JP2016080492A - 液処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置内部の視認性と作業性を確保しながら、装置内への粉塵の進入、および、オペレータの有害物質への暴露を防止できる液処理装置を提供する。【解決手段】分析装置で用いられる液が配置される液収容部と、液収容部に配置された容器内の液体を用いた処理を行なう液処理機構と、液収容部及び液処理機構を含み、開放された面を有する液処理空間８と、液処理空間の開放された面において該面全体にわたって一方向にエアが流れるように、一方向にエアを噴出する複数の噴出口２０ａ、及び噴出口から噴出されたエアを吸気する吸気口を有するエアカーテン形成機構と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、試料の採取を行なうオートサンプラや分析試料の捕集を行なうフラクションコレクタなど、高速液体クロマトグラフなどの分析装置において試薬や試料のなどの液体を取り扱う液処理装置に関するものである。

高速液体クロマトグラフの液処理装置として、オートサンプラやフラクションコレクタなどがある。

オートサンプラは、装置内にサンプルラックが設けられており、そのサンプルラックにされた試料容器に対し、ニードルを水平面内方向と鉛直方向へ駆動することによってアクセスし、試料容器内の試料をニードルの先端から吸入し、所定の注入ポートに注入する装置である（例えば、特許文献１参照。）。オートサンプラは洗浄液を貯留したリンスポートを備え、注入ポートに試料を注入した後のニードルをリンスポートの位置へ移動させニードルの外面と内面の洗浄を行なうようになっていることが一般的である。

フラクションコレクタは、液体クロマトグラフの分析カラムで分離された試料成分を分析流路の下流端部分に設けられたノズルから滴下させ、その液滴を所定の試験管や試料容器などに分取する装置である（例えば、特許文献２参照。）。かかるフラクションコレクタもノズルを洗浄するためのリンスポートを備え、試料成分の分取が終了した後でノズルをリンスポートの位置へ移動させ、洗浄液の吸入と吐出を繰り返すなどしてノズル内に残存する液の排出やノズルに通じる配管内の洗浄を行なうようになっていることが一般的である。

このほか、高速液体クロマトグラフ用の試料の前処理や後処理を行なうリキッドハンドラもある。リキッドハンドラには、オートサンプラとフラクションコレクタの両方の機能を備えたようなものも存在する。

特開２００５−１３４２１７号公報 特開２００５−０１７２２６号公報

オートサンプラにおいて、測定試料を収容した試料容器は、上面がキャップとセプタムによって封止されている場合もあるが、上面が開放された状態で装置に設置される場合もある。ニードルを洗浄するためのリンスポートは、ニードルを挿入させるために上面が開放されている。

フラクションコレクタにおいても、ノズルから滴下された試料成分を分取するために、試料成分を捕集する容器の上面が開放されていることが多い。また、オートサンプラと同様、ノズルを洗浄するためのリンスポートは、ノズルを挿入させるために上面が開放されている。

フラクションコレクタにより分取された試料成分をオートサンプラのニードルで再採取する機能を有するリキッドハンドラにおいても、ニードルによる再採取を可能にするために試料捕集容器の上面が開放されていることが多い。

上記のような上面が開放された状態の容器は、試料の分析や分取を行なっている間も装置に設置されたままの状態になっていることが多く、それらの容器内に収容されている試料や分取物に含まれる容器溶媒や酸などの有害物質が揮発し、その有害物質がオペレータ側へ暴露するおそれがあった。また、ニードルやノズルを洗浄するための洗浄液として揮発性の高い有機溶媒が使用される場合があり、その場合にはリンスポートからも有害物質が揮発するおそれがあった。

上記問題に対し、以下のいずれかの方法による対策が採られることが多かった。
（１）装置を完全に覆うカバーを取り付けて揮発した有害物質が外部へ漏れないようにするとともに、装置内の有害物質を排気ファンによって吸い出す方法。
（２）オートサンプラやフラクションコレクタを装置ごとドラフトチャンバ内に収納する方法。

