(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニードルによって試料容器から採取した液体試料の全量を液体クロマトグラフの移動相流路に導入するための液体試料導入装置であって、
a) 前記ニードルの基端に繋がる流路に接続された計量ポンプと、
b) 洗浄液を貯留し、前記ニードルの先端の外周面を前記洗浄液で洗浄するための洗浄ポートと、
c) 前記ニードルの先端を、試料容器内と、前記移動相流路に設けられた試料注入ポートと、前記洗浄ポートと、液体試料と移動相のいずれとも反応しない所定の流体が存在する領域の間で移動させるためのニードル移動機構と、
d) 液体試料を前記試料注入ポートへ注入する前に、まず、前記ニードル移動機構を動作させて前記先端を前記領域に移動させ、前記計量ポンプを動作させて該先端から前記所定の流体を吸引し、次に、該ニードル移動機構を動作させて該先端を該試料容器に挿入し、該計量ポンプを動作させて該先端から該試料容器内の液体試料を所定量吸引する制御部と
を備え、
前記制御部が、前記液体試料の吸引後に前記ニードル移動機構を動作させて前記先端を前記領域に移動させ、次に前記計量ポンプを動作させて該先端から前記所定の流体を再度吸引し、その後、前記ニードル移動機構を動作させて前記先端を前記洗浄ポートに挿入することを特徴とする液体試料導入装置。
【請求項２】
前記所定の流体が空気又は水であることを特徴とする請求項１に記載の液体試料導入装置。
【請求項３】
前記所定の流体の再度の吸引を行うか否かをオペレータが指示するための吸引指示入力手段を備え、
前記制御部が、前記吸引指示入力手段に再度の吸引指示が入力されたときのみ、前記計量ポンプを動作させて前記所定の流体を再度吸引することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体試料導入装置。
【請求項４】
前記所定の流体の吸引量をオペレータが入力するための吸引量入力手段を備え、
前記制御部が、前記所定の流体を吸引する際に、前記吸引量入力手段に入力された吸引量だけ吸引するように前記計量ポンプを動作させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体試料導入装置。
【請求項５】
ニードルによって試料容器から採取した液体試料の全量を液体クロマトグラフの移動相流路に導入するための液体試料導入方法であって、液体試料を前記移動相流路に設けられた試料注入ポートへ注入する工程の前に、
a) 前記ニードルの先端を液体試料と移動相のいずれとも反応しない所定の流体が存在する領域に移動させ、該先端から該所定の流体を吸引する工程と、
b) 前記吸引後、前記先端を試料容器に挿入し、該先端から該試料容器内の液体試料を所定量吸引する工程と、
c) 前記液体試料の吸引後、前記先端を前記領域に移動させ、該先端から前記所定の流体を再度吸引する工程と、
d) 前記所定の流体の再吸引後、前記先端を洗浄液を収容した洗浄ポートに挿入する工程と、
を有することを特徴とする液体試料導入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定量の液体試料を採取し、その全量を液体クロマトグラフの移動相流路に導入するための液体試料導入装置及び液体試料導入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体クロマトグラフを用いた分析では、複数の液体試料を順次自動的にカラムに導入するために液体試料導入装置（オートサンプラ）が使用される。このような液体試料導入装置には大別して２種類の注入方式がある。一つは、試料瓶から採取された液体試料の一部を移動相流路に注入する部分注入方式であり、もう一つは、試料瓶から採取された液体試料の全量を移動相流路に注入する全量注入方式である。
【０００３】
部分注入方式では、液体試料をニードルで採取し、それを試料注入ポートからサンプルループに導入し、サンプルループ内に保持された所定量の液体試料だけを移動相で押し流してカラムに送り込む。ニードルで液体試料を採取する際には、ニードル内に満たされていた洗浄液に液体試料が接し、液体試料が部分的に希釈されることがある。ニードル内で液体試料の濃度が部分的に異なると、部分注入方式では、液体試料のどの部分をカラムに送るかによって定量分析の結果にばらつきが生じる。
【０００４】
