JP2008083040A - Liquid chromatograph unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体クロマトグラフ装置に関し、特に、高速分析を目的とした高速液体クロマトグラフ装置に好適な技術に関する。 The present invention relates to a liquid chromatograph apparatus, and more particularly to a technique suitable for a high-speed liquid chromatograph apparatus for high-speed analysis.
高速液体クロマトグラフィの技術分野において、カラム充填剤の粒径の微細化が進められている。近年では、粒径2μm以下の充填剤を用いることによりクロマトグラム分析時間が1分間程度になっている。また、粒子型充填剤を用いないモノリスカラムも普及しており、同様に分析時間が1分間程度に実現されている。本技術に関連するものとして、特許文献1がある。
In the technical field of high performance liquid chromatography, the particle size of column fillers is being refined. In recent years, the chromatogram analysis time is about 1 minute by using a filler having a particle size of 2 μm or less. In addition, monolithic columns that do not use particle-type fillers are also widespread, and the analysis time is similarly realized in about 1 minute. There exists
クロマトグラムのピーク保持時間tR(出現時間)が早くなるとそれに伴い、おおむね保持時間に比例してピークの幅が狭くなる。保持時間tRが30sになると、理論段数N(第15改正日本薬局方:比例係数5.54)が5,000段の場合、ピークの半値幅w1/2が1.0sになる。理論段数Nは、分離の良さを示すカラムの性能指数として広く用いられている。
As the peak retention time t R (appearance time) of the chromatogram becomes earlier, the width of the peak becomes narrower in proportion to the retention time. The holding time t R is 30s, the number of theoretical plates N (Japanese Pharmacopoeia, 15th Edition: proportional coefficient 5.54) if 5,000 stages, the half-width w 1/2 of the peak is 1.0 s. The theoretical plate number N is widely used as a figure of merit for a column indicating good separation.
ピークの波形が理想的に正規分布関数(ガウシアン)の形であるならば、理論段数Nは次のようになる。σはガウシアンの標準偏差である。 If the peak waveform is ideally in the form of a normal distribution function (Gaussian), the theoretical plate number N is as follows. σ is the standard deviation of Gaussian.
例えば、前述の標準偏差σは、0.42sとなる。ちなみに式1の係数5.54は、ガウシアンのピークの半値幅w1/2と標準偏差σを関係付ける8loge2に由来がある。
理論段数Nは、検出信号のレスポンス(時定数τに相当)の影響を受けると、悪くなることは知られている。つまりピーク形状が交流回路の過渡現象的に指数関数を重畳しテーリングすると、半値幅w1/2が広がり、理論段数Nが低下する。
For example, the standard deviation σ described above is 0.42 s. Incidentally, the coefficient 5.54 of
It is known that the theoretical plate number N becomes worse when affected by the response of the detection signal (corresponding to the time constant τ). In other words, if the peak shape is tailed by superimposing an exponential function in a transient manner of an AC circuit, the half-value width w 1/2 is widened and the theoretical plate number N is reduced.
一般に、ピーク波形の広がりは分散V(2次のモーメント)で解析する。指数関数を重畳したガウシアンは、指数的に修飾されたガウシアンEMG(Exponentially Modified Gaussian)になる。その分散Vは次式で表される。 In general, the spread of the peak waveform is analyzed by the variance V (secondary moment). The Gaussian on which the exponential function is superimposed becomes an exponentially modified Gaussian EMG (Exponentially Modified Gaussian). The variance V is expressed by the following equation.
