JP2004085431A - 高速液体クロマトグラフ用混合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】混合性能がよく装置サイズが小さく、混合容量を容易に変更できる混合装置を提供する。
【解決手段】金属板材１、５、１２はその順序で位置決め用穴４、８、１６を用いて貫通穴２ａ〜２ｄ、６ａ〜６ｄ、１４ａ〜１４ｄが貫通するように決まった位置で一体化され接合体が形成され混合部が作製される。さらに、同じ組み合わせの混合部が複数組、すべての貫通穴が貫通するように決まった位置で一体化される。２種類の溶離液は貫通穴２ａ、２ｂから導入され貫通穴６ａ、６ｂに達し、一部の液は流路１０ａ、１０ｂへと流れる。流路１０ａ、１０ｂを流れた溶離液は流路１８で合流し２種類の溶離液が混合される。混合した溶離液は貫通穴２ｃ、２ｄより取り出される。１番目の組の混合部の貫通穴１４ａ、１４ｂを通過した溶離液は２番目の組の混合部の貫通穴２ａ、２ｂへ導入され、貫通穴６ａ、６ｂに達し、一部の液は流路１０ａ、１０ｂへと流れ、混合される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、高速液体クロマトグラフに関し、特にグラジエント分析用の溶離液を混合する混合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体クロマトグラフにおいて、溶離液の組成を連続的あるいはステップ状に変化させるグラジエント分析では、２種類またはそれ以上の溶離液を混合してカラムに導くために、そのグラジエント溶出装置には複数の液を混合する混合装置が備えられている。混合装置としては、可動部を持たないフロースルー方式のものが多く用いられており、例えば内径が３ｍｍ程度、長さが５０ｍｍ程度のパイプ中にステンレススチールなどのボールを充填したものがある。このような混合装置は、その入り口、出口の機械加工品など、複数の機械加工品で構成されている。このような混合装置は、内部に混合用のボールを充填しているため、内部容量が大きくなる。効率よく混合するためには、溶離液の流量によって最適な混合装置の容量があるが、混合のための流路は内部に充填したボールにより決定され、所望の流路を形成することはできない。また、加工や組立が複雑になり、コスト高にもなる。
【０００３】
このような欠点を解決するため、耐食性のある複数の板が内部に流路を形成するように接合され、その流路に２種類以上の溶離液を供給できるような供給口と、混合された溶離液を取り出す取り出し口を形成した混合装置が開発されている。従来の混合装置の一例を図４に示す。図４の（Ａ）はその分解斜視図、（Ｂ）はその組み立てた状態の斜視図である。上下の金属板４２、４４の間に流路を形成した金属板４６が挟み込まれ、これらの３枚の金属板４２、４４、４６を圧接して接合することにより、（Ｂ）に示されるように一体化された混合装置５２が構成されている。
【０００４】
金属板４６には流路４８が形成されており、流路４８は分岐部や閉ループを持つ一つのつながった流路であり、その流路４８に対応して、上側金属板４２には４つの貫通穴５０ａ〜５０ｄが開けられている。下側金属板４４は溝や穴を持たない平坦な金属板である。４つの貫通穴５０ａ〜５０ｄのうち３つを溶離液供給口として、残りの１つの貫通穴を溶離液取り出し口とすれば、３種類の溶離液の混合装置となる。また、４つの貫通穴５０ａ〜５０ｄのうちの２つを溶離液供給口として、他の２つのいずれかを選択して溶離液取り出し口とすることもできる。選択されなかった貫通穴は閉じておく。溶離液供給口を溶離液取り出し口の選択により、溶離液の混合比を選択することもできる。
【０００５】
