(57)【要約】【課題】  液体クロマトグラフにおける精密な分析を可能にする、脱気装置及び脱気方法を提供すること。【解決の手段】  脱気チューブを内部に有したチャンバーと、前記チャンバー内を減圧状態にするための真空ポンプとを備えた、液体クロマトグラフ装置用脱気装置において、液体クロマトグラフによる分析作業時と、前記作業を行なっていない時とで前記真空ポンプの動作を切り替えることで、移動相中に溶存する気体を脱気する方法、及び前記方法を用いた装置により、前記課題を解決することができた。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱気チューブを内部に有したチャンバーと、
前記チャンバー内を減圧状態にするための真空ポンプと、
前記真空ポンプを制御する制御手段を備えた、液体クロマトグラフ装置用脱気装置において、
前記制御手段により、液体クロマトグラフによる分析作業時と、前記作業を行なっていない時とで、前記真空ポンプの動作を切り替えることを特徴とする、前記脱気装置。
【請求項２】
前記制御手段により、液体クロマトグラフによる分析作業時には前記真空ポンプを連続運転させ、前記作業を行なっていない時は前記真空ポンプを間欠運転させることを特徴とする、請求項１に記載の脱気装置。
【請求項３】
前記制御手段により、液体クロマトグラフによる分析作業時には前記真空ポンプを高速運転させ、前記作業を行なっていない時は前記真空ポンプを低速運転させることを特徴とする、請求項１に記載の脱気装置。
【請求項４】
液体クロマトグラフによる分析作業時における前記チャンバー内の真空度が、前記作業を行なっていない時における前記チャンバー内の真空度よりも高いことを特徴とする、請求項１または２に記載の脱気装置。
【請求項５】
脱気チューブを内部に有したチャンバーと、
前記チャンバー内を減圧状態にするための真空ポンプとを備えた、液体クロマトグラフ装置用脱気装置において、
液体クロマトグラフによる分析作業時と、前記作業を行なっていない時とで前記真空ポンプの動作を切り替えることを特徴とする、移動相中に溶存する気体の脱気方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中に溶存する気体の脱気装置、及び脱気方法に関する。特に、本発明は液体クロマトグラフで使用する移動相中に溶存する気体の脱気装置、及び脱気方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、液体クロマトグラフ装置においては、送液ポンプの送液精度や検出器出力の安定化のため、移動相中に溶存する気体を脱気して使用する。脱気方法には、移動相溶液が入った容器を送液ポンプ入口にセットする前に、予め脱気を行なうオフライン脱気と、少なくとも液体クロマトグラフによる分析作業中、常時脱気を行なうオンライン脱気とに大別される。しかしながら、オフライン脱気は、容器を送液ポンプ入口にセットした後に移動相中への気体の再溶解が起こるため、液体クロマトグラフにおいて精密な分析が求められる場合は、オンライン脱気が好ましい。中でも、ガス透過性材料からなる脱気チューブを内部に有したチャンバーと、前記チャンバー内を減圧状態にするための真空ポンプとを備えた、真空式のオンライン脱気装置は、移動相の容器形状などに制限がない、混合溶媒（特に揮発性溶媒を含む溶媒）の組成が変化しにくい、配管に吸い込まれた気泡を除去することができる、脱気操作に人手がかからないという理由で広く用いられている（特許文献１）。
【０００３】
真空式のオンライン脱気装置は、前述したように、脱気チューブを内部に有したチャンバーと、前記チャンバー内を減圧状態にするための真空ポンプから構成されており、前記真空ポンプで前記チャンバー内を減圧状態にし、前記減圧状態のもとで移動相を前記脱気チューブ内に流通させることで脱気を行なう。真空式のオンライン脱気装置の場合、移動相中に溶存する気体の脱気度は、前記チャンバー内の真空度と、移動相が前記チャンバー内に滞在する時間に依存する。すなわち、前記真空ポンプを間欠運転したり、送液ポンプの流速を変更すると、移動相中に残存する気体量は変化するため、液体クロマトグラフの検出器出力に揺らぎが生じる要因となる。従って、液体クロマトグラフにおいて精密な分析が求められる場合、前記真空ポンプを連続運転し測定するか、間欠運転に伴う信号のうねりが無視できるくらい、間欠周期に対し大容量の脱気チューブを前記チャンバーに搭載する必要がある。