JPH0721486B2 - Packed column for liquid chromatography - Google Patents

Packed column for liquid chromatography

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JPH0721486B2
JPH0721486B2 JP63129541A JP12954188A JPH0721486B2 JP H0721486 B2 JPH0721486 B2 JP H0721486B2 JP 63129541 A JP63129541 A JP 63129541A JP 12954188 A JP12954188 A JP 12954188A JP H0721486 B2 JPH0721486 B2 JP H0721486B2
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piston
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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用のパックドカラムに関
するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a packed column for a liquid chromatograph.

〔従来の技術〕 液体クロマトグラフには、カラム充填装置を一体に組み
込んだものと、分離独立させたものがある。前者は装置
が大型化するし、クロマト管に固定相を充填する間試料
の分離作業を休止するので時間のロスが多い。後者は前
者の欠点を補うもので、随時独立したカラム充填装置を
用いて固定相を所定の圧力に充填・保持したカラム(パ
ックドカラム)を作っておき、必要に応じて液体クロマ
トグラフにセットして使用するものである。
[Prior Art] Liquid chromatographs include a column packing device integrally incorporated and a liquid chromatograph separated and independent. In the former case, the apparatus becomes large in size, and the sample separation work is stopped while the chromatographic tube is filled with the stationary phase, so that a lot of time is lost. The latter complements the former's drawbacks.A column (packed column) in which the stationary phase is filled and held at a prescribed pressure is created using an independent column packing device as needed, and set in a liquid chromatograph as needed. To use.

液体クロマトグラフ用のパックドカラムの性能を左右す
る最も大きな要因は、固定相の圧力分布と圧力の大きさ
である。圧力分布が均一で高いほど性能が良くなるが、
固定相の圧力が均一でないと、空間ができたり、チャネ
リング・バイパス現象が発生したり、壁流効果によっ
て、試料がカラム上端から流入し下端から流出するまで
の流路長が場所によって差ができ、また固定相の密度差
によって通過時間にも差ができる。このためパックドカ
ラムの分離性能(理論段数)が著しく低下する。また固
定相の圧力が低いと溶離液の流量を増すことができない
ので分離時間が長くなり分離作業の能率が低下する。
The most important factors that influence the performance of packed columns for liquid chromatographs are the pressure distribution and pressure magnitude of the stationary phase. The more uniform the pressure distribution, the better the performance, but
If the pressure of the stationary phase is not uniform, a space will be created, a channeling bypass phenomenon will occur, and due to the wall flow effect, the flow path length from the upper end of the column to the outflow from the lower end of the sample will vary depending on the location. Also, the transit time may differ due to the density difference of the stationary phase. Therefore, the separation performance (theoretical plate number) of the packed column is significantly reduced. Further, if the pressure of the stationary phase is low, the flow rate of the eluent cannot be increased, so that the separation time becomes long and the efficiency of the separation work is reduced.

第5図に示すように、従来の一般的なパックドカラム1
は、筒状のクロマト管2の中に固定相Cを詰め、該固定
相Cを一方からピストン3で押して圧縮し、圧力を上昇
させた後、何等かの方法でピストン3をクロマト管2に
固定してその圧力を保持するようにしている。
As shown in FIG. 5, a conventional general packed column 1
Is packed in a cylindrical chromatographic tube 2 with a stationary phase C, and the stationary phase C is pressed from one side by a piston 3 to compress the pressure, and after increasing the pressure, the piston 3 is attached to the chromatographic tube 2 by some method. It is fixed so that the pressure is maintained.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、このパックドカラム1は、固定相Cをピ
ストン3で圧縮する際に、固定相Cがクロマト管2内壁
に対して相対的に移動するので摩擦力が発生し、これが
ため均一な圧縮ができなかった。即ち、第5図に示すよ
うに、ピストン3からの距離Sxにしたがって軸方向の圧
力Pxが急激に低下していた。特に長尺のパックドカラム
ではその傾向が大きくなる。
However, in the packed column 1, when the stationary phase C is compressed by the piston 3, the stationary phase C moves relatively to the inner wall of the chromatographic tube 2, so that a frictional force is generated, which allows uniform compression. There wasn't. That is, as shown in FIG. 5, the axial pressure Px sharply decreased with the distance Sx from the piston 3. This tendency is particularly large in long packed columns.

