JP2013170925A - 注射器、マイクロシリンジ、及び分析装置への注入方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の流体を正確に計量しながら採取し、複数の流体を一度に外部へ注入する注射器、マイクロシリンジ、及び分析装置への注入方法を提供する。
【解決手段】バレル２と、摺動して流体を採取し、及び外部へ注入するプランジャ４と、外部とを連通するニードル３とを備える注射器１において、バレル２に、流体を取り込む主流路１１と貯留路１２とを備えると共に、ニードル３とバレル２との間に、ニードル３と主流路１１とを連通するニードル用連通路２２と、主流路１１と貯留路１２とを連通する貯留用連通路２３と、主流路１１の連通先を、ニードル用連通路２２、又は、貯留用連通路２３に切り換えるバルブ２０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、一つのプランジャを押し引きすることによって、複数の流体を採取し、且つ一度に放出する注射器、マイクロシリンジ、及び分析装置への注入方法に関する。

未知試料を分析する方法にＧＣ／ＭＳ（ガスクロマトグラフ質量分析計）を用いた方法がある。この方法は、未知試料をシリンジで採取し、その未知試料をＧＣ／ＭＳのキャピラリーカラム（分離カラムともいう）に注入することで、未知試料の分離分析を行う方法である。

微量の未知試料を分析するときは、分析装置の分析感度の変動の影響を減らすために一定量の内部標準試料をキャピラリーカラムに未知試料と同時に導入し、未知試料と内部標準試料との比を取って定量を行う内部標準法を用いる。

このキャピラリーカラムに未知試料と内部標準試料とを注入する装置としてマイクロシリンジがある。このマイクロシリンジは、大きく三つの部位から構成されており、試料を取り組む役割を果たすシリンジの本体である円柱状のバレルと、試料の取り込み、及び押し出しを行うプランジャと、試料を導入するニードル（針先）とを備える。

このマイクロシリンジは、種類によっては、ニードルを交換できるものがあるが、バレルとプランジャは気密性を維持するために、交換することは殆ど無く、そのため、一つのシリンジで複数の試料を採取する場合には、試料を採取するごとに共洗いを行う必要がある。

よって、一つのシリンジで複数の試料を採取して、分析装置へ注入する場合、一つの試料を注入するごとに、試料の採取と注入とシリンジの共洗いを行う必要があり、全ての試料を分析装置へ注入するまでに時間がかかってしまう。その注入するまでにかかる時間で、試料の成分が検出される時間が遅くなり、その場合は、正確な分析を行うことができなくなる。

このように、ＧＣ／ＭＳを用いた分析では、成分が検出されるまでの時間が重要となるため、未知試料と内部標準試料とを一度に注入する必要がある。この対策として、予め未知試料と内部標準試料とを混合し、シリンジでその混合試料を採取して、注入することが考えられるが、予めそれらを混合すると、未知試料の品質が落ちるという問題がある。

そこで、バレル内部を複数段に分割して、多成分の物質の貯蔵、及び適用前の多成分物質の混合を行う装置（例えば、特許文献１参照）や、所謂プレフィルドシリンジと呼ばれる装置（例えば、特許文献２参照）がある。しかし、これらの装置は複数の成分を混合し、一度に吐出することはできるが、試料を正確に分析するための共洗いを行おうとすると、先に注射器内に取り込んだ流体が邪魔をして、共洗いを行うことができない。

特開２００５−１０３２７４号公報 特開２０１１−０６７２６５号公報

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の流体を予め混合することなく別々に正確に計量しながら採取し、且つ、一度に外部へ注入することができる注射器、マイクロシリンジ、及び分析装置への注入方法を提供することである。

上記の目的を解決するための本発明の注射器は、流体を取り込む主流路を有するバレルと、前記主流路内を摺動して、流体を前記主流路に採取し、及び前記主流路から外部へ注入するプランジャと、前記主流路と外部とを連通するニードルとを備える注射器において、前記バレルに、流体を取り込む貯留路を備えると共に、前記ニードルと前記バレルとの間に、前記ニードルと前記主流路とを連通するニードル用連通路と、前記主流路と前記貯留路とを連通する貯留用連通路と、前記主流路の連通先を、前記ニードル用連通路、又は、前記貯留用連通路に切り換える流路切換部を備えて構成される。

