CN103512985B - 流动相送液装置及液相色谱仪 - Google Patents

Abstract

提供一种流动相供给装置及液相色谱仪，其包括：水系流路，其具备对水系流动相进行送液的第1送液泵；有机溶剂系流路，其具备对有机溶剂系流动相进行送液的第2送液泵；以及搅拌机，其将来自于所述水系流路和所述有机溶剂系流路的各流动相进行混合并供给液相色谱仪的分析流路，所述第2送液泵与所述搅拌机之间的流路阻力大于所述第1送液泵与所述搅拌机之间的流路阻力。

Description

流动相送液装置及液相色谱仪

技术领域

本发明涉及一种一边使水系流动相和有机溶剂系流动相的混合溶液的组成随时间变化一边将该混合溶液供给分析流路的流动相送液装置及具备该流动相送液装置的液相色谱仪。

背景技术

液相色谱仪有梯度方式的，其一边使流经包含分析柱及检测器的分析流路的流动相的组成随时间而变化，一边进行试料的分离分析（参见US2007/0144977A1。）。流经分析流路的流动相一般为水系流动相和有机溶剂系流动相的混合溶液，通过调整对这些流动相分别送液的送液泵的送液流量使混合比例产生变化。

用图5对现有的梯度方式的液相色谱仪的一个例子进行说明。

作为用于将试料进行分离分析的分析流路，设有上游侧分析流路2a和下游侧分析流路2b。将试料进行分离的分析柱8和对由分析柱8分离的试料成分进行检测的检测器10设在下游侧分析流路2b上。上游侧分析流路2a的一端与搅拌机50连接。搅拌机50上连接有通过送液泵46进行水系流动相送液的水系流路42和通过送液泵48进行有机溶剂系流动相送液的有机溶剂系流路44，水系流动相和有机溶剂系流动相由搅拌机50进行混合，该混合溶液被供给上游侧分析流路2a。

上游侧分析流路2a的另一端和下游侧分析流路2b的一端分别与试料导入部6的切换阀30的一个端口连接。试料导入部6包括：切换阀30、试料送液流路32、排液流路34及收集流路36。试料送液流路32是通过送液泵33对包括试料的溶液进行送液的流路。收集流路36包括收集柱40，可以将由试料送液流路32送液的试料暂时保持在收集柱40中。

试料送液流路32及排出流路34的一端和收集流路36的两端与切换阀30的端口连接。切换阀30可以在邻接的端口之间进行切换，通过切换阀30的切换，就可以切换成将收集流路36连接在试料送液流路32与排液流路34之间的状态（收集模式），和将收集流路36连接在上游侧分析流路2a与下游侧分析流路2b之间的状态（注入模式）。在收集模式中，上游侧分析流路2a与下游侧分析流路2b直接地连接，在注入模式中，试料送液流路32与排液流路34直接地连接。

在收集模式中，通过从试料送液流路32对包含试料的溶液进行送液，让收集柱40捕捉试料。其后，通过切换到注入模式并从上游侧分析流路2a进行流动相溶剂送液，与溶剂一起将收集柱40所捕捉的试料导入下游侧分析流路2b

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，通过切换阀30的切换，在从收集模式切换到注入模式之际，向送液泵46或48施加的压力有时会急剧变动。在水系流动相和有机溶剂系流动相的送液过程中如果压力产生急剧变动的话，则水系流动相和有机溶剂系流动相的送液将失去平衡，比水系流动相粘性低且容易流动的有机溶剂系流动相有时会瞬间地以大流量进行送液。在从收集模式切换到注入模式时一旦有机溶剂系流动相被大流量地送液，有时试料就会未被分析柱8分离便通过去了。

另外，在流经下游侧分析流路2b的流动相的流量为nL单位的纳流LC（液相色谱仪）系统中，对由送液泵46和48送液的各流动相进行分流并送液。在这种纳流LC系统中，收集模式时的收集流路36内的压力比向送液泵46及48施加的压力低的情况下，将切换阀30从收集模式切换到注入模式的时候，施加于送液泵46及48的压力将急剧下降而水系流动相和有机溶剂系流动相的送液平衡及分流比将会紊乱，流动相的送液流量将大幅地紊乱。

