JP2585390B2 - 液体クロマトグラフ - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/60—Construction of the column
- G01N30/6095—Micromachined or nanomachined, e.g. micro- or nanosize
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- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/88—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体クロマトグラフに係り、特に小さな分
析部を有し微量試料を分離分析するに好適な液体クロマ
トグラフに関する。
析部を有し微量試料を分離分析するに好適な液体クロマ
トグラフに関する。
従来の液体クロマトグラフは、キヤリヤ液送液部、試
料注入部、分離カラム、検出器等がそれぞれ個別に構成
され、各ユニツトが管を介して接続される構造となつて
いた。しかし、このような構造では分析装置のミクロ化
を進めるために種々の技術的に困難な問題を解決しなけ
ればならない。
料注入部、分離カラム、検出器等がそれぞれ個別に構成
され、各ユニツトが管を介して接続される構造となつて
いた。しかし、このような構造では分析装置のミクロ化
を進めるために種々の技術的に困難な問題を解決しなけ
ればならない。
一方、ガスクロマトグラフの分野では、ミクロ化のた
めのいくつかの提案がなされている。例えば、アイ・イ
ー・イー・イー、トランザクシヨンオン エレクトロン
デバイシズ、イー デー 26（1979年）第1880頁〜第
1886頁（IEEE,Trans,Electron Devices,ED−26 （197
9）PP1880〜1886）においては、シリコン基板上にキヤ
ピラリカラムを形成したガスクロマトグラフが示されて
いる。また、特開昭61−262659号はシリコン・ウエハー
上に熱伝導検出装置を形成したガスクロマトグラフを示
している。
めのいくつかの提案がなされている。例えば、アイ・イ
ー・イー・イー、トランザクシヨンオン エレクトロン
デバイシズ、イー デー 26（1979年）第1880頁〜第
1886頁（IEEE,Trans,Electron Devices,ED−26 （197
9）PP1880〜1886）においては、シリコン基板上にキヤ
ピラリカラムを形成したガスクロマトグラフが示されて
いる。また、特開昭61−262659号はシリコン・ウエハー
上に熱伝導検出装置を形成したガスクロマトグラフを示
している。
液体クロマトグラフでは、分離カラムに試料を導入す
るときに溶離液流路を切換える必要があるので、上述し
た従来技術に示されているガスクロマトグラフの構成を
そのまま適用しても分析部のミクロ化が達成し難く、流
路構成も複雑となる。
るときに溶離液流路を切換える必要があるので、上述し
た従来技術に示されているガスクロマトグラフの構成を
そのまま適用しても分析部のミクロ化が達成し難く、流
路構成も複雑となる。
本発明の目的は、試料成分分離機能を備えた分析部を
極めて小形に構成できるにもかかわらず、取扱いの容易
な液体クロマトグラフを提供することにある。
極めて小形に構成できるにもかかわらず、取扱いの容易
な液体クロマトグラフを提供することにある。
本発明では、基板にキヤピラリ流路を形成し、このキ
ヤピラリ流路の下流側に検出部を配置し、上記キヤピラ
リ流路の入口端および出口端が開口するようにキヤピラ
リ流路を被つて分析部チツプを構成し、この分析部チツ
プを試料導入路、溶離液導入路および液体排出路を備え
た枠体の中に運動可能に配置したことを特徴とする。
ヤピラリ流路の下流側に検出部を配置し、上記キヤピラ
リ流路の入口端および出口端が開口するようにキヤピラ
リ流路を被つて分析部チツプを構成し、この分析部チツ
プを試料導入路、溶離液導入路および液体排出路を備え
た枠体の中に運動可能に配置したことを特徴とする。
本発明では、試料成分分離機能と検出機能を有する分
析部チツプを枠体の中で運動し得るように配置したこと
により、分析部自体が切換弁の働きを兼ねることがで
き、流路の切換えが簡単に行える。また、分析部の構成
が簡単になることに伴つて小形化も容易に達成される。
析部チツプを枠体の中で運動し得るように配置したこと
により、分析部自体が切換弁の働きを兼ねることがで
き、流路の切換えが簡単に行える。また、分析部の構成
が簡単になることに伴つて小形化も容易に達成される。
本発明の望ましい実施例では、シリコン又はガラスか
らなる基板上に、試料導入領域、分離カラムおよび検出
部を設け、試料導入領域および分離カラムを形成するキ
ヤピラリー流路はエツチング処理した溝で構成する。こ
の溝は基板上に平板を接合することによつて流路とす
る。基板と平板からなる分析部チツプは、好ましくは円
盤状に形成された剛体によつて両側面が挟み込まれる。
チツプと剛体が一体化された集合体は、ロータリ式切換
弁のロータと同様に動作させることができる。
らなる基板上に、試料導入領域、分離カラムおよび検出
部を設け、試料導入領域および分離カラムを形成するキ
ヤピラリー流路はエツチング処理した溝で構成する。こ
の溝は基板上に平板を接合することによつて流路とす
る。基板と平板からなる分析部チツプは、好ましくは円
盤状に形成された剛体によつて両側面が挟み込まれる。
