JP2023520748A - クロマトグラフィデバイス - Google Patents

Abstract

－ 対流ベースのクロマトグラフィ材料を含む少なくとも１つのクロマトグラフィ材料ユニット（２０３）であって、長さ（Ｌ）および幅（Ｗ）を有する実質的に長方形である、少なくとも１つのクロマトグラフィ材料ユニット（２０３）と、
－ 少なくとも１つのクロマトグラフィ材料ユニット（２０３）の中へ流体を分配し、少なくとも１つのクロマトグラフィ材料ユニット（２０３）からの流体を分配するように構成された、少なくとも１つの流体分配システム（２０７）であって、流体分配システム（２０７）が、クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）を間に挟んだ分配デバイス（２０９ａ）と収集デバイス（２０９ｂ）とを備えた、流体分配システム（２０７）と、
を備えたクロマトグラフィデバイスであって、
分配デバイス（２０９ａ）が、クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）を通過する流体を分配するための複数の平行溝（２５５）を備え、収集デバイス（２０９ｂ）が、クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）を通過する流体を収集するための複数の平行溝（２５５）を備え、平行溝が、クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）の実質的な全長（Ｌ）におよび、クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）の実質的な全幅（Ｗ）にわたって分布する、クロマトグラフィデバイス。

Description

本発明は、対流ベースのクロマトグラフィ材料を含むクロマトグラフィデバイスに関する。

歴史的に、多孔質ビーズを使用する従来の充填床クロマトグラフィは非常に強力な分離ツールであった。多孔質ビーズベースのシステムでは、ターゲット分子／不純物と固相との間の結合事象は、多孔質ビーズへの拡散に依拠する。したがって、分子と多孔質ビーズベースのシステムの固相との相互作用と、滞留時間、したがって与えられる流速との間には、強い相関がある。したがって、滞留時間が短縮するにつれて結合能力が低下する。このタイプのクロマトグラフィは拡散ベースのクロマトグラフィと呼ばれ得る。拡散ベースのクロマトグラフィ材料に含まれるあらゆるマトリクスは、粒子から成り、粒子に出入りする物質の拡散係数の結果としての物質の拡散速度によって吸脱着プロセスの速度が決定されるという点で、物質移動の拡散限界を実質的に示すものであり、拡散係数は、物質のサイズまたは分子量、ならびに粒子の細孔のサイズ、構造および深さの点から粒子の細孔の接近性にかなり高度に依拠する。

多孔質ビーズベースのシステムの代替として、モノリスまたは膜が使用されることがある。これらの材料を通る流れや、分子が固相と相互作用する仕組みは、拡散というよりむしろ対流であり、したがって、モノリスまたは膜の、流れに対する結合能力は多孔質ビーズベースのシステムよりもはるかに低い。これらの材料は、多孔質ビーズベースの材料よりもはるかに高い流速で運転され得る。（膜）吸着クロマトグラフィでは、流体に接触する固体の表面に対して、たとえば個々の分子、付随するものまたは粒子といった流体の成分が、細孔の中を通す必要なく拡散によって結合し、分子にとって、固相の能動面は対流輸送によって接近可能である。パックされたクロマトグラフィカラムに対する膜吸着器の利点は、はるかに高い流速での運転に適合することである。これは対流ベースのクロマトグラフィとも呼ばれる。対流ベースのクロマトグラフィ材料は、マトリクスの流入と流出との間に液圧差を印加することが、マトリクスの灌流を強制するあらゆるマトリクスを含み、マトリクスとの間の物質の実質的な対流輸送と、前記物質との相互作用を意図するマトリクスの表面とを実現し、それによって、相互作用は、高流速で非常に急速に達成される。

対流ベースのクロマトグラフィおよび膜吸着器は、たとえば参照によって全体が本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第２０１４０２９６４６４Ａ１号（特許文献１）、米国特許出願公開第２０１６０２８８０８９Ａ１号（特許文献２）、国際公開第２０１８０１１６００Ａ１号（特許文献３）および国際公開第２０１８０３７２４４Ａ１号（特許文献４）に説明されている。

しかしながら、膜吸着器には、標的分子との相互作用のために、接近可能な保持体の表面積の合計が、多孔質ビーズと比較してより小さくなってしまうという問題がある。そのゆえに結合能力も低下する可能性がある。これは、多孔質ビーズ構造は、ビーズの内部の表面積が大きいことにより、説明された低速の拡散機構によって、この多孔質構造に接近するほど小さい物質に対する大きい結合能力を助長する、という事実によるものである。対流ベースの膜吸着器を用いて表面積および容量を増加させて、拡散細孔によってもたらされる面積の不足を補償するために、膜吸着器の対流細孔のサイズが縮小され得る。これによって、より多くの対流細孔が実現され、特定の表面積の対流細孔のより大きなボリュームをもたらすことにより、物質とマトリクスとの間の相互作用のための接近可能な全体の表面積も、より大きくなる。これによって、対流マトリクスの結合能力が大幅に向上され得る。

しかしながら、膜吸着器を有するより小さい対流細孔の結果として、従来の充填層と比較して、流れに対する流体力学的抵抗が増加する。しかしなお、膜吸着器は、充填層と比較して非常に低い高さに構成され得るので、マトリクスのより低い高さによって、流体力学的抵抗の増加が補償され得る。また、膜吸着器には、マトリクスが膜材料の連続したシートから成るので、設計によって、マトリクスの低い高さを実現できるという利点がある。安定した均一な充填層を得るという現実的な理由のために、ジオメトリおよびベッド高さが制限される個々のビードからパックされた従来のクロマトグラフィベッドと比較して、これはかなり有利である。

膜吸着器は、小さい対流細孔によって高スループットおよび結合能力をもたらすことができ、しかも、高さが低いので、吸着器のジオメトリによって大きい流体力学的抵抗が補償され得るが、総合的性能は、マトリクスの入口から出口にわたる流体の分配（および収集）における効率によって限定される。このことは、大きな入口領域および出口領域を有するマトリクスにわたって液体を大規模に分配したり収集したりする必要があるとき、特に重要である。

したがって、対流マトリクスおよび膜吸着器による利点を利用することにまつわる残りの問題の１つは、クロマトグラフィの効率を高めることができるように、マトリクスの入口面および出口面において液体や物質を効率的に分配したり収集したりすることである。

米国特許出願公開第２０１４０２９６４６４Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１６０２８８０８９Ａ１号明細書 国際公開第２０１８０１１６００Ａ１号 国際公開第２０１８０３７２４４Ａ１号

本発明の目的は、対流ベースのクロマトグラフィ材料を含む改善されたクロマトグラフィデバイスを提供することである。

本発明のさらなる目的は、所望の材料厚のクロマトグラフィ材料を支持するために、高い流速を可能にし、高い動作圧および高い内部負荷に耐えることができる対流ベースのクロマトグラフィ材料を含むクロマトグラフィデバイスを提供することである。

本発明のさらなる目的は、使い捨てのパラダイムにおいて、対流ベースのクロマトグラフィ材料を支持するために、所望の材料厚で、高い流速を可能にし、高い動作圧および高い内部負荷に耐えることができるクロマトグラフィデバイスを提供することである。

本発明のさらなる目的は、均一かつ同時の効率的な液体の分配および収集によって高いクロマトグラフィの性能を可能にすることにより、クロマトグラフィ材料を通る均一な流れと、クロマトグラフィ材料を通る物質の均一な滞留時間分布とを可能にする、クロマトグラフィデバイスを提供することである。

