された液体クロマトグラフィ装置1にあっては、被処理液は流入口8から内部に供給される。この液は第3図の如く、流入口8に対面する低透液性部分6aに当って放射方向に向きを変え、筋9,10に案内されてフィルタ6の上面全体に行き渡り、フィルタ6を透過し、充填剤3と接触し、クロマト分離処理がなされる。充填剤3を透過した液は、フィルタ7及び流出口12を通って流出する。
【0035】
この実施の形態では、フィルタ6に低透液性部分6aを設けているので、流入口8からの液が放射方向に広く分散する。また、フィルタ7の中央部にも、流出口12に対面して低透液性部分7aが設けられているので、充填剤3の層内を下降してきた液も、フィルタ7の全域を均等に透過した後、筋11の間を通って流出口12に集められる。従って、分離性能の高いクロマト処理を行うことができる。なお、CFD(Computational Fluid Dynamics、数値流体力学)解析技術を用いて予測した色素のクロマトグラムを第4図に示す。“低透液性部分なし”に比べて本発明による“低透液性部分有り”のものは、入口から流入した液が、素早く展開して充填剤層へ均一分散するため、カラム出口で非常にシャープなクロマトグラムを示すことが認められる。
【0036】
この実施の形態では、低透液性部分6a,7aをフィルタ6,7に対して薄板又は薄膜を溶着させることにより形成しており、構成が簡易であり、装置コストも安価である。
【符号の説明】
【0037】
1 液体クロマトグラフィ装置
2 カラム
3 充填剤
4,5 蓋体
6,7 フィルタ
6a,7a 低透液性部分
8 流入口
9,10,11 筋

【特許請求の範囲】
【請求項1】
充填剤が充填されたカラムの一端に第1の蓋体が装着され、他端に第2の蓋体が装着され、
該第1の蓋体には液の流入口が設けられ、第2の蓋体には液の流出口が設けられており、
該第1の蓋体と充填剤との間に多孔質板状のフィルタが配置されている液体クロマトグラフィ装置において、
該フィルタの該第1の蓋体への対向面のうち前記流入口近傍部分に、該フィルタよりも透液性が低い薄板又は薄膜が付着されていることを特徴とする液体クロマトグラフィ装置。
【請求項2】
請求項1において、前記薄板又は薄膜は、前記フィルタの前記流入口近傍部分に溶着されていることを特徴とする液体クロマトグラフィ装置。
【請求項3】
請求項1又は2において、前記薄板又は薄膜は細孔シートよりなることを特徴とする液体クロマトグラフィ装置。
【請求項4】
請求項1ないし3のいずれか1項において、前記フィルタはメッシュの積層溶着体よりなることを特徴とする液体クロマトグラフィ装置。
【請求項5】
液体クロマトグラフィ装置に装着される板状のフィルタにおいて、板面の一部に、フィルタよりも透液性が低い薄板又は薄膜が付着されていることを特徴とする液体クロマトグラフィ装置用フィルタ。

【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2010−169577(P2010−169577A)
【公開日】平成22年8月5日(2010.8.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−13218(P2009−13218)
【出願日】平成21年1月23日(2009.1.23)
【出願人】(000001063)栗田工業株式会社 (1,536)