JP5838866B2 - 送液機構及び液体クロマトグラフ - Google Patents

Description

本発明は、送液機構及びその送液機構により送液される移動相により分析流路に注入された試料を分析カラムに移送して成分ごとに分離し、分離した各成分を検出する高速液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）又は超高速液体クロマトグラフ（ＵＨＰＬＣ）などの液体クロマトグラフに関するものである。

分析カラムや検出器を備えた分析流路に注入された試料を分析カラムや検出器へ搬送するための移動相を送液するための送液機構として、グラジエント方式の送液機構が使用されることがある。グラジエント方式の送液機構は、複数種類の移動相の混合液をその組成を時間的に変化させながら分析流路において送液するものである（特許文献１参照。）。

低圧グラジエント方式の送液機構を備えた液体クロマトグラフの構成を図４を用いて説明する。
分析流路４に移動相を供給するための送液機構３０が設けられており、分析流路４上に試料注入部６、分析カラム８及び検出器１０が配置されている。試料注入部６で分析流路４に注入された試料は送液機構３０により送液される移動相によって分析カラム８に導かれて成分ごとに分離される。分析カラム８において分離された試料成分は移動相によって検出器１０に搬送されて検出される。

送液機構３０は分析流路４上に配置された送液ポンプ１２と、送液ポンプ１２により汲み上げる移動相の種類を切り換える流路切換バルブ１４を備えている。流路切換バルブ１４は周辺部に配置されたａ〜ｄの４つの選択ポートと中央部に配置された１つの中央ポートを備えており、選択ポートのいずれか一つを中央ポートに選択的に接続するように構成されている。流路切換バルブ１４の中央ポートに分析流路４が接続されており、選択ポートａ〜ｄにはそれぞれ移動相送液流路３２，３４，３６及び３８が接続されている。移動相送液流路３２，３４，３６及び３８はそれぞれ液相Ａ〜Ｄを送液するための流路であり、これらの流路３２，３４，３６及び３８上に移動相を脱気するためのデガッサ２４が設けられている。

流路切換バルブ１４は送液ポンプ１２に接続する流路を時間によって切り換えることで、送液ポンプ１２によって分析流路４において送液される移動相の組成を時間的に変化させる。

特開２００２−１４０８４号公報

図４に示したような従来のグラジエント方式の送液機構では、分析が終了して送液ポンプ１２が停止すると、各流路３２，３４，３６及び３８内に移動相が滞留する。例えば、液相Ａが有機溶媒、液相Ｂが高濃度緩衝液であった場合、分析が終了した後にこれらの移動相が各流路３２，３４において滞留すると、流路切換バルブ１４内におけるこれらの流路の合流点で塩が析出しやすくなる。流路切換バルブ１４内で塩が析出すると、流路が詰まって液漏れが発生したり、流路切換バルブ１４を構成する電磁弁の弁座と弁体との間に塩が挟まるなどして電磁弁が故障したりするなどの問題が生じる。

そこで、本発明は、グラジエント方式の送液機構における塩の析出を防止することを目的とするものである。

本発明にかかる送液機構は、送液ポンプ及びその送液ポンプに一つの流路を選択的に切り換えて接続する流路切換バルブを備え、互いに異なる種類の移動相をそれぞれ送液するための移動相送液流路の下流端が流路切換バルブに接続されており、流路切換バルブの切換えによって送液ポンプがいずれか一つの移動相送液流路に接続されるように構成された送液機構であって、移動相供給流路として緩衝液を送液するための緩衝液供給流路を少なくとも備えており、緩衝液供給流路は、緩衝液の貯留された緩衝液貯留部及び洗浄液の貯留された洗浄液貯留部と、それらの貯留部のいずれか一方の貯留部に選択的に切り換えて接続する移動相切換バルブを備えていることを特徴とするものである。

本発明にかかる液体クロマトグラフは、分析流路と、分析流路中に試料を注入するための試料注入部と、分析流路の試料注入部よりも下流側に設けられ試料を成分ごとに分離するための分析カラムと、分析カラムにおいて分離された試料成分を検出するための検出器と、分析流路において移動相を送液するための本発明の送液機構と、を備えたものである。

本発明の送液機構は、移動相供給流路として緩衝液を送液するための緩衝液供給流路を少なくとも備えており、緩衝液供給流路を緩衝液の貯留された緩衝液貯留部又は洗浄液の貯留された洗浄液貯留部のいずれか一方の貯留部に選択的に切り換えて接続する移動相切換バルブをさらに備えているので、分析が終了した後で、緩衝液供給流路の上流端を洗浄液貯留部に切り換えて緩衝液供給流路から洗浄液を送液することができる。これにより、分析が終了した後で緩衝液供給流路に緩衝液が滞留することを防止でき、流路切換バルブ内の合流点における塩の析出を防止できる。

本発明にかかる液体クロマトグラフは、移動相を送液するための送液機構として上記の送液機構を備えているので、送液機構における塩の析出による不具合がなく、精度良く移動相が送液されるので、分析結果の信頼性を向上させることができる。

