JP2003014718A - 移動相グラジエント装置及びそれを用いた高速液体クロマトグラフ - Google Patents
移動相グラジエント装置及びそれを用いた高速液体クロマトグラフInfo
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Abstract
分析に必要な移動相を供給できるようにする。 【解決手段】 六方バルブ2にはグラジエントチューブ
4が接続されており、グラジエントチューブ4は組成が
調製されて供給された移動相を、供給された順に収容す
る。グラジエントチューブ4にポンプP1,P2から移
動相組成を変えながら移動相の送液を行ない、充填す
る。その後、オートサンプラー8にて試料注入をおこな
い、バルブ2を回転させてグラジ工ントチューブ4中の
移動相を分離カラム10ヘと送り込む。分離カラム10
では試料のグラジエント分析が行なわれていく。
Description
ならせながら移動相を分析装置に供給していく移動相グ
ラジエント装置と、そのような移動相グラジエント装置
を備えた分析装置の一例としての高速液体クロマトグラ
フに関するものである。
クロマトグラフの分離性能向上と分析時間短縮のためグ
ラジエント分析が行われている。グラジエント分析と
は、移動相の組成を分析開始時から終了時までの問に変
化させる分析方法のことである。移動相組成を変更させ
るために、高圧グラジエント法では、2台の送液ポンプ
を用意し、例えば1台のポンプから水、もう1台のポン
プからはメタノールを送液し、流量比を変えながら、か
つ合計流量は常に一定になるように送液する。すなわ
ち、水を100%の状態から0%まで送液を行なうと同
時に、メタノールは0%から100%まで流量を変化さ
せながら送液を行なう。低圧グラジエント法では、1台
の送液ポンプを使用し、移動相を供給するバルブの切換
えにより移動相組成を制御する。
い場合には、分析の再現性不良やピーク形状不良などの
問題を引き起こす。そこで、その問題を回避するため、
通常、グラジエント分析を行なう際には複数の移動相が
混合される部位に混合器(ミキサー)を配置することに
より移動相の混合性能を改善している。
量が10μL以上ある。一方、ミクロ分析のように流量
が小さい場合、例えば5μL/分の場合には、混合器内
部の液置換だけでも2分間以上かかり、全分析時間の遅
延の主な原因となっている。また、混合器に至る配管な
どの容量も全分析時間の遅延に影響をもたらす。本発明
の第1の目的は、混合器やその近くの配管も含めたグラ
ジエント調製部での時間遅れをなくしてグラジエント分
析に必要な移動相を供給できる移動相グラジエント装置
を提供することである。本発明の第2の目的は、そのよ
うなグラジエント装置を備えた分析装置の1つの応用例
としての液体クロマトグラフを提供することである。
ント装置は、複数種類の移動相をそれぞれ制御された流
量で供給する移動相供給部と、その移動相供給部から供
給された移動相を混合する混合器と、その混合器により
混合された移動相を管内にその長さ方向に沿って供給さ
れた順に収容していく移動相配管(グラジエントチュー
ブという)と、そのグラジエントチューブを前記移動相
供給部と分析装置との間で切り替えて接続する流路切替
えバルブとを備えている。
相供給部として上の移動相グラジエント装置を備え、グ
ラジエントチューブに収容された移動相を1台の送液ポ
ンプにより供給するようにしたものである。その高速液
体クロマトグラフでは、サンプル導入部直前のグラジエ
ントチューブの中に組成勾配をもつ移動相を予め封入し
ておき、試料注入直後にそのグラジエントチューブ中の
移動相を試料注入部を介して分析カラムに送り込む。こ
のとき、グラジエントチューブに収容された移動相を1
台の送液ポンプにより供給するので、従来の高圧グラジ
エント法の場合の2台の送液ポンプ間のばらつきや、低
圧グラジエント法の場合のバルブの切換えに基づく分析
ラインでの移動相の送液精度の低下を防ぐことができ
る。
始時に、予め移動相の組成変化が達成されているため、
分析開始後、遅れ時間なく移動相の組成変化が始まり、
分析カラムでの分析が開始される。
の移動相グラジエント装置を適用した高速液体クロマト