この構成によれば、流路切換部で、主流路の連通先をニードル、又は貯留路に切り換えることができ、ニードルから主流路に採取した流体を貯留路に注入し、ニードルから別の流体を採取したまま、貯留路に注入した流体を主流路に戻すことができる。これにより、一つの注射器で、複数の流体を予め混合することなく、別々にニードルから採取して、複数の液体を一度にニードルから外部へ注入することができる。

加えて、先に採取した流体を貯留路に一端貯留し、次に流体を採取する前に、主流路とニードル用連通路とニードルを共洗いしてから採取することができるので、採取する流体を正確に計量することができる。

また、上記の注射器において、前記流路切換部を、回転体で形成し、前記貯留路の前記流路切換部側の開口部と、前記貯留用連通路の前記貯留路側の開口部とを前記流路切換部の回転の軸に配置し、前記主流路の前記流路切換部側の開口部と、前記ニードル用連通路の前記主流路側の開口部と、前記貯留用連通路の前記主流路側の開口部とを、前記流路切換部の回転の軸を中心とする同一円周上に配置すると、流路切換部を回転させるだけで、各連通路を切り換えることができるので、容易に複数の流体を予め混合することなく採取し、且つ一度に外部へ注入することができる。

加えて、上記の注射器において、前記ニードル用連通路と前記主流路との間に、前記主流路側に付勢される第１接合部材を、前記貯留用連通路と前記主流路との間に、前記主流路側に付勢される第２接合部材をそれぞれ備え、前記流路切換部を動かして、前記主流路の連通先を前記ニードル用連通路、又は前記貯留用連通路に切り換えるときに、前記第１接合部材を前記ニードル用連通路側に押し付けると共に、前記主流路を遮断する第１遮断部材と、前記第２接合部材を前記貯留連通路側に押し付けると共に、前記主流路を遮断する第２遮断部材とを備えると、流路切換部で各連通路を切り換えるときに、第１遮断部材、又は第２遮断部材で主流路を遮断してから切り換えるので、採取した流体の流出を防ぐことができる。

また、主流路と連通路が接続するときに、第１接合部材、又は第２接合部材が主流路に付勢されるので、主流路と連通路とをしっかりと連通することができる。加えて、バレルに第１接合部材、又は第２接合部材が主流路側に付勢されたときに、それぞれと嵌合する溝を設けると、第１接合部材、又は第２接合部材が溝と嵌合することで、意図しない連通路の切り換えを防ぐことができる。

上記の問題を解決するためのマイクロシリンジは、流体を採取し、分析装置に注入するマイクロシリンジを、上記に記載の注射器で形成して構成される。この構成によれば、上
記に記載の作用効果を得ることができるので、一つのマイクロシリンジで複数の流体を正確な量で採取して、複数の液体を一度に分析装置に注入することができる。これにより、複数の液体を予め混合することなく、分析装置に注入することができる。

上記の問題を解決するための分析装置への注入方法は、流体試料と内部標準試料とを予め混合することなく、上記に記載の一つのマイクロシリンジで順番に採取し、分析装置に前記流体試料と前記内部標準試料とを前記マイクロシリンジから一度に注入することを特徴とする方法である。

この方法によれば、例えば、未知の液体試料（以下、未知試料とする）をガスクロマトグラフ質量分析機で内部標準法を用いて分析する場合に、未知試料と内部標準試料とを正確に計量してから、同時に注入することができるので、それぞれの成分が検出されるまでの時間を一定にすることができる。また、予め未知試料と内部標準試料とを混合する必要がないため、未知試料の品質を落とすことなく分析することができる。これにより、分析対象の未知試料と内部標準試料とを別々に保管し、それぞれから分析に必要な量を一つのシリンジで採取し、連続して注入することができる。

また、上記の分析装置への注入方法において、前記流路切換部を動かして、前記主流路と前記ニードを前記ニード用連通路で連通し、前記液体試料と前記内部標準試料のどちらか一方の第１採取試料を前記ニードから前記主流路に採取し、前記流路切換部を動かして、前記主流路と前記貯留路を前記貯留用連通路で連通し、前記第１採取試料を前記主流路から前記貯留路に注入し、前記流路切換部を動かして、前記主流路と前記ニードを前記ニード用連通路で連通し、前記液体試料と前記内部標準試料のもう一方の第２採取試料を前記ニードから前記主流路に採取し、前記流路切換部を動かして、前記主流路と前記貯留路を前記貯留用連通路で連通し、前記第１採取試料を前記貯留路から前記主流路に注入し、前記主流路から前記ニードを介して、前記液体試料と前記内部標準試料とを一度に前記キャピラリーカラムに注入すると、流路切換部を動かして各連通路を切り換え、プランジャを押し引きするだけで、一つのマイクロシリンジで複数の試料を正確に計量しながら採取して、一度に注入することができる。

