JP2006162261A

JP2006162261A - 自動試料注入装置

Info

Publication number: JP2006162261A
Application number: JP2004349486A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yasunaga; 研壱保永
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2024-12-02
Also published as: JP4385935B2

Abstract

【課題】
ニードル表面の洗浄をより効率的に行なうことのできる洗浄ポートを備えた自動試料注入装置を提供する。
【解決手段】
洗浄ポート１６ａは隔壁３０によって上下に分離された２つの洗浄液槽３２ａと３２ｂを備え、２種類の洗浄液を上下に隔てている。隔壁３０はニードル１０が貫通できるが、液体は通さないような構造で、ニードル１０が貫通したときにニードル１０の表面を払拭する払拭部材を兼ねている。上側の洗浄液槽３２ａの流入口３４から供給された洗浄液Ａは洗浄液槽３２ａを経て排出口３６から外部に排出される。下側の洗浄液槽３２ｂの流入口４０から供給された洗浄液Ｂは、洗浄液槽３２ｂを経て排出口４２から外部に排出される。洗浄液槽３２ｂは流入口４０と排出口４２の他には開口をもたず、閉じられた系となっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば液体クロマトグラフなど液体試料を取り扱う各種分析装置において、ニードルにより液体試料を分析装置の試料注入口に注入した後、そのニードルを洗浄ポートに挿入して洗浄液により洗浄するように構成された自動試料注入装置（オートサンプラ）に関する。

液体クロマトグラフにおける自動試料注入装置において、ニードルでラックの試料瓶から試料を吸入して液体クロマトグラフの注入ポートに注入するために、ニードルが移動できるように構成されている。ニードルは、試料を吸引し注入ポートに注入した後、洗浄ポートにて外部表面が洗浄される。

図４は一般的な洗浄ポートの一例を示したものである。洗浄ポート１ａは流入口３から流入する洗浄液が洗浄ポート１ａ内を満たし、これに挿入されたニードル１０の外表面を洗浄した後、排出口５から流出する。

また、洗浄液が流入口から供給されるのではなく、ニードルを通して洗浄ポートに供給されるようにして、ニードルの内部と外部を同時に洗浄するようにした洗浄ポートの例もあるが、図４の洗浄ポート１ａと本質的な違いはない。
このような洗浄ポートは洗浄力が十分でないために、試料のキャリーオーバが起こる。そこで、洗浄力を向上させるために洗浄ポートの改良が図られている。

図５に示される洗浄ポートはその一例である。洗浄ポート１ｂの内部にニードル１０の表面を払拭するための部材７を組み込み、洗浄液が流入口３から流入し部材７を経て排出口５から流出するようにし、洗浄ポート１ｂに挿入されたニードル１０が部材７を貫通する際に、ニードル１０の表面の汚れが拭われることで洗浄効果を高めている（特許文献１参照。）。

図６にその概略図を示す洗浄ポート１ｃは他の一例である。ここでは、２種類の洗浄液を用いる。一方の洗浄液Ａは通常の洗浄液と同様の役割を果たす。他方の洗浄液Ｂは洗浄液Ａに比べて強力な洗浄力をもち、洗浄液Ａとは別の専用ポンプにより洗浄液Ａより多量に送液される。洗浄液Ａ，Ｂはそれぞれの注入口３，４より流れ込み、上部開口から溢れ出して排出口５から排出される。

図６の洗浄ポート１ｃでは、ニードル１０による１つの試料のサンプリング終了後、ニードル１０をまず洗浄液Ａで洗浄した後、洗浄液Ｂ側に移動させて洗浄液Ｂで洗浄し、再び洗浄液Ａ側に移動させて洗浄液Ａで洗浄した後、次のサンプリングに移る。このように２種類の洗浄液を使用することにより、１液洗浄よりも洗浄力を高めている。
特許公開２００１−３０５１４８号公報

