JP6393964B2 - Time-controlled sample injection device and liquid chromatography provided with the same - Google Patents

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Description

本発明は液体クロマトグラフィ等において、微量の試料を簡便にカラムに導入することができる試料注入装置に関する。   The present invention relates to a sample injection apparatus capable of easily introducing a small amount of sample into a column in liquid chromatography or the like.

液体クロマトグラフィやフローインジェクションといった液体流に何らかの方法により試料を導入して分析を行う「流れ分析機器」においては、試料注入量を一定に保つことで分析精度の向上に寄与することが一般的である。このような流れ分析計では紫外可視検出器や蛍光検出器に代表される光検出、導電性を元にした電気伝導度検出器、酸化還元電位を元にした電気化学検出器など多様な検出器が目的に応じて使用される。これらの検出器はいずれも濃度に比例して信号強度が変化するため、「流れ分析計」に導入される試料の容量は精度良く一定に保つことが求められる。   In “flow analysis equipment” that performs analysis by introducing a sample into a liquid flow such as liquid chromatography or flow injection, it is common to contribute to improvement of analysis accuracy by keeping the sample injection amount constant. . In such a flow analyzer, various detectors such as photodetection represented by an ultraviolet-visible detector and a fluorescence detector, an electrical conductivity detector based on conductivity, and an electrochemical detector based on oxidation-reduction potential Is used depending on the purpose. Since these detectors change the signal intensity in proportion to the concentration, the volume of the sample introduced into the “flow analyzer” is required to be kept constant with high accuracy.

「流れ分析計」の代表である液体クロマトグラフィでは、溶離液流に試料を導入し、分析カラムで各成分に分離し、検出器で信号強度の変化を連続的にモニタし、その結果から各成分の溶出時間とピーク高さや面積を算出し、同定計算、定量計算が実施される。   In liquid chromatography, which is representative of a “flow analyzer”, a sample is introduced into the eluent stream, separated into individual components with an analytical column, and changes in signal intensity are continuously monitored with a detector. The elution time, peak height and area are calculated, and identification calculation and quantitative calculation are performed.

液体クロマトグラフィは分析圧が数100kPa程度の低圧クロマトグラフィ、分析圧が10MPa程度の高圧クロマトグラフィ、分析圧が30MPa以上の超高圧クロマトグラフィなど、分析圧により分類されることがあるが、試料注入バルブに関しては基本構造や注入方式ほぼ同じものが用いられることが多い。   Liquid chromatography may be classified according to analytical pressure, such as low-pressure chromatography with an analytical pressure of several hundred kPa, high-pressure chromatography with an analytical pressure of about 10 MPa, and ultra-high pressure chromatography with an analytical pressure of 30 MPa or more. In many cases, the same structure and injection method are used.

一般的には、試料を一定量保持するための試料保持ループを接続する2つのポートと、試料を導入するポート、試料の排出ポート、溶離液の入口のポート、溶離液の出口ポート(分析カラム導入口)の6ポートを備え、試料を前記試料保持ループ内に導入し保持できる第一の状態(Load)と、溶離液の流れにより前記試料保持ループ内の試料を押し出してカラムに導入できる第二の状態(Injection)とを切り替えられる構造をとるものである(図1参照)。   In general, there are two ports for connecting a sample holding loop for holding a certain amount of sample, a sample introduction port, a sample discharge port, an eluent inlet port, an eluent outlet port (analysis column). A first state in which the sample can be introduced and held in the sample holding loop (Load), and the sample in the sample holding loop can be pushed out by the flow of the eluent and introduced into the column. The structure can be switched between the second state (Injection) (see FIG. 1).

試料の注入方式としては大別して以下の3つの方式が提案商品化されている。   The following three types of sample injection methods are roughly classified into proposed products.

(1)ループ全量注入方法(図2参照)
基本的な注入機構の構造は前述と同じである。まず第二の状態で、サンプリング流路を洗浄した(step 1)後、次に第一の状態に切り替え、試料吸引機構により試料保持ループ内を試料で完全に満たす(step 2,3)。次に、第二の状態に切り替え、試料をカラムに導入する(step 4,5)。試料注入量は前記試料保持ループの容量で決定される。この方法では、試料を試料保持ループに吸引する量などがある程度変動しても、実際にカラムに導入される試料注入量は一定になるため、注入量の再現性は非常に良好になる。しかしながら、注入量は試料保持ループの容量で決定されるため、注入量を変更するには、工具等を使用して注入バルブに取り付けられた試料保持ループを容量に見合ったものに取り替える必要があり、手間が掛かる欠点がある。また、実際にカラムに注入する試料容量より余分量を使用するため、試料の無駄が生じるという欠点も併せ持つ。
(1) Loop total volume injection method (see Fig. 2)
The structure of the basic injection mechanism is the same as described above. First, in the second state, the sampling channel is washed (step 1) and then switched to the first state, and the sample holding loop is completely filled with the sample by the sample suction mechanism (steps 2 and 3). Next, it switches to a 2nd state and introduce | transduces a sample into a column (steps 4, 5). The sample injection amount is determined by the volume of the sample holding loop. In this method, even if the amount of the sample sucked into the sample holding loop varies to some extent, the sample injection amount actually introduced into the column is constant, so that the reproducibility of the injection amount is very good. However, since the injection volume is determined by the volume of the sample holding loop, to change the injection volume, it is necessary to replace the sample holding loop attached to the injection valve with a tool suitable for the volume using a tool or the like. There is a drawback that takes time and effort. Moreover, since an extra amount is used rather than the sample volume actually injected into the column, there is a disadvantage that the sample is wasted.

(2)ループ可変注入方法(図3参照)
基本的な注入機構の構造は前述と同じである。第二の状態から注入動作を開始する。まず第二の状態で、サンプリング流路を洗浄した(step 1)後、試料吸引機構により試料を注入バルブのポートfから出てくるまで吸引する(step 2)。次に第一の状態に切り替え、試料吸引機構により、目的の注入量を正確に吸引する(step 3)。次に、第二の状態に切り替え、計量された試料をカラムに導入する(step 4,5)。試料注入量は試料吸引機構により吸引した容量(試料保持ループ容量以下)で決定される。この方法では、前記(1)の方法と比較すると注入再現性は若干低下するものの、試料注入量を一定範囲で可変にすることができる利点がある。また、前記(1)ほどではないが、実際にカラムに注入する試料容量より余分量を使用するため、試料の無駄が生じるという欠点も併せ持つ。
(2) Loop variable injection method (see Fig. 3)
The structure of the basic injection mechanism is the same as described above. The injection operation is started from the second state. First, in the second state, the sampling channel is washed (step 1), and then the sample is sucked by the sample suction mechanism until it comes out from the port f of the injection valve (step 2). Next, the state is switched to the first state, and the target injection amount is accurately sucked by the sample suction mechanism (step 3). Next, the state is switched to the second state, and the weighed sample is introduced into the column (steps 4, 5). The sample injection amount is determined by the volume sucked by the sample suction mechanism (the sample holding loop volume or less). This method has an advantage that the sample injection amount can be varied within a certain range, although the injection reproducibility is slightly lowered as compared with the method (1). In addition, although not as in the case of (1), since an extra amount is used rather than the sample volume actually injected into the column, there is a disadvantage that the sample is wasted.