カバーを取り付ける（１）の方法では、試料容器の設置や装置のメンテナンスの際に、カバーの着脱又は開閉を行なわなければならず、作業の効率性が低下する。装置内の視認性が低下し、装置の美観も妨げられるという問題もある。ドラフトチャンバ内に装置ごと収納する（２）の方法では、高価なドラフトチャンバと別途用意する必要があるためコストがかかるとともに、オートサンプラやフラクションコレクタのような装置を収納するような大型のドラフトチャンバを設置するため、液体クロマトグラフ全体の設置スペースが大きくなるという問題がある。

そこで、本発明は、装置内部の視認性と作業性を確保しながら、装置内への粉塵の進入と有害物質がオペレータに暴露することを防止することのできる液処理装置を提供することを目的とするものである。

本発明にかかる液処理装置の好ましい実施形態は、分析装置で用いられる液が配置される液収容部と、液収容部に配置された容器内の液体を用いた処理を行なう液処理機構と、液収容部及び液処理機構を含み、開放された面を有する液処理空間と、液処理空間の開放された面において該面全体にわたって一方向にエアが流れるように、一方向にエアを噴出する複数の噴出口、及び噴出口から噴出されたエアを吸気する吸気口を有するエアカーテン形成機構と、を備えたものである。

本発明の液処理装置の好ましい実施形態では、液収容部及び液処理機構を含む液処理空間が開放された面を有するので、液処理空間内の視認性が向上するとともに、液処理空間内への外部からのアクセスが容易になり、メンテナンス等の作業性が向上する。液処理空間の開放された面には、エアカーテン形成機構によってエアカーテンが形成されるので、液処理空間への外部からの粉塵等の進入が防止され、試料の溶媒や洗浄液等から揮発して発生する有毒物質がオペレータ側へ暴露することも防止することができる。

液処理装置の一実施例を概略的に示す斜視図である。 同実施例における液処理空間の構造の一例を示す図であり、（Ａ）は液処理空間内の正面図、（Ｂ）はニードルアセンブリの構造を示す図である。 同実施例におけるエアカーテン形成機構の構成を示す側面部分断面図である。 同エアカーテン形成機構を説明するための概念図である。

液処理空間は側面及び上面が開放されていることが好ましい。そうすれば、液処理空間内の視認性と作業性がさらに向上する。その場合、エアカーテン形成機構は、液処理空間の周囲において鉛直方向にエアを噴出する噴出口とそのエア噴出部から噴出されたエアを吸気する吸気口を有するとともに、液処理空間の上方において水平方向にエアを噴出する噴出口とその噴出口から噴出されたエアを吸気する吸気口を有し、鉛直方向に流れるエアによって液処理空間の側面を覆うエアカーテンを形成するとともに、水平方向に流れるエアによって前記液処理空間の上面を覆うエアカーテンを形成するようにすることで、液処理空間への外部からの粉塵等の進入が防止され、試料の溶媒や洗浄液等から揮発して発生する有毒物質がオペレータ側へ暴露することも防止することができる。

さらに好ましい実施形態として、エアカーテン形成機構は、長手方向に配置された噴出口を有し、その両端からエアが供給されるエア噴出ダクト、及び長手方向に配置された吸気口を有し、その両端からエアが吸気されるエア吸気ダクトを備え、エア噴出ダクトの前記噴出口が設けられている側と前記エア吸気ダクトの前記吸気口が設けられている側とが対向するように配置されたものである例を挙げることができる。

上記の場合、エア噴出ダクトの両端は該液処理装置の外部からエアを吸気する吸気ファンに通じており、エア噴出ダクトの両端と吸気ファンとの間に、吸気ファンによって取り込まれたエアを冷却することによって除湿を行なう除湿器が設けられ、噴出口から除湿されたエアが噴出されることが好ましい。除湿されたエアを液処理空間側へ供給することで、液処理空間内における結露の発生を防止することができる。液処理空間内に配置されている試料容器に結露が発生すると、試料の濃度が変化してしまい、分析結果に影響を与えるおそれがある。

エア噴出ダクトは水平方向へエアを噴出する噴出口も有し、その噴出口から噴出されるエアによって液処理空間の上面を覆うエアカーテンを形成するようにしてもよい。そうすれば、液処理空間の上面を覆うエアカーテンを形成するためのエア噴出ダクトを別途設ける必要がなくなり、コストの低減を図ることができる。

