JP2595015B2 - 液体クロマトグラフィー用カラムの充填剤充填層の形成方法、及び同方法に用いる可動栓型カラム装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、物質の分離・精製に供する液体クロマトグ
ラフィーにおけるカラムへの充填剤の高性能充填方法及
び同方法に用いるカラムの構造に関するものである。

［従来の技術］ 従来の液体クロマトグラフィー装置において、その主
要構成部分である分離・精製用のカラムの作製は、充填
した粗密度な充填剤を液流れによって高密度充填させる
方法が一般に用いられている。

この液流れにより充填剤を充填させる方法はスラリー
充填法（通液加圧充填法）と呼ばれ、一般に第５図のよ
うに操作される。すなわち、下面を閉塞する下部フラン
ジ２がセットされたカラム本体１の上端にリザーバー４
を接続し、上方より所定量・所定濃度の充填剤分散スラ
リー５を投入する（第５図（ａ）参照）。次ぎにリザー
バー４の上端に上部フランジ３′を組付けて外部から封
止した状態にセットし、高圧ポンプを用いて通液加圧を
行い、カラム本体１内に高密度な充填剤充填層６を形成
させる（第５図（ｂ）参照）。通液加圧終了後、リザー
バー４内の上澄み液７をポンプ等を用いて排出し（第５
図（ｃ）参照）、リザーバー４をカラム本体１から取り
外す。リザーバー４が取り外されたカラム本体１上部に
は、充填剤充填層６が山盛りに形成されている（第５図
（ｄ）参照）。この山盛りに形成された充填剤を除いた
後、上部フランジ３をカラム本体１上部にセット固定し
て充填作業を終了する（第５図（ｅ）参照）。

このスラリー充填法は、安定した高密度な充填層が得
られ、かつカラムの性能を著しく高めることのできる優
れた方法の１つとして、現在カラム充填法の主流となっ
ている。

しかしながら、最近のバイオテクノロジーの発達及び
生化学関連分野への研究の重要性が高まるにつれて、液
体クロマトグラフィー用充填剤が多様に開発され、目的
とする成分に対して最適な充填剤を必要処理量に応じた
サイズ（口径及び長さ）のカラムにユーザー自身で簡便
に充填可能とすること、及び容易な取換えを可能とする
ことが望まれるようになってきている。

このような要望に沿って、分離・精製用カラムにおい
て充填剤充填層を形成するために、或るいはカラム使用
時の充填剤充填層の容積変化がもたらした液入口側の隙
間を埋めるという別の目的で、カラム内部の上下端に位
置させた液分散板，集液板を移動させる方式のものも提
案されている。この液分散板（もしくは集液板）を移動
させる方式の装置は、充填剤充填層を圧縮・加圧するた
めの空気圧，油圧あるいはその他機械的駆動機構に連係
された分取液体クロマトグラフィー用の可動栓型カラム
として分類され、方法としては機械的加圧充填法と称す
ることができよう。

このような機械的加圧充填法によるものの一例（特公
昭58−20284）を第６図に示す。この第６図において、
ヘッド９を有するピストンの形をした滑動体８が、カラ
ム本体10内に液密的にかつ上下動可能に嵌合され、その
行程の下死点にある状態で、カラム本体10内に吸着剤分
散スラリー11を投入し、この後、液分散板16及びカバー
12をカラム本体の上側の固定フランジ14に固定させる。
ここで13は集液板を表しており、上記ヘッド９の上端に
取り付けられている。

この状態で、例えば空気または油圧ジャッキを利用
し、伝達用の軸15を介して滑動体８を上方に移動させる
と、粗密度な状態の吸着剤分散スラリー11に圧力が加わ
り高密度な充填剤充填層が形成される。また交換のため
の充填剤充填層の排出は、カバー12を外した状態で滑動
体８を上昇させることにより行われ、新たな充填操作に
備えられる。

