JP7288630B2 - ポンプユニットおよびクロマトグラフ - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施の形態に係るポンプユニットおよびクロマトグラフについて図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係るクロマトグラフの構成を示す図である。なお、本実施の形態におけるクロマトグラフ100は液体クロマトグラフであるが、超臨界流体クロマトグラフであってもよい。
図2は、金属イオントラップ30の外観を示す斜視図である。金属イオントラップ30は、移動相が通過可能に形成され、図2に示すように、移動相が通過する方向に平行に延びる筒状の外形を有する。以下、金属イオントラップ30において移動相が通過する方向に平行な方向を流路方向と呼ぶ。また、流路方向において移動相が流れる方向を下流と定義し、その反対方向を上流と定義する。
金属イオントラップ30の金属イオンの保持容量は有限であるため、金属イオントラップ30は、一定量以上の金属イオンを保持することはできない。そこで、クロマトグラフ100は、金属イオントラップ30から保持された金属イオンを除去するための除去装置をさらに備えてもよい。図4および図5は、除去装置の一例を示す模式図である。図4および図5に示すように、除去装置90は、流路切替バルブ91、除去液容器92、ポンプ93およびドレイン94を含む。
本実施の形態に係るクロマトグラフ100においては、ポンプ20により流路101を通して移動相が圧送される。ポンプ20は移動相と接触する金属部材21を含むので、金属部材21は十分に高い機械的強度を有する。したがって、ポンプ20は、高い圧力で送液を行うことが可能である。また、金属イオントラップ30のフィルタ素子33が、ポンプ20により圧送される移動相の流路101に設けられる。フィルタ素子33は、移動相に含まれる金属イオンと相互作用することにより金属イオンを保持する金属イオン保持構造を含む。
以下、変形例に係る種々のクロマトグラフ100について、図1のクロマトグラフ100と異なる点を説明する。図6は、第1の変形例に係るクロマトグラフ100の構成を示す図である。図6に示すように、本例のクロマトグラフ100は、高圧グラジエント分析に用いられ、混合部110をさらに備える。また、本例のクロマトグラフ100には、2個の移動相容器10および2個のポンプ20が設けられる。2個の移動相容器10をそれぞれ移動相容器10A,10Bと呼び、2個のポンプ20をそれぞれポンプ20A,20Bと呼ぶ。
以下の比較例および実施例では、移動相接触部がα+β型Ti合金、Co-Ni合金およびステンレス合金により形成されたポンプ20を準備した。また、濃度0.5%の酢酸水を移動相として準備した。そして、比較例において、ポンプ20の下流に金属イオントラップ30を設けることなく、ポンプ20により移動相を2.5μL/minの流量で圧送した。また、ポンプ20から導出された移動相をサンプルとして3mL以上捕集することを連続で3回行った。
ポンプにおける送液対象の液体と接触する部材には、高い機械的強度が要求される。そのため、部材を非金属材料で形成すると、部材の機械的強度の不足により、高い圧力で送液を行うことができない。部材を金属材料で形成すると、部材が十分な機械的強度を有するので、高い圧力で送液を行うことが可能である。しかしながら、部材を金属材料で形成すると、金属材料から液体に金属イオンが溶出することがある。この場合、液体中の金属イオンが下流で試料の化合物と相互作用することにより、吸着、分離カラムの保持特性の変化または検出器の検出特性の変化等が起こり、試料の分析精度が低下する可能性がある。
流路を通して移動相を圧送するポンプと、
前記ポンプにより圧送される移動相の前記流路に設けられたフィルタ素子を含む金属イオントラップとを備え、
前記ポンプは、移動相と接触する金属部材を含み、
前記フィルタ素子は、移動相に含まれる金属イオンと相互作用することにより金属イオンを保持する金属イオン保持構造を含んでもよい。
前記金属イオン保持構造は、金属イオンと錯体を形成する官能基を含んでもよい。
前記フィルタ素子は、吸着樹脂担体が結合されたメンブレンを含んでもよい。
