JP2005265805A - オートサンプラ - Google Patents

Abstract

【課題】フラクションコレクタの機能をも兼ね備えた液体クロマトグラフ用のオートサンプラを提供する。
【解決手段】液体クロマトグラフの溶離液を捕集容器１３に分画捕集するための捕集ノズル１２を、オートサンプラにおけるニードル駆動機構１０上にサンプリングニードル７と並べて設けるようにした。このように構成したことにより、サンプリングニードル７を試料容器８からインジェクションポート５に移動させて試料を採取導入した後、同じ駆動機構により捕集容器１３の位置に移動させた捕集ノズル１２により試料成分を捕集することが可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体クロマトグラフにおいて試料を自動的に導入すると共に導入された試料の溶離液を分画捕集することも可能なオートサンプラに関する。

図２は、一例として従来の液体クロマトグラフ用オートサンプラの流路構成の要部を示したものである。
図において、２１、２２、２３は、それぞれ液体クロマトグラフの送液ユニット、カラム、検出器であり、この液体クロマトグラフで分析すべき試料は多数の試料容器８（代表して１個のみ図示する）に予め封入して、ラック９上に配列されている。この試料容器８から試料を採取するサンプリングニードル７は、ループ状の可撓性チューブ（以下、サンプルループ６と記す）によりバルブ１に連結され、また、試料容器８、洗浄ポート４、インジェクションポート５の間をプログラムに従って自在に移動することができるようにニードル駆動機構１０上に設けられている。３は正確な量の液体を吸入吐出できる計量ポンプであり、上記の試料採取の他、洗浄のために用いられる。
バルブ１は６ポート２ポジションバルブであり、各ポート間が図中に実線で示すように連通する状態と点線で示すように連通する状態とを切り換えるものであって、液体クロマトグラフの移動相供給流路２４、及びカラム２２等に連結されており、その移動相の流れの中に試料を導入するものである。バルブ２は、回転式の６ポジションバルブで、サンプリングニードル７を洗浄する洗浄ポート４と共に洗浄機構２０を構成する。

このように構成された従来のオートサンプラによる試料注入の操作シーケンスは、特許文献１にも従来技術として記されているが、大略は以下の通りである。
まず、バルブ１が点線で示すように連通する状態において、サンプリングニードル７で試料容器８から所定量の試料を吸い上げた後、サンプリングニードル７をインジェクションポート５に移動させてこれに挿入し、バルブ１を動作させ実線で示すように連通する状態に切り換えると、サンプルループ６内の試料がカラム２２に連結される移動相の流路中に導入され（試料導入）、液体クロマトグラフの分析が開始される。
次に、バルブ１を試料導入前の状態（点線で示す連通状態）に戻し、洗浄機構２０を働かせて洗浄を行い（洗浄については本発明に直接関係ないので詳細は略す）、サンプリングニードル７を次に分析すべき試料の入った試料容器８まで移動させた後、上記の操作を繰り返す。

特開２００２−２２８６６８号公報

上記のように構成されたオートサンプラを用いることで、液体クロマトグラフの自動分析が可能となるが、さらに、液体クロマトグラフで分離された試料成分の分画捕集までも自動的に行う場合がある。このような場合、従来は、液体クロマトグラフのカラム下流側流路（通常、カラムの下流には検出器が接続されるので、その下流側）にフラクションコレクタと呼ばれる装置を接続する必要があった。その場合、別途にフラクションコレクタを設置するため設備コストが掛かり、設置のためのスペースも必要となることが問題であった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、フラクションコレクタの機能をも兼ね備えた液体クロマトグラフ用のオートサンプラを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、溶離液を捕集容器に分画捕集するための捕集ノズルを、オートサンプラにおけるニードル駆動機構上にサンプリングニードルと並べて設けるようにした。このように構成したことにより、サンプリングニードルを試料容器からインジェクションポートに移動させて試料を採取導入した後、同じニードル駆動機構により捕集容器の位置に移動させた捕集ノズルを用いて試料成分を捕集することが可能となる。

本発明は上記のように構成されているので、試料導入から分離成分の捕集までを自動化した液体クロマトグラフシステムを構成する場合に、装置構成が簡単になり、設備コスト、設置スペース共に抑制することができる。

図１に本発明の一実施形態を流路図で示す。同図において、図２と同一の構成要素には同符号を付してあるので再度の説明を省く。
本実施形態が図２に示す従来例と相違する点は、ニードル駆動機構１０上に、サンプリングニードル７と並べて捕集ノズル１２が設けられていることである。即ち、カラム２２の下流側流路が検出器２３および電磁弁１１を介して捕集ノズル１２に連結され、ラック９には捕集成分を入れる捕集容器１３が配置されている。

電磁弁１１は三方弁であって、常時はカラム２２から流出する移動相はそのまま電磁弁１１を通り抜けて排出されるが、捕集すべき成分物質が溶出するタイミングに合わせて予め設定したプログラムに従い、移動相の流路を捕集ノズル１２の方へ切り換えるものである。捕集ノズル１２は、ニードル駆動機構１０上にあってサンプリングニードル７と共に移動するように構成され、これも予め捕集すべき成分物質の溶出タイミングに合わせて捕集容器１３の上まで移動するようにプログラム制御される。このような構成により、液体クロマトグラフで分離された成分物質をそれぞれ捕集容器１３に分取することができる。なお、捕集容器１３は捕集すべき成分の数だけ用意しておくものであるが、この図では代表して１個のみを示してある。また、この図では試料容器８と同じラック９上に捕集容器１３を配置しているが、ラック９を分離してそれぞれ別に設けてもよい。