(3)直接注入法(図4参照)
注入機構の構造は前記の(1)、(2)とは若干異なる。試料計量機構により計量された試料を、注入バルブのポートeから直接導入する方法である。
(3) Direct injection method (see Fig. 4)
The structure of the injection mechanism is slightly different from the above (1) and (2). In this method, the sample weighed by the sample metering mechanism is directly introduced from the port e of the injection valve.

まず第二の状態で、サンプリング流路を洗浄した(step 1)後、試料計量機構により直接試料を吸引する(step 2)。次に第一の状態に切り替え、計量された試料を含む試料計量機構を注入バルブのポートeに接続し、試料を正確に試料保持ループ内に押し出す(step 3,4)。   First, in the second state, the sampling channel is washed (step 1), and then the sample is directly sucked by the sample weighing mechanism (step 2). Next, switching to the first state, a sample weighing mechanism containing the weighed sample is connected to the port e of the injection valve, and the sample is accurately pushed into the sample holding loop (steps 3 and 4).

次に、第二の状態に切り替え、計量された試料をカラムに導入する(step 5,6)。試料注入量は試料計量機構により吸引した容量(試料保持ループ容量以下)で決定される。この方法では、前記(1)の方法と比較すると注入再現性は若干低下するものの、試料注入量を一定範囲で可変にすることができる利点がある。また、前記(1)、(2)のような余分量の試料を殆ど必要としないため試料の無駄が生じないという利点がある。しかしながら、機構が複雑になる欠点を有する。   Next, switching to the second state, the weighed sample is introduced into the column (steps 5, 6). The amount of sample injection is determined by the volume aspirated by the sample metering mechanism (below the sample holding loop volume). This method has an advantage that the sample injection amount can be varied within a certain range, although the injection reproducibility is slightly lowered as compared with the method (1). In addition, since an extra amount of sample as in (1) and (2) is hardly required, there is an advantage that the sample is not wasted. However, it has the disadvantage that the mechanism is complicated.

前述の(1)〜(3)に使用される一般的な2位置切り替え6方バルブの外観図を図5に示す。一般的にステータ(15)と称する硬質の部品に、試料を一定量保持するための試料保持ループと接続する2つのポート(11a、11d)、試料を導入するポート(11e)、試料の排出ポート(11f)、溶離液の入口のポート(11b)、溶離液の出口ポート(分析カラム導入口)(11c)の6ポートを備え、各々試料保持ループ(4)又は配管(13)を接続する構造を有する。バルブ内部には流路を切り替えるための溝(18)を3つ有するロータシール(17)があり、このロータシールを回転させることで流路が切り替わる(図7)。図5aはバルブ本体(14)、図5bは各配管(13)又は試料保持ループ(4)を施した状態の図である。使用する配管は、外形が1/16インチ、内径が0.1〜1.0mm、材質がSUS、PEEK樹脂、PTFE樹脂などが用いられ、配管等をオシネ(ナット)(12)、フェラルによりバルブ本体に接続しシールする構造をとる。   FIG. 5 shows an external view of a general two-position switching six-way valve used in the above (1) to (3). Generally, a hard part called a stator (15) has two ports (11a, 11d) connected to a sample holding loop for holding a certain amount of sample, a port (11e) for introducing a sample, and a sample discharge port. (11f), 6 ports of an eluent inlet port (11b) and an eluent outlet port (analytical column inlet) (11c), each connected to a sample holding loop (4) or a pipe (13) Have There is a rotor seal (17) having three grooves (18) for switching the flow path inside the valve, and the flow path is switched by rotating the rotor seal (FIG. 7). FIG. 5a is a view showing a state where the valve body (14) and FIG. 5b are each pipe (13) or the sample holding loop (4). The piping used is 1/16 inch in outer diameter, 0.1 to 1.0 mm in inner diameter, the material is SUS, PEEK resin, PTFE resin, etc., and the piping etc. is valved by Osine (nut) (12), ferrule It is connected to the main body and sealed.

図5bから分かるように、バルブのステータ面は6つの配管等/オシネ(ナット)(12)が密集した状態になってしまう。   As can be seen from FIG. 5b, the stator surface of the valve is in a state where six pipes / ocine (nuts) (12) are densely packed.

試料保持ループ(4)は液体クロマトグラフィで使用される配管と同形状を有する。外形が1/16インチ、内径が0.25〜1.0mm、材質がSUS、PEEK樹脂、PTFE樹脂などが用いられ、オシネ(ナット)(12)、フェラルによりバルブ本体に接続しシールする構造をとる。   The sample holding loop (4) has the same shape as the piping used in liquid chromatography. The outer shape is 1/16 inch, the inner diameter is 0.25 to 1.0 mm, the material is SUS, PEEK resin, PTFE resin, etc., and the structure is connected and sealed to the valve body with osine (nut) (12) and ferrule. Take.

前述(1)のループ全量注入方法の場合、カラムに導入される試料量は、試料保持ループ容量と前記ステータの流路の容量と前記ロータシールの溝容量との合計になる。   In the case of the loop total amount injection method of (1) described above, the sample amount introduced into the column is the sum of the sample holding loop capacity, the capacity of the stator flow path, and the groove capacity of the rotor seal.

ステータの流路の容量とロータシールの溝容量は通常、数マイクロリッタと小さいことから、注入量が多い場合は前記容量は殆ど無視することが可能となる。しかしながら、注入量が数10マイクロリッタと少ない場合は、前記の容量も考慮に入れる必要がある。
V=S+R+L*3.14*(D/2)
注入量:V
配管内径:D
配管長:L
ロータシール溝容量:R
ステータ流路容量:S
試料保持ループ(4)は、両端にオシネ(12)/フェラル(16)を有すること、物理的配置の関係、取り付け/取り外しの作業性を考慮すると、配管長はおおよそ10cm以上必要としてしまう(図6参照)。表1は1、2、5、10、20マイクロリッタの試料保持ループを作製する場合の配管の内径、長さを計算した値である。表内の( )部は配管の長さが10cm以下になるものを示しており、作製不可あるいは困難であることを示す。
Since the capacity of the stator passage and the groove capacity of the rotor seal are usually as small as several microliters, the capacity can be almost ignored when the injection amount is large. However, when the injection amount is as small as several tens of microliters, the above-mentioned capacity needs to be taken into consideration.
V = S + R + L * 3.14 * (D / 2) 2
Injection amount: V
Piping inner diameter: D
Pipe length: L
Rotor seal groove capacity: R
Stator channel capacity: S
In consideration of the fact that the sample holding loop (4) has the osine (12) / ferrule (16) at both ends, the relationship between the physical arrangement and the workability of attachment / detachment, the pipe length needs to be approximately 10 cm or more (see FIG. 6). Table 1 shows the calculated values of the inner diameter and length of the pipes when producing sample holding loops of 1, 2, 5, 10, 20 microliters. The () part in the table indicates that the length of the pipe is 10 cm or less, indicating that the production is impossible or difficult.

