JP6459490B2 - バイアルインサート及びバイアルインサートシート - Google Patents

Description

本発明は、バイアルインサートに関し、特に、オートサンプラを備えるクロマトグラフに用いられるバイアルインサートに関する。また、複数のバイアルインサートが形成されたバイアルインサートシートに関する。

ガスクロマトグラフで液体試料を分析する場合、ニードルを有するバレルとプランジャとを備えるシリンジで試料瓶（試料バイアル）内から一定量の液体試料を吸引した後、ニードルをガスクロマトグラフの試料気化室のセプタムに貫通させて、試料気化室内に液体試料を注入するという操作が行われている。なお、セプタムはシリコン製等であって弾力性を有しているので、ニードル挿入時に開いた穴は、ニードルが抜去されると即座に閉塞することになる。

また、ガスクロマトグラフで多数の液体試料を連続して自動的に分析するために、分析対象の液体試料が入れられた多数（例えば１６個）の試料バイアルと、洗浄用溶媒が入れられた溶媒バイアルと、廃液が入れられる廃液バイアルとが一列に配置されたターレットを備えるガスクロマトグラフ用自動試料注入装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、図３は、ガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣ／ＭＳ）の一例を示す概略構成図であり、図４は、図３に示す１０μｌシリンジ１１の断面図である。
ＧＣ／ＭＳ１００は、ガスクロマトグラフ２０と、ＭＳ部５０と、ガスクロマトグラフ２０の上部に配置されたガスクロマトグラフ用自動試料注入装置１０と、制御部３０とを備える。

ガスクロマトグラフ２０は、立方体形状のハウジングを有するガスクロマトグラフ用オーブン２１と、ハウジング２１の内部に配置された試料ガスが通過する円管形状のカラム２２と、ハウジング２１の上部に配置され、カラム２２と連結された試料気化室２３とを備える。

ＭＳ部５０は、直方体形状の真空室５１と、真空室５１の内部を真空にするための真空ポンプ５６とを備え、真空室５１の内部には、イオン化室５２と、イオンレンズ５３と、質量分離器としての四重極質量フィルタ５４と、イオン強度信号を取得する検出器５５とが、イオンの進行方向に沿ってこの順に配設されている。
制御部３０は、ＣＰＵ３１と入力部３２と表示部３３とを備え、ガスクロマトグラフ２０とＭＳ部５０とガスクロマトグラフ用自動試料注入装置１０とを制御する。

ガスクロマトグラフ用自動試料注入装置１０は、１０μｌシリンジ１１と、シリンジ駆動部１３と、ターレット１２と、ターレット駆動部１４と、直方体形状の筐体１５とを備える。
１０μｌシリンジ１１は、先端にニードル１１ａを有するバレル１１ｂと、バレル１１ｂ内に摺動自在に嵌挿されたプランジャ１１ｃとを備える。

シリンジ駆動部１３は、１０μｌシリンジ１１の筐体１５に対する上下方向への移動を可能にしている。さらに、プランジャ１１ｃをバレル１１ｂ内に押し入れたり、バレル１１ｂ内から引き出したりすることが可能となっている。
このような１０μｌシリンジ１１とシリンジ駆動部１３とによれば、液体試料をニードル１１ａからバレル１１ｂ内に吸引したり、バレル１１ｂ内の液体試料をニードル１１ａから排出したりすることができる。

ターレット１２は、水平方向に長い平板形状であって、上面にはバイアル４０が収容されるための１６個（ｎ個）の穴が水平に一列に並ぶように形成されている。これにより、１６個のバイアル４０を一列に配置することができるようになっている。

ターレット駆動部１４は、円板状体が回転することによりターレット１２を筐体１５に対して水平方向に移動させることが可能となっている。
このようなターレット１２とターレット駆動部１４とによれば、１０μｌシリンジ１１の下方に所望のバイアル４０がくるように、ターレット１２を移動させることができる。