理論段数Nが時定数τにより1%影響を受けるのは、式3が二乗和のため時定数τが標準偏差σの10%程度のところと言える。前述の例に沿って述べると、ピーク半値幅w1/2が1.0sの場合、理論段数Nは時定数τが0.04〜0.05sの時に1%程度影響を受けると推定される。逆に言うと、時定数τを0.04〜0.05sにさえ設定しておけば、保持時間tRが30s、真の理論段数Nが5,000段のピークに対しては1%程度しか理論段数Nに影響を与えないと推定される。さらに言えば、日本薬局方の理論段数Nは、式1で表されるように半値幅w1/2を用いて計算するため時定数τにより受ける影響の度合いは式3を用いて表現されるよりも少なく、結局1%も影響を受けないことが推定される。この議論は、真の理論段数Nを2倍の10,000段としても同様であり、時定数τを√2分の1小さく0.3sにすれば、1%も影響を受けないことになる。一般に、理論段数Nは、測定上の不確かさも小さくなく、1%の有意差を議論することは稀であり、実用上、ここまで小さな時定数τは要求されない。
The reason why the theoretical plate number N is affected by 1% by the time constant τ can be said to be that the time constant τ is about 10% of the standard deviation σ because Equation 3 is the sum of squares. Describing along the above example, when the peak half width w 1/2 is 1.0 s, the theoretical plate number N is estimated to be affected by about 1% when the time constant τ is 0.04 to 0.05 s. . In other words, if the time constant τ is set to 0.04 to 0.05 s, it is about 1% for a peak having a retention time t R of 30 s and a true theoretical plate number N of 5,000. However, it is estimated that the number of theoretical plates N is not affected. Furthermore, since the number of theoretical plates N in the Japanese Pharmacopoeia is calculated using the half-value width w 1/2 as represented by
まとめると、保持時間tRが30s、ないしは半値幅w1/2が1.0sのピークを対象にしている場合には、時定数τを0.05s、すなわち50msに設定しておけば、それより小さな時定数τに設定する必要は特にないと考えられていた。 In summary, if the retention time t R is 30 s or the peak at half width w 1/2 is 1.0 s, the time constant τ is set to 0.05 s, that is, 50 ms. It was thought that it was not particularly necessary to set a smaller time constant τ.
従来は、前述の背景技術の認識レベルであった。しかしながら実験を実施しているに従って、理論段数Nを算出する場合に、レスポンス50msでは、半値幅w1/2が1.0s、すなわち標準偏差σが0.4s程度のピークには、十分に短くないことがわかってきた。この推定原因は、次のようなものが幾つか考えられる。 Conventionally, it was the above-mentioned background art recognition level. However, when the theoretical plate number N is calculated according to the experiment, the half width w 1/2 is 1.0 s, that is, the peak with the standard deviation σ of about 0.4 s is sufficiently short when the response is 50 ms. I have found that there is no. There are several possible causes for this.
(1).データ収集間隔が適正ではないと、ピーク高さが正確に測定できない。 (1). If the data collection interval is not appropriate, the peak height cannot be measured accurately.
(2).データ収集間隔が適正ではないと、ピーク半値幅が正確に測定できない。 (2). If the data collection interval is not appropriate, the peak half width cannot be measured accurately.
(3).データ収集間隔が適正ではないと、検出誤差(不確かさ)の影響を受ける。 (3). If the data collection interval is not appropriate, it is affected by detection error (uncertainty).
(4).レスポンスが適正ではないと、検出誤差(不確かさ)の影響を受ける。 (4). If the response is not appropriate, it is affected by detection error (uncertainty).
本発明の特徴は、ピーク幅の時間に適正な検出レスポンスと、適正なデータ収集間隔を設定することにある。検出レスポンス及びデータ収集間隔が大き過ぎても小さ過ぎても、理論段数は低下するため、ピーク幅の時間に適正な検出レスポンスと、適正なデータ収集間隔を設定する必要がある。 A feature of the present invention is that an appropriate detection response and an appropriate data collection interval are set for the peak width time. If the detection response and the data collection interval are too large or too small, the number of theoretical plates is lowered. Therefore, it is necessary to set an appropriate detection response and an appropriate data collection interval for the peak width time.
本発明によれば、より正確な理論段数を算出することができる。 According to the present invention, a more accurate theoretical plate number can be calculated.
高速液体クロマトグラフ装置の高速化の手法から説明し、適正な検出レスポンスと、適正なデータ収集間隔を設定する形態を説明する。 A method for speeding up the high-speed liquid chromatograph apparatus will be described, and a mode for setting an appropriate detection response and an appropriate data collection interval will be described.
