JPWO2014142096A1 - 液体クロマトグラフィー用カラム装置及び液体クロマトグラフィー装置 - Google Patents
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Abstract
カラムボディ１０１は、円筒状で、充填剤が収容される。一対のエンドキャップ１０５、１０６は、カラムボディ１０１の両端部に被せられ、各中心部にキャリア液の流通孔１１１、１１２を有する。一対のジョイント部材１１３、１１４は、円柱状で、大径部１１３ａ、１１４ａ側の端面が前記一対のエンドキャップ１０５、１０６の各端面に当接し、各中心部に連通孔１１５、１１６を有する。シール部材１１７、１１８は、前記エンドキャップ１０５、１０６と前記ジョイント部材１１３、１１４との当接面間に配置される。ケース１２１は、有底円筒状で、前記一対のエンドキャップ１０５、１０６及び一対のジョイント部材１１３、１１４の大径部を嵌合状態で収容する。蓋部材１２４は、ケース１２１の開口部側に着脱可能に装着される。
Description
本発明は、液体クロマトグラフィー用カラム装置、及びこれを用いた液体クロマトグラフィー装置に関する。
有機化学、生化学、医学、食品、環境などの分野において、試料中の成分の分離、分析、分取に液体クロマトグラフィーが汎用されている。また、液体クロマトグラフィー装置は小型化される傾向にあり、そのカラムについても小容量化されている。
液体クロマトグラフィー用カラム装置は、特許文献１、２に示されるように、カラム充填剤が収容される円筒状のカラムボディと、このカラムボディの両端部に被せられ、各中心部にキャリア液の流通孔を有する一対のエンドキャップと、を含んで構成される。エンドキャップの流通孔の開口側端部には、キャリア液の導入・導出のための配管が接続される。
しかしながら、従来の液体クロマトグラフィー用カラム装置においては、一対のエンドキャップのそれぞれに入口側配管と出口側配管とがねじ込み式で取付けられるため、カラム装置を交換する際は、入口側配管の接続部と出口側配管の接続部との２箇所で、ねじ込みを外さなければならない。このため、カラム装置を交換する際は、力のいる面倒な作業を強いられてた。
本発明は、このような実状に鑑み、１箇所の操作で、カラム装置の取外し・取付けを簡単に行うことのできる、液体クロマトグラフィー用カラム装置を提供することを課題とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係る液体クロマトグラフィー用カラム装置は、カラム充填剤が収容される円筒状のカラムボディと、前記カラムボディの両端部に被せられ、各中心部にキャリア液の流通孔を有する一対のエンドキャップと、円柱状で一端側の大径部と他端側の小径部とからなり、大径部側の端面が前記一対のエンドキャップの各端面に当接し、各中心部に前記流通孔と合致する連通孔を有する一対のジョイント部材と、前記エンドキャップと前記ジョイント部材との当接面間に前記流通孔及び連通孔を囲んで配置されるリング状のシール部材と、前記一対のエンドキャップ及び前記一対のジョイント部材の大径部を嵌合状態で収容する有底円筒状のケースと、前記ケースの開口部側に着脱可能に装着される蓋部材と、を含んで構成される。
ここで、前記ケースの底部は、前記一対のジョイント部材のうち一方のジョイント部材の大径部を係止し、小径部を貫通させる貫通孔を有する。前記蓋部材は、他方のジョイント部材の大径部を係止し、小径部を貫通させる貫通孔を有する。そして、前記一対のジョイント部材の小径部は、キャリア液の流路を構成する配管の接続部となる。
また、本発明に係る液体クロマトグラフィー装置は、キャリア液の流路に試料を注入する試料注入装置と、この試料注入装置より下流側のキャリア液の流路に配置されて試料中の成分を分離する上記構成のカラム装置と、このカラム装置より下流側の流路に配置されて試料中の成分を検出する検出装置と、を含んで構成される。