本発明によれば、複数の流体を予め混合することなく別々に正確に計量しながら採取し、且つ、一度に外部へ注入することができる。これにより、内部標準法を用いて未知の液体試料を分析するときに、予め未知試料と内部標準試料とを混合する必要がないため、未知試料の品質を落とすことなく分析することができる。また、未知試料と内部標準試料とを同時に注入することができるので、それぞれの成分が検出されるまでの時間を一定にすることができる。

本発明に係る実施の形態の注射器を示した側断面図である。 図１に示す流路切換部を拡大した拡大図であり、主流路とニードルとが連通した状態を示す。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩを示し、流路切換部を示した平面図である。 図１に示す流路切換部を拡大した拡大図であり、流路切換部が回転可能な状態を示す。 図１に示す流路切換部を拡大した拡大図であり、主流路と貯留路とが連通した状態を示す。 本発明に係る実施の形態の注射器の動作を示した図であり、（ａ）〜（ｆ）に第１試料を採取し、貯留路へ注入するまでを示す。 本発明に係る実施の形態の注射器の動作を示した図であり、（ａ）〜（ｇ）に第２試料を採取し、第１試料と第２試料を一度に外部へ注入するまでを示す。 本発明に係る実施の形態の分析装置を示した概略図である。

以下、本発明に係る実施の形態の注射器、マイクロシリンジ、及び分析装置への注入方法について、図面を参照しながら説明する。この実施の形態では、注射器を、試料を採取して、分析装置などへ注入するものとして説明するが、本発明の注射器はこれに限定せず、例えば、医療用の注射器にも用いることができる。なお、図面に関しては、構成が分かり易いように寸法を変化させており、各部材、各部品の板厚や幅や長さなどの比率も必ずしも実際に製造するものの比率とは一致させていない。

まず、本発明に係る第１の実施の形態の注射器について、図１〜図５を参照しながら説明する。図１に示すように、注射器１は、バレル（注射筒、又はシリンジともいう）２、ニードル（針先）３、及びプランジャ（押子）４を備え、バレル２内に主流路１１と貯留路１２とを備える。

また、本発明の注射器１は、図２に示すように、バレル２とニードル３との間にバルブ（流路切換部）２０を備える。このバルブ２０は、バレル２と同形状に形成され、内部に回転軸部２１、ニードル用連通路２２、貯留用連通路２３、第１接合部材２４、第１バネ（付勢部材）２５、ニードル用接合部材２６、第２接合部材２７、第２バネ２８、バネ止め２９、第１遮断部材３０ａ、及び第２遮断部材３０ｂを備える。

図１に示すように、主流路１１を、バレル２の長手方向に貫通した流路で形成し、バレル２の中心部（図面の一点斜線）から外側寄りに配置する。この主流路１１の内部にプランジャ４を摺動可能に配置し、そのプランジャ４が摺動することで、流体を主流路１１に採取し、又は主流路１１から外部へ注入することができる。また、この主流路１１に、流体を正確に計量するための目盛りを設ける。

貯留路１２を、バレル２の長手方向に貫通した流路で形成し、バレル２の中心部に配置する。また、この貯留路１２のニードル３側の端部に貯留路１２内を摺動可能なキャップ１３と、ニードル３の反対側の端部に外気との連通を保持し、且つキャップ１３が貯留路１２から抜けないようにする抜け止め部１４を備える。この貯留路１２は、採取した流体を一次的に保管する流路となる。

キャップ１３を、貯留路１２内を摺動可能に、また、主流路１１から貯留路１２に流体を注入したときに、流体によって押し上げられ、貯留路１２内に注入された流体と外気とを隔てる蓋となるように形成する。貯留路１２を密閉状態にすると、キャップ１３を流体により押し上げることができなくなるので、貯留路１２には外気との通気孔を設ける必要がある。このキャップ１３を貯留路１２に設けることで、貯留路１２内に流体を注入し、一時的に保管しても、その流体は外気と触れることを回避できる。よって、貯留路１２内の流体の品質が落ちることを防ぐことができる。