全量注入方式では、計量ポンプを用いて所定量の液体試料をニードルで採取し、ニードル先端を試料注入ポートに接続した状態でニードル基端側からニードル内に移動相を流し込み、採取された液体試料の全量をカラムに送り込む。前回の分析後に次の液体試料を採取する際のニードル内の様子を詳しく説明すると、ニードル内には前回の分析時に流入した移動相が残留しており、ニードルの内部はその先端まで移動相で満たされている。従来の装置では、その状態のニードルを試料瓶に挿入して新たな液体試料を吸引する。このとき、ニードル内では、吸引された液体試料が移動相に接するため、試料の一部がその界面より移動相に拡散する。この拡散によって界面付近では試料濃度が低下するが、全量注入方式では採取された液体試料の全量をカラムに送り込むため、ニードル内で試料濃度が部分的に低下しても、それが定量分析結果のばらつきの原因にはならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】WO 2009/041441 A1
【特許文献２】WO 2009/041442 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
液体クロマトグラフを用いた分析では、液体試料としては分析対象の物質を溶媒に溶解させたものが一般に用いられる。この溶媒には分析対象の物質や分析条件等に応じて、有機溶媒や水、それらの混合液等の様々なものが使用される。また、試料によっては僅かなｐＨの変動によってカラムでの成分分離の再現性が得られないことがあり、そのような場合にはｐＨを一定に保つために緩衝液が用いられることもある。移動相についても液体試料の性質や分析条件等に応じて、上記溶媒と同様に様々なものが使用される。従って、液体試料の溶媒と移動相については様々な組合せが考えられる。
【０００７】
従来の全量注入方式の液体試料導入装置では、ニードル内で液体試料と移動相が接するため、液体試料の溶媒と移動相の組合せによっては、それらが反応して界面で結晶等が析出することがある。特に、液体試料の溶媒と移動相のうちの一方が高濃度の有機溶媒で、他方が高濃度の緩衝液の場合に析出が起こりやすい。このように生成された析出物によって、ニードルの流路詰まりが生じたり、以前の分析成分が次の分析に持ち越されて検出される、いわゆるキャリーオーバーが発生したりすることがある。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ニードルの流路詰まりや分析成分のキャリーオーバーの発生を防ぐことができる全量注入方式の液体試料導入装置及び液体試料導入方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために成された本発明に係る液体試料導入装置は、
ニードルによって試料容器から採取した液体試料の全量を液体クロマトグラフの移動相流路に導入するための液体試料導入装置であって、
a) 前記ニードルの基端に繋がる流路に接続された計量ポンプと、
b) 洗浄液を貯留し、前記ニードルの先端の外周面を前記洗浄液で洗浄するための洗浄ポートと、
c) 前記ニードルの先端を、試料容器内と、前記移動相流路に設けられた試料注入ポートと、前記洗浄ポートと、液体試料と移動相のいずれとも反応しない所定の流体が存在する領域の間で移動させるためのニードル移動機構と、
d) 液体試料を前記試料注入ポートへ注入する前に、まず、前記ニードル移動機構を動作させて前記先端を前記領域に移動させ、前記計量ポンプを動作させて該先端から前記所定の流体を吸引し、次に、該ニードル移動機構を動作させて該先端を該試料容器に挿入し、該計量ポンプを動作させて該先端から該試料容器内の液体試料を所定量吸引する制御部と
を備え、
前記制御部が、前記液体試料の吸引後に前記ニードル移動機構を動作させて前記先端を前記領域に移動させ、次に前記計量ポンプを動作させて該先端から前記所定の流体を再度吸引し、その後、前記ニードル移動機構を動作させて前記先端を前記洗浄ポートに挿入することを特徴とする。
【００１０】
また、上記課題を解決するために成された本発明に係る液体試料導入方法は、
ニードルによって試料容器から採取した液体試料の全量を液体クロマトグラフの移動相流路に導入するための液体試料導入方法であって、液体試料を前記移動相流路に設けられた試料注入ポートへ注入する工程の前に、
a) 前記ニードルの先端を液体試料と移動相のいずれとも反応しない所定の流体が存在する領域に移動させ、該先端から該所定の流体を吸引する工程と、
b) 前記吸引後、前記先端を試料容器に挿入し、該先端から該試料容器内の液体試料を所定量吸引する工程と、
c) 前記液体試料の吸引後、前記先端を前記領域に移動させ、該先端から前記所定の流体を再度吸引する工程と、
