JP4426979B2 - 試料注入装置及び試料注入方法及び液体クロマトグラフィ装置 - Google Patents

Description

本発明は試料注入装置及び試料注入方法及び液体クロマトグラフィ装置に係り、特に切換弁を用いて移動相の流れを制御する試料注入装置及び試料注入方法及び液体クロマトグラフィ装置に関する。

試料を移動相としての液体と共に加圧してカラムへ送り、試料の成分を分離及び溶出させて検出器で検出する液体クロマトグラフィの装置は、概略すると移動相としての液体を貯蔵しておく移動相貯槽、移動相としての液体中の空気を除去する移動相脱気装置、移動相としての液体を移動相貯槽から検出器まで送るためのポンプ、試料を分離用カラムへ向う移動相としての液体へ注入する試料注入装置、試料の成分を分離するための充填剤で満たされた分離用カラム、分離用カラムを略一定の温度に保つカラム恒温槽、及び溶出された試料の成分を検出する検出器等を有した構成とされている。

この内、試料注入装置は、例えば特許文献１に示されるように切換弁を有している。この切換弁は、試料注入用ニードルに試料を注入する場合には試料注入用ニードルを試料に注入し、その後に試料注入用ニードルを試料注入ポートに装着して吸引した試料を移動相の流れと共にカラムに向け送出する構成とされている。図１１は、この種の試料注入装置の一例を示している。

同図に示す試料注入装置は、試料注入用ニードル１００（１００Ａ〜１００Ｃ）、ポンプ１０３、シリンジ１１１、洗浄液用ポンプ１１２、バルブ１１３、試料用容器１１４、インジェクションバルブ（切換弁）１１５、洗浄装置１２０、試料注入ポート１２４、及び図示してないニードル移動手段等を有している。

インジェクションバルブ１１５は６つのポートを有しており、各ポートには試料注入用ニードル１００、移動相用ポンプ１０３、バルブ１１３、洗浄装置１２０、及び試料注入ポート１２４が接続されている。インジェクションバルブ１１５は、図中実線のＡで示す接続状態（以下、接続状態Ａという）と、図中破線のＢで示す接続状態（接続状態Ｂという）とを切り換えする構成とされている。

試料に対する測定開始前においては、インジェクションバルブ１１５は接続状態Ａとなっており、また試料注入用ニードル１００は試料注入ポート１２４に装着された状態となっている（この状態の試料注入用ニードル１００を符号１００Ａで示している）。この試料注入用ニードル１００Ａはインジェクションバルブ１１５を介してポンプ１０３に接続されており、また試料注入ポート１２４は配管１２５及びインジェクションバルブ１１５を介して分離用カラム１０５と接続されている。従って、この接続状態では、ポンプ１０３から供給される移動相は、試料注入用ニードル１００Ａ，試料注入ポート１２４，配管１２５，インジェクションバルブ１１５を介して分離用カラム１０５に供給される。

一方、試料注入用ニードル１００に試料を吸入するには、インジェクションバルブ１１５を接続状態Ｂに切り換えると共に、試料注入用ニードル１００を試料用容器１１４に挿入する（この状態の試料注入用ニードル１００を符号１００Ｂで示している）。この接続状態Ｂでは、試料注入用ニードル１００Ｂは、インジェクションバルブ１１５及びバルブ１１３を介してシリンジ１１１に接続されている。このため、シリンジ１１を操作することにより、試料用容器１１４内の試料は試料注入用ニードル１００Ｂ内に吸引される。また、接続状態Ｂでは、ポンプ１０３はインジェクションバルブ１１５を介して分離用カラム１０５に接続されているため、試料注入用ニードル１００により試料を吸引処理している間も、分離用カラム１０５に対して移動相が供給され続ける。

次に、試料注入用ニードル１００に吸引された試料を分離用カラム１０５に向け送出するには、先ず試料注入用ニードル１００を洗浄装置１２０の洗浄部１１７Ｂ内に挿入し、続いて洗浄部１１７Ａ内に挿入してニードル外周の洗浄を行う。洗浄装置１２０の洗浄部１１７Ａ，１１７Ｂは、バルブ１１３を所定のタイミングで洗浄液用ポンプ１１２に接続することにより、常に新しい洗浄剤が供給されている。尚、余剰となった洗浄液は、廃液ポート１２３から排出される。

