JP2003536065A - バルブアレンジメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 所定数の個々のバルブ機能が相互に平行して働くように構成したバルブアレンジメント。固定されたコネクター板（３）に、多数のサンプルろうと管（６）と出口接続部（８）とオフセット配置して設け、サンプルを前方に運ぶように構成する。同じ数のサンプルループ（２４）を設け、正確に測定されたサンプル量を供給できるようにしたバルブ板（１４）が、コネクター板に関して直線状に変位可能にする。第一の位置において、サンプルループがサンプルろうと管に接続され、第一の位置において、出口接続部に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、所定数の個々のバルブ機能が相互に平行して働くようにした、バル
ブアレンジメントに関する。

【０００２】

【従来の技術】

現在、分析に通常使用されているバルブアレンジメントの大多数は、とくにス
ループット速度、すなわち一定時間内に処理できるサンプル量が小さいというこ
とだけでなく、得られる測定値すなわち分析結果の正確さに関しても、多くの欠
点をもっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

本発明の目的は、そのような不利益のないバルブアレンジメントを提供するこ
とにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

この目的は、請求項１に規定した構成により特徴づけられる本発明のバルブア
レンジメントにより、達成することができる。本発明の好ましい態様を、添付の
図面を参照して、以下に説明する。

【０００５】

【発明の実施形態】

図１に示したバルブアレンジメントは、８回路のバルブであって、ブロックま
たは板の形状をした支持体（１）にバルブアレンジメントを構成する他の部品が
固定されていて、この支持体はさらに、分析装置に固定されている。この支持体
は、アルミニウム製である。支持体（１）の一方の側には、バルブを回転させ、
またはスイッチさせるためのステップモーター（２）が取り付けてある。支持体
（１）の反対の側には水平な板（３）が強固に取り付けてあり、その上に、バル
ブアレンジメントにとって重要な、入口および出口の接続部が位置している。そ
れゆえ、この板を、今後「コネクター板」と呼ぶ。コネクター板は、化学的に不
活性な材料、たとえばクロム鋼で製作する。

【０００６】 コネクター板（３）の一方の側には、上方に伸びるプラットフォーム（４）の
中に凹み（５）があって、その中に、サンプルを注入するための８個のサンプル
ろうと管（６）が、相互に同じ間隔をもって配置されている。ろうと管（６）の
間隔は、マイクロ滴定のウエル間隔と同じにして、８回路ピペットまたはシリン
ジの８本のカニューラが同時に、８本のサンプルろうと管に、マイクロ滴定板か
ら取り出したサンプルを注入可能なようにすることができる。

【０００７】 アタッチメント（７）がプラットフォーム（４）に設けてあり、凹みの側壁を
高くしている。このアタッチメントの機能については、のちに詳しく述べる。

【０００８】 コネクター板（３）の他方の側には、８本の出口接続部（８）の列が、サンプ
ルろうと管（６）の列に平行に、板を貫いて下側に至る８個のドリル孔の中に並
んでいる。接続部（８）は、高圧接続部として設計され、バルブアレンジメント
の使用態様によっても異なるが、以下に詳しく説明するように、個々に多数の検
出器に、または選択バルブを経由してひとつの検出器たとえば質量分析器に至る
ラインへの結合手段として使用される。

【０００９】 出口接続部（８）の列は、サンプルろうと管（６）の列に関して長手方向に、
ミクロ滴定板のウエル間隔より小さい間隔でオフセット配置されている。このオ
フセット間隔は、この場合、２mmである。この間隔は、下に示すように、バルブ
の上昇距離に対応する。

【００１０】 コネクター板（３）の前面の上には、さらなる接続部（９）と、２個のドリル
孔（１１，１２）が位置している。接続部（９）は、ドリル孔（１０）の口の部
分に位置しており、コネクター板（３）の長手方向に走っている（図５〜７を参
照）。この孔（１０）は横断的なドリル孔と連結してオーバーフローシステムを
形成し、接続部（９）を経由して、廃棄物受け器に結合することができる。

【００１１】 上側のドリル孔（１１）は、凹み（５）の内側から外側に達し、それとともに
、凹みから廃棄物受け器へ液をフラッシュさせるためのオーバーフローシステム
への接続部として役立つ。のちに詳しく説明するように、大量のフラッシング液
が凹みに貯まるならば、大きな寸法のラインを孔（１１）に接続させなければな
らない。

