JP2005534937A - 圧力下の液体クロマトグラフィによって試料成分を分離するための機器 - Google Patents

Abstract

本発明は、圧力下の液体クロマトグラフィ（ＯＰＬＣ型）によって試料の成分を分離するための機器を提供する。前記機器は、一又は複数の試料処理路を形成する固定相（１０）と、固定相の端で移動相を供給する手段（２２）と、前記固定相の対向する端で移動相を受け取る手段（３２）と、移動相を注入する手段（４０）とから構成される。それによって、前記注入手段は、試料成分表面のエッジ効果を排除し、お互いから処理路を分離する固定相の側部に配列される。

Description

本発明は、「加圧層クロマトグラフィ（over pressured layer chromatography）」または「最適性能層クロマトグラフィ（optimum performance layer chromatography）」（ＯＰＬＣ）として公知のタイプである圧力下の液体クロマトグラフィによって試料の成分を分離するための機器に関する。

この技術は、２つの壁の間に漏れ防止式に密閉され、上記壁に加えられた外部圧力を受けるように、シリカゲル、アルミナ、ケイ酸マグネシウム、セルロース、ポリアミド等の粉末、または粒子のような適切な材料によって形成された固定相の層の一方の端に、試料を置くことにある。試料の成分は、圧力下の流体により形成された移動相によって、固定相を通って同伴されることによって分離される。固定相を画定する壁には、試料を固定相内に注入するための、および固定相に移動相を供給するための手段が嵌め込まれ、上記手段は、固定相の第１の端に位置し、そして壁には、固定相の他方の端で試料および移動相を収集するための手段が、更に嵌め込まれる。

これらの手段は、単一の試料処理路を画定してもよく、供給手段および収集手段は、壁の横方向溝によって形成されており、この溝は、固定相の端で開口する。

変形例において、複数の平行かつ並列な処理路が、壁の端で横方向溝の間における固定相で画定されてもよく、供給および収集手段を形成し、様々な処理路が、長手方向パーティションによって互いから分離されている。

実施態様によって、固定相は、移動相を供給するための手段ならびに移動相および試料を送出するための手段を有する装置の分離チャンバに配置されてもよく、または当初はカートリッジに収容され、その後、上記の特定の装置に配置されてもよい。

固定相内に注入された移動相の流れは、固定相の一方の端から他方の端へ延在しそして処理路の側部を画定する側壁に接触するゾーンを除き、実質的に均一な方法で固定相を通って移動する。

このようなゾーンでは、固定相が、処理路の残存部のものとは異なる程度に圧縮され、その中での移動相の流れ速度が異なり、分離の有効性および分析の精度に対して有害である。この状況は、線状であることから外れる固定相内の移動相の流れ前部の点から説明することができ、前部は、その長さ方向の大半にわたって実質的に線状であり、「エッジ効果」によって側壁に近いその端で変形する。

本発明特有な目的は、簡単かつ効果的な方法でその欠点を取り除くことである。

本発明の目的は、ＯＰＬＣ型のクロマトグラフィによって試料の成分を分離するための機器を提供することであり、試料成分の前部は、その全体にわたって、特にその端で、実質的に線状である。

この目的のために、本発明は、２つの壁の間に配置された適切な媒体から形成された固定相と、固定相の第１の端に試料を注入するためのおよび固定相の上記端に移動相を供給するためのインジェクタおよび供給手段と、固定相の対向する端から移動相および試料成分を収集するための収集手段とを含み、少なくとも１つの試料処理路が供給手段と収集手段との間に固定相において画定される上記に特定されたタイプの機器を提供し、機器は、固定相の上記第１の端で上記処理路の長手方向側部に移動相を注入するためのインジェクタ手段を更に含むことを特徴とする。

本発明は、側壁に沿った流れ速度の違いが、もはや試料の成分の分離にいずれの影響を及ぼさないように、これらの前部は、いずれの試料を含有しない移動相の流れによって、固定された側壁から間隔をおいて離れていることから、このように、固定相の試料成分の前部の端でエッジ効果を排除することが可能である。