上記のような流路を形成した金属板および貫通穴を有する金属板を組み合わせた構成で混合装置を形成することにより、所望の形状にすることも複雑な流路を形成することも容易となる。また、流路４８の溝を細くすることにより混合装置内の容量を小さくすることができ、少量の溶離液を供給する分析にも対応することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような流路を形成した金属板および貫通穴を有する金属板を組み合わせて構成された混合装置においては、流路内で溶離液の混合が行われるが、混合が十分でない場合は金属板および貫通穴を有する金属板を重ね合わせることにより複数の混合部を接続し、十分な混合を得ようとしている。しかしながら、このような混合部の接続では、各混合部は直列に構成される構造になるため、混合効率が悪く、接続による効果は小さい。また、混合効率を高めるために混合部を並列に接続するためには一枚の板上に複数の混合部を加工した構造としなければならないため、金属板材の形状が複雑になり加工が難しくなる。また、混合装置自体も大型になってしまう。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、簡単な部品追加により並列に接続された流路が得られ、混合性能がよく装置サイズが小さく、混合容量を容易に変更できる混合装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明の液体クロマトグラフ用混合装置は、複数の板材が内部に混合部となる流路を形成するように接合されて接合体が構成されており、その接合体の外面には溶離液を供給する少なくとも２つの液供給口と、混合された溶離液を取り出す取り出し口を備えた液体クロマトグラフ用溶離液混合装置において、流路が形成された板材を２枚以上重ねた構造を有し、２つ以上の流路が並列に結合されているものである。
【０００９】
混合効率を高めるためには、混合部を直列に結合することでは十分には達成されず、並列に結合しなければならない。本発明においては、混合部である流路を形成した板材を複数枚重ね合わせることにより、流路を並列に結合することを可能とする。流路を並列に結合するため、溶離液を供給する貫通穴と混合された溶離液を取り出す貫通穴を有する板材と、溶離液を供給する貫通穴と混合された溶離液を取り出す貫通穴と溶離液を混合するための流路を有する板材と、溶離液を供給する貫通穴と混合された溶離液を取り出す貫通穴と混合された溶離液をまとめる流路とを有する板材の３枚の板材を１組とする。それぞれの板材の溶離液を供給する貫通穴と混合された溶離液を取り出す貫通穴は同じ位置に設けられ、３枚の板材を貫通する構造とする。このような３枚一組の板材を複数組連結し、溶離液を供給する貫通穴と混合された溶離液を取り出す貫通穴を同じ位置にすることにより、それぞれの組は互いに並列に結合されることとなり、導入された溶離液はそれぞれの組の流路で混合されて後、共通の取り出し貫通穴でまとめられることとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の液体クロマトグラフ用混合装置の混合部の一実施例の概略構成図である。３枚の金属板材１、５、１２が混合部の基本的な構成をしており、金属板材１は貫通穴２ａ〜２ｄと位置決め用穴４から構成されている。金属板材５は貫通穴６ａ〜６ｄと、位置決め用穴８と、流路１０ａ、および１０ｂから構成されている。金属板材１２は貫通穴１４ａ〜１４ｄと、位置決め用穴１６および流路１８から構成されている。金属板材１、５、１２は厚さが２ｍｍ以下のステンレス（例えばＳＵＳ３１６など）からなる耐食性のある金属板である。位置決め用穴４、８、１６はいずれも貫通した穴であり、金属板材１、５、１２のそれぞれ同じ位置に設けられている。また、貫通穴２ａ〜２ｄ、６ａ〜６ｄ、１４ａ〜１４ｄも金属板材１、５、１２のそれぞれ同じ位置に設けられている。
【００１１】
金属板材１、５、１２はその順序で位置決め用穴４、８、１６を用いて貫通穴２ａ〜２ｄ、６ａ〜６ｄ、１４ａ〜１４ｄが貫通するように決まった位置で一体化され接合体が形成され混合部が作製される。さらに、金属板材１、５、１２と同じ組み合わせの混合部が複数組、すべての貫通穴２ａ〜２ｄ、６ａ〜６ｄ、１４ａ〜１４ｄが貫通するように決まった位置で一体化される。最後の組みの金属板材１２の次には流路も貫通穴も有しない平板が設置される。２種類の溶離液は貫通穴２ａおよび２ｂから導入され、貫通穴６ａおよび６ｂに達し、一部の液は流路１０ａおよび１０ｂへと流れる。流路１０ａおよび１０ｂは貫通した溝である。流路１０ａおよび１０ｂを流れた溶離液は流路１８で合流し２種類の溶離液が混合される。流路１８は底を持つ溝である。混合した溶離液は貫通穴１４ｃ、１４ｄから貫通穴６ｃ、６ｄを通って貫通穴２ｃ、２ｄより取り出される。
