WO2018116440A1 - 遠心式流動場分画装置 - Google Patents

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flow
liquid sample
peripheral surface
pressure
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健吾 青木
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株式会社島津製作所
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    • G01N2030/0015—Field flow fractionation characterised by driving force
    • G01N2030/002—Field flow fractionation characterised by driving force sedimentation or centrifugal FFF

Definitions

  • the present invention allows a liquid sample to flow into a flow path provided along the inner peripheral surface of an annular rotor, and rotates the rotor to classify particles in the liquid sample in the flow path by centrifugal force.
  • the present invention relates to a centrifugal flow field fractionating apparatus.
  • Patent Document 1 discloses an example of a centrifugal flow field fractionating device that classifies particles in a liquid sample by centrifugal force by flowing the liquid sample into the flow channel and rotating the flow channel. ing.
  • the centrifugal flow field fractionation device includes, for example, a rotor, a flow path member, a fixed member, and the like.
  • the rotor is formed in an annular shape and is held rotatably about a rotation axis.
  • the flow path member has, for example, a three-layer structure, and each layer is sequentially laminated in a state of being curved in an arc along the inner peripheral surface of the rotor.
  • the fixing member is a C-shaped member that extends in an arc along the inner peripheral surface (the layer closest to the rotation axis) of the flow path member.
  • Each layer constituting the flow path member has an elongated shape, an intermediate layer (see FIG. 5 of Patent Document 1) in which an opening extending in the longitudinal direction is formed, and an opening sandwiching the intermediate layer It consists of an outer surface layer and an inner surface layer (see FIGS. 4 (a) and 4 (b) of Patent Document 1) that form a flow path by closing the outer side and the inner side.
  • an inflow port and an outflow port each formed of a through hole communicating with the flow path are formed, and a liquid sample can be introduced into the flow path through the inflow port, and through the outflow port. The liquid sample can flow out from the flow path.
  • Each layer of the flow path member as described above is laminated in a curved state along the outer peripheral surface of the fixing member, and attached to the fixing member using bolts or pins.
  • the fixing member to which the flow path member is attached is inserted into the space inside the rotor, and is fixed along the inner peripheral surface of the rotor so as to sandwich the flow path member between the rotor and the rotor.
  • a wedge-shaped member is attached between both ends of the C-shaped fixing member, a force is applied in a direction in which the both ends are expanded (see FIG. 6 of Patent Document 1).
  • the C-shaped fixing member is fixed so as to be strongly pressed against the inner peripheral surface side of the rotor, and the flow path member is sandwiched between the fixing member and the rotor.
  • the rotor is rotatably held by, for example, a hollow rotating shaft, and the inflow port and the outflow port are communicated with the rotating shaft through a pipe.
  • the liquid sample is supplied into the rotary shaft from one end of the rotary shaft, for example, and classified by being introduced into the flow path of the flow path member from the inlet through the pipe, and then from the outlet through the pipe. It is guided into the rotating shaft.
  • the flow path member may be deformed to affect the classification performance.
  • the outer surface layer and the inner surface layer of the flow path member are thin sheet-like members and are easily deformed, and constitute most of the inner surface of the flow path.
  • FIG. 13A is a schematic cross-sectional view showing an example of a mode in which the flow path member 16 is deformed.
  • a mode in which the flow path member 16 is deformed by a centrifugal force when the rotor rotates is shown.
  • the inner surface layer 62 of the outer surface layer 61, the inner surface layer 62, and the intermediate layer 63 forming the flow channel 161 is recessed toward the flow channel 161 side by the centrifugal force acting in the direction of the arrow A. It becomes a shape.
  • centrifugal force also acts on the outer surface layer 61, the rotor is in direct contact with the outer side of the outer surface layer 61 (the side opposite to the intermediate layer 63 side) or indirectly through a spacer. Layer 61 hardly deforms.
  • FIG. 13B is a schematic cross-sectional view showing another example of a mode in which the flow path member 16 is deformed.
  • the inventor of the present application joins the outer surface layer 61 and the inner surface layer 62 to the intermediate layer 63 from the viewpoint of making it difficult for the liquid sample to leak out of the flow channel 161 and facilitating the attachment / detachment work of the flow channel member 16.
  • the inventors have conceived that the flow path member 16 is configured as one hollow member having a flow path 161 formed therein. In this case, if the layers 61, 62, 63 are deformed into an arc shape before joining, the shapes of the layers 61, 62, 63 will vary, making it difficult to bond well.
  • the flow path 161 formed in the flow path member 16 has a flat shape, and is a sealed structure having an elongated shape along the circumferential direction. There is a problem that once the bubbles are mixed into the channel 161, the bubbles are difficult to escape from the channel 161.
  • the liquid sample delivery is not stable was there. Further, as a fourth problem, for example, when the height of the pipe on the downstream side of the flow path 161 is high, the liquid sample may flow backward.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a centrifugal flow field fractionating device capable of suppressing deformation of a flow path member. Another object of the present invention is to provide a centrifugal flow field fractionation device in which bubbles are not easily mixed in a liquid sample. Another object of the present invention is to provide a centrifugal flow field fractionation device that can stabilize the liquid sample feeding. Another object of the present invention is to provide a centrifugal flow field fractionation device that can prevent the backflow of a liquid sample.
  • a centrifugal flow field fractionating device includes an annular rotor, an arc-shaped flow path member, a rotation drive unit, and a pressure raising mechanism.
  • the rotor rotates about a rotation axis.
  • the flow path member is provided along the inner peripheral surface of the rotor, and has an arc-shaped outer peripheral surface formed on the rotor side and an arc-shaped inner peripheral surface formed on the rotation axis side. .
  • the flow path member has a liquid sample flow path formed therein, and a liquid sample inlet to the flow path and a liquid sample outlet from the flow path.
  • the rotation driving unit classifies particles in the liquid sample in the flow path by centrifugal force by rotating the rotor.
  • the said pressure raising mechanism is provided in the downstream rather than the said flow path, and raises the pressure in the said flow path.
  • the pressure in the flow path rises due to the action of the pressure increasing mechanism provided on the downstream side of the flow path, so the liquid sample in the flow path presses the inner surface of the flow path outward. And it can suppress that the outer peripheral surface and inner peripheral surface of a flow-path member are dented in the flow-path side. Thereby, it is possible to suppress the influence of the flow of the liquid sample in the flow path with the deformation of the inner surface of the flow path, and to prevent the classification performance from being lowered.
  • the liquid feeding of the liquid sample can be stabilized in the liquid feeding pump for feeding the liquid sample to the centrifugal flow field fractionating device.
  • the pressurizing mechanism it is possible to prevent the liquid sample from flowing from the downstream side to the upstream side, or to prevent the liquid sample from flowing from the downstream side.
  • the pressure raising mechanism may increase the pressure in the flow path so as to keep the outer peripheral surface and the inner peripheral surface in a shape extending straight along a direction parallel to the rotation axis.
  • the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the flow path member are maintained in a shape extending straight along the direction parallel to the rotation axis.
  • the inner surface of the flow path does not deform. Accordingly, the flow of the liquid sample in the flow channel is not affected by the deformation of the inner surface of the flow channel, and the degradation of the classification performance can be effectively prevented.
  • the pressure increasing mechanism may include a resistance flow path having an inner diameter smaller than that of the outlet.
  • the pressure in the flow channel can be increased with a simple configuration in which a resistance flow channel is provided on the downstream side of the flow channel.
  • a resistance flow channel is provided on the downstream side of the flow channel.
  • the pressure raising mechanism may include a pressure regulator that causes the liquid sample to flow downstream when the pressure from the liquid sample on the upstream side exceeds a certain value.
  • the pressure in the flow channel can be increased with a simple configuration in which a pressure regulator is provided on the downstream side of the flow channel.
  • the pressure regulator can keep the pressure in the flow path constant, so that deformation of the inner surface of the flow path can be reliably prevented.
  • the backflow of the liquid sample can be effectively prevented.
  • the flow path member may be formed of a hollow member in which the flow path is formed by integrally forming the outer peripheral surface and the inner peripheral surface.
  • the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the flow path member are integrally formed, so that the flow path member is configured as a single hollow member having a flow path formed therein. Can do.
  • the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the flow path member may be recessed toward the flow path side.
  • the flow path member is formed of a laminate formed by joining a plurality of layers including an outer surface layer on which the outer peripheral surface is formed and an inner surface layer on which the inner peripheral surface is formed. May be.
  • a liquid-tight flow path member having a flow path formed therein can be formed by joining a plurality of layers including an outer surface layer and an inner surface layer to each other.
  • each layer is formed by a separate member, when the layers are joined in a straight state and then deformed into an arc shape, the outer surface layer and the inner surface layer tend to dent toward the flow path side, By using and raising the pressure in the flow path, it is possible to suppress the outer surface layer and the inner surface layer of the flow path member from being recessed toward the flow path side.
  • the inner surface of the flow channel can be pressed outward by the liquid sample in the flow channel, and the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the flow channel member can be suppressed from being dented to the flow channel side.
  • the bubbles in the liquid sample can be removed by increasing the pressure in the flow path, the bubbles are not easily mixed into the liquid sample.
  • the liquid sample can be sent stably by applying the back pressure using the pressure increasing mechanism. Further, according to the present invention, the backflow of the liquid sample can be prevented depending on the configuration of the pressure increasing mechanism.
  • FIG. 1 It is the schematic which shows the structural example of the analysis system provided with the centrifugal flow field fractionation apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.
  • It is a schematic front view which shows the structural example of a centrifugal flow field fractionation apparatus.
  • It is a disassembled perspective view which shows the structural example of a rotation part.
  • It is a perspective view which shows the structural example of a wedge-shaped member.
  • It is a schematic sectional drawing for demonstrating an example of the aspect at the time of raising the pressure in the flow path of a flow path member.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of an analysis system including a centrifugal flow field fractionating device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the centrifugal flow field fractionation device 1 is a device that classifies particles contained in a liquid sample according to specific gravity using a flow field fractionation method (Field Flow Fractionation).
  • the analysis system of FIG. 1 includes a carrier reservoir 2, a liquid feed pump 3, a rotary valve 4, a sample injector 5, a detector 6, a carrier recovery unit 7, and the like. It has been.
  • a carrier fluid made of, for example, water or an organic solvent is stored in the carrier storage unit 2.
  • the carrier fluid is sent out from the carrier reservoir 2 by the liquid feed pump 3 and supplied to the centrifugal flow field fractionator 1 through the rotary valve 4.
  • the sample injection device 5 is provided between the rotary valve 4 and the centrifugal flow field fractionation device 1, and the carrier fluid into which the sample is injected from the sample injection device 5 is a centrifugal flow field fractionation as a liquid sample. It is supplied to the device 1.
  • the liquid sample contains a large number of particles to be analyzed.
  • the particles contained in the liquid sample are classified by applying centrifugal force in the centrifugal flow field fractionator 1 and flow out of the centrifugal flow field fractionator 1 at different timings according to specific gravity.
  • the particles that sequentially flow out from the centrifugal flow field fractionating device 1 are sent to the detector 6 together with the carrier fluid via the rotary valve 4, detected by the detector 6, and then recovered by the carrier recovery unit 7. .
  • the start or stop of the supply of the liquid sample to the centrifugal flow field fractionating device 1 can be switched by rotating the rotary valve 4.
  • the pressure increasing mechanism 8 for increasing the pressure in the flow path of the liquid sample in the centrifugal flow field fractionator 1 is provided on the downstream side of the centrifugal flow field fractionator 1.
  • the pressure increasing mechanism 8 is provided between the centrifugal flow field fractionating device 1 and the detector 6.
  • the present invention is not limited to such a configuration, and the downstream side of the detector 6 or the inside of the detector 6.
  • the booster mechanism 8 may be provided.
  • FIG. 2 is a schematic front view showing a configuration example of the centrifugal flow field fractionating device 1.
  • the centrifugal flow field fractionating device 1 is configured so that an operator contacts the rotating unit 10 that rotates about the rotating shaft 11, the holding table 20 that rotatably holds the rotating shaft 11, and the rotating rotating unit 10. It is constituted by assembling a protective wall 30 for preventing.
  • the rotating unit 10 is formed in, for example, a cylindrical shape, and is held by a holding table 20 so that a rotating shaft 11 attached to the center of the rotating unit 10 extends in the horizontal direction.
  • the protective wall 30 is a U-shaped member that is curved into a shape corresponding to the outer peripheral surface of the rotating unit 10, for example, and is spaced apart from the outer peripheral surface by a minute interval so as to cover the outer peripheral surface of the rotating unit 10. It is attached to the holding table 20 in an opposed state.
  • the rotating shaft 11 is formed in a hollow shape, and the liquid sample is supplied into the rotating shaft 11 from one end of the rotating shaft 11, for example.
  • the rotating unit 10 is provided with an introduction unit 12 into which a liquid sample before classification is introduced and a lead-out unit 13 from which a liquid sample after classification is derived.
  • the introduction part 12 and the lead-out part 13 communicate with the rotary shaft 11 via pipes (not shown). Thereby, the liquid sample supplied into the rotating shaft 11 is introduced from the introduction unit 12 to the rotation unit 10 via the pipe, and after the particles in the sample liquid are classified in the rotation unit 10, the liquid sample is supplied from the derivation unit 13. It is guided to the rotating shaft 11 through a pipe and sent to the detector 6.