Figure 0006393964
このように、20マイクロリッタの試料保持ループを作製する場合は、内径0.4mm、長さ16cm、または、内径0.25mm、長さ41cm程度の配管を使用すればよく、作製は可能である。ところが、5マイクロリッタの試料保持ループを作製する場合は、内径0.4mmを使用すると長さは4cmとなり作製できない。内径0.25mmを使用すると長さは10cmとなる。これは作製可能な長さの下限に近い。ループ容量は計算上5マイクロリッタであるが、実際には前述のとおり、ロータシールの溝容量、ステータの流路容量が加算されるため、注入量は5マイクロリッタ+α(数マイクロリッタ)となってしまう。注入量を正確に5マイクロリッタにする場合は、αの容量を考慮する必要があり、ループの配管長は10cm以下となり、作製は困難となる。
Figure 0006393964
Thus, when producing a sample holding loop of 20 microliters, a pipe having an inner diameter of 0.4 mm and a length of 16 cm, or an inner diameter of about 0.25 mm and a length of 41 cm can be used. . However, when a sample holding loop of 5 microliters is produced, if an inner diameter of 0.4 mm is used, the length becomes 4 cm and cannot be produced. If an inner diameter of 0.25 mm is used, the length is 10 cm. This is close to the lower limit of the length that can be produced. The loop capacity is calculated to be 5 microliters. However, as described above, since the groove capacity of the rotor seal and the flow path capacity of the stator are added, the injection amount is 5 microliters + α (several microliters). End up. When the injection amount is precisely 5 microliters, it is necessary to consider the capacity of α, and the pipe length of the loop is 10 cm or less, which makes it difficult to manufacture.

前述(2)のループ可変注入方法、(3)の直接注入法でも、試料保持ループ内に計量された試料を入れカラムに導入する機構であることから、ロータシールの溝容量とステータの流路容量の合算以下の容量は注入することはできず、低容量を精度良く注入することは困難である。   Even in the variable injection method of loop (2) and the direct injection method of (3), since the measured sample is put into the sample holding loop and introduced into the column, the groove capacity of the rotor seal and the flow path of the stator Capacities below the sum of the capacities cannot be injected, and it is difficult to inject low capacities with high accuracy.

以上のことから、5マイクロリッタ以下の容量を正確に注入する場合、一般的な6方切り替えバルブを使用することはかなり難しい。これを補うため、ロータシールの溝容量、ステータの流路容量を極度に低減したバルブや、試料保持ループに使用される配管を極細管にしたものも商品化されているが、溶離液や試料に含まれる僅かな不溶物により詰まりが発生しやすく、使い勝手に難がある(非特許文献1)。   From the above, it is quite difficult to use a general six-way switching valve when accurately injecting a volume of 5 microliters or less. In order to make up for this, valves with extremely reduced rotor seal groove capacity and stator flow path capacity and pipes used for sample holding loops with ultra-thin tubes have been commercialized. Clogging is likely to occur due to a slight amount of insoluble matter contained in the material, making it difficult to use (Non-Patent Document 1).

また、低容量の試料を注入するために、試料保持ループをロータシールに直接接続しバルブの内部に配したバルブや、ロータシールの溝または穴を試料計量用の保持部として使用するものも提案/商品化されている(図8参照)。いずれも、微小容量の注入は可能であるが、構造が複雑であったり高価である難点がある(非特許文献2)。   In addition, in order to inject a low-volume sample, a valve with a sample holding loop connected directly to the rotor seal and arranged inside the valve, or a groove or hole in the rotor seal that is used as a holding part for sample weighing is also proposed. / Commercialized (see FIG. 8). In any case, injection of a minute volume is possible, but there is a difficulty in that the structure is complicated or expensive (Non-patent Document 2).

IDEX Health & Science 社 Manual Sample Injectors Rheodyne 7520、[平成25年7月18日検索]、インターネット<URL : http://www.idex-hs.com/products/4139/Manual-Sample-Injectors.aspx?ProductTypeID=153&ProductFamilyID=2>IDEX Health & Science, Manual Sample Injectors Rheodyne 7520, [Search July 18, 2013], Internet <URL: http://www.idex-hs.com/products/4139/Manual-Sample-Injectors.aspx? ProductTypeID = 153 & ProductFamilyID = 2> VICI Valco Instruments 社 CHEMINERT INJECTORS / Model C74H、[平成25年7月18日検索]、インターネット<URL : http://www.vici.com/cval/c74_16-250-10k.php>VICI Valco Instruments, Inc. CHEMINERT INJECTORS / Model C74H, [Search July 18, 2013], Internet <URL: http://www.vici.com/cval/c74_16-250-10k.php>

本発明は、ロータシールやステータのボイド容量を低減していない一般的な注入バルブを使用しても、搭載する試料保持ループの容量以下の微量試料を簡便に導入できる注入装置を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide an injection apparatus that can easily introduce a small amount of sample less than the capacity of a sample holding loop to be mounted even if a general injection valve that does not reduce the void capacity of a rotor seal or a stator is used. Objective.

本発明は前記課題を解決する目的でなされたものであり、具体的には以下のとおりである。
少なくとも、
(1)試料を注入するための試料注入部、
(2)前記試料注入部に試料を搬入する手段、
(3)前記試料注入部に前記試料を吸引または洗浄を行うための試料吸引/洗浄手段、
(4)注入条件を設定する注入条件入力部、及び
(5)前記(4)の条件に従い前記(1)、(2)、(3)を制御する試料注入制御部
を含む試料注入装置であり、
前記(1)の試料注入部は、
試料を保持するための試料保持ループの両端と接続する2つのポート、試料導入ポート、試料排出ポート、流体の入口ポート、流体の出口ポートの6ポートを備え、
少なくとも、前記流体の入口ポートと出口ポートが試料保持ループを介さずに直接導通し、かつ前記試料導入ポートから入った前記試料が前記試料保持ループを介して前記試料排出ポートに出る第一の状態と、前記流体の入口ポートから入った流体が前記試料保持ループを介して前記流体の出口ポートに流れ、かつ前記試料導入ポートと前記試料排出ポートが試料保持ループを介さずに直接導通する第二の状態とをとることができる
バルブであって、
前記(5)の試料注入制御部により、
第一の状態で試料保持ループ内の全てまたは一部に試料を満たした後、バルブを第二の状態に切り替え、前記切り替えた時間を基準として、前記(4)の注入条件入力部で指定された時間にバルブを第一の状態に切り替えることにより、試料保持ループ内の試料の一部を前記流体流に乗せて流体の出口ポートに移送し、注入することを特徴とする、試料注入装置である。
The present invention has been made for the purpose of solving the above problems, and is specifically as follows.
at least,
(1) a sample injection unit for injecting a sample;
(2) means for carrying the sample into the sample injection portion;
(3) Sample suction / cleaning means for sucking or cleaning the sample into the sample injection portion;
(4) A sample injection apparatus including an injection condition input unit for setting injection conditions, and (5) a sample injection control unit for controlling (1), (2), and (3) according to the conditions of (4). ,
The sample injection part of (1) is
Two ports connected to both ends of a sample holding loop for holding a sample, a sample introduction port, a sample discharge port, a fluid inlet port, a fluid outlet port, and 6 ports,
At least a first state in which the fluid inlet port and the outlet port are directly conducted without going through the sample holding loop, and the sample entering from the sample introduction port goes out to the sample discharge port through the sample holding loop And the fluid that has entered from the fluid inlet port flows to the fluid outlet port via the sample holding loop, and the sample introduction port and the sample discharge port directly conduct without passing through the sample holding loop. It is a valve that can take the state of
By the sample injection control unit (5),
After all or part of the sample holding loop is filled with the sample in the first state, the valve is switched to the second state, and specified by the injection condition input unit in (4) above, based on the switching time. The sample injection device is characterized in that a part of the sample in the sample holding loop is transferred to the fluid flow port and injected into the fluid outlet port by switching the valve to the first state at a later time. is there.

また、流体の流量と、第二の状態に切り替えた時間から第一の状態に切り替える時間との積が試料注入量となる、上述の試料注入装置である。   Further, in the above-described sample injection device, the product of the flow rate of the fluid and the time for switching from the time for switching to the second state to the time for switching to the first state becomes the sample injection amount.

