JP2008215978A - Liquid feed pump and liquid chromatograph using it - Google Patents

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Yasuaki Nakamura
恭章 中村
Shuzo Maruyama
秀三 丸山
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Shimadzu Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid feed pump capable of keeping a mass flow rate constant, and a liquid chromatograph using it. <P>SOLUTION: The liquid feed pump 40 is equipped with a pump head 20 having a pump chamber 21 with which an inflow passage for permitting only the inflow of a mobile phase and an outflow passage for permitting only the outflow of the mobile phase communicate and a mechanism 4 for sucking and discharging the mobile phase by reciprocally moving a piston 13 in the pump chamber 21 and further equipped with a memory part 42 for storing a model formula related to the volume expansion coefficient of the mobile phase and the volumetric change of the mobile phase due to temperature and a motor control part 52 outputting a control signal, which controls the moving speed or distance of the piston 13, to the mechanism 4 in order to increase and decrease the feed liquid amount of the mobile phase on the basis of the temperature related to the mobile phase measured by a temperature measuring part 30, the volume expansion coefficient and the model formula. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、送液ポンプ及び液体クロマトグラフに関し、例えば、分子量分布の測定に用いられるGPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフ)用送液ポンプ及びそれを用いた液体クロマトグラフに関する。   The present invention relates to a liquid feed pump and a liquid chromatograph, for example, a GPC (gel permeation chromatograph) liquid feed pump used for measurement of molecular weight distribution and a liquid chromatograph using the same.

液体クロマトグラフは、図3に示すように、移動相が貯留されるリザーバ2と、リザーバ2とデガッサ3とを連通する第一配管9aと、移動相を脱気するデガッサ3と、デガッサ3と送液ポンプ本体4とを連通する第一配管9bと、送液ポンプ本体4と、送液ポンプ本体4と試料注入器5とを連通する第二配管9cと、試料が導入される試料注入器5と、カラム6と、検出器7とを移動相の流路に沿ってこの順に備える。
このような液体クロマトグラフでは、移動相の送液を行なうための機構(送液ポンプ本体)4として、往復動ピストン型の機構(送液ポンプ本体)4が一般的に使われている。
As shown in FIG. 3, the liquid chromatograph includes a reservoir 2 in which a mobile phase is stored, a first pipe 9 a that communicates the reservoir 2 and the degasser 3, a degasser 3 that degass the mobile phase, and a degasser 3. A first pipe 9b that communicates with the liquid feed pump body 4, a liquid feed pump body 4, a second pipe 9c that communicates between the liquid feed pump body 4 and the sample injector 5, and a sample injector into which a sample is introduced 5, a column 6 and a detector 7 are provided in this order along the flow path of the mobile phase.
In such a liquid chromatograph, a reciprocating piston type mechanism (liquid feed pump body) 4 is generally used as a mechanism (liquid feed pump body) 4 for feeding a mobile phase.

図2(a)及び図2(b)は、往復動ピストン型の機構(送液ポンプ本体)4の構成を示す図である。機構(送液ポンプ本体)4は、ピストン駆動部10と、ポンプヘッド20とを備える。
ピストン駆動部10において、本体ケース11の内部に摺動可能に挿入されたクロスヘッド12は、その一端にピストン13を、他端には回転可能な円板形状のベアリング14を、それぞれ有している。クロスヘッド12のピストン13が固定された側の端面と本体ケース11内部の端面との間には、互いの端面を引き離すように働くバネ15が配設されている。一方、クロスヘッド12のベアリング14の周縁は、モータ(図示せず)により回転する略楕円板形状のカム16の周縁に接する。
これによって、モータを駆動することによりカム16を回転させると、その回転運動が、バネ15の力によりカム16の周縁に押し付けられたベアリング14を介して、カム16のカムプロファイルにより決定される振幅を有する往復運動に変換される。つまり、ピストン13の水平方向への往復運動が作り出されることになる。
FIG. 2A and FIG. 2B are diagrams showing the configuration of a reciprocating piston type mechanism (liquid feed pump main body) 4. The mechanism (liquid feed pump main body) 4 includes a piston drive unit 10 and a pump head 20.
In the piston drive unit 10, the cross head 12 slidably inserted into the body case 11 has a piston 13 at one end and a rotatable disk-shaped bearing 14 at the other end. Yes. Between the end face of the cross head 12 on which the piston 13 is fixed and the end face inside the main body case 11, a spring 15 is disposed so as to separate the end faces. On the other hand, the peripheral edge of the bearing 14 of the cross head 12 is in contact with the peripheral edge of a substantially elliptical plate-shaped cam 16 that is rotated by a motor (not shown).
Thus, when the cam 16 is rotated by driving the motor, the rotational motion is determined by the cam profile of the cam 16 via the bearing 14 pressed against the periphery of the cam 16 by the force of the spring 15. Is converted into a reciprocating motion. That is, the reciprocating motion of the piston 13 in the horizontal direction is created.