图4是示出检测器的检测信号的随时间而变化的图表，（A）是从收集模式切换到注入模式时，施加于进行有机溶剂系流动相送液的送液泵的压力没有降低的情形（例如，收集柱压力为6.5MPa、分析柱压力为5MPa），（B）是从收集模式切换到注入模式时，施加于进行有机溶剂系流动相送液的送液泵的压力有降低的情形（例如，收集柱压力为2.0MPa、分析柱压力为5MPa）。（B）的虚线圆所示的峰值是由于以下情况而出现的：因从收集模式切换到注入模式时的压力变化，大流量的有机溶剂系流动相被瞬间地送液，从而收集柱的试料未被分析柱捕捉就通过了。这样，开始进行试料分析时，如果与水系流动相相比大量的有机溶剂系流动相被送液的话，则在分析柱中试料未被分离就洗提。

然而，以往，在水系流路和有机溶剂系流路的各自的搅拌机的上游侧附近连接有具有相同程度流路阻力的阻力管。由此，可以防止进行水系流动相送液的送液泵和进行有机溶剂系流动相送液的送液泵之间的相互干扰，可以设法使流动相的送液流量稳定化。该送液流量的稳定化，是以施加于各送液泵的压力不产生急剧变动为前提的。在即使产生压力变动但其变动也较为平缓的情况下，送液泵的送液量随着其变动而变化，但该变化是平缓的，最终施加于送液泵的压力向稳定状态过渡，送液流量将会稳定。但是，如上所述，在由于外部原因而产生急剧的压力变动的情况下，则无法防止水系流动相和有机溶剂系流动相的送液平衡崩溃而导致粘性低的有机溶剂系流动相瞬间大流量地流动。

因此，本发明的目的在于，对因切换阀从收集模式切换到注入模式时的压力变动而引起的流动相的送液流量的变动进行抑制，以防止试料未经分析柱分离而通过的不好状况的发生。

用于解决课题的手段

本发明的流动相供给装置，包括：水系流路，其具备对水系流动相进行送液的第1送液泵；有机溶剂系流路，其具备对有机溶剂系流动相进行送液的第2送液泵；和搅拌机，其将来自于所述水系流路和所述有机溶剂系流路的各流动相进行混合并供给液相色谱仪的分析流路，第2送液泵与所述搅拌机之间的流路阻力大于第1送液泵与搅拌机之间的流路阻力。

在此，可以考虑通过增大水系流路和有机溶剂系流路的两方的流路阻力来抑制送液流量的变动。但是，在高压液相色谱仪中，因为必须向分析柱施加较大的压力，所以增加流动相供给装置中的流路阻力因其与送液泵的能力之间的关系则是困难的。

水系流路的流路阻力和有机溶剂系流路的流路阻力各自的大小根据分析柱所需要的送液压力与送液泵的能力之间的关系设定为适当的值。

本发明的液相色谱仪包括：分析流路，其具备将试料进行分离的分析柱及对由分析柱分离的试料成分进行检测的检测器；本发明的流动相供给装置，其被连接在分析流路的上游端，并向分析流路供给由水系流动相和有机溶剂系流动相的混合溶液组成的流动相溶剂；试料导入部，其结构为具有将含试料的溶液进行送液的试料送液流路、将试料暂时保持的收集柱以及对连接的流路进行切换的切换阀，通过切换阀的切换，可以切换成收集柱连接于试料送液流路的下游侧的收集模式及收集柱连接在流动相供给装置与所述分析柱之间的注入模式中的任一模式。

