(57)【要約】    【課題】分析流路を流れる移動相の流量が低流量であってもコンタミネーションやキャリーオーバーの影響を小さくできるようにする。    【解決手段】ニードル７内部の流路７ａ表面に機械的研磨が施されており、その表面粗さＲａは例えば０.２μｍ以下になっている。流路７ａ表面の研磨方法としては、砥粒を塗布した極細ワイヤをニードル７の穴に通して往復運動させる方法が挙げられる。    【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料容器から金属製ニードルを用いて試料を採取して分析流路に注入するオートサンプラにおいて、
前記ニードルが流路の先端に取りつけられて試料容器と前記分析流路の試料注入ポートの間を移動可能に支持されており、前記ニードルが試料容器から吸入した試料の全量を再び前記ニードルから前記試料注入ポートを介して前記分析流路に注入する全量注入方式であり、
前記分析流路はその試料注入ポートの下流に高圧カラムが接続された高速液体クロマトグラフの分析流路であり、
前記ニードルはその内面に機械的研磨が施されていることを特徴とするオートサンプラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料容器からニードルを介して液体試料を吸引し、液体クロマトグラフの分析流路にその全量を注入する全量注入方式のオートサンプラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オートサンプラにおいては、ある試料をサンプリングした後、必ずニードルを洗浄する行程が組み込まれている。この行程は、前回の試料が次にサンプリングされる試料に混入すること（コンタミネーション）を避けるために非常に重要である。
【０００３】
ニードルの材料としてはステンレス鋼がよく用いられるが、ステンレス鋼は鉄を主材とする合金であるから、ミクロ的に見ればその表面には鉄が露出しており、この鉄の化学的性質によりある種の試料成分が鉄の部分に吸着される。例えば、塩基性物質はその水酸基がステンレス鋼表面の鉄に引き寄せられるため、化学的な吸着現象が起きやすい。一旦化学吸着された試料成分は有機溶剤系の洗浄剤で物理的に洗っても容易には除くことができない。ニードルの表面に吸着されて洗浄後も残留する試料成分が、次に分析する試料をサンプリングする際にその一部が試料中に混入し、僅かではあるがコンタミネーションを惹き起こすことになる。
【０００４】
そこで、この僅かなコンタミネーションを防止するために、ニードルの外側表面を貴金属層や合成樹脂被膜、又は石英薄膜などで被覆し、化学的な吸着現象を起きにくくする方法がとられている（特許文献１参照。）。
【０００５】
しかし、貴金属層や合成樹脂被膜、又は石英薄膜などで被覆したニードルの外側表面にその被覆が原因で凹凸が生じることがあり、化学的な吸着現象が起こりにくくなってもその凹凸に液が入り込んでしまい、コンタミネーションやキャリーオーバーの原因となる。そこで本発明者らは、ニードル外側表面を研磨してニードル外側の表面粗さを小さくすることで、ニードル外側表面の凹凸によるコンタミネーションやキャリーオーバーを防止することを提案している（特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２２８６６８号公報
【特許文献２】特開２００５−２８３４５３号公報
【特許文献３】特許第４１５５２１８号
【特許文献４】特開２００６−３４２３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、ニードル外側の表面粗さを小さくすることで、コンタミネーションやキャリーオーバーを抑制することができる。ところが、ニードル外側の表面粗さを小さくしても、分析流路の移動相の流量が例えば０.２ｍｌ／ｍｉｎ以下の微小な流量まで小さくなってくると測定結果にコンタミネーションやキャリーオーバーの影響が現れていることがわかった。
【０００７】
そこで本発明は、分析流路を流れる移動相の流量が低流量であってもコンタミネーションやキャリーオーバーの影響を小さくできるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明が対象としているオートサンプラは、ニードルが流路の先端に取りつけられて試料容器と分析流路の試料注入ポートの間を移動可能に支持されており、ニードルが試料容器から吸入した試料の全量を再び前記ニードルから試料注入ポートを介して分析流路に注入する全量注入方式であり、特に分析流路中を０.２ｍｌ／ｍｉｎ以下の流量で移動相を流して低流量・高感度測定を行なう場合に用いるものである。ニードルは内径が例えば０.４ｍｍ程度と細く、かつ全量注入方式では高圧がかかるために一定の肉厚、例えば０.３ｍｍ程度（外径が１.０ｍｍ程度）を有するものである。このような内外径の小さい金属製のニードルは、外径１.０ｍｍの円柱の中心に機械加工で孔をあけて作るということが困難であるため、一般的に、大きい内外径のパイプの外側からダイスで圧力を加えて絞りながら引き抜き、その後、硬化したパイプを焼鈍するという工程を複数回繰り返し行なうことによって形成している。