また、ポンプヘッド20の内部には、ポンプ室21が形成されている。ポンプ室21の下側面に設けられた流入路22には、第一逆止弁23が配設されるとともに、ポンプ室21の上側面に設けられた流出路24には、第二逆止弁25が配設されている。さらに、ポンプ室21には、ピストンシール27が取り付けられたピストンシール取付口26が形成されている。ピストンシール27は、中心軸上に通口を有し、この通口を通ってピストン13がポンプ室21内へ挿入されている。   A pump chamber 21 is formed inside the pump head 20. A first check valve 23 is disposed in the inflow path 22 provided on the lower surface of the pump chamber 21, and a second check valve is provided in the outflow path 24 provided on the upper surface of the pump chamber 21. 25 is arranged. Further, the pump chamber 21 is formed with a piston seal attachment port 26 to which a piston seal 27 is attached. The piston seal 27 has a passage on the central axis, and the piston 13 is inserted into the pump chamber 21 through this passage.

よって、ピストン13が、図2(b)に示すような、ポンプ室21内に最も引き抜かれた位置(吐出開始点)と、図2(a)に示すような、ポンプ室21内に最も押し込まれた位置(吸引開始点)との間を往復運動することにより、移動相が第一逆止弁23を通じて流入路22からポンプ室21内へ吸引され、ポンプ室21内に吸引された移動相が流出路24から第二逆止弁25を通じてポンプ室21外へ吐出されることになる。このとき、ピストン13が一定の移動速度で運動することにより、一定の流量で移動相が吐出される。   Therefore, the piston 13 is pushed most into the pump chamber 21 as shown in FIG. 2A and the position (discharge start point) most pulled out into the pump chamber 21 as shown in FIG. The mobile phase is sucked into the pump chamber 21 from the inflow path 22 through the first check valve 23 by reciprocating between the position (suction start point) and the mobile phase sucked into the pump chamber 21. Is discharged out of the pump chamber 21 from the outflow passage 24 through the second check valve 25. At this time, the piston 13 moves at a constant moving speed, whereby the mobile phase is discharged at a constant flow rate.

しかし、液体クロマトグラフで用いられる移動相として、例えば、アセトンを用いた場合、温度1℃当りの体積膨張率は、0.143%にも及び、送液ポンプの体積流量は一定であっても、質量流量は温度によって大きく左右される。一般的に、液体(移動相)の体積Vと温度tとの関係において、下記式(1)が成り立つ。
V=V(1+βt)・・・(1)
ここで 、Vは、0℃における液体の体積であり、βは、液体固有の体積膨張係数である。
なお、表1に、移動相として用いられる液体と、その体積膨張係数βとを例として示す。
However, for example, when acetone is used as the mobile phase used in the liquid chromatograph, the volume expansion coefficient per 1 ° C. is 0.143%, and the mass flow rate of the liquid feed pump is constant. The flow rate depends greatly on the temperature. Generally, the following formula (1) is established in the relationship between the volume V of the liquid (mobile phase) and the temperature t.
V = V 0 (1 + βt) (1)
Here, V 0 is the volume of the liquid at 0 ° C., and β is a volume expansion coefficient specific to the liquid.
Table 1 shows an example of the liquid used as the mobile phase and its volume expansion coefficient β.

Figure 2008215978
Figure 2008215978

よって、分子量分布の測定に用いられる従来のGPCにおいて、体積膨張係数βが1×10−3である移動相を用いて、送液ポンプで体積流量を常に1.000ml/minにしたとしても、温度が1℃上昇すると、質量流量は変化することになり、その結果、得られる試料成分の溶出時間(エリューションタイム)が、例えば、10.00minから10.01minに変動していた。
そこで、GPCにおいて、溶出時間の良好な再現性を得るため、移動相及びポンプヘッドを一定温度に保つことが行なわれている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、機構(送液ポンプ本体)の前段に保温制御機構として、図4に示すような、移動相を通すための熱平衡コイル61と、ポンプヘッドに接続されるアルミブロック62との温度を一定に保持する循環恒温槽63を備える。これによって、移動相及びポンプヘッドを一定温度に保つことにより、機構(送液ポンプ本体)からの質量流量を常時一定に保っている。
特許第2516332号
Therefore, in the conventional GPC used for measuring the molecular weight distribution, even if the volume flow rate is always 1.000 ml / min with a liquid feed pump using a mobile phase having a volume expansion coefficient β of 1 × 10 −3 , When the temperature increased by 1 ° C., the mass flow rate changed, and as a result, the elution time (elution time) of the obtained sample component varied from, for example, 10.00 min to 10.01 min.
Therefore, in GPC, in order to obtain good reproducibility of the elution time, the mobile phase and the pump head are kept at a constant temperature (see, for example, Patent Document 1). Specifically, the temperature of the heat balance coil 61 for passing the mobile phase and the aluminum block 62 connected to the pump head as shown in FIG. Is provided with a circulation thermostat 63 for keeping the temperature constant. Accordingly, the mass flow rate from the mechanism (liquid feed pump main body) is always kept constant by keeping the mobile phase and the pump head at a constant temperature.
Japanese Patent No. 2516332