第７図は機械的加圧充填法による他の例（特開昭61−
28864号）を示し、液体クロマトグラフィー用カラム23
はカラム受台24に固定的に取付けられており、充填剤分
散スラリーをカラム23上部より注入後、カラム内の上部
に可動栓（図示せず）を装着し、この可動栓と連結の軸
22をカラム外上方に延出させてその上端を可動栓移動台
座21に固定する。この状態で、電動機20の回転に合わせ
減速機構19を介して回転軸18を回し、可動栓移動台座21
ひいては可動栓を一定速度で下降させてカラム23内の粗
密度な状態の充填剤分散スラリーに圧力をかけ、カラム
両端の配管（図示せず）より液のみを外部に排出するこ
とにより高密度な充填剤充填層を形成させる。充填され
た充填剤が使用済みとなった時は、下部フランジ17を外
して可動栓移動台座21を同様に下降させ、カラム23底部
より充填剤を抜き出し、次の充填に備える。

以上のような充填層形成時に加圧を行なう方法のもの
とは全く別のものではあるが、カラム使用時の充填剤充
填層の容積変化がもたらす液入口側の隙間を加圧方式で
埋めるために、可動栓を内蔵した構造のカラムも提案さ
れており、このような例のものとして実公昭43−22959
号が知られている。これは第８図で説明され、図におい
て、充填剤充填層25の上面が、処理液流入路29からの液
流入に伴なった時間の経過により下降しても、圧縮ガス
流入管26を通じて圧縮ガスチャンバー27内に圧縮ガスを
作用させて、移動可能な充填剤押圧体28を充填剤充填層
25に常時押圧し、適時下動することによってその間に隙
間が形成されることがないようにしているものである。
なお30は気密，液密用のシールリングである。

［本発明が解決しようとする課題］ 従来の加圧充填法が適用される分離・精製用可動栓カ
ラムでは、液分散板及び集液板のいずれか（或るいは両
方）を移動させるため、上述の特公昭58−20284号或る
いは特開昭61−28864号のように空気圧または油圧、あ
るいはその他機械的な駆動機構を用いて可動栓の移動速
度を一定に保ち、かつ充填剤充填層を圧縮するための大
きな荷重をもたらす特別な機構が要求される。これらの
要求を満たすためには、必然的に空気圧または油圧、あ
るいはその他機械的な駆動機構は大掛りなものとなって
しまう。

またこれらの機械的な駆動機構を用いた機械的加圧充
填法は、充填剤充填層を強力な力で圧縮して形成するた
め、充填剤充填層が軸方向に対して不均一な充填密度分
布を生じ易く、従来一般的なスラリー充填法によるよう
な高いカラム性能が得難いという問題がある。

また実公昭43−22959号に記載の方法は、液体クロマ
トグラフィー操作時において、充填剤充填層と可動栓と
の間に生ずる隙間を埋めることを目的としたものであっ
て、粗密度な状態のスラリーを高密度な充填剤充填層に
形成する方法ではなく、また該層形成に有効な方法であ
るとも言うことができない。例えば圧縮ガスを用いて可
動栓を移動させる当該方法を機械加圧法による充填層形
成に応用するとしても、圧縮ガスのクッション効果のた
めに可動栓の移動速度が一定に制御できず、分離性能の
仕上りが一定にならない問題をもたらす他、万一可動栓
とカラム内壁とのシール面に漏えいが発生した場合は、
圧縮ガスが充填剤充填層内を通過するため、カラムの分
離性能は致命的に損なわれるという問題点も有する。

以上述べたように、カラムの性能を高く得ることので
きる従来の液流れによる層の高密度化を行なうスラリー
充填法に対し、特公昭58−20284号、特開昭61−28864号
に記載されるような従来の機械的加圧充填法、或るいは
これに類似した可動栓型のカラムを用いた実公昭43−22
959号からの応用方法のいずれによっても、良好な充填
剤充填層の形成は困難である。