【００１２】
１番目の組の混合部の貫通穴２ａ、２ｂ、６ａ、６ｂおよび１４ａ、１４ｂを通過した溶離液は２番目の組の混合部の貫通穴２ａおよび２ｂへ導入され、貫通穴６ａおよび６ｂに達し、一部の液は流路１０ａおよび１０ｂへと流れる。以下、最初の組の混合部におけるのと同様の動作で２番目の組の混合部においても溶離液が混合され、最終的には１番目の組の混合部の２ｃ、２ｄより取り出される。３番目の組の混合部においても同様の動作が行われる。
【００１３】
金属板材１、５、１２からなる複数の組の混合部は図２に示されるホルダに設置される。ホルダは接続部２０と支持部２１とからなり、接続部２０は接続口２４ａ〜ｄと支持部設置部２６とからなっている。支持部２１には金属板材設置部２２が設けられている。金属板材１、５、１２からなる複数の組の混合部が金属板材設置部２２に設置された後、支持部２１が支持部設置部２６に、接続口２４ａ〜ｄと貫通穴２ａ〜ｄの位置が一致するように設置される。次に、接続部２０と支持部２１はボルト２８、２９により固定され、金属板材１、５、１２は一体の接合体となり、液漏れなどの不具合は発生しない。ホルダは容易に分解できる構造であり、溶離液の流量の変更により混合部の容量を変えたい場合など、金属板材５、１２を簡単に取り替えることができる。
【００１４】
Ｎ個の組の混合部に導入され、混合された溶離液は１番目の組の貫通穴２ｃ、２ｄから取り出される。よって、それぞれの組は図３に示すように並列に接続されている状態となり、それぞれの組で混合された溶離液は貫通穴１４ｃ、１４ｄから貫通穴６ｃ、６ｄを通って貫通穴２ｃ、２ｄを通って合流することによりより効率よく混合されることができる。
【００１５】
流路１０ａ、１０ｂ、１８はエッチング加工やプレス加工により形成される。
金属板材５、１２の厚さや流路１０ａ、１０ｂ、１８の溝の幅を変えることにより、混合部の容量を容易に変更することが可能であり、溶離液の流量を変更する場合には、金属板材５、１２を入れ替えるだけで容易に対応することができる。
【００１６】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を行うことができる。例えば、流路を形成した金属板材の枚数は特に限定されるものではなく、形成する混合流路に応じて適宜設定することができる。また、流路１０ａ、１０ｂの形状は単なる例示に過ぎず、所望の混合状態を得るために適宜設計することができる。流路１０ａ、１０ｂが貫通溝でなく底を持つ溝として形成されている場合は、金属板材１２を省略し、金属板材１と金属板材５との接合体として混合部を構成することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、混合部となる流路が形成された板材を２枚以上重ねた構造を有し、２つ以上の流路が並列に結合されているので、混合性能がよく、混合装置内の流路、混合部の容量を簡単に変更することができる。また、同一の板材を重ね合わせた構造であり、部品点数が少なく、装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体クロマトグラフ用混合装置の混合部の一実施例の概略構成図である。
【図２】混合部を設置するホルダの断面図である。
【図３】複数の混合部の接続方式を示した図である。
【図４】従来の液体クロマトグラフ用混合装置の分解斜視図（Ａ）と組み立てた状態の斜視図（Ｂ）である。
【符号の説明】
１、５、１２…金属板材
２ａ〜２ｄ、６ａ〜６ｄ、１４ａ〜１４ｄ…貫通穴
４、８、１６…位置決め用穴
１０ａ、１０ｂ、１８…流路

Claims (1)

1. 複数の板材が内部に混合部となる流路を形成するように接合されて接合体が構成されており、その接合体の外面には溶離液を供給する少なくとも２つの液供給口と、混合された溶離液を取り出す取り出し口を備えた液体クロマトグラフ用溶離液混合装置において、流路が形成された板材を２枚以上重ねた構造を有し、２つ以上の前記流路が並列に結合されていることを特徴とする液体クロマトグラフ用混合装置。

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