しかしながら、移動相及びポンプヘッドを一定温度に保つためには、保温制御機構を必要とし、液体クロマトグラフの装置自体が複雑になり、コストも高くなった。
そこで、本発明は、質量流量を一定に保つことができる送液ポンプ及びそれを用いた液体クロマトグラフを提供することを目的とする。
However, in order to keep the mobile phase and the pump head at a constant temperature, a heat retention control mechanism is required, and the liquid chromatograph apparatus itself becomes complicated and the cost is increased.
Then, an object of this invention is to provide the liquid feeding pump which can keep a mass flow rate constant, and a liquid chromatograph using the same.

上記課題を解決するためになされた本発明の送液ポンプは、移動相の流入のみを許容する流入路と、前記移動相の流出のみを許容する流出路とを連通したポンプ室をポンプヘッドに備え、当該ポンプ室内でピストンを往復運動させることによって、前記移動相を吸引吐出する機構を備える送液ポンプであって、さらに、前記移動相の体積膨張係数、又は、温度による移動相の体積変化に関するモデル式を記憶する記憶部と、温度測定部により測定された移動相に関する温度と、体積膨張係数又はモデル式とに基づいて、前記移動相の送液量を加減するために、前記機構にピストンの移動速度又は移動距離を制御する制御信号を出力するモータ制御部とを備えるようにしている。   The liquid delivery pump of the present invention, which has been made to solve the above-described problems, has a pump head having a pump chamber in which an inflow passage that allows only inflow of a mobile phase and an outflow passage that allows only outflow of the mobile phase as a pump head. A liquid feed pump having a mechanism for sucking and discharging the mobile phase by reciprocating a piston in the pump chamber, and further, volumetric expansion coefficient of the mobile phase or volume change of the mobile phase due to temperature Based on the temperature related to the mobile phase measured by the temperature measurement unit, the volume expansion coefficient, or the model formula, the mechanism is controlled to A motor control unit that outputs a control signal for controlling the moving speed or moving distance of the piston.

本発明の送液ポンプによれば、例えば、リザーバ内の移動相の温度変化を温度測定部により常時測定する。そして、機構(送液ポンプ本体)が起動されると、ピストンは往復運動を行ない、これにより、リザーバから試料注入器への移動相の移動が行なわれる。
このとき、例えば、体積膨張係数βが1×10−3である移動相を用いた場合、移動相の温度が1℃上昇したことを温度測定部が感知したときには、モータ制御部は、移動相の体積膨張係数βに基づいて、下記式(2)により、測定開始時における移動相の体積流量Vtsが1.000ml/minであるとすると、現在における移動相の体積流量Vtgが1.001ml/min(=1.000[ml/min]×(1+1×10−3×1[℃]))となるようにピストンの移動速度を速くし、逆に、温度が1℃低下したことを温度測定部が感知したときには、モータ制御部は、移動相の体積膨張係数βに基づいて、下記式(2)により、体積流量Vtgが0.999ml/min(=1.000[ml/min]×(1+1×10−3×(−1)[℃]))となるようにピストンの移動速度を遅くする制御信号を機構(送液ポンプ本体)に出力する。
tg=Vts+Vts×β×(tg−ts)・・・(2)
ここで 、tsは、測定開始時における液体(移動相)の温度であり、tgは、現在における液体の温度である。
According to the liquid feed pump of the present invention, for example, the temperature measurement unit constantly measures the temperature change of the mobile phase in the reservoir. When the mechanism (liquid pump main body) is activated, the piston reciprocates, thereby moving the mobile phase from the reservoir to the sample injector.
At this time, for example, when a mobile phase having a volume expansion coefficient β of 1 × 10 −3 is used, when the temperature measurement unit senses that the temperature of the mobile phase has increased by 1 ° C., the motor control unit If the volume flow rate V ts of the mobile phase at the start of measurement is 1.000 ml / min, the current volume flow rate V tg of the mobile phase is 1. The piston moving speed was increased so as to be 001 ml / min (= 1.000 [ml / min] × (1 + 1 × 10 −3 × 1 [° C.]), and conversely, the temperature decreased by 1 ° C. When the temperature measurement unit senses, the motor control unit determines that the volume flow rate V tg is 0.999 ml / min (= 1.000 [ml / min] based on the volume expansion coefficient β of the mobile phase according to the following equation (2). ] × (1 + 1 × 10 −3 × (−1) [° C.])) Then, a control signal for slowing the moving speed of the piston is output to the mechanism (liquid feed pump main body).
V tg = V ts + V ts × β × (tg−ts) (2)
Here, ts is the temperature of the liquid (mobile phase) at the start of measurement, and tg is the current temperature of the liquid.