以上のように高い性能を得ることができるスラリー充
填法の特徴と、可動栓の加圧により能率のよい迅速な層
形成を行なうことができるという機械的加圧充填法の特
徴は、それぞれ他方の方法における問題点を示している
ということもできる。

本発明は、これらの問題点を解決しようとするもので
ある。

すなわち、本発明は上記のような従来の問題点を解決
し、従来全く考えられていなかった着眼に基づいて、機
械的加圧充填法で用いられている可動栓型カラムの構造
上の特徴を応用して、迅速なスラリー充填法による充填
剤充填層の形成を可能としたものである。すなわち本発
明は、可動栓型カラムにおいて実質的にスラリー充填法
を可能とする充填法を提供し、またこの充填法の実施に
好適な構造をもった可動栓型カラムの提供を目的とする
ものである。

［課題を解決するための手段］ 以上の目的のためになされた本発明よりなる液体クロ
マトグラフィー用カラムの充填剤充填槽の形成方法の特
徴は、上方の可動栓及び下方の隔離部材により筒内部が
外気から区画されかつ上方の可動栓が下方に移動可能に
設けられるようになっている筒状のカラム内に、粗密度
な状態で充填剤を充填した後、高密度な充填剤充填層に
形成させる方法であって、上記可動栓と隔離部材に設け
た流路を通してカラム内の粗密度な状態の充填剤に下方
向に充填層形成用の液を一定流量で貫流させて高密度な
充填剤充填層を形成させる操作と、この操作と同時にま
たはこの操作に続き、上記移動可能の可動栓に対して充
填剤を圧縮するには至らない低液圧作用力を上方から作
用させて該充填剤充填層上面の下動に該可動栓を追随下
動させる操作と、高密度な充填剤充填層を形成した後、
該下動した可動栓をカラムに対し機械的手段で移動不能
に固定する操作とを行なうようにしたところにある。

またかかる層形成方法に好適に使用される本発明のカ
ラム装置の特徴は、内部に充填剤が充填される筒状カラ
ムと、該充填剤の充填部を外部から区画する上方の下動
可能の可動栓及び下方の固定の隔離部材と、これら可動
栓及び隔離部材に設けられて、下向に該充填部を通して
充填層形成用の液を通液させるための定流量ポンプに接
続される流路と、上方に位置する可動栓の上面が臨む圧
力バランス室と、上記定流量ポンプからの液圧を分岐し
てこの圧力バランス室に可動栓によって充填剤層を圧縮
するには至らない低液圧作用力を伝える圧液供給手段と
を備え、上記可動栓を上記圧力バランス室からの液圧の
作用を受けてカラム内で下動するように設けると共に、
下動後の該可動栓をカラムに対し移動不能に機械的に固
定する固定手段を設けたという構成をなすところにあ
る。そして特に、圧力バランス室に供給する液圧を、充
填部に対して液を供給する供給源と共用することで極め
て簡易な構造のカラム装置を提供できる特徴がある。

［作用］ カラムに対する層形成のための液供給に使用する例え
ば定流量ポンプは、実際の液体クロマトグラフィー操作
時に使用されるものを利用できる特徴がある。本発明の
可動栓型カラム装置では、充填剤の高密度な充填層形成
は液流れによるスラリー充填法で与えられるものである
から、加圧充填法のような特別な機械的機構を必要とせ
ず、しかも充填剤充填層を形成するための液流れを定流
量ポンプによって与えることができるため、充填剤充填
層を一定速度、一定荷重で加圧圧縮するような特別な調
節機能を全く必要としないという大きな利点を有する。

［実施例］ 以下、図面を参照しつつ、この装置の構成及び操作方
法を説明する。説明の便宜上、一具体例を示すが無論装
置の構造及び操作方法はこれに限定されるわけではな
い。