さらに、試料注入量が0.3〜10マイクロリッタである、上述のいずれかの試料注入装置である。   Furthermore, the sample injection apparatus according to any one of the above, wherein the sample injection amount is 0.3 to 10 microliters.

また、上述のいずれかの試料注入装置を備えたことを特徴とする、液体クロマトグラフィである。   A liquid chromatography is provided with any of the sample injection devices described above.

これにより、前記試料保持ループ内の試料の一部を定量的に前記流体流に乗せて流体の出口ポートに移送することとなり、物理的に作製可能な試料保持ループの容量以下の試料であっても負荷することができる。   As a result, a part of the sample in the sample holding loop is quantitatively placed on the fluid flow and transferred to the fluid outlet port. Can also be loaded.

以下、本発明を詳細に説明する。液体クロマトグラフィに代表される「流れ分析」では、流体の流速は一定値で行うため、第二の状態から第一の状態にバルブを切り替える時間を制御することで、試料の注入量を変更することが可能となる。図9は本発明の時間制御による注入装置の動作を示した模式図、図10はシステム構成の一例を示した図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. In “flow analysis” represented by liquid chromatography, the flow rate of the fluid is constant, so the amount of sample injection can be changed by controlling the time to switch the valve from the second state to the first state. Is possible. FIG. 9 is a schematic diagram showing the operation of the injection device based on time control according to the present invention, and FIG. 10 is a diagram showing an example of the system configuration.

(ステップ1)
試料注入バルブが第二の状態(Injection)から開始する。この状態にて、試料吸引/洗浄手段−注入バルブポートf−ポートeを含む洗浄ラインを洗浄する。なお、このステップ1は、省略することも可能である。
(ステップ2)
試料注入バルブを第一の状態(Load)に切り替える。
(ステップ3)
試料注入バルブは第一の状態(Load)のまま、試料吸引/洗浄手段により、試料を試料保持ループ内に全量または一部吸引する。
(ステップ4)
試料注入バルブを第二の状態(Injection)に切り替える。
(ステップ5)
試料保持ループに吸引された試料が、ポンプにより押し出され、カラムに導入される。
(ステップ6)
ステップ3で試料保持ループに吸引された試料が全てカラムに導入される前に、試料注入バルブを第一の状態(Load)に切り替える。即ち、試料注入バルブを第一の状態(Load)に切り替える時間は、カラムに導入される試料が、試料保持ループに吸引された試料よりも少なくなるよう、設定される。
(Step 1)
The sample injection valve starts from the second state (Injection). In this state, the cleaning line including the sample suction / cleaning means-injection valve port f-port e is cleaned. Note that step 1 can be omitted.
(Step 2)
The sample injection valve is switched to the first state (Load).
(Step 3)
While the sample injection valve is in the first state (Load), the sample is sucked in the sample holding loop by the sample suction / washing means in whole or in part.
(Step 4)
The sample injection valve is switched to the second state (Injection).
(Step 5)
The sample sucked into the sample holding loop is pushed out by the pump and introduced into the column.
(Step 6)
Before all the sample sucked into the sample holding loop in step 3 is introduced into the column, the sample injection valve is switched to the first state (Load). That is, the time for switching the sample injection valve to the first state (Load) is set so that the sample introduced into the column is less than the sample sucked into the sample holding loop.

このように、ステップ4で試料注入バルブを第二の状態(Injection)に切り替えた時間とステップ6で第一の状態(Load)に切り替えた時間との差と、ポンプの流速との積が、カラムに導入される試料量になる。分析を行う場合、ポンプの流速は一定で使用することから、前記の時間差を変更することにより、例えばステップ6で第一の状態(Load)に切り替える時間を変更することにより、注入量を変更することができる。なお、前記の時間差は、注入時間に相当するものである。   Thus, the product of the difference between the time when the sample injection valve is switched to the second state (Injection) in Step 4 and the time when the sample injection valve is switched to the first state (Load) in Step 6 and the flow rate of the pump is The amount of sample introduced into the column. When performing the analysis, the flow rate of the pump is used at a constant value. Therefore, by changing the time difference, for example, by changing the time for switching to the first state (Load) in Step 6, the injection amount is changed. be able to. The time difference corresponds to the injection time.

次に、現在分析で使用される汎用カラム(内径4.6mm)、セミマイクロカラム(内径2.0mm)、マイクロカラム(内径1.0mm)、およびキャピラリィカラム(内径0.5mm)を例に注入量について説明する。   Next, a general-purpose column (inner diameter: 4.6 mm), semi-micro column (inner diameter: 2.0 mm), micro column (inner diameter: 1.0 mm), and capillary column (inner diameter: 0.5 mm), which are currently used in analysis, are taken as examples. The injection amount will be described.

注入量は試料の特性、濃度、使用するカラムの種類により大きく異なるが、汎用カラムでは100〜10マイクロリッタ、セミマイクロカラムでは20〜2マイクロリッタ、マイクロカラム5〜0.5マイクロリッタ、キャピラリィカラム1〜0.1マイクロリッタの範囲で使用されることが多い。汎用カラムの領域では、注入量が10マイクロリッタ以上であり、一般的な注入方法/装置で十分に対応できる領域である。セミマイクロカラム〜キャピラリィカラムの領域では注入量が10マイクロリッタ以下になることが多く、一般的な注入方法/装置では精度良く使用することが難しい領域となる。   The injection volume varies greatly depending on the sample characteristics, concentration, and type of column used, but it is 100 to 10 microliters for general purpose columns, 20 to 2 microliters for semi-microcolumns, 5 to 0.5 microliters for microcolumns, capillary The column is often used in the range of 1 to 0.1 microliter. In the general-purpose column region, the injection amount is 10 microliters or more, and this region can be sufficiently handled by a general injection method / apparatus. In the semi-microcolumn to capillary column region, the injection amount is often 10 microliters or less, and this is a region that is difficult to use with high accuracy by a general injection method / apparatus.

本発明の時間制御による注入法を、セミマイクロカラム〜キャピラリィカラムの領域に適用する例を次に示す(何れも、目的の注入量より大きな試料保持ループを備えていることを前提)。セミマイクロカラムで、毎分200マイクロリッタで送液を行い、注入時間を3秒とした場合、セミマイクロカラムには10.0マイクロリッタ注入されることになる。マイクロカラムで、毎分50マイクロリッタで送液を行い、注入時間を3秒とした場合、マイクロカラムには2.5マイクロリッタ注入されることになる。また、キャピラリィカラムで、毎分12マイクロリッタで送液を行い、注入時間を3秒とした場合、キャピラリィカラムには0.6マイクロリッタ注入されることになる。このように、注入時間を調整することで10マイクロリッタ以下、特に0.3〜10マイクロリッタといった量であってもカラムに負荷することが可能となる。   An example in which the time-controlled injection method according to the present invention is applied to the semi-microcolumn to capillary column region is shown below (all assume that a sample holding loop larger than the target injection amount is provided). When a semi-micro column is fed at 200 microliters per minute and the injection time is 3 seconds, 10.0 microliters are injected into the semi-microcolumn. When the liquid is fed at 50 microliters per minute using a microcolumn and the injection time is 3 seconds, 2.5 microliters are injected into the microcolumn. In addition, when the liquid is fed at 12 microliters per minute in the capillary column and the injection time is set to 3 seconds, 0.6 microliter is injected into the capillary column. Thus, by adjusting the injection time, it is possible to load the column even in an amount of 10 microliters or less, particularly 0.3 to 10 microliters.