これらのエッジ効果を排除することは、分離の有効性および分析の精度を有意に上昇する。

本発明の好ましい実施態様において、移動相を処理路のいずれかの側部に注入するための上述の手段は、移動相を固定相に供給するための手段の端に形成される。

移動相を供給するために固定相の端に形成された横方向溝または類似手段は、移動相もまた処理路の側部に沿って、そのいずれかの側部に動くように、処理路のいずれかの側部に位置する注入手段を形成するように、延ばすことができる。

変形例において、移動相を注入するための上記手段は、処理路に移動相を供給するための手段を形成する横方向溝から独立していてもよい。

本発明は、固定相が単一の試料処理路を含む状態と、固定相が移動相用の流れチャネルによって互いから長手方向に分離された複数の並置された平行試料処理路を含み、さらに流れチャネルが、エッジ効果を排除し、試料成分を外部環境から保護し、そして様々な異なる路を分離するという組み合わされた機能を有する状態との両方に適用される。

本発明の機器は、数ミクロンの厚さと数平方ミリメートル（ｍｍ^２）から数百平方センチメートル（ｃｍ^２）の範囲にある面積とを有する表面上に小型化されてもよい。

本発明はまた、固定相が円筒形カラムの形態であり、移動相注入手段がカラムの一方の端に設けられて固定相の各試料処理路のまわりに移動相の流れを形成し、そして取り囲む壁に対してエッジ効果を排除する状態にも適用可能である。

本発明は、例を介して与えられ、添付図面を参照して作られた下記の説明を読むと、本発明はより良好に理解され、本発明の他の特徴、詳細、および利点がより明らかになる。

非常に簡略化された方法で単一の試料処理路を有する機器を示す図１〜６において、参照符号１０は、例えばポリ（テトラフルオロエチレン）のようなプラスチック材料から作られた２つの壁１２および１４の間に囲まれた材料の層によって形成される固定相を示し、固定相は、アルミナ、ケイ酸ゲル、ケイ酸マグネシウム、セルロース、ポリアミド等の粉末または粒子のモノリスによって構成されている。

好ましい方法において、固定相１０および壁１２、１４は、漏れ防止式に密閉されたカートリッジの形態であり、カートリッジは、図２の矢印によって表されるように、外部圧力Ｐを壁１２および１４にかけるのを可能にする適切な装置内に配置される。変形例では、固定相１０の層は、壁１２および１４を有する装置の内部に配置されてもよい。

移動相を供給し、試料材料を注入し、そして、移動相および試料を収集することを目的として、手段が固定相１０の対向する長手方向端に連結され、下記により詳細に説明される。

移動相を供給するための手段は、ポンプ１６または他の類似加圧手段を含む。これは、移動相（この場合は適切な液体）のタンクに接続された入口１８を有し、そして、例えば頂部壁１２に形成された横方向溝２２へ接続された出口２０を有し、固定相１０を画定する側壁の近傍に開口する。従って、移動相は、固定相１０の側壁に沿って流れることができる。

加圧手段１６の別の出口２３は、ＯＰＬＣによって成分に分離されるべき複合試料Ｅを注入するためインジェクタ手段２４に供給する。インジェクタ手段２４の出口２６は、固定相１０のほぼ幅全体にわたって均一に移動相および試料の流れを分配する頂部壁１２の別の横方向溝２８内に開口しており、溝２８は、側壁３６から短い距離を離れて終端する。

固定相の対向する端には、別の横方向溝３０が頂部壁１２に形成され、液体相を任意の試料成分と一緒に抽出するための手段３２に接続するためにオリフィスを通ってその外部に開口する。この溝３０は、固定相１０の実質的に幅全体にわたって広がる。

液体相が供給され収集される速度と、さらに固定相１０に加えられる外部圧力Ｐとを制御するため、図示されない他の手段が、設けられてもよい。

機器が操作されている間は、移動相の流れは、矢印３４によって表されるように、固定相１０の一方の端から他方の端へ均一に前進するが、間に固定相１０が囲まれそして試料Ｅ用の処理路を画定する側壁３６の近傍は除く。