バイアル４０は、素材が透明なガラス、石英、プラスチック、金属からなり、円形状（例えば直径１２ｍｍ）の底面と、円筒形状（例えば直径１２ｍｍ、高さ３２ｍｍ）の側壁部と、側壁部の上部に形成された円筒形状の広口ネジ部（例えば直径６ｍｍ）とを有する。
ところで、バイアル４０を用いて少量の液体試料を分析する場合には、ニードル１１ａが液面まで届かないことがあるため、小容量専用のオートサンプラバイアルやバイアルインサートが用いられている。

図５（ａ）は、バイアル内に収容されるバイアルインサートの一例を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のバイアルインサートをバイアル内に配置した状態を示す斜視図である。
バイアルインサート１０１は、透明なガラス製や石英製やプラスチック製であり、円形状（例えば直径５．５ｍｍ）の底面と、円筒形状（例えば直径５．５ｍｍ、高さ３１ｍｍ）の側壁部とを有する。

図６（ａ）は、バイアルインサートの他の一例を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のバイアルインサートをバイアル内に配置した状態を示す斜視図である。
バイアルインサート２０１は、逆円錐形状（例えば直径５．５ｍｍ、高さ２９ｍｍ）で、素材が透明なガラスや石英やプラスチックからなる側壁部２０１ａと、先端部（底部）が尖った側壁部２０１ａを自立させるための樹脂製の脚部２０１ｂとを有する。
なお、バイアルインサート１０１、２０１の内面は、液体試料中の化合物の吸着を防ぐため、不活性化処理が施される場合もある。

特開平１０−１０４２４１号公報

しかしながら、小容量専用のオートサンプラバイアルやバイアルインサートは高価である。また、標準バイアルにおけるネジ部の口径は５ｍｍであるのに対し、バイアル４０の広口ネジ部の口径は６ｍｍであるため、上述したようなバイアル４０用のバイアルインサート１０１、２０１は標準バイアル内には入らない。一方、バイアル４０用のバイアルインサートは、標準バイアル内には入るが、隙間ができるため中央に安定させづらく、専用のバイアルインサートを準備する必要がある。

さらに、分析終了後には液体試料Ｓとバイアルインサート１０１、２０１とを分別して廃棄することになるが、バイアルインサート１０１、２０１の口径が小さいことから、逆さに向けても廃液容器にバイアルインサート１０１、２０１内の液体試料Ｓがなかなか落ちないことがあった。
そこで、本発明は、種々のバイアルに使用することができるバイアルインサートの提供を目的とするものである。

上記課題を解決するためになされた本発明のバイアルインサートは、所定の口径の出入口が設けられたネジ部が形成されるとともに前記ネジ部から拡径し円筒状の側壁部が形成された有底のバイアルの内側に前記出入口から差し込んで用いられるバイアルインサートであって、
前記バイアルインサートは、第一の樹脂製シートと第二の樹脂製シートとが積層され、前記第一の樹脂製シートの内面と前記第二の樹脂製シートの内面との間に空気を入れることにより液体試料を収容可能な空間および当該空間の上端に前記液体試料を出し入れする開口が形成されるように、側壁を形成する左右一対の縦方向部分および底を形成する横方向部分からなる熱溶着部分が形成され、
さらに前記溶着部分の縦方向部分は前記液体試料を収容可能な空間が形成された状態の前記バイアルインサートの上端の最大幅を調整するための調整幅を含めた幅にして形成され、
前記バイアルインサートの上端の最大幅が前記バイアルのネジ部の出入口の内径と一致するように前記熱溶着部分の縦方向部分の幅を調整して前記バイアルインサートを前記バイアル内に差し込むことでバイアル中央に安定させることができるようにしてある。

本発明のバイアルインサートによれば、第一の樹脂製シートの内面と第二の樹脂製シートの内面とで囲まれた空間に空気を入れて円筒状にして、バイアル内に差し込む。このとき、熱溶着された所定部分が、バイアル内の隙間を埋めて中央に安定させる。そして、第一の樹脂製シートの内面と第二の樹脂製シートの内面とで囲まれた空間に液体試料を収容する。また、分析終了後には、バイアルインサートをバイアル内から抜き出して、廃液容器上でバイアルインサートを逆さに向けて絞れば、バイアルインサート内の液体試料が廃液容器に落ちることになる。