チツプと剛体が一体化された集合体は、ロータリ式切換
弁のロータと同様に動作させることができる。
分析部チツプを剛体で挟んでロータを構成したことに
より、分析部チツプの機械的脆弱さを保護することがで
きる。分析部チツプのキヤピラリカラム溝が剛体の流路
を連通した状態で分析部チツプと剛体とは固着又は一体
化されている。ロータは固定設置される枠体の中に配設
されるので、枠体を介して外部の送液装置等と流路接続
することができる。このような構成では、送液装置等と
の配管が容易になる。
より、分析部チツプの機械的脆弱さを保護することがで
きる。分析部チツプのキヤピラリカラム溝が剛体の流路
を連通した状態で分析部チツプと剛体とは固着又は一体
化されている。ロータは固定設置される枠体の中に配設
されるので、枠体を介して外部の送液装置等と流路接続
することができる。このような構成では、送液装置等と
の配管が容易になる。
以下図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。まず、第９図によつて本発明を適用する液体クロマ
トグラフの全体流路の概念を説明する。第９図におい
て、試料導入部22の一部、キヤピラリカラム流路21及び
検出部23はシリコンあるいはガラスからなる基板を備え
たチツプ20中に形成されている。ｕ字形の試料導入部22
の２つの端部のうちの一端には溶離液301と試料300を選
択的に導入するための切換え弁50aが接続され、他の一
端には開放配管126aと封止配管126bを選択的に接続する
切換弁50bが接続される。分離された成分の検出端であ
る検出部23には、制御装置81とデータプロセサー等の出
力装置80が配線されている。試料300はシリンジ又は注
射器90によつて流路内に導入され、余分な試料は開放配
管126aから排出される。溶離液301は、送液ポンプ60に
よつて送液され、チユーブ126を経てチツプ20内の流路
を通つたあと、ドレイン55から排出される。後述するよ
うに、チツプを有するロータと枠体とが切換弁50a,50b
の働きをする。
る。まず、第９図によつて本発明を適用する液体クロマ
トグラフの全体流路の概念を説明する。第９図におい
て、試料導入部22の一部、キヤピラリカラム流路21及び
検出部23はシリコンあるいはガラスからなる基板を備え
たチツプ20中に形成されている。ｕ字形の試料導入部22
の２つの端部のうちの一端には溶離液301と試料300を選
択的に導入するための切換え弁50aが接続され、他の一
端には開放配管126aと封止配管126bを選択的に接続する
切換弁50bが接続される。分離された成分の検出端であ
る検出部23には、制御装置81とデータプロセサー等の出
力装置80が配線されている。試料300はシリンジ又は注
射器90によつて流路内に導入され、余分な試料は開放配
管126aから排出される。溶離液301は、送液ポンプ60に
よつて送液され、チユーブ126を経てチツプ20内の流路
を通つたあと、ドレイン55から排出される。後述するよ
うに、チツプを有するロータと枠体とが切換弁50a,50b
の働きをする。
次に第１図〜第８図を参照して本発明の一実施例を説
明する。
明する。
第１図は、分析部チツプ20が一体的に組み込まれた円
盤状集合体ロータ10を有する分析計本体の概略分解図で
ある。ベース111、ボデイ114、ボデイ116、ステータ112
が枠体を構成しており、固定設置される。ロータ10と枠
体とが第９図に示す切換弁50a,50bの働きをする。送液
ポンプ60は枠体の外に設置される。
盤状集合体ロータ10を有する分析計本体の概略分解図で
ある。ベース111、ボデイ114、ボデイ116、ステータ112
が枠体を構成しており、固定設置される。ロータ10と枠
体とが第９図に示す切換弁50a,50bの働きをする。送液
ポンプ60は枠体の外に設置される。
チツプ20とそれも挟むように一体化された剛体で構成
された円盤状の集合体ロータ10は、ベース111とロータ
受け113の間に設置され、第１のボデイ116、締付調製リ
ング115、第２のボデイ114、およびベース111が、固定
ネジ120によつて固定される。ステータ112はベース111
に固定設置される。ロータ10はロータ受け113を介して
シヤフト117に固定される。ロータ10は、ヘツド122及び
ヘツドつまみ123に加えられた回転力をシヤフト117及び
ロータ受け113を介して受け回転する。シヤフトピン121
はシヤフト117とロータ受け113が滑らないように接続す
るものである。円盤状集合体10とステータ112との間に
加えられる力はスプリング118、締付調整リング115と固
定ネジ120により加減できる。第１のボデイ116の内部に
は、ロータ受け113が回転しやすいようにベアリング119
が入つている。また、シヤフト117とヘツド122の固定に
はヘツド取付ネジ124を用いる。
された円盤状の集合体ロータ10は、ベース111とロータ
受け113の間に設置され、第１のボデイ116、締付調製リ
ング115、第２のボデイ114、およびベース111が、固定
ネジ120によつて固定される。ステータ112はベース111
に固定設置される。ロータ10はロータ受け113を介して
シヤフト117に固定される。ロータ10は、ヘツド122及び
ヘツドつまみ123に加えられた回転力をシヤフト117及び
ロータ受け113を介して受け回転する。シヤフトピン121
はシヤフト117とロータ受け113が滑らないように接続す