发明的效果

在本发明的流动相供给装置中，因为有机溶剂系流路的第2送液泵与搅拌机之间的流路阻力大于第1送液泵与搅拌机之间的流路阻力，所以即使施加于第1送液泵和第2送液泵的压力由于外部原因而瞬间变动，也可以防止比水系流动相粘性低的有机溶剂系流动相瞬间地被大流量地送液。

在本发明的液相色谱仪中，因为包括本发明的流动相送液装置，所以能够抑制在试料导入部从收集模式切换到注入模式时，因其瞬间性的压力变动而产生的比水系流动相粘性低的有机溶剂系流动相的流量急剧増大。由此，可以防止大流量的有机溶剂系流动相被送液且试料未经分析柱分离而通过。

附图说明

图1是概略示出液相色谱仪的一实施例的流路结构图。

图2是用于对该实施例的试料导入部的结构进行说明的流路结构图。

图3是示出使第2阻力管的流路阻力比第1阻力管的流路阻力大的情况下和第2阻力管的流路阻力不比第1阻力管的流路阻力大的情况下的有机溶剂系流动相的流量的时间变化的图表。

图4是示出检测器的检测信号的时间变化的图表，（A）是从收集模式切换到注入模式时，向进行有机溶剂系流动相送液的送液泵施加的压力无下降的情形，（B）是从收集模式切换到注入模式时，向进行有机溶剂系流动相送液的送液泵施加的压力有下降的情形。

图5是概略示出现有的液相色谱仪的一个例子的流路结构图。

具体实施方式

本发明的流动相供给装置的一实施方式适用于水系流路在第1送液泵的下游侧分叉成与搅拌机连接的流路和与其不同的第1分流流路，有机溶剂系流路在第2送液泵的下游侧分叉成与搅拌机连接的流路和与其不同的第2分流流路的分离方式的装置，通过适用于这样的装置，即使在由于从收集模式切换到注入模式时的压力变动，水系流路和有机溶剂系流路各自的分流比紊乱的情况下，也能够对有机溶剂系流动相瞬间的大流量送液进行控制，可以防止试料不被分析柱分离就通过的情形。

在其他的实施方式中，为了使得有机溶剂系流路的流路阻力比水系流路的流路阻力大，有机溶剂系流路中与搅拌机连接的流路包含比水系流路中与搅拌机连接的流路内径小的流路。

用图1及图2对液相色谱仪的一实施例进行说明。

如图1所示，该液相色谱仪在分析流路2的上游端连接有流动相供给装置4，在分析流路2上自上游依次设有试料导入部6、分析柱8及检测器10。如图2所示，分析流路2由上游侧分析流路2a和下游侧分析流路2b组成，上游侧分析流路2a的下游端和下游侧分析流路2b的上游端分别单独地与试料导入部6的切换阀30的各个端口连接。分析柱8及检测器10设在下游侧分析流路2b上。

试料导入部6为利用切换阀30的切换，可以在将试料捕捉到收集柱40中的收集模式（参照图2的（A））和将捕捉到收集柱40中的试料导入至下游侧分析流路2b的注入模式（参照图2的（B））之间进行切换的结构。切换阀30具有6个端口，可以对相邻的端口之间的连接进行切换。在切换阀30的端口，除了连接有上游侧分析流路2a和下游侧分析流路2b以外，还连接有试料送液流路32的一端、排液流路34的一端、及收集流路36的两端。试料送液流路32是利用送液泵33将包含试料的溶液进行送液的流路，排液流路34是用于将液体向外部排出的流路。收集流路36上配置有收集柱40。

如图2的（A）的粗线所示，在收集模式中，在试料送液流路32的下游侧连接有收集流路36，还在该收集流路36的下游侧连接有排液流路34。在此状态下，如果含有试料的溶液从试料送液流路32被送液的话，则仅溶液中的试料成分被收集柱40捕捉，其他的溶剂经过收集柱40并从排液流路34被排出。此时，上游侧分析流路2a与下游侧分析流路2b直接地连接。

如图2的（B）的粗线所示，在注入模式中，在上游侧分析流路2a的下游侧连接有收集流路36，在该收集流路36的下游侧连接有下游侧分析流路2b。当通过收集模式使收集柱40捕捉到试料之后切换至注入模式时，来自流动相供给装置4的流动相就流经收集柱40，让收集柱40所捕捉的试料成分洗提并引导至下游侧分析流路2b的分析柱8。被导入分析柱8中的试料按成分被分离且由检测器10进行检测。

回到图1，流动相供给装置4包括：进行水系流动相送液的水系流路12a和进行有机溶剂系流动相送液的有机溶剂系流路12b，水系流路12a的下游端和有机溶剂系流路12b的下游端均与搅拌机27连接。分析流路2的上游端连接于搅拌机27，水系流动相和有机溶剂系流动相的混合溶液作为流动相溶剂被供给分析流路2。

水系流路12a的上游端配置在存积水系流动相的容器14a内，利用送液泵16a（第1送液泵）将水系流动相抽取上来。在比水系流路12a上的送液泵16a更下游侧通过接头20a连接有分流流路22a（第1分流流路）的一端。分流流路22a的另一端配置在容器14a上，由送液泵16a抽取上来的水系流动相的一部分将会返回到容器14a内。在接头20a的更下游侧设有流量计18a，其对向搅拌机27送液的水系流动相的流量进行监视。

有机溶剂系流路12b的上游端配置在存积有机溶剂系流动相的容器14b内，利用送液泵16b（第2送液泵）将有机溶剂系流动相抽取上来。在比有机溶剂系流路12b上的送液泵16b更下游侧通过接头20b连接有分流流路22b（第2分流流路）的一端。分流流路22b的另一端配置在容器14b上，由送液泵16b抽取上来的有机溶剂系流动相的一部分将会返回容器14b内。在接头20b的更下游侧设有流量计18b，其对向搅拌机27送液的有机溶剂系流动相的流量进行监视。

设有根据流量计18a及18b的测定值对向搅拌机27送液的水系流动相及有机溶剂系流动相的流量进行控制的流量控制部50。流量控制部50基于流量计18a及18b的测定值控制送液泵16a及16b的驱动，以使由搅拌机27混合的流动相溶剂的组成成为所规定的。

在水系流路12a的搅拌机27的附近设有第1阻力管24，在有机溶剂系流路12b的搅拌机27的附近设有第2阻力管26。由于设有第1阻力管24及第2阻力管26，可以防止因送液泵16a和16b而引起的相互干涉。

第2阻力管26的流路阻力大于第1阻力管24的流路阻力。由此，因从收集模式切换到注入模式时的压力变动，比水系流动相粘性低的有机溶剂系流动相瞬间地被大流量地送液的情况得以抑制。

图3是示出第2阻力管26和第1阻力管24的流路阻力为相等的情形和使第2阻力管26的流路阻力大于第1阻力管24情形下的有机溶剂系流动相的流量的时间变化的图表。

作为将第2阻力管26与第1阻力管24的流路阻力设为相等的情形的例子，将两阻力管设定为内径0.025mm×长度1000mm的阻力管。在此，所谓将流路阻力设为相等是将阻力管的尺寸设为相等的意思。但是，由于即使使使阻力管的尺寸相等，阻力值也会因流动的流动相的种类不同而不同，其结果，水系流动相流动的第1阻力管24的阻力值多数情况下将会大于有机溶剂系流动相流动的第2阻力管26。

作为使第2阻力管26的流路阻力大于第1阻力管24的情形的例子，第1阻力管24设为内径0.025mm×长度1000mm的阻力管，第2阻力管26除了设有内径0.025mm×长度1000mm的阻力管以外，且串联连接有内径0.01mm×750mm的阻力管。

对于上述两种情形，以总流量600nL/min进行送液，水系流动相以550nL/min、乙腈等低粘性有机溶剂系流动相以50nL/min进行送液的结果显示于图3中。此时，有时会对第1阻力管24施加约2MPa的阻力，对使流路阻力增大的第2阻力管26施加约4MPa的阻力。但由于绝对的压力值因安装的柱的种类等而不同，所以未必成为该数值。在通过第1阻力管24的溶剂为水系，通过第2阻力管26的溶剂为比水系流动相粘性低的有机溶剂系流动相的情况下，在第2阻力管26的流路阻力大于第1阻力管24的流路阻力的时候，效果将会呈现。

在图3的图表中，自取得数据开始经过5分钟时从收集模式切换到注入模式。在将第2阻力管26与第1阻力管24的流路阻力设为相同程度的情况下，由于伴随着切换的压力变动，有机溶剂系流动相瞬间地以大流量被送液，流量的紊乱以根据波形的面积求出的流量值来说为131.4nL左右。对此，在使第2阻力管26的流路阻力大于第1阻力管24的流路阻力的情况下，有机溶剂系流动相的流量无较大的紊乱现象，流量的紊乱以根据波形的面积求出的流量值来说为4.3nL左右。由此可见，通过使有机溶剂系流路12b侧的流路阻力大于水系流路12a侧，可以抑制从收集模式向注入模式进行切换时有机溶剂系流动相的流量的急剧变动。

此外，分流流路22b中设有用于将有机溶剂系流动相的分流比设为所规定的值的阻力管28。因阻力管28而产生的流路阻力的大小根据阻力管26的流路阻力的大小所决定。

符号说明

2分析流路

2a上游侧分析流路

2b下游侧分析流路

4流动相供给装置

6试料导入部

8分析柱

10检测器

12a水系流路

12b有机溶剂系流路

14a容器（水系流动相）

14b容器（有机溶剂系流动相）

16a，16b，33送液泵

18a，18b流量计

20a，20b接头部

22a，22b分流流路

24，26，28阻力管

30切换阀

32试料送液流路

34排液流路

36收集流路

40收集柱。

Claims (5)

1.一种流动相供给装置，包括：

水系流路，其具备对水系流动相进行送液的第1送液泵；

有机溶剂系流路，其具备对有机溶剂系流动相进行送液的第2送液泵；和

搅拌机，其将来自于所述水系流路和所述有机溶剂系流路的各流动相进行混合并供给到液相色谱仪的分析流路，

其特征在于，所述第2送液泵与所述搅拌机之间的流路阻力大于所述第1送液泵与所述搅拌机之间的流路阻力。

2.根据权利要求1所述的流动相供给装置，其特征在于，所述水系流路在所述第1送液泵的下游侧分叉成与所述搅拌机连接的流路及与其不同的第1分流流路，

所述有机溶剂系流路在所述第2送液泵的下游侧分叉成与所述搅拌机连接的流路及与其不同的第2分流流路。

3.根据权利要求2所述的流动相供给装置，其特征在于，在所述有机溶剂系流路中与所述搅拌机连接的流路包含比在所述水系流路中与所述搅拌机连接的流路内径小的流路。

4.根据权利要求1所述的流动相供给装置，其特征在于，所述有机溶剂系流路中与所述搅拌机连接的流路包含比所述水系流路中与所述搅拌机连接的流路内径小的流路。

5.一种液相色谱仪，包括：

分析流路，其具备将试料进行分离的分析柱及对由所述分析柱分离的试料成分进行检测的检测器；

试料导入部，其结构为具有对含有试料的溶液进行送液的试料送液流路、将试料暂时保持的收集柱以及对连接的流路进行切换的切换阀，通过所述切换阀的切换，可以切换成所述收集柱连接于所述试料送液流路的下游侧的收集模式及所述收集柱连接在所述流动相供给装置与所述分析柱之间的注入模式中的任一模式,

其特征在于，所述液相色谱仪还包括如权利要求1至4中的任一项所记载的流动相供给装置，其被连接在所述分析流路的上游端，并向所述分析流路供给由水系流动相和有机溶剂系流动相的混合溶液组成的流动相溶剂。