本発明は、矢印３８によって表されるように、試料を含有しない移動相のストリームを側壁３６に沿って流れさせ、供給溝２２から収集溝３０へ行き、それによって、固定相の試料成分の前部の端におけるエッジ効果を排除する。

この目的のために、横方向溝２２は、試料と一緒に移動相を分配するために溝２８の端を越えて広がり、その端４０は、実質的に、試料を分配するための横方向溝２８のレベルまで側壁３６に沿ってそしてそのすぐ近傍へ広がり、それによって、移動相の流れを側壁３６に対して送出するように横方向収集溝３０へ向けて側壁３６に平行に広がる移動相を注入するための手段を形成する。この流れは、固定相の試料の成分を分離することには寄与せず、これは任意の試料を含有せず、そして、固定相の残存部内の移動相よりも速くまたは遅く移動し、一方、それにもかかわらず、上述のエッジ効果を排除し、外部環境に対して処理路を保護する。

本発明の好ましい実施態様において、図２〜６に概略的に示されるように、壁の１つ、例えば頂部壁１２は、溝２２、２８、およびその中に形成された対応する注入オリフィスを有するテフロン（ポリ（テトラフルオロエチレン））のようなプラスチック材料の２枚の重なり合ったシート４２および４４から作られる。

頂部シート４２の底面または下面が図３に示され、そして底部シート４４の下面が図４に示される。

溝２２は、頂部シート４２の底面に、横方向縁に沿って形成され、そして、図示するように、シート４２を貫通するオリフィス４６によって、溝の中央に供給される。溝２２の端４８は、上記溝に垂直に、シート４２の他方の横方向縁に向けて延びる。

貫通オリフィス５０が、オリフィス４６から少し離れてシート４２に形成され、これは上述の出口２６へ接続するためのものである。オリフィス５０は、面４２の底部シートの小さい長手方向溝５２内に開口する。

溝５２自体は、底部シート４４の貫通オリフィス５４を経由して開口し、その底面は、固定相１０に接触し、そして分配目的の横方向溝２８を含む。オリフィス５４は、溝２８に対して実質的には接している。

溝２８に「段階的に」供給することにより、固定相に対して移動相の流れが直接衝撃を与えることを制限可能にする。

更に、シート４２に形成された溝２２の端４８は、シート４４の貫通オリフィス４０を経由して固定相に開口し、このオリフィスは、任意の所望の断面または形状であってもよく、そして、移動相を側壁３６に沿って注入するための手段を形成してもよい。

収集横方向溝３０は、プレート４４に形成され、そして、それぞれプレート４２および４４を通って形成された２つの貫通オリフィスを含む出口手段３２に接続される。

固定相を保護しそして移動相の流れをより均一にするために、多孔性焼結材料製のビーズが、溝２８と３０に、および端４０にも配置されてもよい。

図７に概略的に示される変形例の実施態様において、固定相１０はもはや単一の処理路を含まないが、複数の平行な路５８を含む。複数の平行な路５８は横方向に並置され、そして、移動相が沿って流れる長手方向に延びる路６０によって互いから分離される。

図７に簡略的な方法で示される機器は、移動相を供給するためのポンプ１６を含み、その出口２０は、移動相を分配するために横方向溝６２に接続され、上記溝６２は、各々がそれぞれの処理路５８に連結されそして処理路５８の端に設けられた分配横方向溝６４に接続された出口６２を有する試料注入手段２４に供給する。

供給溝６２はまた、分配溝６４のいずれかの側部に設けられ、そして所望の幅の長手方向流れ路６０を処理路５８の各々のいずれかの側部に形成するように寸法決めされた小さな溝または注入オリフィス６６にも接続される。

処理路５８の対向する端では、横方向収集溝６８が、分配溝６４によって送出されそしてオリフィス６６によって注入される移動相を受け取る。これらの横方向収集溝６８は、公知のタイプのデテクタ手段７０に接続される。

したがって、例えば、固定相の共通層に並置される８つの平行な処理路５８を設けることが可能であり、これの８つの路は、移動相が流れる長手方向路６０によって、互いからそして外側側壁から分離される。