【０００９】
本発明者は、注入流量が低流量の高感度測定の場合に測定結果がコンタミネーションやキャリーオーバーの影響を受けるのは、上記のニードル製造方法にあることを見出した。すなわち、上記の製造方法では、最終の内外径寸法に仕上がった段階で、ニードル内の流路表面にその引き抜き方向と一致する方法のシワができてしまうことがある。そしてそのシワに一度吸引した液体試料が残存し、次の分析の吐出時に一緒に吐出されてコンタミネーションやキャリーオーバーが発生するのである。それでもニードル内部を流れる流体流量が大きい場合には、流路内に液体が残存しにくいので問題にはならなかったが、ニードル内部を流れる液体の流量が小さくなってくると流路内に液体が残存しやすくなって問題が顕在化したのである。
【００１０】
そこで本発明のオートサンプラでは、ニードルが流路の先端に取りつけられて試料容器と分析流路の試料注入ポートの間を移動可能に支持されており、ニードルが試料容器から吸入した試料の全量を再び前記ニードルから試料注入ポートを介して分析流路に注入する全量注入方式であり、分析流路はその試料注入ポートの下流に高圧カラムが接続された高速液体クロマトグラフの分析流路であり、ニードルはその内面に機械的研磨が施されていることを特徴とするものである。ニードル内部の流路表面に機械的研磨が施されているようにした。これにより、極細ニードルの製造方法に由来するニードル内流路表面のシワが滑らかになり、そこに液体試料が残存しにくくなる。なお、機械的研磨されたニードル内流路の表面粗さＲａは、例えば０.２μｍ以下である。
【００１１】
ニードルの内面を研磨することについては特許文献３にも記載がある。該文献には、ニードルの直管部と縮径部との表面粗さ比率を調節することによりニードル内部に乱流が発生しやすいようにして、ニードル内部の洗浄効率を高めることが記載されている。ここでのニードル内面研磨は、ニードルの直管部と縮径部との表面粗さ比率を調節するために行われるのであり、ニードルの流路内のシワを滑らかにするためのものではない。また、該文献は分注器を対象としており、本発明のような低流量の全量注入方式オートサンプラを対象としていない。分注器では大気圧下の対象物に吐出するので圧力はかからない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の全量注入方式のオートサンプラは、ニードルの内面に機械的研磨が施されているので、ニードル内の流路における液体試料の残存を抑制でき、コンタミネーションやキャリーオーバーの発生を抑制して、低流量・高感度測定を行なう液体クロマトグラフの分析精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に一実施例を説明する。
図２は、一実施例の液体クロマトグラフ用オートサンプラの流路構成の要部を示したものである。分析すべき試料液は多数のバイアル（小容量試料ビン）８に予め封入して、ラック８ａ上に配列されている。このバイアル８から試料を採取するニードル７は、ループ状の可撓管６（以下、ループと記す）によりインジェクタバルブ１に連結されている。ニードル７はまた、図示しない駆動機構に保持されて、バイアル８、洗浄ポート９及びインジェクションボート５の間をプログラムに従って自在に移動することができる。
【００１４】
バルブ２は、回転式の６ポジションバルブで、プランジャ３により吸入吐出される液体の流路を切り換えるものである。プランジャ３は機械力によって往復運動するように構成されている。
インジェクタバルブ１は、液体クロマトグラフ装置１０に配管で連結されており、その移動相液体の流れの中に試料液を導入するものである。
【００１５】
このように構成された分析用オートインジェクタによる試料注入の操作シーケンスの一例を以下に説明する。
（１）インジェクタバルブ１はポートｅ−ｄが連通するポジションにして、バルブ２は図に示すようにポート０−ｂが連通するポジションにおいて、ニードル７をバイアル８に挿入し、プランジャ３を引いて所定量の試料液を吸引する。吸引した試料液はループ６内に留まり、バルブ２やプランジャ３までは至らない。
（２）ニードル７をバイアル８から抜き、インジェクションボート５に移動させる。
（３）インジェクタバルブ１を動作させて図の状態にし、ループ６内の試料を移動相液体の流路中に導入してカラム１１へ導いた後、インジェクタバルブ１のポートｂ−ｃが直通するポジションにして液体クロマトグラフの分析が開始される。