図５や図６の洗浄ポートを使用することにより、ある程度の洗浄効果の向上はある。しかし、試料やサンプリングの条件によっては、完全に洗浄できないことが起こりうる。洗浄が不完全である場合は、ニードル表面に付着した汚れにより、試料のキャリーオーバが起こることで分析の再現性を低下させたり、ゴーストピークが発生する等の問題が残る。
また、図６の２液洗浄では、１液洗浄に比べてニードルの移動が多くなるので、測定時間の増加が起きてしまう。
本発明は、ニードル表面の洗浄をより効率的に行なうことのできる洗浄ポートを備えた自動試料注入装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、ニードルにより液体試料を分析装置の試料注入口に注入した後、そのニードルを洗浄ポートに挿入して洗浄液により洗浄するように構成された自動試料注入装置を対象としている。そこでは、洗浄ポートは隔壁にて上下に仕切られた２つの洗浄液槽と、各洗浄液槽にそれぞれ接続され、それぞれの洗浄液を流通させる洗浄液流路とを備えている。上側の洗浄液槽はその上面にニードルが挿入される開口をもち、下側の洗浄液槽は洗浄液流路との接続口以外に開口をもたない。２つの洗浄液槽間を上下に仕切る隔壁は、ニードルが貫通可能であるとともに液の通過を阻止できる構造をもっている。上側の洗浄液槽に挿入されたニードルがその隔壁を貫通して下側の洗浄液槽に挿入することができるように、その隔壁は上側の洗浄液槽に挿入されたニードルの移動軌跡上に配置されている。

本発明の洗浄ポートも２種類の洗浄液を使用するものであるが、２種類の洗浄液槽を水平方向に並列に配置するのではなく、垂直方向に配置した。ニードルが上側の洗浄液槽に挿入されると、まず上側の洗浄液で洗浄される。そのまま垂直方向に下降させると、隔壁を貫通して下側の洗浄液槽に挿入されて下側の洗浄液で洗浄される。その後、ニードルが垂直方向に引き上げられると、上側の洗浄液槽を通過することにより上側の洗浄液により再び洗浄される。このように、ニードルの上下移動のみによって、上側の洗浄液による洗浄、下側の洗浄液による洗浄及び上側の洗浄液による洗浄がこの順に行われる。

ニードルの上下移動の際にニードルが隔壁を貫通することにより、ニードル表面が隔壁でこすられるので、隔壁がニードルの表面を払拭する払拭部材の機能を果たす。
そのような隔壁の一例は、セプタムである。
２つの洗浄液槽のそれぞれには洗浄液流路が接続されているが、その少なくとも一方は、異なる洗浄液を供給する洗浄液供給部と、いずれかの洗浄液を選択して洗浄液槽に導く流路切換バルブとを備えているようにすることができる。

本発明の自動試料注入装置における洗浄ポートでは、２つの洗浄液槽を上下に配置してその間にニードルが貫通できる隔壁を設けたので、ニードルの上下移動のみによって、上側の洗浄液による洗浄、下側の洗浄液による洗浄及び上側の洗浄液による洗浄が行われるとともに、ニードルが隔壁を貫通する際にニードル表面の払拭も行われるので、試料を注入した後、次の試料に移る際のニードルの洗浄効果が高くなり、試料のキャリーオーバによるクロスコンタミネーションの可能性を大幅に低減することができる。そして、ニードルの移動時間も上下動のみであるので、従来の２液洗浄のように水平方向の移動を伴なうものに比べると洗浄に要する時間が短縮される。

また、従来の２液洗浄では洗浄液の注入口の上部に開口をもっているので、洗浄液の送液速度を速くしすぎるとその上部開口から洗浄液が噴出してしまう恐れがあったが、本発明では洗浄ポートの下側の洗浄液槽は洗浄液流路との接続口以外に開口をもたない閉じた系であるため、高速送液が可能となり、よりニードルの洗浄力を高めることができる。