  • the rotary shaft 11 is connected to a motor 40 that is an example of a rotation drive unit.
  • a centrifugal force can be applied to the liquid sample in the rotating unit 10.
  • the driving of the motor 40 is controlled by a control unit 50 including a CPU (Central Processing Unit), for example.
  • the rotating unit 10 can be rotated using a rotation driving unit other than the motor 40.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration example of the rotating unit 10.
  • the rotating unit 10 is configured as a cylindrical member as a whole by assembling, for example, the rotor 14, the spacer 15, the flow path member 16, the fixing member 17, the wedge member 18, and the like.
  • the rotor 14 is an annular member, and one end face is closed by an end face wall 141.
  • the end surface wall 141 is formed in a disc shape, and an insertion hole 142 for inserting the rotating shaft 11 is formed in the center thereof.
  • the spacer 15, the flow path member 16, the fixing member 17, and the wedge-shaped member 18 are accommodated.
  • the spacer 15, the flow path member 16, and the fixing member 17 each have a shape in which long members are curved in an arc shape, and are stacked in this order along the inner peripheral surface of the rotor 14. It is fixed with.
  • the curvature radii of the spacer 15, the flow path member 16, and the fixing member 17 are, for example, about 50 to 200 mm.
  • the flow path member 16 is, for example, a thin plate having a thickness of 1 mm or less, and is formed in a C shape by opposing both ends in the circumferential direction with a gap therebetween.
  • a flow path 161 extending in the circumferential direction is formed inside the flow path member 16. That is, the flow path member 16 has an arc-shaped outer peripheral surface 162 formed on the rotor 14 side, and an arc-shaped inner peripheral surface 163 formed on the rotation axis L side.
  • a flow path 161 is formed between the peripheral surface 163 and the peripheral surface 163.
  • An inlet 164 of a liquid sample to the flow channel 161 is formed at one end in the circumferential direction on the inner peripheral surface 163 of the flow channel member 16.
  • an outlet 165 of the liquid sample from the flow channel 161 is formed at the other circumferential end of the inner peripheral surface 163 of the flow channel member 16.
  • the rotating unit 10 When classifying the particles in the liquid sample, first, the rotating unit 10 is rotated by driving the motor 40, and the number of rotations of the rotating unit 10 is gradually increased. And if the rotation speed of the rotation part 10 reaches
  • a fixed value for example, 5000 rpm
  • the supply of the liquid sample is stopped by switching the rotary valve 4, and the rotating unit 10 is rotated as it is, so that the liquid sample in the channel 161 is rotated. The particles are spun down. Thereafter, the supply of the liquid sample is resumed by switching the rotary valve 4, and the rotational speed of the rotating unit 10 is gradually lowered after a certain time.
  • the particles having a small specific gravity in the liquid sample are sequentially sent to the downstream side along the flow of the liquid sample in the channel 161 and sequentially flow out from the outlet 165.
  • particles in the liquid sample in the flow channel 161 are classified by centrifugal force, and flow out of the outlet 165 at different timings depending on the specific gravity and are sent to the detector 6.
  • the fixing member 17 is a member having a thickness larger than that of the flow path member 16, and is formed to have a thickness of about 10 mm, for example. As with the flow path member 16, the fixing member 17 is formed in a C shape by opposing both ends in the circumferential direction with a gap therebetween. The length of the fixing member 17 in the circumferential direction substantially matches the length of the flow path member 16 in the circumferential direction.
  • the fixing member 17 is provided along the inner peripheral surface 163 of the flow path member 16 on the inner side (rotation axis L side) of the flow path member 16.
  • a plurality of screw holes 171 for screwing bolts 19 as an example of a locking tool are formed at both ends of the fixing member 17 in the circumferential direction.
  • a plurality of insertion holes 166 are formed at both ends of the flow path member 16 in the circumferential direction at positions facing the screw holes 171 of the fixing member 17. Accordingly, the flow path member 16 can be attached to the fixing member 17 by inserting the bolt 19 from the outside into each insertion hole 166 and screwing it into each screw hole 171.
  • the locking tool is not limited to the bolt 19 and may be constituted by other members such as a pin.
  • through holes 172 are formed at both ends of the fixing member 17 in the circumferential direction at positions facing the inlet 164 and the outlet 165 formed on the inner peripheral surface 163 of the flow path member 16.
  • An introduction portion 12 and a lead-out portion 13 are attached to the inner peripheral surface of the fixing member 17 so as to communicate with each through hole 172.
  • the flow path 161 in the flow path member 16 is set to a different height depending on the type of carrier fluid, analysis conditions, and the like. Therefore, the flow path member 16 is formed to have a different thickness depending on the height of the flow path 161, and the optimal flow path member 16 is selected from a plurality of types of flow path members 16 and attached to the fixing member 17. It becomes.
  • the fixing member 17 to which the flow path member 16 is attached as described above is inserted into the space inside the rotor 14, and is disposed on the inner peripheral surface of the rotor 14 so as to sandwich the flow path member 16 between the rotor 14. Fixed along. At this time, by attaching the wedge-shaped member 18 between the both ends of the C-shaped fixing member 17, a force is applied in the direction of expanding the both ends.
  • the C-shaped fixing member 17 is strongly pressed against the inner peripheral surface side of the rotor 14, and the flow path member 16 is pressed and fixed to the rotor 14 side.
  • the rotor 14 is rotated at a high speed, so that the pressure inside the channel 161 becomes high (for example, about 1 MPa), and the pressure difference between the inside and outside of the channel 161 becomes large.
  • the outer peripheral surface 162 and the inner peripheral surface 163 of the flow path member 16 are deformed to the opposite side to the flow path 161 side due to the pressure difference. Can be prevented.
  • the spacer 15 is sandwiched between the flow path member 16 and the rotor 14.
  • the material of the spacer 15 is not specifically limited, For example, it is formed with resin or metals, such as PET (Polyethylene Terephthalate).
  • the spacer 15 is formed to be slightly longer than the flow path member 16, and long holes 151 are formed at both ends in the circumferential direction at positions facing the respective insertion holes 166 of the flow path member 16.
  • the heads of the bolts 19 inserted into the insertion holes 166 of the flow path member 16 are accommodated in the long holes 151 of the spacer 15.
  • Each long hole 151 is formed to extend in the circumferential direction.
  • the spacer 15 is, for example, a thin plate having a thickness of 1 mm or less, and a spacer having a different thickness according to the thickness of the flow path member 16 is selected. That is, the spacer 15 having the optimum thickness is selected so that the total value of the thickness of the spacer 15 and the thickness of the flow path member 16 is substantially constant.
  • the spacer 15 also has a function of preventing damage to the inner peripheral surface of the rotor 14. However, the spacer 15 can be omitted.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a configuration example of the wedge-shaped member 18.
  • the wedge-shaped member 18 includes, for example, two nut portions 181 and one bolt portion 182.
  • the bolt portion 182 has two shaft portions 183 extending in opposite directions along the axial direction.
  • One shaft portion 183 has a right-hand thread, and the other shaft portion 183 has a left-hand thread. Has been.
  • the two nut portions 181 are opposed to each other with the bolt portion 182 interposed therebetween, and one shaft portion 183 of the bolt portion 182 is screwed into one nut portion 181 and the other nut portion 181 is connected to the other nut portion 181.
  • the shaft portion 183 is screwed. Therefore, if the bolt part 182 is rotated in one direction, the two nut parts 181 can be brought close to each other, and if the bolt part 182 is rotated in the opposite direction, the two nut parts 181 can be separated from each other. it can.
  • the wedge-shaped member 18 is provided between the both end portions of the C-shaped fixing member 17, and the contact surface where the surface of each nut portion 181 opposite to the bolt portion 182 side contacts the both end surfaces of the fixing member 17. 184 is configured. Therefore, the bolts 182 are rotated in a state where the respective contact surfaces 184 are in contact with both end surfaces of the fixing member 17, and the distance between the both end portions of the fixing member 17 is expanded or contracted, whereby The pressing force of the fixing member 17 can be adjusted, and the fixing member 17 can be attached and detached.
  • each nut portion 181 is formed by a tapered surface that gradually tapers toward the outside (the rotor 14 side). Both end surfaces of the fixing member 17 that abuts against these abutment surfaces 184 are also formed by taper surfaces such that the end surfaces gradually approach toward the outside (the rotor 14 side).
  • One or a plurality of convex portions 185 are formed on the contact surface 184 of each nut portion 181, and the convex portions 185 are engaged with concave portions (not shown) formed on both end surfaces of the fixing member 17.
  • the wedge-shaped member 18 is positioned between both end portions of the fixing member 17.
  • a configuration in which a concave portion is formed on the wedge-shaped member 18 side and a convex portion is formed on the fixing member 17 side may be employed.
  • the wedge-shaped member 18 is not limited to the above-described configuration, and any other configuration can be adopted as long as it can be fixed so as to press the fixing member 17 toward the rotor 14 side.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing a configuration example of the flow path member 16 and shows a state before the flow path member 16 is curved in an arc shape as viewed from the inner peripheral surface 163 side.
  • the flow path member 16 is formed of a laminated body having a three-layer structure in which, for example, an outer surface layer 61, an inner surface layer 62, and an intermediate layer 63 are laminated.
  • the intermediate layer 63 is provided between the outer surface layer 61 and the inner surface layer 62.
  • Each of the layers 61, 62, 63 is made of, for example, stainless steel (SUS), and has a thickness of about 0.25 mm.
  • the surface of the outer surface layer 61 opposite to the intermediate layer 63 side constitutes the outer peripheral surface 162 of the flow path member 16 when the flow path member 16 is curved in an arc shape. Further, the surface of the inner surface layer 62 opposite to the intermediate layer 63 side constitutes the inner peripheral surface 163 of the flow path member 16 when the flow path member 16 is curved in an arc shape.
  • the intermediate layer 63 has an opening 631 that passes through the intermediate layer 63 and extends straight in the longitudinal direction.
  • the opening 631 can be formed by, for example, etching or electric discharge machining. Both ends in the longitudinal direction of the opening 631 are each formed in a gradually tapered triangular shape, and are formed as elongated port portions 632 in which each tip projects in the longitudinal direction.
  • the intermediate layer 63 is sandwiched between the outer surface layer 61 and the inner surface layer 62, and the outside and inside of the opening 631 (including the port portion 632) are closed, whereby a flow path is formed between the outer surface layer 61 and the inner surface layer 62. 161 is formed.
  • the channel member 16 integrally formed in this way is bent into an arc shape having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the fixing member 17 using a bending roll (bending machine for sheet metal) or the like.
  • the inlet 164 and the outlet 165 are formed at positions facing the respective port portions 632 in the inner surface layer 62. Thereby, in a state where the layers 61, 62, and 63 are stacked, the inflow port 164 and the outflow port 165 communicate with the flow path 161 from the port portion 632, respectively.
  • through holes are formed at positions facing each other, and these through holes constitute insertion holes 166 through which the bolts 19 are inserted.
  • a laminate is configured by joining a plurality of layers of the outer surface layer 61, the inner surface layer 62, and the intermediate layer 63 to each other. That is, the outer surface layer 61 is bonded to the intermediate layer 63 and the inner surface layer 62 is bonded to the intermediate layer 63. Thereby, the outer peripheral surface 162 and the inner peripheral surface 163 of the flow path member 16 are integrally formed, and the flow path member 16 is configured as one hollow member in which the flow path 161 is formed.
  • the pressure resistance performance of the flow path member 16 is improved, and it is possible to prevent a gap from being generated in the flow path 161 even when the pressure in the flow path 161 is high or the rotation speed of the rotor 14 is high.
  • the sealing performance does not deteriorate due to secular change, the liquid sample is difficult to leak out from the flow path 161.
  • the flow path member 16 can be handled as one member, it can be attached and detached at a time without paying attention to the adhesion of dirt in the flow path 161, and the attachment and detachment work of the flow path member 16 is easy. is there.
  • the flow path member 16 can be pressed to the rotor 14 side by the fixing member 17 and firmly fixed. Since the flow path member 16 has a liquid-tight structure as one member in which the flow path 161 is formed, it is not necessary to increase the pressing force from the fixing member 17 against the flow path member 16 as in the past. As a result, the sealing property is not deteriorated due to the deformation of the flow path member 16, and the liquid sample is not easily leaked from the flow path 161.
  • the fluid-tight flow path member 16 in which the flow path 161 is formed is configured by joining a plurality of layers of the outer surface layer 61, the inner surface layer 62, and the intermediate layer 63 to each other. it can.
  • the freedom degree about the shape of the flow path 161 can be raised by forming the flow path 161 by combining multiple layers.
  • the layers 61, 62, and 63 can be bonded to each other by, for example, diffusion bonding.
  • Diffusion bonding uses diffusion of atoms generated between bonding surfaces by pressing each layer 61, 62, 63 while heating the layers 61, 62, 63 under temperature conditions below the melting point. It is the method of joining. By using this diffusion bonding, the layers 61, 62, 63 can be firmly bonded to each other by bonding of atoms.
  • each layer 61, 62, 63 is formed into an arc after joining them in a straight state. Even in such a case, if the layers 61, 62, 63 are firmly bonded using diffusion bonding, the layers 61, 62, 63 are not easily peeled off when deformed into an arc shape. Liquid sample is difficult to leak from inside.