るものである。円盤状集合体10とステータ112との間に
加えられる力はスプリング118、締付調整リング115と固
定ネジ120により加減できる。第１のボデイ116の内部に
は、ロータ受け113が回転しやすいようにベアリング119
が入つている。また、シヤフト117とヘツド122の固定に
はヘツド取付ネジ124を用いる。
溶離液及び分析試料はベース111に設けられた４つの
配管用継手125a〜125d及び配管126を経由してステータ1
12に流入し、円盤状集合体10に到る。これらの継手は第
７図に示すＩ〜IVの数字に対応する。試料はシリンジ等
によりマニユアル操作で配管用継手125aより注入しても
よいし、オートサンプラと組み合せてもよい。
配管用継手125a〜125d及び配管126を経由してステータ1
12に流入し、円盤状集合体10に到る。これらの継手は第
７図に示すＩ〜IVの数字に対応する。試料はシリンジ等
によりマニユアル操作で配管用継手125aより注入しても
よいし、オートサンプラと組み合せてもよい。
第２図は、第１図の実施例に用いられる円盤状集合体
ロータ10の中に組込まれる分析部チツプ20の平面図を示
し、第３図は、分析部チツプ20における基板20aと平板2
0bによつて形成されるキヤピラリ流路の状態を説明する
ための断面図である。
ロータ10の中に組込まれる分析部チツプ20の平面図を示
し、第３図は、分析部チツプ20における基板20aと平板2
0bによつて形成されるキヤピラリ流路の状態を説明する
ための断面図である。
第２図において、シリコン板又はガラス板からなる基
板20aの表面には、キヤピラリ溝21が渦巻状に形成され
ており、キヤピラリ溝21の上流側には、試料導入部22の
一部を形成する試料受入領域22aとなるキヤピラリ溝が
設けられており、キヤピラリ溝21の下流側には、導電率
計（電気伝導度検出器）又は電気化学的検出器等の検出
端からなる検出部23がキヤピラリ溝21に沿つて配置され
ている。キヤピラリ溝21の大部分の領域は試料の成分分
離用カラムとして作用する。これらの溝は、半導体素子
の製造時に通常用いられているリソグラフイーとエツチ
ングにより形成される。基板20aの溝21が形成された表
面上には基板とほぼ同じ大きさの平板が接合され、流路
が構成される。
板20aの表面には、キヤピラリ溝21が渦巻状に形成され
ており、キヤピラリ溝21の上流側には、試料導入部22の
一部を形成する試料受入領域22aとなるキヤピラリ溝が
設けられており、キヤピラリ溝21の下流側には、導電率
計（電気伝導度検出器）又は電気化学的検出器等の検出
端からなる検出部23がキヤピラリ溝21に沿つて配置され
ている。キヤピラリ溝21の大部分の領域は試料の成分分
離用カラムとして作用する。これらの溝は、半導体素子
の製造時に通常用いられているリソグラフイーとエツチ
ングにより形成される。基板20aの溝21が形成された表
面上には基板とほぼ同じ大きさの平板が接合され、流路
が構成される。
第３図に示すように、キヤピラリ溝21には基板20aと
平板20bを接合する前に熱酸化等によりシリコンの酸化
物層210を形成した後、シリコンあるいはガラス基板等
からなる平板20bを陽極結合法等により接合することで
分析部チツプ20を作製する。その後、通常の液体クロマ
トグラフで使用される固定相211を液相法あるいは気相
法でキヤピラリ21内面に形成する。
平板20bを接合する前に熱酸化等によりシリコンの酸化
物層210を形成した後、シリコンあるいはガラス基板等
からなる平板20bを陽極結合法等により接合することで
分析部チツプ20を作製する。その後、通常の液体クロマ
トグラフで使用される固定相211を液相法あるいは気相
法でキヤピラリ21内面に形成する。
第４図は、第２図における検出部23の部分拡大図を示
しており、第４図（Ａ）が平面部分断面図、第４図
（Ｂ）がそのＢ−Ｂ断面図である。ここでは、電気伝導
度検出器の例を示した。電極300は、キヤピラリ溝21の
端部に近い下流側に設けられる。例示した３個の電極30
0は、いずれも平板20bに形成されている。この例では、
平板上にプラチナを蒸着したあとリソグラフイーにより
形成した。プラチナは化学的に安定であること及び触媒
作用を有することなどから選択したが、化学的に安定で
あればこれに限るものではない。電極表面積は検出部の
キヤパシタンスと関係するため、各電極チヤンネルの幅
は５〜10μｍ、作用電極の表面積は100〜200μm2にする
のが良い。この時の検出器の容量は0.5〜1.2Plとなる。
しており、第４図（Ａ）が平面部分断面図、第４図
（Ｂ）がそのＢ−Ｂ断面図である。ここでは、電気伝導
度検出器の例を示した。電極300は、キヤピラリ溝21の
端部に近い下流側に設けられる。例示した３個の電極30
0は、いずれも平板20bに形成されている。この例では、
平板上にプラチナを蒸着したあとリソグラフイーにより
形成した。プラチナは化学的に安定であること及び触媒
作用を有することなどから選択したが、化学的に安定で
あればこれに限るものではない。電極表面積は検出部の
キヤパシタンスと関係するため、各電極チヤンネルの幅
は５〜10μｍ、作用電極の表面積は100〜200μm2にする
のが良い。この時の検出器の容量は0.5〜1.2Plとなる。
試料導入部22よりキヤピラリカラム溝21に導びかれた
試料は、キヤリアである溶離液とともにキヤピラリ内を
移動しながら、各成分ごとに分離され検出部23に到達す
る。この時、プラチナ電極300間に溶離液中の電解質組