グラジエント方式の送液機構を備えた液体クロマトグラフの一実施例を示す概略流路構成図である。 送液機構の他の実施例を示す概略流路構成図である。 同実施例の動作を説明するためのフローチャートである。 従来のグラジエント方式の送液機構を備えた液体クロマトグラフの一実施例を示す概略流路構成図である。

本発明にかかる送液機構の好ましい実施形態では、送液ポンプ、流路切換バルブ及び移動相切換バルブの動作を制御する送液制御部をさらに備え、送液制御部は、送液ポンプによる移動相送液動作を実行するための移動相送液手段と、移動相送液動作が終了した後に送液ポンプに緩衝液供給流路を接続するとともに緩衝液供給流路を洗浄液貯留部に接続し、送液ポンプにより洗浄液を送液する洗浄動作を実行するための洗浄手段と、を備えている。このようにすれば、分析が終了した後、緩衝液供給流路を介して洗浄液が送液され、緩衝液供給流路や流路切換バルブ内の流路、分析流路の洗浄液による洗浄が自動的に行なわれる。

低圧グラジエント方式の送液機構を備えた液体クロマトグラフの一実施例について図１を用いて説明する。
分析流路４に移動相を供給するための送液機構２が設けられており、分析流路４上に試料注入部６、分析カラム８及び検出器１０が配置されている。試料注入部６は分析流路４に試料を自動的に注入するオートサンプラなどである。試料注入部６により分析流路４に注入された試料は送液機構２からの移動相によって分析カラム８に導かれて成分ごとに分離される。分析カラム８において分離された試料成分はさらに送液機構２からの移動相によって検出器１０に搬送されて検出される。

送液機構２は分析流路４において送液する移動相の組成を時間的に変化させていく低圧グラジエント方式の送液機構である。送液機構２は、分析流路４上に配置された送液ポンプ１２と、送液ポンプ１２により汲み上げる移動相の種類を切り換える流路切換バルブ１４とを備えている。流路切換バルブ１４はａ〜ｄの４つの選択ポートと１つの中央ポートを備えており、選択ポートのいずれか一つを中央ポートに選択的に接続するように構成されている。流路切換バルブ１４の中央ポートに分析流路４が接続されている。選択ポートａに移動相送液流路１６の一端が接続され、選択ポートｂに移動相送液流路１８の一端が接続され、選択ポートｃに移動相送液流路２０の一端が接続され、選択ポートｄに移動相送液流路２２の一端が接続されている。

移動相送液流路１６の他端は移動相切換バルブ２６ａによって移動相Ａ−１を貯留する容器又は液相Ａ−２を貯留する容器のいずれか一方の容器に接続されるようになっている。移動相送液流路１８の他端は移動相切換バルブ２６ｂによって移動相Ｂ−１を貯留する容器又は液相Ｂ−２を貯留する容器のいずれか一方の容器に接続されるようになっている。移動相送液流路２０の他端は液相Ｃを貯留する容器に接続されている。移動相送液流路２２の他端は液相Ｄを貯留する容器に接続されている。移動相送液流路１６，１８，２０及び２２上に移動相を脱気するためのデガッサ２４が設けられている。

移動相として準備されている液体について特に制限はないが、移動相Ａ−１とＢ−１は互いに種類の異なる高濃度緩衝液であり、液相Ａ−２とＢ−２はともに洗浄液としての水である。移動相送液流路１６は試料の分析時には緩衝液を送液するための緩衝液送液流路となるが、移動相切換バルブ２６ａの切り換えによって洗浄液を送液するための洗浄液送液流路ともなる。移動相送液流路１８についても同様である。

このような構成にすることで、試料の分析が終了した後で移動相送液流路１６，１８から分析流路４側へ洗浄液を送液することができる。分析が終了した後、緩衝液がこれらの移動相送液流路１６，１８内に滞留すると、流路切換バルブ１４内の有機溶媒との合流点において塩が析出して不具合が発生することがあり得るが、洗浄液を送液することによって緩衝液が滞留することがなくなり、塩の析出を防止することができる。

したがって、分析時に緩衝液を送液する移動相送液流路の他端が切換バルブによって洗浄液を貯留する容器に接続され得ることは必須の構成であるが、分析時に緩衝液を送液する移動相送液流路以外の移動相送液流路も切換バルブによって送液する移動相が切り換えられるようになっていてもよい。

図２に示された別の実施例では、移動相送液流路１６の他端が移動相切換バルブ２６ａによって洗浄水Ａ−２を貯留する容器に、移動相送液流路１８の他端が移動相切換バルブ２６ｂによって洗浄水Ｂ−２を貯留する容器に、移動相送液流路２０の他端が移動相切換バルブ２６ｃによって洗浄水Ｃ−２を貯留する容器に、移動相送液流路２２の他端が移動相切換バルブ２６ｄによって洗浄水Ｄ−２を貯留する容器にそれぞれ接続され得るように構成されている。この構成では、分析が終了した後、全ての移動相送液流路１６，１８，２０及び２２、流路切換バルブ１４内の流路及び分析流路４を洗浄することができる。

