JPH01232261A - 液体クロマトグラフ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体クロマトグラフに係り、特に送液ポンプ
と分離カラムの間の流路に圧力センサを設けた液体クロ
マトグラフに関する。

〔従来の技術〕

液体クロマトグラフでは、溶離液を連続流で分離カラム
に送液することが要求されるが、分離カラムには充填剤
が充填されており大きな背圧力をもたらすため、送液手
段としては往復動プランジャポンプが用いられる。連続
流を得るために、それぞれがカムで駆動される２つのプ
ランジャが用いられるが、背圧力が非常に高い場合には
、脈流の発生を低減するため種々の工夫がなされている
。

特開昭５０−１０７５０７には、第１のプランジャを有
するポンプと第２のプランジャを有するダンパーとを直
列に接続し、二連プランジャポンプとして送液すると共
に、第１のプランジャによって吐出容量よりも多い液を
ポンプ室内に吸入し、負荷圧力まで圧縮した液を第２の
プランジャ室の方へ送る方法が示されている。

また、特開昭５５−１２８６７８には、連続流送液ポン
プと分離カラムとの間の流路に圧力検出器を設け、ポン
プから排出された液の圧力を監視し、圧力低下開始点を
検出してから圧力上昇開始点を検出するまでの区間のみ
プランジャ駆動速度を増加させることによって脈流を低
減することが示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

特開昭５５−１２８６７８に示された技術は、圧力検出
器によって得られたポンプ吐出液の圧力情報に基づいて
プランジャの運動を制御することによって。

分離カラムへ供給される溶離液の脈流を最少限に抑制し
、送液を安定化する点で優れている。一方、送液流路に
配置される圧力検出器は、半導体ストレンゲージなどを
有する感圧部を備えており、この感圧部が送液される溶
離液と接触するように構成されている。感圧部は、通常
金属表面を有しているため、腐蝕性の溶離液を用いると
感圧性能が劣化するという問題があった。

本発明の目的は、金属腐蝕性溶液を溶離液として用いて
も、流路系におけるポンプおよび圧力検出器が正常に動
作し得る液体クロマトグラフを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、溶離液槽からの溶離液を分離カラムの方へ送
液するプランジャ往復動式ポンプと、上記ポンプと上記
分離カラムの間の流路に配置された圧力検出器と、上記
圧力検出器によって得られた液体の圧力情報に基づいて
プランジャの運動速度を制御する装置とを備えた液体ク
ロマトグラフにおいて、上記ポンプのポンプ室の壁を耐
蝕性材料で形成すると共に、上記圧力検出器内において
耐蝕性を有する可撓性カバーによって感圧部を被い上記
カバーを液通路の一部として構成したことを特徴とする
。

〔作用〕

圧力検出器の感圧部は耐蝕性材料からなる可撓性カバー
で被われるが、カバー自体が液流路の一部を形成してい
るので、カバーに付与される圧力は感圧部に伝達される
。゛ 感圧部とカバーの間に、シリコンオイルやグリース様の
圧力伝達用流動体を封入しておくことにより、カバー面
を感圧部に接触させずにポンプから吐出された液の圧力
を検出することができる。

この方法は、カバーを感圧部全体に均質に接触させるこ
とが困難であるという実用上の問題を解決し得る。

送液ポンプのプランジャが往復動されるポンプ室は、内
壁がセラミックのような耐蝕性材料で形成しであるので
、強酸や強アルカリ土類金属腐蝕性溶離液を送液しても
ポンプが腐蝕から保護される。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、第１のシリンダ７のポンプ室１９およ
び第２のシリンダ８のポンプ室２０は逆止弁１８を介し
て直列に連通されている。各シリンダ７．８のポンプ室
１９．２０の壁は耐薬品性セラミックで形成されており
、そのセラミック構造体はステンレス鋼製のケース内に
収納されている。第１のプランジャ９が吐出動作をして
いる間。

第２のプランジャ１ｏが主として吸入動作をし、第１の
プランジャ９が吸入動作をしている間、第２のプランジ
ャ１０は一定量の液を吐出する。

２連ポンプから送液された溶離液は、圧力検出器２およ
び試料導入部２１を経て充填剤が充填された分離カラム
２２に供給される。分析されるべき混合物試料を試料導
入部２１から一定量注入され、分離カラム２２で成分分
離され、各成分は光度計２３によって測定される。