成に応じた高周波交流電圧を印加しておくと、イオンの
濃度に比例した電流が流れる。この電流は、レコーダ上
にイオンの濃度に比例したクロマトグラムとして記録さ
れる。また、電極の１本をリフアレンスとすると電気化
学的検出器としても使用可能である。
試料は、キヤリアである溶離液とともにキヤピラリ内を
移動しながら、各成分ごとに分離され検出部23に到達す
る。この時、プラチナ電極300間に溶離液中の電解質組
成に応じた高周波交流電圧を印加しておくと、イオンの
濃度に比例した電流が流れる。この電流は、レコーダ上
にイオンの濃度に比例したクロマトグラムとして記録さ
れる。また、電極の１本をリフアレンスとすると電気化
学的検出器としても使用可能である。
第５図および第６図は、第１図の実施例で使用される
円盤状集合体ロータ10の具体化例を示しており、第５図
はロータの縦断面図であり、第６図は第５図において底
板11および４本のネジ15を除いたときの平面図である。
円盤状集合体ロータ10の具体化例を示しており、第５図
はロータの縦断面図であり、第６図は第５図において底
板11および４本のネジ15を除いたときの平面図である。
第５図および第６図において、円盤状集合体10は、ス
テンレス鋼あるいはセラミツクス等の剛体からなる円盤
状の底板11及び２層の上板12,13とこれに挟みこまれた
基板20aと平板20bの接合体からなるチツプ20より構成さ
れる。チツプ20及び円盤状の２層の上板12,13には、試
料受入領域22aと連通するための流路14が形成される。
また、チツプ20にはチツプ20内に設けられた検出器への
電源及び出力コード40が接続され、円盤状上板13にはス
テータ112、ベース111を介して接続される配管と連通す
る孔1,2,3,4が面上に開いている。このうち、孔１及び
２は流路14と連通しているが、孔３及び４は互いに連通
しバイパス９を形成している。底板11、チツプ20、上板
12及び13はネジ15a〜ｄにより固定される。
テンレス鋼あるいはセラミツクス等の剛体からなる円盤
状の底板11及び２層の上板12,13とこれに挟みこまれた
基板20aと平板20bの接合体からなるチツプ20より構成さ
れる。チツプ20及び円盤状の２層の上板12,13には、試
料受入領域22aと連通するための流路14が形成される。
また、チツプ20にはチツプ20内に設けられた検出器への
電源及び出力コード40が接続され、円盤状上板13にはス
テータ112、ベース111を介して接続される配管と連通す
る孔1,2,3,4が面上に開いている。このうち、孔１及び
２は流路14と連通しているが、孔３及び４は互いに連通
しバイパス９を形成している。底板11、チツプ20、上板
12及び13はネジ15a〜ｄにより固定される。
底体11、上板12,13を固定するためのネジ15a〜15dに
対応するネジ穴16a〜16dが各板に設けられている。分析
部チツプ20内の検出部23への電源コード40aと出力コー
ド40bが平板20b側に接続されている。
対応するネジ穴16a〜16dが各板に設けられている。分析
部チツプ20内の検出部23への電源コード40aと出力コー
ド40bが平板20b側に接続されている。
第７図は、第１図の実施例における溶離液および分析
試料の流れを模式的に示したものである。第７図におい
て、Ｉ〜IVの数字は流路切換え弁等のベース111に設け
られる継手の番号を示しており、Ｉには試料導入管、II
には末端が開放の配管、IIIには溶離液導入配管が接続
され、IVは封止される。また１〜４の数字は円盤状集合
体ロータ10の上板13の面上に開けられた孔であり、孔１
及び２はチツプ20の試料導入部22、キヤピラリ21と通じ
ている。第７図（ａ）は試料導入配管と孔１と、開放配
管と孔２とが接続した状態である。この状態で、大気圧
よりやや高い圧力でＩの試料導入配管より試料を注入す
る。試料は孔１より流入し、円盤状集合体10内の流路14
及びチツプ20内の試料導入部22を満たし、IIの開放配管
から滴下する。
試料の流れを模式的に示したものである。第７図におい
て、Ｉ〜IVの数字は流路切換え弁等のベース111に設け
られる継手の番号を示しており、Ｉには試料導入管、II
には末端が開放の配管、IIIには溶離液導入配管が接続
され、IVは封止される。また１〜４の数字は円盤状集合
体ロータ10の上板13の面上に開けられた孔であり、孔１
及び２はチツプ20の試料導入部22、キヤピラリ21と通じ
ている。第７図（ａ）は試料導入配管と孔１と、開放配
管と孔２とが接続した状態である。この状態で、大気圧
よりやや高い圧力でＩの試料導入配管より試料を注入す
る。試料は孔１より流入し、円盤状集合体10内の流路14
及びチツプ20内の試料導入部22を満たし、IIの開放配管
から滴下する。
しかし、この状態では低圧であるため試料はキヤピラ
リ21までは侵入できない。
リ21までは侵入できない。
円盤状集合体10を反時計方向に90度回転すると第７図
−（ｂ）のように、さらに90度回転すると第７図−
（ｃ）に示す状態となる。この時には、円盤状集合体10
の孔ＩはIIIの溶離液導入配管と、孔２はIVの封止部と
接続する。この状態で、IIIの溶離液導入配管に、瞬間
的に圧力をかけて溶離液を導入すると孔２は封止されて
いるためチツプ20内の試料導入部22内を満たしている試
料は、試料導入部22と連通しているキヤピラリ溝21に、
１部侵入する。この後、さらに反時計方向に90度回転
し、第７図−（ｄ）に示す状態にし、IIIの溶離液導入