図２に示すように、回転軸部２１に、バルブ２０の回転軸２１ａと、回転軸２１ａの内部に貯留路用接合部材２１ｂとを設ける。この回転軸２１ａはバレル２と接合し、バルブ２０がバレル２の中心部を回転の軸に回転することができればよく、その構成は限定しない。また、貯留路用接合部材２１ｂは、貯留路１２と貯留用連通路２３とを連通し、且つ貯留路連通路２３が回転しても、接合部分から流体が漏れないようにシールすることができればよい。

ニードル用連通路２２を、ニードル３と一体に、主流路１１とニードル３とを連通する
中空管で形成する。また、このニードル用連通路２２とニードル３との境界には、ニードル用接合部材２６を設け、ニードル３にバレル２及びバルブ２０内から流体が流出しないようにする。この実施の形態では、ニードル３と一体に形成したが、ニードル３と別体で形成してもよい。その場合、ニードル３を容易に交換することができるので、流体毎にニードル３を交換することができる。

貯留用連通路２３を、ニードル用連通路２２がニードル３と主流路１１とを連通していないときに、主流路１１と貯留路１２とを連通する中空管で形成する。この実施の形態では、コの字状で、両端部を開口するよう形成し、一方の開口部２３ａをバルブ２０の中心に、もう一方の開口部２３ｂをバルブ２０の中心から外側寄りに配置する。この実施の形態では、貯留用連通路２３をコの字状で形成したが、本発明はこれに限定せず、両方の開口部がバレル２側に開口すればよい。

ここで、主流路１１、貯留路１２、ニードル用連通路２２、及び貯留用連通路２３のそれぞれの開口部１１ａ、１２ａ、２２ａ、２３ａ、及び２３ｂの配置について説明する。図２及び図３の（ａ）に示すように、貯留路１２のバルブ２０側の開口部１２ａと、貯留用連通路２３の貯留路１２側の開口部２３ａとを、バルブ２０の回転の軸に配置する。また、主流路１１のバルブ２０側の開口部１１ａと、ニードル用連通路２２の主流路１１側の開口部２２ａと、貯留用連通路２３の主流路１１側の開口部２３ａとを、バルブ２０の回転の軸を中心とする円ｒの同一円周上に配置する。

この構成により、バルブ２０を回転するだけで、主流路１１の連通先をニードル用連通路２２、又は貯留用連通路２３に切り換えることができる。

この各開口部１１ａ、１２ａ、２２ａ、２３ａ、及び２３ｂの配置は、図３の（ａ）に示すように、ニードル用連通路２２の開口部２２ａと貯留用連通路２３の開口部２３ａと開口部２３ｂとが直線状に並ぶ配置や、図３の（ｂ）に示すように、ニードル用連通路２２の開口部２２ａと、貯留用連通路２３の開口部２３ｂとが、バルブ２０の中心である貯留用連通路２３の開口部２３ａに対して、任意の角度θを有する配置でもよい。この配置にすると少ない回転角度で、主流路連通路２２と貯留路連通路２３とを切り換えることができる。

上記の構成によれば、バブル２０を回転したときに、主流路１１の連通先を、ニードル用連通路２２又は貯留用連通路２３に切り換えることができる。これにより、主流路１１に採取した流体を貯留路１２へ注入して一時的に保管し、別の流体を主流路１１に採取した後に、貯留路１２に貯留した流体を主流路１１に戻すことができるので、互いに異なる複数の流体を、予め混合することなく注射器１に採取して、一度に外部へ注入することができる。

また、先に採取した流体を貯留路１２に一時的に保管し、主流路１１、ニードル用連通路２２、及びニードル３を共洗いしてから、次に流体を採取することができるので、複数の流体を順番に、正確に計量しながら採取することができる。

図２に示すように、第１接合部材２４を、主流路連通路２２の主流路１１側の開口部２２ａに設け、第１バネ２５によって常にバレル２側に付勢する。第１バネ２５で付勢することで、主流路１１のバルブ２０側の開口部１１ａと主流路連通路２２のバレル２側の開口部２２ａとが密着し、主流路１１とニードル３とを繋ぐ流路を形成する。これにより、主流路１１へ流体を流出させることなく採取し、又はニードル３から流体を外部へ注入することができる。