以下、図面を用いて、本発明の1実施例を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明のシステム構成例を示す。液体クロマトグラフ装置1は、分析機器モジュールのポンプ2、オートサンプラ(注入装置)3、カラムオーブン4、検出器5、およびデータ処理装置10からなる。データ処理装置10はシステム制御部6とデータ処理部7から構成され、システム制御部6は分析機器制御部8とパラメータ記憶部9からなる。分析時には、データ処理装置10のシステム制御部6から命令が発せられ、各モジュールのポンプ2、オートサンプラ3、カラムオーブン4、検出器5に分析シーケンスの一連のパラメータ群が送信(ダウンロード)される。試料注入ごとにデータ処理部7は検出器5からの検出信号をデジタル受信し、クロマトグラム波形として一旦形成し、データ解析する。
FIG. 1 shows a system configuration example of the present invention. The
図2は、本発明の流路構成例を示す。液体クロマトグラフ装置1は、溶離液11aを送液するポンプ12aと溶離液11bを送液するポンプ12bを送液系として具備する。本例では、二つの溶離液を高圧下のジョイント13とミキサ14で混合するいわゆる高圧グラジエント溶出法を用いている。オートサンプラ15から試料を注入し、分析カラム16(例えば、内径2mm、長さ50mm、充填剤粒径2μm)に送り込む。試料中の各溶質が、分析カラム(固定相)16内で溶離液(移動相)11aまたは溶離液(移動相)11bにより分離展開される。各溶質は、移動相中にまたは固定相中に存在する分配比率の差異により、保持時間が異なる。各溶質の保持時間を安定させるためにカラムオーブン17を用いて分析カラム16を恒温する。分離展開された各溶質は保持時間に差異を持ちながら検出器18のセル20に到達し、廃液タンク19に廃液する。
FIG. 2 shows a flow path configuration example of the present invention. The
本発明の説明のため、検出からデータ処理までを時間分解能の視点から詳細に説明する。検出器5には、紫外(UV)検出器、可視(VIS)検出器、ダイオードアレイ検出器(DAD)、蛍光(FL)検出器、示差屈折率(RI)検出器、電導度検出器などが使用可能である。本例では代表的なUV検出器を用い、光路長5mmで光が透過する体積が0.98μLのフローセルを搭載する。吸光度を算出するために、レファレンス光量とサンプル光量をそれぞれに検出用フォトセルを用いて検出する。一次検出信号はアナログだが、速やかにそれぞれAD変換する。一旦、吸光度を計算し信号処理上、ひとつ前のデジタル値と今回のデジタル値を一定の重み付け加重平均することを繰り返し処理することにより、時定数τ相当のレスポンス(キャラクタリスティックな応答時間)を有する検出信号を生成することができる。本システムの例では、レスポンスは0.01, 0.02,
0.05の選択が可能である。この検出信号をデータ処理装置10に送り届ける検出データポイントの時間間隔をデータ収集間隔として定義する。本システムの例では、データ収集間隔10, 20 ,50, 100msの選択が可能である。
For the description of the present invention, the process from detection to data processing will be described in detail from the viewpoint of time resolution. The detector 5 includes an ultraviolet (UV) detector, a visible (VIS) detector, a diode array detector (DAD), a fluorescence (FL) detector, a differential refractive index (RI) detector, a conductivity detector, and the like. It can be used. In this example, a typical UV detector is used, and a flow cell having an optical path length of 5 mm and a light transmitting volume of 0.98 μL is mounted. In order to calculate the absorbance, each of the reference light amount and the sample light amount is detected using a detection photocell. The primary detection signal is analog, but each AD is quickly converted. Once the absorbance is calculated and the signal processing is repeated, the previous digital value and the current digital value are repeatedly weighted and weighted to obtain a response equivalent to the time constant τ (characteristic response time). A detection signal having the same can be generated. In this system example, the response is 0.01, 0.02,
A selection of 0.05 is possible. A time interval between detection data points for sending the detection signal to the
ピーク幅σ(s)に対し、適正なレスポンスτ(s)をプロットしたものが図3である。両対数グラフを用いて、最適と推量される値を中心線(経験値)で表し、その上下限をそれぞれ√10倍したものと、1/√10倍したものを目安として線を引いた。 FIG. 3 is a plot of an appropriate response τ (s) against the peak width σ (s). Using a log-log graph, the value estimated to be optimum is represented by a center line (empirical value), and a line is drawn with the upper and lower limits multiplied by √10 and 1 / √10 times as a guide.
また、同様にピーク幅σ(s)に対し、適正なデータ収集間隔ΔD(s)をプロットしたものが図4である。その上下限も同様にそれぞれ√10倍したものと、1/√10倍したものを目安として線を引いた。 Similarly, FIG. 4 is a plot of an appropriate data collection interval ΔD (s) against the peak width σ (s). Similarly, the upper and lower limits were similarly drawn with a line of √10 times and 1 / √10 times as a guideline.