以下、本発明が適用された液処理装置であるオートサンプラの一実施例について図１を用いて説明する。なお、本発明は、以下に示すオートサンプラ以外の液処理装置、例えばフラクションコレクタやリキッドハンドラなどに対しても同様に適用することができる。

オートサンプラ２は筐体４を有する。筐体４は、このオートサンプラ２の土台をなす筐体本体部４ａと、筐体本体部４ａ上の背面側に設けられた筐体背面部４ｂにより構成されている。筐体本体部４ａ上に、液処理機構としてのニードルアセンブリ１４を動作させる液処理空間８が設けられている。ニードルアセンブリ１４については後述する。液処理空間８は、正面、両側面及び上面が開放されている。このオートサンプラ２の処理対象である試料は試料容器に収容され、サンプルラック１２に設置された状態で、筐体本体部４ａの正面側に設けられたラック導入窓１０から液処理空間８の下部に導入される。ニードルアセンブリ１４はサンプルラック１２の上方で動作する。

液処理空間８内には、図２（Ａ）に示されているように、ニードルアセンブリ１４のほか、移動部１６、ガイドレール１８、移動機構２６、多ポートバルブ３０及び洗浄ポート３４が設けられている。移動部１６はガイドレール１８に沿って水平面内方向における一方向（図において紙面に対し垂直な方向）へ移動するように構成されている。移動部１６には、移動部１６の移動方向とは垂直な水平面内の一方向へ伸びたガイド１６ａが設けられている。ニードルアセンブリ１４はガイド１６に保持されており、移動機構２６によって駆動ベルト２８が駆動されることでニードルアセンブリ１４がガイド１６に沿って水平方向へ移動するように構成されている。これにより、ニードルアセンブリ１４は、水平面内において互いに直行する２方向へ移動する。

多ポートバルブ３０及び洗浄ポート３４は、液処理空間８内に導入されたサンプルラック１２が配置される位置の側方の位置に設けられている。多ポートバルブ３０はインジェクションポート３２を備えている。インジェクションポート３２は、ニードルアセンブリ１４に設けられているニードル３６（図２（Ｂ）参照）の先端を挿入させてサンプルを注入させるポートである。洗浄ポート３４には洗浄液が収容されており、その上面がニードル３６の先端を挿入させるために開口している。洗浄ポート３４では、上面の開口から挿入されたニードル３６が吸入と吐出を行なうことによってニードル３６の内外面の洗浄が行われる。

ニードルアセンブリ１４は、図２（Ｂ）に示されているように、液の吸入と吐出を行なうニードル３６、そのニードル３６の基端部を保持するニードル保持部３８、ニードル保持部３８を上下に移動させるための棒ネジ４０を備えている。棒ネジ４０を回転させることによってニードル保持部３８が上下に移動し、それに伴ってニードル３６が上下動する。

サンプルラック１２には複数の試料容器１３が設置される。試料容器１３の上面は、ニードル３６の先端が試料容器１３内に進入することができるように、開口しているか又はニードル３６によって貫通可能なセプタムなどにより封止されている。

液処理空間８内では、ニードルアセンブリ１４がサンプルラック１２上で水平方向に移動し、所望の試料容器１３の位置で停止してその位置から下降し、ニードル３６の先端がその試料容器１３内に挿入されて試料が吸入される。試料容器１３の試料を吸入したニードル３６は、その後、インジェクションポート３２の位置へ移動してインジェクションポート３２へ試料を注入する。インジェクションポート３２への試料注入を終えたニードル３６は洗浄ポート３４へ移動し、ニードル３６の内外面の洗浄を行なう。試料容器１３や洗浄ポート３４は液収容部を構成する。

図１に戻って説明を続けると、液処理空間８は筐体本体部４ａの上面周縁部に、角枠状のエア吸気ダクト２４が設けられている。エア吸気ダクト２４の上面には、筐体本体部４ａの周方向に略均一に配置された複数の吸気口２４ａを備えている。吸気口２４ａはエア吸気ダクト２４の伸びる方向を長手方向とするスリット状の開口である。エア吸気ダクト２４の両端部はともに筐体背面部４ｂ内に収容されている。

エア吸気ダクト２４の上方で液処理空間８の上部に相当する位置に、筐体背面部４ｂから正面側へ水平に突き出す角枠状のエア噴出ダクト２０が設けられている。エア噴出ダクト２０はその下面がエア吸気ダクト２４の上面と対向するように配置されている。エア噴出ダクト２０の下面には、該ダクト２０の伸びる方向に略均一に配置された複数の噴出口２０ａが設けられている。噴出口２０ａは、エア噴出ダクト２０の伸びる方向を長手方向とするスリット状の開口である。エア噴出ダクト２０の正面側直線部分の内側側面（筐体背面部４ｂと対向する面）にも複数の噴出口２０ａが設けられている。

筐体背面部４ｂの正面側上部にエア吸入ダクト２２が設けられている。エア吸入ダクト２２はエア噴出ダクト２０とともに矩形の枠を形成するように配置されている。エア吸気ダクト２２の正面側にスリット状の吸気口２２ａが設けられている。

図３に示されているように、エア噴出ダクト２０の両端は、例えば樹脂製のチューブなどからなる配管５２を介して吸気ファン４２に通じている。吸気ファン４２は筐体４の背面の背面側から外気を吸気し、配管５２を通じてエア噴出ダクト２０にエアを供給する。吸気ファン４２の排気側（図において左側）に、例えばペルチェ素子などで構成される除湿器４８が設けられており、除湿器４８で除湿されたエアがエア噴出ダクト２０に供給され、噴出口２０ａから噴出される。除湿器４８の下方には、除湿器４８においてエアから除去された水分を捕集するトレイ４９が設けられている。

エア吸気ダクト２２の両端は配管５６を介して排気ファン４４に通じている。エア吸気ダクト２４の両端は配管６０を介して排気ファン４６に通じている。排気ファン４４及び４６はともに筐体４の背面側から筐体４の外部へエアを排気するものであり、エア吸気ダクト２２の吸気口２２ａ、エア吸気ダクト２４の吸気口２４ａから吸気されたエアがそれぞれ排気ファン４４と４６により筐体４の外部へ排気される。

かかる構成を模式的に示したものが図４である。吸気ファン４２によって取り込まれたエアは、ペルチェ素子などの冷却器４８ａによって冷却される複数の金属フィン４８ｂを通過することで除湿され、その除湿されたエアがエア噴出ダクト２０に供給され、エア噴出ダクト２０の各噴出口２０ａから噴出される。エア噴出ダクト２０の鉛直下向きの噴出口２０ａから噴出されたエアは、エア吸気ダクト２４の吸気口２４ａから吸気され、排気ファン４６によって筐体４の外部へ排気される。エア噴出ダクト２０の水平向きの噴出口２０ａから噴出されたエアは、エア吸気ダクト２２の吸気口２２ａから吸気され、排気ファン４４によって筐体４の外部へ排気される。

上記の構成により、エア噴出ダクト２０とエア吸気ダクト２４の間には、鉛直下方へ流れる除湿エアからなるエアカーテンが液処理空間８の周囲を囲うように形成され、エア噴出ダクト２０の内側には、水平方向へ流れる除湿エアからなるエアカーテンが液処理空間８の上面を覆うように形成される。エア噴出ダクト２０、エア吸気ダクト２２及び２４、吸気ファン４２、排気ファン４４及び４６は、液処理空間８の正面、側面及び上面にエアカーテンを形成するエアカーテン形成機構を構成する。

なお、エアカーテン形成機構は、この実施例に示した構成に限定されず、液処理空間８の正面、側面及び上面のそれぞれの面全体に及ぶような一方向へのエアの流れを形成するものであれば、いかなる構成であってもよい。噴出口２０ａは複数設けられている必要はなく、エア噴出ダクト２０の長手方向へ伸びた１本のスリットであってもよい。吸気口２２ａ及び２４ａも同様に、一本のスリットであってもよい。

この実施例では、エア噴出ダクト２０の噴出口２０ａから除湿されたエアが噴出されることにより、液処理空間８内に配置されている試料容器１３などの液収容部に結露が発生することが防止される。試料容器１３に結露が発生すると、試料濃度が変化して分析結果に影響を与えることがある。なお、エアカーテンを形成するために噴出させるエアは、必ずしも除湿されたエアである必要はない。

上記実施例のように、液処理空間８の周囲にエアカーテンを形成することで、液処理空間８をカバーで覆うことなく、液処理空間８への粉塵の進入を防ぐとともに、試料容器１３や洗浄ポート３４などの液収容部から揮発した有害物質がオペレータ側へ暴露することを防止することができる。試料容器１３や洗浄ポート３４などの液収容部から揮発した有害物質は、エアカーテンを形成するエアとともに筐体４の背面側から排気される。液処理空間８がカバーで覆われないため、液処理空間８内の視認性が確保され、オペレータによる液処理空間８へのアクセスが容易になり、装置のメンテナンスや薬液の設置などの作業性が向上する。

２ オートサンプラ
４ 筐体
４ａ 筐体本体部
４ｂ 筐体背面部
８ 液処理空間
１０ ラック導入窓
１２ サンプルラック
１３ 試料容器
１４ ニードルアセンブリ
１６ 移動部
１８ ガイドレール
２０ エア噴出ダクト
２０ａ 噴出口
２２，２４ エア吸気ダクト
２２ａ，２４ａ 吸気口
２６ 駆動機構
２８ 駆動ベルト
３０ 多ポートバルブ
３２ インジェクションポート
３４ 洗浄ポート
３６ ニードル
３８ ニードル保持部
４０ 棒ネジ
４２ 吸気ファン
４４，４６ 排気ファン
４８ 除湿器
４８ａ 冷却器（ペルチェ素子）
４８ｂ 冷却フィン
５２，５６，６０ 配管

Claims (5)

1. 分析装置で用いられる液が配置される液収容部と、
   前記液収容部に配置された容器内の液体を用いた処理を行なう液処理機構と、
   前記液収容部及び前記液処理機構を含み、開放された面を有する液処理空間と、
   前記液処理空間の開放された面において該面全体にわたって一方向にエアが流れるように、前記一方向にエアを噴出する複数の噴出口、及び前記噴出口から噴出されたエアを吸気する吸気口を有するエアカーテン形成機構と、を備えた液処理装置。
2. 前記液処理空間は側面及び上面が開放されており、
   前記エアカーテン形成機構は、前記液処理空間の周囲において鉛直方向にエアを噴出する複数の噴出口とそのエア噴出部から噴出されたエアを吸気する吸気口を有するとともに、前記液処理空間の上方において水平方向にエアを噴出する複数の噴出口とその噴出口から噴出されたエアを吸気する吸気口を有し、鉛直方向に流れるエアによって前記液処理空間の側面を覆うエアカーテンを形成するとともに、水平方向に流れるエアによって前記液処理空間の上面を覆うエアカーテンを形成する請求項１に記載の液処理装置。
3. 前記エアカーテン形成機構は、長手方向に配置された前記噴出口を有し、その両端からエアが供給されるエア噴出ダクト、及び長手方向に配置された前記吸気口を有し、その両端からエアが吸気されるエア吸気ダクトを備え、前記エア噴出ダクトの前記噴出口が設けられている側と前記エア吸気ダクトの前記吸気口が設けられている側とが対向するように配置されたものである請求項１又は２に記載の液処理装置。
4. 前記エア噴出ダクトの両端は該液処理装置の外部からエアを吸気する吸気ファンに通じており、前記エア噴出ダクトの両端と前記吸気ファンとの間に、前記吸気ファンによって取り込まれたエアを冷却することによって除湿を行なう除湿器が設けられ、前記噴出口から除湿されたエアが噴出される請求項３に記載の液処理装置。
5. 前記エア噴出ダクトは水平方向へエアを噴出する噴出口も有し、その噴出口から噴出されるエアによって前記液処理空間の上面を覆うエアカーテンを形成する請求項３又は４に記載の液処理装置。