少なくとも一方の洗浄液槽の洗浄液流路に、異なる洗浄液を供給する洗浄液供給部と、いずれかの洗浄液を選択して洗浄液槽に導く流路切換バルブとを備えるようにすれば、ニードル表面を複数の洗浄液で洗浄することができるようになるため、洗浄力をより高めることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は高速液体クトマトグラフにおける一実施例の自動試料注入装置の要部の構成概略図を示す。

図において、ニードル１０はラック１２に配置された複数の試料容器１４、洗浄ポート１６、注入ポート１８などの位置に移動できるように、水平方向と垂直方向に移動できるように支持されている。ニードル１０の基端部は可撓管４を介して図示されていない流路切換バルブから可逆性ポンプに連結され、これにより、ニードル１０の先端から液体を吸引し、又は吐出することができる。

このように構成された試料注入装置は、以下のような手順で動作するようにプログラムされている。
まず、試料容器１４の１つにニードル１０を挿入し、所定量の液体試料２２を吸引した後、試料注入ポート１８まで移動してその中に液体試料２２を注入する。これに続いて、図示されていない流路切換バルブの操作により図示されていない液体クロマトグラフに液体試料２２が導入されて分析が開始され、引き続き、図示されていないポンプから洗浄液が送られ、可撓管２０、ニードル１０、試料注入ポート１８等の内部が洗浄される。

その後、ニードル１０を洗浄ポート１６に移動させてこれに挿入するとともに、洗浄ポート１６に洗浄液を流してニードル１０の外部を洗浄する。洗浄後、ニードル１０を次にサンプリングすべき試料容器１４の上まで移動させることで分析の１サイクルが終わり、以後、この動作が繰り返される。

図２は洗浄ポート１６ａの垂直断面図である。
洗浄ポート１６ａは隔壁３０によって上下に分離された２つの洗浄液槽３２ａと３２ｂを備え、上側の洗浄液槽３２ａに洗浄液Ａ、下側の洗浄液槽３２ｂに洗浄液Ｂというように２種類の洗浄液を上下に隔てている。隔壁３０はニードル１０が貫通できるが、液体は通さないような構造で、ニードル１０が貫通したときにニードル１０の表面を払拭する払拭部材を兼ねている。隔壁３０としては、例えばセプタムを使用することができる。

上側の洗浄液槽３２ａは洗浄液の流入口３４と排出口３６を備え、上部にニードル１０を挿入するための開口部３８が開けられている。流入口３４には洗浄液Ａを流通させる洗浄液流路が接続され、図示されていない送液ポンプにより洗浄液Ａが供給される。流入口３４から供給された洗浄液Ａは洗浄液槽３２ａを経て排出口３６から外部に排出される。

下側の洗浄液槽３２ｂは洗浄液の流入口４０と排出口４２を備え、流入口４０には洗浄液Ｂを流通させる洗浄液流路が接続され、洗浄液Ａ用の送液ポンプとは異なる図示されていない送液ポンプにより洗浄液Ｂが供給される。流入口４０から供給された洗浄液Ｂは洗浄液槽３２ｂを経て排出口４２から外部に排出される。下側の洗浄液槽３２ｂは流入口４０と排出口４２の他には開口をもたず、閉じられた系となっている。
隔壁３０は上側の洗浄液槽３２ａに挿入されたニードル１０の移動軌跡上に配置されており、洗浄液槽３２ａに挿入されたニードル１０がそのまま垂直方向に下降すると隔壁３０を貫通して下側の洗浄液槽３２ｂに挿入される。

洗浄液の種類は特に限定されるものではないが、洗浄液Ａと洗浄液Ｂとして、例えば、洗浄液Ａは通常の洗浄液と同様の役割を果たすものを使用し、洗浄液Ｂは洗浄液Ａに比べて強力な洗浄力をもつものを使用することができる。また、洗浄液Ｂは洗浄液Ａより多量に送液するようにすることもできる。