配管より溶離液を送液する。こうすることで、チツプ20
内の試料受入領域22a及び流路14に残存している試料を
孔１を経由して、開放配管IIより流出させる。
−（ｂ）のように、さらに90度回転すると第７図−
（ｃ）に示す状態となる。この時には、円盤状集合体10
の孔ＩはIIIの溶離液導入配管と、孔２はIVの封止部と
接続する。この状態で、IIIの溶離液導入配管に、瞬間
的に圧力をかけて溶離液を導入すると孔２は封止されて
いるためチツプ20内の試料導入部22内を満たしている試
料は、試料導入部22と連通しているキヤピラリ溝21に、
１部侵入する。この後、さらに反時計方向に90度回転
し、第７図−（ｄ）に示す状態にし、IIIの溶離液導入
配管より溶離液を送液する。こうすることで、チツプ20
内の試料受入領域22a及び流路14に残存している試料を
孔１を経由して、開放配管IIより流出させる。
次に、円盤状集合体10を時計方向に90度戻すと第７図
−（ｅ）に示すようになる。この状態は上記した第７図
−（ｃ）と同じである。IIIの溶離液導入配管より、キ
ヤピラリ溝21の流路抵抗での圧力損失よりも大きい圧力
で溶離液を送液すると、溶離液は試料受入領域22aを経
てキヤピラリ溝21に流れ込み、試料とともにキヤピラリ
カラム溝内を移動し、検出部23を経てキヤピラリ21末端
より排出される。この、キヤピラリ21の移動中に試料中
の各成分は分離される。分離された各成分は検出器23に
到達し、検出器23からは各成分の濃度に応じた信号が信
号コード40bを介して出力される。
−（ｅ）に示すようになる。この状態は上記した第７図
−（ｃ）と同じである。IIIの溶離液導入配管より、キ
ヤピラリ溝21の流路抵抗での圧力損失よりも大きい圧力
で溶離液を送液すると、溶離液は試料受入領域22aを経
てキヤピラリ溝21に流れ込み、試料とともにキヤピラリ
カラム溝内を移動し、検出部23を経てキヤピラリ21末端
より排出される。この、キヤピラリ21の移動中に試料中
の各成分は分離される。分離された各成分は検出器23に
到達し、検出器23からは各成分の濃度に応じた信号が信
号コード40bを介して出力される。
分析が終了した後、円盤状集合体10を時計方向に90度
回転した第７図−（ｆ）の中間段階を経てさらに90度時
計方向の第７図−（ａ）初期段階に戻る。このようにし
て、円盤状集合体10を回転することにより次々と試料を
分析できる。本実施例装置を、オートサンプラ、ソレノ
イドあるいは空気力駆動流路切換え弁と組合せることに
より全自動の分析装置を構成できる。
回転した第７図−（ｆ）の中間段階を経てさらに90度時
計方向の第７図−（ａ）初期段階に戻る。このようにし
て、円盤状集合体10を回転することにより次々と試料を
分析できる。本実施例装置を、オートサンプラ、ソレノ
イドあるいは空気力駆動流路切換え弁と組合せることに
より全自動の分析装置を構成できる。
第８図は、本発明の実施例で使用されるパルス圧注入
法による分離カラムへの試料導入方法を模式的に示した
ものである。
法による分離カラムへの試料導入方法を模式的に示した
ものである。
第８図において、（ａ）は試料導入部22の両端を開放
し、一端からポンプあるいはシリンジ等を用いて試料導
入部22内に試料300を注入し、満たした状態を示してい
る。次に、試料導入部22の一端を閉じておき、他端から
試料を短時間加圧すると、試料300は圧力と時間の積に
比例した量だけキヤピラリカラム流路21内に注入され
る。（ｂ）はこの状態を示している。さらに、第８図
（ｃ）のように試料導入部22の両端を開放し、他の一端
からキヤリア液301を注入して、試料導入部22内に残存
する試料を洗い出す。この時には、試料300はキヤピラ
リ流路21の入口付近に滞留した状態である。最後に、第
８図（ｄ）のように試料導入部22の一端を閉じ、他端よ
りキヤリア液301を圧入すると、キヤリア液301はキヤピ
ラリ流路21内に浸入し、試料300とともにキヤピラリカ
ラム流路21の出口に向かつて移動することになる。
し、一端からポンプあるいはシリンジ等を用いて試料導
入部22内に試料300を注入し、満たした状態を示してい
る。次に、試料導入部22の一端を閉じておき、他端から
試料を短時間加圧すると、試料300は圧力と時間の積に
比例した量だけキヤピラリカラム流路21内に注入され
る。（ｂ）はこの状態を示している。さらに、第８図
（ｃ）のように試料導入部22の両端を開放し、他の一端
からキヤリア液301を注入して、試料導入部22内に残存
する試料を洗い出す。この時には、試料300はキヤピラ
リ流路21の入口付近に滞留した状態である。最後に、第
８図（ｄ）のように試料導入部22の一端を閉じ、他端よ
りキヤリア液301を圧入すると、キヤリア液301はキヤピ
ラリ流路21内に浸入し、試料300とともにキヤピラリカ
ラム流路21の出口に向かつて移動することになる。
次に、本発明の第２の実施例について第10図を参照し
て説明する。第10図では分析部を含んだ円盤状集合体ロ
ータ10を示しており、他の構成は第１図の実施例と同様
の構成であるので図示を省略してある。
て説明する。第10図では分析部を含んだ円盤状集合体ロ
ータ10を示しており、他の構成は第１図の実施例と同様
の構成であるので図示を省略してある。
第10図において、分析部チツプ20は、セラミツクある
いはプラスチツクのようなモールド材41でモールドされ
ロータ10内に埋め込まれた構造となつている。モールド
材にはチツプ20の試料受入領域22aと連通するための流
