JP6717435B2 - フローバイアル - Google Patents

Description

本発明は、例えば溶出試験の溶出率やプロセス合成の反応率といった試料の経時的な変化を測定するための分析システムにおいて用いられるフローバイアルに関するものである。

近年、溶出試験の溶出率やプロセス合成の反応率を経時的に分析するために液体クロマトグラフを用いることが提案され、実施もなされている（特許文献１参照。）。その場合、分析対象の試料をオンラインで液体クロマトグラフに導入できるように、液体クロマトグラフのオートサンプラにフローバイアルが設置されることがある。

フローバイアルは、下端側に液を流入させるための入口部、上端側に液を流出させるための出口部を有し、上面の開口が弾力性を有するセプタムによって封止された容器である。フローバイアルの入口部に溶出試験機などの装置が接続され、分析対象試料がオンラインでフローバイアルに導入される。フローバイアル内に導入された試料はサンプリングニードルによって吸引され、液体クロマトグラフの分析流路に注入される。

特開２００６−１１８９８５号公報

フローバイアルは液を収容する空間を内部に有するバイアル本体、及びそのバイアル本体の上部に装着されたキャップによって構成されている。一般的に、バイアル本体の材質はガラスである。しかし、ガラスは加工性が悪く、液漏れや破損といった問題もある。また、ガラスには金属イオンが含まれるため、試料液に配位結合しやすい成分が含まれていると、その成分がフローバイアルの内面に吸着されてキャリーオーバーが生じるといった問題もあった。

さらに、フローバイアル内をエアーによってパージした後で試料液を供給するときに、フローバイアル内で気泡が発生し、その気泡がフローバイアル内に残る場合があることがわかった。フローバイアル内の試料液に気泡が混じっていると、サンプリングニードルが気泡を吸引してしまい、試料吸引量の再現性を損なうことになる。

そこで、本発明は、試料液に気泡が混じりにくく、かつ液漏れや破損といった問題も生じにくいフローバイアルを提供することを目的とするものである。

本発明者らは、ガラスによってフローバイアル本体を製作したときの加工性の悪さ、それに起因する液漏れの発生や破損といった問題や、ガラスに含まれる金属イオンに配位結合しやすい試料成分の吸着といった問題に対処するために、フローバイアル本体を樹脂材料で製作することを検討した。樹脂材料であれば、ガラス材料に比べて成形や加工が容易である。しかし、フローバイアル本体の材質にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）といった樹脂を用いると硬度が足りず、ネジの締め付け等によって容易に変形してしまい、液漏れが発生するという問題があることがわかった。

また、それらの材質では、フローバイアル内をエアーパージした後でフローバイアル内に試料液を流し込んだときに気泡が発生してフローバイアル内にその気泡が残存する頻度が高いことがわかった。そして、本発明者らは、フローバイアル内における気泡の発生は、フローバイアル本体の材質の水に対する接触角を小さくすることによって抑制することができるという知見を得た。

本発明に係るフローバイアルは、上方が開口し内部に試料液を収容する空間、前記空間に通じる入口部、及び前記空間の前記入口部よりも高い位置に通じる出口部を有するフローバイアル本体と、前記フローバイアル本体の前記開口を封止する封止部材と、を備え、前記フローバイアル本体が、水に対して９０度以下の接触角をもつ樹脂材料により構成されているものである。

前記フローバイアル本体の材質はポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）であることが好ましい。

本発明に係るフローバイアルでは、フローバイアル本体が樹脂材料により構成されているので、成形や加工が容易であり、液漏れや破損といった問題が生じにくい。さらに、その樹脂材料は水に対して９０度以下の接触角をもつものであるので、エアーパージされた後のフローバイアル内に試料液を流し込んでも気泡が発生しにくくなり、試料液の吸引量の再現性が向上する。

なお、試料液を収容する容器の内壁に試料液が付着しやすいと、試料液が容器内に残留しやすくなるため、そのような容器の材質としては液体が付着しにくいものを選択するのが一般的である。液体が付着しにくい材質とは、一般的には、水に対する接触角が大きい材質である。しかし、そのような材質をフローバイアル本体の素材として用いると、フローバイアル内に気泡が滞留しやすくなり、分析の再現性に影響を与える。本発明は、そのような知見に基づいてなされたものである。

液体クロマトグラフを用いた分析システムの一例を示す概略構成図である。 オートサンプラ内のフローバイアルの一実施例を説明するためのオートサンプラ内の概略断面構成図である。 サンプリングニードルによるフローバイアルからの試料液の吸引量の再現性の検証結果を示すデータである。