【００１２】 ドリル孔（１２）は、のちに示すように、コネクター板の内部をその全長にわ
たって走り、多数の横断的なドリル孔と結びついて、溶剤加圧ライン、すなわち
、用途によるが、通常は高圧ポンプによって供給される溶剤を供給するシステム
を形成している。図１におけるコネクター板（３）の遠い側において、いまひと
つの接続部（１３）があり、それはさらなる２個の接続部とともに、圧力下に運
ばれる溶剤の、前記した供給システムの一部を形成している。

【００１３】 平面図である図２は、サンプルろうと管（６）と、出口接続部（８）との配置
を示している。溶剤加圧ライン（１２）の一部を構成する３個の接続部（１３）
もまた示されている。

【００１４】 コネクター板（３）の内側を通るいまひとつの連結通路が、図４〜図７のさま
ざまな断面において示されており、以下の記述において説明する。コネクター板
（３）の下方に設けられているものはバルブ板（１４）であり、スライドまたは
カートリッジの形をしている。これはコネクター板（３）に関し、長手方向にあ
る二つの位置の間を、ステップモーター（２）により、往復動する。

【００１５】 バルブ板の下において、ベアリング板（１６）が、コネクター板（３）に強固
に固定されている。図３は、ベアリング板（１６）が、コネクター板（３）に、
ネジ（１８）によりどのように取り付けられているかを示している。ベアリング
板（１６）とバルブ板（１４）との間に、バルブ板（１４）の下側の全長にわた
って走る、ベアリング板（１６）に設けた上側の平行溝（２０）と、それに対応
する下側の平行溝（２１）との２本の溝の中に収容されたボール（１９）からな
る、ボールベアリングがある。

【００１６】 バルブ板はその下側に、８個の高圧接続部からなる列（２２，２３）２本を有
する。これは、バルブ板を通してその表面に走るドリル孔の低い部分に位置して
いる。２列ある接続部のうちのひとつ（２２）は、ろうと管（６）と同じ面上に
存在し、コネクション２列のうちのもうひとつ（２３）は、出口接続部（８）と
同じ面上に存在ずる。２列の中にある個々の接続部は、サンプルろうと管または
出口接続部と同じ間隔で置かれている。すなわち、サンプル受け器相互間の距離
、またはマイクロ滴定板のウエル間隔と同じ間隔である。コネクター板（３）の
それらと対照的に、バルブ板に設けた接続部の２本の列（２２，２３）は、長手
方向において相互にずれて配置されていない。

【００１７】 ２本の列の中にあって対向する接続部の対は、正確に同じ長さの、ベアリング
板の下を走る円弧状のラインで結合されており、それがサンプルループ（２４）
を形成する。このサンプルループ（２４）は、正確に測定された量のサンプルを
供給するはたらきがあり、そのサンプルが検出器に搬送される。

【００１８】 バルブ板（１４）の前面には、高圧接続部（２５）があって、バルブ板のほぼ
全長にわたって走るドリル孔（２６）の口の部分に位置している。ドリル孔（２
６）は（図５〜７参照）、横断方向のドリル孔と結合し、フラッシングライン、
すなわち、のちに詳しく説明する、フラッシング用液体を二つのバルブ位置の一
つにあるろうと管に運ぶためのシステムを形成する。

【００１９】 バルブ板の上側の面には、接続部の列（２２，２３）に属するドリル孔の口の
領域に、シーリング片（２７）が、２本の平行なスリットの中に位置していて、
それらは、ベアリング板（１６）をコネクター板（３）に結合するネジを経由し
てバルブ板をコネクター板（３）に向かって作用させる圧力を手段として、個々
のチャンネルを、信頼性をもって相互に分離している。

【００２０】 バルブ板がとり得る二つの位置は、上記した長手方向のサンプルろうと管(６)
と出口接続部（８）とのオフセット配置に対応する。このオフセット間隔は、こ
の態様では２mmである。このようにして、バルブ板に存在する２本の接続部の列
（２２，２３）は、サンプルろうと管（６）または出口接続部（８）のどちらと
も、一列にまとめること、すなわち結合させることができる。このことは、のち
に断面図４〜７の助けを借りて、より詳細に説明する。