したがって、本発明の送液ポンプによれば、温度と、体積膨張係数又はモデル式とに基づいて、例えば、機構(送液ポンプ本体)にピストンの移動速度を制御する制御信号を出力することによって、移動相の質量流量を一定に保つことができる。よって、装置自体を複雑にせず、試料成分の溶出時間が、移動相に関する温度の変化によって変動することを防止できる。   Therefore, according to the liquid feed pump of the present invention, for example, by outputting a control signal for controlling the moving speed of the piston to the mechanism (liquid feed pump body) based on the temperature and the volume expansion coefficient or the model formula. The mass flow rate of the mobile phase can be kept constant. Therefore, the elution time of the sample component can be prevented from fluctuating due to a change in temperature related to the mobile phase without complicating the apparatus itself.

(その他の課題を解決するための手段および効果)
また、本発明の液体クロマトグラフは、前記移動相が貯留されるリザーバ、第一配管、 送液ポンプ、第二配管、試料が導入される試料注入器、カラム、検出器を移動相の流路に沿ってこの順に備える液体クロマトグラフであって、前記第一配管は、前記リザーバと流入路とを連通し、かつ、前記第二配管は、前記流出路と試料注入器とを連通し、前記送液ポンプは、前記移動相の流入のみを許容する流入路と、前記移動相の流出のみを許容する流出路とを連通したポンプ室をポンプヘッドに備え、当該ポンプ室内でピストンを往復運動させることによって、前記移動相を吸引吐出する機構と、前記移動相の体積膨張係数、又は、温度による移動相の体積変化に関するモデル式を記憶する記憶部と、温度測定部により測定された移動相に関する温度と、体積膨張係数又はモデル式とに基づいて、前記移動相の送液量を加減するために、前記機構にピストンの移動速度又は移動距離を制御する制御信号を出力するモータ制御部とを備えるようにしている。
そして、本発明の液体クロマトグラフは、前記温度測定部は、室温、リザーバ内の移動相、第一配管内の移動相、第二配管内の移動相、及び、ポンプヘッド内の移動相の群から選択される少なくとも一つの温度を常時測定するようにしてもよい。
さらに、本発明の液体クロマトグラフは、さらに、前記移動相を脱気するデガッサを備え、前記温度測定部は、前記デガッサ内の移動相の温度を測定するようにしてもよい。
(Means and effects for solving other problems)
Further, the liquid chromatograph of the present invention includes a reservoir for storing the mobile phase, a first pipe, a liquid feed pump, a second pipe, a sample injector for introducing a sample, a column, and a detector through the flow path of the mobile phase. The first pipe communicates with the reservoir and the inflow path, and the second pipe communicates with the outflow path and the sample injector. The liquid feed pump includes a pump chamber having a pump chamber communicating with an inflow passage allowing only the mobile phase inflow and an outflow passage allowing only the mobile phase outflow, and reciprocates the piston in the pump chamber. Thus, the mechanism for sucking and discharging the mobile phase, the storage unit for storing the model expression relating to the volume expansion coefficient of the mobile phase or the volume change of the mobile phase due to temperature, and the mobile phase measured by the temperature measuring unit A motor control unit that outputs a control signal for controlling the moving speed or moving distance of the piston to the mechanism in order to increase or decrease the liquid feeding amount of the mobile phase based on the temperature and the volume expansion coefficient or the model equation; I have to prepare.
In the liquid chromatograph of the present invention, the temperature measuring unit includes a group of a room temperature, a mobile phase in the reservoir, a mobile phase in the first pipe, a mobile phase in the second pipe, and a mobile phase in the pump head. At least one temperature selected from the above may be constantly measured.
Furthermore, the liquid chromatograph of the present invention may further include a degasser for degassing the mobile phase, and the temperature measuring unit may measure the temperature of the mobile phase in the degasser.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below, and it goes without saying that various aspects are included without departing from the spirit of the present invention.