本発明のさらなる目的は、液滞留量が少ないデバイスを提供することにより、高いクロマトグラフィ性能を可能にするクロマトグラフィデバイスを提供することである。

本発明のさらなる目的は、洗浄して清潔にするのが簡単な、改善された液体の分配および収集システムを有するクロマトグラフィデバイスを提供することである。

これは、請求項１に記載のクロマトグラフィデバイスによって実現される。

本発明の一態様によれば、
－ 少なくとも１つのクロマトグラフィ材料ユニットであって、対流ベースのクロマトグラフィ材料を含み、長さ（Ｌ）および幅（Ｗ）を有する、実質的に長方形のクロマトグラフィ材料ユニットと、
－ 少なくとも１つのクロマトグラフィ材料ユニットの中へ流体を分配し、この材料ユニットからの流体を分配するように構成された、少なくとも１つの流体分配システムであって、前記クロマトグラフィ材料ユニットを間に挟んだ分配デバイスと収集デバイスとを備える流体分配システムと、
－ 入口と、
－ 流体分配システムを介して入口を各クロマトグラフィ材料ユニットに接続する、少なくとも１つの流体入口チャネルと、
－ 出口と、
－ 流体分配システムを介して出口を各クロマトグラフィ材料ユニットに接続する、少なくとも１つの流体出口チャネルと
を備えるクロマトグラフィデバイスが提供され、
前記分配デバイスには、クロマトグラフィ材料ユニットを通過する流体を分配するための複数の平行溝であって、前記分配デバイスの入口コモンレールを介して入口と流体接続する複数の平行溝が備わっており、前記収集デバイスには、クロマトグラフィ材料ユニットを通過する流体を収集するための複数の平行溝であって、前記収集デバイスの出口コモンレールを介して出口と流体接続する複数の平行溝が備わっており、前記平行溝は、クロマトグラフィ材料ユニットの、平行溝の第１の端から第２の端まで実質的に全長（Ｌ）におよび、クロマトグラフィ材料ユニットの実質的に全幅（Ｗ）にわたって分配され、前記入口コモンレールおよび前記出口コモンレールは、平行溝の方向に対して実質的に垂直な方向に設けられた流体チャネルであり、平行溝の各々の第１の端と流体接続している。

これによって、クロマトグラフィ材料にわたる均一かつ効率的な液体の分配および収集によって高いクロマトグラフィ性能を可能にするクロマトグラフィデバイスが実現される。本発明によって、クロマトグラフィ材料にわたる流体の分配および収集のための平行溝を設けることの利点の１つには、クロマトグラフィ材料に、流れ方向の圧力損失のために同材料にかかる機械的力に耐えるように、所望の厚さのクロマトグラフィ材料の支持から生じる機械的力に加えて、効率的な機械的支持を与えることがある。これは、溝の間に、クロマトグラフィ材料のための大きな壁および接触域を設け、できるだけ大きな表面積にわたって機械的負荷を分散させることにより、多数の負荷および圧力のサイクルにわたってクロマトグラフィ材料の均質性および完全性を保証することによって、実現される。

本発明によって、クロマトグラフィ材料にわたって流体の分配および収集のための平行溝を設けることの別の利点には、材料にわたって液体を均一かつ同時に分配したり収集したりできることがある。これは、前記平行溝に適切な間隔および断面積を与えることによって実現される。

本発明によって、流体の分配および収集のための平行溝を設けることの別の利点には、前記液体の分配および収集が、最低の液滞留量ボリュームで実現され得ることがある。これは、溝の形状を、幅および深さに関して最適化し、かつ調整することによって実現される。

クロマトグラフィにおける従来技術の分配システムは、一般的には、たとえば屈折したパターンの複数の溝または類似のものといった、屈折した流路をもたらす分配システムを示し、クロマトグラフィのマトリクスに与えられるべき液体は、入口と出口との間の様々な別々の移動経路を選択して進み得る。従来技術の設計の、屈折した経路に伴う不利益には、本発明の対象物を用いるよりも、全体的な滞留量が必然的に大きくなることがある。従来技術の設計の屈折した経路に伴う別の不利益には、本発明と比較して、壁の支持領域、すなわち、分配器の開きょに包含されない領域が必然的に小さくなり、クロマトグラフィのマトリクスに与える機械的支持が小さく、可能な負荷および動作圧力も小さくなることがある。

本発明の一実施形態では、前記分配デバイスは、クロマトグラフィ材料ユニットの入口面と接する分配板を備え、前記分配板は、クロマトグラフィデバイスの入口からクロマトグラフィ材料ユニットに供給される流体を分配するための平行溝を備え、前記収集デバイスは、クロマトグラフィ材料ユニットの出口面に接して設けられた収集板を備え、前記収集板は、クロマトグラフィ材料ユニットから流体を収集するための平行溝を備える。

本発明の一実施形態では、前記平行溝のそれぞれが、第１の端から第２の端に向かって縮小する断面積を有する。

本発明の一実施形態では、前記入口コモンレールおよび前記出口コモンレールは、入口コモンレールおよび出口コモンレールの第１の端から第２の端まで、クロマトグラフィ材料ユニットの実質的に全幅（Ｗ）にわたって設けられており、入口流体チャネルは、流体分配システムの第１のコーナーから分配デバイスに流体が供給されるように、入口コモンレールの第１の端に接続されており、出口流体チャネルは、流体分配システムの第２のコーナーからの流体が収集デバイスから収集されるように、出口コモンレールの第１の端に接続されており、この第２のコーナーは前記第１のコーナーのはす向かいにある。

本発明の一実施形態では、入口コモンレールと出口コモンレールとは、クロマトグラフィ材料ユニットの反対側の縁部に沿って設けられる。

本発明の一実施形態では、前記入口コモンレールは、入口コモンレールの第１の端から第２の端に向かって縮小する断面積を有する。

本発明の一実施形態では、クロマトグラフィ材料ユニットに面する、分配デバイス／収集デバイスにおける平行溝の間の壁表面の組み合わせた合計面積は、クロマトグラフィ材料ユニットに面する溝の組み合わせた合計面積よりも２倍大きい。

本発明の一実施形態では、平行溝は、それぞれが１．５ｍｍ未満の幅を有し、２ｍｍよりも大きい間隔がある。

本発明の一実施形態では、クロマトグラフィデバイスの滞留量は、クロマトグラフィユニットの膜の容量の１．５倍など、１．６倍未満である。

本発明の一実施形態では、出口コモンレールは入口コモンレールよりも大きい流体容量を有する。

本発明の一実施形態では、前記クロマトグラフィデバイスは少なくとも１つのカセットを備え、各カセットは流体分配システムおよびクロマトグラフィ材料ユニットを備える。

本発明の一実施形態では、前記クロマトグラフィデバイスには、それぞれが入口流体チャネルの一部を備えて一緒に積み重ねられた少なくとも２つのカセットが備わっており、入口流体チャネルは、このカセットに設けられた入口コモンレールと流体接続しており、入口コモンレールは、場合によりクロマトグラフィデバイスの他のカセットのうち１つまたは複数を介して、クロマトグラフィデバイスの入口と流体連通し得、これら他のカセットは、それぞれが、このカセットに設けられた出口コモンレールと流体接続する出口流体チャネルの一部を備え、出口流体チャネルは、場合によりクロマトグラフィデバイスの他のカセットのうち１つまたは複数を介して、クロマトグラフィデバイスの出口と流体連通し得る。