以下に、本発明に係るオートサンプラの実施形態について、図面を用いて説明する。

まず、本発明の対象となるフローバイアルが用いられるオートサンプラを含む分析システムについて、図１を用いて説明する。

分析システムは、試料処理装置２、液体クロマトグラフ４、及び演算処理装置６を備えている。試料処理装置２としては、例えば、薬剤等の溶出試験を行なうための溶出試験機やフロー合成を行なうためのフロー合成装置などが挙げられる。演算処理装置６は、例えば、液体クロマトグラフ４の各モジュール８、１０、１２及び１４を管理するシステムコントローラ（図示は省略。）と電気的に接続されたパーソナルコンピュータである。

液体クロマトグラフ４は、送液装置８、オートサンプラ１０、カラムオーブン１２、及び検出器１４を備えている。

送液装置８は送液ポンプを用いて移動相を送液する装置である。送液装置８の出口は配管を介してオートサンプラ１０に接続されている。

オートサンプラ１０は、試料処理装置２から供給される試料を収容するフローバイアル２６（図２を参照。）のほか、フローバイアル２６から試料液を採取するためのサンプリングニードル２０（図２を参照。）、サンプリングニードル２０により採取された試料を送液装置８からの移動相が流れる流路中に注入するための注入ポート２２（図２を参照。）を備えている。

カラムオーブン１２内には試料を成分ごとに分離するための分析カラム（図示は省略。）が収容されている。カラムオーブン１２内の分析カラムは、配管を介してオートサンプラ１０の出口に接続されており、オートサンプラ１０により注入された試料が送液装置８からの移動相とともに分析カラムへ導入されるように構成されている。カラムオーブン１２内の分析カラムの下流端は配管を介して検出器１４に接続されている。

検出器１４は、分析カラムで分離された試料成分を検出するためのものであり、例えば紫外線吸光度検出器である。検出器１４で得られた検出器信号は演算処理装置６に取り込まれ、試料成分濃度の定量等に用いられる。

図２に示されているように、オートサンプラ１０内には、注入ポート２２、捕集容器２４、及びフローバイアル２６が設けられている。図ではフローバイアル２６が１つしか示されていないが、実際には複数のフローバイアル２６が同図の紙面に対して垂直な方向に一列に並んで配列されている。フローバイアル２６の個数に制限はない。

注入ポート２２はサンプリングニードル２０がフローバイアル２６から採取した試料を移動相の流れる分析流路へ注入するためのものである。注入ポート２２は、サンプリングニードル２０の先端を挿入させてサンプリングニードル２０を液密に接続するように構成されている。

捕集容器２４は、サンプリングニードル２０がフローバイアル２６から採取した試料液を一時的に収容しておくための容器である。

フローバイアル２６は、フローバイアル本体３０とフローバイアル本体３０の上部に装着されたキャップ３２からなる。フローバイアル本体３０の内部に、試料液を収容するための空間３０ａ、その空間３０ａの底部に通じる流路である入口部３６、及び空間３０ａの上部に通じる流路である出口部３８が設けられている。入口部３６には入口配管１６が接続され、出口部３８には出口配管１８が接続されている。フローバイアル本体３０の上方は開口しており、その開口が弾性材料からなるセプタム３４によって封止され、そのセプタム３４を押さえ込むようにキャップ３２がバイアル本体２６の上部に装着されている。キャップ３２の上面にはセプタム３４へ通じる開口が設けられている。キャップ３２の開口は、上方から下降してきたサンプリングニードル２０をフローバイアル本体３０内の空間３０ａへ導くためのものである。キャップ３２の開口を通って下降したサンプリングニードル２０は、セプタム３４を貫通し、先端をフローバイアル本体３０内の空間３０ａに進入させて試料液を吸引する。

サンプリングニードル２０は、注入ポート２２、捕集容器２４及びフローバイアルラック２８の上方に設けられている。サンプリングニードル２０は、図示されていない移動機構によって、先端を鉛直下方に向けた状態で水平面内方向と鉛直方向へ移動させられる。サンプリングニードル２０は、フローバイアル２６から試料液を吸引し、捕集容器２４へその試料液を吐出し、さらには捕集容器２４から試料液を吸引して注入ポート２２へその試料を注入することができる。注入ポート２２を介して注入された試料液はその後、送液装置８からの移動相によってカラムオーブン１２内の分析カラムを経て検出器１４に導入される。