このように構成された本実施形態は以下のようなシーケンスで動作する。
（１）バルブ１は点線で示すように連通するポジションにおいて、サンプリングニードル７を試料容器８に挿入し、計量ポンプ３により所定量の試料を吸い上げる。吸い上げた試料はサンプルループ６内に留まり、バルブ２や計量ポンプ３までは至らない。
（２）サンプリングニードル７を試料容器８から抜き、インジェクションポート５に移動させこれに挿入する。
（３）バルブ１を動作させて実線で示すように連通する状態にすると、サンプルループ６内の試料が移動相の流路中に導入され（試料導入）、液体クロマトグラフの分析が開始される。
（４）所定時間経過後、バルブ１を試料導入前の状態（点線で示す連通状態）に戻す。
（５）洗浄機構２０を働かせてサンプリングニードル７等の内部洗浄を行い（洗浄については本発明に直接関係ないので詳細は略す）、その後、サンプリングニードル７をインジェクションポート５から抜く。
（６）捕集ノズル１２を所定の捕集容器１３の上まで移動させ、捕集すべき成分物質の溶出タイミングに合わせて電磁弁１１を働かせ、所要の成分を捕集容器１３に捕集する。
（７）上記（６）を繰り返し、所要の全成分を捕集する。
（８）サンプリングニードル７を洗浄ポート４に移動させ、その外側の洗浄を行う（詳細は略す）。
（９）サンプリングニードル７を次に分析すべき試料の入った試料容器８まで移動させた後、上記の（１）〜（８）の操作を繰り返す。

本実施形態では、サンプリングニードル７と捕集ノズル１２とが同時に動くという制約があるので、上記シーケンス（４）における所定時間、即ち、バルブ１を試料導入前の状態（点線で示す連通状態）に戻すタイミングはクリティカルな設定が必要である。タイミングが早過ぎると、サンプリングニードル７で採取した試料の全量がカラム２２に導入されない。また、サンプリングニードル７をインジェクションポート５から抜いた後でないと捕集ノズル１２を捕集容器１３に移動させることができないので、上記タイミングが遅過ぎると、早期に溶出する成分の捕集に間に合わないこともある。即ち、バルブ１を戻すタイミングの設定が適正になされないと本装置はその機能を十分に発揮できない。
上記タイミングの適正値は、試料導入量と移動相流量で定まり、次式で表すことができる。
ｔ＝ａ×Ｖ／Ｆ＋ｂ ・・・（１）
ここで、
ｔ：適正タイミング
Ｖ：試料導入量
Ｆ：移動相流量
ａ、ｂ：流路内容積等で定まる定数である。

従って、本装置の運転プログラムを設定するに当たり、その都度（１）式により適正値を算出してその値を設定すればよいのであるが、それも煩わしいので、本発明の一変形例としてこれを自動化した構成も可能である。
即ち、バルブ１は図１には図示されない制御装置により駆動制御されるが、この制御装置はコンピュータで構成されるのが普通であるから、このコンピュータを用いて（１）式の計算を行わせ、その計算結果に従って最適タイミングでバルブ１を試料導入前の状態に戻すように制御すればよい。これにより、試料を全量導入するのに必要な最短時間でバルブ１が戻されるから、その後の分画捕集のための設定の自由度が大きくなり、早期溶出成分の捕集に間に合わないという事態も防止できる。

なお、上記は本発明の一例を示したものであって、本発明をこれに限定するものではない。

本発明の一実施形態を示す図である。 従来の構成を示す図である。

符号の説明

１ バルブ
２ バルブ
３ 計量ポンプ
４ 洗浄ポート
５ インジェクションポート
６ サンプルループ
７ サンプリングニードル
８ 試料容器
９ ラック
１０ ニードル駆動機構
１１ 電磁弁
１２ 捕集ノズル
１３ 捕集容器
２０ 洗浄機構
２１ 送液ユニット
２２ カラム
２３ 検出器
２４ 移動相供給流路

Claims (2)

1. 所定位置間にサンプリングニードルを移動させるニードル駆動機構を備え、該サンプリングニードルにより試料容器から吸引採取した液体試料を成分分離用のカラムに連結される移動相流路にバルブを介して導入するように構成された液体クロマトグラフ用のオートサンプラにおいて、前記カラムの下流側流路に連結され、前記カラムから溶離する液体を捕集容器に分画捕集するための捕集ノズルが前記ニードル駆動機構上に前記サンプリングニードルと併設されて成ることを特徴とするオートサンプラ。
2. 前記バルブにより試料導入を行った後、設定された移動相流量と試料導入量の値に基づき所定計算式により算出されたタイミングで前記バルブを試料導入前の状態に復帰させるように駆動制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載のオートサンプラ。

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