図11aは従来の注入方法、図11bは本発明の時間制御による注入装置の注入動作を模式的に示した図である。網掛け部は、試料保持ループの容量とボイド体積の合計量を示すものであり、従来法(図11a)では、その合計量すべてがカラムに導入されるのに対し、本発明による注入法(図11b)では、その合計量よりも少ない量がカラムに注入される。   FIG. 11a is a view schematically showing the conventional injection method, and FIG. 11b is a view schematically showing the injection operation of the injection device by the time control of the present invention. The shaded portion indicates the total amount of the volume of the sample holding loop and the void volume. In the conventional method (FIG. 11a), all of the total amount is introduced into the column, whereas the injection method according to the present invention ( In FIG. 11b) less than the total amount is injected into the column.

このように、試料保持ループ内の試料が全て押し出される前に、注入バルブを第二の状態(Injection)から第一の状態(Load)に切り替えることで、試料保持ループの容量より少ない量の試料を定量的に注入することができる。特に物理的に作製可能な最短の試料保持ループを使用した場合であっても、その容量より少ない極微量の試料を注入することができる。   Thus, by switching the injection valve from the second state (Injection) to the first state (Load) before all the samples in the sample holding loop are pushed out, a smaller amount of sample than the capacity of the sample holding loop Can be injected quantitatively. In particular, even when the shortest sample holding loop that can be physically manufactured is used, it is possible to inject a very small amount of sample smaller than the capacity.

一般的な液体クロマトグラフ装置の流路系を示した図である。It is the figure which showed the flow-path system of the general liquid chromatograph apparatus. 一般的なループ全量注入方法の注入原理を示した図である。It is the figure which showed the injection principle of the general loop whole quantity injection method. 一般的なループ可変注入方法の注入原理を示した図である。It is the figure which showed the injection principle of the general loop variable injection method. 一般的な直接注入方法の注入原理を示した図である。It is the figure which showed the injection principle of the general direct injection method. 一般的な試料注入バルブの外観を示した図である。aは配管を施す前、bは配管を施した状態を示している。It is the figure which showed the external appearance of the general sample injection valve. a shows a state before piping and b shows piping. 試料注入バルブに使用される試料保持ループの外観を示した図である。aは外観、bは拡大図である。It is the figure which showed the external appearance of the sample holding loop used for a sample injection valve. a is an external appearance, b is an enlarged view. 一般的な試料注入バルブのロータシールの外観を示した図である。It is the figure which showed the external appearance of the rotor seal | sticker of a general sample injection valve. 微量注入に使用されるスライド式バルブの構造を一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the structure of the slide-type valve used for a micro injection. 本発明の時間制御による注入装置の注入原理を示した図である。It is the figure which showed the injection | pouring principle of the injection apparatus by the time control of this invention. 本発明の時間制御による注入装置のシステム構成の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the system configuration | structure of the injection apparatus by the time control of this invention. 注入動作を模式的に示した図である。aは従来の注入方法、bは本発明の時間制御による注入方法を示している。It is the figure which showed injection | pouring operation | movement typically. a shows the conventional injection | pouring method, b shows the injection | pouring method by the time control of this invention. 実施例1で使用したシステムの流路図である。aは第一の状態(Load)、bは第二の状態(Injection)を示している。1 is a flow chart of a system used in Example 1. FIG. a indicates the first state (Load), and b indicates the second state (Injection). 実施例1での、試料保持ループの長さを変えた場合の検出器信号の変化を示したクロマトグラムである。2 is a chromatogram showing a change in detector signal when the length of the sample holding loop is changed in Example 1. FIG. 実施例1での、試料保持ループの容量とピーク面積の関係を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the capacity of the sample holding loop and the peak area in Example 1. 実施例1での、試料注入時間を変えた場合の検出器信号の変化を示したクロマトグラムである。2 is a chromatogram showing a change in detector signal when the sample injection time is changed in Example 1. FIG. 実施例1での、試料注入時間と、ピーク高さ又は面積との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between sample injection time and the peak height or area in Example 1. 実施例1での、本発明の時間制御による注入装置の精度を示した図である。aはクロマトグラム、bはピーク高さおよび面積の再現性を示した図である。It is the figure in Example 1 which showed the precision of the injection apparatus by the time control of this invention. a is a chromatogram, b is a diagram showing reproducibility of peak height and area. 実施例2で使用したシステムの流路図である。aは溶離液A通液/試料注入バルブが第一の状態(Load)、bは溶離液A通液/試料注入バルブが第二の状態(Injection)を示している。cは溶離液B通液/試料注入バルブが第一の状態(Load)を示している。FIG. 6 is a flow chart of the system used in Example 2. a shows the eluent A flow / sample injection valve in the first state (Load), and b shows the eluent A flow / sample injection valve in the second state (Injection). c shows the first state (Load) of the eluent B flow / sample injection valve. 実施例2での、試料注入時間を変えた場合の検出器信号の変化を示したクロマトグラムである。It is the chromatogram which showed the change of the detector signal at the time of changing sample injection time in Example 2. FIG. 図19の内径0.5mm長さ10cmの試料保持ループを使用し、注入時間が0.03分の場合のクロマトグラムを拡大した図である。FIG. 20 is an enlarged view of the chromatogram when the sample holding loop having an inner diameter of 0.5 mm and a length of 10 cm in FIG. 19 is used and the injection time is 0.03 minutes. 実施例2での、試料注入時間と総面積の関係を示した図である。凡例の黒丸は内径0.25mm、長さ10cm、凡例の白三角は内径0.5mm長さ10cmの試料保持ループを使用した場合を示している。It is the figure which showed the relationship between sample injection time and total area in Example 2. FIG. The black circle in the legend indicates a case where a sample holding loop having an inner diameter of 0.25 mm and a length of 10 cm and the legend white triangle has an inner diameter of 0.5 mm and a length of 10 cm is used.

以下に本発明を実施例を用いて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
本発明の効果を検証するため、以下のように実施した。
[Example 1]
In order to verify the effect of the present invention, the following was carried out.

図12に、使用した液体クロマトグラフの流路図を示す。溶離液を送液するポンプ(2)、試料を注入する2位置6ポートの注入バルブ(20)、抵抗管(35)、紫外可視の検出器(7)で構成した。   FIG. 12 shows a flow chart of the used liquid chromatograph. It consisted of a pump (2) for feeding the eluent, a 2-position 6-port injection valve (20) for injecting the sample, a resistance tube (35), and a UV-visible detector (7).

ポンプ(2)は東ソー(株)製DP−8020、検出器(7)は東ソー(株)製UV−8020を415nmの波長で用いた。分析カラムの代用とした抵抗管(35)は内径0.2mm長さ2mのSUS配管を螺旋状に巻いたものを使用した。注入する2位置6ポートの注入バルブ(20)として高砂電気工業製ソレノイド駆動式2ポジション6ポートバルブ(MTV−6SL−N32UF−1)を使用した。前記バルブに装着する試料保持ループ(4)は外径1/16インチ、内径0.25mm、0.5mm、0.75mmのPEEK配管を指定の長さに切断したものを使用した。溶離液(1)は純水を毎分1ミリリッタで送液し、試料として全血を1/400に希釈して用いた。   The pump (2) used was DP-8020 manufactured by Tosoh Corporation, and the detector (7) used UV-8020 manufactured by Tosoh Corporation at a wavelength of 415 nm. The resistance tube (35) used as a substitute for the analytical column was a spirally wound SUS pipe having an inner diameter of 0.2 mm and a length of 2 m. As a 2-position 6-port injection valve (20) for injection, a solenoid-driven 2-position 6-port valve (MTV-6SL-N32UF-1) manufactured by Takasago Electric was used. The sample holding loop (4) attached to the valve was obtained by cutting PEEK piping having an outer diameter of 1/16 inch, an inner diameter of 0.25 mm, 0.5 mm, and 0.75 mm to a specified length. As eluent (1), pure water was fed at a rate of 1 milliliter per minute, and whole blood was diluted to 1/400 as a sample.