続いて、洗浄された試料注入用ニードル１００を試料注入ポート１２４に挿入すると共に、再びインジェクションバルブ１１５を接続状態Ａとする。これにより、ポンプ１０３から試料注入用ニードル１００Ａに向け供給される移動相は、試料を試料注入用ニードル１００Ａから試料注入ポート１２４に送出し、その後試料は移動相の流れに乗って配管１２５及びインジェクションバルブ１１５を通り、分離用カラム１０５に供給される。このように、従来の試料注入装置では、試料を試料注入用ニードル１００Ａから分離用カラム１０５に送出する際、試料がインジェクションバルブ１１５内を通過して分離用カラム１０５に供給される構成とされていた。
特開平１０−０１０１０３号公報

ところで近年では、上記構成とされた液体クロマトグラフィ装置の検出感度は向上しており、これに伴いキャリーオーバーと呼ばれる現象が問題になってきた。キャリーオーバーとは、時系列的に前に測定した試料の物質が液体クロマトグラフィの装置内に残留し、あたかも現在測定している試料中にその物質が存在するかのような検出結果を示す現象であり、分析結果の信頼性を低下させるものである。

このキャリーオーバーは、試料注入装置において移動相としての液体へ試料を注入するとき、試料が試料注入装置内の金属及び／又は樹脂に吸着して残留し、その残留した試料が、次の試料を注入するときに、液体クロマトグラフィの分析系へ導入されてしまうことによって生じる。

そこで、試料注入装置内に試料が残留するのを防止するために洗浄液用ポンプ１１２，バルブ１１３，及び洗浄装置１２０等を設け、試料を採取した後の試料注入用ニードル１００の外壁、試料を注入した後における試料注入用ニードル１００の内壁等を洗浄することが行われている。これにより、キャリーオーバーに対して一定の効果を得ることができるが、高精度の測定においては、これでも十分であるとはいえなかった。

本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、キャリーオーバーをより確実に低減することができる試料注入装置及び試料注入方法及び液体クロマトグラフィ装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。

請求項１記載の発明は、
カラムに接続された試料注入ポートと、
移動相を供給する移動相供給手段と、
前記注入ポートに装着可能な構成とされた試料注入に用いる第１のニードルと、
前記注入ポートに装着可能な構成とされた第２のニードルと、
前記第１のニードルと接続可能な構成とされると共に、該接続状態において前記第１のニードルに試料を吸引処理する試料吸引手段と、
前記第１のニードルを前記移動相供給手段または前記試料吸引手段のいずれか一方に選択的に接続すると共に、前記第２のニードルを前記移動相供給手段に接続しうる構成とされた切換弁とを有し、
前記試料吸引手段は、吸引する前記試料の吸引量が前記切換弁に入り込まない程度の吸引量となるよう設定されており、
該切換弁は、前記第１のニードルが前記試料注入ポートに装着された際、前記第１のニードルを前記移動相供給手段に接続し、前記第２のニードルが前記試料注入ポートに装着された際、前記第１のニードルを前記試料吸引手段に接続すると共に、前記第２のニードルを前記移動相供給手段に接続する構成されてなることを特徴とするものである。

上記発明によれば、切換弁が切り換えられることにより、第１のニードルが試料注入ポートに装着された状態では、第１のニードルは移動相供給手段に接続される。これにより、移動相供給手段から供給される移動相は、第１のニードル及び試料注入ポートを介してカラムに供給される。

また、第２のニードルが試料注入ポートに装着された状態では、切換弁が切り換えられることにより、第１のニードルは試料吸引手段に接続されると共に、第２のニードルは移動相供給手段に接続される。これにより、移動相供給手段から供給される移動相は、第２のニードル及び試料注入ポートを介してカラムに供給される。また、第１のニードルが試料吸引手段に接続されることにより、試料は第１のニードル内に試料吸引手段を用いて吸引することが可能となる。

上記のように、第１及び第２のニードルを選択的に試料注入ポートに装着可能な構成とすることにより、カラムを切換弁から分離することが可能となる。即ち、カラムを切換弁に接続することなく、移動相供給手段と接続された第１或は第２のニードルからカラムに常に移動相を供給することが可能となる。これにより、試料が吸引された第１のニードルを試料注入ポートに装着することにより、切換弁を介さずに試料をカラムに供給することが可能となるため、従来のように切換弁に試料が残存することを防止できる。

また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載の試料注入装置において、
前記第２のニードルと前記切換弁とを接続する配管に、該第２のニードルが前記試料注入ポートから離脱した際、該配管を閉塞する弁装置を設けたことを特徴とするものである。

上記発明によれば、第２のニードルと切換弁とを接続する配管に弁装置を設けることにより、試料注入ポートから離脱した際に第２のニードルから移動相が漏れることを防止することができる。