【００２１】 図４に長手方向の断面を示したバルブ板（１４）の位置においては、サンプル
ろうと管（６）は、サンプルループ（２４）の接続部の列（２２）に結合されて
いる。それと同時に、コネクター板とバルブ板との接触面にあるフラッシングラ
イン（２６）の口部は、閉じられている。このことは、図５〜８の断面において
も見ることができ、これらの図は別の側における関係を示している。すなわち、
出口接続部と接続部の列(２３)との関係である。図５に示したＣ−Ｃ断面は、出
口接続部（１３）の一つと共軸である、溶剤加圧ラインの第一の横断的なドリル
孔の中央平面を抜けて走っている。接触面に至る通路は、この位置で閉じられて
いる。この断面の他方の側には、第一の出口接続部（８）の軸が位置しており、
コネクター板の下側にあるその口部は、同様に閉じられている。

【００２２】 図６のＤ−Ｄ断面は、第二のサンプルろうと管の軸を通る面に沿っており、こ
のろうとが、バルブ板の接続部の列（２２）の対応する接続部に結合されている
ことを示している。ループの他の側において、列（２３）の対応する接続部が、
オーバーフローシステムに結合されている。このようにして、この位置において
は、あるサンプルをサンプルろうと管内に注入し、それによってサンプルループ
を充満させることができる。過剰のサンプルは、オーバーフローシステムへ流れ
出る。全８本のサンプルろうと管（６）が、この位置で同様にサンプルループに
結合され、全８本のループを同時に充満させることができる。

【００２３】 最後に、図７のＥ−Ｅ断面は、この位置において、コネクター板（３）とバル
ブ板（１４）との間の接触面において、フラッシングシステムもまた閉じられて
いることを示している。

【００２４】 バルブ板の第二の位置における状況は、図８〜１１に示した。平面図である図
８にみるように、出口接続部（８）は、いまや接続部の列（２３）に一致し、一
方、サンプルろうと管（６）は接続部の列（２２）には一致しない。このことは
、図８の長手方向のＡ−Ａ断面を示した図９に見ることができる。接続部の列（
２２）は、いまや加圧ラインであるドリル孔（１２）に結合されている。加圧ラ
インにおける第一の横断的なドリル孔を通るＣ−Ｃ断面（図５参照）では、図１
０において、第一のサンプルループが加圧システムに結合され、他方で出口接続
部に結合されることを示している。このようにして、この位置において、出口接
続部（８）が検出器に結合される。

【００２５】 それと同時に、図１１のＤ−Ｄ断面に見るように、サンプルろうと管(６)はフ
ラッシングシステムに結合されている。フラッシングシステムを通して供給され
た溶剤は、サンプルろうと管をフラッシュする。カニューラもまた、同時にフラ
ッシュされ、フラッシング工程が終了するまでそれらが充填位置に止まるのは、
この目的のためである。フラッシング工程は、サンプリングのシーケンスの前に
終了させ、８回路シリンジが再充填され、注入位置に運ばれるようにする。サン
プリングが終了したならばすぐ、バルブ板をスイッチバックして第一の位置に戻
し、そこでただちに、サンプルループが次のサンプルで満たされる。

【００２６】 このバルブアレンジメントのひとつの可能な使用態様を、図１２ａおよび１２
ｂのフローダイアグラムに示した。本発明のバルブアレンジメントは、市場で入
手できるセレクターバルブと一緒に機能させることができる。出口接続部（８）
は、個々のラインを通じて、セレクターの個々の入力側（１〜１０）に結合され
る。セレクターの出力側は、検出器、たとえば質量分析計に結合される。溶剤ポ
ンプは同時に溶剤加圧ライン（１２）および検出器の少なくとも１個の、個別の
入力側に結合される。

【００２７】 すでに説明したように、本発明のバルブアレンジメントが第一の位置にあると
きは、図１２ａに示したように、サンプルろうと管（６）はサンプルループ（２
４）を通じてオーバーフローシステムに結合される。この位置においては、８個
のサンプルが８回路シリンジを用いて同時に適用され、そのことは機能表示「Ｉ
ＮＪＥＣＴ」によって示される。過剰なサンプルはオーバーフローシステムを通
じて、「ＷＡＳＴＥ」と表示された受け器に行く。溶剤加圧ラインの接続部は、
バルブアレンジメントのこの位置では閉じられている。フラッシングラインの接
続部は、同様に閉じられている。一方、ポンプとセレクターとの間にも接続部が
あり、ブランク測定を行うために、純粋な溶剤が質量分析計に供給される。