以上のように、本発明のバイアルインサートによれば、２枚の樹脂製シートを熱溶着するだけでよく、安価に作製することができる。また、分析終了後には液体試料とバイアルインサートとを容易に分別廃棄することができる。また、本発明のバイアルインサートは、安価に作製できるため、使い捨てとすることで、使用後の洗浄作業を不要とすることができる。

（その他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本発明のバイアルインサートにおいて、前記熱溶着部分は、前記縦方向部分の下端から離れた位置に前記横方向部分が形成されるようにしてもよい。

そして、上記のバイアルインサートが、前記熱溶着部分の前記縦方向部分どうしが隣接するようにして複数並べて形成され、前記隣接する縦方向部分どうしが一体となった熱溶着部分が形成されるとともに、当該一体となった熱溶着部分の中央に切り取り線が形成されているバイアルインサート切り出し用のバイアルインサートシートとしてもよい。
本発明のバイアルインサートシートによれば、２枚の樹脂製シートを熱溶着して切り取り線を加工するだけで、複数のバイアルインサートを作製することができる。

さらに、本発明のバイアルインサート（及びバイアルインサートシート）において、前記第一の樹脂製シート及び前記第二の樹脂製シートは、フッ素樹脂製シート又はポリプロピレン製シートであるようにしてもよい。
本発明のバイアルインサートによれば、不活性で溶媒にも安定しており、液体試料中の化合物の吸着もほとんどなくすことが可能なものとすることができる。よって、バイアルには、ガラスや石英等の不活性素材からなるものもあれば、プラスチックや金属等の活性素材からなるものもあり、プラスチック製や金属製等のバイアル（オートサンプラバイアル以外も含む）に本発明のバイアルインサートを使用することで、不活性化アダプタとすることもできる。

本発明のバイアルインサート及びバイアルインサートシートの一例を示す図。 バイアルに対するバイアルインサート使用方法の説明図。 一般的なＧＣ／ＭＳの一例を示す概略構成図。 図３に示す１０μｌシリンジの断面図。 バイアルインサートの一例を示す斜視図。 バイアルインサートの他の一例を示す斜視図。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。

図１は、本発明のバイアルインサート及びバイアルインサートシートの一例を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は断面図である。なお、地面に水平な一方向をＸ方向とし、地面に水平でＸ方向と垂直な方向をＹ方向とし、Ｘ方向とＹ方向とに垂直な方向をＺ方向とする。
バイアルインサートシート１は、第一の樹脂製シート２と、第二の樹脂製シート３とを備える。

第一の樹脂製シート２は、例えば厚さ（Ｚ_１）、縦（Ｙ_３）、横（Ｘ_３）の長方形体である。
上記厚さ（Ｚ_１）は、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍであることがより好ましい。また、上記縦（Ｙ_３）は、バイアル口径や長さに合わせて適宜選択できるが、３０ｍｍ以上３７ｍｍ以下であることが好ましく、３５ｍｍであることがより好ましい。さらに、上記第一の樹脂としては、不活性で溶媒にも安定性を有し、液体試料中の化合物の吸着を防ぐ素材であればよく、例えばフッ素樹脂やポリプロピレン等が挙げられる。

第二の樹脂製シート３は、第一の樹脂製シート２と同じものである。よって、第二の樹脂製シート３は、フッ素樹脂やポリプロピレン等で形成された厚さ（Ｚ_１）、縦（Ｙ_３）、横（Ｘ_３）の長方形体となる。

そして、第一の樹脂製シート２と第二の樹脂製シート３とは積層され、第一の樹脂製シート２の所定部分と第二の樹脂製シート３の所定部分とが熱溶着されている。この所定部分は、例えば８個の縦方向部分４と１個の横方向部分５とからなる。