また、請求項３記載の発明は、
請求項１記載の試料注入装置を用いてカラムに対して試料を注入する試料注入方法であって、
前記第１のニードルを前記試料注入ポートに装着すると共に前記切換弁により前記移動相供給手段に接続し、かつ、前記第２のニードルを非接続状態とする第１のステップと、
前記第１のニードルを前記切換弁により前記試料吸引手段に接続することにより試料を該第１のニードル内に吸引し、かつ、前記第２のニードルを前記試料注入ポートに装着すると共に前記切換弁により前記移動相供給手段に接続する第２のステップと、
前記第１のニードルを前記試料注入ポートに装着すると共に前記切換弁により前記移動相供給手段に接続して吸引した前記試料を前記カラムに向け送出し、かつ、前記第２のニードルを非接続状態とする第３のステップとを有することを特徴とするものである。

上記発明によれば、第１のステップでは第１のニードルを試料注入ポートに装着すると共に切換弁により移動相供給手段に接続するため、移動相は第１のニードルを介してカラムに供給される。この際、第２のニードルは非接続状態とされており、特に機能は奏していない。

第２のステップでは、切換弁により移動相供給手段に接続された第２のニードルが試料注入ポートに装着されるため、移動相は第２のニードルを介してカラムに供給される。また、第１のニードルは切換弁により試料吸引手段に接続されるため、試料は第１のニードル内に吸引される。

第３のステップでは、試料を吸引した第１のニードルを試料注入ポートに装着すると共に切換弁により第１のニードルを移動相供給手段に接続することにより、試料は切換弁内を通過することなくカラムに向け送出される。これにより、従来のように切換弁に試料が残存することを防止できる。

また、請求項４記載の発明は、
請求項３記載の試料注入方法において、
前記第２のニードルと前記切換弁とを接続する配管に弁装置を設けておき、
前記第１及び第３のステップでは、該弁装置により該配管を閉塞することを特徴とするものである。

上記発明によれば、第２のニードルが試料注入ポートに対して非接続な状態において、弁装置により第２のニードルと切換弁とを接続する配管が閉塞されるため、第２のニードルから移動相が漏れることを防止することができる。

また、請求項５記載の発明に係る液体クロマトグラフィ装置は、
カラムに接続された試料注入ポートと、
移動相を供給する移動相供給手段と、
前記注入ポートに装着可能な構成とされた試料注入に用いる第１のニードルと、
前記注入ポートに装着可能な構成とされた第２のニードルと、
前記第１のニードルと接続可能な構成とされると共に、該接続状態において前記第１のニードルに試料を吸引処理する試料吸引手段と、
前記第１のニードルを前記移動相供給手段または前記試料吸引手段のいずれか一方に選択的に接続すると共に、前記第２のニードルを前記移動相供給手段に接続しうる構成とされた切換弁と、
前記第１のニードルから前記移動相と共に前記試料が供給され、該試料の成分を分離する分離用カラムと、
該分離用カラムによって分離された前記試料の成分を検出する検出器とを有し、
前記試料吸引手段は、吸引する前記試料の吸引量が前記切換弁に入り込まない程度の吸引量となるよう設定されており、
該切換弁は、前記第１のニードルが前記試料注入ポートに装着された際、前記第１のニードルを前記移動相供給手段に接続し、前記第２のニードルが前記試料注入ポートに装着された際、前記第１のニードルを前記試料吸引手段に接続すると共に、前記第２のニードルを前記移動相供給手段に接続する構成されてなることを特徴とするものである。

上記発明によれば、試料が吸引された第１のニードルを試料注入ポートに装着することにより、切換弁を介さずに試料をカラムに供給することが可能となるため、従来のように切換弁に試料が残存することを防止できる。よって、キャリーオーバーの発生を抑制でき検出精度の向上を図ることができる。

本発明によれば、切換弁に試料が残存することを防止できるため、キャリーオーバーを十分に低減することができる。また、注入ポートからカラム入口まで切換弁を介さないことにより試料の拡散を最小にできるため、検出ピークの理論段数を向上することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。

図１は本発明の一実施例である試料注入装置１の要部構成を示す斜視図であり、図２はこの試料注入装置１を設けた液体クロマトグラフィ装置３０の構成を示すブロック図である。先ず、図２を用いて液体クロマトグラフィ装置３０の構成について説明する。

液体クロマトグラフィ装置３０は、大略すると移動相としての液体を貯蔵しておく移動相貯槽３１と、移動相としての液体中の空気を除去する移動相脱気装置３２と、移動相としての液体を移動相貯槽３１から検出器３７まで送るためのポンプ３３（請求項に記載の移動相供給手段に相当する）と、試料を分離用カラム３５へ向う移動相としての液体へ注入する試料注入装置１と、試料の成分を分離するための充填剤で満たされた分離用カラム３５と、分離用カラム３５を一定の温度に保つカラム恒温槽３６と、溶出された試料の成分を検出する検出器３７等を有した構成とされている。尚、移動相貯槽３１からポンプ３３により試料注入装置１を介して分離用カラム３５に供給される移動相は、測定の安定化を図る点より常に分離用カラム３５に供給されていることが望ましい。

