JP4913470B2 - 流路切換えバルブを用いた高速液体クロマトグラフ及び分析方法 - Google Patents
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Description
流路切換えバルブ21の各ポートは、サンプルを濃縮するトラップカラム5、濃縮ポンプ7とトラップカラム5の間の流路にサンプルを注入するサンプル注入部9、トラップカラム5で濃縮された成分を分離するために分析用移動相を送液する分析用送液ポンプ11、及びトラップカラム5で濃縮された成分を分離する分析カラム13が、それぞれ流路を介して接続している。分析カラム13の下流には検出器14が接続されている。
流路切換えバルブ21のロータには円周状のロータ溝21a〜21cが3つ形成されており、(A),(B)に示すように、ロータが60°回転することによりロータ溝と対応するポートの組み合わせが切り換わり、サンプル濃縮とサンプル分離・分析が行なわれる。
また、ロータ溝21a〜21cのピッチ円は半径5mm、幅0.1mm、深さ0.1mm程度で、そのロータ溝容量は10nLである。さらに、ステータの流路は内径0.1mm、長さ1mmで、その容量は15nLである。そのため2つのポート間での内部容量は25nLになり、配管容量(50nL)と合わせると75nL程度となる。
さらに、トラップカラム5には内径200μm、長さ30mm程度の充填カラムなどが使用されており、システム容量(75nL)とトラップカラム容量を合計すると約1μLの容量となる。
サンプル濃縮終了後は(B)に示すように、流路切換えバルブ21がサンプル分析に切り換わるとき、トラップカラム5内の圧力(1MPa)によって分析用送液ポンプ11の圧力(5MPa)は急激に低くなる。
そこで本発明は、流路の切換え時に圧力変化によるショックが生じないようにできる流路切換えバルブを用いた高速液体クロマトグラフを提供することを目的とする。
(A)ロータの回転角度をサンプル注入部からの流路とトラップカラムが接続される角度として、トラップカラムにサンプルを導入してサンプル中の成分を濃縮する濃縮工程、
(B)ロータの回転角度を上記長ロータ溝によりトラップカラム、分析用送液ポンプ及び分析カラムが接続される角度として、トラップカラムと分析カラムの圧力差を解消する高圧化工程、
(C)ロータの回転角度を上記長ロータ溝により分析用送液ポンプとトラップカラムが接続され、トラップカラムと分析カラムが他のロータ溝により接続される角度として、トラップカラムに濃縮されていた成分を溶出する溶出工程、
(D)ロータの回転角度を分析用送液ポンプと分析カラムが接続される角度として、トラップカラムから溶出した成分を分析カラムで分離する分離工程、及び
(E)分析カラムから溶出する成分を検出器で検出する検出工程。
図1は流路切換えバルブを示しており、(A)は斜視図、(B)はハウジングトップの平面図、(C)はロータの平面図、(D)は(B)のX−X’線における垂直断面図である。流路切換えバルブ1は、流路を切り換える回転子であるロータ4と、ロータ4の回転を液密に保つためのステータの機能を兼ねるハウジングトップ2を組み合わせたものである。本実施例では、バルブ1内の容量を低減するために、ハウジングトップ2はステータを兼ねるものとする。
ロータ4のロータ溝1a,1bは中心軸から60°ずつの回転角度で形成されているので、ロータ溝1a,1bをポートと接続させて流路とするときは、ロータ4を60°回転することで、ロータ溝1a〜1cとポート3a〜3fの組み合わせを切り換えることができる。
例えばポート3b,3d間にロータ溝1aが位置し、ポート3a,3c間にロータ溝1bが位置し、ポート3e,3f間に長ロータ溝1cが位置している状態から、ロータ4を60°時計回りに回転させると、ポート3a,3b間にロータ溝1bが位置し、ポート3d,3f間にロータ溝1aが位置し、ポート3c,3e間に長ロータ溝1cが位置する。
例えばポート3b,3d間にロータ溝1aが位置し、ポート3a,3c間にロータ溝1bが位置し、ポート3e,3f間に長ロータ溝1cが位置している状態から、ロータ4を30°時計回りに回転させると、ポート3c,3e,3f間に長ロータ溝1cが位置し、ポート3dはロータ溝1aに位置し、ポート3aはロータ溝1bに位置する。このときポート3bはいずれのロータ溝にも位置しない。