グラフの図3および図4においてピーク幅σを0.001sから示したのは、次の理由による。液体クロマトグラフィの歴史を遡るとカラム充填剤の粒径が20μmから2μmに一桁小さくなったことで、数十分間から数十秒間へと約二桁高速の分析ができるようになったと捉えることができる。現在、ピーク幅σで0.1〜1.0s程度のピークを扱っているので、将来、同様な技術革新により高速化が進められると仮定すれば、ピーク幅σで0.001〜0.01s程度のピークを対象にする可能性があるとの予測に基づいている。 In FIG. 3 and FIG. 4 of the graph, the peak width σ is shown from 0.001 s for the following reason. Going back in the history of liquid chromatography, the column packing particle size has been reduced by an order of magnitude from 20 μm to 2 μm, so that it has become possible to perform analysis at about two orders of magnitude from tens of minutes to tens of seconds. Can do. Currently, the peak width σ is about 0.1 to 1.0 s. If it is assumed that the speed increase will be promoted by similar technical innovation in the future, the peak width σ is 0.001 to 0.01 s. It is based on the prediction that there is a possibility of targeting the peak of the degree.
図5にはレスポンスとデータ収集間隔をいずれも50msと10msに設定した時のクロマトグラム例を、表1には図5のクロマトグラム時の理論段数比較を示した。 FIG. 5 shows an example of a chromatogram when the response and the data collection interval are both set to 50 ms and 10 ms, and Table 1 shows a comparison of theoretical plate numbers at the time of the chromatogram of FIG.
速いピークの幅σが0.26, 0.30, 0.37sの理論段数Nにおいては、レスポンスとデータ収集間隔それぞれで50msから10msへ設定を変更した場合、10%程度の効果があることがわかる。 In the case of the theoretical plate number N where the fast peak width σ is 0.26, 0.30, and 0.37 s, if the setting is changed from 50 ms to 10 ms for each of the response and the data collection interval, there is an effect of about 10%. Recognize.
本発明は、液体クロマトグラフィの高速化の観点から、カラム充填剤の粒径を小さくし、カラムの長さL(カラム断面積を乗じるとカラム体積)を短くし、線速度u(カラム断面積を乗じると流量)を引き上げていくという手法を採用する場合に有効である。高速化とは一言で言うと、非保持ピークの(溶出)時間t0を最小化することであり、時間t0が短くなれば、ピーク幅σ(s)がそれに比例し、短くなる。実際は流量が1.0ml/minを中心として使用されるため、高速化では時間に関係するパラメータt0や、ピーク幅σ(s)、のみならず、カラム体積、フローセル体積なども比例して小さくする必要がある。さもなければ、フローセル体積が無視できなくなり、ピーク幅に対する時定数の議論と同様に溶質の占める体積が広がりテーリングピークを生じてしまう。 In the present invention, from the viewpoint of speeding up liquid chromatography, the particle size of the column packing material is reduced, the column length L (column volume when multiplied by the column cross-sectional area) is shortened, and the linear velocity u (column cross-sectional area is reduced). This is effective when adopting a method of increasing the flow rate when multiplied. In short, the speeding up is to minimize the (elution) time t 0 of the non-retaining peak. When the time t 0 is shortened, the peak width σ (s) is proportional to and shortened. Actually, since the flow rate is mainly used at 1.0 ml / min, not only the parameter t 0 related to time and the peak width σ (s) but also the column volume, the flow cell volume, etc. are proportionally small for speeding up. There is a need to. Otherwise, the volume of the flow cell cannot be ignored, and the volume occupied by the solute is widened and a tailing peak is generated as in the discussion of the time constant for the peak width.
例えば、先の実施例では、ピークの幅σが0.3s程度であるので、流量1.0ml/minの場合、ピークの幅σは体積換算で5μLとなり、フローセル体積0.98μLが影響することになり、体積の小さなフローセル(例えば、0.3μL)が必要となる。 For example, in the previous embodiment, since the peak width σ is about 0.3 s, when the flow rate is 1.0 ml / min, the peak width σ is 5 μL in terms of volume, and the flow cell volume 0.98 μL has an effect. Therefore, a flow cell having a small volume (for example, 0.3 μL) is required.