図1は、本発明に係る液体クロマトグラフの概略構成を示す図である。
液体クロマトグラフは、移動相が貯留されるリザーバ2と、第一配管9aと、移動相を脱気するデガッサ3と、第一配管9bと、本発明の一実施形態である送液ポンプ40と、第二配管9cと、試料が導入される試料注入器5と、カラム6と、検出器7とを移動相の流路に沿ってこの順に備える。さらに、液体クロマトグラフは、移動相の温度を測定する温度測定部30を備える。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a liquid chromatograph according to the present invention.
The liquid chromatograph includes a reservoir 2 in which a mobile phase is stored, a first pipe 9a, a degasser 3 for degassing the mobile phase, a first pipe 9b, and a liquid feed pump 40 according to an embodiment of the present invention. The second pipe 9c, the sample injector 5 into which the sample is introduced, the column 6, and the detector 7 are provided in this order along the flow path of the mobile phase. Furthermore, the liquid chromatograph includes a temperature measurement unit 30 that measures the temperature of the mobile phase.

リザーバ2は、移動相を貯留する。
デガッサ3は、移動相を脱気する。
第一配管9aは、リザーバ2とデガッサ3とを連通する。また、第一配管9bは、デガッサ3と機構(送液ポンプ本体)4とを連通する。さらに、第二配管9cは、機構(送液ポンプ本体)4と試料注入器5とを連通する。
上記第一配管及び第二配管は、例えば、ポリ四フッ化エチレン製のチューブ等である。
The reservoir 2 stores a mobile phase.
The degasser 3 degass the mobile phase.
The first pipe 9 a communicates the reservoir 2 and the degasser 3. The first pipe 9 b communicates the degasser 3 and the mechanism (liquid feed pump main body) 4. Further, the second pipe 9 c communicates the mechanism (liquid feed pump body) 4 and the sample injector 5.
The first pipe and the second pipe are, for example, polytetrafluoroethylene tubes.

カラム6は、カラムオーブン8によって、一定温度に保たれるようになっている。そして、試料注入器5から導入された試料は、カラム6内を通過する間に時間軸方向に分離されて、カラム6の出口端に到達することになる。
検出器7は、カラム6の出口端に接続され、到達した試料成分を検出する。
The column 6 is maintained at a constant temperature by the column oven 8. Then, the sample introduced from the sample injector 5 is separated in the time axis direction while passing through the column 6 and reaches the outlet end of the column 6.
The detector 7 is connected to the outlet end of the column 6 and detects the reached sample component.

温度測定部30は、リザーバ2内の移動相の温度変化を常時測定するものであり、例えば、白金抵抗体やサーミスタ等の感熱体が移動相中に浸けられる。また、温度測定部30の温度検出信号は、後述する温度データ取得部54に出力されることになる。   The temperature measuring unit 30 constantly measures the temperature change of the mobile phase in the reservoir 2 and, for example, a heat sensitive body such as a platinum resistor or a thermistor is immersed in the mobile phase. Further, the temperature detection signal of the temperature measurement unit 30 is output to a temperature data acquisition unit 54 described later.

機構(送液ポンプ本体)4は、ピストン駆動部10と、ポンプヘッド20とを備える。なお、図2(a)及び図2(b)に示した機構(送液ポンプ本体)4と同じ構成については、同じ符号を用いるとともに、説明することを省略する。
本発明の一実施形態である送液ポンプ40では、ピストン13の移動速度を速くしたり、ピストン13の移動速度を遅くしたりすることができるように、カム16を回転させるモータの回転速度の制御が、後述するモータ制御部52から出力される制御信号が与えられることにより実行される。なお、初期設定値(前記Vts)として、ユーザ設定値が用いられる。
The mechanism (liquid feed pump main body) 4 includes a piston drive unit 10 and a pump head 20. In addition, about the same structure as the mechanism (liquid feeding pump main body) 4 shown to Fig.2 (a) and FIG.2 (b), while using the same code | symbol, description is abbreviate | omitted.
In the liquid feed pump 40 according to the embodiment of the present invention, the rotational speed of the motor that rotates the cam 16 is increased so that the moving speed of the piston 13 can be increased or the moving speed of the piston 13 can be decreased. The control is executed when a control signal output from a motor control unit 52 described later is given. Note that a user set value is used as the initial set value (the V ts ).

このような送液ポンプ40は、演算部41を有し、さらに、移動相の体積膨張係数βを記憶する体積膨張係数記憶部(記憶部)42と、入力装置であるキーボード(図示せず)が連結されている。
なお、体積膨張係数記憶部42は、移動相の体積膨張係数βを記憶するものであり、例えば、使用者が入力装置で測定開始前に、予め、測定に用いる移動相の体積膨張係数βを記憶させることになる。
温度データ取得部54は、温度測定部30から温度検出信号を取得する。
Such a liquid feed pump 40 has a calculation unit 41, and further has a volume expansion coefficient storage unit (storage unit) 42 for storing the volume expansion coefficient β of the mobile phase, and a keyboard (not shown) as an input device. Are connected.
The volume expansion coefficient storage unit 42 stores the volume expansion coefficient β of the mobile phase. For example, the volume expansion coefficient β of the mobile phase used for the measurement is previously determined by the user before starting the measurement with the input device. It will be memorized.
The temperature data acquisition unit 54 acquires a temperature detection signal from the temperature measurement unit 30.