縦方向部分４は、第一の樹脂製シート２及び第二の樹脂製シート３の左端部の横（Ｘ_２／２）の第一縦方向部分と、第一縦方向部分の左端から所定間隔（Ｘ_１）を空けた横（Ｘ_２）の第二縦方向部分と、第二縦方向部分の左端から所定間隔（Ｘ_１）を空けた横（Ｘ_２）の第三縦方向部分と、・・・、第七縦方向部分の左端から所定間隔（Ｘ_１）を空けた横（Ｘ_２／２）の第八縦方向部分とで、第一の樹脂製シート２及び第二の樹脂製シート３の上端から下端まで伸びた部分となっている。
上記Ｘ_１のサイズは、バイアル口径や長さに合わせて適宜選択できるが、６ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが好ましく、７．５ｍｍであることがより好ましい。また、上記Ｘ_２のサイズは、バイアル口径や長さに合わせて適宜選択できるが、２ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍであることがより好ましい。

また、横方向部分５は、第一の樹脂製シート２及び第二の樹脂製シート３の上端から縦（Ｙ_１）２８ｍｍ〜縦（Ｙ_１＋Ｙ_２）３０ｍｍの部分で、第一の樹脂製シート２及び第二の樹脂製シート３の左端から右端まで伸びた部分となっている。
上記Ｙ_２のサイズは、バイアル口径や長さに合わせて適宜選択できるが、１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍであることがより好ましい。また、上記Ｙ_１のサイズは、バイアル口径や長さに合わせて適宜選択できるが、２３ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましく、２８ｍｍであることがより好ましい。

そして、縦方向部分４において、第二縦方向部分と第三縦方向部分と、・・・、第七縦方向部分との中央には、第一の樹脂製シート２及び第二の樹脂製シート３の上端から下端まで一直線に伸びた切り取り線６が形成されている。
これにより、第二縦方向部分５の切り取り線６で切り取られたものが第一バイアルインサート１ａとなり、さらに第三縦方向部分５の切り取り線６で切り取られたものが第二バイアルインサート１ｂとなり、７個のバイアルインサート１ａ、１ｂ、・・・が作製される。

ここで、本発明のバイアルインサートシート１の使用方法について説明する。
（１）広口ネジ部を有するバイアルへの使用
図２は、バイアル４０に本発明のバイアルインサートシート１を使用する際の使用方法について説明するための図である。
まず、測定者は、第二縦方向部分４の切り取り線６で切り取り、第一バイアルインサート１ａを作製する（図２（ａ）参照）。次に、測定者は、第一バイアルインサート１ａの第一縦方向部分４の上部と第二縦方向部分４の上部とを指先で掴んで内側に力を入れることで、第一の樹脂製シート２の内面と第二の樹脂製シート３の内面とで囲まれた空間に空気を入れて膨らませる（図２（ｂ）参照）。次に、測定者は、第一バイアルインサート１ａをバイアル４０内に挿入する（図２（ｃ）参照）。このとき、第一バイアルインサート１ａの第一縦方向部分４と第二縦方向部分４とで、バイアル４０内の隙間を埋めて中央に安定させる。次に、測定者は、第一バイアルインサート１ａの第一の樹脂製シート２の内面と第二の樹脂製シート３の内面とで囲まれた空間に液体試料Ｓを入れる（図２（ｄ）参照）。

そして、測定者は、ターレット１２にバイアル４０を配置する。その後、分析が終了すると、測定者は、ターレット１２からバイアル４０を取り出し、バイアル４０内から第一バイアルインサート１ａを取り出す。次に、測定者は、廃液容器上で第一バイアルインサート１ａを逆さに向けて、指先で絞る。これにより、第一バイアルインサート１ａ内の液体試料Ｓが廃液容器に落ちる。最後に、測定者は、第一バイアルインサート１ａを廃棄容器に廃棄する。したがって、バイアル４０の洗浄作業を不要とすることができる。