配管系の内部体積もカラム外の広がりに影響するため無視できない。カラム外の広がり(分散σext2)は配管の内半径rの4乗に比例することが知られている。 The internal volume of the piping system also affects the spread outside the column and cannot be ignored. It is known that the spread outside the column (dispersion σext 2 ) is proportional to the fourth power of the inner radius r of the pipe.
ここでLは配管長さ、Fは流量、DEは拡散係数である。一般に、本例の場合、分散σext2を数十μL2程度に抑える必要があり、内径0.1mm、半径でr=0.05mm以下のチューブを用いることが望ましい(例:ベンゼンDE=10−9m2s−1)。 Here, L is the pipe length, F is the flow rate, and DE is the diffusion coefficient. In general, in this example, it is necessary to suppress the dispersion σext 2 to about several tens of μL 2, and it is desirable to use a tube having an inner diameter of 0.1 mm and a radius of r = 0.05 mm or less (eg, benzene DE = 10 − 9 m 2 s −1 ).
また、配管で拡散するのみならず、配管接続部や流れの半径方向の形状が拡大したり縮小したりする構造の場合は、極めて大きく拡散することが知られている。このため、半径方向の寸法変化を極力小さくすることが必要である。 In addition, it is known that not only the diffusion in the pipe but also the pipe connection portion and the structure in which the shape in the radial direction of the flow is enlarged or reduced, the diffusion is extremely large. For this reason, it is necessary to minimize the dimensional change in the radial direction.
また、この時間及び体積の議論はモノリスカラムの場合でも全く同様の対応が必要になる。モノリスカラムは、一般に空隙率が高く、流量に対する負荷抵抗が低いため、圧力損失が比較的小さい。結局、充填剤カラムより流量を多く、または線速度を引き上げ送液し高速化を図ることとなる。 In addition, the discussion on the time and volume requires exactly the same response even in the case of the monolith column. A monolith column generally has a high porosity and a low load resistance with respect to a flow rate, so that the pressure loss is relatively small. Eventually, the flow rate is increased by increasing the flow rate or increasing the linear velocity than the packing column.
本発明の液体クロマトグラフ装置は、高速分析を目的としており、一定の長さのカラムに線速度を引き上げて高速化を図ることになる。カラムの長さは要請する理論段数によりおおよそ見出され、一般に液体クロマトグラフ装置の耐(上限)圧力値により線速度が求まり高速度の上限(分析時間の最小値)が決定される。 The liquid chromatograph apparatus of the present invention is intended for high-speed analysis, and increases the linear velocity to a column having a certain length to increase the speed. The length of the column is roughly found by the required number of theoretical plates. Generally, the linear velocity is determined by the pressure resistance (upper limit) of the liquid chromatograph apparatus, and the upper limit of the high speed (minimum value of analysis time) is determined.
また現在、汎用的に使用されている液体クロマトグラフは流量がおよそ1ml/minを用いて使用されることが代表的であり、溶媒(移動相)使用量の観点からそれ以下で使用することが望ましい。流量1ml/minの要請も各種パラメータを規定するためには非常に重要なインプットで、流路内の体積最適化のみならずカラム内径の設定にも寄与する。 In addition, liquid chromatographs currently used for general purposes are typically used with a flow rate of about 1 ml / min, and can be used at a lower level from the viewpoint of the amount of solvent (mobile phase) used. desirable. The requirement for a flow rate of 1 ml / min is also a very important input for defining various parameters, and contributes not only to optimizing the volume in the flow path but also to setting the column inner diameter.