しかしながら、前者の方法では、連続運転に伴うモータの発熱により前記真空ポンプのモータ温度が高くなるため、モータ軸受けの潤滑油やブラシの寿命が低下する。さらに、前記真空ポンプの運転時間や運転速度に比例し、ダイヤフラムや弁などの真空ポンプを構成する部品の消耗が進む。一方、後者の方法は、脱気チューブに残留した移動相の置換作業が煩雑になるため、真空式のオンライン脱気方式の利点である、取り扱いの容易さが失われる。また、脱気チューブ容量の増大に伴い、前記チャンバーが大型となり、コストアップにつながる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３４６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体クロマトグラフにおける精密な分析を可能にする、脱気装置及び脱気方法を提供することが、本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を鑑みてなされた本発明は、以下の発明を包含する：
第一の発明は、脱気チューブを内部に有したチャンバーと、
前記チャンバー内を減圧状態にするための真空ポンプと、
前記真空ポンプを制御する制御手段を備えた、液体クロマトグラフ装置用脱気装置において、
前記制御手段により、液体クロマトグラフによる分析作業時と、前記作業を行なっていない時とで、前記真空ポンプの動作を切り替えることを特徴とする、前記脱気装置である。
【０００７】
第二の発明は、前記制御手段により、液体クロマトグラフによる分析作業時には前記真空ポンプを連続運転させ、前記作業を行なっていない時は前記真空ポンプを間欠運転させることを特徴とする、第一の発明に記載の脱気装置である。
【０００８】
第三の発明は、前記制御手段により、液体クロマトグラフによる分析作業時には前記真空ポンプを高速運転させ、前記作業を行なっていない時は前記真空ポンプを低速運転させることを特徴とする、第一の発明に記載の脱気装置である。
【０００９】
第四の発明は、液体クロマトグラフによる分析作業時における前記チャンバー内部の真空度が、前記作業を行なっていない時における前記チャンバー内部の真空度よりも高いことを特徴とする、第一または第二の発明に記載の脱気装置である。
【００１０】
第五の発明は、脱気チューブを内部に有したチャンバーと、
前記チャンバー内を減圧状態にするための真空ポンプとを備えた、液体クロマトグラフ装置用脱気装置において、
液体クロマトグラフによる分析作業時と、前記作業を行なっていない時とで前記真空ポンプの動作を切り替えることを特徴とする、移動相中に溶存する気体の脱気方法である。
【００１１】
以降、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
本発明は、液体クロマトグラフ装置用脱気装置において、液体クロマトグラフによる分析作業時と、前記作業を行なっていない時とで、前記脱気装置中の真空ポンプの動作を切り替えることを特徴とする。
【００１３】
本発明における、脱気チューブの材質は、ガス透過性を有する材料であれば適宜選択可能であるが、液体クロマトグラフで通常用いられる移動相に対して耐性を有する、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やガス透過性が高い非晶質フッ素ポリマーが通常用いられる。同様に、前記脱気チューブを内部に有したチャンバーの材質は、用いられる移動相に対して耐性を有し、かつガス透過性を有しない材料であれば適宜選択可能であり、通常、大量生産に向くアルミニウムや樹脂が用いられるが、金属腐食性溶媒や樹脂を溶解する溶媒に対してはステンレスが好ましい。
【００１４】
本発明における、真空ポンプの形態は特に限定されることはなく、ＡＣモータ、ＤＣモータ、またはステッピングモータ駆動のダイヤフラムポンプを例示することができる。なお、前記真空ポンプにより作り出されるチャンバー内部の真空度は、ゲージ圧で−５０ｋＰａ以下、好ましくは−８０ｋＰａ以下である。
【００１５】
本発明における、液体クロマトグラフによる分析作業時とは、概ね、移動相が前記チャンバー入り口から試料注入手段まで到着するのに要する時間を試料注入時点より遡った時点から、分析対象物が検出器を通過し終わるまでの時間をいい、前記作業を行なっていない時とは、それ以外の時間のことをいう。
