(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
希釈液をインジェクターに送出し、該インジェクターで注入した試料を希釈液と共に濃縮カラムに送出し、該カラムで試料を濃縮する微量分析方法において、インジェクターの下流側にミキサーを配置し、該ミキサーを介して試料と希釈液とを混合し、これを濃縮カラムに送出したことを特徴とする微量分析方法。
【請求項２】
希釈液をインジェクターに送出するとともに、所定量の希釈液をインジェクターの下流側に送出し、該希釈液をインジェクターで注入した試料と希釈液とに合流し、これらを濃縮カラムに送出して試料を濃縮する微量分析方法において、希釈液の合流位置またはその下流側にミキサーを配置し、該ミキサーを介して試料と双方の希釈液とを混合し、これを濃縮カラムに送出した請求項１記載の微量分析方法。
【請求項３】
前記ミキサーは、内部に複数の螺旋状の通路と、各通路に連通する間隙とを有する請求項１または２記載の微量分析方法。
【請求項４】
希釈液をインジェクターに送出し、該インジェクターで注入した試料を希釈液と共に濃縮カラムに送出し、該カラムで試料を濃縮するとともに、同種または異種の複数の溶出液をグラジェントミキサーを介して混合し、この混合溶出液を濃縮カラムに送出する微量分析方法において、希釈液の合流位置またはその下流側にミキサーを配置し、該ミキサーを介して試料と双方の希釈液とを混合し、これを濃縮カラムに送出するとともに、前記グラジェントミキサーを介して、複数の溶出液を強制的に撹拌するとともに、該撹拌の後に複数の溶出液を流速に応じて撹拌するようにした請求項１記載の微量分析方法。
【請求項５】
前記グラジェントミキサーは、溶出液を強制的に撹拌するダイナミックミキサー部と、流速に応じて撹拌するスタティックミキサー部とを備えた請求項４記載の微量分析方法。
【請求項６】
希釈液をインジェクターに送出し、該インジェクターで注入した試料を希釈液と共に濃縮カラムに送出し、該カラムで試料を濃縮するとともに、分析カラムと検出器との間の分析管に反応試薬を供給可能な反応ミキサーを配置する微量分析方法において、インジェクターの下流側にミキサーを配置し、該ミキサーを介して試料と希釈液とを混合し、これを濃縮カラムに送出するとともに、前記反応ミキサーは内部に複数の螺旋状の通路と、各通路に連通する間隙とを有する請求項１または２記載の微量分析方法。
【請求項７】
前記反応ミキサーを分析管に着脱可能に配置した請求項６記載の微量分析方法。
【請求項８】
微量分析方法が自動車排出ガス中のアルデヒド分析である請求項２記載の微量分析方法。
【請求項９】
試料の分析後に洗浄液を送出し、少なくともミキサーと濃縮カラム系統とを洗浄する請求項８記載の微量分析方法。
【請求項１０】
一端を希釈液に連通し他端を切換弁に接続した送液管と、送液管に介挿し試料を注入するインジェクターと、切換弁に両端を接続した濃縮管と、濃縮管に介挿した濃縮カラムとを備えた液体クロマトグラフにおいて、インジェクターと切換弁との間にミキサーを配置した液体クロマトグラフ。
【請求項１１】
一端を希釈液に連通し他端を切換弁に接続した送液管と、送液管に介挿し試料を注入するインジェクターと、前記切換弁に両端を接続した濃縮管と、濃縮管に介挿した濃縮カラムと、インジェクターを挟んで両端を送液管に接続した希釈管とを備えた液体クロマトグラフにおいて、インジェクターより下流側の送液管と希釈管との接続部または該接続部の下流側にミキサーを配置した請求項１０記載の液体クロマトグラフ。
【請求項１２】
ミキサーは、内面に複数のリード溝を螺旋状に形成した外筒と、周面に複数のリード溝を螺旋状に形成し、かつ前記外筒に挿入可能な内筒とを有する請求項１０または１１記載の液体クロマトグラフ。
【請求項１３】