まず、検証に使用したバルブのロータシールの溝部およびステータ部の流路容量を算出するため、試料保持ループの長さを10から50cmまで変化させ、ピーク面積の変化を確認した(内径0.25mm、PEEK配管)。図13に検出器信号の変化、図14に試料保持ループ容量に対するピーク面積の関係を示した。なお、各配管長での容量は、計算上表2の通りになる。   First, in order to calculate the channel capacity of the rotor seal groove and stator of the valve used for verification, the length of the sample holding loop was changed from 10 to 50 cm, and the change in peak area was confirmed (inner diameter 0.25 mm). , PEEK piping). FIG. 13 shows the change of the detector signal, and FIG. 14 shows the relationship of the peak area to the sample holding loop capacity. In addition, the capacity at each pipe length is as shown in Table 2 in the calculation.

Figure 0006393964
図14から分かるように、保持ループ容量とピーク面積は良好な直線関係が見られる。しかしながらその近似直線は原点を通らず、一定の切片を有している。つまり、試料保持ループの長さをゼロにしても、計算上はピーク面積が存在することになる。これは、切り替えバルブのロータシール溝やステータ部の流路容量が存在することを意味している。この条件下での近似式は下記の通りとなる。
Area=75.627*V+456.89
Area:ピーク面積
V:試料保持ループ容量(計算値)
ピーク面積(Area) にゼロを代入して得られたVが切り替えバルブのロータシール溝やステータ部の流路等のボイド容量となる。上記近似式から、今回使用した注入バルブの総ボイド容量は約6.0マイクロリッタと計算される。
0=75.627*V+456.89
V=−456.89/75.626=−6.0μL
このことから、この注入バルブでは理論上6.0マイクロリッタ以下は注入することはできない。実際には物理的配置から10cm以下の試料保持ループは作製できないことから、内径0.25mmの配管を使用した場合は、10cmのときのループ配管容量(4.9マイクロリッタ)と総ボイド容量(6.0マイクロリッタ)の合計値、10.9マイクロリッタ以下の注入はできないことになる。
Figure 0006393964
As can be seen from FIG. 14, there is a good linear relationship between the holding loop capacity and the peak area. However, the approximate line does not pass through the origin and has a certain intercept. In other words, even if the length of the sample holding loop is zero, there is a peak area in the calculation. This means that the rotor seal groove of the switching valve and the flow path capacity of the stator portion exist. The approximate expression under this condition is as follows.
Area = 75.627 * V + 456.89
Area: Peak area V: Sample holding loop capacity (calculated value)
V obtained by substituting zero for the peak area (Area) is the void capacity of the rotor seal groove of the switching valve, the flow path of the stator portion, and the like. From the above approximate expression, the total void volume of the injection valve used this time is calculated to be about 6.0 microliters.
0 = 75.627 * V + 456.89
V = −456.89 / 75.626 = −6.0 μL
For this reason, it is theoretically impossible to inject below 6.0 microliters with this injection valve. Actually, a sample holding loop of 10 cm or less cannot be produced from the physical arrangement. Therefore, when a pipe having an inner diameter of 0.25 mm is used, the loop pipe capacity (4.9 microliter) and the total void capacity ( The total value of 6.0 microliters) cannot be injected below 10.9 microliters.

次に、本発明の時間制御による注入装置の効果を検証した。試料保持ループは外径1/16インチ、内径0.25mm、長さ10cmのPEEK配管を使用した(ループ容量4.9μL)。溶離液は純水を毎分100マイクロリッタで送液し、試料として全血を1/400に希釈して用いた。その他の装置構成および基本条件等は前述と同じである。
計算上、注入バルブを第一の状態(Load)から第二の状態(Injection)に切り替え溶離液によりループ内の試料を完全に押し出すには0.1分を要する。
(ループ容量4.9μL+ボイド容量6.0μL)/(100μL/min)=0.1分
注入バルブを第一の状態(Load)から第二の状態(Injection)に切り替え、一定時間後に第一の状態に戻し、試料保持ループ容量以下の試料の注入が定量的に行えるか検証を行った。また比較のために、ループ内の試料が全量押し出すのに十分な時間(0.2分)第二の状態を保持させたデータも取得した(ループ全量注入に相当)。注入時間と計算上の注入量を表3に示す。
Next, the effect of the injection device by time control of the present invention was verified. As the sample holding loop, PEEK piping having an outer diameter of 1/16 inch, an inner diameter of 0.25 mm, and a length of 10 cm was used (loop capacity: 4.9 μL). As the eluent, pure water was fed at 100 microliters per minute, and whole blood was diluted to 1/400 as a sample. Other device configurations and basic conditions are the same as described above.
In calculation, it takes 0.1 minute to completely push the sample in the loop with the eluent by switching the injection valve from the first state (Load) to the second state (Injection).
(Loop volume 4.9 μL + Void volume 6.0 μL) / (100 μL / min) = 0.1 min The injection valve is switched from the first state (Load) to the second state (Injection), and after a certain time, the first It returned to the state and it verified whether the injection | pouring of the sample below a sample holding | maintenance loop capacity could be performed quantitatively. For comparison, data was also acquired for a time sufficient for the sample in the loop to be pushed out (0.2 minutes) and held in the second state (corresponding to loop full volume injection). Table 3 shows the injection time and the calculated injection amount.

Figure 0006393964
図15はクロマトグラム、図16は注入時間に対するピークの面積、高さの変化を示した図である。計算上、注入時間が0.2分と0.1分では同量となることから、ピーク高さ、面積とも近い値を示している。注入時間を0.1分から短くするに連れて、ピーク強度が減少して行くことが見てとれる。このことから、注入時間を試料が完全に押し出される時間より短い時間に設定することで、(試料保持ループ+バルブのボイド容量)以下の微量を定量的に注入できることが分かる。
Figure 0006393964
FIG. 15 is a chromatogram, and FIG. 16 is a graph showing changes in peak area and height with respect to injection time. In calculation, since the injection amount is the same at 0.2 minutes and 0.1 minutes, the peak height and the area are close to each other. It can be seen that the peak intensity decreases as the injection time is reduced from 0.1 minutes. From this, it can be seen that by setting the injection time to a time shorter than the time when the sample is completely pushed out, it is possible to quantitatively inject a trace amount less than (sample holding loop + valve volume of valve).

次に、時間制御による注入装置の再現性について検証を行った。注入時間は0.02分(注入量2μL)で、n=10、3セットで実施した。1セット目のクロマトグラムを図17aに、面積および高さのCv%を図17bに示す。注入量が2μLと少ないにもかかわらず、面積、高さとも約4%程度の再現性が得られている。   Next, the reproducibility of the injection device by time control was verified. The injection time was 0.02 minutes (injection volume 2 μL), and n = 10, 3 sets. The first set of chromatograms is shown in FIG. 17a and the area and height Cv% are shown in FIG. 17b. Despite the small injection volume of 2 μL, reproducibility of about 4% in both area and height is obtained.