まず第２図により操作手順の概要を説明する。

第２図（ａ）〜（ｃ）は本発明の液体クロマトグラフ
ィー用可動栓型カラム装置及び充填操作手順を示す概略
図である。ここで第２図（ａ）は充填剤分散スラリー投
入時の状態を表しており、カラム支持柱32に取付け固定
されている可動栓型カラム本体31（以下単に「カラム本
体」という）上に充填用リザーバー35がセットされる。
カラム本体31は一般的には耐腐食性、耐薬品性、加工性
等と構造強度を考慮してステンレス製の筒状体のものが
好ましく採用されるが、もちろんこれに限定されるわけ
ではない。36はリザーバー押えであり、これを支持する
可動栓移動台座37aを介してカラム支柱32内に組込まれ
た図示しない油圧シリンダにより上下に移動できるよう
になっている。38のスライドロッドはこれらの上下方向
への移動のためのガイドの役割を果たす。39はバルブユ
ニットであり、充填操作あるいは液体クロマトグラフィ
ー操作時に、所定の流路を構成させるための切換バルブ
等が装備されている。また40は上記移動台座37aを稼動
させる上記油圧シリンダ操作用の空油変換器であり、上
記バルブユニットの切換バルブの開閉操作、及び可動栓
移動台座37aの上下移動操作等は、図示しないコントロ
ーラにより自動的に制御される。なお、上記移動台座37
はスライドロッド38回りに水平面内で回転できるように
なっており、充填剤充填層形成時には後述の可動栓ユニ
ットをカラム本体31上に対向させるように回転位置合せ
させる。

さて充填操作においては、あらかじめ濃度調整された
充填剤分散スラリーが、第２図（ａ）の状態にセットさ
れた充填用リザーバー35及びカラム本体31内に導入さ
れ、充填剤が自然沈降して所定の粗密度な状態となるま
で放置される。この放置後リザーバ35内の上澄み液を抜
き、リザーバー35を取り外す。なお使用されるリザーバ
ー35の長さは、設定された充填剤スラリー濃度，必要と
される充填剤層高さの組合せにより決まるものであり、
したがって場合によってはリザーバー35を用いないで直
接カラム本体31内に充填剤スラリーを導入して自然沈降
するまで放置した後、或るいは直ちに充填を開始するこ
ともできる。

次に充填されたスラリーに対して充填状態を高密度化
する充填剤充填層形成が行なわれる。

第２図（ｂ）は移動台座37をスライドロッド38回りに
水平面内で回転させて、可動栓ユニットをカラム本体上
に対向位置合せした状態を示し、この図において33は可
動栓、41は下端に可動栓33を支持しかつ内部に可動栓33
先端まで連なっている液流通管路を有する可動栓ロッ
ド、70はカラム本体を外部から封止するように装着され
ている上部フランジである。これらで構成される可動栓
ユニットは、カラム支柱32のスライドロッド38に沿って
上下動される可動栓移動台座37bにより予め支持されて
いて、上述の如くスライドロッド38を中心とした可動栓
移動台座37a,37bの回転により第２図（ａ）の状態から
カラム本体31上に対向する位置に位置合せされる。

第２図（ｃ）は第２図（ａ）の状態で自然沈降された
粗密度なスラリーに対し高密度な充填層形成のための操
作を行なう装置状態を表している。上記可動栓ユニット
は第２図（ｂ）の状態から下動して可動栓33をカラム本
体31内に挿入し、上部フランジ70がカラム上部フランジ
34に固定セットされる。これにより、可動栓33と上部フ
ランジ70の間には空所としての圧力バランス室51が形成
されることになる。

次に、定流量ポンプを用いて液流通を行うことで高密
度な充填剤充填層の形成（以下これを「層形成」とい
う）操作を行なうが、この操作の詳細を第１図により具
体的に説明する。

第１図はカラム本体31を第２図Ａ矢示方向からみた断
面図を示しており、同図（ａ）は可動栓33がカラム本体
31内に挿入される前（すなわち第２図（ｂ）に対応）、
同図（ｂ）は可動栓33が挿入された後（すなわち第２図
（ｃ）に対応）をそれぞれ示している。なお本例装置に
おける全ての接液部は耐薬品性等を考慮してSUS316を使
用して構成するのが好ましいが、使用される液の性質に
より、もちろんこれに限定されるものではない。