標準的な分離性能として要求される理論段数5,000段を要請する時、保持時間30sを例にとると、式1より標準偏差は0.42sになった。ピークの時間区間(スタート点からエンド点)は標準偏差の8〜10倍とすると3〜4sとなり、流量1ml/min時の移動相体積約100μLに対応する。ピークの面積計算等をする場合には、ピークの形成ポイント数としてはスタート点からエンド点で30点が必要であると言われており、時間分解能(検出レスポンスやデータ収集間隔)のみならずフローセルのキャラクタリスティックなサイズもピークの時間区間の1/30倍の体積分解能が必要であると考えられる。また、カラム外の広がり(拡散)の観点からも、このスケールのピークには検出器フローセルの光路長体積が3μL以下であることが必要であると言える。流量1ml/minで標準偏差0.42sのピークの場合、あまり微小過ぎても光量不足などの弊害もあるため0.01μL(10nL)以上が実用レベルであろう。
When requesting a theoretical plate number of 5,000 required as the standard separation performance, taking the holding time of 30 s as an example, the standard deviation is 0.42 s from
前述のカラム外の広がりに関連して、流路配管の内径にも注意が必要である。極力カラム外の広がりを発生させたくないとしても、流路配管には数百mmは必要であり、ゼロにはできない。ピークのキャラクタリスティックな体積サイズが約50μLの場合、この1/10倍以上のカラム外広がり、つまり約5μL以上が望ましくないと考えられる。汎用の液体クロマトグラフでは内径0.25mmのチューブが多用されていたが、0.25mmのチューブを数百mm使用していたのでは、5μL以下のカラム外広がりに抑えることはできない。層流の場合、拡散体積はチューブ断面積に比例するため、約1/6倍の拡散性能が獲得できる配管内直径が0.1mm以下のチューブを使用する必要がある。また、配管が細過ぎては過剰な圧力損失が発生するため、流量1ml/minで標準偏差0.42sのピークの場合、0.05mmより細い内径のチューブを使用することはない。 In connection with the aforementioned expansion outside the column, attention should be paid to the inner diameter of the flow path piping. Even if it is not desired to generate the spread outside the column as much as possible, the flow path piping needs several hundred mm and cannot be made zero. When the characteristic volume size of the peak is about 50 μL, it is considered that 1/10 or more times the expansion outside the column, that is, about 5 μL or more is not desirable. In general-purpose liquid chromatographs, a tube having an inner diameter of 0.25 mm was frequently used. In the case of laminar flow, since the diffusion volume is proportional to the tube cross-sectional area, it is necessary to use a tube having a pipe inner diameter of 0.1 mm or less that can obtain a diffusion performance of about 1/6 times. In addition, since excessive pressure loss occurs if the piping is too thin, a tube having an inner diameter smaller than 0.05 mm is not used in the case of a peak with a standard deviation of 0.42 s at a flow rate of 1 ml / min.
本発明で対象にしているような要請理論段数とシステム圧力の制限下では、代表的な線速度として10mm/s程度を確保する必要がある。流量約1ml/minの設定で、線速度10mm/s程度を確保しようとすると、カラムの内径はおよそ2mm以下が必要となる。ここでは粒子充填型のカラムでは空隙率は50〜60%であることを用いている。一方、0.05mm以下の内径カラムに流量約1ml/minを送液することは、充填剤の粒子直径やカラム長にも依存するが、一般的には使用困難な圧力損失を発生させてしまう。 Under the restriction of the required number of theoretical plates and the system pressure that are the subject of the present invention, it is necessary to ensure a typical linear velocity of about 10 mm / s. In order to secure a linear velocity of about 10 mm / s at a flow rate of about 1 ml / min, the inner diameter of the column needs to be about 2 mm or less. Here, it is used that the porosity of the particle packed column is 50 to 60%. On the other hand, feeding a flow rate of about 1 ml / min to an inner diameter column of 0.05 mm or less will cause a pressure loss that is generally difficult to use, although it depends on the particle diameter of the filler and the column length. .
経験則ではあるが、サンプル注入量の上限はカラム内径に依存する。特にアイソクラティック溶出の場合の非保持ピークが顕著であるが、サンプル注入量上限はカラム断面積に比例する。これはカラム入口の面積で一旦サンプル溶質を受け止めるためであろう。汎用的に用いられている内径4.6mmカラムの時、サンプル注入量上限が15μLとすると、内径2.0mmカラムの時、約3μLとなる。もちろん、サンプル量が極端に少なすぎては、検出信号が得られ難くなることのみならず、ハンドリングも難しくなり吸引量のバラツキが著しく大きくなってしまう。このため、0.01μL(10nL)未満では実用性は低い。 As a rule of thumb, the upper limit of sample injection volume depends on the column inner diameter. In particular, the non-retention peak in the case of isocratic elution is remarkable, but the upper limit of the sample injection amount is proportional to the column cross-sectional area. This would be to receive the sample solute once at the area of the column inlet. If the upper limit of the sample injection volume is 15 μL for a 4.6 mm inner diameter column that is used for general purposes, it will be about 3 μL for a 2.0 mm inner diameter column. Of course, if the amount of sample is extremely small, not only will it be difficult to obtain a detection signal, but handling will also be difficult and the variation in the amount of suction will be significantly large. For this reason, if it is less than 0.01 μL (10 nL), the practicality is low.