  • the bonding of the layers 61, 62, and 63 is not limited to diffusion bonding, but can be performed by other methods such as brazing, welding, or heat fusion.
  • the plurality of layers 61, 62, 63 constituting the wall surface of the flow path 161 are formed of the same kind of material (for example, stainless steel), the influence of the state of the wall surface of the flow path 161 on the classification performance is affected. Easy to predict.
  • each layer 61, 62, 63 formed of the same kind of material is easily deformed because it is thermally deformed in the same manner at the time of bonding at a high temperature, such as diffusion bonding, and is cooled after bonding. Sometimes, the layers 61, 62, 63 are difficult to peel off. Therefore, the liquid sample is more difficult to leak from the flow path 161.
  • each layer 61, 62, 63 is not limited to stainless steel, and may be formed of another metal or a material other than metal.
  • the layers 61, 62, and 63 are made of metal, the layers 61, 62, and 63 can be bonded by, for example, diffusion bonding, brazing, or welding.
  • the layers 61, 62, and 63 are formed of resin, the layers 61, 62, and 63 can be bonded by, for example, heat sealing.
  • FIG. 6A is a schematic cross-sectional view for explaining an example of a mode when the pressure in the flow channel 161 of the flow channel member 16 is increased.
  • the case where the outer surface layer 61 and the inner surface layer 62 are not recessed in the flow channel 161 side when the flow channel member 16 is deformed into an arc shape will be described. To do.
  • the inner surface layer 62 flows out of the outer surface layer 61, the inner surface layer 62, and the intermediate layer 63 forming the flow path 161 by the centrifugal force when the rotor 14 rotates. It becomes the shape dented in the circular arc shape toward the path
  • the pressure increasing mechanism 8 causes the force P12 in the same level as the centrifugal force P11 acting on the inner surface layer 62 to act on the inner surface layer 62 in the direction opposite to the centrifugal force P11. The pressure is increased.
  • the outer peripheral surface 162 and the inner peripheral surface 163 of the flow path member 16 can be maintained in a shape that extends straight along the direction D parallel to the rotation axis L. Since the outer peripheral surface of the fixing member 17 is in contact with the inner side of the inner surface layer 62 (the side opposite to the intermediate layer 63 side), the force P12 acting on the inner surface layer 62 from within the flow channel 161 is greater than the centrifugal force P11. However, the inner surface layer 62 is not deformed inward. Therefore, the force P12 may be larger than the centrifugal force P11. However, if the pressure in the flow path 161 is too high, the liquid sample easily leaks from the flow path 161. It is preferable that it is a grade.
  • FIG. 6B is a schematic cross-sectional view for explaining another example of a mode when the pressure in the flow path 161 of the flow path member 16 is increased.
  • the case where the outer surface layer 61 and the inner surface layer 62 are recessed toward the flow channel 161 when the flow channel member 16 is deformed in an arc shape will be described. .
  • the flow path member 16 is configured as a single hollow member having the flow path 161 formed therein, when the flow path member 16 is formed in a straight state and then deformed into an arc shape. 6B, the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the flow path member 16 may be recessed in an arc shape on the flow path 161 side.
  • each layer is Since they are formed by separate members, the outer surface layer 61 and the inner surface layer 62 are likely to be dented toward the flow channel 161 side when the layers are joined in a straight state and then deformed into an arc shape.
  • the outer surface layer 61 and the inner surface layer 62 are aligned along the direction D parallel to the rotation axis L as shown by the solid line in FIG.
  • the force P21 is applied to the outer surface layer 61 and the inner surface layer 62 from within the flow channel 161 so as to keep the shape extending straight.
  • the force P21 is approximately the same as the sum of the reaction force P22 and the centrifugal force P23 acting on the inner surface layer 62 when the inner surface layer 62 is deformed inward (on the opposite side to the intermediate layer 63 side), for example.
  • the outer peripheral surface of the fixing member 17 is in contact with the inner surface layer 62, even if the force P21 acting on the inner surface layer 62 from the flow path 161 is larger than the sum of the reaction force P22 and the centrifugal force P23, The inner surface layer 62 is not deformed inward. Therefore, the force P21 only needs to be larger than the sum of the reaction force P22 and the centrifugal force P23. However, if the pressure in the flow path 161 is too high, the liquid sample easily leaks from the flow path 161. It is preferable to be approximately the same as the sum of the reaction force P22 and the centrifugal force P23.
  • the pressure in the flow path 161 is increased by the action of the pressure increasing mechanism 8 provided on the downstream side of the flow path 161, and therefore the inner surface of the flow path 161 is increased by the liquid sample in the flow path 161.
  • the pressure in the flow path 161 is increased by the pressure increasing mechanism 8 so that an appropriate force illustrated in FIGS. 6A and 6B acts, whereby the outer peripheral surface 162 and the inner peripheral surface 163 of the flow path member 16 are increased. Is maintained in a shape extending straight along the direction D parallel to the rotation axis L, the inner surface of the flow path 161 is not deformed. Therefore, the flow of the liquid sample in the flow channel 161 is not affected by the deformation of the inner surface of the flow channel 161, and the degradation of the classification performance can be effectively prevented.
  • the flow path 161 formed in the flow path member 16 has a flat shape and has a sealed structure having an elongated shape along the circumferential direction.
  • the flow path 161 Air bubbles can be easily removed from the inside of 161.
  • bubbles are less likely to be generated in the rotating shaft 11 or in a pipe that communicates the introducing portion 12 and the leading portion 13 with the rotating shaft 11. Thereby, since it becomes difficult for bubbles to be mixed in the liquid sample, it is possible to prevent the bubbles from adversely affecting the analysis.
  • the liquid feeding pump 3 for feeding the liquid sample to the centrifugal flow field fractionating apparatus 1 can stabilize the liquid feeding.
  • the liquid sample is less likely to flow from the downstream side to the upstream side or may not flow depending on the configuration of the pressure increasing mechanism 8. Therefore, the back flow of the liquid sample can be prevented.
  • FIG. 7A and 7B are diagrams illustrating an example of the detection result by the detector 6.
  • FIG. 7A shows the relationship between the detected intensity (vertical axis) and time (horizontal axis) when the pressure in the flow path 161 is not increased by the pressure increasing mechanism 8.
  • FIG. 7B shows the relationship between the detected intensity (vertical axis) and time (horizontal axis) when the pressure in the flow path 161 is increased by the pressure increasing mechanism 8.
  • the pressure rising by the action of the pressure increasing mechanism 8 is preferably 0.1 to 1 MPa, more preferably 0.2 to 0.5 MPa. In the example of FIG. 7B, the pressure is increased by 0.3 MPa by the action of the pressure increasing mechanism 8.
  • FIG. 8A is a schematic cross-sectional view showing an example of the pressure increasing mechanism 8.
  • a resistance tube 81 is provided as a pressure increasing mechanism 8 between a pipe 91 extending downstream from the centrifugal flow field fractionator 1 side and a pipe 92 extending upstream from the detector 6 side. It has been.
  • an inlet 811 connected to the pipe 91, an outlet 812 connected to the pipe 92, and a resistance channel 813 provided between the inlet 811 and the outlet 812 are formed.
  • the inlet 811 and the outlet 812 have the same or larger inner diameter as the outlet 165 of the flow path member 16 in the centrifugal flow field fractionating device 1.
  • the resistance flow path 813 has a smaller inner diameter than the outlet 165 of the flow path member 16, so that the resistance of the liquid sample flowing from the centrifugal flow field fractionator 1 side becomes the flow path.
  • the pressure in the channel 161 of the member 16 increases.
  • the pressure in the flow path 161 can be increased with a simple configuration in which the resistance flow path 813 is simply provided on the downstream side of the flow path 161. If the inner diameter of the resistance channel 813 is appropriately set according to the flow rate of the liquid sample supplied into the channel 161, the pressure in the channel 161 can be set to an appropriate value. Can be prevented from being deformed.
  • FIG. 8B is a schematic cross-sectional view showing another example of the booster mechanism 8.
  • a pressure regulator 82 is provided as a booster mechanism 8 between a pipe 91 extending downstream from the centrifugal flow field fractionating device 1 side and a pipe 92 extending upstream from the detector 6 side. It has been.
  • the pressure regulator 82 includes an inlet 821 connected to the pipe 91, an outlet 822 connected to the pipe 92, and a pressure adjustment chamber 823 provided between the inlet 821 and the outlet 822.
  • the pressure adjusting chamber 823 has an inner diameter larger than that of the inlet 821 and the outlet 822, and a ball 824, a compression spring 825, and the like are provided therein.
  • the compression spring 825 is a biasing member that biases the ball 824 toward the inlet 821 side. Thereby, when the pressure from the liquid sample upstream of the pressure adjustment chamber 823 is less than a certain value (for example, 0.3 MPa), the boundary between the inlet 821 and the pressure adjustment chamber 823 is blocked by the ball 824, The liquid sample does not flow through the pressure adjustment chamber 823.
  • the constant value can be arbitrarily set according to the biasing force of the compression spring 825.
  • the pressure from the liquid sample upstream of the pressure adjustment chamber 823 becomes a certain value or more, the pressure of the liquid sample resists the biasing force of the compression spring 825 as shown by the broken line in FIG. 8B.
  • the ball 824 is pushed into the outlet 822 side. As a result, the boundary between the inlet 821 and the pressure adjustment chamber 823 is opened, and the liquid sample flows through the pressure adjustment chamber 823 downstream.
  • the ball 824 and the compression spring 825 constitute an opening / closing mechanism for opening / closing the flow path of the liquid sample.
  • the pressure in the flow path 161 can be increased with a simple configuration in which the pressure regulator 82 is simply provided on the downstream side of the flow path 161.
  • the pressure regulator 82 can keep the pressure in the flow channel 161 constant regardless of the flow rate of the liquid sample supplied into the flow channel 161, so that deformation of the inner surface of the flow channel 161 can be reliably prevented. Can do.
  • the liquid sample can be prevented from flowing from the downstream side to the upstream side by the ball 824, so that the back flow of the liquid sample can be effectively prevented.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing a first modified example of the flow path member 16 and shows a state in which the state before the flow path member 16 is curved in an arc shape is viewed obliquely from the outer peripheral surface 162 side.
  • the flow path member 16 in this example is composed of a laminated body having a two-layer structure in which an outer surface layer 61 and an inner surface layer 62 are laminated, for example.
  • Each of the layers 61 and 62 is made of, for example, stainless steel (SUS).
  • the outer surface layer 61 has a thickness of about 0.25 mm
  • the inner surface layer 62 has a thickness of about 0.5 mm.
  • the surface of the outer surface layer 61 opposite to the inner surface layer 62 side constitutes the outer peripheral surface 162 of the flow path member 16 when the flow path member 16 is curved in an arc shape.
  • the surface of the inner surface layer 62 opposite to the outer surface layer 61 side constitutes the inner peripheral surface 163 of the flow path member 16 when the flow path member 16 is curved in an arc shape.
  • the inner surface layer 62 is formed with a recess 621 that extends straight in the longitudinal direction.
  • the concave portion 621 is dug into the surface of the inner surface layer 62 by, for example, half etching, and does not penetrate the inner surface layer 62.
  • the recess 621 is formed with a depth of about half the thickness of the inner surface layer 62 (for example, about 0.25 mm). Both end portions in the longitudinal direction of the concave portion 621 are each formed in a gradually tapered triangular shape, and are formed into elongated port portions 622 in which each tip projects in the longitudinal direction.
  • the outer surface layer 61 and the inner surface layer 62 are joined to each other, and the concave portion 621 (including the port portion 622) is closed by the outer surface layer 61, whereby a flow path 161 is formed between the outer surface layer 61 and the inner surface layer 62.
  • the flow path member 16 integrally formed in this way is bent into an arc shape having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the fixing member 17 using a bending roll or the like.
  • An inflow port 164 and an outflow port 165 are formed at the end of each port portion 622 so as to penetrate the inner surface layer 62. Thereby, in a state where the layers 61 and 62 are laminated, the inflow port 164 and the outflow port 165 communicate with the flow path 161 from the port portion 622, respectively.
  • through holes are formed at positions facing each other, and these through holes constitute insertion holes 166 through which the bolts 19 are inserted.
  • the configuration is not limited to the configuration in which the recess 621 is formed in the inner surface layer 62, and the configuration in which the recess 621 is formed in the outer surface layer 61 may be used.
  • the inner surface layer 62 may be configured such that the inflow port 164 and the outflow port 165 are formed at positions facing the respective port portions 622 of the recesses 621 formed in the outer surface layer 61.
  • the flow path member 16 is not limited to a three-layer structure, and may have a two-layer structure. It is also possible to configure the flow path member 16 with a laminate of four or more layers. That is, the intermediate layer 63 provided between the outer surface layer 61 and the inner surface layer 62 may be composed of a plurality of layers instead of one layer.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a second modification of the flow path member 16, and shows a configuration example of the intermediate layer 63 in a plan view.
  • the opening 631 is not configured to extend straight in the longitudinal direction, but the curved portion 633 is formed in a part of the opening 631, thereby changing the flow direction of the liquid sample flowing in the flow channel 161. It is like that.
  • the flow path 161 is arranged so that the flow direction of the liquid sample changes by 180 ° in the plane parallel to the outer peripheral surface 162 and the inner peripheral surface 163 (in the plane parallel to the intermediate layer 63) by the curved portion 633. Is wrapped.
  • Each port portion 632 provided at both ends of the opening 631 extends elongated to a position where the tip thereof faces the inflow port 164 or the outflow port 165.
  • the classification performance can be improved.
  • the flow path 161 having a complicated shape having the curved portion 633 with a laminated structure
  • the bending portion 633 is not limited to a shape that changes the flow direction of the liquid sample by 180 °, but may be a shape that changes the flow direction of the liquid sample at other angles. Furthermore, even if the flow direction of the liquid sample is changed not by the bending portion 633 but by the bent portion, the same effect can be obtained.
  • FIG. 10 illustrates the configuration in which the opening 631 having the curved portion 633 is formed in the intermediate layer 63 of the flow path member 16 having a three-layer structure.
  • the present invention is not limited to such a configuration.
  • a configuration in which a concave portion 621 having a curved portion or a bent portion is formed in the outer surface layer 61 or the inner surface layer 62 of the flow path member 16 having a two-layer structure as shown in FIG. It may be.
  • middle layer 63 in the flow-path member 16 which consists of a laminated body of four or more layers may be sufficient.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view showing a third modification of the flow path member 16, and shows a state in which the state before the flow path member 16 is curved in an arc shape is seen obliquely from the outer peripheral surface 162 side.
  • the flow path member 16 in this example is composed of a laminated body in which an intermediate layer 63 composed of a plurality of layers is laminated between an outer surface layer 61 and an inner surface layer 62, for example.
  • the intermediate layer 63 has three flow path layers 64 and two separation layers 65 provided between the flow path layers 64.
  • the flow path layers 64 and the separation layers 65 are They are stacked alternately.
  • Each layer 61, 62, 64, 65 is made of, for example, stainless steel (SUS) and has a thickness of about 0.25 mm.
  • the surface of the outer surface layer 61 opposite to the intermediate layer 63 side constitutes the outer peripheral surface 162 of the flow path member 16 when the flow path member 16 is curved in an arc shape. Further, the surface of the inner surface layer 62 opposite to the intermediate layer 63 side constitutes the inner peripheral surface 163 of the flow path member 16 when the flow path member 16 is curved in an arc shape.
  • Each flow path layer 64 constituting the intermediate layer 63 is formed with an opening 631 that passes through the flow path layer 64 and extends straight in the longitudinal direction.
  • the opening 631 can be formed by, for example, etching or electric discharge machining.
  • One end in the longitudinal direction of the opening 631 formed in the flow path layer 64 on the outermost surface layer 61 side is formed in a gradually tapered triangular shape, and becomes a long and narrow port portion 632 whose tip extends in the longitudinal direction. ing.
  • the end of the flow path layer 64 on the outermost surface layer 61 side opposite to the port portion 632 is gradually tapered.
  • the port portion 632 is formed in a shape and has a distal end projecting in the longitudinal direction.
  • the separation layer 65 provided between the flow path layers 64 separates the openings 631 formed in the flow path layers 64.
  • Each separation layer 65 has a through hole 651 at a position facing the end of the opening 631.
  • the through-hole 651 formed in the separation layer 65 on the outer surface layer 61 side is the end opposite to the port portion 632 side in the opening 631 formed in the flow path layer 64 on the outermost layer 61 side. Facing the part.
  • the through hole 651 formed in the separation layer 65 on the inner surface layer 62 side faces the end of the opening 631 formed in the flow path layer 64 on the innermost layer 62 side opposite to the port portion 632 side. is doing.
  • the plurality of dividing paths 167 constituted by the openings 631 formed in each flow path layer 64 are communicated with each other via the through-holes 651 formed in each separation layer 65, and a series of flow paths 161.
  • the flow path member 16 integrally formed in this way is bent into an arc shape having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the fixing member 17 using a bending roll or the like.
  • a plurality of division paths 167 each extending in an arc shape are formed side by side in the radial direction (the stacking direction of the layers 61, 62, 64, 65).
  • the inlet 164 and the outlet 165 are formed at positions facing the respective port portions 632 in the inner surface layer 62.
  • Small holes 168 are formed in the intermediate layer 63 other than the flow path layer 64 on the outermost surface layer 61 side at positions facing the port portion 632 formed in the flow path layer 64 on the outermost surface layer 61 side. .
  • These small holes 168 have the same diameter as, for example, the outlet 165, and in a state where the layers 61, 62, 64, 65 are laminated, the flow path layer closest to the outer surface layer 61 is interposed through these small holes 168.
  • a port portion 632 formed at 64 communicates with the outflow port 165. Thereby, in a state where the layers 61, 62, 64, 65 are stacked, the inflow port 164 and the outflow port 165 communicate with the flow path 161 from the port portion 632, respectively.
  • a long flow path 161 can be formed by communicating a plurality of divided paths 167 arranged side by side in the radial direction, so that the classification performance can be improved.
  • the flow rate of the liquid sample in the flow path 161 is less likely to vary, so that the separation performance can be improved more effectively.
  • the port portion 632 formed in the flow path layer 64 closest to the inner surface layer 62 communicates with the inflow port 164, and the port portion 632 formed in the flow path layer 64 closest to the outer surface layer 61 communicates with the outflow port 165.
  • the port portion 632 formed in the flow path layer 64 closest to the inner surface layer 62 communicates with the outflow port 165, and the port portion 632 formed in the flow path layer 64 closest to the outer surface layer 61 is not limited thereto. May be configured to communicate with the inflow port 164.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a fourth modification of the flow path member 16, and shows a configuration example of the intermediate layer 63 in a plan view.
  • two openings 631 extending straight in the longitudinal direction of the intermediate layer 63 are formed instead of one.
  • Each opening 631 is formed in the same shape so as to extend in parallel to each other, and port portions 632 are provided at both ends of each opening 631.
  • an inflow port 164 is formed at a position facing the port portion 632 formed at one end of each opening 631, and faces the port portion 632 formed at the other end of each opening 631.