次に、図１及び図３を参照して試料注入装置１の構成について説明する。尚、図３は、試料注入装置１の各構成要素の接続を示す図である。試料注入装置１は、大略すると第１及び第２のニードル１０Ａ，１０Ｂ、シリンジ１１（請求項に記載の試料吸引手段に相当する）、洗浄液用ポンプ１２、バルブ１３、試料用容器１４、インジェクションバルブ１５、洗浄液用容器１８、洗浄装置２０、及び図示しないニードル移動手段等により構成されている。

本実施例に係る試料注入装置１は、２本のニードル１０Ａ，１０Ｂを設けたことを特徴としている。この内、試料注入用の第１のニードル１０Ａは、インジェクションバルブ１５及びバルブ１３を介してシリンジ１１に接続可能な構成とされている。また、インジェクションバルブ１５を介してポンプ３３とも接続可能な構成とされている。

各バルブ１３，１５の切換により第１のニードル１０Ａがシリンジ１１に接続されると、シリンジ１１の押し引きによって、第１のニードル１０Ａに対して試料の吸入及び吐出を行うことができる。また、インジェクションバルブ１５の切り換えにより第１のニードル１０Ａがインジェクションバルブ１５を介してポンプ３３に接続されると、ポンプ３３より移動相が第１のニードル１０Ａに供給される。

また、第２のニードル１０Ｂは、インジェクションバルブ１５を介してポンプ３３に接続可能な構成とされている。そして、インジェクションバルブ１５の切り換えにより第２のニードル１０Ｂがインジェクションバルブ１５を介してポンプ３３に接続されると、ポンプ３３より移動相が第２のニードル１０Ｂに供給される。

この第２のニードル１０Ｂとインジェクションバルブ１５とを接続する配管には、液だれ防止三方電磁弁２６が設けられている。この液だれ防止三方電磁弁２６は、第２のニードル１０Ｂが移動中等のインジェクションポート１９に装着されていない状態でインジェクションバルブ１５が図中Ｂで示す接続状態となったときに閉弁し、第２のニードル１０Ｂから移動相が流出することを防止するために設けられている。

また、洗浄液用容器１８は内部に洗浄液が貯蔵されており、この洗浄液用容器１８は洗浄液用ポンプ１２に接続されている（図３では、洗浄液用容器１８の図示は省略している）。洗浄液用容器１８に貯蔵されている洗浄液は、洗浄液用ポンプ１２により吸入されてバルブ１３に圧送される構成とされている。

バルブ１３は、洗浄液用ポンプ１２により洗浄液用容器１８から送出される洗浄液を、洗浄装置２０又は第１のニードル１０Ａへ選択的に供給することができる。具体的には、バルブ１３は３個のポートＰ１〜Ｐ３を有しており、この内の２つのポートを選択的に接続可能な構成となっている。

また、シリンジ１１及びインジェクションバルブ１５はいずれもバルブ１３のポートＰ３に接続されており、よって常時シリンジ１１とインジェクションバルブ１５は接続された状態となっている。尚、バルブ１３は、各ポートＰ１〜Ｐ３をいずれも他のポートと接続しない状態とすることも可能な構成となっている。

洗浄装置２０は、洗浄部１７Ａ，１７Ｂ、超音波振動子２１、廃液ポート２３、及び廃液配管２５等を設けた構成とされている。この洗浄装置２０は、バルブ１３の切り換えにより洗浄液用ポンプ１２と接続されると、洗浄液用容器１８から洗浄液（本実施例では、水が選定されている）が供給される。また、一定量以上の余剰の洗浄液は、廃液ポート２３に流入し、これと接続された廃液配管２５から廃液として外部に排出される。

この洗浄装置２０は、後述するように第１のニードル１０Ａが挿入されることにより、第１のニードル１０Ａに付着した試料を洗浄し、これによりキャリーオーバーの発生を抑制する機能を奏する。また、洗浄装置２０には超音波振動子２１が設けられており、第１のニードル１０Ａを超音波洗浄しうる構成となっている。これにより、第１のニードル１０Ａの洗浄効果を高めることができ、より確実にキャリーオーバーの発生を抑制することができる。