[実施例2]
本発明の時間制御による微量注入の効果を検証するため、ヘモグロビンA1cの測定を以下のように実施した。
[Example 2]
In order to verify the effect of microinjection by the time control of the present invention, hemoglobin A1c was measured as follows.

実施例1で用いたシステムに2液のステップグラジエントが可能な機構を追加し、抵抗管(35)の代わりにマイクロ分析カラム(33)を搭載して実施した(図18参照)。   A mechanism capable of a two-liquid step gradient was added to the system used in Example 1, and a microanalysis column (33) was mounted instead of the resistance tube (35) (see FIG. 18).

溶離液A(29)の送液ポンプA(27)と注入バルブ(20)との間に、2位置6ポートの流路切り替えバルブ(31)を配し、溶離液保持ループ(32)内に溶離液Bを充填し、試料の注入から一定時間後に前記バルブを切り替えることでステップグラジエントを実施した。   Between the feed pump A (27) of the eluent A (29) and the injection valve (20), a 2-position 6-port flow path switching valve (31) is arranged, and the eluent holding loop (32) is provided. Step gradient was performed by filling the eluent B and switching the valve after a certain time from the sample injection.

溶離液保持ループ(32)は外径1/16インチ、内径0.75mm、長さ30cm(容量132マイクロリッタ)のPEEK配管を使用した。   The eluent holding loop (32) was a PEEK pipe having an outer diameter of 1/16 inch, an inner diameter of 0.75 mm, and a length of 30 cm (capacity: 132 microliters).

マイクロ分析カラム(33)は内径1.0mm、長さ10mmのカラム管にTSKgelBorate−5PW(10μm)を充填したものを、40℃で温調されたカラムオーブン(34)内に設置し使用した。   A micro analytical column (33) was prepared by filling a column tube having an inner diameter of 1.0 mm and a length of 10 mm with TSKgelBorate-5PW (10 μm) in a column oven (34) temperature-controlled at 40 ° C.

溶離液A,B(29、30)は東ソー(株)自動グリコヘモグロビン分析計GHbVIIIのアフィニティ用溶離液を使用した。溶離液Aは毎分200マイクロリッタで送液し、試料として全血を1/200に希釈して用いた。ステップグラジエントは、試料注入後、0分から0.65分まで溶離液A、0.65分から1.05分まで溶離液Bが流れる条件で実施した。   As eluents A and B (29, 30), the eluent for affinity of Tosoh Corporation automatic glycohemoglobin analyzer GHbVIII was used. The eluent A was sent at 200 microliters per minute, and whole blood was diluted to 1/200 as a sample. The step gradient was performed under conditions where the eluent A flows from 0 to 0.65 minutes and the eluent B flows from 0.65 to 1.05 minutes after sample injection.

注入バルブ(20)が第一の状態(Load)で試料保持ループ内に試料を満たし、第二の状態(Injection)に切り替え、試料保持ループと注入バルブのボイド部に保持された試料をマイクロ分析カラムへと押し出し、保持された試料の全量が押し出される前に第一の状態に戻し、微量注入を実施した。図19は第二の状態から第一に状態に戻す時間(注入時間)を0.2分から0.01分まで変化させた場合のクロマトグラムであり、図19aは試料保持ループ(4)に外径1/16インチ、内径0.25mm、長さ10cm(容量:4.9マイクロリッタ)を装着した場合、図19bは試料保持ループ(4)に外径1/16インチ、内径0.5mm、長さ10cm(容量:19.6マイクロリッタ)を装着した場合のクロマトグラム、図20は内径0.5mm、長さ10cmの試料保持ループを使って、注入時間が0.03分のクロマトグラムを拡大したもの、図21は注入時間に対するヘモグロビンA1cピークの総面積の変化を示した図である。   When the injection valve (20) is in the first state (Load), the sample holding loop is filled with the sample, switched to the second state (Injection), and the sample held in the void portion of the sample holding loop and the injection valve is microanalyzed. The sample was extruded into a column and returned to the first state before the entire amount of the retained sample was extruded, and a microinjection was performed. FIG. 19 is a chromatogram when the time for returning from the second state to the first state (injection time) is changed from 0.2 minutes to 0.01 minutes, and FIG. 19a is outside the sample holding loop (4). When a diameter of 1/16 inch, an inner diameter of 0.25 mm, and a length of 10 cm (capacity: 4.9 microliter) are attached, FIG. 19b shows an outer diameter of 1/16 inch, an inner diameter of 0.5 mm, and a sample holding loop (4). A chromatogram with a 10 cm length (capacity: 19.6 microliters) attached. FIG. 20 shows a chromatogram with an injection time of 0.03 minutes using a sample holding loop with an inner diameter of 0.5 mm and a length of 10 cm. FIG. 21 is an enlarged view showing a change in the total area of the hemoglobin A1c peak with respect to the injection time.

試料注入時間は表4のように0.2分から0.01分まで変化させて行った。   As shown in Table 4, the sample injection time was changed from 0.2 minutes to 0.01 minutes.

Figure 0006393964
図21から分かるように、注入時間が0.01分から0.05分の場合、内径0.25mmと、内径0.5mmの試料保持ループのどちらを搭載しても、得られる総面積はほぼ同一の値を示す。注入時間とピークの総面積はほぼ原点を通る1次式で近似でき、注入時間を制御することで注入量を正確に制御できることを表している。
Figure 0006393964
As can be seen from FIG. 21, when the injection time is 0.01 minute to 0.05 minute, the total area obtained is almost the same regardless of whether the sample holding loop having the inner diameter of 0.25 mm or the inner diameter of 0.5 mm is mounted. Indicates the value of. The injection time and the total area of the peak can be approximated by a linear expression that almost passes through the origin, indicating that the injection amount can be accurately controlled by controlling the injection time.

内径0.25mmの試料保持ループを搭載時は、注入時間が0.2分から0.1分までは、ピークの総面積は殆ど変化していない。計算上の注入時間0.2分での注入量は40マイクロリッタ(0.2min×200μL/min)となり、(ループ容量+注入バルブのボイド容量)を大幅に超過していることから、図2で例示したループ全量注入法となっている。   When a sample holding loop with an inner diameter of 0.25 mm is mounted, the total area of the peak hardly changes from the injection time of 0.2 minutes to 0.1 minutes. The injection amount at a calculation injection time of 0.2 minutes is 40 microliters (0.2 min × 200 μL / min), which greatly exceeds (loop capacity + injection valve void capacity). This is the loop total injection method exemplified in.

0.05分より注入時間を短くすると、それに伴い総面積も減少していき、注入時間と総面積は原点を通る1次式で近似できる。つまり、試料保持ループとバルブのボイド容量以下の微量の試料がカラムに注入されたことになり、注入時間を制御することで注入量を変化させることができることを示唆している。   When the injection time is shortened from 0.05 minutes, the total area decreases accordingly, and the injection time and the total area can be approximated by a linear expression passing through the origin. In other words, a minute amount of sample below the void volume of the sample holding loop and the valve is injected into the column, suggesting that the injection amount can be changed by controlling the injection time.

内径0.5mmの試料保持ループの搭載時も前記と同様な傾向が見られる。試料保持ループの容量が4倍になっていることから、注入時間とピーク総面積の直線性の範囲が0.1分まで拡大されている。   The same tendency as described above is observed when a sample holding loop having an inner diameter of 0.5 mm is mounted. Since the capacity of the sample holding loop is quadrupled, the range of linearity of injection time and peak total area is expanded to 0.1 minutes.