  • An outlet 165 is formed at the position. Therefore, in a state where the outer surface layer 61, the inner surface layer 62, and the intermediate layer 63 are stacked, a plurality of flow paths 161 are formed in a plane parallel to the outer peripheral surface 162 and the inner peripheral surface 163 (in a plane parallel to the intermediate layer 63).
  • an inflow port 164 and an outflow port 165 are formed in association with each flow path 161.
  • a plurality of inlets 164 and outlets 165 are formed in the inner surface layer 62, and the different inlets 12 communicate with the inlets 164, and the different outlets 13 communicate with the outlets 165.
  • liquid samples can be individually introduced into the plurality of flow paths 161. Therefore, if the flow channel 161 to be used is switched as necessary, particles in the liquid sample can be classified using a different flow channel 161 without attaching or detaching the flow channel member 16. Further, if a plurality of flow paths 161 are used at the same time, work efficiency can be improved.
  • the number of the flow paths 161 is not limited to two and may be three or more. Moreover, each flow path 161 is not restricted to what consists of the same shape, You may form in different shapes (for example, different length or different height). Further, the flow path member 16 made of a laminate having a two-layer structure as shown in FIG. 9 or the flow path member 16 made of a laminate having four or more layers as shown in FIG. In addition, a plurality of flow paths 161 may be formed in a plane parallel to the outer peripheral surface 162 and the inner peripheral surface 163.
  • the present invention is not limited to such a configuration, and a configuration in which the plurality of layers are each curved in an arc shape and then the layers are joined to form the integral flow path member 16 may be employed.
  • the fixing member 17 may be configured integrally with the flow path member 16. That is, the flow path 161 may be formed by forming a recess in the outer peripheral surface of the fixing member 17 by machining or etching, and closing the outer side with the outer surface layer 61. Alternatively, the flow path 161 may be formed by forming a recess in the inner peripheral surface of the outer surface layer 61 and closing the inner side of the outer surface layer 61 with the fixing member 17.
  • the flow path member 16 is not limited to a configuration in which a plurality of layers are laminated, and may be formed as a single member using resin or the like, for example, using blow molding. Moreover, the flow path member 16 may be provided in the centrifugal flow field fractionating apparatus 1 in a state where a plurality of layers are individually laminated without being joined.
  • the pressure increasing mechanism 8 for increasing the pressure in the flow path 161 is not limited to the resistance tube 81 and the pressure regulator 82, and can be configured by any other mechanism. For example, by increasing the height of the pipe on the downstream side of the channel 161, it is possible to increase the pressure in the channel 161 using gravity. Further, the pressure increasing mechanism 8 may be configured by a pressure adjusting unit that can increase the pressure in the flow path 161 to an arbitrary value.

Abstract

流路部材の変形を抑制することができる遠心式流動場分画装置を提供する。遠心式流動場分画装置１よりも下流側に設けた昇圧機構８により、遠心式流動場分画装置１における流路部材の内部に形成された流路内の圧力を上昇させる。これにより、流路内の液体試料によって流路の内面を外側に向かって押圧し、流路部材の外周面及び内周面が流路側に凹むのを抑制することができる。

Description

遠心式流動場分画装置
　本発明は、円環状のロータの内周面に沿って設けられた流路内に液体試料を流入させ、ロータを回転させることにより、当該流路内における液体試料中の粒子を遠心力によって分級する遠心式流動場分画装置に関するものである。
　液体試料に含まれる粒子を比重に応じて分級する方法として、流動場分画法（Field Flow Fractionation）が知られている。例えば下記特許文献１には、流路内に液体試料を流入させて当該流路を回転させることにより、液体試料中の粒子を遠心力によって分級する遠心式流動場分画装置の一例が開示されている。
　遠心式流動場分画装置は、例えばロータ、流路部材及び固定部材などを備えている。ロータは、円環状に形成され、回転軸線を中心に回転可能に保持されている。流路部材は、例えば３層構造となっており、各層が前記ロータの内周面に沿って円弧状に湾曲された状態で順次積層されている。固定部材は、流路部材の内周面（最も回転軸線側の層）に沿って円弧状に延びるＣ字状の部材である。
　流路部材を構成する各層は、それぞれ長尺形状を有しており、長手方向に延びる開口部が形成された中間層（特許文献１の図５参照）と、当該中間層を挟み込んで開口部の外側及び内側を塞ぐことにより間に流路を形成する外面層及び内面層（特許文献１の図４（ａ）及び（ｂ）参照）とからなる。内面層には、それぞれ流路に連通する貫通孔からなる流入口及び流出口が形成されており、流入口を介して流路内に液体試料を流入させることができるとともに、流出口を介して流路内から液体試料を流出させることができる。
　上記のような流路部材の各層は、固定部材の外周面に沿って湾曲された状態で積層され、ボルト又はピンなどを用いて固定部材に取り付けられる。流路部材が取り付けられた固定部材は、ロータの内側の空間に挿入され、ロータとの間に流路部材を挟み込むようにしてロータの内周面に沿って固定される。このとき、Ｃ字状の固定部材の両端部間に楔状部材が取り付けられることにより、当該両端部を拡げる方向に力が加えられる（特許文献１の図６参照）。これにより、Ｃ字状の固定部材がロータの内周面側に強く押し当てられるようにして固定され、固定部材とロータとの間に流路部材が挟持される。
　上記のようにして組み立てられた遠心式流動場分画装置においては、ロータを回転させることにより、当該ロータに取り付けられている流路部材を回転させ、流路内の液体試料に遠心力を付与することができる。その結果、流入口から流路内に流入する液体試料に含まれる粒子が、比重に応じて異なるタイミングで流出口から流出することにより、液体試料中の粒子が比重ごとに分級される。
　ロータは、例えば中空状の回転軸により回転可能に保持されており、上記流入口及び流出口は、配管を介して回転軸内に連通している。液体試料は、例えば回転軸の一端部から回転軸内に供給され、配管を介して流入口から流路部材の流路内に導入されることにより分級された後、流出口から配管を介して回転軸内に導かれるようになっている。
特表２０１４－５１８７６１号公報
　第１の課題として、上記のような従来の構成では、流路部材が変形して分級性能に影響を与える場合があった。特に、流路部材の外面層及び内面層は、薄いシート状の部材からなるため変形しやすい上に、流路の内面の大部分を構成しているため、その変形に伴って流路内の液体試料の流れに影響が生じやすく、分級性能が低下しやすいという問題がある。
　図１３Ａは、流路部材１６が変形する態様の一例を示した概略断面図である。この例では、ロータが回転したときの遠心力によって流路部材１６が変形する場合の態様が示されている。具体的には、矢印Ａの方向に作用する遠心力によって、流路１６１を形成している外面層６１、内面層６２及び中間層６３のうち、内面層６２が流路１６１側に向かって凹んだ形状となってしまう。外面層６１にも遠心力は作用するが、外面層６１の外側（中間層６３側とは反対側）にはロータが直接、又は、スペーサなどを介して間接的に接触しているため、外面層６１はほとんど変形しない。
　図１３Ｂは、流路部材１６が変形する態様の他の例を示した概略断面図である。本願発明者は、流路１６１内から液体試料を漏れ出しにくくするとともに、流路部材１６の着脱作業を容易にするという観点から、外面層６１及び内面層６２を中間層６３に接合することにより、流路部材１６を内部に流路１６１が形成された中空状の１つの部材として構成することに想到した。この場合、各層６１，６２，６３を円弧状に変形させてから接合しようとすると、各層６１，６２，６３の形状にばらつきが生じて良好に接合することが難しいため、各層６１，６２，６３が真っ直ぐな状態で接合した後に円弧状に変形させることが好ましい。しかしながら、各層６１，６２，６３を接合した後に変形させると、図１３Ｂに示すように、外面層６１及び内面層６２が流路１６１側に向かって凹んでしまうという問題があった。
　第２の課題として、従来の構成では、遠心式流動場分画装置内を液体試料が通過する過程で気泡が混入しやすく、その気泡が分析に悪影響を及ぼすおそれがあった。まず、図１３Ａ及び図１３Ｂにも例示されているように、流路部材１６内に形成された流路１６１は扁平形状であり、周方向に沿って長尺形状を有する密閉構造であるため、当該流路１６１内に気泡が一旦混入すると、流路１６１内から気泡が抜けにくいという問題がある。
　また、流路部材１６の流路１６１内に液体試料を供給する途中で、例えば回転軸内や配管内においても気泡が発生しやすいという問題がある。具体的には、回転軸内や配管内にデッドボリュームが存在することにより、液体試料中に気泡が入り込みやすい。また、互いに接触しながら相対的に回転する１対の摺動環によって回転軸内が液密に保持されているような場合には、この接触部分で試料流体が掻き混ぜられて気泡が発生するおそれがある。さらに、１対の摺動環の接触部分は、一般的に冷水などを用いて冷却されるが、冷却が不十分な場合には、上記接触部分の摩擦により温度が上昇し、気泡が発生する可能性もある。このような回転軸内での気泡の発生は、分析に悪影響を及ぼすだけでなく、１対の摺動環の接触部分が摩耗するなど、他の悪影響も及ぼすおそれがある。
　第３の課題として、流路部材１６の流路１６１内の圧力によっては、遠心式流動場分画装置に液体試料を送液するための送液ポンプにおいて、液体試料の送液が安定しない場合があった。また、第４の課題として、例えば流路１６１よりも下流側の配管の高さが高い場合などに、液体試料が逆流するおそれがあった。
　本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、流路部材の変形を抑制することができる遠心式流動場分画装置を提供することを目的とする。また、本発明は、液体試料中に気泡が混入しにくい遠心式流動場分画装置を提供することを目的とする。また、本発明は、液体試料の送液を安定させることができる遠心式流動場分画装置を提供することを目的とする。また、本発明は、液体試料の逆流を防止することができる遠心式流動場分画装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る遠心式流動場分画装置は、円環状のロータと、円弧状の流路部材と、回転駆動部と、昇圧機構とを備える。前記ロータは、回転軸線を中心に回転する。前記流路部材は、前記ロータの内周面に沿って設けられ、前記ロータ側に形成された円弧状の外周面及び前記回転軸線側に形成された円弧状の内周面を有している。また、前記流路部材は、内部に液体試料の流路が形成されるとともに、前記流路への液体試料の流入口及び前記流路からの液体試料の流出口が形成されている。前記回転駆動部は、前記ロータを回転させることにより、前記流路内における液体試料中の粒子を遠心力によって分級させる。前記昇圧機構は、前記流路よりも下流側に設けられ、前記流路内の圧力を上昇させる。
　このような構成によれば、流路よりも下流側に設けられた昇圧機構の作用で流路内の圧力が上昇するため、流路内の液体試料によって流路の内面を外側に向かって押圧し、流路部材の外周面及び内周面が流路側に凹むのを抑制することができる。これにより、流路の内面の変形に伴って流路内の液体試料の流れに影響が生じるのを抑制し、分級性能の低下を防止することができる。
　また、流路内の圧力を上昇させることにより、液体試料中の気泡を取り除くことが可能である。これにより、液体試料中に気泡が混入しにくくなるため、気泡が分析に悪影響を及ぼすのを防止することができる。
　さらに、昇圧機構を用いて背圧を加えることにより、遠心式流動場分画装置に液体試料を送液するための送液ポンプにおいて、液体試料の送液を安定させることができる。また、昇圧機構の構成によっては、液体試料を下流側から上流側に流れにくく、又は、流れないようにすることができるため、液体試料の逆流を防止することができる。
　前記昇圧機構は、前記外周面及び前記内周面を前記回転軸線に平行な方向に沿って真っ直ぐ延びる形状に保つように、前記流路内の圧力を上昇させてもよい。