グラフの一実施例を示したものである。六方バルブ2に
はグラジエントチューブ4が接続されている。グラジエ
ントチューブ4はステンレス、PEEK(ポリエーテル
エーテルケトン)、キャピラリーチューブなど、クロマ
トグラフィーで使用可能な配管であり、少なくとも1回
の分析で必要とされる移動相を収容できる容量を備えて
いる。グラジエントチューブ4は組成が調製されて供給
された移動相を、供給された順に収容する。グラジエン
トチューブ4内では、時間が異なって供給された移動相
間で混合が起こりにくくするために、内径が細い方が好
ましいが、流路抵抗との兼ね合いで適当な内径のものを
選択する。
して2台の移動相供給ポンプP1,P2が接続されてい
る。ポンプP1とP2はそれぞれ異なる溶媒を移動相と
して供給するものである。バルブ2の他のポートには試
料注入器8が接続され、試料注入器8の下流には試料成
分を分離する分離カラム10が接続され、さらに、分離
カラム10の下流には分離された試料成分を検出する検
出器12が接続されている。試料注入器8は自動的に注
入を行なうオートサンプラーとすることもできるし、手
動で注入するインジェクタとすることもできる。分離カ
ラム10及び検出器12は測定対象に応じて適当なもの
を選択することができる。バルブ2の更に他のポートに
は組成が一定の移動相を供給するポンプP3が接続さ
れ、バルブ2の更に1つのポートはドレインに接続され
ている。
合器6で混合された移動相をチューブ4を経てドレイン
へ流し、ポンプP3から供給される移動相を試料注入器
8を経て分離カラム10につながる流路に接続する。一
方、バルブ2を破線の流路に設定すると、ポンプP3か
ら供給される移動相によってグラジエントチューブ6内
に収容された移動相を押し出し、その移動相を試料注入
器8を経てカラム10につながる流路に供給する。
トサンプラーでの応用例を示す。ポンプPlには水、ポ
ンプP2にはメタノール、ポンプP3には水とメタノー
ルを混合した液、例えば水:メタノール=70:30の
混合液を用意しておく。ポンプP3はカラムの初期安定
のため常に流速5μL/分程度で運転状態にしておく。
動相組成勾配を持たせるグラジエントチューブ4にポン
プP1,P2から移動相組成を変えながら移動相の送液
を行なう。分離カラム10を通る分析流路の流速は、例
えば上に示したような5μL/分というような小さな値
であるが、混合器6を経てグラジエントチューブ4に移
動相を充填する際の流速は分析流路の流速とは関係なく
大きな値に設定することができる。そこで、グラジエン
トチューブ4に移動相を送り込む流量を例えば1mL/
分としておけば、グラジ工ントチューブ4の内部容量が
100μLであれば、移動相の充填は6秒で完了する。
た移動相の組成の状態の一例を示す。この実施例ではチ
ューブ4には、出口側(カラム側)から入口側に向かっ
て体積で75%の範囲では水の組成が70%から30%
に直線的に減少するように組成変化した移動相が充填さ
れており、それより入口側には水の組成が30%で一定
となった移動相が収容されている。
を完了した後、オートサンプラー8にて試料注入をおこ
ない、分析を開始する。分析が開始されたらバルブ2を
回転させて破線の流路に切り替え、グラジ工ントチュー
ブ4中の移動相を分離カラム10ヘと送り込む。バルブ
2の回転とともに、グラジエントチューブ4内で移動相
の最初の部分、すなわち水70%の部分の移動相が、注
入された試料を分離カラム10へと搬送する。分離カラ
ム10の先端では試料の先端濃縮が行われるが、グラジ
エントチューブ4内の移動相が次々と移動相組成を変え
ながら、すなわち、水の混合比が小さくなりながら分離
カラム10ヘと送り込まれ、分離カラム10では試料の
グラジエント分析が行なわれていく。
ブ4内の組成変化部分はすべて外に押し出され、続いて
その後5分間水30%の状態の移動相が分離カラム10
へと送り込まれる。これで一連の分析が終了し、再度バ
ルブ2が回転させられて実線の流路の状態になり、初期
状態へと戻る。
移動相は同じであるが、ポンプP3からは有機溶媒リッ
チの溶液(いわゆる移動相など)としておけば、分離カ
ラム10の洗浄が可能になる。すなわち、目的成分の溶
出が終了したら、バルブ2を切り換えて分離カラム10
にポンプP3から有機溶媒リッチの溶液を流すことによ
って、分離カラム10内の不要な成分を押し出すことが
できる。ただし、この場合には、試料注入前にグラジエ
ントチューブ4内の移動相を押し出し始めておく。
グラジエント装置を備えた他の構成の高速液体クロマト
グラフの実施例を示したものである。六方バルブ2及び
それに接続されたグラジエントチューブ4は図1の実施
例と同じである。この実施例ではポンプP1、P2から
供給される移動相を混合する混合器として、微量流量の
混合が可能なSTARユニット20とダイナミックミキ
サ22からなるSTARミキサーシステムを用いた。
流路を複数に分岐させるコネクタ30、分岐した流路を
合流させるコネクタ32、及び両コネクタ30,32間
に並列に接続された分岐数だけの流路34−1〜34−
3から構成されている。分岐流路34−1〜34−3の
数はこの例のように3本には限られない。各分岐流路3
4−1〜34−3は抵抗により流速を制御する配管(例
えば内径0.1mm)と容量によって遅れ時間を制御す
る配管(例えば内径0.8mm)とから構成され、各分
岐流路34−1〜34−3ごとに両配管の比率が設定さ
れている。
ラチップを収納したチャンバーを持ち、下部に設けられ
たスターラによりそのチャンバー内のスターラチップを
回転させてチャンバー内の液を混合させるものである。
試料注入部は、試料中の目的成分を濃縮するために、ト
ラップカラム24と六方バルブ26を備えている。六方
バルブ26の1つのポートに希釈液を供給する送液ポン
プP4が接続され、その希釈液流路に試料を注入するオ
ートサンプラー28が設けられている。トラップカラム
24はバルブ2とバルブ26の間に接続されている。分
離カラム10はバルブ26に接続され、分離カラム10
の下流に検出器12が接続されている。バルブ26の他
のポートに組成が一定の移動相を供給する送液ポンプP
3が接続されている。
吸着する膜の上流側に、又は上流側と下流側の両方に目
的成分を拡散する膜を配置したものが好ましい。目的成
分を吸着する膜としてはスチレン樹脂、シリカゲル、イ
オン交換樹脂、又はこれらを化学修飾した物質を含む膜
を用いることができる。また、目的成分を拡散する膜と
しては、焼結フィルター、セラミック、金属メッシュ又
はセルロース繊維を用いることができる。このようなト
ラップカラムの詳細は特願平10−263763号に記
載されており、この実施例でもその文献に記載されてい
るものを用いることができる。
PlによりSTARユニット20、ダイナミックミキサ
22及びグラジエントチューブ4を水で満たしておく。
その後、送液ポンプPlを停止させ、送液ポンプP2か
らメタノールを送液すると、STARユニット20内の
各分岐流路34−1〜34−3の遅れ時間の差から合流
側コネクタ32にはステップ状に組成の異なる移動相が
時間を追って現れる。図4の例でいえばメタノール含有
量が33%、67%、100%の順に移動相組成が変化
する。合流側コネクタ32を通過した移動相はダイナミ
ックミキサ22にて混合され、良好なグラジエントカー
ブを描きながらグラジエントチューブ4の中に入ってい
く。ミクロ液体クロマトグラフィのような微量での移動
相混合を行なう場合、STARユニット20とダイナミ
ックミキサ22の組合わせは特に有効である。
に設定すると、STARミキサーシステム20,22を
経て混合された移動相をグラジエントチューブ4に充填
していくことができる。バルブ2の破線の流路では、バ
ルブ26を経て供給される移動相によりグラジエントチ
ューブ4内に収容されていた移動相が押し出される。
ンプP4から供給される希釈液により送られてきた試料
中の目的成分がトラップカラム24で捕捉される。一
方、バルブ26の破線の流路では、ポンプP3により供
給される移動相がバルブ26からバルブ2の破線の流路
を経てグラジエントチューブ4内に収容されていた移動
相を押し出し、トラップカラム24に捕捉されていた試
料中の目的成分を分離カラム10へ供給し、分離カラム
10で分離された目的成分が検出器12で検出される。
とトラップカラム24による濃縮注入を組み合わせたも
のである。グラジエントチューブ4内の移動相組成は第
1の実施例の動作で示したものと同様であるとする。動
作においては、まず、バルブ2,26がともに実線の流
路に設定され、グラジエントチューブ4内への移動相充
填が第1の実施例と同様に行なわれる。その際、この実
施例でもサンプルの注入が行なわれるが、注入されたサ
ンプルはポンプP4から供給される希釈液により希釈さ
れながらトラップカラム24に搬送されトラップカラム
24に吸着しながら濃縮されていく。サンプルの濃縮及
びグラジエントチューブ24ヘの移動相充填が終了した
ら、バルブ2,26が回転して破線の流路に切り替えら
れ、グラジエントチューブ4内の移動相がトラップカラ
ム24ヘ送られ分析が開始される。
4には上に示したような膜トラップを使うことにより配
管容量を抑えることが可能となる。また、グラジエント
チューブ4内の移動相充填の際の混合器として、上に示
した配管抵抗比の違いを応用したSTARミキサーシス
テムを利用することにより、低流量域でも再現性のよい
組成勾配を持たせることができる。
してCadenzaCD−C18(内径1mm、長さ75m
m)(インタクト社の製品)を使用し、検出器12とし
て吸光光度計(検出波長254nm)を用いた。移動相
として、ポンプP1からH2O、ポンプP2からCH3C
N−EtOH(50:50)(アセトニトリルとエタノ
ールの50:50の混合溶液)を供給してそれらの混合
比率を変えながら容量500μLのグラジエントチュー
ブ4内に1mL/分の流速で移動相を充填した。ポンプ
P3からは移動相としてCH3CN−EtOH(50:
50)を20μL/分の流速で供給し、ポンプP4から
は希釈液としてH2Oを1mL/分の流速で供給した。
試料として安息香酸エステル(約100ng)を測定し
た。
横軸及び図中の数値は保持時間(分)であり、縦軸は検
出強度である。〜は各安息香酸エステルのピークで
あり、は安息香酸メチル、は安息香酸エチル、は
安息香酸プロピル、は安息香酸ブチル、は安息香酸
ヘキシルである。5種類の安息香酸エステルが明瞭に分
離されており、従来のグラジエント分析法に比べて何ら
遜色がない。なお、最初の大きなピークは不純物であ
る。このクロマトグラムには現れていないが、グラジエ
ント分析用移動相の調製時間が短縮されている。 (実施例3)図6にグラジエントチューブを複数本備え
た実施例を示す。四方バルブ2a,2bの間に2本のグ
ラジエントチューブ4−1,4−2が接続されている。
バルブ2aの1つのポートには、図1の実施例と同様に
混合器6を介して2台の移動相供給ポンプP1,P2が
接続されている。バルブ2bの1つのポートには、図1
の実施例と同様に試料注入器8が接続され、試料注入器
8の下流には試料成分を分離する分離カラム10が接続
され、さらに、分離カラム10の下流には分離された試
料成分を検出する検出器12が接続されている。バルブ
2aの1つのポートには図1の実施例と同様に組成が一
定の移動相を供給するポンプP3が接続され、バルブ2
bの1つのポートはドレインに接続されている。
ると、混合器6で混合された移動相をグラジエントチュ
ーブ4−2を経てドレインへ流し、ポンプP3から供給
される移動相をグラジエントチューブ4−1を経て試料
注入器8から分離カラム10につながる流路に接続す
る。一方、バルブ2を破線の流路に設定すると、混合器
6で混合された移動相をグラジエントチューブ4−1を
経てドレインへ流し、ポンプP3から供給される移動相
をグラジエントチューブ4−2を経て試料注入器8から
分離カラム10につながる流路に接続する。
ヘの移動相の充填と分析は順を追って実行しなければい
けないが、図6の実施例では移動相送液ポンプPl,P
2によりグラジエントチューブ4−2に移動相を充填し
ながら、移動相送液ポンプP3によりグラジエントチュ
ーブ4−1に充填済みの移動相を分析カラム10ヘと押
し出していく。また、グラジエントチューブ4−1を用
いた分析の終了とグラジエントチューブ4−2への移動
相充填の終了をまって、バルブ2a,2bを回転させる
ことにより、グラジエントチューブ4−1を移動相の充
填、グラジエントチューブ4−2を分析へと切り換える
ことが可能となる。すなわち、図6のシステムは、移動
相充填に必要な時間を短縮させることにより、特に低流
速での分析の場合に問題となる繰り返し分析における分
析時間の短縮が可能となる。
ラジエントチューブを備え、そのグラジエントチューブ
に予め移動相の組成を変化させた移動相をその長さ方向
に沿って収容しているので、使用に際してはただその移
動相を取り出していくだけで、移動相の組成を時間的に
変化させていくことができる。この移動相グラジエント
装置を高速液体クロマトグラフに利用すると、分析開始
時に、予め移動相の組成変化が達成されているため、分
析開始後、遅れ時間なく移動相の組成変化が始まり、分
析カラムでの分析を開始することができ、混合器での時
間遅れをなくしてグラジエント分析を行なうことができ
る。
した高速液体クロマトグラフの一実施例を示す流路図で
ある。
成の状態の一例を示す断面図である。
した高速液体クロマトグラフの他の実施例を示す流路図
である。
的に示す流路図である。
の一例を示す波形図である。
した高速液体クロマトグラフの他の実施例を示す流路図
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 組成を時間的に異ならせながら移動相を
分析装置に供給していく移動相グラジエント装置におい
て、 複数種類の移動相をそれぞれ制御された流量で供給する
移動相供給部と、 前記移動相供給部から供給された移動相を混合する混合
器と、 前記混合器により混合された移動相を管内にその長さ方
向に沿って供給された順に収容していくグラジエントチ
ューブと、 前記グラジエントチューブを前記移動相供給部と前記分
析装置との間で切り替えて接続する流路切替えバルブと
を備えた移動相グラジエント装置。 - 【請求項2】 前記流路切替えバルブには前記グラジエ
ントチューブが複数本接続されている請求項1に記載の
移動相グラジエント装置。 - 【請求項3】 試料成分を分離する分離カラムと、この
分離カラムに移動相を供給する移動相供給部と、この移
動相供給部から前記分離カラムに至る流路に試料を注入
する試料注入部と、前記分離カラムにより分離された試
料成分を検出する検出器とを備えた高速液体クロマトグ
ラフにおいて、 前記移動相供給部として請求項1又は2に記載の移動相
グラジエント装置を備え、前記グラジエントチューブに
収容された移動相を1台の送液ポンプにより供給するよ
うにしたことを特徴とする高速液体クロマトグラフ。 - 【請求項4】 前記試料注入部には試料中の目的成分を
濃縮するトラップカラムが設けられている請求項3に記
載の高速液体クロマトグラフ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001197987A JP3865119B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 移動相グラジエント装置及びそれを用いた高速液体クロマトグラフ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001197987A JP3865119B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 移動相グラジエント装置及びそれを用いた高速液体クロマトグラフ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003014718A true JP2003014718A (ja) | 2003-01-15 |
| JP3865119B2 JP3865119B2 (ja) | 2007-01-10 |
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ID=19035502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001197987A Expired - Lifetime JP3865119B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 移動相グラジエント装置及びそれを用いた高速液体クロマトグラフ |
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