本発明の一実施形態では、前記クロマトグラフィデバイスは、第１の端板および第２の端板をさらに備え、これらの間に前記少なくとも２つのカセットが設けられており、前記クロマトグラフィデバイスは、第１の端板と第２の端板とを互いに係止するように構成された係止部材をさらに備える。

本発明の一実施形態では、前記クロマトグラフィデバイスは、分配デバイスおよび収集デバイスを密封するためにクロマトグラフィ材料ユニットの外周に設けられて前記平行溝を取り囲むエラストマのシールをさらに備える。

本発明の一実施形態では、各クロマトグラフィ材料ユニットは少なくとも１つの吸着膜を備える。本発明の一実施形態では、前記吸着膜はポリマーナノファイバ膜である。

本発明の一実施形態では、各クロマトグラフィ材料ユニットは、少なくとも１つの頂部スペーサ層と少なくとも１つの底部スペーサ層との間に挟まれた少なくとも１つの吸着膜、あるいは、少なくとも１つの頂部スペーサ層と少なくとも１つの底部スペーサ層との間に挟まれた、スペーサ層を用いて間をあけて互いに積み重ねられた少なくとも２つの吸着膜を備える。

本発明の一実施形態によるクロマトグラフィデバイスの分解斜視図である。 本発明によってクロマトグラフィデバイスに設けられ得る分配システムの一実施形態による分配デバイスまたは収集デバイスの第１の側を示す図である。 本発明によってクロマトグラフィデバイスに設けられ得る分配システムの一実施形態による分配デバイスまたは収集デバイスの、反対の第２の側を示す図である。 図２ａに示された分配デバイスまたは収集デバイスのラインＡ－Ａに沿った断面図である。 図２ａに示された分配デバイスまたは収集デバイスのラインＢ－Ｂに沿った断面図である。 図１に示された本発明のクロマトグラフィデバイスの、組み立てられたときの前面または背面を示す図である。 図３ａのクロマトグラフィデバイスのＣ－Ｃに沿った断面図である。 図３ａのクロマトグラフィデバイスのＤ－Ｄに沿った断面図である。 本発明の別の実施形態によるクロマトグラフィデバイスの斜視図である。図１および図３ａ～図３ｃに示された複数のクロマトグラフィデバイスが、平行に組み立てられ、接続されている。 図４ａに示されたクロマトグラフィデバイスの断面図である。 図４ｂの断面の一部をより詳細に示す図である。 図４ａ～図４ｃに示されたものに類似のクロマトグラフィデバイスの流路の概略図である。図１および図３ａ～図３ｃに示されたものに類似の８つのクロマトグラフィデバイスが並列に接続されている。 図４ａ～図４ｃに示されたものに類似の別のクロマトグラフィデバイスの流路の概略図である。図１および図３ａ～図３ｃに示されたものに類似の８つのクロマトグラフィデバイスが並列に接続されている。 本発明の別の実施形態による流体分配システムを示す概略斜視図である。 本発明の別の実施形態による流体分配システムを示す概略斜視図である。 本発明のさらに別の実施形態による流体分配システムを示す概略斜視図である。

図１は、本発明の一実施形態によるクロマトグラフィデバイス２０１の分解斜視図である。クロマトグラフィデバイス２０１は、少なくとも１つのクロマトグラフィ材料ユニット２０３を備え、前記クロマトグラフィ材料ユニットは対流ベースのクロマトグラフィ材料を含む。クロマトグラフィ材料ユニットは、適切には軸流デバイスであり、フラットシート膜材料を含むことができる。クロマトグラフィ材料ユニットは、長さＬおよび幅Ｗを有する実質的に長方形の形状である。実質的な長方形とは、クロマトグラフィ材料ユニットが、たとえば角を取ったもしくは面取りしたコーナーまたは湾曲した側壁を有し得ることを意味するであろう。「実質的に長方形の」は、より楕円形または菱形の形状のクロマトグラフィ材料をも含み得る。

上記で論じられたように、対流ベースのクロマトグラフィ材料はたとえば吸着膜であり得、そのような材料を通る流れは拡散というよりむしろ対流である。吸着膜は、たとえば吸着体として使用するように処理されたセルロース、酢酸セルロースおよびセルロースファイバなどの、たとえばポリマーナノファイバ膜である。吸着膜は、あるいは、単体材料または乳化によって作製された従来の膜であり得る。

任意選択で、吸着膜はポリマーナノファイバを含む。ポリマーナノファイバの平均径は１０ｎｍ～１０００ｎｍでよい。いくつかの用途向けには、２００ｎｍ～８００ｎｍの平均径を有するポリマーナノファイバが適切である。ある特定の用途向けには、２００ｎｍ～４００ｎｍの平均径を有するポリマーナノファイバが適切であり得る。任意選択で、ポリマーナノファイバは、それぞれが１つまたは複数のポリマーナノファイバを含む１つまたは複数の不織布のシートの形態で与えられる。任意選択で、吸着クロマトグラフィ媒体は、それぞれが１つまたは複数のポリマーナノファイバを含む１つまたは複数の不織布のシートから形成される。１つまたは複数のポリマーナノファイバを含む不織布のシートは、各ナノファイバが基本的にランダムに配向された１つまたは複数のポリマーナノファイバのマットであり、すなわち、ナノファイバが特定のパターンを採用するようには製作されていない。任意選択で、クロマトグラフィ材料ユニットは１つまたは複数のスペーサ層を備える。吸着性クロマトグラフィ媒体に対して構造的整合性を付加するために、スペーサ層が与えられてよい。詳細には、スペーサ層は、ナノファイバの不織布シートよりも機械的に高剛性であり得る。スペーサ層は、クロマトグラフィシステムの製造中および／または使用中に、流れ頭で形成されたチャネルを開いたままにしておくために、吸着性クロマトグラフィ媒体の変形の軽減を支援することができる。理想的には、スペーサ層は、圧縮性ナノファイバだけを積み重ねたものよりも高い流速においてこの積重ねの細孔率を維持することを可能にするために、圧縮性ポリマーナノファイバの交互の層状化を可能にするように、非圧縮性であるか、または大部分が非圧縮性であるべきである。スペーサ材料のフォーマットおよび組成は特に限定されないが、スタックの無駄容積を低減するために、ナノファイバ層よりも多孔質であるべきであり、厚さは最小であるべきである。適切な材料は１０～１２０（ｇ／ｍ^２）の不織布のポリプロピレンであろう。

本発明によるクロマトグラフィデバイス２０１には、少なくとも１つのクロマトグラフィ材料ユニット２０３の中へ流体を分配し、この材料ユニット２０３からの流体を分配するように構成された、少なくとも１つの流体分配システム２０７がさらに備わっている。図１の実施形態では、１つのクロマトグラフィ材料ユニット２０３および１つの流体分配システム２０７だけが設けられている。図４～図５には、８つのクロマトグラフィ材料ユニット２０３および８つの流体分配システム２０７を備えるクロマトグラフィデバイス２０１´が示されている。ここで図１～図３を参照して、流体分配システム２０７は、分配デバイス２０９ａおよび収集デバイス２０９ｂを備え、これらの間に前記クロマトグラフィ材料ユニット２０３が挟まれている。