本発明は、上記の点に鑑み開発されたもので、クロマト
管内に充填される固定相の圧力を均一に分布させること
ができる液体クロマトグラフ用のパックドカラムを得る
ことを目的としている。
The present invention was developed in view of the above points, and an object thereof is to obtain a packed column for a liquid chromatograph capable of uniformly distributing the pressure of the stationary phase packed in the chromatographic tube.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記した目的を達成するために、本発明は、クロマト管
内部に固定相を加圧充填した液体クロマトグラフ用のパ
ックドカラムにおいて、前記クロマト管を合成樹脂・硬
質ゴム等の縦弾性係数の小さい材料により形成し、該ク
ロマト管を硬質材料により形成された外筒内に挿入する
とともに、該クロマト管内に固定相を加圧充填する際に
該クロマト管の径方向の変形を阻止するため、該クロマ
ト管外周をコイルで保持したことを特徴とするものであ
る。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a packed column for a liquid chromatograph in which a stationary phase is pressure-packed in a chromatographic tube, and the chromatographic tube is made of a material having a small longitudinal elastic coefficient such as synthetic resin or hard rubber. The chromatographic tube is inserted into an outer cylinder made of a hard material, and the chromatographic tube is prevented from being deformed in the radial direction when the stationary phase is pressurized and filled in the chromatographic tube. The outer circumference of the tube is held by a coil.

〔作 用〕[Work]

したがって、固定相とクロマト管の内壁との間に摩擦力
を発生させずに、固定相を均一に加圧充填することがで
きる。
Therefore, the stationary phase can be uniformly pressurized and filled without generating a frictional force between the stationary phase and the inner wall of the chromatographic tube.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

まず第1図により、パックドカラムの一実施例を説明す
る。
First, one embodiment of the packed column will be described with reference to FIG.

パックドカラム10は、内部に固定相Cが充填されるクロ
マト管11と、該クロマト管11を収納する外筒12、及び該
外筒12の一端に固着されるフランジ13と、外筒12の他端
の開口から挿入されるピストン14と、該ピストン14を外
筒12に固定するキャップ15等により構成されている。
The packed column 10 includes a chromatographic tube 11 in which the stationary phase C is filled, an outer cylinder 12 for housing the chromatographic tube 11, a flange 13 fixed to one end of the outer cylinder 12, and an outer cylinder 12. It is composed of a piston 14 inserted from an end opening, a cap 15 for fixing the piston 14 to the outer cylinder 12, and the like.

上記クロマト管11ぱ、合成樹脂・硬質ゴム等の縦弾性係
数の小さい各種の材料、例えばフッ素樹脂(例えば、テ
フロン(登録商標))等のエンジニアリングプラスチッ
ク等により円筒状に形成されるもので、他の外筒12,フ
ランジ13,ピストン14,キャップ15等は、ステンレススチ
ール等の硬質の材料により形成されている。
Chromatography tube 11a, various materials having a small longitudinal elastic coefficient such as synthetic resin and hard rubber, for example, those formed into a cylindrical shape from engineering plastics such as fluororesin (for example, Teflon (registered trademark)), etc. The outer cylinder 12, the flange 13, the piston 14, the cap 15 and the like are made of a hard material such as stainless steel.

クロマト管11は、両端外周に形成された小径部11a,11b
に、スリット16aを有する径変化可能なテーパリング16
と、溝17aを有するリング17をそれぞれ嵌着するととも
に、該両リング16,17間にコイル18を巻着した状態で上
記外筒12内に挿入される。このコイル18は、その内周が
クロマト管11の外周面に密着するように取付けられてお
り、両端18a,18aをそれぞれ前記テーパリング16のスリ
ット16aと、リング17の溝17aに係止させて回転不能とさ
れている。
Chromatography tube 11 has small diameter parts 11a, 11b formed on the outer circumference of both ends.
In addition, the taper ring 16 having a slit 16a and having a variable diameter
Then, the rings 17 having the grooves 17a are respectively fitted and the coil 18 is wound between the rings 16 and 17 and is inserted into the outer cylinder 12. The coil 18 is attached so that its inner circumference is in close contact with the outer circumferential surface of the chromatographic tube 11, and both ends 18a, 18a are respectively engaged with the slit 16a of the taper ring 16 and the groove 17a of the ring 17. It is said to be unable to rotate.

外筒12は、上記クロマト管11を装着可能な円筒状で、か
つクロマト管11よりも長寸に形成されており、ピストン
14の挿入側(第1図において上方)の外周面には、雄ね
じ12aが螺設されている。また外筒12の固定部側(第1
図において下方)の端部外周には、前記フランジ13をボ
ルト19により固着する鍔部12bが形成されており、さら
に胴部には、固定相加熱用温水の導入口12c及び排出口1
2dが形成されている。
The outer cylinder 12 has a cylindrical shape in which the chromatographic tube 11 can be mounted, and is formed to be longer than the chromatographic tube 11, and has a piston shape.
A male screw 12a is screwed on the outer peripheral surface of the insertion side 14 (upper side in FIG. 1). In addition, the fixed portion side of the outer cylinder 12 (first
A flange portion 12b for fixing the flange 13 with a bolt 19 is formed on the outer periphery of the lower end (in the drawing), and the body portion further has an inlet 12c and an outlet 1c for hot water for heating the stationary phase.
2d is formed.