また、この第１接合部材２４を、第１バネ２５で付勢したときに、バレル２に設けた第１嵌合部１５と嵌合するように構成する。これにより、主流路１１とニードル用連通路２２とが連通しているときに、バルブ２０の意図しない回転を防ぐことができる。

加えて、この第１接合部材２４のバルブ２０の外側に、つまり第１遮断部材３０ａを設けた側に位置する面２４ａをテーパー状に形成する。このテーパー面２４ａを、スイッチ３１ａと遮断板３２ａとから構成する第１遮断部材３０ａで押すと、遮断板３２ａが第１接合部材２４のテーパー面２４ａを押し、第１接合部材２４がテーパー面２４ａに沿ってニードル３側に移動する。これにより、主流路１１とニードル用連通路２２とを切り離すことができる。

さらに、この第１遮断部材３０ａの遮断板３２ａは、テーパー面２４ａを押して、第１接合部材２４を押し下げた後、主流路１１の開口部１１ａを塞ぎ、主流路１１に取り込んだ流体の流出を防ぐことができる。

第２接合部材２７、第２バネ２８、第２遮断部材３０ｂ、及び第２嵌合部１６も同様に形成する。バルブ２０が回転して、流路を切り換えたときには、第１接合部材２４が第２嵌合部１６に嵌合し、第２接合部材２７が第１嵌合部１５に嵌合するように、それぞれ同形状に形成する。

例えば、第１遮断部材３０ａと第２遮断部材３０ｂは、主流路１１を遮断する状態から手を離しても、主流路１１を遮断する状態が解除されないように構成してもよい。しかしながら、試料の採取用の注射器の大きさを考慮すると、簡易な構造が好ましい。上記の構成によれば、簡易な構成で、第１遮断部材３０ａと第２遮断部材３０ｂを押すだけで、主流路１１の遮断、及びバレル２とバルブ２０との切り離しを行うことができる。

次に、バルブ２０を回転させて、主流路１１の連通路を切り換える動作について、図２、図４、及び図５を参照しながら説明する。図２に示すように、主流路１１とニードル３とがニードル用連通路２２を介して連通した状態で、プランジャ４を引いて、流体ｗを主流路１１内に取り込む。

次に、図４に示すように、第１遮断部材３０ａと第２遮断部材３０ｂをバルブ２０の中心に向かって押す。この動作により、第１バネ２５によって第１嵌合部１５と嵌合し、且つ主流路１１にニードル用連通路２２を密着させていた第１接合部材２４を、第１遮断部材３０ａがニードル３側に押し下げる。このとき同時に第１遮断部材３０ａは、主流路１１の開口部１１ａとニードル用連通路２２の開口部２２ａを塞ぐ。

また、第２遮断部材３０ｂが第２バネ２８によって第２嵌合部１６と嵌合していた第２接合部材２７を、ニードル３側に押し下げる。このとき同時に第２遮断部材３０ｂは、貯留用連通路２３の開口部２３ｂを塞ぐ。この動作が完了してから、バルブ２０を回転して、ニードル用連通路２２と貯留用連通路２３とを切り換える。

次に、図５に示すように、第１遮断部材３０ａと第２遮断部材３０ｂを離すと、第１バネ２５の付勢力により、第１接合部材２４がバレル２側に押し上げられて、第２嵌合部１６と嵌合する。また、第２バネ２８の付勢力により、第２接合部材２７が主流路１１側に押し上げられて、第１嵌合部１５と嵌合すると共に、主流路１１と貯留用連通路２３とを密着する。この動作が完了してから、主流路１１から貯留路１２に流体ｗを注入する。貯留路１２に注入された流体ｗがキャップ１３を押し上げる。

この動作によれば、流体ｗを流出することなく、ニードル用連通路２２と貯留用連通路
２３とを切り換えることができる。これにより、主流路１１に取り込んだ流体ｗを貯留路１２に注入して、一時的に保管することができる。

上記の注射器１の構成は、貯留路１２を備えること、また、バレル２とニードル３との間に流路を切り換えるバルブ２０を設けることを除いて、周知の技術の注射器の構成を用いることができる。例えば、バレル２の形状を円筒状以外に多角形状に形成してもよい。

また、分析装置にガスクロマトグラフィーを用いる場合は、先端を鋭く尖らせたニードルを用い、分析装置に液体クロマトグラフィーを用いる場合は、先端を直角にカットしたニードルを用いる。加えて、プランジャ４の先端部にガスケットなどを設けて気密性を高めてもよい。