本発明では、カラムボディ閉止機能と配管接続機能とを有する従来のエンドキャップを、カラムボディ閉止機能を有するエンドキャップと、配管接続機能を有するジョイン部材とに分割し、こられをシール部材を介して当接させる一方、エンドキャップ付きのカラムボディとジョイント部材とを、有底円筒状のケースとその開口部側に着脱可能に装着される蓋部材とに収納して保持するようにしている。
このため、ケースに対する蓋部材の脱着作業だけで、エンドキャップ付きのカラムボディの交換（取外し・取付け）が可能となる。従って、エンドキャップ付きのカラムボディの取外し・取付けを簡単に行うことができ、利便性を向上させることができる。また、利便性の向上によって、操作ミスを低減でき、感染リスク等を回避できるようになる。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す液体クロマトグラフィー装置の概略図である。
図１は本発明の一実施形態を示す液体クロマトグラフィー装置の概略図である。
図１のクロマトグラフィー装置は、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）の原理を用いたフロー式生化学分析装置であり、例えば、血液を試料として、血液中のヘモグロビンＡ１ｃをはじめとするヘモグロビン各成分を分析するために用いられる。
図１のフロー式生化学分析装置は、キャリア液の貯留タンク１と、貯留タンク１からキャリア液を連続的に送給する送液ポンプ２と、送液ポンプ２によるキャリア液の流路３と、キャリア液の流路３に配置されて試料を注入する試料注入装置４と、試料注入装置４の下流側に配置されて試料中の成分を分離するカラム装置５と、カラム装置５の下流側に配置されて前記分離された成分を検出する検出装置６と、を含んで構成される。
尚、試料注入装置４での試料の注入は、ニードル（図示せず）により試料容器（図示せず）から試料を吸引、採取した後、試料注入装置４内に注入することにより行われる。検出装置６の検出信号はデータ処理装置（図示せず）に送られ、データ処理装置でのデータ処理結果が分析結果として出力される。分析後の試料を含むキャリア液は排液タンク７に回収される。
カラム装置５について、図２（及び図３）により詳細に説明する。
図２はカラム装置の断面図、図３はカラム装置交換時の状態を示す断面図である。
図２はカラム装置の断面図、図３はカラム装置交換時の状態を示す断面図である。
カラムボディ１０１は、円筒状に形成され、その内部にカラム充填剤１０２が収容される。カラムボディ１０１の外周面には雄ねじ１０３、１０４が形成されている。
エンドキャップ１０５、１０６は、一対設けられ、カラムボディ１０１の両端部に被せられる。エンドキャップ１０５、１０６の内周面には雌ねじ１０７，１０８が形成されており、前記カラムボディ１０１の雄ねじ１０３、１０４に螺合する。従って、カラムボディ１０１とエンドキャップ１０５、１０６とは前記ねじ１０３、１０４、１０７、１０８により固定される。
カラムボディ１０１の両端部とエンドキャップ１０５、１０６との間には、フィルタ１０９、１１０が装着される。
エンドキャップ１０５、１０６の中心部にはキャリア液の流通孔１１１、１１２が形成されている。
エンドキャップ１０５、１０６の中心部にはキャリア液の流通孔１１１、１１２が形成されている。
ジョイント部材１１３、１１４は、前記一対のエンドキャップ１０５、１０６に対応して、一対設けられる。各ジョイント部材１１３、１１４は、円柱状で、一端側の大径部１１３ａ、１１４ａと他端側の小径部１１３ｂ、１１４ｂとからなる。大径部１１３ａ、１１４ａ側の端面がエンドキャップ１０５、１０６の端面に当接する。
ジョイント部材１１３、１１４の中心部にはエンドキャップ１０５、１０６側の流通孔１１１、１１２と合致する連通孔１１５、１１６が形成されている。