クロマトグラフィ材料ユニット、スペーサ層またはクロマトグラフィ材料の任意のタイプのシートの総数が使用される場合には、吸着剤物質の表面積に大きな影響を与えることなく、それぞれの間に挟まれた層の間が流体接続されるように、クロマトグラフィ材料ユニットは、エラストマのシール２８１によって、周囲において、または周囲の近くで、密封される。クロマトグラフィ材料ユニット２０３の好ましい実施形態は、機械的に接合された（封入された形態の）エラストマのシール２８１から構成され、これは、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の層と分配デバイス２０９ａとの間と、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の層と収集デバイス２０９ｂとの間との、両方の流体接続をもたらすように作用する。

図２ａおよび図２ｂは、本発明によってクロマトグラフィデバイス２０１に設けられ得る分配システムの一実施形態による分配デバイス２０９ａまたは収集デバイス２０９ｂの、それぞれ第１の側２ａと反対の第２の側２ｂとを示す。これによって、分配デバイス２０９ａと収集デバイス２０９ｂとは同一であり得る。

図２ｃおよび図２ｄは、図２ａに示された分配デバイス２０９ａまたは収集デバイス２０９ｂの、それぞれラインＡ－ＡおよびＢ－Ｂに沿った断面図である。

図３ａ～図３ｃは、図１に示された本発明のクロマトグラフィデバイス２０１が組み立てられたときの図であり、図３ａは、図１に示されたクロマトグラフィデバイス２０１の、組み立てられたときの前面または背面を示す図であり、図３ｂは、図３ａのクロマトグラフィデバイス２０１のＣ－Ｃに沿った断面図であって、図３ｃは、図３ａのクロマトグラフィデバイス２０１のＤ－Ｄに沿った断面図である。

クロマトグラフィデバイス２０１、２０１´は、入口２１５、２１５´および出口２１９、２１９´をさらに備える。図１～図３を参照すると、１つのカセット２０５と呼ばれ得る、１つのクロマトグラフィ材料ユニット２０３および１つの流体分配システム２０７だけが設けられており、入口および出口はそれぞれ２１５および２１９と表され、それぞれクロマトグラフィデバイス２０１への接続ポート、および同デバイスからの接続ポートである。図４～図５を参照すると、クロマトグラフィデバイス２０１´において、８つのカセット２０５が積み重ねて並列に接続されており、入口および出口はそれぞれ２１５´および２１９´と表されている。本発明によるクロマトグラフィデバイス２０１、２０１´は、流体分配システム２０７を介して入口２１５、２１５´をそれぞれのクロマトグラフィ材料ユニット２０３に接続する少なくとも１つの入口流体チャネル２１７と、流体分配システム２０７を介して出口２１９、２１９´をそれぞれのクロマトグラフィ材料ユニット２０３に接続する少なくとも１つの出口流体チャネル２２１とをさらに備える。

本発明によれば、前記分配デバイス２０９ａおよび前記収集デバイス２０９ｂのそれぞれが、それぞれの流体をクロマトグラフィ材料ユニットに通す、分配および収集のための複数の平行溝２５５を備える。平行溝２５５は、分配デバイス２０９ａの入口コモンレール２５６ａを介して入口２１５、２１５´と流体接続しており、収集デバイス２０９ｂの出口コモンレール２５６ｂを介して出口２１９、２１９´と流体接続している。前記平行溝２５５は、平行溝２５５の第１の端２５７ａから第２の端２５７ｂまで、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の実質的に全長Ｌにおよび得、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の実質的に全幅Ｗにわたって分配されている。「実質的に全長Ｌにわたる」や「実質的に全幅Ｗにわたる」は、たとえば全長Ｌや全幅Ｗの８０％または９０％を超えることを意味する。適切には、最も外側の溝とクロマトグラフィ材料の縁部との間の距離は、溝の間の距離以下である。また、溝の端とクロマトグラフィ材料ユニットの縁部との間の距離は、溝の間の距離のたとえば８０～１２０％、または９０－１１０％といった、溝の間の距離とほぼ同一のものであり得る。その上、クロマトグラフィ材料ユニットが長方形ではなく、より楕円形であるか、または溝のうちいくつかが丸コーナーを有する場合には、たとえば、クロマトグラフィ材料ユニットの縁部のすぐ近くに設けられる溝は、残りの溝よりも短いものでよい。これによって、すべての溝が必ずしも同一の長さでなくてもよい。一実施形態では、材料の表面積におけるすべての位置が、分配器の中央に等間隔で配置された溝の平均距離よりも前記位置から離れていない溝によって流体を供給されるように、溝は、クロマトグラフィ材料の十分な表面積（たとえば表面積の少なくとも９０％など、少なくとも８０％）を実質的にカバーするように配置される。いくつかの実施形態では、材料の、厳密な長方形の形状から外れた周囲の形状を収容するために、湾曲した溝または曲げられた形状の溝が適用されてよい。

前記入口コモンレール２５６ａおよび前記出口コモンレール２５６ｂは、平行溝２５５の方向に対して実質的に垂直な方向に設けられた流体チャネルであって、平行溝２５５の各々の第１の端２５７ａと流体接続する。「実質的に垂直な」は、たとえば、入口コモンレール２５６ａおよび出口コモンレール２５６ｂの方向が、平行溝２５５の方向に対して少なくとも８０度または少なくとも８５度の角度であることを意味し得る。しかしながら、クロマトグラフィ材料ユニットが長方形ではなく、より楕円形である場合には、入口コモンレール２５６ａおよび出口コモンレール２５６ｂは、クロマトグラフィ材料の曲げられた縁部に従って、いくぶん曲げられてよい。

クロマトグラフィ材料ユニット２０３の実質的に全体の表面積にわたって平行溝を分配することにより、クロマトグラフィ材料ユニット２０３を通るようにクロマトグラフィデバイスに供給される流体流れは、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の全領域にわたって効果的に分配され得る。その上、入口コモンレールと出口コモンレールとを、実質的に垂直に、平行溝の第１の端に接続して設けることにより、流体流れがすべての平行溝２５５に効率よく分配され得る。

本発明のいくつかの実施形態では、平行溝２５５のそれぞれが、第１の端２５７ａから第２の端２５７ｂに向かって縮小する断面積を有する。これによって、入口／出口コモンレールの近くのクロマトグラフィ材料に入る流体と、入口／出口コモンレールからより遠いクロマトグラフィ材料に入る流体との間の滞留時間差が短縮されるので、流体流れが、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の長さＬにわたって、より均一に分配され得る。溝の断面図は、クロマトグラフィ材料との開いた流体接触面を表す、溝の幅と溝の深さとによって定義される。いくつかの実施形態では、溝は長方形の形状である。他の実施形態では、溝は丸い底面を有し得る。いくつかの実施形態では、溝は、第１の端から第２の端へと縮小していく断面積を有し得、これは、溝の深さを縮小すること、溝の幅を縮小すること、または溝の深さおよび幅における縮小を組み合わせることによって実現される。適切な実施形態では、溝の断面積は、溝の長さにわたって溝の深さを縮小することによって縮小される。

流体分配のための平行溝を用意する、本発明による分配デバイス（２０９ａ）および収集デバイス（２０９ｂ）を有するクロマトグラフィデバイス２０１を設けることによって、すべてのぬれ表面の効率的な洗い流しおよび洗浄を可能にする衛生的な設計が実現される。その上、本発明による流体分配システムによれば、製造中に、たとえば射出成形によって、分配デバイスおよび収集デバイスの内部壁および表面に平行溝のパターンを直接与えることができるので、前記デバイスの、コスト効率の高い設計および製造が可能になる。