ニードル１０の洗浄時は、洗浄ポート１６ａまでニードル１０を水平移動させて開口部３８の真上で停止させた後、垂直方向に下降させる。洗浄の過程は、まず洗浄液Ａが溜まっている部分にニードル１０を下げ、ニードル１０が洗浄液Ａに入ると洗浄液Ａ用の送液ポンプにて洗浄液Ａの送液を開始する。洗浄液Ａの送液開始はニードルを停止させてからでも、移動しながらでもよい。

適当な停止時間の後、ニードル１０を隔壁３０に貫通させ、洗浄液Ｂが溜まっている部分にニードル１０を移動させて停止させる。ニードル１０の先端が洗浄液Ｂに達するのと同時に洗浄液Ｂ用の送液ポンプによって洗浄液Ｂの送液を開始する。洗浄液Ｂは閉じた系の中にあるので、従来の２液洗浄のように流速を上げすぎると噴出してしまうという問題はないため、高速で送液でき、ニードル１０先端の汚れをより強力に洗浄できる。ニードル１０先端が洗浄液Ｂにあるときは、洗浄液Ａの送液は停止する。

適当な停止時間の後、ニードル１０を上に引き戻し、隔壁１０から抜き出させる。ニードル１０の先が再び洗浄液Ａが溜まった部分に入ったとき、洗浄液Ｂの送液を停止し、洗浄液Ａの送液を開始させ、ニードル１０が洗浄ポート１６ａを抜け出たら洗浄液Ａの送液を停止させる。

図３は他の実施例における洗浄ポート１６ｂ、送液ポンプ及び洗浄液を示している。
洗浄液槽３２ａ及び３２ｂの構造は図２に示したものと同じである。
上側の洗浄液槽３２ａの流入口３４には洗浄液Ａ１又はＡ２を流通させる洗浄液流路が接続され、その洗浄液流路は流路切換えバルブ４４と、その流路切換えバルブ４４を介して接続された洗浄液Ａ１を供給する送液ポンプ４８及び洗浄液Ａ２を供給する送液ポンプ５０を含んでいる。

下側の洗浄液槽３２ｂの流入口４０には洗浄液Ｂ１又はＢ２を流通させる洗浄液流路が接続され、その洗浄液流路は流路切換えバルブ４６と、その流路切換えバルブ４６を介して接続された洗浄液Ｂ１を供給する送液ポンプ５２及び洗浄液Ｂ２を供給する送液ポンプ５４を含んでいる。

流路切換えバルブ４４を送液ポンプ４８側に切り換えると、洗浄液Ａ１が流入口３４に供給され、洗浄液槽３２ａを経て排出口３６から外部に排出される。同様に流路切換えバルブ４４を送液ポンプ５０側に切り換えると、洗浄液Ａ２が供給される。
流路切換えバルブ４６を送液ポンプ５２側に切り換えると、洗浄液Ｂ１が供給され、バルブ４６を送液ポンプ５４側に切り換えると、洗浄液Ｂ２が供給される。

洗浄液の種類は特に限定されるものではないが、洗浄液Ａ１，Ａ２，Ｂ１及びＢ２として、例えば、洗浄液Ａ１及びＡ２は通常の洗浄液と同様の役割を果たすものを使用し、洗浄液Ｂ１及びＢ２は洗浄液Ａ１及びＡ２に比べて強力な洗浄力をもつものを使用することができる。洗浄液の種類を変えて、例えば、洗浄液Ｂ１に酸性洗浄液、洗浄液Ｂ２に塩基性洗浄液を使用することもできる。

ニードル１０の洗浄時は、洗浄液槽３２ａ上までニードル１０を水平移動させて開口部３８の真上で停止させた後、垂直方向に下降させる。洗浄の過程は、まず送液ポンプ４８を流路切換えバルブ４４に接続し、洗浄液Ａ（Ａ１又はＡ２）が溜まっている部分にニードル１０を下げ、ニードル１０が洗浄液Ａに入ると送液ポンプ４８にて洗浄液Ａ１の送液を開始する。洗浄液Ａの送液開始はニードルを停止させてからでも、移動しながらでもよい。