　このような構成によれば、昇圧機構で流路内の圧力を上昇させることにより、流路部材の外周面及び内周面が回転軸線に平行な方向に沿って真っ直ぐ延びる形状に保たれるため、流路の内面の変形が生じない。したがって、流路の内面の変形に伴って流路内の液体試料の流れに影響が生じることがなく、分級性能の低下を効果的に防止することができる。
　前記昇圧機構は、前記流出口よりも内径が小さい抵抗流路を含んでいてもよい。
　このような構成によれば、流路よりも下流側に抵抗流路を設けるだけの簡単な構成で、流路内の圧力を上昇させることができる。流路内に供給される液体試料の流量に応じて抵抗流路の内径を適切に設定すれば、流路内の圧力を適切な値とすることができるため、流路の内面の変形を防止することができる。
　前記昇圧機構は、上流側の液体試料からの圧力が一定値以上となったときに液体試料を下流側に流通させる圧力レギュレータを含んでいてもよい。
　このような構成によれば、流路よりも下流側に圧力レギュレータを設けるだけの簡単な構成で、流路内の圧力を上昇させることができる。特に、流路内に供給される液体試料の流量に関わらず、圧力レギュレータにより流路内の圧力を一定に保つことができるため、流路の内面の変形を確実に防止することができる。また、圧力レギュレータを用いた場合には、液体試料の逆流を効果的に防止することができる。
　前記流路部材は、前記外周面及び前記内周面が一体的に形成されることにより、内部に前記流路が形成された中空状の部材からなるものであってもよい。
　このような構成によれば、流路部材の外周面及び内周面が一体的に形成されることにより、流路部材を内部に流路が形成された中空状の１つの部材として構成することができる。この場合、流路部材を真っ直ぐな状態で形成した後に円弧状に変形させると、流路部材の外周面及び内周面が流路側に向かって凹んでしまうことがあるが、昇圧機構を用いて流路内の圧力を上昇させることにより、流路部材の外周面及び内周面が流路側に凹むのを抑制することができる。
　前記流路部材は、前記外周面が形成された外面層、及び、前記内周面が形成された内面層を含む複数層が、互いに接合されることにより構成された積層体からなるものであってもよい。
　このような構成によれば、外面層及び内面層を含む複数層を互いに接合することにより、内部に流路が形成された液密構造の流路部材を構成することができる。この場合、各層が別部材により形成されているため、それらの層を真っ直ぐな状態で接合した後に円弧状に変形させると、外面層及び内面層が流路側に向かって凹みやすいが、昇圧機構を用いて流路内の圧力を上昇させることにより、流路部材の外面層及び内面層が流路側に凹むのを抑制することができる。
　本発明によれば、流路内の液体試料によって流路の内面を外側に向かって押圧し、流路部材の外周面及び内周面が流路側に凹むのを抑制することができる。また、本発明によれば、流路内の圧力を上昇させることにより、液体試料中の気泡を取り除くことができるため、液体試料中に気泡が混入しにくい。また、本発明によれば、昇圧機構を用いて背圧を加えることにより、液体試料の送液を安定させることができる。また、本発明によれば、昇圧機構の構成によっては、液体試料の逆流を防止することができる。
本発明の一実施形態に係る遠心式流動場分画装置を備えた分析システムの構成例を示す概略図である。 遠心式流動場分画装置の構成例を示す概略正面図である。 回転部の構成例を示す分解斜視図である。 楔状部材の構成例を示す斜視図である。 流路部材の構成例を示す分解斜視図であり、流路部材が円弧状に湾曲される前の状態を内周面側から見た図を示している。 流路部材の流路内の圧力を上昇させる際の態様の一例について説明するための概略断面図である。 流路部材の流路内の圧力を上昇させる際の態様の他の例について説明するための概略断面図である。 検出器による検出結果の一例を示す図であり、昇圧機構によって流路内の圧力を上昇させなかった場合の検出強度（縦軸）と時間（横軸）との関係が示されている。 検出器による検出結果の一例を示す図であり、昇圧機構によって流路内の圧力を上昇させた場合の検出強度（縦軸）と時間（横軸）との関係が示されている。 昇圧機構の一例を示す概略断面図である。 昇圧機構の他の例を示す概略断面図である。 流路部材の第１変形例を示す分解斜視図であり、流路部材が円弧状に湾曲される前の状態を外周面側から斜めに見た図を示している。 流路部材の第２変形例について説明するための図であり、中間層の構成例を平面図で示している。 流路部材の第３変形例を示す分解斜視図であり、流路部材が円弧状に湾曲される前の状態を外周面側から斜めに見た図を示している。 流路部材の第４変形例について説明するための図であり、中間層の構成例を平面図で示している。 流路部材が変形する態様の一例を示した概略断面図である。 流路部材が変形する態様の他の例を示した概略断面図である。
　図１は、本発明の一実施形態に係る遠心式流動場分画装置１を備えた分析システムの構成例を示す概略図である。遠心式流動場分画装置１は、流動場分画法（Field Flow Fractionation）を用いて液体試料に含まれる粒子を比重に応じて分級する装置である。図１の分析システムには、遠心式流動場分画装置１の他に、キャリア貯留部２、送液ポンプ３、ロータリーバルブ４、試料注入装置５、検出器６及びキャリア回収部７などが備えられている。
　キャリア貯留部２には、例えば水又は有機系溶媒などからなるキャリア流体が貯留されている。キャリア流体は、送液ポンプ３によりキャリア貯留部２内から送り出され、ロータリーバルブ４を介して遠心式流動場分画装置１に供給される。試料注入装置５は、ロータリーバルブ４と遠心式流動場分画装置１との間に設けられており、試料注入装置５から試料が注入されたキャリア流体が、液体試料として遠心式流動場分画装置１に供給されるようになっている。
　液体試料には、分析対象となる多数の粒子が含まれている。液体試料に含まれる粒子は、遠心式流動場分画装置１において遠心力が付与されることにより分級され、比重に応じて異なるタイミングで遠心式流動場分画装置１から流出する。遠心式流動場分画装置１から順次流出する粒子は、ロータリーバルブ４を介してキャリア流体とともに検出器６へと送られ、当該検出器６において検出された後、キャリア回収部７に回収される。遠心式流動場分画装置１に対する液体試料の供給の開始又は停止は、ロータリーバルブ４を回転させることにより切り替えることができる。
　本実施形態では、遠心式流動場分画装置１における液体試料の流路内の圧力を上昇させるための昇圧機構８が、遠心式流動場分画装置１よりも下流側に設けられている。この例では、遠心式流動場分画装置１と検出器６との間に昇圧機構８が設けられているが、このような構成に限らず、検出器６よりも下流側や検出器６内などに昇圧機構８が設けられた構成であってもよい。
　図２は、遠心式流動場分画装置１の構成例を示す概略正面図である。遠心式流動場分画装置１は、回転軸１１を中心に回転する回転部１０と、回転軸１１を回転可能に保持する保持台２０と、回転する回転部１０に作業者が接触するのを防止するための保護壁３０とが組み立てられることにより構成されている。
　回転部１０は、例えば円筒形状に形成されており、その中心部に取り付けられた回転軸１１が水平方向に延びるように保持台２０により保持されている。保護壁３０は、例えば回転部１０の外周面に対応する形状に湾曲したＵ字状の部材であり、回転部１０の外周面を覆うように、当該外周面に対して微小な間隔を隔てて対向した状態で保持台２０に取り付けられている。
　回転軸１１は中空状に形成されており、液体試料は、例えば回転軸１１の一端部から回転軸１１内に供給される。回転部１０には、分級前の液体試料が導入される導入部１２と、分級後の液体試料が導出される導出部１３とが設けられている。導入部１２及び導出部１３は、それぞれ配管（図示せず）を介して回転軸１１内に連通している。これにより、回転軸１１内に供給された液体試料は、配管を介して導入部１２から回転部１０に導入され、当該回転部１０において試料液体中の粒子が分級された後、導出部１３から配管を介して回転軸１１に導かれ、検出器６へと送られるようになっている。
　回転軸１１には、回転駆動部の一例であるモータ４０が連結されている。このモータ４０の駆動により回転部１０を回転させて、回転部１０内の液体試料に遠心力を付与することができる。モータ４０の駆動は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む制御部５０によって制御される。ただし、回転部１０は、モータ４０以外の回転駆動部を用いて回転させることも可能である。
　図３は、回転部１０の構成例を示す分解斜視図である。回転部１０は、例えばロータ１４、スペーサ１５、流路部材１６、固定部材１７及び楔状部材１８などが組み立てられることにより、全体として円筒状の部材として構成されている。
　ロータ１４は、円環状の部材であり、一方の端面が端面壁１４１により塞がれている。端面壁１４１は円板状に形成され、その中央部に回転軸１１を挿通させるための挿通孔１４２が形成されている。回転軸１１を挿通孔１４２に挿通させて端面壁１４１に固定することにより、回転軸１１の回転に伴って、当該回転軸１１と同軸上の回転軸線Ｌを中心にロータ１４を回転させることができる。
　ロータ１４の内側（回転軸線Ｌ側）の空間には、スペーサ１５、流路部材１６、固定部材１７及び楔状部材１８が収容される。スペーサ１５、流路部材１６及び固定部材１７は、それぞれ長尺形状の部材が円弧状に湾曲された形状を有しており、ロータ１４の内周面に沿って、この順序で積層された状態で固定される。スペーサ１５、流路部材１６及び固定部材１７の曲率半径は、例えば５０～２００ｍｍ程度である。
　流路部材１６は、例えば厚みが１ｍｍ以下の薄板状であり、周方向の両端部が間隔を隔てて対向することによりＣ字状に形成されている。流路部材１６の内部には、周方向に延びる流路１６１が形成されている。すなわち、流路部材１６は、ロータ１４側に形成された円弧状の外周面１６２と、回転軸線Ｌ側に形成された円弧状の内周面１６３とを有しており、外周面１６２と内周面１６３との間に流路１６１が形成されている。
　流路部材１６の内周面１６３における周方向の一端部には、流路１６１への液体試料の流入口１６４が形成されている。一方、流路部材１６の内周面１６３における周方向の他端部には、流路１６１からの液体試料の流出口１６５が形成されている。これにより、流入口１６４から流路１６１内に流入した液体試料は、流路１６１内を一端部から他端部まで周方向に沿って流通し、流出口１６５から流出するようになっている。
　液体試料中の粒子を分級する際には、まず、モータ４０の駆動によって回転部１０が回転し、回転部１０の回転数が徐々に上昇する。そして、回転部１０の回転数が一定の値（例えば５０００ｒｐｍ）に到達すれば、その回転数が維持された状態で流入口１６４から液体試料が注入される。
　流路１６１内に液体試料が一定時間だけ注入された後、ロータリーバルブ４の切替によって液体試料の供給が停止され、そのまま回転部１０が回転されることにより、流路１６１内の液体試料中の粒子が遠心沈降する。その後、ロータリーバルブ４の切替によって液体試料の供給が再開され、一定時間後に回転部１０の回転数が徐々に下降される。
　これにより、液体試料中の比重が小さい粒子から順に、流路１６１内の液体試料の流れに乗って下流側へと送られ、流出口１６５から順次流出する。このように、流路１６１内における液体試料中の粒子が遠心力によって分級され、比重に応じて異なるタイミングで流出口１６５から流出して検出器６へと送られるようになっている。
　固定部材１７は、流路部材１６よりも厚みが大きい部材であり、例えば厚みが１０ｍｍ程度に形成されている。固定部材１７は、流路部材１６と同様に、周方向の両端部が間隔を隔てて対向することによりＣ字状に形成されている。固定部材１７の周方向の長さは、流路部材１６の周方向の長さとほぼ一致している。固定部材１７は、流路部材１６の内側（回転軸線Ｌ側）に、流路部材１６の内周面１６３に沿って設けられる。
　固定部材１７における周方向の両端部には、係止具の一例であるボルト１９をねじ込むための複数のねじ孔１７１が形成されている。流路部材１６における周方向の両端部には、固定部材１７の各ねじ孔１７１に対向する位置に複数の挿通孔１６６が形成されている。これにより、各挿通孔１６６に外側からボルト１９を挿通させ、各ねじ孔１７１にねじ込むことによって、流路部材１６を固定部材１７に取り付けることができる。ただし、係止具は、ボルト１９に限らず、ピンなどの他の部材により構成されていてもよい。
　また、固定部材１７における周方向の両端部には、流路部材１６の内周面１６３に形成された流入口１６４及び流出口１６５に対向する位置に、それぞれ貫通孔１７２が形成されている。固定部材１７の内周面には、各貫通孔１７２に連通するように導入部１２及び導出部１３が取り付けられている。これにより、導入部１２から導入された液体試料は、一方の貫通孔１７２を介して流入口１６４から流路１６１内に流入し、流路１６１内を周方向に流通した後、流出口１６５から他方の貫通孔１７２及び導出部１３を介して導出される。
　流路部材１６内の流路１６１は、キャリア流体の種類や分析の条件などに応じて異なる高さに設定される。そのため、流路部材１６は、流路１６１の高さに応じて異なる厚みに形成され、複数種類の流路部材１６の中から最適な流路部材１６が選択されて固定部材１７に取り付けられることとなる。
　上記のようにして流路部材１６が取り付けられた固定部材１７は、ロータ１４の内側の空間に挿入され、ロータ１４との間に流路部材１６を挟み込むようにしてロータ１４の内周面に沿って固定される。このとき、Ｃ字状の固定部材１７の両端部間に楔状部材１８が取り付けられることにより、当該両端部を拡げる方向に力が加えられる。
　これにより、Ｃ字状の固定部材１７がロータ１４の内周面側に強く押し当てられ、流路部材１６がロータ１４側に押圧されて固定される。液体試料中の粒子を分級させる際には、ロータ１４が高速で回転されることにより、流路１６１内が高圧（例えば１ＭＰａ程度）となり、流路１６１の内外の圧力差が大きくなるが、固定部材１７とロータ１４との間に流路部材１６を挟持することにより、流路部材１６の外周面１６２及び内周面１６３が上記圧力差で流路１６１側とは反対側に変形するのを防止することができる。
　本実施形態では、流路部材１６とロータ１４との間にスペーサ１５が挟持されるようになっている。スペーサ１５の材質は、特に限定されるものではないが、例えばＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）などの樹脂又は金属により形成されている。スペーサ１５は、流路部材１６よりも若干長く形成されており、その周方向の両端部には、流路部材１６の各挿通孔１６６に対向する位置に長孔１５１が形成されている。
　流路部材１６の各挿通孔１６６に挿通されたボルト１９の頭部は、スペーサ１５の各長孔１５１内に収容される。各長孔１５１は、周方向に延びるように形成されている。これにより、各長孔１５１内に各ボルト１９の頭部を収容させた状態で、楔状部材１８により固定部材１７の両端部が拡げられて、固定部材１７がロータ１４の内周面側に強く押し当てられた場合には、各長孔１５１内で各ボルト１９の頭部が周方向にスライドしながら、固定部材１７とロータ１４との間にスペーサ１５及び流路部材１６が挟持されることとなる。
　スペーサ１５は、例えば厚みが１ｍｍ以下の薄板状であり、流路部材１６の厚みに応じて異なる厚みのものが選択される。すなわち、スペーサ１５の厚みと流路部材１６の厚みとの合計値がほぼ一定となるように、最適な厚みを有するスペーサ１５が選択される。また、スペーサ１５は、ロータ１４の内周面の損傷を防止する機能も有している。ただし、スペーサ１５は省略することも可能である。
　図４は、楔状部材１８の構成例を示す斜視図である。楔状部材１８は、例えば２つのナット部１８１と、１つのボルト部１８２とを備えている。ボルト部１８２は、軸線方向に沿って互いに逆方向に延びる２つの軸部１８３を有しており、一方の軸部１８３には右ねじが形成され、他方の軸部１８３には左ねじが形成されている。
　２つのナット部１８１は、ボルト部１８２を挟んで互いに対向しており、一方のナット部１８１にボルト部１８２の一方の軸部１８３がねじ込まれるとともに、他方のナット部１８１にボルト部１８２の他方の軸部１８３がねじ込まれている。したがって、ボルト部１８２を一方向に回転させれば、２つのナット部１８１を互いに接近させることができ、ボルト部１８２を逆方向に回転させれば、２つのナット部１８１を互いに離間させることができる。