溶離液を送液するときに、分離カラム２２が流路抵抗と
なりポンプに対して背圧をもたらす。この背圧はポンプ
と分離カラム２２の間に配置された圧力検出器２によっ
て検出される。第２のシリンダ８は弁を有していないの
で、第２のポンプ室２０内の圧力は常に背圧と等しい。

ところが、第１のシリンダ７は、大気圧下にある溶離液
槽１７中の溶離液を吸入して第２シリンダ８の方へ送ら
なければならないため、第１ポンプ室１９内に吸入した
溶離液を背圧の大きさになるまで圧縮する必要がある。

この圧縮の期間中の第１のプランジャ９が押し出し行程
にあるがポンプ室１９からは液が送出されない。

そこで、液の圧縮期間の間プランジャ９，１０の移動速
度を高めることによって所定量の送液量を確保する。圧
縮期間が終了して第１ポンプ室１９内が背圧と同じ圧力
まで達すると第１ポンプ室１９からも液が送出されるの
で、プランジャの移動速度を元の状態に戻す。この圧縮
期間が終了したことに伴うわずかな圧力変化を圧力検出
器２で検出してプランジャ駆動系を制御することによっ
てプランジャの移動速度を元の状態に戻す。

パルスモータ１の回転力は、プーリ１３．タイミングベ
ルト１５．プーリ１４を経由してカム軸１６に伝達され
、カム１１．カム１２が回転する。

これによりシリンダ７．シリンダ８の内部にあるプラン
ジャ９．プランジャ１０が終復運動を行う。

第１のシリンダ７には、逆止弁１８を含め２個の逆止弁
が付属し、一方向に液を送出する。第２のシリンダ８内
のプランジャ１０は、プランジャ９とは異なった位相で
往復運動をすることにより。

１周期内の圧力変動を小さく押えている。全体として、
ピストン系は、溶離液槽１７内の液を一定流量で外部へ
押し出している。

ポンプの出口付近に圧力センサ２が位置し、吐出液の圧
力を検知しているが、圧力センサの感圧部自身が液に接
するのではなく、四弗化エチレン樹脂、すなわちＰ　Ｔ
　Ｆ　Ｅ　（Ｐｏｌｙ−ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｓ　−ｅ
ｔｈｙｌｅｎｅ）製のセンサカバーにより、圧力センサ
感圧部と液が隔離されている。感圧部とセンサカバーの
間には、間隙がわずかに存在するが、液体クロマトグラ
フのように通常５０〜１５０ｋｇｆ／ｄの背圧がかかっ
た状態で使用する場合には、間隙内にシリコンオイルを
封入しておき、圧力センサの感圧部に液圧を伝達する。

第２図は圧力検出器の構成を示す断面図である。

第１ホルダ４１と第２ホルダ４２で囲まれたブロック３
１内には液流通路３２が形成されている。

第２ホルダ４２内にある圧力センサ素子３３は押さえ金
具４５によってブロック３１の方へ押し付けられている
。０．３■の厚さの四弗化エチレン樹脂からなるセンサ
カバー３５は、ブロック３１と圧力センサ素子３３の間
に介在されている。圧力センサ素子３３の感圧部３４は
円筒状の凹部の底に形成されている。センサカバー３５
は、中央部が圧力センサ素子３３の円筒状凹部の形状に
ほぼ沿った形で形成され、その周辺のつば状部分はブロ
ック３１の端面と接している。このつば状部分によって
流路３２の開放端がシールされることになる。センサカ
バー３５は液流路の一部を構成している。

多孔性のファインセラミックからなるフィルタ３８は、
支持体４３によって保護されており、支持体４３は接続
具４４によってブロック３１の方へ押し付けられている
。支持体４３の周辺にはシール部材が配置されている。

棒状部材５２は、ドレイン流路を開閉するものであり、
必要な時につまみ５１を動かしてドレイン流路を開く。

通常はドレイン流路は閉塞されている。シール支持体５
３および押さえ金具５４が第１ホルダ４１に取り付けら
れている。

圧力センサ素子３３からのリード線３９は、第１図の制
御装置４ｏへ導かれている。第２ポンプ室２０からの溶
離液は圧力検出器の液入口３６から流入し、センサカバ
ー３５で形成された部屋およびフィルタ３８を経て液出
口３７から流出し、さらに試料導入部２１を経て分離カ
ラム２２に供給される。