インジェクションポート１９は、分離用カラム３５に接続されている。即ち、本実施例に係る試料注入装置１では、インジェクションポート１９はインジェクションバルブ１５と接続されてはおらず、よってインジェクションバルブ１５から完全に分離独立した構成とされている。後述するように、試料を吸引した第１のニードル１０Ａがインジェクションポート１９に装着され、試料をインジェクションポート１９に吐出することにより、この試料は移動相の流れに伴い分離用カラム３５に送出される。

インジェクションバルブ１５は６つのポートを有しており、各ポートには第１のニードル１０Ａ、第２のニードル１０Ｂ、バルブ１３、ポンプ３３、洗浄装置２０が接続されている。このインジェクションバルブ１５は、図中実線のＡで示す接続状態（以下、接続状態Ａという）と、図中破線のＢで示す接続状態（接続状態Ｂという）とを切り換えする構成とされている。

インジェクションバルブ１５が接続状態Ａの場合、第１のニードル１０Ａはインジェクションバルブ１５を介してポンプ３３と接続し、バルブ１３はインジェクションバルブ１５を介して洗浄装置２０の洗浄部１７Ａに接続される。この際、第２のニードル１０Ｂは、いずれにも接続されない状態となっている。また、インジェクションバルブ１５が接続状態Ｂの場合、第１のニードル１０Ａはインジェクションバルブ１５を介してバルブ１３と接続され、第２のニードル１０Ｂはインジェクションバルブ１５を介してポンプ３３に接続された状態となる。

続いて、図３乃至図８を参照し、上記構成とされた試料注入装置１の動作及び、この試料注入装置１を用いて試料を分離用カラム３５に向け注入する注入方法について説明する。

図３は、試料の採取を行う前の待機状態（第１のステップ）である試料注入装置１を示している。この待機状態では、インジェクションバルブ１５は接続状態Ａとなっており、またバルブ１３はいずれのポートＰ１〜Ｐ３を接続しない状態となっている。更に、図示しないニードル移動手段により、第１のニードル１０Ａはインジェクションポート１９に装着されている。

また、第２のニードル１０Ｂはニードル移動手段により、インジェクションポート１９の近傍位置に待機しており、この待機状態では第２のニードル１０Ｂは何も機能していない非接続状態となっている。更に、液だれ防止三方電磁弁２６は、第２のニードル１０Ｂとインジェクションバルブ１５とを接続する配管を閉塞した状態となっている。

従って、待機状態においては、ポンプ３３から供給される移動相が第１のニードル１０Ａ，インジェクションポート１９を介して分離用カラム３５に供給された構成となっている。

図４は、第１のニードル１０Ａに試料を吸入する試料採取状態（第２のステップ）を示している。試料採取状態では、ニードル移動手段により第１のニードル１０Ａは試料用容器１４内に挿入されると共に、第１のニードル１０Ａに代えて第２のニードル１０Ｂがインジェクションポート１９に装着される。また、インジェクションバルブ１５は接続状態Ｂに切り換え処理が行われる。また、液だれ防止三方電磁弁２６も切り換わり、第２のニードル１０Ｂはインジェクションバルブ１５と連通された状態となる。

従って、試料採取状態においては、ポンプ３３から供給される移動相は第２のニードル１０Ｂ，インジェクションポート１９を介して分離用カラム３５に供給される。従って、インジェクションポート１９に装着されるニードルが、第１のニードル１０Ａから第２のニードル１０Ｂに代わっても、分離用カラム３５に対し常に移動相は供給され、よって測定の安定を維持することができる。

また、第１のニードル１０Ａは、インジェクションバルブ１５及びバルブ１３を介してシリンジ１１に接続される。よって、シリンジ１１を用いて吸引操作することにより、試料用容器１４内の試料は第１のニードル１０Ａに吸引される。この際、試料の吸引量は、吸引した試料がインジェクションバルブ１５に入り込まない程度の量に設定されている。これによっても、試料がインジェクションバルブ１５内に付着することを防止でき、キャリーオーバーの発生を抑制することができる。尚、吸引量を多くするため、第１のニードル１０Ａにサンプルループを設けた構成としてもよい。

図５及び図６は、試料用容器１４内の試料に挿入したことにより第１のニードル１０Ａの外壁に付着した試料を洗浄する処理を示している。図５は第１のニードル１０Ａの外壁に付着した試料を大まかに洗浄するプレ洗浄処理を示しており、図６は第１のニードル１０Ａの外壁に付着した試料をより確実に洗浄する超音波洗浄処理を示している。