ミキサーは、外筒のリード溝と、内筒の周面およびリード溝との間に、種々の断面形状および断面積の螺旋状の通路を複数設けた請求項１２記載の液体クロマトグラフ。
【請求項１４】
ミキサーは、内筒の外径を外筒の内径よりも小径に形成し、これら内外筒の間に微小な間隙を形成した請求項１２記載の液体クロマトグラフ。
【請求項１５】
ミキサーは、前記間隙を前記通路に連通可能にした請求項１３または１４記載の液体クロマトグラフ。
【請求項１６】
一端を希釈液に連通し他端を切換弁に接続した送液管と、送液管に介挿し試料を注入するインジェクターと、前記切換弁に両端を接続した濃縮管と、濃縮管に介挿した濃縮カラムと、一端が複数の溶出液導管に連通し他端が切換弁に連通する混合管と、該混合管に介挿したグラジェントミキサーとを備えた液体クロマトグラフにおいて、インジェクターと切換弁との間にミキサーを配置するとともに、前記グラジェントミキサーは、溶出液を強制的に撹拌するダイナミックミキサー部と、流速に応じて撹拌するスタティックミキサー部とを備えた請求項１０記載の液体クロマトグラフ。
【請求項１７】
前記スタティックミキサー部は、前記ミキサーと同一構造である請求項１０乃至１６のうち何れか一項記載の液体クロマトグラフ。
【請求項１８】
一端を希釈液に連通し他端を切換弁に接続した送液管と、送液管に介挿し試料を注入するインジェクターと、前記切換弁に両端を接続した濃縮管と、濃縮管に介挿した濃縮カラムと、インジェクターを挟んで両端を送液管に接続した希釈管と、前記切換弁に接続し、かつ分離カラムと検出器との間に反応試薬を供給可能な反応ミキサーを配置した分析管と、該管を備えた液体クロマトグラフにおいて、インジェクターより下流側の送液管と希釈管との接続部または該接続部の下流側にミキサーを配置するとともに、前記反応ミキサーは内部に複数の螺旋状の通路と、各通路に連通する間隙とを有する請求項１０記載の液体クロマトグラフ。
【請求項１９】
前記反応ミキサーを分析管に着脱可能に配置した請求項１８記載の液体クロマトグラフ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車排出ガス中のアルデヒドの微量分析に好適で、試料と希釈液とを十分に混合し、希釈効率を高めるとともに濃縮効率を向上して、試料の有効利用と分離精度の向上を図り、しかも複数の溶出液またはこれと反応試薬とを十分かつ効率良く混合して、微量成分を高感度に分析できるようにした微量分析方法および液体クロマトグラフに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体クロマトグラフによる試料の微量分析に際しては、一般に試料を大量に注入するとともに、試料を所定濃度に希釈し、濃縮コンディションを整えた上で濃縮過程に送出し、該過程の濃縮カラムで濃縮後、これを溶出して分析カラムで分離するようにしている。
【０００３】
例えば、特開平４ー３５９１４８号公報には、希釈液に連通する送液ラインにインジェクターを接続し、該ラインに二つの三方ジョイントを離間して接続し、これらのジョイント間に希釈ラインを接続する一方、送液ラインの下流に六方切換弁を接続し、該弁の二つのポート間に濃縮ラインを接続するとともに、前記弁に分析ラインと溶出液ラインとを接続し、試料の大量注入時に希釈液を送液ラインと希釈ラインとに供給し、希釈した試料を濃縮カラムで濃縮し蓄積した後、濃縮ラインに溶出液を供給し、前記濃縮した試料を溶出して分析ラインに送出し、これを分析カラムで分離している。
【０００４】