路14が形成される。本実施例によれば、円盤状集合体10
を半導体素子等の製造工程と同様にして製造できるの
で、円盤状集合体10間のバラツキを小さくできる効果が
ある。
いはプラスチツクのようなモールド材41でモールドされ
ロータ10内に埋め込まれた構造となつている。モールド
材にはチツプ20の試料受入領域22aと連通するための流
路14が形成される。本実施例によれば、円盤状集合体10
を半導体素子等の製造工程と同様にして製造できるの
で、円盤状集合体10間のバラツキを小さくできる効果が
ある。
第11図および第12図は、本発明の第３の実施例におけ
る円盤状集合体ロータの構成を示している。この例でも
ロータ10以外は第１図の実施例と同様の構成である。第
11図は縦断面図、第12図はその平面図である。円盤状上
板13に設けられた連通孔１〜４は、円盤状上板13の側面
に開いている。本実施例によれば小形で機械的に脆弱な
チツプを円盤状の剛性体が保護するため、取扱いが容易
になる。
る円盤状集合体ロータの構成を示している。この例でも
ロータ10以外は第１図の実施例と同様の構成である。第
11図は縦断面図、第12図はその平面図である。円盤状上
板13に設けられた連通孔１〜４は、円盤状上板13の側面
に開いている。本実施例によれば小形で機械的に脆弱な
チツプを円盤状の剛性体が保護するため、取扱いが容易
になる。
第13図〜第15図を参照して本発明の第４の実施例を説
明する。第13図は本実施例における円盤状集合体10の断
面図であり、第14図はその平面図である。第14図は上板
12′,13′を除いて示してある。本実施例における円盤
状集合体10は固定用のネジ穴16a〜16dを除いて左右対称
形となつており、連通孔1a及び1bが、円盤状上板12,1
2′を貫通して開口した構造となつている。流路14はチ
ツプ20の試料導入部22と直列に接続される。
明する。第13図は本実施例における円盤状集合体10の断
面図であり、第14図はその平面図である。第14図は上板
12′,13′を除いて示してある。本実施例における円盤
状集合体10は固定用のネジ穴16a〜16dを除いて左右対称
形となつており、連通孔1a及び1bが、円盤状上板12,1
2′を貫通して開口した構造となつている。流路14はチ
ツプ20の試料導入部22と直列に接続される。
本実施例における連通孔1a,1bはロータ10上では１対
だけ設けてある。
だけ設けてある。
第15図は第13図に示した実施例の円盤状集合体ロータ
10を切換弁として組み込んだ場合の、溶離液と試料の流
れを模式的に示したものである。第15図においてＩ〜IV
の数字は流路切換弁等のベース111に設けられる継手の
番号を示しており、Ia及びIbにはそれぞれ試料の導入管
と排出管が、IIaには溶離液の導入管が接続され、IIbは
封止される。IIIa及びIIIbには溶離液等の導入管と排出
管が、IVaには溶離液の導入管が接続され、IVbは封止さ
れる。
10を切換弁として組み込んだ場合の、溶離液と試料の流
れを模式的に示したものである。第15図においてＩ〜IV
の数字は流路切換弁等のベース111に設けられる継手の
番号を示しており、Ia及びIbにはそれぞれ試料の導入管
と排出管が、IIaには溶離液の導入管が接続され、IIbは
封止される。IIIa及びIIIbには溶離液等の導入管と排出
管が、IVaには溶離液の導入管が接続され、IVbは封止さ
れる。
まず、第15図−（ａ）に示す状態で、試料導入管Iaか
ら、試料を大気圧よりやや高い圧力で封入し、流路14及
びチツプ20内の試料注入部22内を満たす。この時、試料
はキヤピラリの流路抵抗のためにキヤピラリ21内には侵
入しない。その後、円盤状集合体10を時計方向に90度回
転させ、第15図−（ｂ）に示す状態にする。円盤状集合
体の孔1aは溶離液の導入管IIaと接続され、孔1bは封止
される。この状態で、溶離液を瞬間的に高圧で送液する
と、試料は試料導入部22と貫通しているキヤピラリ21に
一部侵入する。
ら、試料を大気圧よりやや高い圧力で封入し、流路14及
びチツプ20内の試料注入部22内を満たす。この時、試料
はキヤピラリの流路抵抗のためにキヤピラリ21内には侵
入しない。その後、円盤状集合体10を時計方向に90度回
転させ、第15図−（ｂ）に示す状態にする。円盤状集合
体の孔1aは溶離液の導入管IIaと接続され、孔1bは封止
される。この状態で、溶離液を瞬間的に高圧で送液する
と、試料は試料導入部22と貫通しているキヤピラリ21に
一部侵入する。
次に、円盤状集合体10をさらに時計方向に90度回転さ
せ第15図−（ｃ）に示すようにする。この状態では孔1a
及び1bは溶離液の導入、排出管IIIa及びIIIbと接続され
るので、溶離液を送液し、流路14及び試料導入部22に残
存している試料を洗い出す。さらに、円盤集合体10を90
度回転させ、第15図−（ｄ）に示す状態にする。この時
孔1aは溶離液導入管IVaと接続され、1bは封止される。
この時、溶離液をキヤピラリ21の流路抵抗よりも高い圧
力で送液すると、溶離液は試料導入部22を経てキヤピラ
リ21に流入する。試料は溶離液とともにキヤピラリ21内
を移動し、分離・検出される。このような第13図の実施
例によれば円盤状集合体に液体を導く孔が1a,1bだけで
良いため、構造が簡単になるという効果がある。
せ第15図−（ｃ）に示すようにする。この状態では孔1a
及び1bは溶離液の導入、排出管IIIa及びIIIbと接続され