（２）標準ネジ部を有する標準バイアルへの使用
まず、測定者は、第二縦方向部分４の切り取り線６で切り取り、第一バイアルインサート１ａを作製する。次に、測定者は、第一バイアルインサート１ａの第一縦方向部分４の上部と第二縦方向部分４の上部とを指先で掴んで内側に力を入れることで、第一の樹脂製シート２の内面と第二の樹脂製シート３の内面とで囲まれた空間に空気を入れて膨らませる。次に、測定者は、第一バイアルインサート１ａを標準バイアル内に挿入する。このとき、第一バイアルインサート１ａの第一縦方向部分４と第二縦方向部分４とで、標準バイアル内の隙間を埋めて中央に安定させる。次に、測定者は、第一バイアルインサート１ａの第一の樹脂製シート２の内面と第二の樹脂製シート３の内面とで囲まれた空間に液体試料Ｓを入れる。

そして、測定者は、ターレット１２に標準バイアルを配置する。その後、分析が終了すると、測定者は、ターレット１２から標準バイアルを取り出し、標準バイアル内から第一バイアルインサート１ａを取り出す。次に、測定者は、廃液容器上で第一バイアルインサート１ａを逆さに向けて、指先で絞る。これにより、第一バイアルインサート１ａ内の液体試料Ｓが廃液容器に落ちる。最後に、測定者は、第一バイアルインサート１ａを廃棄容器に廃棄する。したがって、標準バイアルの洗浄作業を不要とすることができる。

以上のように、本発明のバイアルインサートシート１によれば、２枚の樹脂製シート２、３を熱溶着するだけでよく、安価に作製することができる。また、バイアル４０にも標準バイアルにも使用することができる。さらに、分析終了後には液体試料Ｓと第一バイアルインサート１ａとを容易に分別廃棄することができる。

＜他の実施形態＞
上述したバイアルインサートシート１において、所定部分を８個の縦方向部分４と１個の横方向部分５とからなる構成としたが、これに代えて、所定部分の縦方向部分と横方向部分とをそれぞれ任意の個数からなるような構成としてもよい。

本発明は、オートサンプラを備えるクロマトグラフ等に利用することができる。

１： バイアルインサートシート
２： 第一の樹脂製シート
３： 第二の樹脂製シート
４： 縦方向部分（所定部分）
５： 横方向部分（所定部分）
４０： バイアル

Claims (4)

1. 所定の口径の出入口が設けられたネジ部が形成されるとともに前記ネジ部から拡径し円筒状の側壁部が形成された有底のバイアルの内側に前記出入口から差し込んで用いられるバイアルインサートであって、
   前記バイアルインサートは、第一の樹脂製シートと第二の樹脂製シートとが積層され、前記第一の樹脂製シートの内面と前記第二の樹脂製シートの内面との間に空気を入れることにより液体試料を収容可能な空間および当該空間の上端に前記液体試料を出し入れする開口が形成されるように、側壁を形成する左右一対の縦方向部分および底を形成する横方向部分からなる熱溶着部分が形成され、
   さらに前記溶着部分の縦方向部分は前記液体試料を収容可能な空間が形成された状態の前記バイアルインサートの上端の最大幅を調整するための調整幅を含めた幅にして形成され、
   前記バイアルインサートの上端の最大幅が前記バイアルのネジ部の出入口の内径と一致するように前記熱溶着部分の縦方向部分の幅を調整して前記バイアルインサートを前記バイアル内に差し込むことでバイアル中央に安定させることができるようにしてあることを特徴とするバイアルインサート。
2. 前記第一の樹脂製シート及び前記第二の樹脂製シートは、フッ素樹脂製シート又はポリプロピレン製シートであることを特徴とする請求項１に記載のバイアルインサート。
3. 前記熱溶着部分は、前記縦方向部分の下端から離れた位置に前記横方向部分が形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバイアルインサート。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のバイアルインサートが、前記熱溶着部分の前記縦方向部分どうしが隣接するようにして複数並べて形成され、前記隣接する縦方向部分どうしが一体となった熱溶着部分が形成されるとともに、当該一体となった熱溶着部分の中央に切り取り線が形成されることを特徴とするバイアルインサート切り出し用のバイアルインサートシート。
   

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