しかし、この分析法は試料と希釈液との混合が不十分のまま濃縮ラインに送出しているため、濃縮カラムの濃縮効率が低く、試料の空費や濃縮時間の増大を招く上に分析カラムでの分離精度が悪く、クロマトグラムのピークがブロードになったり、ピーク高さが低くなって、十分な分析感度を得られない等の問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決し、例えば自動車排出ガス中のアルデヒドの微量分析に好適で、試料と希釈液とを十分に混合し、希釈効率を高めるとともに濃縮効率を向上して、試料の有効利用と分離精度の向上を図り、しかも複数の溶出液またはこれと反応試薬とを十分かつ効率良く混合して、微量成分を高感度に分析できるようにした微量分析方法および液体クロマトグラフを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明は、希釈液をインジェクターに送出し、該インジェクターで注入した試料を希釈液と共に濃縮カラムに送出し、該カラムで試料を濃縮する微量分析方法において、インジェクターの下流側にミキサーを配置し、該ミキサーを介して試料と希釈液とを混合し、試料を一様な濃度に希釈調製して濃縮カラムに送出し、濃縮カラムにおける試料の吸着ないし濃縮効率を向上し、試料の有効利用と分離精度の向上を図り、微量成分を高感度に分析できるようにしている。
【０００７】
請求項２の発明は、希釈液をインジェクターに送出するとともに、所定量の希釈液をインジェクターの下流側に送出し、該希釈液をインジェクターで注入した試料と希釈液とに合流し、これらを濃縮カラムに送出して試料を濃縮する微量分析方法において、希釈液の合流位置またはその下流側にミキサーを配置し、該ミキサーを介して試料と双方の希釈液とを混合し、試料を大量の希釈液で一様な濃度に希釈調製し、これを濃縮カラムに送出して、濃縮カラムにおける試料の吸着ないし濃縮効率を向上し、試料の有効利用と分離精度の向上を図り、試料の大量注入と微量成分の高感度分析を可能にしている。
【０００８】
請求項３の発明は、ミキサーが、内部に複数の螺旋状の通路と、各通路に連通する間隙とを有し、前記通路を介して二次流を強化し、流れと垂直方向の混合を促して、同方向の濃度勾配を維持させるとともに、間隙を介して当該部を移動する液体を近接または離間する通路に進入させ、液体の流速および流量の均一化を図ることで、脈流の影響を軽減し高感度分析を可能にしている。
【０００９】
請求項４の発明は、希釈液をインジェクターに送出し、該インジェクターで注入した試料を希釈液と共に濃縮カラムに送出し、該カラムで試料を濃縮するとともに、同種または異種の複数の溶出液をグラジェントミキサーを介して混合し、この混合溶出液を濃縮カラムに送出する微量分析方法において、希釈液の合流位置またはその下流側にミキサーを配置し、該ミキサーを介して試料と双方の希釈液とを混合し、これを濃縮カラムに送出するとともに、前記グラジェントミキサーを介して、複数の溶出液を強制的に撹拌するとともに、該撹拌の後に複数の溶出液を流速に応じて撹拌するようにして、複数の溶出液を十分かつ効率良く混合し、微量成分を高感度に分析できるようにしている。
【００１０】
請求項５の発明は、前記グラジェントミキサーは、溶出液を強制的に撹拌するダイナミックミキサー部と、流速に応じて撹拌するスタティックミキサー部とを備え、複数の溶出液を十分かつ効率良く混合し得るようにしている。
【００１１】
請求項６の発明は、希釈液をインジェクターに送出し、該インジェクターで注入した試料を希釈液と共に濃縮カラムに送出し、該カラムで試料を濃縮するとともに、分析カラムと検出器との間の分析管に反応試薬を供給可能な反応ミキサーを配置する微量分析方法において、インジェクターの下流側にミキサーを配置し、該ミキサーを介して試料と希釈液とを混合し、これを濃縮カラムに送出するとともに、前記反応ミキサーは内部に複数の螺旋状の通路と、各通路に連通する間隙とを有し、溶出液と反応試薬とを十分かつ効率良くミキシングさせて、それらの反応率を高め、分離感度を向上するようにしている。
【００１２】