圧力情報は、信号処理回路６を経由して制御回路５に入
り、圧力変動を最少にするべくパルスモータ駆動回路４
へ駆動パルスを送り、駆動速度を調整する。この方式に
おいて、プランジャ運動の１周期の中で最も圧力変動の
生じ易いのは、プランジャ９が吸引方向への移動より吐
出方向への移動へ切り変った直後である。逆止弁１８を
押し上げてシリンダ内の液が吐出するに至るまでに、シ
リンダ内の液が圧縮される圧縮期間が存在する。

この期間における圧力ドロップを圧力センサ２が検知し
パルスモータ１の駆動速度を圧力回復されるまで速くす
る。この圧力センサの感度、応答速度は、雑音も圧力変
動と見なす程高くても支障があり、補正が不十分となる
程低くても問題を生ずるので取扱いの困難なものである
。

また圧力センサにおけるもう一つの困難な点は、圧力検
知部の表面が、金属である必要があり、流路全体に耐薬
品性を持たせなければならないことである。本実施例に
おいては、圧力センサの表面を、ふつ化エチレン系樹脂
のセンサカバー３５でおおい、センサカバーの外側面に
液が接するようになっている。

溶離液槽１７からのポンプまでの流路、ポンプから圧力
検出器までの流路および圧力検出器２から分離カラム２
２までの流路は、主として弗化エチレン系樹脂で形成さ
れている。シリンダ付近の接液部は主としてセラミック
で形成され、圧力検出器の感圧部も弗化エチレン系樹脂
のセンサカバーで被われているので、送液系全体として
は耐薬品性となる。

本実施例においては、酸・アルカリ等腐食性の溶液を用
いた場合にも圧力センサが障害を受けずに、送液安定化
を達成することができ、圧力センサの感度、応答速度に
必要に応じ圧力依存性を持たせることができる。圧力セ
ンサに耐薬品性を有し適度な弾性を有するカバーを付加
することにより、腐蝕性溶液の送液が可能となり、流路
系から金属イオンが流出して分析値に影響を与えるとい
う問題を解決できる。

第３図は、パルスモータのスピード制御による圧力ドロ
ップの補正を行わなかった場合の圧力ドロップ量と平均
圧力との関係を示したものである。

平均圧力が高い場合に、圧力ドロップの補正の必要性が
高いが、この場合には、圧力センサとセンサカバーの密
着度も高まり、圧力ドロップを敏感に検知する。平均圧
力の低い場合は、圧力ドロップが小さいため、圧力セン
サの感度低下も問題とならない、また低圧領域において
、逆止弁が不安定な動きをすることによる圧力の不規則
変動を無視できる効果を有する場合もある。

本実施例によれば、液体クロマトグラフ等に用いるポン
プにおいて、ポンプの性能を落すことなく、ポンプに耐
薬品性を持たせることができる。

また、圧力検知の感度と圧力の間に用途により関数を持
たせることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す図、第２図
は第１図における圧力検出器の構成を示す断面図、第３
図は圧力ドロップ量と平均圧力の関係を示す図である。 １・・・パルスモータ、２・・・圧力検出器、７，８・
・・シリンダ、９，１０・・・プランジャ、１７・・・
溶離液槽。 ３２・・・液流通路、３３・・・圧力センサ素子、３５
・・・センサカバー、４０・・・制御装置。 高１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶離液槽からの溶離液を分離カラムの方へ送液する
   プランジャ往復動式ポンプと、上記ポンプと上記分離カ
   ラムの間の流路に配置された圧力検出器と、上記圧力検
   出器によつて得られた液体の圧力情報に基づいてプラン
   ジャの運動速度を制御する装置とを備えた液体クロマト
   グラフにおいて、上記ポンプのポンプ室の壁を耐蝕性材
   料で形成すると共に、上記圧力検出器内において耐蝕性
   を有する可撓性カバーによつて感圧部を被い上記カバー
   を液通路の一部として構成したことを特徴とする液体ク
   ロマトグラフ。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記カバーと上記
   感圧部との間隙に流動体を封入したことを特徴とする液
   体クロマトグラフ。 ３、特許請求の範囲第１項において、上記溶離液槽から
   上記ポンプまでの流路および上記ポンプから上記圧力検
   出器までの流路を、合成樹脂で構成したことを特徴とす
   る液体クロマトグラフ。