この実施の形態では、バルブ２０を回転させることで、各連通路２２と２３を切り換える構成としたが、ニードル用連通路２２と貯留用連通路２３とを切り換えることができれば、上記の構成に限定しない。

例えば、バレル２内に主流路１１と貯留路１２とを並列して配置し、バルブ２０を貯留路１２から主流路１１に向かって、又は主流路１１から貯留路１２に向かってスライド可能に構成してもよい。この場合、図３の（ａ）に示すように、主流路１１、貯留路１２、ニードル用連通路２２、及び貯留用連通路２３のそれぞれの開口部１１ａ、１２ａ、２２ａ、２３ａ、及び２３ｂを直線上に配置し、貯留用連通路２３の開口部２３ａが主流路１１と接続し、開口部２３ｂが貯留路１２と接続するように構成する。また、バルブ２０をスライドしたときに、各連通路２２及び２３の開口部２２a又は２３ｂが外気に触れない
ように、各連通路２２及び２３を密閉する機構を設けるとよい。

また、一つのバレル２内に複数の主流路１１を設ける構成でもよい。この場合、例えば二種類の流体を採取する際に、異なる主流路１１を用いることができる。これにより、共洗いする必要がなくなるが、注射器１自体にプランジャ４を二つ設ける必要がある。

次に、上記の注射器１を用いて、内部標準法で分析する際に必要となる内部標準試料ｗ１と、未知の液体試料ｗ２（以下、未知試料ｗ２とする）とを正確に計量しながら採取して、その内部標準試料ｗ１と未知試料ｗ２とを一度に外部へ注入する方法について、図６及び図７を参照しながら説明する。なお、図６及び図７では、図面が見にくくなるためハッチングなどを省略している。

先ず、図６の（ａ）に示すように、ニードル３と主流路１１とが、ニードル用連通路２３で連通した状態で、プランジャ４を引いて、容器４１から内部標準試料ｗ１を主流路１１に適量採取し、主流路１１、ニードル用連通路２２、及びニードル３を内部標準試料ｗ１で洗浄し、洗浄に用いた内部標準試料ｗ１を外部へ排出する（以下、この作業を共洗いという）。この共洗いを行ってから再度、プランジャ４を引いて、容器４１から内部標準試料ｗ１を主流路１１に正確に計量しながら採取する。

次に、図６の（ｂ）に示すように、第１遮断部材３０ａと第２遮断部材３０ｂとを押して、主流路１１から内部標準試料ｗ１の流出を防ぐと共に、第１接続部材２４と第２接続部材２７とをバレル２から切り離す。

次に、図６の（ｃ）に示すように、第１遮断部材３０ａと第２遮断部材３０ｂとを押したまま、バルブ２０を回転する。主流路１１と貯留路連通路２３とが連通する状態となったところで、第１遮断部材３０ａと第２遮断部材３０ｂとを離すと、第２バネ２８の付勢力により、第２接合部材２７が第１嵌合部１５と嵌合して、主流路１１と貯留用連通路２
３とを密着する。また、第１バネ２５の付勢力により、第１接合部材２４が第２嵌合部１６と嵌合する。

次に、図６の（ｄ）に示すように、プランジャ４を押して内部標準試料ｗ１を貯留路１２へ注入する。このとき、貯留路１２へ注入された内部標準試料ｗ１により、キャップ１３は押し上がる。このキャップ１３により、内部標準試料ｗ１は外気に触れることがないので、注射器１から吐出されるまで品質を保持することができる。

次に、図６の（ｅ）に示すように、第１遮断部材３０ａと第２遮断部材３０ｂとを押して、第１接続部材２４と第２接続部材２７とをバレル２から切り離す。次に、図６の（ｆ）に示すように、第１遮断部材３０ａと第２遮断部材３０ｂとを押したまま、バルブ２０を回転する。

次に、図７の（ａ）に示すように、プランジャ４を引いて、容器４２から未知試料ｗ２を主流路１１に適量採取して、共洗いを行う。共洗いを行ってから再度、プランジャ４を引いて、容器４２から未知試料ｗ２を主流路１１に正確に計量しながら採取する。先に、内部標準試料ｗ１を採取しても、主流路１１、ニードル用連通路２２、及びニードル３を共洗いすることができるので、次に採取する未知試料ｗ２も正確に計量することができる。

次に、図７の（ｂ）に示すように、第１遮断部材３０ａと第２遮断部材３０ｂとを押して、主流路１１から未知試料ｗ２の流出を防ぐと共に、第１接続部材２４と第２接続部材２７とをバレル２から切り離す。

次に、図７の（ｃ）に示すように、第１遮断部材３０ａと第２遮断部材３０ｂとを押したまま、バルブ２０を回転する。主流路１１と貯留路連通路２３とが連通する状態となったところで、第１遮断部材３０ａと第２遮断部材３０ｂとを離し、主流路１１と貯留用連通路２３とを連通する。

次に、図７の（ｄ）に示すように、プランジャ４を引いて、貯留路１２から内部標準試料ｗ１を主流路１１に戻す。この動作により、先に採取し、貯留路１２に貯留していた内部標準試料ｗ１と、次に採取した未知試料ｗ２とを主流路１１に正確に計量して、採取した状態になる。このとき、注射器１を振り、内部標準試料ｗ１と未知試料ｗ２とを混合してもよい。

次に、図７の（ｅ）に示すように、第１遮断部材３０ａと第２遮断部材３０ｂとを押して、第１接続部材２４と第２接続部材２７とをバレル２から切り離す。次に、図７の（ｆ）に示すように、第１遮断部材３０ａと第２遮断部材３０ｂとを押したまま、バルブ２０を回転する。

次に、図７の（ｇ）に示すように、主流路１１とニードル３とが連通した状態で、プランジャ４を押すと、正確に計量して採取された内部標準試料ｗ１と未知試料ｗ２とを一度に外部へ注入することができる。

この一度に外部へ注入する状態には、内部標準試料ｗ１と未知試料ｗ２とが主流路１１内で混合する場合の、同時に外部へ注入する状態と、内部標準試料ｗ１と未知試料ｗ２とが主流路１１内で混合しない場合の、採取する順番とは逆の順番で連続して外部へ注入する状態を含む。どちらの状態でも、プランジャ４を一度押すだけで、内部標準試料ｗ１と未知試料ｗ２とが、間隔を置かずに外部へ注入されること、つまり内部標準試料ｗ１と未知試料ｗ２とが同時に外部へ注入されることを示す。

通常、試料を分析するときは、試料を採取する度に、注射器内を共洗いする必要がある。一本の注射器で複数の試料を採取する場合は、共洗い、採取、及び注入を順に繰り返して行うため、全ての試料を外部へ注入するまでに時間がかかってしまう。上記の動作によれば、先に採取した試料を貯留路１２に一時的に保管した状態で、次に試料を正確に採取するための共洗いを行うことができる。そして、一本の注射器で一度に外部へ注入することができるので、一つの注射器１で複数の試料を採取して、一度に外部へ注入する際に係る時間を短縮することができる。また、注入の直前まで、試料を別々に保管することができるので、試料の品質を落とすことがない。

次に、本発明に係る実施の形態のマイクロシリンジと、そのマイクロシリンジを用いた分析装置について、図８を参照しながら説明する。この実施の形態のマイクロシリンジ６０は、前述した第１の実施の形態の注射器と同様の構成であるため、その説明は省略する。

図８に示すように、未知の液体試料を分析する分析装置５０は、ガスクロマトグラフィー質量分析装置（以下、ＧＣ／ＭＳという）であって、ＭＳ（質量分析計）５１、ＧＣ（ガスクロマトグラフ）５２とからなり、ＧＣ５２に、試料注入口５３、ガスボンベ５４、キャピラリーカラム５５とを備える。

この分析装置５０は、未知の液体試料を分析する装置であれば上記の構成に限定しない。例えば、液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣともいう）でもよい。また、キャピラリーカラムに替えてパックドカラムを用いたものでもよい。

この分析装置（以下、ＧＣ／ＭＳという）５０の動作について説明する。まず、マイクロシリンジ６０を用いて試料注入口５３に注入された試料は、試料注入口５３に設けた高温の気化室で気化した後に、ガスボンベ５４から噴射されるキャリアガスによってキャピラリーカラム５５に移動する。次に、キャピラリーカラム５５内でクロマトグラフィーの原理によって各成分は分離し、その後分析質量計５１で分離した多数の成分を順に測定する。これにより、微量な成分であっても試料を無駄なく高感度に分析することができる。