前記フィルタ素子は、吸着樹脂担体が充填されたカラム部材を含んでもよい。
前記金属イオントラップは、
前記流路に設けられ、移動相を導入可能な第1の開口部を有する第1のハウジングと、
前記流路に設けられ、移動相を導出可能な第2の開口部を有する第2のハウジングとをさらに含み、
前記フィルタ素子は、前記第1の開口部から導入された移動相を通過させて前記第2の開口部から導出するように前記第1のハウジングと前記第2のハウジングとの間に取り付けられ、
前記第2のハウジングにおける移動相と接触する部分は非金属材料により形成されてもよい。
前記金属イオントラップは、前記フィルタ素子を取り囲みかつ前記第1のハウジングと前記第2のハウジングとの間をシールするように配置されたシール部材をさらに含んでもよい。
前記ポンプは、40MPa以上の圧力で移動相を圧送し、
前記金属イオントラップは、40MPa以上の耐圧を有してもよい。
第1項~第7項のいずれか一項に記載のポンプユニットと、
前記ポンプユニットの前記ポンプにより圧送される移動相に試料を供給する試料供給部と、
前記試料供給部により供給された試料が通過する分離カラムと、
前記分離カラムを通過した試料を検出する検出器とを備え、
前記ポンプユニットの前記金属イオントラップは、前記ポンプと前記試料供給部との間に設けられ、
前記試料供給部、前記分離カラムおよび前記検出器の各々における移動相と接触する部分は、非金属材料により形成されてもよい。
前記クロマトグラフは、前記フィルタ素子に保持された金属イオンを除去するように前記金属イオントラップに酸溶媒を供給する除去装置をさらに備えてもよい。
Claims (9)
- 流路を通して移動相を圧送するポンプと、
前記流路における前記ポンプの下流に設けられたフィルタ素子を含む金属イオントラップとを備え、
前記ポンプは、移動相と接触する金属部材を含み、
前記フィルタ素子は、前記金属部材と移動相との接触により移動相に溶出する金属イオンと相互作用することにより金属イオンを保持する金属イオン保持構造を含む、ポンプユニット。 - 前記金属イオン保持構造は、金属イオンと錯体を形成する官能基を含む、請求項1記載のポンプユニット。
- 前記フィルタ素子は、吸着樹脂担体が結合されたメンブレンを含む、請求項1または2記載のポンプユニット。
- 前記フィルタ素子は、吸着樹脂担体が充填されたカラム部材を含む、請求項1または2記載のポンプユニット。
- 前記金属イオントラップは、
前記流路に設けられ、移動相を導入可能な第1の開口部を有する第1のハウジングと、
前記流路に設けられ、移動相を導出可能な第2の開口部を有する第2のハウジングとをさらに含み、
前記フィルタ素子は、前記第1の開口部から導入された移動相を通過させて前記第2の開口部から導出するように前記第1のハウジングと前記第2のハウジングとの間に取り付けられ、
前記第2のハウジングにおける移動相と接触する部分は非金属材料により形成される、請求項1~4のいずれか一項に記載のポンプユニット。 - 前記金属イオントラップは、前記フィルタ素子を取り囲みかつ前記第1のハウジングと前記第2のハウジングとの間をシールするように配置されたシール部材をさらに含む、請求項5記載のポンプユニット。
- 前記ポンプは、40MPa以上の圧力で移動相を圧送し、
前記金属イオントラップは、40MPa以上の耐圧を有する、請求項1~6のいずれか一項に記載のポンプユニット。 - 請求項1~7のいずれか一項に記載のポンプユニットと、
前記ポンプユニットの前記ポンプにより圧送される移動相に試料を供給する試料供給部と、
前記試料供給部により供給された試料が通過する分離カラムと、
前記分離カラムを通過した試料を検出する検出器とを備え、
前記ポンプユニットの前記金属イオントラップは、前記ポンプと前記試料供給部との間に設けられ、
前記試料供給部、前記分離カラムおよび前記検出器の各々における移動相と接触する部分は、非金属材料により形成される、クロマトグラフ。 - 前記フィルタ素子に保持された金属イオンを除去するように前記金属イオントラップに酸溶媒を供給する除去装置をさらに備える、請求項8記載のクロマトグラフ。
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