上記外筒12に固着されるフランジ13の軸方向の中心部に
は、小径通路20が形成されており、その内端には、放射
状の溝20aが形成されるとともに、固定相Cを保持する
ためのフイルター21が配設されている。また上記小径通
路20の外端には、試料及び溶離液の出口配管接続用の雌
ねじ20bが形成されている。このフランジ13の外周面
は、クロマト管11の内径に対応した小径部13aと、外筒1
2の内径に対応した中径部13b及び前記外筒12の鍔部12b
に固着される大径部13cの3段に形成されている。さら
に小径部13aの外周には、クロマト管11の内周に当接し
て漏れを防止するOリング22が設けられ、中径部13bの
外周には、外筒12の内周に当接して漏れを防止するOリ
ング23が設けられている。
A small diameter passage 20 is formed in the axial center of the flange 13 fixed to the outer cylinder 12, and a radial groove 20a is formed at the inner end of the small passage 20 to hold the stationary phase C. A filter 21 is provided for this purpose. A female screw 20b for connecting the sample and eluent outlet pipes is formed at the outer end of the small diameter passage 20. The outer peripheral surface of the flange 13 has a small diameter portion 13a corresponding to the inner diameter of the chromatographic tube 11, and the outer cylinder 1
2 corresponding to the inner diameter of 2 and the flange portion 12b of the outer cylinder 12
It is formed in three steps of the large diameter portion 13c fixed to the. Further, an O-ring 22 is provided on the outer circumference of the small-diameter portion 13a to abut on the inner circumference of the chromatographic tube 11 to prevent leakage, and on the outer circumference of the middle-diameter portion 13b, abut on the inner circumference of the outer cylinder 12 to leak. An O-ring 23 is provided to prevent this.

そして、このフランジ13の内端側の小径部13aを、前記
クロマト管11の端部に挿入した状態でクロマト管11と共
に外筒12内に挿入し、中径部13bを外筒12の端部に挿入
して大径部13cを鍔部12bに締付けることにより、小径部
13aと中径部13bの間の段部13dがクロマト管11の端部及
び前記テーパリング16を軸方向に押圧するとともに、外
筒12の端部内周に形成されている斜面部12eがテーパリ
ング16を縮径させ、クロマト管11の端部を内周側に押圧
して、クロマト管11の端部をフランジ13の小径部13aの
外周に押付けてクロマト管11を固定する。
Then, the small diameter portion 13a on the inner end side of the flange 13 is inserted into the outer cylinder 12 together with the chromatographic tube 11 in a state of being inserted into the end portion of the chromatographic tube 11, and the medium diameter portion 13b is the end portion of the outer cylinder 12. The small diameter part 13c by tightening the large diameter part 13c to the collar part 12b.
A step portion 13d between the intermediate diameter portion 13b and 13a axially presses the end portion of the chromatographic tube 11 and the taper ring 16, and the inclined surface portion 12e formed on the inner circumference of the end portion of the outer cylinder 12 is tapered. The diameter of 16 is reduced, the end of the chromatographic tube 11 is pressed toward the inner peripheral side, and the end of the chromatographic tube 11 is pressed against the outer periphery of the small diameter portion 13a of the flange 13 to fix the chromatographic tube 11.

一方前記ピストン14は、外筒12内で軸方向に摺動可能な
形状に形成されるもので、このピストン14の外周面は、
クロマト管11の内径に対応した小径部14aと、外筒12の
内径に対応した大径部14b及びその先端が外筒12の端部
から突出する小径軸部14cの3段に形成されている。ま
たピストン14の軸方向の中心部には、前記フランジ13と
同様の小径通路24が形成されており、その内端には、放
射状の溝24aが形成されるとともに固定相Cを保持する
ためのフイルター25が配設され、外端には、試料及び溶
離液の入口配管接続用の雌ねじ24bが形成されている。
さらに上記小径部14aと大径部14bの外周には、それぞれ
前記フランジ13と同様のOリング26,27が設けられてい
る。
On the other hand, the piston 14 is formed in a shape slidable in the outer cylinder 12 in the axial direction, and the outer peripheral surface of the piston 14 is
A small-diameter portion 14a corresponding to the inner diameter of the chromatographic tube 11, a large-diameter portion 14b corresponding to the inner diameter of the outer cylinder 12 and a tip thereof are formed in three stages of a small-diameter shaft portion 14c protruding from the end of the outer cylinder 12. . A small-diameter passage 24 similar to the flange 13 is formed in the center of the piston 14 in the axial direction, and a radial groove 24a is formed at the inner end thereof to hold the stationary phase C. A filter 25 is provided, and an internal thread 24b for connecting sample and eluent inlet piping is formed at the outer end.
Further, O-rings 26 and 27 similar to the flange 13 are provided on the outer circumferences of the small diameter portion 14a and the large diameter portion 14b, respectively.