ガスクロマトグラフ質量分析機で分析する場合に、未知試料と内部標準試料とを正確に採取して、且つ一度に注入することができるので、それぞれの成分が検出されるまでの時間を一定にすることができる。また、特に内部標準法を用いる場合は、予め未知試料と内部標準試料とを混合しないため、未知試料の品質を落とすことなく分析することができる。これにより、分析対象の未知試料と内部標準試料とを別々に保管し、それぞれから分析に必要な量を一つのシリンジで採取し、連続して注入することができる。

本発明の注射器は、先に採取した流体を貯留路に一時的に保管することができるので、次に流体を採取する前に共洗いを行い、正確に計量しながら採取し、且つ、複数の流体を一度に外部へ注入することができるので、特に、内部標準法を用いて液体の分析を行うガスクロマトグラフ質量分析機に利用することができる。

１ 注射器
２ バレル
３ ニードル
４ プランジャ
１１ 主流路
１２ 貯留路
２０ バルブ（流路切換部）
２１ 回転軸部
２２ ニードル用連通路
２３ 貯留用連通路
３０ａ 第１遮断部材
３０ｂ 第２遮断部材
５０ 分析装置（ＧＣ／ＭＳ；ガスクロマトグラフ質量分析機）
６０ マイクロシリンジ

Claims (6)

1. 流体を取り込む主流路を有するバレルと、前記主流路内を摺動して、流体を前記主流路に採取し、及び前記主流路から外部へ注入するプランジャと、前記主流路と外部とを連通するニードルとを備える注射器において、
   前記バレルに、流体を取り込む貯留路を備えると共に、
   前記ニードルと前記バレルとの間に、前記ニードルと前記主流路とを連通するニードル用連通路と、前記主流路と前記貯留路とを連通する貯留用連通路と、前記主流路の連通先を、前記ニードル用連通路、又は、前記貯留用連通路に切り換える流路切換部を備えることを特徴とする注射器。
2. 前記流路切換部を、回転体で形成し、
   前記貯留路の前記流路切換部側の開口部と、前記貯留用連通路の前記貯留路側の開口部とを前記流路切換部の回転の軸に配置し、
   前記主流路の前記流路切換部側の開口部と、前記ニードル用連通路の前記主流路側の開口部と、前記貯留用連通路の前記主流路側の開口部とを、前記流路切換部の回転の軸を中心とする同一円周上に配置することを特徴とする請求項１に記載の注射器。
3. 前記ニードル用連通路と前記主流路との間に、前記主流路側に付勢される第１接合部材を、前記貯留用連通路と前記主流路との間に、前記主流路側に付勢される第２接合部材をそれぞれ備え、
   前記流路切換部を動かして、前記主流路の連通先を前記ニードル用連通路、又は前記貯留用連通路に切り換えるときに、前記第１接合部材を前記ニードル用連通路側に押し付けると共に、前記主流路を遮断する第１遮断部材と、前記第２接合部材を前記貯留連通路側に押し付けると共に、前記主流路を遮断する第２遮断部材とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の注射器。
4. 流体を採取し、分析装置に注入するマイクロシリンジを、請求項１〜３のいずれか１項に記載の注射器で形成することを特徴とするマイクロシリンジ。
5. 流体試料と内部標準試料とを予め混合することなく、請求項４に記載の一つのマイクロシリンジで順番に採取し、分析装置に前記流体試料と前記内部標準試料とを前記マイクロシリンジから一度に注入することを特徴とする分析装置への注入方法。
6. 前記流路切換部を動かして、前記主流路と前記ニードを前記ニード用連通路で連通し、前記液体試料と前記内部標準試料のどちらか一方の第１採取試料を前記ニードから前記主流路に採取し、
   前記流路切換部を動かして、前記主流路と前記貯留路を前記貯留用連通路で連通し、前記第１採取試料を前記主流路から前記貯留路に注入し、
   前記流路切換部を動かして、前記主流路と前記ニードを前記ニード用連通路で連通し、前記液体試料と前記内部標準試料のもう一方の第２採取試料を前記ニードから前記主流路に採取し、
   前記流路切換部を動かして、前記主流路と前記貯留路を前記貯留用連通路で連通し、前記第１採取試料を前記貯留路から前記主流路に注入し、
   前記主流路から前記ニードを介して、前記液体試料と前記内部標準試料とを一度に前記キャピラリーカラムに注入することを特徴とする請求項５に記載の分析装置への注入方法。