　楔状部材１８は、Ｃ字状の固定部材１７の両端部間に設けられ、各ナット部１８１におけるボルト部１８２側とは反対側の面が、固定部材１７の両端面にそれぞれ当接する当接面１８４を構成している。したがって、各当接面１８４を固定部材１７の両端面に当接させた状態でボルト部１８２を回転させ、固定部材１７の両端部の間隔を拡げたり縮めたりすることにより、ロータ１４側への固定部材１７の押圧力を調整したり、固定部材１７を着脱したりすることができる。
　各ナット部１８１の当接面１８４は、外側（ロータ１４側）に向かって徐々に先細りするテーパ面により形成されている。これらの当接面１８４に当接する固定部材１７の両端面も、外側（ロータ１４側）に向かって端面同士が徐々に接近するようなテーパ面により形成されている。
　したがって、楔状部材１８を固定部材１７の両端部間に設けた状態で、ボルト部１８２を回転させて２つのナット部１８１を互いに離間させることにより、固定部材１７の両端部の間隔を拡げたときには、各ナット部１８１の当接面１８４によって、固定部材１７の両端面が外側（ロータ１４側）に向かって押し上げられる。これにより、固定部材１７をより高い押圧力でロータ１４側に押し当てることができる。
　各ナット部１８１の当接面１８４には、１つ又は複数の凸部１８５が形成されており、当該凸部１８５が固定部材１７の両端面に形成された凹部（図示せず）に係止されることにより、楔状部材１８が固定部材１７の両端部間に位置決めされる。ただし、楔状部材１８側に凹部が形成され、固定部材１７側に凸部が形成された構成であってもよい。また、楔状部材１８は、上記のような構成に限らず、固定部材１７をロータ１４側に押圧するように固定できるような構成であれば、他の任意の構成を採用することができる。
　図５は、流路部材１６の構成例を示す分解斜視図であり、流路部材１６が円弧状に湾曲される前の状態を内周面１６３側から見た図を示している。流路部材１６は、例えば外面層６１、内面層６２及び中間層６３が積層された３層構造の積層体からなる。中間層６３は、外面層６１と内面層６２との間に設けられている。各層６１，６２，６３は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）により形成されており、それぞれ０．２５ｍｍ程度の厚みを有している。
　外面層６１における中間層６３側とは反対側の面は、流路部材１６が円弧状に湾曲されたときに、当該流路部材１６の外周面１６２を構成する。また、内面層６２における中間層６３側とは反対側の面は、流路部材１６が円弧状に湾曲されたときに、当該流路部材１６の内周面１６３を構成する。
　中間層６３には、当該中間層６３を貫通し、長手方向に真っ直ぐ延びる開口部６３１が形成されている。開口部６３１は、例えばエッチング又は放電加工などにより形成することができる。開口部６３１の長手方向の両端部は、それぞれ徐々に先細りした三角形状に形成されており、各先端が長手方向に張り出した細長いポート部６３２となっている。
　外面層６１及び内面層６２で中間層６３が挟み込まれ、開口部６３１（ポート部６３２を含む。）の外側及び内側が塞がれることにより、外面層６１と内面層６２との間に流路１６１が形成される。このようにして一体的に形成された流路部材１６は、ベンディングロール（板金用の曲げ加工機）などを用いて、固定部材１７の外径とほぼ同じ内径を有する円弧状に湾曲される。
　内面層６２における各ポート部６３２に対向する位置には、流入口１６４及び流出口１６５がそれぞれ形成されている。これにより、各層６１，６２，６３が積層された状態では、流入口１６４及び流出口１６５が、それぞれポート部６３２から流路１６１に連通するようになっている。各層６１，６２，６３の長手方向の両端部には、互いに対向する位置に貫通孔が形成されており、これらの貫通孔がボルト１９を挿通させるための挿通孔１６６を構成している。
　本実施形態では、外面層６１、内面層６２及び中間層６３の複数層が、互いに接合されることにより積層体が構成されている。すなわち、外面層６１が中間層６３に接合されるとともに、内面層６２が中間層６３に接合されている。これにより、流路部材１６の外周面１６２及び内周面１６３が一体的に形成され、内部に流路１６１が形成された中空状の１つの部材として流路部材１６が構成されている。
　これにより、流路部材１６の耐圧性能が向上し、流路１６１内の圧力が高い場合やロータ１４の回転数が高い場合などであっても流路１６１に隙間が生じるのを防止することができるとともに、経年変化によるシール性の低下も生じないため、流路１６１内から液体試料が漏れ出しにくい。また、流路部材１６を１つの部材として取り扱うことができるため、流路１６１内への汚れの付着などに注意することなく一度に着脱が可能であり、流路部材１６の着脱作業が容易である。
　また、本実施形態では、固定部材１７により流路部材１６をロータ１４側に押圧して強固に固定することができる。流路部材１６は内部に流路１６１が形成された１つの部材として液密構造を有しているため、流路部材１６に対する固定部材１７からの押圧力を従来ほど高くする必要がない。その結果、流路部材１６が変形することによりシール性が低下することもなく、流路１６１内から液体試料が漏れ出しにくい。
　特に、本実施形態では、外面層６１、内面層６２及び中間層６３の複数層を互いに接合することにより、内部に流路１６１が形成された液密構造の流路部材１６を構成することができる。このように、複数層を組み合わせて流路１６１を形成することにより、流路１６１の形状についての自由度を高めることができる。
　各層６１，６２，６３は、例えば拡散接合により互いに接合することができる。拡散接合とは、各層６１，６２，６３を密着させた状態で、各層６１，６２，６３を融点以下の温度条件で加熱しながら加圧することにより、接合面間に生じる原子の拡散を利用して接合する方法である。この拡散接合を用いることにより、原子同士の接合によって各層６１，６２，６３を互いに強固に接合することができる。
　各層６１，６２，６３を接合する場合、各層６１，６２，６３を円弧状に変形させてから接合しようとすると、各層６１，６２，６３の形状にばらつきが生じて良好に接合することが難しいため、各層６１，６２，６３が真っ直ぐな状態で接合した後に円弧状に変形させることが好ましい。このような場合であっても、拡散接合を用いて各層６１，６２，６３を強固に接合しておけば、円弧状に変形させる際に各層６１，６２，６３が剥がれにくいため、流路１６１内から液体試料が漏れ出しにくい。
　また、拡散接合を用いた場合には、接合部に不規則な形状が生じないため、接合部が流路１６１内の液体試料の流れに影響を与えることがなく、分級性能の低下を防止することができる。ただし、各層６１，６２，６３の接合は、拡散接合に限らず、ろう付け、溶接又は熱融着などの他の方法で行うことも可能である。
　本実施形態では、流路１６１の壁面を構成する複数層６１，６２，６３が同種の材料（例えばステンレス鋼）により形成されているため、流路１６１の壁面の状態が分級性能に与える影響を予測しやすい。また、同種の材料により形成された各層６１，６２，６３は、例えば拡散接合などのように、高温下での接合時に同様の態様で熱変形するため接合が容易であり、接合後に冷却されたときにも各層６１，６２，６３が剥がれにくい。したがって、流路１６１内から液体試料がさらに漏れ出しにくい。
　ただし、各層６１，６２，６３は、ステンレス鋼に限らず、他の金属により形成されていてもよいし、金属以外の材料により形成されていてもよい。各層６１，６２，６３が金属により形成されている場合には、例えば拡散接合、ろう付け又は溶接により各層６１，６２，６３を接合することができる。一方、各層６１，６２，６３が樹脂により形成されている場合には、例えば熱融着により各層６１，６２，６３を接合することができる。
　図６Ａは、流路部材１６の流路１６１内の圧力を上昇させる際の態様の一例について説明するための概略断面図である。この例では、図１３Ａを用いて説明したように、流路部材１６を円弧状に変形させる際に、外面層６１及び内面層６２が流路１６１側に凹んだ状態とならなかった場合について説明する。
　この場合、図６Ａに破線で示すように、ロータ１４が回転したときの遠心力によって、流路１６１を形成している外面層６１、内面層６２及び中間層６３のうち、内面層６２が流路１６１側に向かって円弧状に凹んだ形状となる。本実施形態では、内面層６２に作用する遠心力Ｐ１１と同程度の力Ｐ１２が、内面層６２に対して遠心力Ｐ１１とは逆方向に作用するように、昇圧機構８によって流路１６１内の圧力が上昇される。
　これにより、図６Ａに実線で示すように、流路部材１６の外周面１６２及び内周面１６３を回転軸線Ｌに平行な方向Ｄに沿って真っ直ぐ延びる形状に保つことができる。内面層６２の内側（中間層６３側とは反対側）には、固定部材１７の外周面が接触しているため、流路１６１内から内面層６２に作用する力Ｐ１２が遠心力Ｐ１１より大きくても、内面層６２が内側に変形することはない。したがって、上記力Ｐ１２は、遠心力Ｐ１１よりも大きければよいが、流路１６１内の圧力が高すぎる場合には流路１６１内から液体試料が漏れ出しやすくなってしまうため、遠心力Ｐ１１と同程度であることが好ましい。
　図６Ｂは、流路部材１６の流路１６１内の圧力を上昇させる際の態様の他の例について説明するための概略断面図である。この例では、図１３Ｂを用いて説明したように、流路部材１６を円弧状に変形させる際に、外面層６１及び内面層６２が流路１６１側に凹んだ状態となった場合について説明する。
　本実施形態では、流路部材１６を内部に流路１６１が形成された中空状の１つの部材として構成しているため、流路部材１６を真っ直ぐな状態で形成した後に円弧状に変形させると、図６Ｂに破線で示すように、流路部材１６の外周面及び内周面が流路１６１側に円弧状に凹んでしまうことがある。特に、本実施形態のように外面層６１及び内面層６２を含む複数層を互いに接合することにより、内部に流路１６１が形成された液密構造の流路部材１６を構成した場合、各層が別部材により形成されているため、それらの層を真っ直ぐな状態で接合した後に円弧状に変形させると、外面層６１及び内面層６２が流路１６１側に向かって凹みやすい。
　そこで、本実施形態では、昇圧機構８によって流路１６１内の圧力を上昇させることにより、図６Ｂに実線で示すように、外面層６１及び内面層６２を回転軸線Ｌに平行な方向Ｄに沿って真っ直ぐ延びる形状に保つように、流路１６１内から外面層６１及び内面層６２に力Ｐ２１を作用させる。上記力Ｐ２１は、例えば内面層６２を内側（中間層６３側とは反対側）に変形させる際の反力Ｐ２２及び内面層６２に作用する遠心力Ｐ２３の和と同程度である。
　内面層６２の内側には、固定部材１７の外周面が接触しているため、流路１６１内から内面層６２に作用する力Ｐ２１が、反力Ｐ２２及び遠心力Ｐ２３の和より大きくても、内面層６２が内側に変形することはない。したがって、上記力Ｐ２１は、反力Ｐ２２及び遠心力Ｐ２３の和よりも大きければよいが、流路１６１内の圧力が高すぎる場合には流路１６１内から液体試料が漏れ出しやすくなってしまうため、反力Ｐ２２及び遠心力Ｐ２３の和と同程度であることが好ましい。
　このように、本実施形態では、流路１６１よりも下流側に設けられた昇圧機構８の作用で流路１６１内の圧力が上昇するため、流路１６１内の液体試料によって流路１６１の内面を外側に向かって押圧し、流路部材１６の外周面１６２及び内周面１６３が流路１６１側に凹むのを抑制することができる。これにより、流路１６１の内面の変形に伴って流路１６１内の液体試料の流れに影響が生じるのを抑制し、分級性能の低下を防止することができる。
　特に、図６Ａ及び図６Ｂに例示したような適切な力が作用するように、昇圧機構８で流路１６１内の圧力を上昇させることにより、流路部材１６の外周面１６２及び内周面１６３が回転軸線Ｌに平行な方向Ｄに沿って真っ直ぐ延びる形状に保たれるため、流路１６１の内面の変形が生じない。したがって、流路１６１の内面の変形に伴って流路１６１内の液体試料の流れに影響が生じることがなく、分級性能の低下を効果的に防止することができる。
　また、流路１６１内の圧力を上昇させることにより、液体試料中の気泡を取り除くことが可能である。すなわち、流路部材１６内に形成された流路１６１は扁平形状であり、周方向に沿って長尺形状を有する密閉構造であるが、流路１６１内の圧力を上昇させることにより、流路１６１内から気泡を抜けやすくすることができる。また、流路１６１内の圧力を上昇させることにより、回転軸１１内や、導入部１２及び導出部１３を回転軸１１内に連通させる配管内などにおいても気泡が発生しにくい。これにより、液体試料中に気泡が混入しにくくなるため、気泡が分析に悪影響を及ぼすのを防止することができる。
　さらに、昇圧機構８を用いて背圧を加えることにより、遠心式流動場分画装置１に液体試料を送液するための送液ポンプ３において、液体試料の送液を安定させることができる。また、例えば流路１６１よりも下流側の配管の高さが高い場合などであっても、昇圧機構８の構成によっては、液体試料を下流側から上流側に流れにくく、又は、流れないようにすることができるため、液体試料の逆流を防止することができる。
　図７Ａ及び図７Ｂは、検出器６による検出結果の一例を示す図である。図７Ａには、昇圧機構８によって流路１６１内の圧力を上昇させなかった場合の検出強度（縦軸）と時間（横軸）との関係が示されている。図７Ｂには、昇圧機構８によって流路１６１内の圧力を上昇させた場合の検出強度（縦軸）と時間（横軸）との関係が示されている。
　図７Ａに示すように、昇圧機構８によって流路１６１内の圧力を上昇させなかった場合には、本来１つであるはずのピークが複数のピークＳ１，Ｓ２に分割され、いわゆるピーク割れが発生している。一方、図７Ｂに示すように、昇圧機構８によって流路１６１内の圧力を上昇させた場合には、ピーク割れは発生せず、１つのピークＳ３が正常な形状で検出される。
　昇圧機構８の作用によって上昇する圧力は、０．１～１ＭＰａであることが好ましく、０．２～０．５ＭＰａであればより好ましい。なお、図７Ｂの例では、昇圧機構８の作用によって圧力を０．３ＭＰａ上昇させた場合を示している。
　図８Ａは、昇圧機構８の一例を示す概略断面図である。この例では、遠心式流動場分画装置１側から下流に向かって延びる配管９１と、検出器６側から上流に向かって延びる配管９２との間に、昇圧機構８としての抵抗管８１が設けられている。
　抵抗管８１には、配管９１に接続された入口８１１と、配管９２に接続された出口８１２と、入口８１１及び出口８１２の間に設けられた抵抗流路８１３とが形成されている。入口８１１及び出口８１２は、遠心式流動場分画装置１における流路部材１６の流出口１６５と同一又はそれ以上の内径を有している。一方、抵抗流路８１３は、流路部材１６の流出口１６５よりも小さい内径を有しているため、遠心式流動場分画装置１側から流れてくる液体試料の抵抗となって、流路部材１６の流路１６１内の圧力が上昇する。
　この図８Ａの例では、流路１６１よりも下流側に抵抗流路８１３を設けるだけの簡単な構成で、流路１６１内の圧力を上昇させることができる。流路１６１内に供給される液体試料の流量に応じて抵抗流路８１３の内径を適切に設定すれば、流路１６１内の圧力を適切な値とすることができるため、流路１６１の内面の変形を防止することができる。
　図８Ｂは、昇圧機構８の他の例を示す概略断面図である。この例では、遠心式流動場分画装置１側から下流に向かって延びる配管９１と、検出器６側から上流に向かって延びる配管９２との間に、昇圧機構８としての圧力レギュレータ８２が設けられている。
　圧力レギュレータ８２は、配管９１に接続された入口８２１と、配管９２に接続された出口８２２と、入口８２１及び出口８２２の間に設けられた圧力調整室８２３とが形成されている。圧力調整室８２３は、入口８２１及び出口８２２よりも大きい内径を有しており、ボール８２４及び圧縮ばね８２５などが内部に設けられている。
　圧縮ばね８２５は、ボール８２４を入口８２１側に付勢する付勢部材である。これにより、圧力調整室８２３よりも上流側の液体試料からの圧力が一定値（例えば０．３ＭＰａ）に満たないときには、ボール８２４によって入口８２１と圧力調整室８２３との境界部が塞がれ、圧力調整室８２３内を液体試料が流通しない状態となる。上記一定値は、圧縮ばね８２５の付勢力に応じて任意に設定することができる。
　一方、圧力調整室８２３よりも上流側の液体試料からの圧力が一定値以上となったときには、当該液体試料の圧力により、図８Ｂに破線で示すように圧縮ばね８２５の付勢力に抗してボール８２４が出口８２２側に押し込まれる。その結果、入口８２１と圧力調整室８２３との境界部が開放され、圧力調整室８２３内を通って下流側に液体試料が流通することとなる。このように、ボール８２４及び圧縮ばね８２５は、液体試料の流路を開閉するための開閉機構を構成している。