【００１６】
本発明における、前記真空ポンプの動作の切り替え様式としては、
（１）液体クロマトグラフによる分析作業時と、前記作業を行なっていない時、ともに前記真空ポンプを連続運転させるものの、前記真空ポンプの回転速度を変更し前記チャンバー内部の真空度を変更することで、前記真空ポンプの負荷を低減させる方法、
（２）液体クロマトグラフによる分析作業時と、前記作業を行なっていない時、ともに前記真空ポンプを間欠運転させるものの、間欠間隔及び／または前記チャンバー内部の真空度を変更することで、前記真空ポンプの負荷を低減させる方法、
（３）液体クロマトグラフによる分析作業時には前記真空ポンプを連続運転させ、前記作業を行なっていないときは前記真空ポンプを間欠運転させることで、前記真空ポンプの負荷を低減させる方法、
があげられるが、前記真空ポンプの負荷を効率良く低減可能で、かつ液体クロマトグラフによる精密な分析も可能な（１）あるいは（３）の方法が好ましい。なお、液体クロマトグラフによる分析作業を行なっていない時の前記チャンバー内部の真空度は、液体クロマトグラフによる分析作業時の前記チャンバー内部の真空度よりも低くしてもよく、前記方法は、液体クロマトグラフによる精密な分析を可能にしつつ、前記真空ポンプの負荷をより効率良く低減できるため、好ましい。
【００１７】
前記真空ポンプの動作の切り替え様式のうち、連続運転から間欠運転（またはその逆）への切り替え方法の一例として、送液ポンプの駆動に連動して前記真空ポンプを連続運転にし、送液ポンプを停止すると、真空ポンプを間欠運転とする方法があげられる。なお、間欠運転の方法としては、所定の時間が経過する毎に運転の開始と停止を行なう運転方法を採用してもよいし、前記チャンバー内部の真空度が、設定値の上限（真空度として高い）に達したときに停止、設定値の下限（真空度として低い）に達したときに開始する運転方法を採用してもよい。前記真空ポンプのモータの速度は、ＤＣモータの場合はモータ印加電圧で、ステッピングモータの場合はパルス周波数で変更することができる。
【００１８】
本発明における、真空ポンプを制御する制御手段は、動作方法（連続運転または間欠運転）、間欠運転時における間欠周期、モータ速度等を、液体クロマトグラフによる分析作業時か否か、及び／またはチャンバー内部の真空度に応じて制御をする手段である。なお、前記制御手段は前記真空ポンプの内部にあってもよいし、前記真空ポンプとは独立して設置してもよい。さらに、前記制御手段は、送液ポンプといった真空ポンプ以外の他のポンプの制御も同時に行なってもよい。
【００１９】
本発明の脱気装置を備えた、液体クロマトグラフ装置の一態様を図１に示す。チャンバー（１）は真空ポンプ（４）により内部が減圧状態となっている。送液ポンプ（３）により移動相をチャンバー（１）内部にある脱気チューブ（２）に流通させることで、移動相内に溶存する気体を脱気することができる。試料注入手段（１０）により注入された試料は脱気された移動相により分離カラム（１１）に移送され、分離カラム（１１）を通過する間に各成分に分離され、検出器（１２）によって分離された各成分の検出を行なう。制御手段（５）は、前記送液ポンプ（３）、及びチャンバー内部の真空度を測定する圧力ゲージ（９）からの信号を基に、前記真空ポンプ（４）の動作を切り替える。
【００２０】
図１の液体クロマトグラフ装置において、チャンバー（１）入り口から試料注入手段（１０）まで移動相が流れるのにＴ［分］を要する場合、少なくとも分析開始のＴ［分］前から、分析が完了するまでの時間（液体クロマトグラフによる分析作業時）は、真空ポンプ（４）を連続運転させることで、チャンバー（１）内部を一定の高真空度に維持するのが好ましい。一方、液体クロマトグラフによる分析作業を行なわない時、つまり液体クロマトグラフによる分析作業時の前後の時間は、液体クロマトグラフによる分析作業時よりも、移動相内に溶存する気体の脱気度（チャンバー（１）内部の真空度）を厳密に管理する必要がないため、液体クロマトグラフによる分析作業時と同様な真空ポンプ（４）の運転をとる必要はなく、チャンバー（１）内部の真空度を液体クロマトグラフによる分析作業時よりも低くする、及び／または真空ポンプ（４）の運転方法を連続運転から間欠運転に切り替えることで真空ポンプの負荷を低減させるのが好ましい。