一般的に、ループ全量注入法、ループ可変注入法、直接注入法など方式によらず、微量の試料を注入する場合、試料保持ループの容量をできるだけ抑えることで注入の精度が向上する。そのため、内径の細い管を使用して試料保持ループを作製することとなるが、試料の吸引抵抗が増大したり、管内での詰まりの頻度が増加するなどリスクが高まる。   In general, when a small amount of sample is injected regardless of a method such as loop total injection, variable loop injection, or direct injection, the accuracy of injection is improved by suppressing the volume of the sample holding loop as much as possible. For this reason, a sample holding loop is produced using a tube having a small inner diameter, but the risk increases such as an increase in the suction resistance of the sample and an increase in the frequency of clogging in the tube.

本発明の時間制御による注入装置では、注入量は流速と注入時間で決定されるため、低容量域では、試料保持ループの形態、容量により影響を受けにくい。つまり、必要以上に内径の小さい管で試料保持ループを作製する必要はなく、前記リスクを回避することが可能となる。   In the injection device with time control according to the present invention, the injection amount is determined by the flow rate and the injection time, and therefore, in the low volume region, it is hardly affected by the form and volume of the sample holding loop. That is, it is not necessary to prepare the sample holding loop with a tube having an inner diameter smaller than necessary, and the risk can be avoided.

本発明の時間制御による注入装置での注入量の精度は、バルブの切り替え時間の精度と溶離液の流量の精度に依存する。そのため、一般的なループ全量注入法、ループ可変注入法、直接注入法と比較すると注入精度は若干低いが、簡便に注入量を変更できたり、微量注入が可能であったりと利点が多い。実施例2で例示したように、グリコヘモグロビン測定などのように、各成分の面積比から定量計算を行う測定計などでは非常に有効である。   The accuracy of the injection amount in the injection device according to the time control of the present invention depends on the accuracy of the valve switching time and the accuracy of the flow rate of the eluent. Therefore, the injection accuracy is slightly lower than that of the general loop total injection method, loop variable injection method, and direct injection method, but there are many advantages such that the injection amount can be easily changed or a minute injection is possible. As exemplified in Example 2, it is very effective in a measuring instrument that performs quantitative calculation from the area ratio of each component, such as glycohemoglobin measurement.

1.溶離液
2.ポンプ
3.試料注入バルブ
4.試料保持ループ
5.試料
6.分析カラム
7.検出器
8.洗浄液
9.試料吸引機構
10.切替弁
11.ポート
12.オシネ(ナット)
13.配管
14.バルブ本体
15.ステータ
16.フェラル
17.ロータシール
18.溝
19.注射器
20.注入バルブ
21.ステータA
22.ステータB
23.吸引ニードル
24.スラーダ
25.試料保持孔
26.流路
27.送液ポンプA
28.送液ポンプB
29.溶離液A
30.溶離液B
31.流路切り替えバルブ
32.溶離液保持ループ
33.マイクロ分析カラム
34.カラムオーブン
35.抵抗管
36.試料搬入手段
37.試料吸引/洗浄手段
38.試料注入制御部
39.注入条件入力部
1. 1. Eluent Pump 3. 3. Sample injection valve 4. Sample holding loop Sample 6 6. analytical column Detector 8. 8. Cleaning solution Sample suction mechanism 10. 10. Switching valve Port 12. Osine (nut)
13. Piping 14. Valve body 15. Stator 16. Ferrule 17. Rotor seal 18. Groove 19. Syringe 20. Injection valve 21. Stator A
22. Stator B
23. Suction needle 24. Surada 25. Sample holding hole 26. Flow path 27. Liquid feed pump A
28. Liquid feed pump B
29. Eluent A
30. Eluent B
31. Flow path switching valve 32. Eluent retention loop 33. Micro analysis column 34. Column oven 35. Resistance tube 36. Sample carrying means 37. Sample suction / cleaning means 38. Sample injection control unit 39. Injection condition input section

Claims (3)

少なくとも、
(1)試料を注入するための試料注入部、
(2)前記試料注入部に試料を搬入する手段、
(3)前記試料注入部に前記試料を吸引または洗浄を行うための試料吸引/洗浄手段、
(4)注入条件を設定する注入条件入力部、及び
(5)前記(4)の条件に従い前記(1)、(2)、(3)を制御する試料注入制御部
を含む試料注入装置であり、
前記(1)の試料注入部は、
試料を保持するための試料保持ループの両端と接続する2つのポート、試料導入ポート、試料排出ポート、流体の入口ポート、流体の出口ポートの6ポートを備え、
少なくとも、前記流体の入口ポートと出口ポートが試料保持ループを介さずに直接導通し、かつ前記試料導入ポートから入った前記試料が前記試料保持ループを介して前記試料排出ポートに出る第一の状態と、前記流体の入口ポートから入った流体が前記試料保持ループを介して前記流体の出口ポートに流れ、かつ前記試料導入ポートと前記試料排出ポートが試料保持ループを介さずに直接導通する第二の状態とをとることができる
バルブであって、
前記(5)の試料注入制御部により、
第一の状態で試料保持ループ内の全てまたは一部に試料を満たした後、バルブを第二の状態に切り替え、前記切り替えた時間を基準として、前記(4)の注入条件入力部で指定された時間にバルブを第一の状態に切り替えることにより、試料保持ループ内の試料の一部を前記流体流に乗せて流体の出口ポートに移送し、注入する、試料注入量が0.3〜10マイクロリッタであることを特徴とする、試料注入装置。
at least,
(1) a sample injection unit for injecting a sample;
(2) means for carrying the sample into the sample injection portion;
(3) Sample suction / cleaning means for sucking or cleaning the sample into the sample injection portion;
(4) A sample injection apparatus including an injection condition input unit for setting injection conditions, and (5) a sample injection control unit for controlling (1), (2), and (3) according to the conditions of (4). ,
The sample injection part of (1) is
Two ports connected to both ends of a sample holding loop for holding a sample, a sample introduction port, a sample discharge port, a fluid inlet port, a fluid outlet port, and 6 ports,
At least a first state in which the fluid inlet port and the outlet port are directly conducted without going through the sample holding loop, and the sample entering from the sample introduction port goes out to the sample discharge port through the sample holding loop And the fluid that has entered from the fluid inlet port flows to the fluid outlet port via the sample holding loop, and the sample introduction port and the sample discharge port directly conduct without passing through the sample holding loop. It is a valve that can take the state of
By the sample injection control unit (5),
After all or part of the sample holding loop is filled with the sample in the first state, the valve is switched to the second state, and specified by the injection condition input unit in (4) above, based on the switching time. By switching the valve to the first state at a predetermined time, a part of the sample in the sample holding loop is transferred to the fluid outlet port by being put on the fluid flow, and the sample injection amount is 0.3 to 10 A sample injection device characterized by being a microliter .
流体の流量と、第二の状態に切り替えた時間から第一の状態に切り替える時間との積が試料注入量となる、請求項1に記載の試料注入装置。 The sample injection apparatus according to claim 1, wherein a product of a flow rate of the fluid and a time for switching from the time for switching to the second state to the time for switching to the first state is a sample injection amount. 請求項1又は2に記載の試料注入装置を備えたことを特徴とする液体クロマトグラフィ。 Liquid chromatography comprising the sample injection device according to claim 1 or 2.
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