図１を参照して、本発明の一実施形態によるクロマトグラフィデバイス２０１をより詳細に説明する。分配デバイス２０９ａは、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の入口面２５３ａに接して設けられた分配板２５１ａを備える。分配板２５１ａは、クロマトグラフィデバイス２０１の入口２１５からクロマトグラフィ材料ユニットに供給される流体を分配するための平行溝２５５を備える。収集デバイス２０９ｂは、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の出口面２５３ｂに接して設けられた収集板２５１ｂを備え、前記収集板２５１ｂは、クロマトグラフィ材料ユニット２０３からの流体を収集するための平行溝２５５を備える。その上、前記入口コモンレール２５６ａおよび前記出口コモンレール２５６ｂは、入口コモンレール２５６ａおよび出口コモンレール２５６ｂの第１の端２５８ａから第２の端２５８ｂまで、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の実質的に全幅Ｗにわたって設けられる。「クロマトグラフィ材料ユニット２０３の実質的に全幅Ｗにわたって」は、たとえば、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の全幅Ｗの少なくとも８０％または少なくとも９０％を上回ることを意味し得る。入口流体チャネル２１７は、流体分配システム２０７の第１のコーナー２６１ａから分配デバイス２０９ａに流体が供給されるように、入口コモンレール２５６ａの第１の端２５８ａに接続されており、出口流体チャネル２２１は、流体分配システム２０７の第２のコーナー２６１ｂからの流体が収集デバイス２０９ｂから収集されるように、出口コモンレール２５６ｂの第１の端２５８ａに接続されており、この第２のコーナー２６１ｂは前記第１のコーナー２６１ａのはす向かいにある。入口コモンレール２５６ａと出口コモンレール２５６ｂとは、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の反対側の縁部に沿って設けられる。流体分配システム２０７の第１のコーナー２６１ａから分配デバイス２０９ａに流体を導入し、流体分配デバイス２０７の、前記第１のコーナー２６１ａのはす向かいにある第２のコーナー２６１ｂからの流体を収集デバイス２０９ｂから収集することにより、カセット２０５を通過するすべての流体について、均一な滞留時間が実現され得る。一例として、別々の位置においてカセット２０５を通過する２つの異なる液体要素が、類似の全長を移動することにより、流体要素がデバイスの入口から出口まで移動するために必要な合計の距離およびボリュームを合計するときの滞留時間も類似のものになる。流体が、代わりに、たとえば入口コモンレールの中心といった、より中央の箇所において分配デバイス２０９ａに導入されると、別々の位置においてカセット２０５を通る異なる流体要素の全体的な移動経路長さは異なるものになり、それによって、流体要素の滞留時間も実質的に異なるものになる。

デバイスを通るすべての流体要素の滞留時間が均一であることは、分離プロセス中に一連の異なる流体を適用するとき、クロマトグラフィデバイスおよびカセット２０５をフラッシングし、洗い流し、洗浄するために必要な液体の量を最少化するのに有利である。一例として、滞留時間が均一であれば、デバイスの入口におけるトレーサ物質のステップ変化が、デバイスの出口において、ほとんど均等で明瞭かつ鮮明なステップ応答信号をもたらすことが可能になる。出口におけるステップ応答信号がより鮮明であれば、より優れた結合能力が利用され得、より効果的な流体が交換され得、クロマトグラフィの効率が、全体として、より優れたものになる。

本発明のいくつかの実施形態では、前記入口コモンレールは、入口コモンレール２５６ａの第１の端２５８ａから第２の端２５８ｂに向かって縮小する断面積を有し得る。これによって、液滞留量のボリュームが縮小され、滞留時間差が短縮されるので、分配デバイス２０９ａにわたって流体流れの分配が改善され得、デバイス出口のより鮮明な信号応答をもたらす。同様に、前記出口コモンレール２５６ｂは、第１の端２５８ａから第２の端２５８ｂに向かって縮小していく断面積を有し得る。

分配デバイス２０９ａおよび収集デバイス２０９ｂにおける平行溝２５５は、１．５ｍｍ未満の幅を有し得る。一実施形態では、平行溝は１．２ｍｍ以下の幅を有する。これによって、支持されない領域の幅および距離が最小化されるので、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の機械的支持および安定化が最適化される。

分配デバイス２０９ａおよび収集デバイス２０９ｂにおける平行溝２５５の間隔は、２ｍｍを超えるものでよく、いくつかの実施形態では３ｍｍを超えてよく、これによって、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の優れた機械的支持および安定化をもたらす。

クロマトグラフィ材料ユニット２０３に面する平行溝２５５の間の表面の壁の組み合わせた合計面積は、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の溝２５５の組み合わせた合計面積の２倍を上回り得る。一実施形態では、クロマトグラフィ材料ユニット２０３に面する平行溝２５５の間の表面の壁の組み合わせた合計面積は、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の溝２５５の組み合わせた合計面積の３倍を上回り得る。

従来技術のシステムは、分配システムにおける溝に関して、本発明による単一の（一方向の）溝の代わりに、ネットワーク化された流通経路を有することが多い。前記従来技術には、滞留量が増加し、マトリクスに対する支持表面積が縮小されるという不都合がある。

本発明による溝には、分配器の液体容積が最小化されて、デバイスの中の液滞留量ボリュームが縮小され得るという別の利点がある。本発明の一実施形態では、入口から出口までの全部のデバイスにおける液体容積は、膜の容量の１．５倍未満（＜１．５ＭＶ）である。

本発明のいくつかの実施形態では、出口コモンレール２５６ｂは、入口コモンレール２５６ａよりも広い寸法を有し、それによって流体容量もより大きい。このことは、コモンレールの中の液体の流れが完全に乱れている場合には、より大きなデバイスサイズにおいて有利であり得る。そのような一実施形態が図５ｂに示されている。入口コモンレール２５６ａよりも流体容量が大きい出口コモンレール２５６ｂは、層流の条件下でカセットを低速で出る流体を収集するとき必要な動圧の形成を補償し、流体を高速の乱流様式に加速する。これによって、コモンレールの入口側における圧力および圧力損失の変化を、コモンレールの出口側における圧力および圧力損失の変化と一致させることができる。入口コモンレールにおける圧力損失プロファイルと出口コモンレールにおける圧力損失プロファイルとを一致させることにより、クロマトグラフィデバイスにわたる流体の、より均一な速度が実現され得、デバイスにわたって滞留時間がより均一に分布し、したがってクロマトグラフィの効率がより高くなる。

本発明によるクロマトグラフィデバイス２０１、２０１´は、少なくとも１つのカセット２０５を備え、各カセット２０５が、流体分配システム２０７およびクロマトグラフィ材料ユニット２０３を備える。図１および図３に示されるクロマトグラフィデバイス２０１では、１つのカセット２０５だけが設けられており、図４～図５に示されるクロマトグラフィデバイス２０１´では８つのカセット２０５が設けられている。しかしながら、カセット２０５の数はもちろん変更され得る。複数のカセット２０５が設けられる場合には、カセット２０５は、図４ａ～図４ｃに示されるように一緒に積み重ねられ得る。各カセット２０５が、このカセット２０５に設けられた入口コモンレール２５６ａと流体接続する入口流体チャネル２１７の一部を備え、入口コモンレール２５６ａは、場合によりクロマトグラフィデバイス２０１、２０１´の１つまたは複数の他のカセット２０５を介して、クロマトグラフィデバイス２０１、２０１´の入口２１５、２１５´と流体連通し得る。それぞれのカセット２０５が、このカセット２０５に設けられた出口コモンレール２５６ｂと流体接続する出口流体チャネル２２１の一部をも備え、出口コモンレール２５６ｂは、場合によりクロマトグラフィデバイス２０１、２０１´の１つまたは複数の他のカセット２０５を介して、クロマトグラフィデバイス２０１、２０１´の出口２１９、２１９´と流体連通し得る。

たとえば図４ａ～図４ｃに示される、複数のカセット２０５を備えるクロマトグラフィデバイス２０１´は、前記少なくとも２つのカセット２０５を間に挟んだ第１の端板２７１ａと第２の端板２７１ｂとをさらに備える。前記クロマトグラフィデバイス２０１´は、第１の端板２７１ａと第２の端板２７１ｂとを互いに係止するように構成された係止部材２７３をさらに備え得る。カセットの間、および最も外側のカセットと端板２７１ａ、２７１ｂとの間に、シールが設けられ得る。

カセット２０５が取り付けられるとき、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の外周にエラストマのシール２８１が機械的に接合され得、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の層と分配デバイス２０９ａとの間と、クロマトグラフィ材料ユニット２０３の層と収集デバイス２０９ｂとの間との両方に、流体接続をもたらす。エラストマのシール２８１は、前記平行溝２５５を取り囲むことになる。クロマトグラフィ材料ユニット２０３が、流体分配システム２０７の分配デバイス２０９ａと収集デバイス２０９ｂとの間の分離の範囲にわたって、分配デバイス２０９ａと収集デバイス２０９ｂとの間に挟まれるとき、前記エラストマのシール２８１が、流体分配システム２０７とクロマトグラフィ材料ユニット２０３との密封した接続を保証することになる。前記エラストマのシール２８１は、分配デバイス２０９ａおよび収集デバイス２０９ｂと流体接続し、分配デバイス２０９ａと収集デバイス２０９ｂとの間の分離距離の範囲にわたって前記平行溝を取り囲む。

各クロマトグラフィ材料ユニット２０３が少なくとも１つの吸着膜を備え得る。前記吸着膜はポリマーナノファイバ膜であり得る。

本発明のいくつかの実施形態では、それぞれのクロマトグラフィ材料ユニット２０３が、少なくとも１つの頂部スペーサ層４５ａと少なくとも１つの底部スペーサ層４５ｂとの間に挟まれた少なくとも１つの吸着膜４１、あるいは、少なくとも１つの頂部スペーサ層４５ａと少なくとも１つの底部スペーサ層４５ｂとの間に挟まれた、スペーサ層４３を用いて間をあけて互いに積み重ねられた少なくとも２つの吸着膜４１を備え得る。これは図３ｃに見られる。頂部スペーサ層４５ａおよび／または底部スペーサ層４５ｂは、類似の特性または異なる特性のスペーサ材料の１つまたは複数の層を備えてよく、主な特性は有孔率および流体力学的抵抗である。複数の吸着層またはスペーサ層が存在する場合には、吸着剤物質の表面積に大きな影響を与えることなく、それぞれの挟まれた層の間に流体接続が形成されるように、クロマトグラフィ材料ユニット２０３は、周囲または周囲の近くをエラストマで密封される。

一実施形態では、前記クロマトグラフィ材料ユニット２０３と前記エラストマのシール２８１とは、たとえばカプセル化によって機械的に接合される。

一実施形態では、頂部スペーサ層４５ａおよび底部スペーサ層４５ｂは、吸着膜よりも流体力学的抵抗がかなり低く、したがって、所与の流量における単位長当たりの圧力損失がより小さい。これによって、溝から吸着膜の全表面まで、液体を水平方向に均一に分配するのが容易になる。

図５ａに見られるように、本発明によるクロマトグラフィデバイス２０１´を通る流体流れは、クロマトグラフィ材料ユニットの背面から流体流れをクロマトグラフィ材料ユニット２０３に供給するために、入口流体チャネル２１７によって最初にクロマトグラフィ材料ユニット２０３に通されるように、供給され得る。したがって、流体は、クロマトグラフィ材料ユニットの前面から収集される。結果として、クロマトグラフィ材料ユニット２０３を通過するときの流体流れの方向は、入口流体チャネル２１７や出口流体チャネル２２１における流体流れの方向とは反対である。この構造により、入口流体チャネルおよび出口流体チャネル（Ｘ ｏｃｈ Ｙ）の末端におけるデッドレッグを縮小することが可能になる。クロマトグラフィ材料ユニットの前面において流体を供給するデバイスの従来の機構は、クロマトグラフィ材料ユニット２０３を通過する流体流れを、入口流体チャネル２１７や出口流体チャネル２２１における流体流れの方向と同一の方向にもたらし、より大きなデッドレッグが生じ、前記大きなデッドレッグを塞ぐために、追加の設計要素および／またはデバイスの製造中の追加の組立てステップが必要になる。これらのデッドレッグは、洗い流しや洗浄が困難な流体のポケットを表し、これによって全体的なクロマトグラフィおよびプロセスの効率を低下させるので、一般に防止されるべきである。

一実施形態では、クロマトグラフィデバイス２０１´は事前に組み立てて用意され（図４ａと比較されたい）、流体密封の組立体が得られるように、第１の端部ピース２７１ａと第２の端部ピース２７１ｂとの間に挟まれて係止された１つまたはいくつかのクロマトグラフィデバイス２０１およびクロマトグラフィユニット材料２０３を備える。一実施形態では、係止は固定長の係止部材２７３によって実現され、図４ａを参照されたい。別の実施形態では、係止は長さ調整可能な係止部材によって実現され、クロマトグラフィデバイス２０１´の組立体を（再度）引き締めて圧縮することが可能になる。本発明の別の実施形態では、クロマトグラフィデバイス２０１´またはその部品を互いに組み立てて係止するために、スナップ機構またはラッチ機構から成る係止手段が用意される。

一実施形態では、クロマトグラフィデバイス２０１´およびその端部ピース２７１ａ、２７１ｂは、入口２１５および出口２１９がデバイスの実質的に頂部に与えられるように用意される。これによって、デバイスを接続するときおよび／または取り外すとき、デバイスからの液体の流出および／または損失あるいは液体の漏出が最小限になる。

一実施形態では、たとえばガンマ線照射によって事前殺菌されたクロマトグラフィデバイス２０１´が用意される。クロマトグラフィデバイスは、適切には使い捨てのデバイスであり、たとえばシステムに対する無菌接続を可能にするために、入口２１５および出口２１９に無菌コネクタをさらに備え得る。そのような無菌コネクタの例には、ＲｅａｄｙＭａｔｅ（商標）（Ｃｙｔｉｖａ、以前はＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）およびＫｌｅｅｎｐａｋ（商標）（Ｐａｌｌ）がある。事前殺菌されたデバイスは、適切には、製造クリーンルームへの投入を容易にするために２重袋にパックされ得る。

別の実施形態では、外部ホルダまたは締め付け機構が用意され、クロマトグラフィデバイス２０１´は、デバイス２０１´の完全性および／または性能を損なうことなくクロマトグラフィ材料を正確な厚さで支持することから生じる高い流体圧力および機械的負荷に耐え得るように、端部ピース２７１ａ、２７１ｂの、互いに対するさらなる軸方向の係止および／または圧縮を可能にするために、前記ホルダまたは締め付け機構に入れられる。

図６ａおよび図６ｂは、本発明の別の実施形態による流体分配システム２０７を遠近法によって概略的に示すものである。（図１～図５に示されて以前に説明された実施形態では、コモンレール２５６ａ、２５６ｂは、分配デバイス２０９ａ、収集デバイス２０９ｂの第１の側２ａに設けられており、平行溝２５５は、分配デバイス２０９ａ、収集デバイス２０９ｂの反対の第２の側２ｂに設けられているが、それと対照的に）この流体分配システム２０７´では、平行溝２５５が用意されるので、入口コモンレール２５６ａ´と出口コモンレール２５６ｂ´とが、分配デバイス２０９ａ´や収集デバイス２０９ｂ´の同一の側から与えられる。この実施形態では、コモンレールをカバーするとともに、コモンレールと平行溝２５５との間に開口を与えるために挿入物２９１が必要である。挿入物２９１は、図６ｂでは、収集デバイス２０９ｂ´から分離されている。

図６ｃは、本発明のさらに別の実施形態による流体分配システム２０７″を概略的に示す斜視図である。この実施形態では、流体分配システム２０７″は３Ｄ印刷したものであり、入口コモンレール２５６ａ″、出口コモンレール２５６ｂ″は、分配デバイス２０９ａ″、収集デバイス２０９ｂ″のうちいずれの側からも与えられることなく、代わりに、分配デバイス２０９ａ″、収集デバイス２０９ｂ″の内部の内部溝として設けられる。流体通路は、入口コモンレール２５６ａ″と出口コモンレール２５６ｂ″との間、および平行溝２５５の各々にも設けられる。

３Ｄ印刷は、すべての実施形態の可能な生産方式の一例であり、すべての詳細は上記で説明されている。射出成形は、実施形態のうちいくつかの、別の可能な生産方式である。別の実施形態では、本発明によるデバイスをもたらすために、３Ｄ印刷、射出成形または機械加工によって用意された部分の組合せが組み立てられ得る。

いくつかの実施形態では、第１のコーナーおよび第２のコーナーにおける分配デバイス２０９ａと収集デバイス２０９ｂとの間の流体接続の手段として、カセット２０５の各々の入口流体チャネル２１７の一部は、第１のコーナー２６１ａにおいて、分配デバイス２０９ａの一部と収集デバイス２０９ｂの一部との間に挟まれたエラストマのコンジットを備えることができ、カセット２０５の各々の出口流体チャネル２２１の一部は、第２のコーナー２６１ｂにおいて、分配デバイス２０９ａの一部と収集デバイス２０９ｂの一部との間に挟まれたエラストマのコンジットを備えることができる。前記エラストマのコンジットは、分配デバイス２０９ａと収集デバイス２０９ｂとの間の分離距離の範囲にわたって、分配デバイス２０９ａおよび収集デバイス２０９ｂと流体接続する。

各カセットの動作の少なくとも２つの状態が、入口流体チャネル２１７の前記エラストマの部分（コンジット）と、出口流体チャネル２２１と、前記エラストマのシール２８１とを組み合わせることによって助長され得る。たとえば、１）有効期間を延長するために圧縮永久歪み効果を解消することによってゴム状シールの材料特性を保つ、低い動作圧力および機械的負荷のために、分配デバイス２０９ａと収集デバイス２０９ｂとの間に流体接続をもたらす緩和状態と、２）クロマトグラフィ材料ユニット２０３の所望の厚さを実現するための高い動作圧力および機械的負荷のために、分配デバイス２０９ａと収集デバイス２０９ｂとの間に流体接続をもたらす圧縮状態とが、助長され得る。

４１ 吸着膜
４３ スペーサ層
４５ａ 頂部スペーサ層
４５ｂ 底部スペーサ層
２０１ クロマトグラフィデバイス
２０１´ クロマトグラフィデバイス
２０３ クロマトグラフィ材料ユニット
２０５ カセット
２０７ 流体分配システム
２０７´ 流体分配システム
２０７″ 流体分配システム
２０９ａ 分配デバイス
２０９ａ´ 分配デバイス
２０９ａ″ 分配デバイス
２０９ｂ 収集デバイス
２０９ｂ´ 収集デバイス
２０９ｂ″ 収集デバイス
２１５ 入口
２１５´ 入口
２１７ 入口流体チャネル
２１９ 出口
２１９´ 出口
２２１ 出口流体チャネル
２５１ａ 分配板
２５１ｂ 収集板
２５３ａ 入口面
２５３ｂ 出口面
２５５ 平行溝
２５６ａ 入口コモンレール
２５６ａ´ 入口コモンレール
２５６ａ″ 入口コモンレール
２５６ｂ 出口コモンレール
２５６ｂ´ 出口コモンレール
２５６ｂ″ 出口コモンレール
２５７ａ 第１の端
２５７ｂ 第２の端
２５８ａ 第１の端
２５８ｂ 第２の端
２６１ａ 第１のコーナー
２６１ｂ 第２のコーナー
２７１ａ 第１の端板、端部ピース
２７１ｂ 第２の端板、端部ピース
２７３ 係止部材
２８１ エラストマのシール
２９１ 挿入物

Claims (17)