また、液体クロマトグラフによる分析作業時の前後の時間においては、分離カラム（１１）の安定化及び平衡化させる意味合いで、移動相は送液ポンプ（３）により連続送液するのが好ましいが、移動相を節約するために、液体クロマトグラフによる分析作業を行なわない時は送液ポンプ（３）を停止してもよいし、分離カラム（１１）が平衡化されたと判断した時点で送液ポンプ（３）による移動相の送液を停止してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、液体クロマトグラフ装置用脱気装置において、液体クロマトグラフによる分析作業時と、前記作業を行なっていない時とで、前記脱気装置中の真空ポンプの動作を切り替えて、移動相中に溶存する気体を脱気することを特徴とする。本発明の脱気方法及びそれを利用した脱気装置は、液体クロマトグラフによる分析作業時と比較し、移動相内に溶存する気体の脱気度を厳密に管理する必要のない、液体クロマトグラフによる分析作業を行なっていない時の真空ポンプの負荷を低減させることができるため、従来の脱気方法・脱気装置と比較し、真空ポンプの寿命を延ばす効果が得られる。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが、これらは本発明の一実施形態であり、本発明を限定するものではない。
【００２３】
実施例１
図１の液体クロマトグラフ装置を用いて、連続運転時及び間欠運転時における、検出器出力及び真空ポンプの温度を比較した。
【００２４】
連続運転時は、作業中、制御手段（５）で真空ポンプ（４）を連続運転させることで、チャンバー（１）内部の真空度が−９８．２５ｋＰａ（以降、圧力はゲージ圧で表記）に到達した。一方、間欠運転時はチャンバー（１）内部の真空度が−８４．７５ｋＰａになると真空ポンプ（４）を停止し、−８４．５ｋＰａまで真空度が低下すると真空ポンプ（４）を起動するよう、制御手段（５）で制御した。
【００２５】
精製水を移動相として送液したときの、両運転方法における電気伝導度検出器（１２）出力の変化を図２及び３（図２が連続運転、図３が間欠運転）、真空ポンプ（４）の温度変化を図４に示す。間欠運転時はチャンバー（１）内部の真空度の変動に応じて、検出器（１２）出力が揺らぐ現象が生じる（図３）。一方、チャンバー（１）内部の真空度を一定に保つ連続運転時は前記揺らぎ現象は生じない（図２）。真空ポンプ（４）の温度は、連続運転時が３７℃前後で推移する一方、真空ポンプ（４）を常時運転しない間欠運転時は２５℃前後と連続運転時よりも１０℃以上低く推移している（図４）。
【００２６】
実施例２
図１の液体クロマトグラフ装置を用いて、間欠運転から連続運転に切り替えたときの電気伝導度検出器（１２）出力を確認した（図５）。なお、間欠運転及び連続運転の条件は実施例１と同様であり、間欠運転から連続運転への切り替えは図５の５４００秒の時点で行なった。
【００２７】
間欠運転から連続運転に切り替えた直後は検出器出力が変動し、切り替え後１５０秒経過（図５の５５５０秒の時点）で検出器出力は一定となった。当該運転において、間欠運転時の真空ポンプのＯＮ時間はＯＮとＯＦＦを合わせた時間の１０分の１の時間である。そのため、本発明の脱気方法を採用することにより、液体クロマトグラフ装置の分析精度は維持したまま、真空ポンプの負荷を効率的に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の液体クロマトグラフ装置の一例。
【図２】連続運転時のチャンバー内の真空度及び検出器出力の推移。
【図３】間欠運転時のチャンバー内の真空度及び検出器出力の推移。
【図４】各運転様式における真空ポンプの温度推移。
【図５】間欠運転から連続運転に切り替えたときの真空度及び検出器出力の推移。
【符号の説明】
【００２９】
１  チャンバー
２  脱気チューブ
３  送液ポンプ
４  真空ポンプ
５  制御装置
６  移動相配管
７  真空配管
８  信号線
９  圧力ゲージ
１０  試料注入手段
１１  分離カラム
１２  検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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