ジョイント部材１１３、１１４の中心部にはエンドキャップ１０５、１０６側の流通孔１１１、１１２と合致する連通孔１１５、１１６が形成されている。
エンドキャップ１０５、１０６とジョイント部材１１３、１１４との当接面には、流通孔１１１、１１２及び連通孔１１５、１１６を囲んでリング状のシール部材１１７、１１８が配置される。すなわち、ジョイント部材１１３、１１４側の当接面に取付溝がリング状に形成され、この取付溝にシール部材としてＯリング等１１７、１１８が装着される。
ケース１２１は、有底円筒状に形成され、その内部に、カラムボディ１０１、一対のエンドキャップ１０５、１０６、及び、一対のジョイント部材１１３、１１４の大径部１１３ａ，１１４ａが嵌合状態で収納される。
ケース１２１の底部にはジョイント部材１１３の小径部１１３ｂが貫通する貫通孔１２２が形成されている。ジョイント部材１１３の大径部１１３ａはケース１２１の底部に係止され、小径部１１３ｂは貫通孔１２２より外部へ露出している。
ケース１２１の開口部側の外周面には雄ねじ１２３が形成されている。
ケース１２１の開口部側の外周面には雄ねじ１２３が形成されている。
蓋部材１２４は、ケース１２１の開口部側を覆うようにキャップ状に形成され、その内周面に雌ねじ１２５が形成されている。従って、ケース１２１と蓋部材１２４とはねじ１２３、１２５により固定される。ここで、ねじ１２３、１２５としては、二条ねじを使用するとよい。
蓋部材１２４にもジョイント部材１１４の小径部１１４ｂが貫通する貫通孔１２６が形成されている。ジョイント部材１１４の大径部１１４ａは蓋部材１２４の底部に係止され、小径部１１４ｂが貫通孔１２６より外部へ露出している。
ケース１２１への蓋部材１２４の固定により、ケース１２１の底部と蓋部材１２４の裏面との間には、ジョイント部材１１３、エンドキャップ１０５、カラムボディ１０１、エンドキャップ１０６、ジョイント部材１１４が挟持される。尚、ジョイント部材１１４と蓋部材１２４との間には、必要により、スペーサ１２７を介在させる。
ジョイント部材１１３、１１４には、連通孔１１５、１１６に連ねて、配管接続孔を形成し、この配管接続孔にキャリア液の配管１３１、１３２を継手１３３、１３４を介して接続する。
上記構成の液体クロマトグラフィー用カラム装置５にあっては、エンドキャップ１０５１０６付きのカラムボディ１０１の交換時は、ケース１２１に対し、蓋部材１２４を回して、ねじ１２３とねじ１２５との螺合を解除する。このとき、ねじ１２３、１２５を二条ねじとすることにより、わずかな回動で、蓋部材１２４を外すことができる。
蓋部材１２４は一方の配管１３２に接続されているジョイント部材１１４に付随しているので、蓋部材１２４の取外しにより、これと一体のジョイント部材１１４がエンドキャップ１０６から離間する（図３参照）。
この状態では、ケース１２１内のジョイント部材１１３、エンドキャップ１０５、カラムボディ１０１、エンドキャップ１０６に対する拘束がなくなる。
この状態では、ケース１２１内のジョイント部材１１３、エンドキャップ１０５、カラムボディ１０１、エンドキャップ１０６に対する拘束がなくなる。
よって、他方の配管１３１を手で持ってケース１２１内に押込むことにより、ジョイント部材１１３が押され、エンドキャップ１０５、カラムボディ１０１、エンドキャップ１０６が一体に押出され、少なくともエンドキャップ１０６がケース１２１の開口部側より顔を出す（図３参照）。
よって、ケース１２１の開口部側から、エンドキャップ１０６、カラムボディ１０１及びエンドキャップ１０５を引き出して、交換することが可能となる。
よって、ケース１２１の開口部側から、エンドキャップ１０６、カラムボディ１０１及びエンドキャップ１０５を引き出して、交換することが可能となる。
新しいエンドキャップ１０５、１０６付きのカラムボディ１０１をセットする際は、ケース１２１内に、エンドキャップ１０５、１０６付きのカラムボディ１０１を挿入し、エンドキャップ１０５の端面をジョイント部材１１３の端面にシール部材１１７を介して突き当てる。