カラム内容積が小さくなると、グラジエント溶出の遅れ(デュエルボリューム)が無視できなくなる。これはグラジエント溶出のタイムプログラムがカラム内容積に比例して時間短縮されるためである。流量約1ml/minの設定で分析(保持)時間が30sとすると、デュエルボリュームはそれ相当の体積を超えてはならないため、500μL以下が必要になる。但し現実的には配管系体積はゼロにはできないため、最小でも数μLのデュエルボリュームは残ってしまう。 When the column volume is reduced, the gradient elution delay (duel volume) cannot be ignored. This is because the time program for gradient elution is shortened in proportion to the volume in the column. If the analysis (retention) time is set to 30 s at a flow rate of about 1 ml / min, the duel volume must not exceed the equivalent volume, so 500 μL or less is required. However, in reality, the piping system volume cannot be reduced to zero, so that a duel volume of several μL remains at the minimum.
またこれに伴い、ポンプ用ミキサの容量も制限される。通常、配管系のデュエルボリュームは約200μLであるため、ミキサ容量としては300μL以下の容量が必要である。ミキサ容量はグラジエント性能と相関するわけだが、流路内にミキサを組み入れなくとも前述のデュエルボリュームは存在し、ミキシングの作用は微小ながらも存在することにはなる。 Along with this, the capacity of the pump mixer is also limited. Usually, since the duel volume of the piping system is about 200 μL, a mixer capacity of 300 μL or less is required. Although the mixer capacity correlates with the gradient performance, the above-mentioned duel volume exists even if the mixer is not incorporated in the flow path, and the effect of mixing exists even though it is minute.
前述のようにカラムには理論段数の要請がありカラム長を確保しなければならない。また一方、高速化の目的でそのカラム長のカラムに対し線速度を引き上げると圧力損失が増大してしまう。この分離性能と圧力損失の両方の性能側面に対し、ひとつの均衡案を与える充填剤が粒子直径3μm未満の充填剤である。 As described above, there is a demand for the number of theoretical plates in the column, and the column length must be secured. On the other hand, if the linear velocity is increased with respect to the column having the column length for the purpose of speeding up, the pressure loss increases. For the performance aspects of both the separation performance and the pressure loss, a filler that provides one balance plan is a filler having a particle diameter of less than 3 μm.
粒径3μm未満のカラムを用いる場合には、最適な線速度であれば理論段高さ8μm以下が得られ、5,000段以上の理論段数を得るためには、約50mmのカラム長が必要となる。 When using a column with a particle size of less than 3 μm, a theoretical plate height of 8 μm or less can be obtained with an optimum linear velocity, and a column length of about 50 mm is necessary to obtain a theoretical plate number of 5,000 or more. It becomes.
流量 約1ml/minで線速度10mm/s程度になり、25℃100%メタノールの粘度移動相を送液する場合、圧力損失は30MPa以下の良好に低い結果が得られる。 When the flow rate is about 1 ml / min, the linear velocity is about 10 mm / s, and when a viscosity mobile phase of 25 ° C. and 100% methanol is fed, the pressure loss is as low as 30 MPa or less.
理論段数と圧力損失のもうひとつの均衡案は、モノリスカラムである。即ち、粒子直径2〜3μmの充填剤を用いた場合の理論段高さを獲得しつつ、粒子型充填剤の数分の1倍の低い圧力損失が得られる。つまり、前述の実施例の条件であれば、10MPa以下の圧力損失が得られることになる。 Another balance plan between theoretical plate number and pressure drop is a monolithic column. That is, a pressure loss that is a fraction of that of a particle-type filler can be obtained while obtaining a theoretical plate height when using a filler having a particle diameter of 2 to 3 μm. That is, under the conditions of the above-described embodiment, a pressure loss of 10 MPa or less is obtained.