カラム本体内は、充填剤充填層45と、液流れが下方流
である場合は該層45の上端に位置する液分散板46、及び
下端に位置する集液板47とにより構成される。なお液流
れを上方流とした場合は上記液分散板及び集液板はそれ
ぞれ逆の役割関係となる。これらは充填剤のカラム内か
らの漏えいを防ぐ役割も兼ねている。

上記液分散板46及び集液板47には一般に多孔質のステ
ンレス焼結板などが用いられ、本例では、これらを保持
する保持体48、49と共に、その一方を可動栓33下部に、
また他方を下部フランジ44の上面に装着させている。な
お保持体48、49は液の流れを整える整流手段としての作
用を持ち合わせていることが望ましい。

50はシールリングであり、可動栓33の外周溝に組付け
られて、カラム内液及び圧力バランス室51内液の漏えい
防止に作用する。52は同様のシールリングであり、可動
栓ロッド41の摺動時に圧力バランス室51内の液がカラム
外に漏えいすることを防止するのに作用する。これらの
シールリングにはポリテトラフロエチレン（PTFE）等の
Ｖ−パッキンリングが好ましく用いられる。

上部フランジ70は可動栓33とともにカラム本体31に対
し取り外し可能であり、可動栓33をカラム本体31内に挿
入装着した時には、ボルトナット54でカラム上部フラン
ジ34に締結固定される。なお、可動栓ロッド41の上端に
締結した可動栓移動台座37bと、カラム上部フランジ34
とは、層形成操作の終了後、ボルトナット55で固定さ
れ、これにより液体クロマトグラフィー操作時には、可
動栓33が上方に移動することは阻止される。

以上により、液体クロマトグラフィー処理のための準
備状態が整う。

なお以上の装置を液体クロマトグラフィー処理に使用
し、使用によりカラム性能の劣化や汚れのために充填剤
の交換が必要になった場合は、カラム本体31から充填剤
を排出する必要がある。本例装置においてはこの際にま
ず、カラム下部フランジ56と下部フランジ44との締結ボ
ルトナット57を外し、次に、カラム支柱32から延出（第
２図（ｃ）参照）されて、Ｕ字形の両腕間に下部フラン
ジ44を保持している下部フランジ抱え43を、水平面内で
カラム支柱回りに回転させて該下部フランジ44をカラム
本体31軸上からずらし、この後、管路58を通じての定流
量ポンプを用いた通液により充填剤を容易に下方に排出
することができる。この時、カラム本体31下部にはもち
ろん排出充填剤受け（図示せず）をセットしておく。

これらの構造を装備し、使用済み充填剤の簡便な排出
機構を有することも本例装置の特色の一つである。

以上の構成の可動栓型カラムにおいて、液分散板（も
しくは集液板）が組込まれた可動栓33は、管路58から導
入した液の流れにより高密度な層形成がされる際に生ず
る該層の上面の降下に追随して、下方に下動される。

一般に空気圧或るいは油圧により高密度化のため加圧
すると、移動速度の微調整が困難であり、機械的駆動に
よる方法では電動機の回転をウォームギアなどによって
減速する必要があるため設備が大掛りになることは従来
例の説明で既に述べた。

これに対し本発明では、例えば定流量ポンプからの管
路58への送液を分岐して送液管路59に送液を行い、粗密
度から高密度化するのに、該液の流れによるスラリー充
填の作用を得ると共に、可動栓33を充填剤充填層45上面
に対し追随移動させることで迅速な層形成を行なわせる
ことを特色とする。