るので、溶離液を送液し、流路14及び試料導入部22に残
存している試料を洗い出す。さらに、円盤集合体10を90
度回転させ、第15図−（ｄ）に示す状態にする。この時
孔1aは溶離液導入管IVaと接続され、1bは封止される。
この時、溶離液をキヤピラリ21の流路抵抗よりも高い圧
力で送液すると、溶離液は試料導入部22を経てキヤピラ
リ21に流入する。試料は溶離液とともにキヤピラリ21内
を移動し、分離・検出される。このような第13図の実施
例によれば円盤状集合体に液体を導く孔が1a,1bだけで
良いため、構造が簡単になるという効果がある。
第16図は、試料導入から測定までを自動的に行うとき
の構成例を示す図である。分析部チツプ20が組み込まれ
た流路切換弁方式の分析計本体30は、流路切換器として
働き、モータ31及び図示しないモータ駆動・制御用基板
を内蔵したハウジング40に固定される。そして、分析計
本体30のシヤフト117はモータ31の軸32と連結される。
モータ31は回転方向及び回転角度が図示しない回路によ
り駆動制御されるため、オートサンプラと組み合せるこ
とにより自動化ができる。
の構成例を示す図である。分析部チツプ20が組み込まれ
た流路切換弁方式の分析計本体30は、流路切換器として
働き、モータ31及び図示しないモータ駆動・制御用基板
を内蔵したハウジング40に固定される。そして、分析計
本体30のシヤフト117はモータ31の軸32と連結される。
モータ31は回転方向及び回転角度が図示しない回路によ
り駆動制御されるため、オートサンプラと組み合せるこ
とにより自動化ができる。
本発明によれば、試料導入用の流路切換弁を分析部と
は別個に設ける必要がなくなり、試料流通系内のデッド
ボリウムを著しく低減できるので、液体クロマトグラフ
のミクロ化が可能になる。
は別個に設ける必要がなくなり、試料流通系内のデッド
ボリウムを著しく低減できるので、液体クロマトグラフ
のミクロ化が可能になる。
第１図は本発明の一実施例の分析部の概略分解図、第２
図は第１図の実施例に用いられる分析部チツプを説明す
るための平面図、第３図はキヤピラリ流路の断面図、第
４図は分析部チツプ内の検出部の拡大図、第５図は円盤
状集合体ロータの断面図、第６図は第５図の平面図、第
７図は第１図の実施例における液体の流れの模式図、第
８図はパルス圧注入法を説明するための模式図、第９図
は液体クロマトグラフの全体流路概念図、第10図は本発
明の第２の実施例のロータの説明図、第11図は本発明の
第３の実施例のロータの断面図、第12図は第11図の平面
図、第13図は本発明の第４の実施例のロータの断面図、
第14図は第13図の平面図、第15図は第４の実施例におけ
る液体の流れを示す模式図、第16図は本発明を適用した
液体クロマトグラフを自動化したときの構成例を示す図
である。 10……円盤状集合体ロータ、11……底板、12,13……上
板、20……分析部チツプ、20a……基板、20b……平板、
21……キヤピラリ溝、22……試料導入部、23……検出
部、111……ベース、112……ステータ、117……シヤフ
ト。
図は第１図の実施例に用いられる分析部チツプを説明す
るための平面図、第３図はキヤピラリ流路の断面図、第
４図は分析部チツプ内の検出部の拡大図、第５図は円盤
状集合体ロータの断面図、第６図は第５図の平面図、第
７図は第１図の実施例における液体の流れの模式図、第
８図はパルス圧注入法を説明するための模式図、第９図
は液体クロマトグラフの全体流路概念図、第10図は本発
明の第２の実施例のロータの説明図、第11図は本発明の
第３の実施例のロータの断面図、第12図は第11図の平面
図、第13図は本発明の第４の実施例のロータの断面図、
第14図は第13図の平面図、第15図は第４の実施例におけ
る液体の流れを示す模式図、第16図は本発明を適用した
液体クロマトグラフを自動化したときの構成例を示す図
である。 10……円盤状集合体ロータ、11……底板、12,13……上
板、20……分析部チツプ、20a……基板、20b……平板、
21……キヤピラリ溝、22……試料導入部、23……検出
部、111……ベース、112……ステータ、117……シヤフ
ト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 吉雄 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 宮原 裕二 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 宮城 宏行 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−47558（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−146057（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭46−32560（ＪＰ，Ｙ１)
Claims (5)
- 【請求項１】基板に形成したキャピラリ流路の下流側に
検出部を配置して分析部チップを構成し、上記分析部チ
ップとその分析部チップを内部に収納した保護部材とに
よって可動部を構成し、この可動部には上記キャピラリ
流路に連通する入口及び出口を設け、上記可動部を、試
料導入路，溶離液導入路及び液体排出路を有する枠体の
中に配置し、上記可動部に接続される駆動部材を設け、
試料導入時には、上記駆動部材の動作により上記入口を