1. － 対流ベースのクロマトグラフィ材料を含む少なくとも１つのクロマトグラフィ材料ユニット（２０３）であって、長さ（Ｌ）および幅（Ｗ）を有する実質的に長方形である、少なくとも１つのクロマトグラフィ材料ユニット（２０３）と、
   － 前記少なくとも１つのクロマトグラフィ材料ユニット（２０３）の中へ流体を分配し、前記少なくとも１つのクロマトグラフィ材料ユニット（２０３）からの流体を分配するように構成された、少なくとも１つの流体分配システム（２０７、２０７´、２０７″）であって、前記クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）を間に挟んだ分配デバイス（２０９ａ、２０９ａ´、２０９ａ″）と収集デバイス（２０９ｂ、２０９ｂ´、２０９ｂ″）とを備えた、流体分配システム（２０７、２０７´、２０７″）と、
   － 入口（２１５）と、
   － 前記流体分配システム（２０７、２０７´、２０７″）を介して前記入口（２１５）をそれぞれのクロマトグラフィ材料ユニット（２０３）に接続する、少なくとも１つの入口流体チャネル（２１７）と、
   － 出口（２１９）と、
   － 前記流体分配システム（２０７、２０７´、２０７″）を介して前記出口（２１９）を各クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）に接続する少なくとも１つの出口流体チャネル（２２１）と、
   を含んでなるクロマトグラフィデバイス（２０１、２０１´）において、
   前記分配デバイス（２０９ａ、２０９ａ´、２０９ａ″）は、前記クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）を通過する流体を分配するための複数の平行溝（２５５）であって、前記分配デバイス（２０９ａ、２０９ａ´、２０９ａ″）の入口コモンレール（２５６ａ、２５６ａ´、２５６ａ″）を介して前記入口（２１５）と流体接続する複数の平行溝（２５５）を備え、前記収集デバイス（２０９ｂ、２０９ｂ´、２０９ｂ″）は、前記クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）を通過する流体を収集するための複数の平行溝（２５５）であって、前記収集デバイス（２０９ｂ、２０９ｂ´、２０９ｂ″）の出口コモンレール（２５６ｂ、２５６ｂ´、２５６ｂ″）を介して前記出口（２１９）と流体接続する複数の平行溝（２５５）を備えており、
   前記平行溝が、前記クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）の前記平行溝の第１の端（２５７ａ）から第２の端（２５７ｂ）までの実質的な全長（Ｌ）および前記クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）の実質的な全幅（Ｗ）にわたって分布し、
   前記入口コモンレール（２５６ａ）および前記出口コモンレール（２５６ｂ）は、前記平行溝（２５５）の方向に対して実質的に垂直な方向に設けられた流体チャネルであり、前記入口コモンレール（２５６ａ）および前記出口コモンレール（２５６ｂ）は、前記平行溝（２５５）のそれぞれの第１の端（２５７ａ）に流体接続していることを特徴とする、クロマトグラフィデバイス（２０１、２０１´）。
2. 前記分配デバイス（２０９ａ）が、前記クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）の入口面（２５３ａ）に接して設けられた分配板（２５１ａ）を備え、前記分配板（２５１ａ）が、前記クロマトグラフィデバイス（２０１）の前記入口（２１５）から供給された流体供給を前記クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）に分配するための前記平行溝（２５５）を備え、前記収集デバイス（２０９ｂ）が、前記クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）の出口面（２５３ｂ）に接して設けられた収集板（２５１ｂ）を備え、前記収集板（２５１ｂ）が、前記クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）から流体を収集するための前記平行溝（２５５）を備えてい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デバイス。
3. 前記平行溝（２５５）のそれぞれが、前記第１の端（２５７ａ）から前記第２の端（２５７ｂ）に向かって縮小していく断面積を有していることを特徴とする、請求項１または２に記載のクロマトグラフィデバイス。
4. 前記入口コモンレール（２５６ａ）および前記出口コモンレール（２５６ｂ）が、前記入口コモンレール（２５６ａ）および前記出口コモンレール（２５６ｂ）の第１の端（２５８ａ）から第２の端（２５８ｂ）まで、前記クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）の実質的な前記全幅（Ｗ）にわたって設けられており、流体が前記流体分配システム（２０７）の第１のコーナー（２６１ａ）から前記分配デバイス（２０９ａ）に供給されるように、前記入口流体チャネル（２１７）が前記入口コモンレール（２５６ａ）の前記第１の端（２５８ａ）に接続されており、流体が前記流体分配システム（２０７）の第２のコーナー（２６１ｂ）から前記収集デバイス（２０９ｂ）に収集されるように、前記出口流体チャネル（２２１）が前記出口コモンレール（２５６ｂ）の前記第１の端（２５８ａ）に接続されており、前記第２のコーナー（２６１ｂ）が前記第１のコーナー（２６１ａ）のはす向かいにあることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のクロマトグラフィデバイス。
5. 前記入口コモンレール（２５６ａ）と前記出口コモンレール（２５６ｂ）とが前記クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）の反対側の縁部に沿って設けられていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のクロマトグラフィデバイス。
6. 前記入口コモンレール（２５６ａ）が、前記入口コモンレール（２５６ａ）の第１の端（２５８ａ）から第２の端（２５８ｂ）に向かって縮小していく断面積を有していることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のクロマトグラフィデバイス。
7. 前記分配デバイス（２０９ａ）／前記収集デバイス（２０９ｂ）の前記平行溝（２５５）の間に設けられて前記クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）に面する壁表面の組み合わせた合計面積が、前記クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）に面する前記平行溝の組み合わせた合計面積の２倍を上回っていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のクロマトグラフィデバイス。
8. 前記平行溝（２５５）のそれぞれが、１．５ｍｍ未満の幅を有し、２ｍｍを超える間隔を有していることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のクロマトグラフィデバイス。
9. 当該クロマトグラフィデバイス（２０１）の滞留量が前記クロマトグラフィユニット（２０３）の膜の容量の１．５倍未満であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のクロマトグラフィデバイス。
10. 前記出口コモンレール（２５６ｂ）が前記入口コモンレール（２５６ａ）よりも大きな流体容量を有していることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のクロマトグラフィデバイス。
11. 当該クロマトグラフィデバイス（２０１、２０１´）が少なくとも１つのカセット（２０５）を備え、それぞれのカセット（２０５）が流体分配システム（２０７）およびクロマトグラフィ材料ユニット（２０３）を備えていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のクロマトグラフィデバイス。
12. 当該クロマトグラフィデバイス（２０１´）が少なくとも２つのカセット（２０５）を備え、前記カセット（２０５）が、それぞれ前記入口流体チャネル（２１７）の一部を備えて一緒に積み重ねられており、前記入口流体チャネルが、前記カセット（２０５）に設けられた前記入口コモンレール（２５６ａ）と流体接続し、前記入口コモンレール（２５６ａ）が、場合により当該クロマトグラフィデバイス（２０１´）の１つまたは複数の他のカセット（２０５）を介して、当該クロマトグラフィデバイス（２０１´）の前記入口（２１５）と流体連通し、前記カセット（２０５）が、それぞれ、前記カセット（２０５）に設けられた前記出口コモンレール（２５６ｂ）と流体接続する前記出口流体チャネル（２２１）の一部を備え、前記出口コモンレール（２５６ｂ）が、場合により当該クロマトグラフィデバイス（２０１´）の１つまたは複数の他のカセット（２０５）を介して、当該クロマトグラフィデバイス（２０１´）の前記出口（２１９）と流体連通し得ることを特徴とする、請求項１１に記載のクロマトグラフィデバイス。
13. 当該クロマトグラフィデバイス（２０１´）が、前記少なくとも２つのカセット（２０５）を間に挟んだ第１の端板（２７１ａ）と第２の端板（２７１ｂ）とをさらに備え、前記第１の端板（２７１ａ）と前記第２の端板（２７１ｂ）とを互いに係止するように構成された係止部材（２７３）をさらに備えていることを特徴とする、請求項１２に記載のクロマトグラフィデバイス。
14. 前記分配デバイス（２０９ａ）および前記収集デバイス（２０９ｂ）に対して密封するために前記クロマトグラフィ材料ユニット（２０３）の外周に設けられて前記平行溝（２５５）を取り囲むエラストマのシール（２８１）をさらに備えていることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載のクロマトグラフィデバイス。
15. それぞれのクロマトグラフィ材料ユニット（２０３）が少なくとも１つの吸着膜を備えていることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載のクロマトグラフィデバイス。
16. 前記吸着膜がポリマーナノファイバ膜であることを特徴とする、請求項１５に記載のクロマトグラフィデバイス。
17. それぞれのクロマトグラフィ材料ユニット（２０３）が、少なくとも１つの頂部スペーサ層（４５ａ）と少なくとも１つの底部スペーサ層（４５ｂ）との間に挟まれた、少なくとも１つの吸着膜（４１）、あるいは、少なくとも１つの頂部スペーサ層（４５ａ）と少なくとも１つの底部スペーサ層（４５ｂ）との間に挟まれた、スペーサ層（４３）を用いて間に空間を置きながら互いに積み重ねられた少なくとも２つの吸着膜（４１）を備えていることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか一項に記載のクロマトグラフィデバイス。

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