そして、ケース１２１の開口部側に蓋部材１２４をねじ込んで装着し、ケース１２１の底部と蓋部材１２４の裏面との間に、ジョイント部材１１３、エンドキャップ１０５、カラムボディ１０１、エンドキャップ１０６、ジョイント部材１１４を挟持する。
このとき、ジョイント部材１１３とエンドキャップ１０５との間、及びエンドキャップ１０６とジョイント部材１１４との間は、それぞれシール部材１１７、１１８によりシールされる。
このとき、ジョイント部材１１３とエンドキャップ１０５との間、及びエンドキャップ１０６とジョイント部材１１４との間は、それぞれシール部材１１７、１１８によりシールされる。
以上のように、蓋部材１２４の脱着だけで、エンドキャップ１０５、１０６付きのカラムボディ１０１の交換が可能となる。
また、本実施形態によれば、ジョイント部材１１３、１１４は、エンドキャップ１０５、１０６との当接面に、リング状のシール部材１１７、１１８を保持するための取付溝を有することにより、言い換えれば、このようにして、ジョイント部材１１３、１１４側にシール部材１１７、１１８を保持するようにすることで、交換部品であるエンドキャップ１０５、１０６の形状を単純化することができる。
また、本実施形態によれば、蓋部材１２４は、キャップ状で、その内周面に、ケース１２１の開口側の端部外周面に形成される雄ねじ１２３に螺合する雌ねじ１２５を有することにより、蓋部材１２４の簡単なねじ操作だけで、エンドキャップ１０５、１０６付きのカラムボディ１０１の交換が可能となる。
また、本実施形態によれば、蓋部材１２４の脱着用のねじ１２３、１２５は、二条ねじとすることにより、僅かな回動で着脱が可能となり、操作性が向上する。また、ここで用いる蓋部材１２４の材質としては、金属、プラスチック樹脂等が挙げられるが、例えば、摩擦係数の大きいＥＴＦＥ（エチレン・テトラ・フルオロエチレン）等を用いることによって、操作性を維持しながら、蓋の緩み防止等の効果を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、蓋部材１２４とこれに対向するジョイント部材１１４との間にスペーサ１２７を介在させることにより、カラムボディ１０１の長さが変わっても、スペーサ１２７の厚さ調整により対向でき、汎用性が向上する。また、一対のジョイント部材１１３、１１４として同じ部品を使うことが容易となる。
また、ここで用いるスペーサ１２７については、その介在によって汎用性を向上させるばかりでなく、例えばその材質に、フッ素樹脂、シリコン樹脂、フッ素ゴム等を用いることによって、蓋部材１２４の材質が摩擦係数の小さい材質の場合においても、蓋部材１２４の材質に摩擦係数の大きいものを用いた場合と同様に、蓋の緩み防止等の効果をも、向上させることが可能となる。
また、本実施形態のクロマトグラフィー装置（フロー式生化学分析装置）は、キャリア液の流路３に試料を注入する試料注入装置４と、この試料注入装置４より下流側のキャリア液の流路に配置されて試料中の成分を分離する上記構成のカラム装置５と、このカラム装置５より下流側のキャリア液の流路に配置されて試料中の成分を検出する検出装置６と、を含んで構成されるため、消耗品であるカラム装置５の交換が容易となり、使い勝手のよい装置となる。
尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
本発明に係るクロマトグラフィー用カラム装置、及びこれを用いたクロマトグラフィー装置は、各種試料中の成分の分離、分析、分取に好適に用いることができ、産業上の利用可能性は大である。
１ キャリア液の貯留タンク
２ 送液ポンプ
３ キャリア液の流路
４ 試料注入装置
５ カラム装置
６ 検出装置
７ 排液タンク
１０１ カラムボディ
１０２ カラム充填剤
１０３、１０４ 雄ねじ
１０５、１０６ エンドキャップ
１０７、１０８ 雌ねじ
１０９、１１０ フィルタ
１１１、１１２ 流通孔
１１３、１１４ ジョイント部材
１１３ａ、１１４ａ 大径部
１１３ｂ、１１４ｂ 小径部
１１５、１１６ 連通孔
１１７、１１８ シール部材（Ｏリング等）
１２１ ケース
１２２ 貫通孔
１２３ 雄ねじ
１２４ 蓋部材
１２５ 雌ねじ
１２６ 貫通孔
１２７ スペーサ
１３１、１３２ キャリア液の配管
１３３、１３４ 継手
２ 送液ポンプ
３ キャリア液の流路
４ 試料注入装置
５ カラム装置
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７ 排液タンク
１０１ カラムボディ
１０２ カラム充填剤
１０３、１０４ 雄ねじ
１０５、１０６ エンドキャップ
１０７、１０８ 雌ねじ
１０９、１１０ フィルタ
１１１、１１２ 流通孔
１１３、１１４ ジョイント部材
１１３ａ、１１４ａ 大径部
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１１５、１１６ 連通孔
１１７、１１８ シール部材（Ｏリング等）
１２１ ケース
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１２３ 雄ねじ
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１２５ 雌ねじ
１２６ 貫通孔
１２７ スペーサ
１３１、１３２ キャリア液の配管
１３３、１３４ 継手
Claims (6)
- 液体クロマトグラフィー用カラム装置であって、
カラム充填剤が収容される円筒状のカラムボディと、
前記カラムボディの両端部に被せられ、各中心部にキャリア液の流通孔を有する一対のエンドキャップと、
円柱状で一端側の大径部と他端側の小径部とからなり、大径部側の端面が前記一対のエンドキャップの各端面に当接し、各中心部に前記流通孔と合致する連通孔を有する一対のジョイント部材と、
前記エンドキャップと前記ジョイント部材との当接面間に前記流通孔及び連通孔を囲んで配置されるリング状のシール部材と、
前記一対のエンドキャップ及び前記一対のジョイント部材の大径部を嵌合状態で収容する有底円筒状のケースと、
前記ケースの開口部側に着脱可能に装着される蓋部材と、
を含んで構成され、
前記ケースの底部は、前記一対のジョイント部材のうち一方のジョイント部材の大径部を係止し、小径部を貫通させる貫通孔を有し、
前記蓋部材は、他方のジョイント部材の大径部を係止し、小径部を貫通させる貫通孔を有し、
前記一対のジョイント部材の小径部は、キャリア液の流路を構成する配管の接続部となることを特徴とする、液体クロマトグラフィー用カラム装置。 - 前記ジョイント部材は、前記エンドキャップとの当接面に、前記リング状のシール部材を保持するための取付溝を有することを特徴とする、請求項１記載の液体クロマトグラフィー用カラム装置。
- 前記蓋部材は、キャップ状で、その内周面に、前記ケースの開口側の端部外周面に形成される雄ねじに螺合する雌ねじを有することを特徴とする、請求項１記載の液体クロマトグラフィー用カラム装置。
- 前記ねじは、二条ねじであることを特徴とする、請求項３記載の液体クロマトグラフィー用カラム装置。
- 前記蓋部材とこれに対向するジョイント部材との間にスペーサを介在させたことを特徴とする、請求項１記載の液体クロマトグラフィー用カラム装置。
- キャリア液の流路に試料を注入する試料注入装置と、
この試料注入装置より下流側のキャリア液の流路に配置されて試料中の成分を分離する、請求項１記載のカラム装置と、
このカラム装置より下流側のキャリア液の流路に配置されて試料中の成分を検出する検出装置と、
を含んで構成される、液体クロマトグラフィー装置。
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