【００２８】 図１２ｂに示した第二の位置においては、溶剤加圧ラインがサンプルループに
結合され、その出口接続部がセレクターバルブに結合される。位置１〜１０への
スイッチを続けることにより、セレクターバルブは継続的に個々のサンプルをサ
ンプルループの中に運び、それらを質量分析計に配分する。

【００２９】 この工程の間、サンプルろうと管（６）およびシリンジカニューラのフラッシ
ングは、本発明のバルブアレンジメントの入力側において行われている。サンプ
ルろうと管（６）は「ＣＬＮＩＮＪ」と表示されたフラッシングシステムに結合
される。フラッシング液は、凹み（５）から、「ＷＡＳＴＥ」へ流れる。最後の
サンプルループが質量分析計に吸引されたときは、入力側はつぎのサンプルを適
用する準備ができており、それはほとんど同時に行なわれる。このようにして、
ごく短いタイムラグののち、セレクターバルブは、つぎのサンプルを質量分析計
に配分することができる。

【００３０】 このようにして、質量分析装置は、中断されない連続したサンプル供給を、８
個の各ブロック間の無視できる程度のタイムラグで受け取り、かつて達成された
ことのないスループット、すなわち時間当りの処理速度を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のバルブアレンジメントの斜視図。

【図２】 図１のバルブアレンジメントの、バルブ板が第一の位置にある場
合の平面図。

【図３】 図２のＡ−Ａ線に沿う縦断面図。

【図４】 図２のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図。

【図５】 図２のＣ−Ｃ線に沿う横断面図。

【図６】 図２のＤ−Ｄ線に沿う横断面図。

【図７】 図２のＥ−Ｅ線に沿う横断面図。

【図８】 図１のバルブアレンジメントの、バルブ板が第二の位置にある場
合の平面図。

【図９】 図８のＡ−Ａ線に沿う横断面図。

【図１０】 図８のＣ−Ｃ線に沿う横断面図。

【図１１】 図８のＤ−Ｄ線に沿う横断面図。

【図１２】 本発明のバルブアレンジメントの、可能なフローダイアグラム
を選択バルブとともに示した図。

【符号の説明】

１ ト支持板体 ２ ステップモーター ３ コネクター板 ４ プラットフォーム ５ 凹み ６ サンプルろうと管 ７ アタッチメント ８ 出口接続部 ９ 接続部 １１，１２ ドリル孔 １２ 溶剤加圧ライン １３ 接続部 １４ バルブ板 １６ ベアリングプレート １８ ネジ １９ ボール ２０，２１ （上側、下側）平行溝 ２２，２３ 接続部の列 ２４ サンプルループ ２５ 高圧接続部 ２６ ドリル孔 ２７ シール材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＣ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ， ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，Ｉ Ｎ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ， ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2G052 AD46 CA04 CA35 CA36 GA24 HC10 2G058 EB11 EC07 GA20

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定数の個々のバルブ機能が相互に平行して働くようにした
   バルブアレンジメントであって、同じ所定数のサンプルろうと管と同じ所定数の
   出口接続部とをもつ固定されたコネクター板、サンプルを運ぶための、サンプル
   ろうと管に関するオフセット配置、およびサンプルの正確に測定された量を提供
   する同じ所定数のサンプルループをそなえたバルブ板を有し、前記バルブ板は、
   第一の位置と第二の位置との間で直線的な変位が可能であって、第一の位置でサ
   ンプルループがサンプルろうと管に結合し、第二の位置でサンプルループが出口
   接続部に結合するように構成したことを特徴とするバルブアレンジメント。
2. 【請求項２】 バルブ板の第一の位置において、サンプルループが、オーバ
   ーフローラインの出口側に結合することを特徴とする請求項１のバルブアレンジ
   メント。
3. 【請求項３】 バルブ板の第二の位置において、サンプルループが、溶剤加
   圧ラインの入口側に結合し、それと同時にサンプルろうと管がフラッシュシステ
   ムへ結合することを特徴とする請求項１のバルブアレンジメント。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかのバルブアレンジメントであっ
   て、その出力接続部が個々にセレクターバルブの入力側に結合され、セレクター
   バルブの出力側は検出器に結合されていることを特徴とするサンプル処理システ
   ム。