上記試料導入路に接続し、溶離液送液時には、上記駆動
部材の動作により上記入口を上記溶離液導入路に接続す
るように構成したことを特徴とする液体クロマトグラ
フ。 - 【請求項２】溶離液を流通し得るキャピラリ溝を基板に
形成しそのキャピラリ溝に検出部を設け、上記キャピラ
リ溝を被う被覆板を上記基板に接合して分析部チップを
構成し、上記分析部チップを円盤状に形成した剛体で挟
んだロータを設け、このロータを試料導入路，溶離液導
入路および液体排出路を有する枠体の中に配置し、上記
ロータの回転動作により上記分析部チップの上記キャピ
ラリ溝を上記試料導入路又は上記溶離液導入路に選択的
に流路接続することを特徴とする液体クロマトグラフ。 - 【請求項３】特許請求の範囲第２項記載の液体クロマト
グラフにおいて、上記枠体と上記ロータは、上記枠体の
試料導入路からロータ内のキャピラリ溝の一部を経て上
記枠体の液体排出路に向けて試料が導入される流路状態
と、上記ロータ内の余剰試料を溶離液導入路からの溶離
液で除去する流路状態と、余剰分が除去された試料をキ
ャピラリ溝内でクロマトグラフィ分離する流路状態と、
のそれぞれの流路状態に切り換わることを特徴とする液
体クロマトグラフ。 - 【請求項４】特許請求の範囲第２項記載の液体クロマト
グラフにおいて、上記キャピラリ溝は、試料成分の分離
に適した表面処理が施されていることを特徴とする液体
クロマトグラフ。 - 【請求項５】特許請求の範囲第２項記載の液体クロマト
グラフにおいて、上記検出部は電気化学的検出器又は電
気伝導度検出器の検出端としての電極であることを特徴
とする液体クロマトグラフ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63224663A JP2585390B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 液体クロマトグラフ |
| US07/369,853 US5132012A (en) | 1988-06-24 | 1989-06-22 | Liquid chromatograph |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63224663A JP2585390B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 液体クロマトグラフ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0273152A JPH0273152A (ja) | 1990-03-13 |
| JP2585390B2 true JP2585390B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=16817260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63224663A Expired - Fee Related JP2585390B2 (ja) | 1988-06-24 | 1988-09-09 | 液体クロマトグラフ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2585390B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0750190A4 (en) * | 1994-12-26 | 1997-10-22 | Advance Kk | POROUS CHANNEL CHROMATOGRAPHY DEVICE |
| US6267884B1 (en) * | 2000-01-04 | 2001-07-31 | Waters Investments Limited | Capillary columns employing monodispersed particles |
| JP2002159334A (ja) * | 2000-11-27 | 2002-06-04 | Yoshida Industry Co Ltd | 吐出量調節機能付きチューブ容器 |
| US6910503B2 (en) * | 2001-05-25 | 2005-06-28 | Upchurch Scientific, Inc. | Methods and apparatus for micro-fluidic analytical chemistry |
| JP4670590B2 (ja) * | 2005-10-28 | 2011-04-13 | 株式会社島津製作所 | 流路切換バルブ及びそれを用いた高速液体クロマトグラフ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6147558A (ja) * | 1984-08-14 | 1986-03-08 | Jeol Ltd | 液体クロマトグラフィの試料導入装置 |
| JPH041418Y2 (ja) * | 1986-03-10 | 1992-01-17 |
-
1988
- 1988-09-09 JP JP63224663A patent/JP2585390B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0273152A (ja) | 1990-03-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |