JP4228502B2 - Liquid chromatograph and flow path switching valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速液体クロマトグラフ(以下、HPLCという)など、試料中の各種化合物の分離分析を行なう液体クロマトグラフと、液体クロマトグラフその他の装置で流路の切替えに使用される流路切替バルブに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図1は、従来のHPLCを表す概略流路構成図である。
試料を分離するカラム5と、移動相をカラム5へ送液するポンプ部1と、サンプリングニードル39からサンプリングループ27へ試料を採取し、その採取した試料を流路切替バルブ29を切り替えてカラム5の上流の移動相流路に導入するオートインジェクタ3と、カラム5で分離された試料を検出する検出部7と、ポンプ部1及びオートインジェクタ3の動作を制御する制御部41から構成されている。
【0003】
ポンプ部1には、ダブルプランジャ往復動型送液ポンプ9が備えられている。ポンプ9の1次側ポンプヘッド11の吸入側はチェックバルブ13aを介して移動相が蓄えられた移動相容器15に接続され、吐出側はチェックバルブ13bを介して2次側ポンプヘッド17の吸入側に接続されている。2次側ポンプヘッド17の吐出側は、ドレインバルブ19及びラインフィルタ21を介してオートインジェクタ3に接続されている。2次側ポンプヘッド17とドレインバルブ19の間の流路には、圧力センサ23が設けられている。ドレインバルブ19はレバー25を手動で切り替えることにより、2次側ポンプヘッド17の吐出側をオートインジェクタ3又はドレインに切り替えて接続できる。
【0004】
オートインジェクタ3には、ポンプ部1からの流路をサンプリングループ27又はカラム5に切り替えて接続する2ポジション6ポートバルブ29が備えられている。サンプリングループ27には、インジェクションポート35と試料容器37との間を移動して、試料を試料容器37から吸入し、インジェクションポート35へ吐出するサンプリングニードル39が接続されている。インジェクションポート35は、バルブ29の切替えにより、カラム5に接続される。バルブ29の1つのポートには三方弁31を介して計量シリンジ33が接続されており、バルブ29の切替えにより、サンプリングループ27に接続される。
カラム5の下流にはカラム5で分離された試料を検出する検出部7が接続されている。
インジェクションポート35−バルブ29間の流路、バルブ29−カラム5間の流路及びカラム5−検出部7間の流路には、試料の希釈を防止するために細い管が用いられている。
【0005】
この従来例において、装置立上げ時に流路全体に移動相を満たしたり、又は移動相を置換したりする場合、ポンプ9の内部は容積が比較的大きいので、通常のような低速で移動相を流すとポンプ内部の移動相の置換に著しく時間がかかってしまう。しかし、移動相を高速で流すと、カラム5を含むインジェクションポート35以降の配管は細いので圧力が上がってしまう。そのため、インジェクションポート35以降の流路には高速で移動相を流せない。そこで、ポンプ部1でドレインバルブ19をドレイン側に切り替えてからポンプ9を高速駆動させてポンプ9内部に移動相を導入している。
【0006】
その動作を説明すると、まず、ドレインバルブ19のレバー25を手動で動かして2次側ポンプヘッド17の吐出側をドレインに接続する。次に、ポンプ9を高速駆動させ、ドレインバルブ19を介してドレインから移動相を排出する。1次側ポンプヘッド11及び2次側ポンプヘッド17の内部が新しい移動相で満たされた後、ポンプ9を通常の速度に戻し、ドレインバルブ19のレバー25を手動で切り替えて2次側ポンプヘッド17の吐出側をオートインジェクタ3に接続して流路全体に新しい移動相を流す。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
移動相の充満又は置換のために手動でドレインバルブの開閉を行なうことは、オペレータにとって煩雑な作業であるため、自動化が望まれている。しかし、ドレインバルブの開閉を自動化しようとすると、ドレインバルブには高圧がかかるため高トルクのモータが必要になり、装置のコストが高くなってしまう。
また、試料の吸引と吐出を行なう計量シリンジ33のような試料用の吸引吐出部材は、試料が変わるごとに洗浄しなければならないが、この洗浄動作は移動相の充満又は置換の動作と同時に行なえるようにすることが望まれている。
そこで本発明の目的は、液体クロマトグラフにおいて、コストを上昇させることなく、移動相の充満又は置換と、試料導入部の吸引吐出部材の洗浄を同時に行なえるようにし、かつこれらの動作を自動化することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の液体クロマトグラフは、試料を分離するカラムと、移動相をカラムへ送液する送液部と、吸引吐出部材を備えてサンプリングニードルからサンプリングループへ試料を採取し、その採取した試料を流路切替バルブを切り替えてカラムの上流の移動相流路に導入する試料導入部と、カラムで分離された試料を検出する検出部と、送液部及び試料導入部の動作を制御する制御部とを備えた液体クロマトグラフであって、サンプリングニードルから排出される液を外部に排出するドレインポートと、流路切替バルブは第1、第2の流路切替バルブを備え、制御部は、各部による分析動作の制御のほかに、第1の流路切替バルブを切り替えて送液部をサンプリングループを経てサンプリングニードルに接続し、吸引吐出部材を第2の流路切替バルブの1つのポートにつながる洗浄液用流路に接続するとともに、サンプリングニードルをドレインポートに位置決めし、送液部の駆動を分析時よりも高速駆動に切り替える動作の制御も行ない、さらに第1の流路接続バルブを上記の接続状態のまま、第2の流路切替バルブを切り替えて吸引吐出部材を洗浄液容器に接続し、吸引吐出部材に洗浄液を吸入する動作と、第2の流路切替バルブを切り替えて吸引吐出部材をドレインポートに接続し、吸引吐出部材に吸入した洗浄液をドレインポートに排出する動作を行なわせる制御も行なうものである。
【0009】
移動相を流路に充満させる信号又は移動相を交換する信号が外部から制御部に送られると、制御部は、送液部及び試料導入部を制御して、第1の流路切替バルブを切り替えて送液部をサンプリングニードル側に接続し、吸引吐出部材を洗浄液用流路側に接続し、サンプリングニードルをインジェクションポートからドレインポートに移動させ、送液部の流速を上げる。移動相は、送液部から、第1の流路切替バルブ、サンプリングループ、サンプリングニードル及びドレインポートを介して、高速で装置外部に排出されて、その流路が所望の移動相で充満又は置換される。制御部はさらに、第1の流路切替バルブを上記の接続状態のまま、第2の流路切替バルブを切り替えて洗浄液用流路を洗浄液容器側に接続し、吸引吐出部材を吸入動作させて第2の流路切替バルブ、洗浄液用流路及び第1の流路切替バルブを介して吸引吐出部材に洗浄液を吸入し、その後第2の流路切替バルブを切り替えて吸引吐出部材をドレインポート側に接続し、吸引吐出部材を吐出動作させて吸引吐出部材から洗浄液を吐出させ、吸引吐出部材の浄化動作を行なう。
【0010】
第1の流路切替バルブの一例は、円周上に等間隔で順に配置された6つのポート(1)から(6)を備えたステータと、ポート(1)をポート(2)又は(6)に切り替えて接続するための流路溝A、ポート(3)をポート(2)又は(4)に切り替えて接続するための流路溝B、及びポート(5)をポート(4)又は(6)に切り替えて接続するための流路溝Cを備えたロータとを備えた流路切替バルブであって、流路溝Aはポート(1)から(2)まで又はポート(1)から(6)までの距離よりも長い流路溝を備え、流路溝Bはポート(2)から(3)まで又はポート(3)から(4)までの距離よりも長い流路溝を備えており、ポート(1)に送液部が接続され、ポート(2)にサンプリングループが接続され、ポート(3)に吸引吐出部材が接続され、ポート(4)に第2の流路切替バルブの1つのポートにつながる洗浄液用流路が接続され、ポート(5)にインジェクションポートが接続され、ポート(6)にカラムが接続されているものである。
なお、この段落及び特許請求の範囲における括弧付きの数字は以下の段落及び図面中の丸で囲まれた数字を意味している。
【0011】
流路溝A,Bの一部は、ポート間の距離を越えて流路溝が延長して形成されている。その結果、流路溝A,B,Cがそれぞれポート間を接続する2つのポジションの他に、流路溝Aによりポート▲1▼をポート▲2▼に、流路溝Bによりポート▲3▼をポート▲4▼に接続しつつ、又は流路溝Aによりポート▲1▼をポート▲6▼に、流路溝Bによりポート▲3▼をポート▲2▼に接続しつつ、流路溝Cがポート間を接続しない状態もとることができる。
この流路切替バルブは、本発明の液体クロマトグラフだけでなく、他の分析装置その他の装置においても、多様な流路切替えを必要とするものには適用できるものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
第1の流路切替バルブは、少なくとも、送液部をサンプリングループを介してカラムに接続する第1のポジションと、送液部をカラムに直接接続し、吸引吐出部材をサンプリングループに接続する第2のポジションと、送液部をサンプリングループに接続し、カラムの上流を閉じ、吸引吐出部材を第2の流路切替バルブの1つのポートにつながる洗浄液用流路に接続する第3のポジションとの間で切り替えられるものであり、第2の流路切替バルブは、少なくとも、吸引吐出部材をドレインポートに接続し、かつ洗浄用流路を洗浄液容器に接続しない第1のポジションと、吸引吐出部材をドレインポートに接続せず、かつ洗浄液用流路を洗浄液容器に接続する第2のポジションとの間で切り替えられるものであることが好ましい。
移動相の置換を容易にするために、送液部の吸入側には異なる移動相を収容した複数の移動相容器がそれぞれの電磁弁又は送液ポンプを介して接続されており、それらの電磁弁の開閉又は送液ポンプの駆動により移動相の選択が可能になっていることが好ましい。
【0013】
【実施例】
図2は、一実施例を表す概略流路構成図である。
移動相を送液するポンプ部(送液部)2、試料を流路に導入するオートインジェクタ(試料導入部)4、試料を分離するカラム6及び分離された試料を順次検出する検出部8から構成されている。
ポンプ部2には、一例としてダブルプランジャ往復動型送液ポンプ10が備えられている。ポンプ10の1次側ポンプヘッド12の吸入側は、チェックバルブ14aを介して、移動相が蓄えられた移動相容器16に接続され、吐出側はチェックバルブ14bを介して2次側ポンプヘッド18の吸入側に接続されている。2次側ポンプヘッド18の吐出側は、移動相に混入した異物を除去するラインフィルタ20を介して、オートインジェクタ4に接続されている。2次側ポンプヘッド18とラインフィルタ20の間の流路には、圧力センサ22が設けられている。
【0014】
図3は、オートインジェクタ4をより詳細に示す概略流路構成図である。
オートインジェクタ4は、高圧バルブ(第1の流路切替バルブ)26と低圧バルブ(第2の流路切替バルブ)28を備えて流路を切り替えるようになっている。高圧バルブ26は、ステータに6つのポート▲1▼から▲6▼を備え、それらのポート間の接続を切り替えるためにロータは3つの流路溝A,B,Cを備えている。ポート▲1▼から▲6▼はステータの円周上に、ロータの60°回転分の等間隔で配置されている。流路溝Aはポート▲1▼をポート▲2▼又は▲6▼に切り替えて接続するための流路溝であり、流路溝Bはポート▲3▼をポート▲2▼又は▲4▼に切り替えて接続するための流路溝であり、流路溝Cはポート▲5▼をポート▲4▼又は▲6▼に切り替えて接続するための流路溝である。
【0015】
流路溝Aはポート▲1▼から▲2▼まで又はポート▲1▼から▲6▼までの距離よりも長い流路溝を備え、流路溝Bはポート▲2▼から▲3▼まで又はポート▲3▼から▲4▼までの距離よりも長い流路溝を備えている。すなわち、流路溝A,Bの一部は、60°の回転分を越えて流路溝が延長して形成されており、例えば流路溝A,Bの長さは90°の回転分である。このことにより、流路溝A,B,Cがそれぞれポート間を接続する2つのポジションの他に、後で説明する図8のオートドレイン・ポジションに示されるように、流路溝Aによりポート▲1▼をポート▲2▼に、流路溝Bによりポート▲3▼をポート▲4▼に接続しつつ、流路溝Cがポート間を接続しない状態もとることができ、高圧バルブ26は3ポジションバルブとなる。
【0016】
低圧バルブ28のステータは4つのポートa〜dを備えており、そのロータはポートbとcを接続したポジションと、後で説明する図6及び図9に示すようにポートdとaを接続したポジションと、並びに後で説明する図8に示すように、いずれのポート間も接続しないポジションの3つのポジションをとることができる流路溝を備えている。したがって、低圧バルブ28も3ポジションバルブである。
【0017】
高圧バルブ26のポート▲1▼は、ポンプ部2により移動相容器16の移動相が供給される流路に接続されている。ポート▲2▼に接続された流路には、サンプリングループ24が設けられ、その流路の先端にはサンプリングニードル36が設けられている。サンプリングニードル36は、インジェクションポート32、試料容器34及びドレインポート38の間を移動することができる(図2参照)。ポート▲3▼に接続された流路は計量ポンプ(吸引吐出部材)30を介して低圧バルブ28のポートbに接続されている。ポート▲4▼は洗浄液用流路42により低圧バルブ28のポートaに接続されている。ポート▲5▼にはインジェクションポート32が接続されている。ポート▲6▼には、カラム6を経て検出部8につながる分析流路が接続されている。
【0018】
低圧バルブ28の他のポートcには、ドレインポート38が接続され、ドレインポート38にはサンプリングニードル36を洗浄するリンス液(洗浄液)が供給されるとともに、サンプリングニードル36から移動相を排出することもできる。リンス液や移動相は、ドレインポート38から溢れだしてドレインへ排出されるようになっている。他のポートdにつながる流路はリンス液を蓄えた洗浄液容器44に導かれている。
【0019】
インジェクションポート32−バルブ26間の流路、バルブ26−カラム6間の流路及びカラム6−検出部8間の流路には、試料の希釈を防止するために細い管が用いられている。
ポンプ部2及びオートインジェクタ4の動作を制御するために、制御部40が備えられている。
【0020】
本実施例において、分析時の動作を説明する。図3から図7はサンプリング動作をポジション順に示したものである。
図3は(A)Ready(分析中)ポジションであり、高圧バルブ26ではポート▲1▼と▲2▼の間、及び▲5▼と▲6▼の間が接続されており、ポンプ部2により送り出された移動相がサンプリングループ24を通り、サンプリングニードル36とインジェクションポート32の接続点を経てカラム6から検出部8を通る流路を流れる。
低圧バルブ28ではポートbとcの間が接続されており、計量ポンプ30がドレインポート38を介して大気に開放されている。
【0021】
図4は(B)De-press(圧抜き工程)ポジションであり、図3の状態から高圧バルブ26が切り替えられて、ポート▲2▼と▲3▼の間が接続されることにより、サンプルループ24を含む流路が計量ポンプ30からドレインポート38を介して大気に開放され、計量ポンプ30は次のサンプル吸入工程に備えて吐出動作される。また、高圧バルブ26のポート▲1▼と▲6▼の間が接続されることにより、移動相がカラム6を経て検出部8を通る流路を流れ続ける。
【0022】
図5は(C)Load(サンプル吸入)ポジションであり、図4の状態から低圧バルブ28が切り替えられて、計量ポンプ30につながるポートbが閉じられる。そして、サンプリングニードル36が、試料の入った試料容器34に浸され、計量ポンプ30が吸入動作させられてサンプリングループ24に試料が吸入して採取される。
【0023】
図6は(D)INJ/Purge in(サンプル注入/計量ポンプパージ吸入)ポジションであり、図5の状態からサンプリングニードル36がインジェクションポート32に戻され、高圧バルブ26が切り替えられて、ポート▲1▼と▲2▼の間、及びポート▲5▼と▲6▼の間が接続される。これにより、移動相がサンプリングループ24を通り、サンプリングニードル36とインジェクションポート32の接続点を経てカラム6から検出部8を通る流路を流れて、サンプリングループ24に採取されたサンプルがカラム6に送られ、カラム6でサンプルの分離が開始される。
【0024】
また、高圧バルブ26は図6の状態ではポート▲3▼と▲4▼の間も接続されている。そして、低圧バルブ28は図5の状態からポートaが閉じられたままでポートbとcの間が接続される状態に切り替えられる。そして、計量ポンプ30が吐出動作させられて、計量ポンプ30中のリンス液及び試料がドレインポート38に排出される。その後、低圧バルブ28が再び切り替えられて、図6に示されるようにポートaとdの間が接続され、ポートbが閉じられた後、計量ポンプ30が吸入動作させられて、洗浄液容器44からリンス液が計量ポンプ30に吸入される
。
【0025】
図7は(E)Purge out(計量ポンプパージ排出)ポジションであり、図6の状態から低圧バルブ28が切り替えられてポートbとcの間が接続され、ポートaが閉じられる。そして、計量ポンプ30が吐出動作させられて、計量ポンプ30に吸入されたリンス液がドレインポート38から排出され、計量ポンプ30の流路が洗浄される。高圧バルブ26は図6の状態のままで、分析が続けられ、カラム6で分離されたサンプル成分が検出部8で検出されていく。
このように、図3から図7に示される順にポジション(A)→(B)→(C)→(D)→(E)の状態を経ることにより、サンプリングループ24へのサンプル採取、カラム6への注入、分離・分析の一連の分析動作が自動で行なわれる。そして、ポジション(D)で計量ポンプ30にリンス液が吸引された後、低圧バルブ28が切り替えられてポートbとcの間が接続され、ポジション(A)に戻る。ここで、分析中にポジション(D)と(E)を繰り返して計量ポンプ30の浄化動作を行なうことが好ましい。
【0026】
この実施例では、さらに他のポジションとして、図8に示される(F)Auto Drain(自動排出)ポジションがある。
Auto Drain ポジション(F)では、高圧バルブ26のポート▲1▼と▲2▼の間及びポート▲3▼と▲4▼の間だけが接続され、サンプリングニードル36がドレインポート38に移動させられる。高圧バルブ26の他のポート▲5▼及び▲6▼並びに低圧バルブ28のすべてのポートが閉じられる。そして、移動相はポンプ部2により送られ、高圧バルブ26からサンプリングループ24を経てドレインポート38へ排出されるようになる。
【0027】
このAuto Drain ポジション(F)を用いて、流路全体に移動相を満たしたり、移動相の置換を行なう場合を説明する。
高圧バルブ26及び低圧バルブ28の切替え、並びにサンプリングニードル36の移動は、ポジション(A)Ready →(B)De-press →(F)Auto Drain →(B)De-press →(A)Readyとなるように制御される。
すなわち、最初、ポジションは、図3に示されるReadyポジション(A)にある。そして、図4に示されるDe-pressポジション(B)を経て、図8に示されるAuto Drainポジション(F)に切り替えられる。Auto Drainポジション(F)では、ポンプ部2の駆動が高速駆動に切り替えられ、移動相の充満又は置換が短時間で行なわれる。移動相の充満又は置換の完了後、De-pressポジション(B)を経て、Readyポジション(A)に戻される。
この実施例の分析動作も移動相の充満又は置換の動作も、図2に示す制御部40により制御される。
本発明によれば、ドレインバルブのモータが不要になるだけでなく、ドレインバルブそのものが不要になる。その結果、装置のコストを上昇させることなく移動相の導入又は置換を自動化できる。
【0028】
この実施例では、さらに他のポジションとして、図9に示される(G)Auto Drain/Purge in(自動排出/計量ポンプパージ吸入)ポジションと、図10に示される(H)Auto Drain/Purge out(自動排出/計量ポンプパージ排出)ポジションがある。
ポジション(G)では、高圧バルブ26をポジション(F)の状態のまま、低圧バルブ28のポートaとdの間が接続され、ポートbが閉じられる。そして、計量ポンプが吸入動作させられて、洗浄液容器44からリンス液が計量ポンプ30に吸入される。
【0029】
ポジション(H)では、高圧バルブ26をポジション(G)の状態のまま、低圧バルブ28が切り替えられてポートbとcの間が接続され、ポートaが閉じられる。そして、計量ポンプ30が吐出動作させられて、計量ポンプ30に吸入されたリンス液がドレインポート38から排出される。
本発明によれば、ポジション(G)と(H)を繰り返すことにより、ポンプ部2の移動相の充満又は置換を行ないつつ、計量ポンプ30の浄化動作も自動で行なうことができる。
【0030】
本発明では、図8に示される(F)Auto Drainポジションをとることができることから、移動相の充満や置換をプログラムで自動的に実行させることができる。このことは、例えばグラジェント分析で複数の移動相容器からそれぞれのバルブまでの流路の移動相の置換を分析開始時刻までにプログラムで自動的に実行させておくことにより、分析時間を短縮することができるようになる。次の図11はそのようなグラジェント分析の例である。
【0031】
図11は、他の実施例の一部分を表す概略構成図である。
ポンプ部の1次側ポンプヘッドの吸入側に、それぞれ移動相を収容した移動相容器43a,43b,43c及び洗浄液を収容した洗浄液容器43dがそれぞれ電磁弁45a,45b,45c,45dを介して接続されている。
電磁弁45a,45b,45c,45dの開閉を制御して移動相又は洗浄液を選択可能になっているので、ボタン操作のみで、移動相の選択及び置換が可能になったり、分析後の流路洗浄工程を自動化することも可能になる。
本発明により(F)Auto Drainポジションをプログラムしておけば、移動相容器43a〜43cからそれぞれの電磁弁45a〜45cまでの移動相の置換を自動化することができる。
【0032】
この実施例では電磁弁45a,45b,45c,45dの開閉の開閉により移動相及び洗浄液の選択を行なっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、電磁弁の代わりの送液ポンプを備えて送液ポンプの駆動により移動相及び洗浄液の選択を行なうようにしてもよい。その場合には各移動相容器からそれぞれの送液ポンプを経てミキサーに至る流路の移動相置換をプログラムで自動化することができる。
【0033】
図12は、さらに他の実施例を表す概略構成図である。図3と同じ部分には同じ符号を付し、説明は省略する。
低圧バルブ48のステータは5つのポートa〜eを備えており、そのロータは上述のポートbとcを接続したポジション、ポートdとaを接続したポジション、いずれのポート間も接続しないポジションに加えて、ポートdとeを接続したポジションをとることができる4ポジションバルブである。ポートeにはマニュアルシリンジ50が接続されている。
【0034】
洗浄液容器44とポートdの間の流路にリンス液を充満する場合、図6と図7で説明した動作と同様の動作を繰り返して計量ポンプ30の吸入及び吐出を繰り返すことによりリンス液を洗浄液容器44とポートdの間の流路に充満してもよいが、その方法ではリンス液の充満に時間がかかる。そこでこの実施例では、低圧バルブ48を切り替えてポートdとeを接続した後、マニュアルシリンジ50を吸入動作させて洗浄液容器44とポートdの間の流路にリンス液を充満する。これにより、リンス液の充満にかかる時間を短縮することができる。
【0035】
上記の実施例では第1、第2の流路切替バルブとして3ポジションバルブ又は4ポジションバルブを用いているが、本発明を構成する流路切替バルブはこれに限定されるものではなく、第1、第2の流路切替バルブは少なくとも3つのポジション間で切り替えられるバルブであればよく、第1の流路切替バルブは、少なくとも、送液部をサンプリングループを介してカラムに接続する第1のポジションと、送液部をカラムに直接接続し、吸引吐出部材をサンプリングループに接続する第2のポジションと、送液部をサンプリングループに接続し、カラムの上流を閉じ、吸引吐出部材を洗浄液用流路に接続する第3のポジションとの間で切り替えられ、第2の流路切替バルブは、少なくとも、吸引吐出部材をドレインポートに接続し、かつ洗浄用流路を洗浄液容器に接続しない第1のポジションと、吸引吐出部材をドレインポートに接続せず、かつ洗浄液用流路を洗浄液容器に接続する第2のポジションとの間で切り替えられるものであればよい。
【0036】
【発明の効果】
本発明の液体クロマトグラフでは、サンプリングニードルから排出される液を外部に排出するドレインポートと、流路切替バルブは第1、第2の流路切替バルブを備え、移動相の充満又は置換の際に、制御部により、第1の流路切替バルブを切り替えて送液部をサンプリングループを経てサンプリングニードルに接続するとともに、サンプリングニードルをドレインポートに位置決めし、送液部の駆動を高速駆動に切り替える動作を行なわせ、ドレインポートから移動相を排出するようにしたので、ドレインバルブのモータが不要になるだけでなく、ドレインバルブそのものが不要になり、装置のコストを上昇させることなく移動相の充満又は置換を自動化できる。さらに、第1の流路切替バルブが移動相の充満又は置換時の状態で、制御部により、第2の流路切替バルブを切り替えて洗浄液用流路を洗浄液容器に接続し、計量ポンプを吸入動作させて洗浄液を吸入する動作と、第2の流路切替バルブを切り替えて計量ポンプをドレインポートに接続し、計量ポンプを吐出動作させて洗浄液を排出する動作を行なわせるようにしたので、移動相の充満又は置換中に計量ポンプの浄化動作を自動で行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来のHPLCを示す概略流路構成図である。
【図2】 一実施例を示す概略流路構成図である。
【図3】 同実施例を Ready ポジションで示す概略流路構成図である。
【図4】 同実施例を De-press ポジションで示す概略流路構成図である。
【図5】 同実施例を Load ポジションで示す概略流路構成図である。
【図6】 同実施例を INJ/Purge in ポジションで示す概略流路構成図である。
【図7】 同実施例を Purge out ポジションで示す概略流路構成図である。
【図8】 同実施例を Auto Drain ポジションで示す概略流路構成図である。
【図9】 同実施例を Auto Drain/Purge in ポジションで示す概略流路構成図である。
【図10】 同実施例を Auto Drain/Purge out ポジションで示す概略流路構成図である。
【図11】 他の実施例のグラジェント分析用の移動相供給部分を示す概略流路構成図である。
【図12】 さらに他の実施例を示す概略流路構成図である。
【符号の説明】
2 ポンプ部
4 オートインジェクタ
6 カラム
8 検出部
10 ダブルプランジャ往復動型送液ポンプ
12 1次側ポンプヘッド
16 移動相容器
18 2次側ポンプヘッド
20 ラインフィルタ
22 圧力センサ
24 サンプリングループ
26 高圧バルブ
28 低圧バルブ
30 計量ポンプ
32 インジェクションポート
34 サンプル容器
36 サンプリングニードル
38 ドレインポート
40 制御部
42 洗浄液用流路
44 洗浄液容器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid chromatograph for separating and analyzing various compounds in a sample, such as a high performance liquid chromatograph (hereinafter referred to as HPLC), and a flow path switching valve used for switching a flow path in a liquid chromatograph or other apparatus. It is about.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 is a schematic flow path configuration diagram showing a conventional HPLC.
The sample is collected from the
[0003]
The
[0004]
The
A
Thin tubes are used in the flow path between the
[0005]
In this conventional example, when the mobile phase is filled with the mobile phase or the mobile phase is replaced when the apparatus is started up, the volume of the inside of the
[0006]
The operation will be described. First, the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Since manually opening and closing the drain valve for filling or replacing the mobile phase is a complicated operation for the operator, automation is desired. However, when attempting to automate the opening and closing of the drain valve, a high torque motor is required because a high pressure is applied to the drain valve, which increases the cost of the apparatus.
In addition, a sample suction / discharge member such as the
ThereforeObject of the present inventionIn liquid chromatographs, the filling or replacement of the mobile phase and the cleaning of the suction / discharge member of the sample introduction unit can be performed simultaneously without increasing the cost, and these operations can be automated.is there.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The liquid chromatograph of the present invention includes a column for separating a sample, a liquid feeding part for feeding a mobile phase to the column, and a suction / discharge member, and takes a sample from a sampling needle to a sampling loop. A sample introduction section that switches the flow path switching valve and introduces it into the mobile phase flow path upstream of the column, a detection section that detects the sample separated by the column, and a control section that controls the operation of the liquid feeding section and the sample introduction section A drain port for discharging the liquid discharged from the sampling needle to the outside, the flow path switching valve includes first and second flow path switching valves, and the control unit includes each part. In addition to the control of the analysis operation by, the first flow path switching valve is switched to connect the liquid feeding section to the sampling needle through the sampling loop, and the suction / discharge member is switched to the second flow path. While connected to the washing solution flow path connected to one port of the lube, positioning the sampling needle into the drain port, the driving of the liquid supply portionThan at the time of analysisThe operation for switching to high speed driving is also controlled, and the second flow path switching valve is switched to connect the suction / discharge member to the cleaning liquid container while the first flow path connection valve remains in the above-mentioned connection state. Control is also performed to perform an operation of sucking the cleaning liquid and an operation of switching the second flow path switching valve to connect the suction / discharge member to the drain port and discharging the suctioned suction liquid to the drain port. .
[0009]
When a signal for filling the flow path with the mobile phase or a signal for exchanging the mobile phase is sent from the outside to the control section, the control section controls the liquid feed section and the sample introduction section to set the first flow path switching valve. By switching, the liquid feeding part is connected to the sampling needle side, the suction / discharge member is connected to the cleaning liquid flow path side, the sampling needle is moved from the injection port to the drain port, and the flow rate of the liquid feeding part is increased. The mobile phase is discharged from the liquid supply unit to the outside of the apparatus at high speed via the first flow path switching valve, the sampling loop, the sampling needle and the drain port, and the flow path is filled or replaced with a desired mobile phase. Is done. The controller further switches the second flow path switching valve to connect the cleaning liquid flow path to the cleaning liquid container side while keeping the first flow path switching valve in the above connection state, and causes the suction / discharge member to perform the suction operation. The suction liquid is sucked into the suction / discharge member via the second flow path switching valve, the cleaning liquid flow path, and the first flow path switching valve, and then the second flow path switching valve is switched to bring the suction / discharge member to the drain port side. The suction discharge member is discharged and the cleaning liquid is discharged from the suction discharge member to perform the purification operation of the suction discharge member.
[0010]
FirstFlow path switching valveExampleAre equally spaced on the circumferenceIn order6 ports arranged(1)From(6)With stator and port(1)The port(2)Or(6)Channel groove A, port for switching to and connecting to(3)The port(2)Or(4)Channel groove B and port for switching to and connecting to(5)The port(4)Or(6)A flow path switching valve having a flow path groove C for switching and connecting to the flow path, wherein the flow path groove A is a port(1)From(2)Or port(1)From(6)The channel groove is longer than the distance up to(2)From(3)Or port(3)From(4)With a channel groove longer than the distance toThe port (1) is connected to the liquid feeding section, the port (2) is connected to the sampling loop, the port (3) is connected to the suction / discharge member, and the port (4) is connected to the second flow path switching valve. A flow path for the washing liquid connected to one port is connected, an injection port is connected to port (5), and a column is connected to port (6)It is what.
The numbers in parentheses in this paragraph and in the claims mean the numbers in circles in the following paragraphs and drawings.
[0011]
Part of the channel grooves A and B is formed by extending the channel groove beyond the distance between the ports. As a result, in addition to the two positions where the channel grooves A, B, and C each connect between the ports, the port {circle around (1)} is changed to the port {circle around (2)} by the channel groove A and the port {circle around (3)} by the channel groove B. Is connected to port (4), or channel (1) is connected to port (6) by channel groove A, port (3) is connected to port (2) by channel groove B, and channel groove C is connected. Can take a state where the ports are not connected.
This flow path switching valve can be applied not only to the liquid chromatograph of the present invention but also to other analyzers and other apparatuses that require various flow path switching.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The first flow path switching valve includes at least a first position for connecting the liquid feeding unit to the column via the sampling loop, a first position for directly connecting the liquid feeding unit to the column, and connecting the suction / discharge member to the sampling loop. A third position for connecting the liquid feeding section to the sampling loop, closing the upstream of the column, and connecting the suction / discharge member to the flow path for the cleaning liquid connected to one port of the second flow path switching valve; The second flow path switching valve is at least a first position where the suction / discharge member is connected to the drain port and the cleaning flow path is not connected to the cleaning liquid container, and the suction / discharge member Is not connected to the drain port, and is preferably switched between a second position where the cleaning liquid flow path is connected to the cleaning liquid container.
In order to facilitate the replacement of the mobile phase, a plurality of mobile phase containers containing different mobile phases are connected to the suction side of the liquid feeding unit via respective solenoid valves or liquid feed pumps. It is preferable that the mobile phase can be selected by opening / closing a valve or driving a liquid feed pump.
[0013]
【Example】
FIG. 2 is a schematic flow path configuration diagram showing an embodiment.
From a pump unit (liquid feeding unit) 2 for feeding a mobile phase, an autoinjector (sample introduction unit) 4 for introducing a sample into a flow path, a
The
[0014]
FIG. 3 is a schematic flow path configuration diagram showing the
The
[0015]
Channel groove A is provided with a channel groove longer than the distance from port (1) to port (2) or from port (1) to port (6), and channel groove B is from port (2) to port (3) or A channel groove longer than the distance from port (3) to (4) is provided. That is, part of the channel grooves A and B is formed by extending the channel groove beyond the rotation of 60 °. For example, the length of the channel grooves A and B is 90 ° of rotation. is there. As a result, in addition to the two positions where the channel grooves A, B, and C each connect between the ports, as shown in the auto drain position of FIG. 1) can be connected to port (2) and port (3) can be connected to port (4) by channel groove B, while channel groove C can be connected between ports. It becomes a position valve.
[0016]
The stator of the
[0017]
The port {circle around (1)} of the
[0018]
A
[0019]
Thin pipes are used in the flow path between the
In order to control the operation of the
[0020]
In this embodiment, the operation during analysis will be described. 3 to 7 show the sampling operation in the order of positions.
FIG. 3 shows the (A) Ready (under analysis) position. The
The
[0021]
FIG. 4 shows the (B) De-press (pressure release process) position. When the
[0022]
FIG. 5 shows a (C) Load (sample inhalation) position. The low-
[0023]
FIG. 6 shows the (D) INJ / Purge in (sample injection / metering pump purge suction) position, the
[0024]
Further, the
.
[0025]
FIG. 7 shows the (E) Purge out (measuring pump purge discharge) position. The
In this way, through the positions (A) → (B) → (C) → (D) → (E) in the order shown in FIG. 3 to FIG. 7, sampling into the
[0026]
In this embodiment, as another position, there is a (F) Auto Drain (automatic discharge) position shown in FIG.
In the Auto Drain position (F), only the ports (1) and (2) and the ports (3) and (4) of the high-
[0027]
The case where the entire flow path is filled with the mobile phase or the mobile phase is replaced using the Auto Drain position (F) will be described.
The switching of the high-
That is, initially, the position is at the Ready position (A) shown in FIG. 4 is switched to the Auto Drain position (F) shown in FIG. 8 via the De-press position (B) shown in FIG. In the Auto Drain position (F), the driving of the
The analysis operation of this embodiment and the operation of filling or replacing the mobile phase are controlled by the
According to the present invention, not only the drain valve motor is unnecessary, but also the drain valve itself is unnecessary. As a result, the introduction or replacement of the mobile phase can be automated without increasing the cost of the apparatus.
[0028]
In this embodiment, as another position, (G) Auto Drain / Purge in (automatic drain / purge inhalation) position shown in FIG. 9 and (H) Auto Drain / Purge out ( There is an automatic discharge / metering pump purge discharge) position.
At the position (G), the ports a and d of the
[0029]
At the position (H), the
According to the present invention, by repeating the positions (G) and (H), the purification operation of the
[0030]
In the present invention, since the (F) Auto Drain position shown in FIG. 8 can be taken, the filling and replacement of the mobile phase can be automatically executed by a program. This means, for example, that the mobile phase replacement from the plurality of mobile phase vessels to the respective valves in gradient analysis is automatically executed by the program before the analysis start time, thereby shortening the analysis time. Will be able to. The next FIG. 11 is an example of such a gradient analysis.
[0031]
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a part of another embodiment.
Since the opening and closing of the
If the (F) Auto Drain position is programmed according to the present invention, the replacement of the mobile phase from the
[0032]
In this embodiment, the mobile phase and the cleaning liquid are selected by opening and closing the
[0033]
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment. The same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The stator of the low-
[0034]
When the rinsing liquid is filled in the flow path between the cleaning
[0035]
In the above embodiment, a three-position valve or a four-position valve is used as the first and second flow path switching valves, but the flow path switching valve constituting the present invention is not limited to this. The second flow path switching valve only needs to be a valve that can be switched between at least three positions. The first flow path switching valve is a first flow path connecting valve to the column via the sampling loop. The second position where the position and the liquid delivery part are directly connected to the column and the suction / discharge member is connected to the sampling loop, and the liquid delivery part is connected to the sampling loop, the upstream of the column is closed, and the suction / discharge member is used for the cleaning liquid The second flow path switching valve is switched at least between the suction and discharge member to the drain port and is cleaned. As long as it can be switched between a first position where the flow path is not connected to the cleaning liquid container and a second position where the suction / discharge member is not connected to the drain port and the cleaning liquid flow path is connected to the cleaning liquid container Good.
[0036]
【The invention's effect】
In the liquid chromatograph of the present invention, the drain port for discharging the liquid discharged from the sampling needle to the outside, the flow path switching valve includes the first and second flow path switching valves, and the mobile phase is filled or replaced. In addition, the control unit switches the first flow path switching valve to connect the liquid feeding unit to the sampling needle through the sampling loop, positions the sampling needle to the drain port, and switches the driving of the liquid feeding unit to high speed driving. Since the operation is performed and the mobile phase is discharged from the drain port, not only the drain valve motor is unnecessary, but the drain valve itself is unnecessary, and the mobile phase is filled without increasing the cost of the apparatus. Or the replacement can be automated. Further, with the first flow path switching valve in the state of full or replacement of the mobile phase, the controller switches the second flow path switching valve to connect the cleaning liquid flow path to the cleaning liquid container and suck the metering pump. Since the operation of sucking the cleaning liquid by operating and switching the second flow path switching valve to connect the metering pump to the drain port and discharging the cleaning liquid by operating the discharge of the metering pump, move The cleaning operation of the metering pump can be performed automatically during phase filling or replacement.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic flow channel configuration diagram showing conventional HPLC.
FIG. 2 is a schematic flow path configuration diagram showing an embodiment.
FIG. 3 is a schematic flow path configuration diagram showing the embodiment in a ready position.
FIG. 4 is a schematic flow path configuration diagram showing the embodiment in a De-press position.
FIG. 5 is a schematic flow path configuration diagram showing the embodiment at a load position.
FIG. 6 is a schematic flow path configuration diagram showing the same example in an INJ / Purge in position.
FIG. 7 is a schematic flow path configuration diagram showing the embodiment at a purge out position.
FIG. 8 is a schematic flow path configuration diagram showing the embodiment at an Auto Drain position.
FIG. 9 is a schematic flow path configuration diagram showing the embodiment in an Auto Drain / Purge in position.
FIG. 10 is a schematic flow path configuration diagram showing the embodiment at an Auto Drain / Purge out position.
FIG. 11 is a schematic flow channel configuration diagram showing a mobile phase supply portion for gradient analysis of another embodiment.
FIG. 12 is a schematic flow path configuration diagram showing still another embodiment.
[Explanation of symbols]
2 Pump part
4 Auto injector
6 columns
8 detector
10 Double plunger reciprocating liquid feed pump
12 Primary pump head
16 Mobile phase vessel
18 Secondary pump head
20 line filter
22 Pressure sensor
24 Sampling loop
26 High pressure valve
28 Low pressure valve
30 Metering pump
32 injection port
34 Sample container
36 Sampling needle
38 Drain port
40 Control unit
42 Flow path for cleaning liquid
44 Cleaning liquid container
Claims (4)
前記サンプリングニードルから排出される液を外部に排出するドレインポートと、
前記流路切替バルブは第1、第2の流路切替バルブを備え、
前記制御部は、前記各部による分析動作の制御のほかに、第1の流路切替バルブを切り替えて前記送液部を前記サンプリングループを経て前記サンプリングニードルに接続し、前記吸引吐出部材を第2の流路切替バルブの1つのポートにつながる洗浄液用流路に接続するとともに、前記サンプリングニードルを前記ドレインポートに位置決めし、前記送液部の駆動を分析時よりも高速駆動に切り替える動作の制御も行ない、
さらに前記第1の流路接続バルブを上記の接続状態のまま、前記第2の流路切替バルブを切り替えて前記吸引吐出部材を洗浄液容器に接続し、前記吸引吐出部材に洗浄液を吸入する動作と、前記第2の流路切替バルブを切り替えて前記吸引吐出部材を前記ドレインポートに接続し、前記吸引吐出部材に吸入した洗浄液を前記ドレインポートに排出する動作を行なわせる制御も行なうものを特徴とする液体クロマトグラフ。A column for separating the sample, a liquid feeding part for feeding the mobile phase to the column, and a suction / discharge member are collected from the sampling needle to the sampling loop, and the collected sample is switched by switching the flow path switching valve. A sample introduction unit for introducing the injection phase into the mobile phase flow path upstream of the column, a detection unit for detecting the sample separated by the column, and a control unit for controlling operations of the liquid feeding unit and the sample introduction unit In a liquid chromatograph equipped with
A drain port for discharging the liquid discharged from the sampling needle to the outside;
The flow path switching valve includes first and second flow path switching valves,
In addition to controlling the analysis operation by each unit, the control unit switches the first flow path switching valve to connect the liquid feeding unit to the sampling needle through the sampling loop, and the suction and discharge member to the second In addition to connecting to the cleaning liquid flow path connected to one port of the flow path switching valve, the sampling needle is positioned in the drain port, and the operation of switching the liquid feeding section to drive at a higher speed than during analysis is also controlled. Do,
Furthermore, with the first flow path connection valve in the above-mentioned connection state, the second flow path switching valve is switched to connect the suction / discharge member to the cleaning liquid container and to suck the cleaning liquid into the suction / discharge member. The second flow path switching valve is switched so that the suction / discharge member is connected to the drain port, and control is performed to cause the suction / discharge member to discharge the cleaning liquid sucked into the drain port. Liquid chromatograph.
第2の流路切替バルブは、少なくとも、前記吸引吐出部材を前記ドレインポートに接続し、かつ前記洗浄用流路を洗浄液容器に接続しない第1のポジションと、前記吸引吐出部材を前記ドレインポートに接続せず、かつ前記洗浄液用流路を前記洗浄液容器に接続する第2のポジションとの間で切り替えられるものである請求項1に記載の液体クロマトグラフ。The first flow path switching valve has at least a first position for connecting the liquid feeding section from the injection port to the column via the sampling loop, and directly connecting the liquid feeding section to the column; A second position for connecting the suction / discharge member to the sampling loop; a liquid feeding unit connected to the sampling loop; an upstream of the column is closed; and the suction / discharge member is connected to the second flow path switching valve. It can be switched between the third position connected to the flow path for cleaning liquid connected to one port,
The second flow path switching valve includes at least a first position where the suction / discharge member is connected to the drain port and the cleaning flow path is not connected to a cleaning liquid container; and the suction / discharge member is connected to the drain port. 2. The liquid chromatograph according to claim 1, wherein the liquid chromatograph is not connected and can be switched between a second position at which the cleaning liquid channel is connected to the cleaning liquid container.
前記流路溝Aはポート(1)から(2)まで又はポート(1)から(6)までの距離よりも長い流路溝を備え、前記流路溝Bはポート(2)から(3)まで又はポート(3)から(4)までの距離よりも長い流路溝を備えており、
ポート(1)に前記送液部が接続され、ポート(2)に前記サンプリングループが接続され、ポート(3)に前記吸引吐出部材が接続され、ポート(4)に前記第2の流路切替バルブの1つのポートにつながる洗浄液用流路が接続され、ポート(5)に前記インジェクションポートが接続され、ポート(6)に前記カラムが接続されている請求項2に記載の液体クロマトグラフ。 The first flow path switching valve includes a stator having six ports (1) to (6) sequentially arranged at equal intervals on the circumference, and a port (1) as a port (2) or (6). The channel groove A for switching and connecting to the port (3) , the channel groove B for switching and connecting the port (3) to the port (2) or (4) , and the port (5) to the port (4) or (6 a rotor having a flow channel C for connecting switch to),
The flow channel A includes a flow channel longer than the distance from the ports (1) to (2) or from the ports (1) to (6), and the flow channel B is formed from the ports (2) to (3). Or a channel groove longer than the distance from port (3) to (4) ,
The liquid feeding unit is connected to the port (1), the sampling loop is connected to the port (2), the suction / discharge member is connected to the port (3), and the second flow path switching is performed to the port (4). the washing solution flow path connected to one port of the valve is connected, the port (5) the injection port is connected, a liquid chromatograph according to claim 2, wherein the column port (6) is connected.
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