流路切換えバルブ1の各ポート(3a〜3f)は、サンプルを濃縮するトラップカラム5、濃縮ポンプ7とトラップカラム5の間の流路にサンプルを注入するサンプル注入部9、トラップカラム5で濃縮された成分を分析用移動相で分離するために送液する分析用送液ポンプ11、トラップカラム5で分離された分離成分を検出する分析カラム13、及びドレインにそれぞれ流路を介して接続している。分析カラム13の下流には検出器14が接続されている。
ロータ溝は、2つのロータ溝(1a,1b)が内角60°、他の1つの長ロータ溝1cが内角120°に形成されている。
また、濃縮ポンプ7につながるポート3aはどのロータ溝とも接続していないため、流路切換えバルブ1のロータを回転させる前に濃縮ポンプの流量を0mL/分に設定しておく必要がある。これにより、トラップカラム5の圧力は分析カラム13の圧力と同圧力になるまで上昇して安定し、両カラム5,13間の圧力差は相殺される。
両カラム5,13間の圧力差を測定して確認するために、両カラム5,13を接続する流路に圧力計を備えるようにしてもよい。
その後、分析カラム13から溶出する成分は検出器14で検出される。
また、6方バルブにおいては30°と60°の回転角度が適当であるが、ロータの回転角度はこれに限定されるものではなく、8方バルブなど、他の形態のバルブにおいても実施可能である。
1a〜1b ロータ溝
1c 長ロータ溝
2 ハウジングトップ
3a〜3f ポート
4 ロータ
5 トラップカラム
7 濃縮ポンプ
9 サンプル注入部
11 分析用送液ポンプ
13 分析カラム
14 検出器
Claims (2)
- サンプルを濃縮するトラップカラムと、濃縮用移動相を前記トラップカラムに送液する濃縮用送液ポンプと、前記濃縮用送液ポンプと前記トラップカラムの間の流路でサンプルを前記濃縮用移動相に注入するサンプル注入部と、サンプルの成分を分離する分析カラムと、前記トラップカラムで濃縮された成分を分析用移動相により前記分析カラムに送液する分析用送液ポンプと、前記分析カラムで分離されて溶出した成分を検出する検出器と、を備えた高速液体クロマトグラフにおいて、
前記分析用送液ポンプは前記濃縮用送液ポンプより大きい圧力で送液するものであり、
複数のロータ溝が形成されたロータの回転によりロータ溝と接続するポートが切り換えられる流路切換えバルブであって、前記ロータ溝の一つは3つのポートが同時に接続する長さを備えた長ロータ溝であり、前記ロータは該長ロータ溝が3つのポートを接続する位置と2つのポートのみを接続する位置の間で切り換えられるようになっている流路切換えバルブを備え、
前記トラップカラム、前記分析用送液ポンプ及び前記分析カラムは前記流路切換えバルブの3つのポートに接続され、かつ分析用送液ポンプのポートの両側にトラップカラムのポートと分析カラムのポートが来るように隣接して配置され、
前記ロータの回転により前記長ロータ溝によるトラップカラム、分析用送液ポンプ及び分析カラムの接続、分析用送液ポンプとトラップカラムの接続、並びに分析用送液ポンプと分析カラムの接続が切り換えられる高速液体クロマトグラフ。 - 請求項1に記載の高速液体クロマトグラフを用い、以下の工程(A)〜(E)をその順に含む高速液体クロマトグラフ分析方法。
(A)ロータの回転角度をサンプル注入部からの流路とトラップカラムが接続される角度として、トラップカラムにサンプルを導入してサンプル中の成分を濃縮する濃縮工程、
(B)ロータの回転角度を前記長ロータ溝によりトラップカラム、分析用送液ポンプ及び分析カラムが接続される角度として、トラップカラムと分析カラムの圧力差を解消する高圧化工程、
(C)ロータの回転角度を前記長ロータ溝により分析用送液ポンプとトラップカラムが接続され、トラップカラムと分析カラムが他のロータ溝により接続される角度として、トラップカラムに濃縮されていた成分を溶出する溶出工程、
(D)ロータの回転角度を分析用送液ポンプと分析カラムが接続される角度として、トラップカラムから溶出した成分を分析カラムで分離する分離工程、及び
(E)分析カラムから溶出する成分を検出器で検出する検出工程。
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