（４）ニードル７を洗浄した後、次に分析すべき試料の入ったバイアル８まで移動させた後、上記の（１）〜（３）の操作を繰り返す。
【００１６】
図１は同実施例におけるニードルを示す図である。
ニードル７は、限定的ではないが寸法の一例を示すと、直管部の外径Ｄ１が１．０５ｍｍ、流路７ａの内径０．４ｍｍで、先端に直径Ｄ２が０．６５ｍｍの平坦な先端面を持つ平頭形のニードルである。母材はステンレス鋼で製作され、その外側表面に厚さ数・ｍ〜数十・ｍの白金鍍金層が施され、さらに鍍金後の表面に研磨が施されて表面粗さが小さくされている。表面粗さは、平均粗さＲａが０．０１μｍであり、最大粗さ１０点の平均粗さＲｔｍが０．１μｍであった。ニードル表面に研磨が施されているのは、特許文献３に開示されているように、ニードル表面に付着した試料や洗浄液によるコンタミネーションを防止するためである。ニードル表面の研磨方法としては、砥粒を用いた機械研磨、具体的には砥粒を研磨布につけて手作業で研磨する方法が挙げられる。
【００１７】
なお、この実施例ではニードル７の外側表面に鍍金と研磨が施されているが、本発明のオートサンプラに用いられるニードルはこれに限定されるものではなく、これらの処理が施されていないものであってもよい。
【００１８】
ニードル７内部の流路７ａ表面に機械的研磨が施されており、その表面粗さＲａは例えば０.２μｍ以下になっている。流路７ａ表面の研磨方法としては、砥粒を塗布した例えば特許文献４に開示されているような極細ワイヤをニードル７の穴に通して往復運動させる方法が挙げられる。図３は研磨が施されていないニードル内の流路表面（左側）と研磨が施されたニードル内の流路表面（右側）の様子を示す画像である。図４はそれらの流路表面の周方向の凹凸状態を示すグラフであり、（Ａ）は流路表面研磨を施していないニードル、（Ｂ）は流路表面研磨を施したニードルである。
【００１９】
図５は液体クロマトグラフの分析流路に試料を注入したときのクロマトグラムの一例である。図６は図５のような試料の測定を行なった後にブランク液を注入して測定したときのクロマトグラムであり、（Ａ）は流路表面研磨を施していないニードルを使用した場合、（Ｂ）は流路表面研磨を施したニードルを使用した場合である。
【００２０】
なお、この実験における液体クロマトグラフの設定条件は以下の通りである。
移動相：水／メタノール＝７／３
移動相送液流量：０．２ｍＬ／ｍｉｎ
試料：カフェイン２０００ｍｇ／Ｌ水溶液
注入量：５μＬ
洗浄液：水／メタノール＝７／３
カラム：直径２ｍｍ、長さ１００ｍｍの島津ＸＲ−ＯＤＳ（II）を２本直列接続
カラムオーブン温度：４０℃
検出波長：２７２ｎｍ
【００２１】
図６（Ａ），（Ｂ）を比較すればわかるように、上記設定条件のように、低流量・高感度測定では、流路表面研磨を施していないニードルを用いた（Ａ）の測定では、その前に行なった測定の試料がニードル内に残存してピークとして現れているのに対し、流路表面研磨を施したニードルを用いた（Ｂ）の測定では（Ａ）のようなピークが検出されなかった。ピーク面積値からコンタミネーションの割合を算出すると、流路表面研磨を施していないニードルを用いた測定では約０.００４％のコンタミネーションが検出され、流路表面研磨を施したニードルを用いた測定ではコンタミネーションが検出されなかった。
【００２２】
以上から、内部流路表面が機械的研磨されたニードルを用いることにより、低流量・高感度の測定においても従来のニードルを用いた場合よりもコンタミネーションの影響を低減することができ、液体クロマトグラフの分析精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例のオートサンプラのニードルを示す断面図である。
【図２】本発明が適用される一例としての液体クロマトグラフ用オートサンプラの流路構成の要部を示す図である。
【図３】研磨が施されていないニードル内の流路表面（左側）と研磨が施されたニードル内の流路表面（右側）の様子を示す画像である。
【図４】ニードル内部の流路表面の周方向の凹凸状態を示すグラフであり、（Ａ）は流路表面研磨を施していないニードル、（Ｂ）は流路表面研磨を施したニードルである。
【図５】液体クロマトグラフの分析流路に試料を注入したときのクロマトグラムの一例である。
【図６】試料の測定を行なった後にブランク液を流して測定したときのクロマトグラムであり、（Ａ）は流路表面研磨を施していないニードルを使用した場合、（Ｂ）は流路表面研磨を施したニードルを使用した場合である。
【符号の説明】
【００２４】
７      ニードル
７ａ    ニードル内流路
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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