図１に戻って、試料注入部６、送液ポンプ１２、流路切換バルブ１４、移動相切換バルブ２６ａ及び２６ｂの駆動は制御部２７により制御されている。制御部２７は予め設定されたプログラムに従って分析流路４に試料が注入されるように試料注入部６を制御する。また、制御部２７は試料の分析時に送液機構２が移動相のグラジエント送液を行なうための移動相送液手段２７ａを備えている。移動相送液手段２７ａは試料の分析時に送液ポンプ１２を駆動し、流路切換バルブ１４を所定のタイミングで切り換え、分析流路４において送液する移動相の組成を時間変化させていくように構成されている。

制御部２７は洗浄手段２７ｂも備えている。洗浄手段２７ｂは試料の分析が終了した後、移動相送液流路１６と１８から順次洗浄液Ａ−２とＢ−２を送液するように構成されている。制御部２７はコンピュータであり、この送液機構に専用のマイクロコンピュータシステムとして実現してもよく、この送液機構が搭載される液体クロマトグラフの動作とデータ処理を行なうコンピュータにより実現してもよい。また、外部のパーソナルコンピュータにより実現してもよい。

この実施例の動作を図３のフローチャートを用いて説明する。
試料の分析が開始されると、送液ポンプ１２が駆動されるとともに流路切換バルブ１４が設定されたタイミングで切り換えられ、分析流路４において移動相の組成が時間的に変化しながら送液される。このとき、移動相切換バルブ２６ａは移動相Ａ−１側にされ、移動相切換バルブ２６ｂは移動相Ｂ−１側にされている。

分析が終了すると、分析用移動相の送液が停止され、洗浄動作が実行される。移動相切換バルブ２６ａは液相Ａ−２側にされ、移動相切換バルブ２６ｂは液相Ｂ−２側にされる。送液ポンプ１２が駆動した状態で、分析流路４に移動相送液流路１６と移動相送液流路１８が順次接続され、移動相送液流路１６から洗浄液である液相Ａ−２が、移動相送液流路１８から洗浄液である液相Ｂ−２が順次送液される。これらの流路１６，１８からそれぞれ送液された洗浄液Ａ−２，Ｂ−２は分析流路４を通って外部へ排出され、流路１６，１８、流路切換バルブ１４内の流路及び分析流路４が洗浄される。

なお、上記の洗浄動作は分析プログラムが終了したときに自動的に実行されるようになっていてもよいし、分析者が洗浄動作の実行を制御部２７に入力して初めて実行されるようになっていてもよい。

２ 送液機構
４ 分析流路
６ 試料注入部
８ 分析カラム
１０ 検出器
１２ 送液ポンプ
１４ 流路切換バルブ
１６，１８，２０，２２ 移動相送液流路
２４ デガッサ
２６ａ〜２６ｄ 移動相切換バルブ
２７ 制御部
２７ａ 移動相送液手段
２７ｂ 洗浄手段

Claims (3)

1. 送液ポンプ及びその送液ポンプに一つの流路を選択的に切り換えて接続する流路切換バルブを備え、互いに異なる種類の移動相をそれぞれ送液するための移動相送液流路の下流端が流路切換バルブに接続されており、前記流路切換バルブの切り換えによって前記送液ポンプがいずれか一つの前記移動相送液流路に接続されるように構成された送液機構において、
   前記移動相送液流路の少なくとも１つは緩衝液を送液するための緩衝液供給流路であり、
   前記移動相送液流路の他の少なくとも１つは有機溶媒を送液するための有機溶媒供給流路であり、
   前記緩衝液供給流路は、緩衝液の貯留された緩衝液貯留部及び洗浄液の貯留された洗浄液貯留部と、それらの貯留部のいずれか一方の貯留部に選択的に切り換えて接続する移動相切換バルブを備えていることを特徴とする送液機構。
2. 前記送液ポンプ、前記流路切換バルブ及び前記移動相切換バルブの動作を制御する送液制御部をさらに備え、
   前記送液制御部は、前記送液ポンプによる移動相送液動作を実行するための移動相送液手段と、前記移動相送液動作が終了した後に前記送液ポンプに前記緩衝液供給流路を接続するとともに前記緩衝液供給流路を前記洗浄液貯留部に接続し、前記送液ポンプにより洗浄液を送液する洗浄動作を実行するための洗浄手段と、を備えている請求項１に記載の送液機構。
3. 分析流路と、
   前記分析流路中に試料を注入するための試料注入部と、
   前記分析流路の前記試料注入部よりも下流側に設けられ試料を成分ごとに分離するための分析カラムと、
   前記分析カラムにおいて分離された試料成分を検出するための検出器と、
   前記分析流路において移動相を送液するための請求項１又は２に記載の送液機構と、を備えた液体クロマトグラフ。

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