すなわち、管路58からの液流れにより充填剤充填層45
の層形成を行うと、その反力により可動栓33には上方へ
の押し上げ力が作用する。充填操作時において経時的に
変化するこの反力に対し、空気圧または油圧、更には機
械的駆動を用いて可動栓33を一定速度で層上面に追随移
動させることは容易でない。本例では上述の如く送液管
路59から圧力バランス室51内へ圧液を供給することによ
り、可動栓33をその送液量に応じて移動させ、全体的に
は送液管路59と管路58への総送液量に等しい量の液を常
に管路60より排出させる、すなわち一定通液量によるス
ラリー充填を可能としているのである。なお送液管路59
と管路58への送液は２台のポンプを用いて各別に行って
もよいし、更に管路58の系と送液管路59の系の途中に開
閉バルブをつけることもでき、それらの制御により、液
の貫流による実質的なスラリー充填の操作と可動栓33の
充填剤充填層45上面への追随移動の操作とを同時に行え
るし、また上記スラリー充填法による充填剤充填層45の
形成の操作をまず行った後に可動栓33の移動の操作を行
なうことも可能である。

なお、可動栓33の追随移動のためには圧力バランス室
51に液を供給して内部の空気を排気管路61から抜き、充
填操作時には排気管路61を閉じておくことが必要であ
る。

上記圧力バランス室51に供給される液圧の程度は、可
動栓33に対して作用する下方への液圧力（つまり圧力バ
ランス室からの液圧力）と、上方への液圧力（つまり充
填剤充填層の形成部からの液圧力）との関係により本来
決められるべきものであるが、後者は下方の管路60から
液が抜けることで相当程度の圧力降下があり、したがっ
て上記第１図で説明したような上・下の液圧作用面に面
積差がある構造の可動栓33であっても、同一供給源から
の液圧供給によって必要な機能，作用は十分満足され
る。

また充填剤充填層の上面の下動に可動栓33を追随下動
させるのに必要な該可動栓33に対する液圧力の大きさ
と、従来法で説明した加圧充填法を実施するために必要
な液圧力の大きさとには、極めて大なる差があり、充填
剤充填層の上面の下動に可動栓33が追随するのに必要十
分な程度で足りる。したがって本発明実施のための圧力
バランス室51への供給圧の設定には、特に厳密な管理を
要することはなく、一般的には上述したように充填剤充
填層の形成のために流す液の供給源を共用することが、
必要装置類の削減、全体の小型化、低コスト化等の観点
からも好ましい。

層形成の終了後は、ボルトナット55により可動栓移動
台座37b、したがって可動栓33は、カラム本体31のカラ
ム上部フランジ34に固定される。

本装置は以後液体クロマトグラフィーの処理に供され
る。

第３図は充填剤充填層形成時の液流れ系の概要を簡略
して図示したものである。この図において定流量ポンプ
62からの充填液は途中分岐され、充填剤充填層71の形
成、可動栓68の下方移動の目的のために、可動栓側バル
ブ63及び圧力バランス室側バルブ64を通じてそれぞれ通
液される。カラム本体67からの充填液の排出は排出バル
ブ65より行われ、また前述したように圧力バランス室72
内の排気後は排気バルブ66は閉じられる。

このように、定流量ポンプを使用するだけで（この定
流量ポンプは液体クロマトグラフィーにそのまま使用で
きる）、特別な駆動機構を使用することなく液流れによ
って高性能なカラムを形成するスラリー充填法が実行で
き、また可動栓型カラムの特徴による迅速な充填操作が
可能となった。

以上により層形成の完了したカラムを、液体クロマト
グラフィーの分離システムとして使用する場合、溶離液
の供給は第１図における管路58から行うこともあるいは
管路60から行うことも可能である（第１図参照）。いず
れの場合も試料の供給は溶離液の供給側に行われ、充填
操作に使用した定流量ポンプの吐出液は前記バルブユニ
ットによって管路58もしくは管路60に導入され、液体ク
ロマトグラフィーが展開されることになる。