図５に示すプレ洗浄処理では、インジェクションバルブ１５を接続状態Ｂに維持しつつ、ニードル移動手段により第１のニードル１０Ａを洗浄装置２０の洗浄部１７Ｂに挿入する。また、ポートＰ１とポートＰ２が接続されるようバルブ１３を切り換え、洗浄液用ポンプ１２を介して洗浄液用容器１８内の洗浄液を洗浄部１７Ｂに供給する。よって、洗浄部１７Ｂ内に洗浄液が噴出し、これにより第１のニードル１０Ａの外壁はプレ洗浄される。尚、洗浄部１７Ｂから溢れた洗浄液は、廃液ポート２３及び廃液配管２５を介して排出される。

続く図６に示す超音波洗浄処理では、インジェクションバルブ１５を接続状態Ｂに維持しつつ、ニードル移動手段により第１のニードル１０Ａを洗浄装置２０の洗浄部１７Ａに挿入する。また、バルブ１３は、再びいずれのポートＰ１〜Ｐ３も接続されない状態に切り換えられる。この状態で、超音波振動子２１を駆動して超音波を発生される。これにより、洗浄部１７Ａに装填されている洗浄液は超音波振動し、第１のニードル１０Ａの外壁に付着している試料は確実に洗浄される。尚、上記した洗浄処理中においても、移動相はポンプ３３からインジェクションバルブ１５，第２のニードル１０Ｂ，インジェクションポート１９を介して分離用カラム３５に供給され続けている。

上記の試料の洗浄処理が終了すると、第１のニードル１０Ａに吸引していた試料を分離用カラム３５に供給する処理が行われる。図７は、試料を分離用カラム３５に供給している状態（第３のステップ）を示している。

この試料供給状態では、インジェクションバルブ１５は接続状態Ｂから接続状態Ａに再び切り換わり、また図示しないニードル移動手段により、第１のニードル１０Ａも再びインジェクションポート１９に装着される。更に、第２のニードル１０Ｂも、ニードル移動手段によりインジェクションポート１９の近傍の待機位置に移動される。

第２のニードル１０Ｂがこの移動動作を開始すると、液だれ防止三方電磁弁２６は第２のニードル１０Ｂとインジェクションバルブ１５とを接続する配管を閉塞する。また、試料供給状態（第３のステップ）では、試料を吸引した第１のニードル１０Ａがインジェクションポート１９に装着されると共に、インジェクションバルブ１５により第１のニードル１０Ａがポンプ３３に接続される。

これにより、第１のニードル１０Ａ内の試料は、インジェクションバルブ１５を通過することなく分離用カラム３５に向け送出される。また、分離用カラム３５に送出された試料は、分離用カラム３５で所定の分離が行われた後、検出器３７に送られて測定（分析）処理が行われる。

このように、本実施例に係る試料注入装置１及びこれを用いた試料注入方法によれば、従来のようにインジェクションバルブ１５内に試料が残存することを確実に防止することができ、よってキャリーオーバーの発生を確実に抑制することができる。また、試料注入装置１内のキャリーオーバーの発生が抑制されることにより、理論段数の向上を図ることができる。

尚、この試料供給状態（試料の分析処理中）の時間を利用して、洗浄部１７Ａの洗浄液の交換処理を行うこととしてもよい。この場合、図８に示すようにバルブ１３をポートＰ２とポートＰ３とを接続するように切り換え、洗浄液用容器１８内の洗浄液を洗浄液用ポンプ１２，バルブ１３，インジェクションバルブ１５を介して洗浄装置２０の洗浄部１７Ａに供給する。

これにより、第１のニードル１０Ａの洗浄処理を行うことにより汚染された洗浄液は廃液ポート２３及び廃液配管２５を介して排出され、洗浄部１７Ａには試料により汚染されていないきれいな洗浄液が装填される。従って次回の洗浄処理において、第１のニードル１０Ａの外壁に付着した試料をより確実に洗浄でき、第１のニードル１０Ａを介したキャリーオーバーの発生を抑制することができる。

次に、本発明の液体クロマトグラフィ装置１に対して行ったキャリーオーバーの評価の結果を図９及び図１０を参照しつつ説明する。

図１及び図３に示す試料注入装置１を設けた図２に示す液体クロマトグラフィ装置３０を用いてキャリーオーバーに関する評価を行った。図９に示す評価では、液体クロマトグラフィの移動相の溶媒として、ＣＨ_３ＯＨ／Ｈ_２Ｏの混合溶媒（体積比７０：３０）を用いた。また図１０に示す評価では、液体クロマトグラフィの移動相の溶媒として、１００ｍＭのＮａ₂ＣｌＯ₄含む１０ｍＭのＮＨ_４Ｈ_２ＰＯ_４（ｐＨ２．６）／ＣＨ３ＣＮの混合溶媒（体積比５５：４５）を用いた。また、移動相の溶媒の流速は、２００μｌ／分であった。尚、洗浄液としては水を用いた。

また、図９及び図１０のいずれの評価においても、実施例の分離用カラム３５及び比較例の分離用カラム１０５は内径２ｍｍ×長さ１５０ｍｍの同一のカラムを使用し、カラム恒温槽３６を用いて分離用カラム３５の温度を４０℃に保った。液体クロマトグラフィの固定相としてのカラム充填剤には、実施例及び比較例共に粒子径５ミクロンのオクタデシル化シリカゲルを用いた。キャリーオーバーを評価するための試料として、図９に示す評価ではウラシルを用い、図９に示す評価ではキャリーオーバーが起こり易い塩基性かつ疎水性のクロロヘキシジンを用いた。また、検出器としては、波長２５４ｎｍの紫外線を用いた吸光光度検出器を使用した。

図９に示す実施例は、インジェクションバルブ１５を通すことなく、第１のニードル１０Ａに採取した試料を直接分離用カラム３５に供給するよう構成した本実施例に係る試料注入装置１を用いた場合の実験結果を示している。これに対し、図９に示す比較例は、従来のように試料注入用ニードル１００に採取した試料をインジェクションバルブ１１５の内部を通過させて分離用カラム１０５に供給する構成の試料注入装置（図１１参照）を用いた場合の実験結果を示している。

同図より、比較例における５％のピーク幅が0.2374であり、よって理論段数は7659である。これに対して実施例においては、５％のピーク幅が0.2201であり理論段数は8686となっており、比較例に比べて約1000段程度高くなっている。前記したように、比較例及び実施例において、使用しているカラム及びカラム充填剤は同一であり、また評価するための試料の注入量も同一としているため、この実験結果より本実施例に係る試料注入装置１によれば、従来に比べてピークがシャープに現れており、よって分離がきれいに行われていることが判る。

また図１０は、上記した実験条件で試料としてクロロヘキシジンを注入して１回目の測定を行い、２回目から６回目は試料（クロロヘキシジン）を注入することなく移動相のみを流して測定を行った結果を示している。具体的な測定方法としては、先ず試料を注入した１回目の測定で現れるピークのピーク面積（Ｓ１とする）を求める。次に、その後に移動相のみを流して行う２回目から６回目の測定の内、２回目の測定で現れるピークのピーク面積（Ｓ２とする）を測定し、このピーク面積Ｓ１に対するピーク面積Ｓ２の割合（Ｓ２／Ｓ１）を演算した。

図１０は、この実験を従来の試料注入装置を用いで実施した実験結果（比較例）と、本実施例に係る試料注入装置１を用いた実施した実験結果（実施例）とを対比して示したものである。ピーク面積Ｓ１に対するピーク面積Ｓ２の割合（以下、ピーク面積割合という）は、２回目移行の移動相のみを流した場合の測定では、本来では何のピークも溶出しないはずであり、よってピーク面積割合（Ｓ２／Ｓ１）は小さいほどキャリーオーバーが抑制されているといえる。

そこで、図１０に注目すると、比較例ではピーク面積割合（Ｓ２／Ｓ１）の４回の試験結果の平均が０．００２０であるのに対し、実施例ではピーク面積割合（Ｓ２／Ｓ１）の４回の試験結果の平均が０．０００９と大きく減少しているのが判る。よって、図９の実験結果より、本実施例に係る試料注入装置１及び試料注入方法を用いることにより、キャリーオーバーを低減させることができ、よって試料注入装置１を用いた液体クロマトグラフィ装置３０の分析精度を高めることができる。

図１は、本発明の一実施例である試料注入装置を示す構成図である。 図２は、本発明の一実施例である試料注入装置が搭載される液体クロマトグラフィ装置を示す構成図である。 図３は、本発明の一実施例である試料注入装置を用いた試料注入方法を説明する図であり、待機状態を示す図である。 図４は、本発明の一実施例である試料注入装置を用いた試料注入方法を説明する図であり、試料採取時の状態を示す図である。 図５は、本発明の一実施例である試料注入装置を用いた試料注入方法を説明する図であり、ニードルの予備洗浄時の状態を示す図である。 図６は、本発明の一実施例である試料注入装置を用いた試料注入方法を説明する図であり、ニードルの超音波洗浄時の状態を示す図である。 図７は、本発明の一実施例である試料注入装置を用いた試料注入方法を説明する図であり、試料分析時の状態を示す図である（その１）。 図８は、本発明の一実施例である試料注入装置を用いた試料注入方法を説明する図であり、試料分析時の状態を示す図である（その２）。 図９は、本発明の効果を説明するための図である（その１）。 図１０は、本発明の効果を説明するための図である（その１）。 図１１は、従来の一例である試料注入装置を示す構成図である。

１ 試料注入装置
１０Ａ，１０Ｂ ニードル
１１ シリンジ
１２ 洗浄液用ポンプ
１３ バルブ
１４ 試料用容器
１５ インジェクションバルブ
１７Ａ，１７Ｂ 洗浄部
１８ 洗浄液用容器
１９ インジェクションポート
２０ 洗浄装置
２６ 液だれ防止三方電磁弁
３０ 液体クロマトグラフィ装置
３１ 移動相貯槽
３２ 移動相脱気装置
３３ ポンプ
３５ 分離用カラム

Claims (5)

1. カラムに接続された試料注入ポートと、
   移動相を供給する移動相供給手段と、
   前記注入ポートに装着可能な構成とされた試料注入に用いる第１のニードルと、
   前記注入ポートに装着可能な構成とされた第２のニードルと、
   前記第１のニードルと接続可能な構成とされると共に、該接続状態において前記第１のニードルに試料を吸引処理する試料吸引手段と、
   前記第１のニードルを前記移動相供給手段または前記試料吸引手段のいずれか一方に選択的に接続すると共に、前記第２のニードルを前記移動相供給手段に接続しうる構成とされた切換弁とを有し、
   前記試料吸引手段は、吸引する前記試料の吸引量が前記切換弁に入り込まない程度の吸引量となるよう設定されており、
   該切換弁は、前記第１のニードルが前記試料注入ポートに装着された際、前記第１のニードルを前記移動相供給手段に接続し、前記第２のニードルが前記試料注入ポートに装着された際、前記第１のニードルを前記試料吸引手段に接続すると共に、前記第２のニードルを前記移動相供給手段に接続する構成されてなることを特徴とする試料注入装置。
2. 請求項１記載の試料注入装置において、
   前記第２のニードルと前記切換弁とを接続する配管に、該第２のニードルが前記試料注入ポートから離脱した際、該配管を閉塞する弁装置を設けたことを特徴とする試料注入装置。
3. 請求項１記載の試料注入装置を用いてカラムに対して試料を注入する試料注入方法であって、
   前記第１のニードルを前記試料注入ポートに装着すると共に前記切換弁により前記移動相供給手段に接続し、かつ、前記第２のニードルを非接続状態とする第１のステップと、
   前記第１のニードルを前記切換弁により前記試料吸引手段に接続することにより試料を該第１のニードル内に吸引し、かつ、前記第２のニードルを前記試料注入ポートに装着すると共に前記切換弁により前記移動相供給手段に接続する第２のステップと、
   前記第１のニードルを前記試料注入ポートに装着すると共に前記切換弁により前記移動相供給手段に接続して吸引した前記試料を前記カラムに向け送出し、かつ、前記第２のニードルを非接続状態とする第３のステップとを有することを特徴とする試料注入方法。
4. 請求項３記載の試料注入方法において、
   前記第２のニードルと前記切換弁とを接続する配管に弁装置を設けておき、
   前記第１及び第３のステップでは、該弁装置により該配管を閉塞することを特徴とする試料注入方法。
5. カラムに接続された試料注入ポートと、
   移動相を供給する移動相供給手段と、
   前記注入ポートに装着可能な構成とされた試料注入に用いる第１のニードルと、
   前記注入ポートに装着可能な構成とされた第２のニードルと、
   前記第１のニードルと接続可能な構成とされると共に、該接続状態において前記第１のニードルに試料を吸引処理する試料吸引手段と、
   前記第１のニードルを前記移動相供給手段または前記試料吸引手段のいずれか一方に選択的に接続すると共に、前記第２のニードルを前記移動相供給手段に接続しうる構成とされた切換弁と、
   前記第１のニードルから前記移動相と共に前記試料が供給され、該試料の成分を分離する分離用カラムと、
   該分離用カラムによって分離された前記試料の成分を検出する検出器とを有し、
   前記試料吸引手段は、吸引する前記試料の吸引量が前記切換弁に入り込まない程度の吸引量となるよう設定されており、
   該切換弁は、前記第１のニードルが前記試料注入ポートに装着された際、前記第１のニードルを前記移動相供給手段に接続し、前記第２のニードルが前記試料注入ポートに装着された際、前記第１のニードルを前記試料吸引手段に接続すると共に、前記第２のニードルを前記移動相供給手段に接続する構成されてなることを特徴とする液体クロマトグラフィ装置。

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