図８に示される機器は、側壁３６に沿った移動相用の流れ路の端で機器の頂部壁１２を貫通し形成されたオリフィス７２を有し、これらのオリフィス７２は収集横方向溝３０に整列しているという点で、図１に示される機器とは異なる。このようにして、固定相において試料の成分を分離するのに寄与しない側壁３６に沿った移動相の流れは、溝３０に収集される試料成分と混合されることなく、オリフィス７２を経由して機器を離れる。同様に、図９に示される機器は、移動相用の流れ路６０の端が、処理路５８の端に形成された横方向収集溝６８から独立している出口オリフィス７４を有するという点で、図７に示される機器とは異なる。それ以外は、図９の機器は、図７の機器と同一である。

先に述べたように、本発明は、固定相が、チューブに含有される任意の断面の円筒形カラムを形成するときにも適用される。このような状況下で、移動相は、試料注入表面を取り囲む環状チャネルを経由して固定相のカラムの１つの端内に注入される。これは、試料成分の前部とチューブの内壁との間のエッジ効果を排除し、そして処理路を互いから分離する。

このような機器の実施態様は、図１０〜１４に示される。これは、適切な剛性材料製の、特に鋼製の、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のような適切なプラスチック材料製の、円筒形チューブ７６を基本的に含み、チューブは、チューブ７６に充填する固定相８０へ圧力を加えるためのスクリューキャップ７８に受け取められるねじ山を切った端を有する。頂部キャップ７８は、チューブ７６の頂部端に係合し、そして移動相に試料を供給するためのダクト８４および移動相のみを供給するための少なくとも１つのダクト８６を含む頂部ディスク８２に支えられる。ディスク８２は、ディスク８２とチューブ７６との間に挟まれた封止リング９０によって取り囲まれた多孔性材料製のディスク８８に支えられる。チャンバ９２は、ディスク８８において画定され、そして、横方向および長手方向に延びる漏れ止めパーティション９４によって互いから分離される。各チャンバ９２には、横方向パーティション９４を貫通するダクト８４によって、試料および移動相が供給される。移動相を供給するためのこのダクトまたは各ダクト８６は、チャンバ９２の間のディスク８８の頂部に開口する。

チューブ７６の底部端は、同様に、ディスク９６とチューブ７６との間に挟まれた封止リング９８によって取り囲まれた多孔性底部ディスク９６を含み、固定相は、ディスク９６およびリング９８によって支持されている。ディスク９６は、漏れ止め長手方向パーティション１００によって４つの独立したセクター９９にさらに分割される。ディスク９６およびリング９８は、チューブ７６の底部端に係合しそして底部キャップ７８に支えらる底部ディスク１０２に載置される。底部ディスク１０２によって保持されるダクト１０４は、それぞれのセクター９９を外部のデテクタ手段（図示せず）に接続する。

この機器では、多孔性頂部ディスク８８のチャンバ９２および多孔性底部ディスク９６のセクター９９が、固定相カラム８０に４つの試料処理路を画定し、この路は、平行であり、そして、上述のダクト８６によって供給される移動相の流れによって、互いからおよびチューブ７６から分離される。

この実施態様において、移動相の流れは、試料成分と一緒に出口で収集され、移動相は試料処理路から得られる。変形例では、処理路を互いからおよびチューブ７６から分離したままにするために使用されている上述の移動相の流れを収集するためのダクトを、底部ディスク１０２に設けることが可能である。

一般に、本発明は、様々な処理路を互いから分離するために、そして、固定された壁と固定相を通って流れる移動相との間のエッジ効果を排除するために、移動相の流れを注入することにある。

本発明の機器の概略平面図である。 図１の機器の概略側面図である。 図１および図２の機器の壁を形成するプラスチック材料の２枚のシートの下からの概略図である。 図１および図２の機器の壁を形成するプラスチック材料の２枚のシートの下からの概略図である。 図３のＶ−Ｖ線の拡大縮尺切断面概略図である。 図４のＶＩ−ＶＩ線の拡大縮尺切断面概略図である。 複数の平行かつ並置された処理路を含む機器の変形例の実施態様の概略平面図である。 図１〜６に示された機器の変形例の実施態様の概略平面図である。 図７の機器の変形例の実施態様の概略平面図である。 固定相が円筒形カラムを形成する本発明の別の変形例の軸方向断面の切断面概略図である。 カラムの頂部ディスクの概略平面図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線の断面の上記ディスクの概略平面図である。 カラムの底部ディスクの下からの概略図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線の断面のフィルタの概略図である。