実施例１ 極性の違いを利用した分配吸着に基づいて分離を行う
逆相クロマトグラフィー用充填剤（TSKgel ODS−120T、
東ソ−株式会社製）を用い、本発明による充填法と従来
のスラリー充填法及び機械的加圧充填法によるそれぞれ
のカラム性能を試験し、その結果を実施例、比較例とし
て以下に説明する。

なお比較例における機械的加圧充填法は、第２図で説
明した油圧機構の機能を強化し、その駆動機構を利用し
て可動栓を移動することで充填剤充填層を圧縮する方式
で行った。

本発明に基く内径10cmの可動栓型カラム装置を用い、
第２図（ｂ）の状態で充填剤分散スラリーを沈降させた
後、リザーバーを取り外し、可動栓をカラムに固定し、
液流速3l/min、圧力100kg/cm²Ｇで充填を行った。この
間の充填時間は約30分で、充填剤充填層高さは60cmであ
った。

この充填カラムを用い、試料としてベンゼンを溶出さ
せた結果を第４図に示す。カラム性能を評価するための
指標として一般に理論段数Ｎ及び比対称係数Ａが用いら
れ、各々第４図中の（１）式及び（２）式より算出され
る。

本発明充填法により形成された本例充填カラムの性能
評価結果は以下の表１に示すように理論段数約16000
段、比対称係数約1.14であった。

長さ60cmのカラムの同一条件下で、従来のスラリー充填
法により形成した充填カラムについての性能評価結果
は、上記結果と比べてほぼ同等の結果を示した（表１参
照）。

しかしながら、従来のスラリー充填法による場合は、
リザーバーの切離しと上部フランジの装着操作が必要で
あり、この操作時間及び操作内容を厳密に管理し、常に
一定に再現することに多大な注意を払わなければならな
かった。

本発明による充填操作では、上記の注意を必要としな
い利点がある。表１の結果において、本発明充填法によ
る充填カラムの性能のバラつきが、従来のスラリー充填
法による充填カラムのバラつきに比して小さいという好
ましい傾向が認められるのは、これらの利点がもたらす
再現性のよい操作に起因するものと推定される。

また上記機械的加圧充填法により、同一ロットの充填
剤を油圧圧縮圧力100kg/cm²Ｇで充填した。この機械的
加圧充填法により得た内径10cm、有効充填剤充填層高さ
60cmのカラムの同一条件下での性能評価結果を表１に併
記した。表にみられるように、本発明の充填法がカラム
性能について明らかな改善効果を示していることが分
る。

［発明の効果］ 本発明の充填方法及び可動栓カラム装置により、従来
のスラリー充填法（通液加圧充填法）により得られる高
いカラム性能を失うことなく、簡便な充填操作で分離・
精製のための液体クロマトグラフィー用カラムを供給で
きるという効果がある。