モータ制御部52は、取得された温度(温度検出信号)と、体積膨張係数記憶部42に記憶された体積膨張係数βとに基づいて、機構(送液ポンプ本体)4のモータの回転速度を制御する制御信号を出力する。
例えば、体積膨張係数βが1×10−3である移動相を用いた場合、移動相の温度が1℃上昇した温度検出信号が入力されたときには、移動相の体積膨張係数βに基づいて、上記式(2)により、測定開始時における移動相の体積流量Vtsを1.000ml/minとすれば、現在の温度に応じて補正された体積流量Vtgが1.001ml/minとなるようにモータの回転速度を速くし、逆に、温度が1℃低下した温度検出信号が入力されたときには、上記式(2)により、体積流量Vtsが0.999ml/minとなるようにモータの回転速度を遅くするようにする。これにより、一定の質量流量で移動相が吐出されることになる。
Based on the acquired temperature (temperature detection signal) and the volume expansion coefficient β stored in the volume expansion coefficient storage unit 42, the motor control unit 52 determines the rotation speed of the motor of the mechanism (liquid pump main body) 4. A control signal to be controlled is output.
For example, when a mobile phase having a volume expansion coefficient β of 1 × 10 −3 is used, when a temperature detection signal in which the temperature of the mobile phase is increased by 1 ° C. is input, based on the volume expansion coefficient β of the mobile phase, According to the above equation (2), when the volume flow rate V ts of the mobile phase at the start of measurement is 1.000 ml / min, the volume flow rate V tg corrected according to the current temperature is 1.001 ml / min. When the temperature detection signal with the temperature decreased by 1 ° C. is input to the motor, the volume flow rate V ts is set to 0.999 ml / min according to the above equation (2). Try to slow down the rotation speed. As a result, the mobile phase is discharged at a constant mass flow rate.

以上のように、送液ポンプ40によれば、リザーバ2内の移動相の温度と体積膨張係数βとに基づいて、機構(送液ポンプ本体)4にピストン13の移動速度を制御する制御信号を出力することによって、移動相の質量流量を一定に保つことができる。よって、装置自体を複雑にせず、試料成分の溶出時間が、温度の変化によって変動することを防止できる。   As described above, according to the liquid feed pump 40, the control signal for controlling the moving speed of the piston 13 to the mechanism (liquid feed pump body) 4 based on the temperature of the mobile phase in the reservoir 2 and the volume expansion coefficient β. Is output, the mass flow rate of the mobile phase can be kept constant. Therefore, it is possible to prevent the elution time of the sample component from fluctuating due to a change in temperature without complicating the apparatus itself.

(他の実施形態)
(1)上述した液体クロマトグラフでは、モータ制御部52は、機構(送液ポンプ本体)4のモータの回転速度を制御する制御信号を出力する構成としたが、機構(送液ポンプ本体)のピストンの移動距離(クロスヘッドの移動距離)Lを長くしたり、短くしたりする制御信号を出力する構成としてもよい(図5参照)。具体的には、上述したカム方式ではなく、ボールねじ方式等の機構(送液ポンプ本体)において、図5(b)に示すような、ポンプ室内に最も引き抜かれた位置(吐出開始点)を一定にして、図5(a)に示すような、ポンプ室内に最も押し込まれた位置(吸引開始点)を変動させる。また、吸引開始点を固定して、吐出開始点を変動させてもよい。
(2)上述した液体クロマトグラフでは、温度測定部30は、リザーバ2内の移動相の温度を測定する構成としたが、室温や、第一配管9a、9b内の移動相や、ポンプヘッド21内の移動相や、デガッサ3内の移動相や、第二配管9c内の移動相の温度を測定する構成としてもよく、複数の場所に温度測定部が設けられる構成としてもよい(図1及び図2参照)。
(3)上述した液体クロマトグラフでは、モータ制御部52は、上記式(2)に基づいて、機構(送液ポンプ本体)4のモータの回転速度を制御する制御信号を出力する構成としたが、上記式(1)に基づいて、機構(送液ポンプ本体)のモータの回転速度を制御する制御信号を出力する構成としてもよい。
(Other embodiments)
(1) In the liquid chromatograph described above, the motor control unit 52 is configured to output a control signal for controlling the rotation speed of the motor of the mechanism (liquid pump main body) 4. A configuration may be adopted in which a control signal for increasing or decreasing the piston movement distance (crosshead movement distance) L is output (see FIG. 5). Specifically, in the mechanism (liquid feed pump main body) such as the ball screw system instead of the cam system described above, the position (discharge start point) most pulled out into the pump chamber as shown in FIG. As shown in FIG. 5A, the position most pushed into the pump chamber (suction start point) is varied. Further, the suction start point may be fixed and the discharge start point may be varied.
(2) In the liquid chromatograph described above, the temperature measuring unit 30 is configured to measure the temperature of the mobile phase in the reservoir 2, but the room temperature, the mobile phase in the first pipes 9a and 9b, the pump head 21, and the like. It is good also as a structure which measures the temperature of the mobile phase in the inside, the mobile phase in the degasser 3, and the mobile phase in the 2nd piping 9c, and it is good also as a structure by which a temperature measurement part is provided in several places (FIG. 1 and FIG. (See FIG. 2).
(3) In the liquid chromatograph described above, the motor controller 52 is configured to output a control signal for controlling the rotational speed of the motor of the mechanism (liquid feed pump body) 4 based on the above equation (2). The control signal for controlling the rotational speed of the motor of the mechanism (liquid feed pump main body) may be output based on the above equation (1).