またキャップ15は、天板部15aの中央に前記ピストン14
の小径軸部14cを挿通する挿通孔15bが形成されるととも
に、筒部15cの内周に前記外筒12の雄ねじ12aと螺合する
雌ねじ15dが螺設されており、その外周面に、回動用の
取手15eが突設されている。このキャップ15は、前記雌
ねじ15dを外筒12の雄ねじ12aに螺合させて締付けること
により、ピストン14の外端面と天板部15aとの間に配設
された円筒状のカラー28を介してピストン14を押圧し、
クロマト管11とクロマト管11内部の固定相Cとを軸方向
に圧縮する。
Further, the cap 15 has the piston 14 at the center of the top plate portion 15a.
An insertion hole 15b for inserting the small-diameter shaft portion 14c is formed, and a female screw 15d that is screwed with the male screw 12a of the outer cylinder 12 is screwed on the inner periphery of the cylindrical portion 15c, and the outer peripheral surface of the female screw 15d is screwed. A handle 15e for use is projected. The cap 15 is configured such that the female screw 15d is screwed into the male screw 12a of the outer cylinder 12 and tightened, so that a cylindrical collar 28 disposed between the outer end surface of the piston 14 and the top plate portion 15a is interposed. Press the piston 14,
The chromatographic tube 11 and the stationary phase C inside the chromatographic tube 11 are axially compressed.

このパックドカラム10に固定相Cを充填するには、まず
クロマト管11を外筒12内に装着し、その内部に固定相C
(粉体)を一杯に詰め込んだ像体で、ピストン14を後述
のカラム充填装置等で軸方向に押圧してクロマト管11と
固定相Cを共に圧縮し、クロマト管11を軸方向に弾性変
形させるとともに固定相Cを圧縮する。そして固定相C
が所定の圧力に達したら、そこでピストン14を押すのを
止め、ピストン14の位置をそのままに保持するために、
カラー28がピストン14に当るまでキャップ15を締付け
る。
In order to fill the packed column 10 with the stationary phase C, the chromatographic tube 11 is first installed in the outer cylinder 12, and the stationary phase C is placed inside the outer tube 12.
With an image body filled with (powder), the piston 14 is axially pressed by a column packing device described later to compress the chromatographic tube 11 and the stationary phase C together, and the chromatographic tube 11 is elastically deformed in the axial direction. And the stationary phase C is compressed. And stationary phase C
When the pressure reaches a predetermined pressure, stop pushing the piston 14 there, and hold the position of the piston 14 as it is.
Tighten the cap 15 until the collar 28 hits the piston 14.

このような、固定相Cを圧縮するとともにクロマト管11
を弾性変形させることにより、固定相Cの圧縮により移
動に伴ってクロマト管11の内壁も変形して移動するの
で、両者の間に軸方向の相対的な移動がないので摩擦力
が発生せず、固定相Cを均一に圧縮することができる。
また固定相Cをクロマト管11と共に軸方向全長に亘って
均一に圧縮することができるため、時間の経過に伴い固
定相Cの圧力が低下する圧力抜けの発生を低減させるこ
とができる。さらにキャップ15とカラー28とによってピ
ストン14の位置を保持できるので固定相Cの圧力を長時
間に亘って保持することができ、キャップ15の増締めに
よって圧力抜けを補うこともできる。
The stationary phase C is compressed and the chromatographic tube 11 is used.
By elastically deforming, the inner wall of the chromatographic tube 11 also deforms and moves as the stationary phase C compresses, so there is no relative movement in the axial direction between them, so no frictional force is generated. The stationary phase C can be uniformly compressed.
Further, since the stationary phase C can be uniformly compressed along with the chromatographic tube 11 over the entire length in the axial direction, it is possible to reduce the occurrence of pressure loss in which the pressure of the stationary phase C decreases with the passage of time. Further, since the position of the piston 14 can be held by the cap 15 and the collar 28, the pressure of the stationary phase C can be held for a long time, and the pressure loss can be supplemented by tightening the cap 15.

またクロマト管11を軸方向に圧縮することにより、前記
テーパリング16及びリング17の作用でクロマト管11の内
周壁と両Oリング22,27との密着性が向上し、液漏れ等
の事故を防止することができる。さらに前記コイル18
は、クロマト管11の軸方向の弾性変形の妨げにはならな
いが、クロマト管11の径方向への膨張を阻止する作用を
備えており、さらに固定相加熱用温水の流路を形成して
いる。
Further, by compressing the chromatographic tube 11 in the axial direction, the adhesion between the inner peripheral wall of the chromatographic tube 11 and both O-rings 22 and 27 is improved by the action of the taper ring 16 and the ring 17, and an accident such as liquid leakage may occur. Can be prevented. Further the coil 18
Does not hinder the elastic deformation of the chromatographic tube 11 in the axial direction, but has the function of preventing the radial expansion of the chromatographic tube 11, and further forms the flow path of the hot water for heating the stationary phase. .

このように形成されたパックドカラム10は、従来のパッ
クドカラムと同様に使用することができる。即ち、ピス
トン14の雌ねじ24bに注入管を接続するとともに、フラ
ンジ13の雌ねじ20bに採取管を接続し、注入管から試料
及び溶離液を導入すれば、試料及び溶離液は、ピストン
14内の小径通路24から放射状の溝24aを経てフィルタ25
から固定相Cに導入される。分離後の試料及び溶離液
は、フランジ13の内端に設けられたフィルタ21から放射
状の溝20a,小径通路20を経て採取管により採取される。
The packed column 10 thus formed can be used in the same manner as a conventional packed column. That is, when the injection pipe is connected to the female screw 24b of the piston 14, the sampling pipe is connected to the female screw 20b of the flange 13, and the sample and the eluent are introduced from the injection pipe, the sample and the eluent are
The small diameter passage 24 in 14 passes through the radial groove 24a and the filter 25
To stationary phase C. The separated sample and eluent are collected by the sampling tube from the filter 21 provided at the inner end of the flange 13 through the radial grooves 20a and the small diameter passage 20.

さらに前記外筒12に形成した固定相加熱用温水の導入口
12c及び排出口12dを用いて、クロマト管11と外筒12との
間の管状の空間へ熱湯又は温湯を循環させることによっ
て、固定相Cの温度を上昇させ、カラムの効率を高める
(理論段高を小さくする)ことができる。
Further, the inlet for hot water for heating the stationary phase formed in the outer cylinder 12
By circulating hot water or hot water into the tubular space between the chromatographic tube 11 and the outer tube 12 using 12c and the outlet 12d, the temperature of the stationary phase C is increased and the efficiency of the column is increased (theoretical plate). Height can be reduced).

次に第2図及び第3図により、上記パックドカラム10に
固定相Cを充填するためのカラム充填装置の一例を説明
する。
Next, an example of a column packing device for packing the stationary phase C in the packed column 10 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

このカラム充填装置30は、下部にキャスタ31が取付けら
れた門形のフレーム32に、複数のクロマト管受33を上下
多段に設けたもので、フレーム32の上部中央には、ジャ
ッキ34が下向きにねじ込んで取付けられている。
In this column packing device 30, a plurality of chromatographic tube receivers 33 are provided in upper and lower stages in a gate-shaped frame 32 having casters 31 attached to the lower part thereof, and a jack 34 is directed downward at the center of the upper part of the frame 32. It is installed by screwing.

ジャッキ34のロッド34aの先端には、パックドカラム10
のピストン14を下方に押圧するプッシュロッド35がねじ
込まれている。このプッシュロッド35の前面には変位計
36が取付けられており、その先端36aがフレーム32に取
付けられた押板37に接している。またジャッキ34には、
ホース38を介して高圧の油を送り込むことができるハン
ドポンプ39が接続されており、その圧力が油圧計40にて
読みとられる。
At the end of the rod 34a of the jack 34, the packed column 10
A push rod 35 that pushes the piston 14 downward is screwed. The front of this push rod 35 has a displacement gauge.
36 is attached, and its tip 36a is in contact with a push plate 37 attached to the frame 32. In addition, the jack 34,
A hand pump 39 capable of feeding high-pressure oil via a hose 38 is connected, and the pressure is read by a hydraulic pressure gauge 40.

パックドカラム10は、該パックドカラム10の寸法に応じ
て上記クロマト管受33のいずれかに横架される受部材41
に前記フランジ13を載置させ、上部をU字形の切込みの
ある2個のクロマト管倒れ止め42,42により挟着されて
フレーム32に固定される。そして、ハンドポンプ39にて
油をジャッキ34へ徐々に送ることにより、パックドカラ
ム10内の固定相Cを圧縮することができる。
The packed column 10 has a receiving member 41 that is placed horizontally on any of the chromatographic tubes 33 according to the dimensions of the packed column 10.
The flange 13 is placed on the upper part of the column, and the upper part is fixed to the frame 32 by being sandwiched by two chromatographic tube tilting stoppers 42, 42 having U-shaped notches. Then, the stationary pump C in the packed column 10 can be compressed by gradually feeding the oil to the jack 34 with the hand pump 39.

この時、クロマト管11内の固定相Cを所定の圧力に圧縮
するためには、ピストン押し下げ量と押し下げ力を知る
必要がある。
At this time, in order to compress the stationary phase C in the chromatographic tube 11 to a predetermined pressure, it is necessary to know the piston pressing amount and the pressing force.

第4図は、上記ピストン押し下げ量S[cm]と押し下げ
力P[Kg]との関係を示すもので、プッシュロッド35の
下端がパックドカラム10のピストン14上端に接した時に
変位計36の指針が0を指すように押板37の高さを調整
し、ピストン押し下げ量S=0,またピストンの押し下げ
力P=0とし、圧縮中のピストン押し下げ量Sを変位計
36の読みにより、また押し下げ力Pは油圧計40読みから
次式により計算して求めたものである。
FIG. 4 shows the relationship between the piston pushing down amount S [cm] and the pushing down force P [Kg]. The pointer of the displacement gauge 36 when the lower end of the push rod 35 contacts the upper end of the piston 14 of the packed column 10. Adjust the height of the push plate 37 so that the piston push-down amount S = 0 and the piston push-down force P = 0.
The pressure P is calculated from the reading of 36 and the pressure P is calculated from the reading of the hydraulic pressure gauge 40 by the following equation.

P≒Pg×A ただし、Pg:油圧計の読み[Kg/cm2] A:ジャッキ作用面積[cm2] 第4図の実線Laは、パックドカラム10に固定相Cを充填
する際のピストン押し下げ量Sと押し下げ力Pの関係を
示す操作線であり、また破線Lbは、クロマト管11のみの
ピストン押し下げ量Sと押しさげ力Pの関係、一点鎖線
Lcは固定相Cのみのピストン押し下げ量Sと押し下げ力
Pの関係である。
P ≒ Pg × A However, Pg: reading of the hydraulic pressure meter [Kg / cm 2 ] A: jack working area [cm 2 ] The solid line La in Fig. 4 is the piston depression when the packed column 10 is filled with the stationary phase C. It is an operation line showing the relationship between the amount S and the pushing down force P, and the broken line Lb is the relationship between the piston pushing down amount S of only the chromatographic tube 11 and the pushing down force P.
Lc is the relationship between the piston depressing amount S of only the stationary phase C and the depressing force P.

図に示すように、クロマト管11のみの場合、押し下げ力
Pは、クロマト管11の材質から決まる押し下げ量の限界
値Slimまで押し下げ量Sに比例して増加する。
As shown in the figure, in the case of only the chromatographic tube 11, the pushing-down force P increases in proportion to the pushing-down amount S up to the limit value Slim of the pushing-down amount determined by the material of the chromatographic tube 11.

一方、固定相Cは、固定相Cの粒子間の空間が徐々にな
くなる押し下げ量S1までは、殆ど反力が発生せず、押し
下げ量がS1を越えると固定相Cの粒子が接触して弾性変
形を開始するので押し下げ力Pの急激な立上りがみられ
る。
On the other hand, in the stationary phase C, almost no reaction force is generated until the pressing amount S 1 where the space between the particles of the stationary phase C gradually disappears, and when the pressing amount exceeds S 1 , the particles of the stationary phase C come into contact with each other. As a result, elastic deformation is started, so that the pushing-down force P rapidly rises.

これにより、上記破線Lbと一点鎖線Lcを加えた実線Laで
示される操作線に押し下げ量S1にて、変曲点Tを生じ
る。
As a result, the inflection point T is generated at the pressing amount S 1 on the operation line indicated by the solid line La obtained by adding the broken line Lb and the dashed line Lc.

ここで固定相Cの充填圧力がPKのパックドカラム10をつ
くる場合を考えると、変曲点Tの時の押し下げ量S1では
固定相Cの粒子間の空間が無くなり、全ての粒子が隣あ
った粒子と接触した瞬間と考えられるので、このときの
固定相Cの充填圧力を0とみなすことができる。
Considering here a case where a packed column 10 with a stationary phase C packing pressure of P K is created, the space between the stationary phase C particles disappears at the pushing amount S 1 at the inflection point T, and all the particles are adjacent to each other. Since it is considered to be the moment of contact with the existing particles, the filling pressure of the stationary phase C at this time can be regarded as zero.

そこで変曲点Tにおける押し下げ力をP1とし、固定相の
充填圧力がPKになったときの押し下げ力をP2とすると、
変曲点T以降の押し下げ力Pの増加量ΔPは、 ΔP=P2−P1 ……………………………(1) で示され、この増加量ΔPは、クロマト管11と固定相C
のそれぞれの押し下げ力Pの同様な増加量ΔPC(クロマ
ト管)とΔPK(固定相)の和になる。このΔPCとΔPK
それぞれ次式で表すことができる。
Therefore, if the pushing-down force at the inflection point T is P 1, and the pushing-down force when the filling pressure of the stationary phase is P K is P 2 ,
The increase amount ΔP of the pushing-down force P after the inflection point T is shown by ΔP = P 2 −P 1 ……………………… (1), and this increase amount ΔP is the same as that of the chromatographic tube 11. Stationary phase C
The sum of the similar increase amounts ΔP C (chromatography tube) and ΔP K (stationary phase) of the respective pushing-down force P of The ΔP C and ΔP K can be expressed by the following equations, respectively.

ΔPK=PKAK ……………………………(3) ここでAC:クロマト管の断面積 lC:クロマト管長さ EC:クロマト管の縦弾性係数 S1:変曲点における押し下げ量 S2:固定相の充填圧がPKになったときの押し下げ量 PK:固定相の目標充填圧 AK:固定相の断面積 押し下げ力Pは、圧力計40で監視しているので、上記変
曲点Tは、圧力計40の振れの増加量が急激に変化するこ
とで判定できる。そのときの圧力計40の読みから、次式
で計算される圧力計40の読みの増加量ΔPだけ読みが増
えたところで、即ち圧力計40の読みがP2になったところ
でハンドポンプ39による送油を中止すれば固定送Cの充
填圧力をPKにすることができる。
ΔP K = P K A K ……………………………… (3) where A C : cross-sectional area of the chromatographic tube l C : chromatographic tube length E C : longitudinal elastic modulus of the chromatographic tube S 1 : variable depression amount of flexion point S 2: depressing amount P K when the filling pressure of the stationary phase becomes P K: target filling pressure of the stationary phase a K: cross-sectional area downward force P of the stationary phase is monitored by the pressure gauge 40 Therefore, the inflection point T can be determined by the abrupt change in the increase amount of the deflection of the pressure gauge 40. From the reading of the pressure gauge 40 at that time, when the reading increases by the increase amount ΔP of the reading of the pressure gauge 40 calculated by the following equation, that is, when the reading of the pressure gauge 40 becomes P 2 , the hand pump 39 sends If the oil is stopped, the filling pressure of the fixed feed C can be set to P K.

ここでΔPC:式(2)によって求めたクロマト管の押し
下げ力の増加量 ΔPK:式(3)によって求めた固定相の押下げ力の増加
量 A:ジャッキの作用面積 上記式(4)において、通常ΔPC≪ΔPKであるので、式
(4)はΔP=ΔPK/Aと簡単な式に変換することがで
き、容易に算出することができる。
Here, ΔP C : increase amount of chromatographic tube push-down force calculated by formula (2) ΔP K : increase amount of stationary phase push-down force calculated by formula (3) A: jack working area (4) In general, since ΔP C << ΔP K , the formula (4) can be converted into a simple formula such as ΔP = ΔP K / A, and can be easily calculated.

即ち、式(4)は、上記式(3)を代入することによ
り、下記のごとく示すことができる。
That is, the equation (4) can be expressed as follows by substituting the equation (3).

従って、上記の式(5)及び前記式(1)からハンドポ
ンプ39による送油を中止する圧力計40の読みP2は、次式
により求めることができる。
Therefore, the reading P 2 of the pressure gauge 40 for stopping the oil feeding by the hand pump 39 can be obtained by the following equation from the above equations (5) and (1).

上記の式(6)において、PK及びAKは、あらかじめ算出
しておくことができるので、圧力計40により変曲点Tに
おける押し下げ力P1を読取ることで、容易に終了点P2
求めることができ、固定相Cを所定の圧力にすることが
できる。
In the above equation (6), since P K and A K can be calculated in advance, the end point P 2 can be easily determined by reading the pressing force P 1 at the inflection point T with the pressure gauge 40. Can be determined and the stationary phase C can be brought to a predetermined pressure.

このように求められた押し下げ力P2でハンドポンプ39か
らの送油を止め、ジャッキ34の押し下げ量をそのまま維
持して、パックドカラム10のキャップ15を外筒12に締め
込み、カラー28をピストン14に当てることによってピス
トン14の外筒12に対する位置を固定する。しかる後にジ
ャッキ34を縮めてパックドカラム10をカラム充填装置30
から外せば、所定の圧力で固定相Cを充填したパックド
カラム10を得ることができる。
The pushing force P 2 thus obtained stops the oil supply from the hand pump 39, the pushing amount of the jack 34 is maintained as it is, the cap 15 of the packed column 10 is tightened to the outer cylinder 12, and the collar 28 is moved to the piston. The position of the piston 14 with respect to the outer cylinder 12 is fixed by hitting the piston 14. Then, the jack 34 is retracted and the packed column 10 is packed into the column packing device 30.
If removed, the packed column 10 packed with the stationary phase C at a predetermined pressure can be obtained.

尚、充填中に押し下げ量がSlimを越えそうになったら送
油を中止し、固定相Cを追加・増加し、再度充填作業を
開始するものとする。
It should be noted that, when the pushing amount is about to exceed Slim during filling, the oil feeding is stopped, the stationary phase C is added / increased, and the filling work is restarted.