また、本発明の方法により充填剤充填層を形成した液
体クロマトグラフィー用のカラムは、充填層の形成後は
可動栓型の隔離部材をカラムに固定して使用に供される
もので、圧力バランス室に液圧をかけることがなく、該
圧力バランス室の液が充填剤充填層にリークする虞れが
ない。更に又、液体クロマトグラフィーの操作中は可動
栓型の隔離部材が固定されているので、送液圧力が変動
しても充填層の高さに変化がなく、安定してカラム性能
を維持できるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）は本発明によりなる可動栓カラム
の断面構成図、第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）は同液体
クロマトグラフィー用可動栓カラム装置及び充填及び充
填操作手順の一例を示す概略図、第３図は充填操作時の
液流れ系を簡略に示した図であり、第４図は本発明方法
により形成したカラムと、従来法で形成したカラムと
を、液体クロマトグラフィー用カラムとして使用した時
の性能評価方法を説明したものである。第５図（ａ）〜
（ｅ）は従来のスラリー充填方法を説明する概略図、第
６図、第７図及び第８図はいずれも従来の可動栓型カラ
ムの例を示したものである。 １……カラム本体、２……下部フランジ ３……上部フランジ、４……充填用リザーバー ５……充填剤分散スラリー ６……充填剤充填層、７……上澄み液 ８……滑動体、９……ヘッド 10……カラム本体 11……吸着剤分散スラリー（吸着剤充填層） 12……カバー部品、13……集液板 14……固定フランジ、15……軸 16……液分散板、17……下部フランジ 18……回転軸、19……減速機構 20……電動機、21……可動栓移動台座 22……軸、23……カラム本体 24……カラム受台、25……充填剤充填層 26……圧縮ガス流入管 27……圧縮ガスチャンバー 28……充填剤押圧体、29……処理液流入路 30……シールリング 31……（可動栓）カラム本体 32……カラム支柱、33……可動栓 34……カラム上部フランジ 35……充填用リザーバー 36……リザーバー押え 37……可動栓移動台座 38……スライドロッド 39……バルブユニット 40……空油変換器、41……可動栓ロッド 43……下部フランジ抱え 44……下部フランジ、45……充填剤充填層 46……液分散板、47……集液板 48……（液分散板）保持体 49……（集液板）保持体 50……シールリング、51……圧力バランス室 52……シールリング 54……（上部フランジ固定）ボルトナット 55……（可動栓固定）ボルトナット 56……カラム下部フランジ 57……（締結）ボルトナット 58……（充填液流入）管路 59……（圧力バランス室内）送液管路 60……管路、61……排気管路 62……定流量ポンプ、63……可動栓側バルブ 64……圧力バランス室側バルブ 65……カラム排液バルブ 66……排気バルブ、67……カラム本体 68……可動栓、70……上部フランジ 71……充填剤充填層、72……圧力バランス室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 正樹 山口県徳山市大内町４―10 大河内寮 404号 (56)参考文献 特開 昭60−179653（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−142457（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−158553（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−8172（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上方の可動栓及び下方の隔離部材により筒
   内部が外気から区画されかつ上方の可動栓が下方に移動
   可能に設けられるようになっている筒状のカラム内に、
   粗密度な状態で充填剤を充填した後、高密度な充填剤充
   填層に形成させる方法であって、 上記可動栓と隔離部材に設けた流路を通してカラム内の
   粗密度な状態の充填剤に下方向に充填層形成用の液を一
   定流量で貫流させて高密度な充填剤充填層を形成させる
   操作と、この操作と同時にまたはこの操作に続き、上記
   移動可能の可動栓に対して充填剤を圧縮するには至らな
   い低液圧作用力を上方から作用させて該充填剤充填層上
   面の下動に該可動栓を追随下動させる操作と、高密度な
   充填剤充填層を形成した後、該下動した可動栓をカラム
   に対し機械的手段で移動不能に固定する操作と、を行な
   うことを特徴とする液体クロマトグラフィー用カラムの
   充填剤充填層の形成方法。
2. 【請求項２】請求項１において、上記充填剤充填層を形
   成させるための貫流液を供給する液供給系が、上記上方
   の可動栓を追随下動させるための液圧作用を与える液圧
   供給系と同一であることを特徴とする液体クロマトグラ
   フィー用カラムの充填剤充填層の形成方法。
3. 【請求項３】内部に充填剤が充填される筒状カラムと、
   該充填剤の充填部を外部から区画する上方の下動可能の
   可動栓及び下方の固定の隔離部材と、これら可動栓及び
   隔離部材に設けられて、下向に該充填部を通して充填層
   形成用の液を通液させるための定流量ポンプに接続され
   る流路と、上方に位置する可動栓の上面が臨む圧力バラ
   ンス室と、上記定流量ポンプからの液圧を分岐してこの
   圧力バランス室に可動栓によって充填剤層を圧縮するに
   は至らない低液圧作用力を伝える圧液供給手段とを備
   え、上記可動栓を上記圧力バランス室からの液圧の作用
   を受けてカラム内で下動するように設けると共に、下動
   後の該可動栓をカラムに対し移動不能に機械的に固定す
   る固定手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に
   記載の方法に用いる可動栓型カラム装置。