適当な停止時間の後、送液ポンプ５２を流路切換えバルブ４６に接続し、ニードル１０を隔壁３０に貫通させ、洗浄液Ｂ（Ｂ１又はＢ２）が溜まっている部分にニードル１０を移動させて停止させる。ニードル１０の先端が洗浄液Ｂに達するのと同時に送液ポンプ５２によって洗浄液Ｂ１の送液を開始する。洗浄液Ｂは閉じた系の中にあるので、従来の２液洗浄のように流量を上げすぎると噴出してしまうという問題はないため、高速で送液でき、ニードル１０先端の汚れをより強力に洗浄できる。ニードル１０先端が洗浄液槽３２ｂにあるときは、送液ポンプ４８及び５０による送液は停止する。送液ポンプ５２による送液開始はニードルを停止させてからでも、移動させながらでもよい。

適当な時間の後、送液ポンプ５２を停止し、送液ポンプ５４を流路切換えバルブ４６に繋ぎ換えて、洗浄液Ｂ２の送液を開始してニードル１０の先端を洗浄する。

適当な時間の後、ニードル１０を上に引き戻し、隔壁３０から抜き出させる。ニードル１０の先端が再び洗浄液槽３２ａに入ったとき、送液ポンプ５４による送液を停止し、送液ポンプ５０を流路切換えバブル４４につなぎ、洗浄液Ａ２の送液を開始する。洗浄液Ｂ２の送液停止は、ニードル１０を移動する前でも、移動しながらでもよい。ニードル１０が洗浄液槽３２ａを抜け出たら洗浄液Ａ２の送液を停止させる。

洗浄後、ニードル１０を次にサンプリングすべき試料容器の上まで移動させることで分析の１サイクルが終了する。

本発明は上に説明した例に限定されるものでなく、送液ポンプ数と洗浄液の種類を３つ以上又はそれ以上に増やしてもよいし、洗浄ポートの形状を変えて洗浄液槽内を３以上に隔ててもよい。
また、洗浄に限らずにニードル表面と溶液の反応であってもよく、様々な変形を包含し、各種分析装置に広く適用することができる。

液体クロマトグラフなど液体試料を取り扱う各種分析装置における自動試料注入装置に利用することができる。

高速液体クロマトグラフにおける一実施例の自動試料注入装置の要部の構成概略図である。洗浄ポートの垂直断面図である。洗浄ポートに送液ポンプを加えたときの実施例の垂直断面図である。一般的な洗浄ポートを示した垂直断面図である。従来の洗浄ポートの実施例を示した垂直断面図である。従来の洗浄ポートの他の実施例を示した垂直断面図である。

符号の説明

１０ニードル
１６ａ、１６ｂ洗浄ポート
３０隔壁
３２ａ，３２ｂ洗浄液槽
３４，４０流入口
３６，４２排出口
４４，４６流路切換バルブ
４８，５０，５２，５４ポンプ

Claims

ニードルにより液体試料を分析装置の試料注入口に注入した後、そのニードルを洗浄ポートに挿入して洗浄液により洗浄するように構成された自動試料注入装置において、
前記洗浄ポートは隔壁にて上下に仕切られた２つの洗浄液槽と、各洗浄液槽にそれぞれ接続され、それぞれの洗浄液を流通させる洗浄液流路とを備え、
上側の洗浄液槽はその上面に前記ニードルが挿入される開口をもち、下側の洗浄液槽は前記洗浄液流路との接続口以外に開口をもたず、
前記隔壁は前記ニードルが貫通可能であるとともに液の通過を阻止できる構造をもち、上側の洗浄液槽に挿入されたニードルの移動軌跡上に配置されていることを特徴とする自動試料注入装置。
前記隔壁はセプタムである請求項１に記載の自動試料注入装置。
前記２つの洗浄液槽のそれぞれに接続された洗浄液流路の少なくとも一方は、異なる洗浄液を供給する洗浄液供給部と、いずれかの洗浄液を選択して洗浄液槽に導く流路切換バルブとを備えている請求項１又は２に記載の自動試料注入装置。