Claims (13)

1. ＯＰＬＣ型の液体クロマトグラフィによって試料の成分を分離するための機器であって、２つの壁（１２、１４）の間に配置された適切な媒体から形成された固定相（１０）と、固定相の第１の端に試料を注入するためのおよび固定相の前記端に移動相を供給するためのインジェクタおよび供給手段（２６、２８）と、固定相の対向する端から移動相および試料成分を収集するための収集手段（３０、３２）とを含み、少なくとも１つの試料処理路が供給手段と収集手段との間において固定相（１０）に画定され、固定相の前記第１の端で前記処理路の長手方向側部に移動相を注入するためのインジェクタ手段（４０、６６）を更に含むことを特徴とする機器。
2. 前記処理路の長手方向側部に注入された前記移動相の流れを受け取るために固定相の前記対向する端に配列された移動相を収集するための収集手段（３０、６８）を更に含むことを特徴とする、請求項１記載の機器。
3. 前記インジェクタ手段（４４、６６）は、試料を注入しそして移動相を供給するための手段（２８、６４）とは別であることを特徴とする、請求項１記載の機器。
4. 前記移動相インジェクタ手段（４０、６６）は、試料を注入しそして移動相を供給するための手段（２８、６４）の端にあることを特徴とする、請求項３記載の機器。
5. 固定相の第１の端に、移動相を供給するための横方向供給溝（２２）と、試料および移動相を分配するための横方向溝（２８）とを含み、横方向供給溝（２２）は、処理路の長手方向側部に移動相を注入するためのインジェクタ手段（４０）を形成するために、試料および移動相を分配するための横方向溝（２８）の端を越えて延びることを特徴とする、請求項１記載の機器。
6. 固定相の第１の端に、試料を分配しそして移動相を処理路へ供給するための横方向供給溝（６４）を含み、そして、前記溝（６４）の端には、処理路（５８）の長手方向側部に移動相を注入するための別個の溝（６６）を更に含むことを特徴とする、請求項１記載の機器。
7. 移動相を供給するための溝（２２）が、漏れ防止式に重なり合っている２枚のシート（４２、４４）、例えばプラスチック材料製のシートの間に形成され、シートは、上述の壁（１２、１４）の一方を構成し、試料および移動相を分配するための溝（２８）が、固定相に接触するシートの一方（４４）に形成され、前記シートの他方のものは、試料を注入するためのおよび移動相を供給するための貫通オリフィスを有することを特徴とする、請求項５記載の機器。
8. 固定相は、側壁（３６）によって壁（１２、１４）の間に画定された単一の試料処理路を形成し、そして移動相の注入手段（４０）は、前記側壁（３６）と処理路との間に位置することを特徴とする、請求項１記載の機器。
9. 固定相は、移動相流れ路（６０）によって互いから長手方向に分離される複数の平行であり、かつ並置された処理路（５８）を含むことを特徴とする、請求項１記載の機器。
10. 固定相は、外側側壁の間に画定され、そして前記側壁に沿って移動相流れ路（６０）を含むことを特徴とする、請求項９記載の機器。
11. 処理路（５８）の端で移動相および試料成分を収集することとは独立して、処理路（５８）側部に注入された移動相の流れを収集するために、固定相の前記対向する端に設けられた手段（７２、７４）を含むことを特徴とする、請求項１記載の機器。
12. 小型化されることを特徴とする、請求項１記載の機器。
13. 固定相（８０）は円筒形カラムの形態であり、そして移動相インジェクタ手段（８６）が前記カラムの一方の端に設けられ、各試料処理路のまわりに移動相の流れを形成することを特徴とする、請求項１記載の機器。

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