　この図８Ｂの例では、流路１６１よりも下流側に圧力レギュレータ８２を設けるだけの簡単な構成で、流路１６１内の圧力を上昇させることができる。特に、流路１６１内に供給される液体試料の流量に関わらず、圧力レギュレータ８２により流路１６１内の圧力を一定に保つことができるため、流路１６１の内面の変形を確実に防止することができる。また、圧力レギュレータ８２を用いた場合には、液体試料が下流側から上流側に流れるのをボール８２４により阻止することができるため、液体試料の逆流を効果的に防止することができる。
　図９は、流路部材１６の第１変形例を示す分解斜視図であり、流路部材１６が円弧状に湾曲される前の状態を外周面１６２側から斜めに見た図を示している。この例における流路部材１６は、例えば外面層６１及び内面層６２が積層された２層構造の積層体からなる。各層６１，６２は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）により形成されており、外面層６１は０．２５ｍｍ程度、内面層６２は０．５ｍｍ程度の厚みを有している。
　外面層６１における内面層６２側とは反対側の面は、流路部材１６が円弧状に湾曲されたときに、当該流路部材１６の外周面１６２を構成する。また、内面層６２における外面層６１側とは反対側の面は、流路部材１６が円弧状に湾曲されたときに、当該流路部材１６の内周面１６３を構成する。
　内面層６２には、長手方向に真っ直ぐ延びる凹部６２１が形成されている。当該凹部６２１は、例えばハーフエッチングにより内面層６２の表面に掘り込まれており、内面層６２を貫通していない。凹部６２１は、内面層６２の厚みの半分程度（例えば０．２５ｍｍ程度）の深さで形成されている。凹部６２１の長手方向の両端部は、それぞれ徐々に先細りした三角形状に形成されており、各先端が長手方向に張り出した細長いポート部６２２となっている。
　外面層６１及び内面層６２が互いに接合され、凹部６２１（ポート部６２２を含む。）が外面層６１で塞がれることにより、外面層６１と内面層６２との間に流路１６１が形成される。このようにして一体的に形成された流路部材１６は、ベンディングロールなどを用いて、固定部材１７の外径とほぼ同じ内径を有する円弧状に湾曲される。
　各ポート部６２２の先端には、内面層６２を貫通するように流入口１６４及び流出口１６５が形成されている。これにより、各層６１，６２が積層された状態では、流入口１６４及び流出口１６５が、それぞれポート部６２２から流路１６１に連通するようになっている。各層６１，６２の長手方向の両端部には、互いに対向する位置に貫通孔が形成されており、これらの貫通孔がボルト１９を挿通させるための挿通孔１６６を構成している。
　ただし、内面層６２に凹部６２１が形成された構成に限らず、外面層６１に凹部６２１が形成された構成であってもよい。この場合、内面層６２には、外面層６１に形成された凹部６２１の各ポート部６２２に対向する位置に、流入口１６４及び流出口１６５が形成されただけの構成であってもよい。
　この図９の例ように、流路部材１６は、３層構造に限らず２層構造であってもよい。また、流路部材１６を４層以上の積層体により構成することも可能である。すなわち、外面層６１と内面層６２との間に設けられた中間層６３が、１層ではなく、複数層からなるものであってもよい。
　図１０は、流路部材１６の第２変形例について説明するための図であり、中間層６３の構成例を平面図で示している。この例では、開口部６３１が長手方向に真っ直ぐ延びるような構成ではなく、開口部６３１の一部に湾曲部６３３が形成されることにより、流路１６１内を流れる液体試料の流通方向が変化するようになっている。
　具体的には、湾曲部６３３によって、外周面１６２及び内周面１６３に平行な面内（中間層６３に平行な面内）で液体試料の流通方向が１８０°変化するように、流路１６１が折り返されている。開口部６３１の両端部に設けられた各ポート部６３２は、その先端が流入口１６４又は流出口１６５に対向する位置まで細長く延びている。
　これにより、液体試料の流通方向を湾曲部６３３で変化させて、長い流路１６１を形成することができるため、分級性能を向上させることができる。また、湾曲部６３３を有するような複雑な形状の流路１６１を積層構造により形成しようとした場合には、各層（この例では中間層６３）を個別に取り扱うことが非常に難しくなるが、各層が一体的に形成された１つの部材として流路部材１６を構成することにより、流路部材１６の着脱作業が極めて容易になる。
　この例では、湾曲部６３３が２つ設けられているが、湾曲部６３３は３つ以上設けられていてもよい。また、湾曲部６３３は、液体試料の流通方向を１８０°変化させるような形状に限らず、他の角度で液体試料の流通方向を変化させるような形状であってもよい。さらに、湾曲部６３３ではなく、屈曲部により液体試料の流通方向を変化させても、同様の効果を奏することができる。
　図１０では、３層構造からなる流路部材１６の中間層６３に、湾曲部６３３を有する開口部６３１が形成された構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、例えば図９に示すような２層構造からなる流路部材１６の外面層６１又は内面層６２に、湾曲部又は屈曲部を有する凹部６２１が形成された構成などであってもよい。また、４層以上の積層体からなる流路部材１６における複数の中間層６３に、湾曲部又は屈曲部を有する開口部６３１が形成された構成などであってもよい。
　図１１は、流路部材１６の第３変形例を示す分解斜視図であり、流路部材１６が円弧状に湾曲される前の状態を外周面１６２側から斜めに見た図を示している。この例における流路部材１６は、例えば外面層６１及び内面層６２の間に、複数層からなる中間層６３が積層された積層体からなる。この例では、中間層６３が、３つの流路層６４と、これらの流路層６４の間に設けられた２つの分離層６５とを有しており、流路層６４及び分離層６５が交互に積層されている。各層６１，６２，６４，６５は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）により形成されており、それぞれ０．２５ｍｍ程度の厚みを有している。
　外面層６１における中間層６３側とは反対側の面は、流路部材１６が円弧状に湾曲されたときに、当該流路部材１６の外周面１６２を構成する。また、内面層６２における中間層６３側とは反対側の面は、流路部材１６が円弧状に湾曲されたときに、当該流路部材１６の内周面１６３を構成する。
　中間層６３を構成する各流路層６４には、それらの流路層６４を貫通し、長手方向に真っ直ぐ延びる開口部６３１が形成されている。開口部６３１は、例えばエッチング又は放電加工などにより形成することができる。最も外面層６１側の流路層６４に形成された開口部６３１の長手方向の一端部は、徐々に先細りした三角形状に形成されており、先端が長手方向に張り出した細長いポート部６３２となっている。また、最も内面層６２側の流路層６４に形成された開口部６３１についても、最も外面層６１側の流路層６４のポート部６３２とは反対側の端部が、徐々に先細りした三角形状に形成されており、先端が長手方向に張り出した細長いポート部６３２となっている。
　各層６１，６２，６４，６５が積層された状態では、各流路層６４の間に設けられた分離層６５が、各流路層６４に形成された開口部６３１を分離する。各分離層６５には、開口部６３１の端部に対向する位置に貫通孔６５１が形成されている。具体的には、外面層６１側の分離層６５に形成された貫通孔６５１は、最も外面層６１側の流路層６４に形成された開口部６３１におけるポート部６３２側とは反対側の端部に対向している。また、内面層６２側の分離層６５に形成された貫通孔６５１は、最も内面層６２側の流路層６４に形成された開口部６３１におけるポート部６３２側とは反対側の端部に対向している。
　これにより、各流路層６４に形成された開口部６３１により構成される複数の分割路１６７が、各分離層６５に形成された貫通孔６５１を介して互いに連通され、一続きの流路１６１が構成されている。このようにして一体的に形成された流路部材１６は、ベンディングロールなどを用いて、固定部材１７の外径とほぼ同じ内径を有する円弧状に湾曲される。流路部材１６が湾曲された状態では、それぞれ円弧状に延びる複数の分割路１６７が、径方向（各層６１，６２，６４，６５の積層方向）に並べて形成される。
　内面層６２における各ポート部６３２に対向する位置には、流入口１６４及び流出口１６５がそれぞれ形成されている。最も外面層６１側の流路層６４以外の中間層６３には、最も外面層６１側の流路層６４に形成されたポート部６３２に対向する位置に、それぞれ小孔１６８が形成されている。これらの小孔１６８は、例えば流出口１６５と同径であり、各層６１，６２，６４，６５が積層された状態では、これらの小孔１６８を介して、最も外面層６１側の流路層６４に形成されたポート部６３２が流出口１６５に連通する。これにより、各層６１，６２，６４，６５が積層された状態では、流入口１６４及び流出口１６５が、それぞれポート部６３２から流路１６１に連通するようになっている。
　この例では、径方向に並べて形成された複数の分割路１６７を互いに連通させることにより、長い流路１６１を形成することができるため、分級性能を向上させることができる。図１０のような流路１６１に湾曲部６３３を有するような構成と比較すると、流路１６１内における液体試料の流速にばらつきが生じにくいため、分離性能をより効果的に向上させることができる。
　ただし、最も内面層６２側の流路層６４に形成されたポート部６３２が流入口１６４に連通し、最も外面層６１側の流路層６４に形成されたポート部６３２が流出口１６５に連通するような構成に限らず、最も内面層６２側の流路層６４に形成されたポート部６３２が流出口１６５に連通し、最も外面層６１側の流路層６４に形成されたポート部６３２が流入口１６４に連通するような構成であってもよい。
　図１２は、流路部材１６の第４変形例について説明するための図であり、中間層６３の構成例を平面図で示している。この例では、中間層６３の長手方向に真っ直ぐ延びる開口部６３１が、１つではなく、２つ形成されている。各開口部６３１は、互いに平行に延びるように同一形状で形成されており、各開口部６３１の両端部にポート部６３２が設けられている。
　内面層６２には、各開口部６３１の一端部に形成されたポート部６３２に対向する位置に流入口１６４が形成され、各開口部６３１の他端部に形成されたポート部６３２に対向する位置に流出口１６５が形成される。したがって、外面層６１、内面層６２及び中間層６３を積層した状態では、外周面１６２及び内周面１６３に平行な面内（中間層６３に平行な面内）に複数の流路１６１が形成され、内面層６２には各流路１６１に対応付けて流入口１６４及び流出口１６５が形成される。内面層６２には、流入口１６４及び流出口１６５がそれぞれ複数形成され、各流入口１６４にそれぞれ異なる導入部１２が連通するとともに、各流出口１６５にそれぞれ異なる導出部１３が連通する。
　この例では、複数の流路１６１に対して、それぞれ個別に液体試料を流入させることができる。したがって、必要に応じて使用する流路１６１を切り替えれば、流路部材１６を着脱することなく異なる流路１６１を用いて液体試料中の粒子を分級することができる。また、複数の流路１６１を同時に使用すれば、作業効率を向上することができる。
　流路１６１の数は、２つに限らず、３つ以上であってもよい。また、各流路１６１は、同一形状からなるものに限らず、異なる形状（例えば異なる長さ又は異なる高さ）で形成されていてもよい。さらに、図９に示すような２層構造の積層体からなる流路部材１６、又は、図１１に示すような４層以上の積層体からなる流路部材１６においても、図１２の例のように、外周面１６２及び内周面１６３に平行な面内に複数の流路１６１が形成された構成とすることができる。
　以上の実施形態では、複数層を接合して一体的な流路部材１６を形成した後、当該流路部材１６を円弧状に湾曲させるような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、複数層をそれぞれ円弧状に湾曲させた後、各層を接合して一体的な流路部材１６を形成するような構成であってもよい。
　また、固定部材１７が流路部材１６と一体的に構成された構成などであってもよい。すなわち、固定部材１７の外周面に、機械加工やエッチング加工により凹部を形成し、その外側を外面層６１で塞ぐことにより流路１６１が形成されてもよい。また、外面層６１の内周面に凹部を形成し、当該外面層６１の内側を固定部材１７で塞ぐことにより流路１６１が形成されてもよい。
　流路部材１６は、複数層が積層された構成に限らず、例えばブロー成形を用いて、樹脂などにより１つの部材として形成されてもよい。また、流路部材１６は、複数層が接合されることなく個別に積層された状態で遠心式流動場分画装置１に設けられていてもよい。
　流路１６１内の圧力を上昇させるための昇圧機構８は、抵抗管８１や圧力レギュレータ８２に限らず、他の任意の機構により構成することができる。例えば、流路１６１よりも下流側の配管の高さを高くすることにより、重力を利用して流路１６１内の圧力を上昇させることも可能である。また、流路１６１内の圧力を任意の値に上昇させることができるような圧力調整部により、昇圧機構８が構成されていてもよい。
　　　　１　　遠心式流動場分画装置
　　　　２　　キャリア貯留部
　　　　３　　送液ポンプ
　　　　４　　ロータリーバルブ
　　　　５　　試料注入装置
　　　　６　　検出器
　　　　７　　キャリア回収部
　　　　８　　昇圧機構
　　　１０　　回転部
　　　１１　　回転軸
　　　１２　　導入部
　　　１３　　導出部
　　　１４　　ロータ
　　　１５　　スペーサ
　　　１６　　流路部材
　　　１７　　固定部材
　　　１８　　楔状部材
　　　１９　　ボルト
　　　２０　　保持台
　　　３０　　保護壁
　　　４０　　モータ
　　　５０　　制御部
　　　６１　　外面層
　　　６２　　内面層
　　　６３　　中間層
　　　６４　　流路層
　　　６５　　分離層
　　　８１　　抵抗管
　　　８２　　圧力レギュレータ
　　　９１　　配管
　　　９２　　配管
　　１６１　　流路
　　１６２　　外周面
　　１６３　　内周面
　　１６４　　流入口
　　１６５　　流出口
　　８１１　　入口
　　８１２　　出口
　　８１３　　抵抗流路
　　８２１　　入口
　　８２２　　出口
　　８２３　　圧力調整室
　　８２４　　ボール

Claims (6)

  1. 　回転軸線を中心に回転する円環状のロータと、
    　前記ロータの内周面に沿って設けられ、前記ロータ側に形成された円弧状の外周面及び前記回転軸線側に形成された円弧状の内周面を有し、内部に液体試料の流路が形成されるとともに、前記流路への液体試料の流入口及び前記流路からの液体試料の流出口が形成された円弧状の流路部材と、
    　前記ロータを回転させることにより、前記流路内における液体試料中の粒子を遠心力によって分級させる回転駆動部と、
    　前記流路よりも下流側に設けられ、前記流路内の圧力を上昇させる昇圧機構とを備えたことを特徴とする遠心式流動場分画装置。
  2. 　前記昇圧機構は、前記外周面及び前記内周面を前記回転軸線に平行な方向に沿って真っ直ぐ延びる形状に保つように、前記流路内の圧力を上昇させることを特徴とする請求項１に記載の遠心式流動場分画装置。
  3. 　前記昇圧機構は、前記流出口よりも内径が小さい抵抗流路を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の遠心式流動場分画装置。
  4. 　前記昇圧機構は、上流側の液体試料からの圧力が一定値以上となったときに液体試料を下流側に流通させる圧力レギュレータを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の遠心式流動場分画装置。
  5. 　前記流路部材は、前記外周面及び前記内周面が一体的に形成されることにより、内部に前記流路が形成された中空状の部材からなることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の遠心式流動場分画装置。
  6. 　前記流路部材は、前記外周面が形成された外面層、及び、前記内周面が形成された内面層を含む複数層が、互いに接合されることにより構成された積層体からなることを特徴とする請求項５に記載の遠心式流動場分画装置。
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