(4)上述した液体クロマトグラフでは、温度測定部30は、移動相中に浸けられる構成としたが、第一配管又は第二配管にまきつけたり、ポンプヘッドのブロック外側に取り付けたりする等、直接に接液しない構成としてもよい。
(5)上述した液体クロマトグラフでは、モータ制御部52は、上記式(2)に基づいて、機構(送液ポンプ本体)4のモータの回転速度を制御する制御信号を出力する構成としたが、下記のより高次の多項式(3)に基づいて、機構(送液ポンプ本体)のモータの回転速度を制御する制御信号を出力する構成としてもよい。また、水等の密度変化が温度によって複雑に変化する場合は、液体固有のモデル式(温度による移動相の体積変化に関するモデル式)に沿って、補正を行って、機構(送液ポンプ本体)のモータの回転速度を制御する制御信号を出力する構成としてもよい。
V=V(1+βt+β+β)・・・(3)
ここで 、Vは、0℃における液体(移動相)の体積であり、β1、β2、βは、液体固有の体積膨張係数である。
(4) In the liquid chromatograph described above, the temperature measurement unit 30 is immersed in the mobile phase. However, the temperature measurement unit 30 is directly attached to the first pipe or the second pipe, or attached to the outside of the pump head block. It is good also as a structure which does not contact liquid.
(5) In the liquid chromatograph described above, the motor control unit 52 is configured to output a control signal for controlling the rotational speed of the motor of the mechanism (liquid feed pump body) 4 based on the above equation (2). The control signal for controlling the rotational speed of the motor of the mechanism (liquid pump main body) may be output based on the following higher-order polynomial (3). Also, when the density change of water etc. changes complicatedly with temperature, it is corrected according to the liquid-specific model formula (model formula related to the volume change of the mobile phase due to temperature), and the mechanism (liquid pump main body) It is good also as a structure which outputs the control signal which controls the rotational speed of this motor.
V = V 0 (1 + β 1 t + β 2 t 2 + β 3 t 3 ) (3)
Here, V 0 is the volume of the liquid (mobile phase) at 0 ° C., and β 1, β 2, and β 3 are volume expansion coefficients specific to the liquid.

本発明の送液ポンプ及びそれを用いた液体クロマトグラフは、例えば、分子量分布の測定に用いられるGPCに利用される。   The liquid feed pump and the liquid chromatograph using the same according to the present invention are used for, for example, GPC used for measurement of molecular weight distribution.

本発明に係る液体クロマトグラフの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the liquid chromatograph concerning this invention. 往復動ピストン型の機構(送液ポンプ本体)の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a reciprocating piston type mechanism (liquid feeding pump main body). 液体クロマトグラフの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a liquid chromatograph. 液体クロマトグラフに用いられる保温制御機構の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the heat retention control mechanism used for a liquid chromatograph. 往復動ピストン型の機構(送液ポンプ本体)の他の一例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of another example of a reciprocating piston type mechanism (liquid feeding pump main body).