d) 前記所定の流体の再吸引後、前記先端を洗浄液を収容した洗浄ポートに挿入する工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る液体試料導入装置及び液体試料導入方法では、液体試料を採取する前に、ニードルの先端を液体試料と移動相のいずれとも反応しない所定の流体（例えば空気や水等）が存在する領域に移動させ、その先端から所定の流体を吸引する。その後、その先端を試料容器に挿入し、試料容器内の液体試料を所定量吸引する。これにより、ニードル内にて、前回の分析時に流入して残留していた移動相と新たに吸引された液体試料の間に上記所定の流体の層が形成される。そのため、ニードル内で移動相と液体試料が接することがない。従って、液体試料の溶媒と移動相の反応による析出物の生成を防ぐことができ、析出物による流路詰まりやキャリーオーバーの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例であるオートサンプラの概略構成図。
【図２】オートサンプラ動作中のニードルの位置を説明する図であり、(ａ)は空気吸引時、(ｂ)は試料吸引時、(ｃ)は再度の空気吸引時、(ｄ)は洗浄時、(ｅ)は試料注入時のニードル位置をそれぞれ示す図である。
【図３】試料採取時のニードル先端を説明する図であり、(ａ)は空気が吸引された状態での断面図、(ｂ)は液体試料が吸引された状態での断面図、(ｃ)は再び空気が吸引された状態での断面図、(ｄ)は洗浄液に浸漬された状態での断面図である。
【図４】空気の代わりに所定の液体を導入可能なオートサンプラの主要部の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施例である液体試料導入装置及び液体試料導入方法について図面を参照して説明する。本実施例の液体試料導入装置であるオートサンプラ３はバイアル１５内の液体試料を全量注入方式によって液体クロマトグラフの移動相流路に導入するためのものである（図１参照）。
【００１４】
高圧の移動相が流れる移動相流路には高圧バルブ４が設けられている。高圧バルブ４は６つのポート４ａ〜４ｆを有する回転式の流路切換バルブであり、各ポートの接続状態を図１中の実線又は点線の２つの状態に切換可能なものである。上記移動相流路から独立した流路には低圧バルブ５が設けられている。低圧バルブ５は７つのポート５ａ〜５ｇを有する回転式の流路切換バルブであり、バルブの回転位置によって、計量ポンプ６が接続された中央の共通ポート５ｇをその周囲の６つのポート５ａ〜５ｆのいずれかに接続したり、ポート５ａ〜５ｆの中の隣接する２つのポートを選択的に接続したりすることができる。
【００１５】
高圧バルブ４のポート４ｃには液体クロマトグラフの送液ユニット１へ繋がる流路が、ポート４ｂには液体クロマトグラフのカラム２へ繋がる流路がそれぞれ接続される。ポート４ｄにはサンプルループ７を介してニードル９へ繋がる流路が接続される。ポート４ａには試料注入ポート１０へ繋がる流路が接続される。ポート４ｆにはドレインバルブ１３へ繋がる流路が接続される。ポート４ｅには低圧バルブ５のポート５ｆへ繋がる流路が接続される。
【００１６】
低圧バルブ５のポート５ｅには、ニードル９先端を洗浄液で洗浄するための洗浄ポート８へ繋がる流路が接続される。ポート５ａには計量ポンプ６へ繋がる流路が接続される。ポート５ｂ、５ｃ、５ｄには、洗浄ポート８へ供給される洗浄液を収容した洗浄液容器へ繋がる流路が接続される。なお、ポート５ｂ、５ｃ、５ｄには、それらのうちの一つのみに洗浄液容器を繋げてもよいが、図１に示すように異なる洗浄液を各々収容した洗浄液容器１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを繋げることが望ましい。これにより、液体試料の種類等に応じて低圧バルブ５を適宜切換えて、洗浄ポート８へ供給する洗浄液を変更することができる。
【００１７】
ニードル移動機構１６はニードル９を水平方向及び垂直方向に移動させるためのものである。ニードル移動機構１６によりニードル９は、バイアル１５、洗浄ポート８及び試料注入ポート１０の上方の位置まで移動してから垂直方向に移動して、それぞれに挿入される。
【００１８】
制御部１１は所定のプログラムに基づいて高圧バルブ４、低圧バルブ５、計量ポンプ６及びニードル移動機構１６の動作を制御するものであり、例えばファームウェアによって動作するオートサンプラ制御用のマイクロコンピュータや、オートサンプラだけでなく液体クロマトグラフの制御も行う液体クロマトグラフ用システムコントローラやワークステーション等である。制御部１１には、オペレータが液体試料や後述する空気の吸引量等の各種パラメータを入力するための入力部１２が接続されている。
【００１９】
上記装置における試料導入時の基本的な動作シーケンスを説明する。まず、制御部１１が高圧バルブ４及び低圧バルブ５を動作させ、各バルブを図１中の実線で示す状態に切換える。次に、ニードル移動機構１６を動作させて、ニードル９の先端を試料注入ポート１０、洗浄ポート８及びバイアル１５から離すことにより、その先端を空気が存在する領域に移動させる（図２(ａ)参照）。このとき、ニードル９内には前回の分析時に流入した移動相Ｍが残留しており、ニードル９の内部はその先端まで移動相Ｍで満たされている。その状態で計量ポンプ６のプランジャを引くことにより、計量ポンプ６からニードル９に至る流路中に満たされている移動相Ｍを吸引し、ニードル９の先端に空気を導入し、第１の空気層Ａ１を形成する（図３(ａ)参照）。このとき、上記プランジャの移動量は、予めオペレータにより入力部１２に入力された空気吸引量に基づいて設定される。なお、空気の成分が液体試料と反応する場合には、その反応を防ぐために、ニードル９の移動領域を液体試料と移動相のいずれとも反応しない気体（例えば不活性ガス等）で満たし、空気の代わりにそのガスをニードル９内に導入してもよい。
【００２０】
次に制御部１１はニードル移動機構１６を動作させ、ニードル９の先端を、分析対象の液体試料が収容されたバイアル１５に挿入する（図２(ｂ)参照）。その状態で計量ポンプ６のプランジャを更に引き、予め設定されていた量の液体試料Ｓをニードル９先端から吸引する（図３(ｂ)参照）。このとき、ニードル９内では、前回の分析時に流入して残留していた移動相Ｍと新たに吸引された液体試料Ｓの間に第１の空気層Ａ１が存在するため、移動相Ｍと液体試料Ｓが接しない。これにより、液体試料Ｓと移動相Ｍの反応による析出物の生成を防ぐことができ、析出物による流路詰まりやキャリーオーバーの発生を防止することができる。なお、図３(ｂ)では少量の液体試料Ｓを採取し、それをニードル９の先端のみに充填させた例を示しているが、より多くの液体試料Ｓを採取し、それをニードル９及びサンプルループ７の内部に充填させてもよい。
【００２１】
次に制御部１１はニードル移動機構１６を動作させ、ニードル９の先端をバイアル１５の外に出すことにより、その先端を空気が存在する領域に移動させる（図２(ｃ)参照）。次に計量ポンプ６のプランジャを引き、ニードル９の先端に再び空気を吸引し、第２の空気層Ａ２を形成する（図３(ｃ)参照）。その後、ニードル移動機構１６を動作させ、ニードル９の先端を洗浄ポート８に貯留された洗浄液Ｃに浸漬させ（図２(ｄ)参照）、ニードル９先端の外周面に付着した液体試料を洗浄する。このとき、ニードル９内の液体試料Ｓと洗浄液の間には第２の空気層Ａ２が介在するため、洗浄ポート８内で液体試料Ｓと洗浄液Ｃが接しない（図３(ｄ)参照）。
【００２２】
上記洗浄後、制御部１１はニードル移動機構１６を動作させ、ニードル９を試料注入ポート１０に挿入する（図２(ｅ)参照）。そして、高圧バルブ４を図１中の点線で示す状態に切り換え、送液ユニット１からサンプルループ７やニードル９に移動相Ｍを流し込み、サンプルループ７やニードル９に保持されていた液体試料Ｓの全量をカラム２に送り込む。
【００２３】
なお、上記実施例は一例であって、本発明の趣旨に添って適宜変形や修正を行えることは明らかである。例えば、液体試料Ｓの吸引後に空気を再度吸引して液体試料Ｓの下流側（ニードル先端側）に第２の空気層Ａ２を形成することは行わなくてもよい。ただし、液体試料が低粘度であったり高揮発性であったりする場合には、採取された液体試料Ｓがニードル先端から漏れ出してニードル先端の外周面に広がりやすいため、上記実施例のように液体試料Ｓの吸引後に空気を再度吸引して第２の空気層Ａ２を形成することが望ましい。これにより、液体試料Ｓの漏れ出しを防ぐことができる。
【００２４】
制御部１１は、オペレータによって空気の再度の吸引指示が入力部１２に入力されたときのみ、計量ポンプ６を動作させて再度の吸引を行ってもよい。これにより、オペレータは入力部１２を操作するだけで、液体試料Ｓの下流側に第２の空気層Ａ２を形成させるか否かを、液体試料の種類等に応じて任意に選択することができる。
【００２５】
ニードル９内には、空気等の気体の代わりに、液体試料Ｓと移動相Ｍのいずれとも反応しない液体（例えば水等）を導入してもよい。この場合には、図４に示すように、上記液体が貯留された液体導入ポート１７にニードル９先端を挿入し、空気の代わりにその液体を吸引する。これにより液体試料Ｓと移動相Ｍの間には空気層の代わりに上記液体の層が形成され、液体試料Ｓと移動相Ｍが接することを防止することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１…送液ユニット
２…カラム
３…オートサンプラ
４…高圧バルブ
５…低圧バルブ
６…計量ポンプ
７…サンプルループ
８…洗浄ポート
９…ニードル
１０…試料注入ポート
１１…制御部
１２…入力部
１３…ドレインバルブ
１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ…洗浄液容器
１５…バイアル
１６…ニードル移動機構
１７…流体導入ポート
【図１】
0005471846.tif 000002
【図２】
0005471846.tif 000003
【図３】
0005471846.tif 000004
【図４】
0005471846.tif 000005