フローバイアル本体３０の材質は、水に対する接触角が９０度以下である樹脂材料、例えばＰＣＴＦＥ（水に対する接触角は約８３度）であり、例えば樹脂成型によって作製されたものである。キャップ３２の材質は、例えばＰＥＥＫである。

フローバイアル本体３０の水に対する接触角が９０度以下であるため、内部の空間３０ａ内をエアーパージした後で試料液を導入しても、空間３０ａ内に気泡が発生して滞留するという現象が発生しにくい。

図３に、サンプリングニードル２０によるフローバイアル２６からの試料液の吸引量の再現性の検証結果を示す。この検証では、フローバイアル２６内のエアーをその成分濃度が既知の試料液で置換した後、フローバイアル２６内の試料液をサンプリングニードル２０で注入ポート２２に注入し、検出器１４（図１を参照。）によって得られるクロマトグラムのピーク面積値を求め、そのピーク面積値を正常な面積値と比較することによってサンプリングニードル２０による試料液の吸引量の正確性を判定した。なお、フローバイアル本体３０の内部の空間３０ａの容量は２６４μＬであり、ＰＣＴＦＥがフローバイアル本体３０の材質であるもの（ＦＶ１及びＦＶ２）とＰＴＦＥ（水に対する接触角は約１１４度）がフローバイアル本体３０の材質であるもの（ＦＶ３〜ＦＶ５）を用いて、それぞれ１０ｍＬ、２０ｍＬの試料液で空間３０ａ内のエアーを置換した。

図３からわかるように、フローバイアル本体３０の材質がＰＣＴＦＥであるＦＶ１とＦＶ２では、空間３０ａ内を１０ｍＬの試料水で置換した場合、２０ｍＬの試料水で置換した場合のいずれの場合にも、サンプリングニードル２０による試料液の吸引不良は発生しなかった。それに対し、フローバイアル本体３０の材質をＰＴＦＥ（ＦＶ３〜ＦＶ５）にすると、吸引不良が発生している。

このことから、水に対する接触角の大きいＰＴＦＥなどの材料をフローバイアル本体３０の材質として用いると、フローバイアル２６内に気泡が滞留しやすくなり、それによってサンプリングニードル２０による試料液の吸引不良が発生しやすくなることがわかる。逆にいえば、水に対する接触角の小さいＰＣＴＦＥなどの材料をフローバイアル本体３０の材質として用いれば、フローバイアル２６内に気泡が滞留しにくくなり、それによってサンプリングニードル２０による試料液の吸引不良が発生しにくくなる。水に対する接触角の小さい樹脂材料としてＰＥＴ（水に対する接触角は６５〜７９度）などを用いることもでき、そのような樹脂材料をＰＣＴＦＥに代えて用いた場合にもＰＣＴＦＥと同様の効果が得られる。このほか、ＰＰ（水に対する接触角は６０〜９４度）、ＰＶＤＣ（水に対する接触角は７５度程度）、ＰＥＥＫ（水に対する接触角は８４度程度）、ＰＶＣ（水に対する接触角は８７度程度）、ＰＥ（水に対する接触角は８８度程度）、ＰＳ（水に対する接触角は８８度程度）などを用いることもできる。

２ 試料処理装置
４ 液体クロマトグラフ
６ 演算処理装置
８ 送液装置
１０ オートサンプラ
１２ カラムオーブン
１４ 検出器
１６ 入口配管
１８ 出口配管
２０ サンプリングニードル
２２ 注入ポート
２４ 捕集容器
２６ フローバイアル
２８ フローバイアルラック
３０ フローバイアル本体
３２ キャップ
３４ セプタム
３６ 入口部
３８ 出口部

Claims (1)

1. 液体クロマトグラフ用オートサンプラであって、
   試料処理装置から供給される試料液をエアーパージ後に収容するフローバイアルと、
   前記フローバイアルから試料液を採取するサンプリングニードルと、
   前記サンプリングニードルにより採取された試料液を移動相が流れる流路に注入する注入ポートと、を備え、
   前記フローバイアルは、
   上方が開口し内部に試料液を収容する空間、前記空間に通じる入口部、及び前記空間の前記入口部よりも高い位置に通じる出口部を有するフローバイアル本体と、
   前記フローバイアル本体の前記開口を封止する封止部材と、を有し、
   前記フローバイアル本体がポリクロロトリフルオロエチレンにより構成されていることにより、エアーパージ後に試料液が前記空間内に導入される場合に前記空間内に気泡が滞留することを抑制するように構成されている、オートサンプラ。