符号の説明Explanation of symbols

2 リザーバ
3 デガッサ
4 機構(送液ポンプ本体)
5 試料注入器
6 カラム
7 検出器
9a、b 第一配管
9c 第二配管
13 ピストン
20 ポンプヘッド
21 ポンプ室
30 温度測定部
40 送液ポンプ
41 演算部
42 体積膨張係数記憶部(記憶部)
52 モータ制御部
54 温度データ取得部
2 Reservoir 3 Degasser 4 Mechanism (Liquid feed pump body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Sample injector 6 Column 7 Detector 9a, b 1st piping 9c 2nd piping 13 Piston 20 Pump head 21 Pump chamber 30 Temperature measurement part 40 Liquid feeding pump 41 Calculation part 42 Volume expansion coefficient memory | storage part (memory | storage part)
52 Motor control unit 54 Temperature data acquisition unit

Claims (4)

移動相の流入のみを許容する流入路と、前記移動相の流出のみを許容する流出路とを連通したポンプ室をポンプヘッドに備え、当該ポンプ室内でピストンを往復運動させることによって、前記移動相を吸引吐出する機構を備える送液ポンプであって、
さらに、前記移動相の体積膨張係数、又は、温度による移動相の体積変化に関するモデル式を記憶する記憶部と、
温度測定部により測定された移動相に関する温度と、体積膨張係数又はモデル式とに基づいて、前記移動相の送液量を加減するために、前記機構にピストンの移動速度又は移動距離を制御する制御信号を出力するモータ制御部とを備えることを特徴とする送液ポンプ。
The pump head is provided with a pump chamber in which an inflow passage allowing only the mobile phase inflow and an outflow passage allowing only the mobile phase outflow, and the piston is reciprocated in the pump chamber. A liquid feed pump having a mechanism for sucking and discharging
Further, a storage unit for storing a model expression relating to a volume expansion coefficient of the mobile phase or a volume change of the mobile phase due to temperature,
Based on the temperature related to the mobile phase measured by the temperature measuring unit and the volume expansion coefficient or model equation, the moving speed or moving distance of the piston is controlled by the mechanism in order to adjust the liquid feeding amount of the mobile phase. A liquid feed pump comprising: a motor control unit that outputs a control signal.
前記移動相が貯留されるリザーバ、
第一配管、
送液ポンプ、
第二配管、
試料が導入される試料注入器、
カラム、
検出器を移動相の流路に沿ってこの順に備える液体クロマトグラフであって、
前記第一配管は、前記リザーバと流入路とを連通し、かつ、
前記第二配管は、前記流出路と試料注入器とを連通し、
前記送液ポンプは、前記移動相の流入のみを許容する流入路と、前記移動相の流出のみを許容する流出路とを連通したポンプ室をポンプヘッドに備え、当該ポンプ室内でピストンを往復運動させることによって、前記移動相を吸引吐出する機構と、
前記移動相の体積膨張係数、又は、温度による移動相の体積変化に関するモデル式を記憶する記憶部と、
温度測定部により測定された移動相に関する温度と、体積膨張係数又はモデル式とに基づいて、前記移動相の送液量を加減するために、前記機構にピストンの移動速度又は移動距離を制御する制御信号を出力するモータ制御部とを備えることを特徴とする液体クロマトグラフ。
A reservoir in which the mobile phase is stored;
First piping,
Feed pump,
Second piping,
A sample injector into which the sample is introduced,
column,
A liquid chromatograph comprising detectors in this order along the flow path of the mobile phase,
The first pipe communicates the reservoir and the inflow path, and
The second pipe communicates the outflow path and the sample injector,
The liquid feeding pump includes a pump chamber in a pump head that communicates an inflow path that allows only the mobile phase to flow in and an outflow path that allows only the mobile phase to flow out, and reciprocates the piston in the pump chamber. A mechanism for sucking and discharging the mobile phase,
A storage unit for storing a model expression relating to a volume expansion coefficient of the mobile phase or a volume change of the mobile phase due to temperature;
Based on the temperature related to the mobile phase measured by the temperature measuring unit and the volume expansion coefficient or model equation, the moving speed or moving distance of the piston is controlled by the mechanism in order to adjust the liquid feeding amount of the mobile phase. A liquid chromatograph comprising a motor control unit that outputs a control signal.
前記温度測定部は、室温、リザーバ内の移動相、第一配管内の移動相、第二配管内の移動相、及び、ポンプヘッド内の移動相の群から選択される少なくとも一つの温度を常時測定することを特徴とする請求項2に記載の液体クロマトグラフ。   The temperature measurement unit always has at least one temperature selected from the group consisting of room temperature, a mobile phase in a reservoir, a mobile phase in a first pipe, a mobile phase in a second pipe, and a mobile phase in a pump head. The liquid chromatograph according to claim 2, which is measured. さらに、前記移動相を脱気するデガッサを備え、
前記温度測定部は、前記デガッサ内の移動相の温度を測定することを特徴とする請求項2に記載の液体クロマトグラフ。
Furthermore, a degasser for degassing the mobile phase is provided,
The liquid chromatograph according to claim 2, wherein the temperature measuring unit measures a temperature of a mobile phase in the degasser.
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