また、カラム充填装置としては、比較的小規模な例を示
したが、大規模なものでは、定吐出量の電動機駆動のポ
ンプを使用し、押し下げ量Sの測定には電気式の変位計
を、また押し下げ力Pの測定には、ロードセル等を使用
し、それをマイクロコンピュータにとり込んで、刻々と
押し下げ力Pの変化量を計算し、その値が急激に増加す
るところ(前述の変曲点T)を見出し、そこから押し下
げ力がΔPだけ増加したところで自動的にポンプの送油
を中止する等が考えられ、さらに取扱いの容易なものに
することができる。
As a column packing device, a relatively small-scale example is shown, but a large-scale device uses a motor-driven pump with a constant discharge amount, and an electric displacement meter is used to measure the push-down amount S. In addition, a load cell or the like is used to measure the pushing-down force P, and the load cell is loaded into a microcomputer to calculate the amount of change in the pushing-down force P momentarily, where the value suddenly increases (the inflection point mentioned above). It is conceivable to find T) and automatically stop the pumping of oil when the pushing-down force increases by ΔP from there.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明のパックドカラムは、縦弾
性係数の小さい材料で形成したクロマト管を硬質材料に
より形成された外筒内に挿入し、該クロマト管内に固定
相を加圧充填する際に該クロマト管の径方向の変形を阻
止するため、該クロマト管外周をコイルで保持したの
で、固定相を均一に圧縮することができ、圧力抜け等の
発生が少ない高性能のパックドカラムを容易に得ること
ができる。また長尺のパックドカラムにおいても均一に
固定相を加圧充填することができるので、さらに高性能
のパックドカラムを得ることも可能である。
As described above, the packed column of the present invention is used when a chromatographic tube formed of a material having a small longitudinal elastic modulus is inserted into an outer cylinder formed of a hard material and a stationary phase is pressure-filled in the chromatographic tube. In order to prevent radial deformation of the chromatographic tube, the outer circumference of the chromatographic tube is held by a coil, so the stationary phase can be uniformly compressed, and a high-performance packed column with less pressure loss can be easily performed. Can be obtained. Further, even in a long packed column, the stationary phase can be uniformly pressure-packed, so that a packed column with higher performance can be obtained.

従って、性能の優れたパックドカラムをバラつきなく安
定して得ることができ、試料の分離作業等の効率や信頼
性を向上させることができる。
Therefore, it is possible to stably obtain a packed column having excellent performance and to improve efficiency and reliability of sample separation work and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すパックドカラムの断面
図、第2図及び第3図はカラム充填装置の一例を示すも
ので、第2図はカラム充填装置の正面図、第3図は同じ
く側面図、第4図はピストン押し下げ量Sと押し下げ力
Pとの関係を示す図、第5図は従来のパックドカラムに
おける固定相の充填圧力分布を示す説明図である。 10……パックドカラム、11……クロマト管、12……外
筒、13……フランジ、14……ピストン、15……キャッ
プ、18……コイル、21,25……フィルター、30……カラ
ム充填装置、C……固定相、P……押し下げ力、S……
ピストン押し下げ量
FIG. 1 is a sectional view of a packed column showing an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 show an example of a column packing device, and FIG. 2 is a front view of the column packing device, and FIG. Is also a side view, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the piston pressing amount S and the pressing force P, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing the packing pressure distribution of the stationary phase in the conventional packed column. 10 …… packed column, 11 …… chromatographic tube, 12 …… outer cylinder, 13 …… flange, 14 …… piston, 15 …… cap, 18 …… coil, 21,25 …… filter, 30 …… column packing Device, C ... Stationary phase, P ... Pushing down force, S ...
Depression amount of piston

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】クロマト管内部に固定相を加圧充填した液
体クロマトグラフ用のパックドカラムにおいて、前記ク
ロマト管を合成樹脂・硬質ゴム等の縦弾性係数の小さい
材料により形成し、該クロマト管を硬質材料により形成
された外筒内に挿入するとともに、該クロマト管内に固
定相を加圧充填する際に該クロマト管の径方向の変形を
阻止するため、該クロマト管外周をコイルで保持したこ
とを特徴とする液体クロマトグラフ用のパックドカラ
ム。
1. In a packed column for a liquid chromatograph in which a stationary phase is pressure-filled in a chromatographic tube, the chromatographic tube is formed of a material having a small longitudinal elastic coefficient such as synthetic resin or hard rubber, and the chromatographic tube is formed. The outer circumference of the chromatographic tube was held by a coil in order to prevent radial deformation of the chromatographic tube when the stationary phase was pressure-filled in the chromatographic tube while being inserted into the outer cylinder made of a hard material. A packed column for a liquid chromatograph characterized by.
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