本発明は、高速液体クロマトグラフ装置に特に有効なものであるが、上記実施例に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内において、種々変形可能である。 The present invention is particularly effective for a high-performance liquid chromatograph apparatus, but is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea.
1…高速液体クロマトグラフ、2…ポンプ、3…オートサンプラ、4…カラムオーブン、5…検出器、6…システム制御部、7…データ処理部、8…分析機器制御部、9…パラメータ記憶部、10…データ処理装置、11…溶離液、12…ポンプ、13…ジョイント、14…ミキサ、15…オートサンプラ、16…分析カラム、17…カラムオーブン、18…検出器、19…廃液タンク、20…セル。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
検出器フローセルの光路長体積が3μL以下であることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。 The liquid chromatograph apparatus according to claim 1,
An optical path length volume of a detector flow cell is 3 μL or less.
配管の内直径が0.1mm以下であることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。 The liquid chromatograph apparatus according to claim 1,
A liquid chromatograph characterized by having an inner diameter of a pipe of 0.1 mm or less.
サンプル注入量が3μL以下であることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。 The liquid chromatograph apparatus according to claim 1,
A liquid chromatograph characterized by having a sample injection volume of 3 μL or less.
カラム内直径が2mm以下であることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。 The liquid chromatograph apparatus according to claim 1,
A liquid chromatograph having a column inner diameter of 2 mm or less.
ポンプミキサ体積が300μL以下であることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。 The liquid chromatograph apparatus according to claim 1,
A liquid chromatograph apparatus having a pump mixer volume of 300 μL or less.
カラム充填剤粒子直径が3μm以下であることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。 The liquid chromatograph apparatus according to claim 1,
A liquid chromatograph having a column filler particle diameter of 3 μm or less.
デュエルボリュームが500μL以下であることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。 The liquid chromatograph apparatus according to claim 1,
A liquid chromatograph having a duel volume of 500 μL or less.
カラムがモノリス型であることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。 The liquid chromatograph apparatus according to claim 1,
A liquid chromatograph apparatus, wherein the column is a monolith type.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009150790A (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Shimadzu Corp | Data processing device for chromatograph |
JP2009281897A (en) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Hitachi High-Technologies Corp | Measurement method transfer of liquid chromatograph and liquid chromatograph equipment |
JP2020012722A (en) * | 2018-07-18 | 2020-01-23 | 国立大学法人徳島大学 | Electrochemical detector and electrochemical detection device |
WO2020179119A1 (en) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | 株式会社島津製作所 | Liquid chromatograph |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH049756A (en) * | 1990-04-27 | 1992-01-14 | Hitachi Ltd | Liquid chromatograph analyser |
JPH07209250A (en) * | 1983-10-19 | 1995-08-11 | Hewlett Packard Co <Hp> | Electrochemical detector |
JP2003075420A (en) * | 2001-09-07 | 2003-03-12 | Kazuki Nakanishi | High-performance liquid chromatograph |
JP2006015333A (en) * | 2004-05-31 | 2006-01-19 | Showa Denko Kk | Organic polymer monolith, and production method and production application therefor |
-
2007
- 2007-08-29 JP JP2007222870A patent/JP2008083040A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07209250A (en) * | 1983-10-19 | 1995-08-11 | Hewlett Packard Co <Hp> | Electrochemical detector |
JPH049756A (en) * | 1990-04-27 | 1992-01-14 | Hitachi Ltd | Liquid chromatograph analyser |
JP2003075420A (en) * | 2001-09-07 | 2003-03-12 | Kazuki Nakanishi | High-performance liquid chromatograph |
JP2006015333A (en) * | 2004-05-31 | 2006-01-19 | Showa Denko Kk | Organic polymer monolith, and production method and production application therefor |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009150790A (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Shimadzu Corp | Data processing device for chromatograph |
JP2009281897A (en) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Hitachi High-Technologies Corp | Measurement method transfer of liquid chromatograph and liquid chromatograph equipment |
JP2020012722A (en) * | 2018-07-18 | 2020-01-23 | 国立大学法人徳島大学 | Electrochemical detector and electrochemical detection device |
WO2020179119A1 (en) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | 株式会社島津製作所 | Liquid chromatograph |
JPWO2020179119A1 (en) * | 2019-03-06 | 2021-12-09 | 株式会社島津製作所 | Liquid chromatograph |
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