請求項７の発明は、反応ミキサーを分析管に着脱可能に配置し、分離感度の調整を簡便に行えるようにしている。
【００１３】
請求項８の発明は、微量分析方法が自動車排出ガス中のアルデヒド分析であり、この種の分析の感度向上と、試料の大量注入による分析の能率向上を図るようにしている。
【００１４】
請求項９の発明は、試料の分析後に洗浄液を送出し、少なくともミキサーと濃縮カラム系統とを洗浄して、不純物成分の現出を防止するとともに、再現性を確保して、不純物を多量に含む自動車排出ガス中のアルデヒド分析に好適にしている。
【００１５】
請求項１０の発明は、一端を希釈液に連通し他端を切換弁に接続した送液管と、送液管に介挿し試料を注入するインジェクターと、切換弁に両端を接続した濃縮管と、濃縮管に介挿した濃縮カラムとを備えた液体クロマトグラフにおいて、インジェクターと切換弁との間にミキサーを配置し、濃縮カラムにおける試料の吸着ないし濃縮効率を向上し、試料の有効利用と分離精度の向上を図り、微量成分を高感度に分析できるようにしている。
【００１６】
請求項１１の発明は、一端を希釈液に連通し他端を切換弁に接続した送液管と、送液管に介挿し試料を注入するインジェクターと、切換弁に両端を接続した濃縮管と、濃縮管に介挿した濃縮カラムと、インジェクターを挟んで両端を送液管に接続した希釈管とを備えた液体クロマトグラフにおいて、インジェクターより下流側の送液管と希釈管との接続部または該接続部の下流側にミキサーを配置し、試料を大量の希釈液で一様な濃度に希釈調製し、これを濃縮カラムに送出して、濃縮カラムにおける試料の吸着ないし濃縮効率を向上し、試料の有効利用と分離精度の向上を図り、試料の大量注入と微量成分の高感度分析を可能にしている
【００１７】
請求項１２の発明は、ミキサーが、内面に複数のリード溝を螺旋状に形成した外筒と、周面に複数のリード溝を螺旋状に形成し、かつ前記外筒に挿入可能な内筒とを有し、これらのリード溝によって二次流を強化し、流れと垂直方向の混合を促して、同方向の濃度勾配を維持させ、精密かつ十分なミキシングを可能にしている。
【００１８】
請求項１３の発明は、ミキサーが、外筒のリード溝と、内筒の周面およびリード溝との間に、種々の断面形状および断面積の螺旋状の通路を複数設け、前記通路を介して二次流を強化するとともに、多様な二次流を形成して、流れと垂直方向の混合を促し、同方向の濃度勾配を維持させて、精密かつ十分なミキシングを可能にしている。
【００１９】
請求項１４の発明は、ミキサーが、内筒の外径を外筒の内径よりも小径に形成し、これら内外筒の間に微小な間隙を形成して、前記通路の他に間隙による流体通路を設け、前記通路と相俟って十分かつ精密なミキシングを可能にしている。
【００２０】
請求項１５の発明は、ミキサーが、前記間隙を前記通路に連通可能にし、間隙を介し当該部を移動する液体を近接または離間する通路に進入させ、液体の流速および流量の均一化を図ることで、脈流の影響を軽減し高感度分析を可能にしている。
【００２１】
請求項１６の発明は、一端を希釈液に連通し他端を切換弁に接続した送液管と、送液管に介挿し試料を注入するインジェクターと、前記切換弁に両端を接続した濃縮管と、濃縮管に介挿した濃縮カラムと、一端が複数の溶出液導管に連通し他端が切換弁に連通する混合管と、該混合管に介挿したグラジェントミキサーとを備えた液体クロマトグラフにおいて、インジェクターと切換弁との間にミキサーを配置するとともに、前記グラジェントミキサーは、溶出液を強制的に撹拌するダイナミックミキサー部と、流速に応じて撹拌するスタティックミキサー部とを備え、複数の溶出液を十分かつ効率良く混合し、微量成分を高感度に分析できるようにしている。
【００２２】
請求項１７の発明は、前記スタティックミキサー部は、前記ミキサーと同一構造に構成し、溶出液の混合精度を高めるとともに、ミキサーの互換性を図り、その製造とメインテナンスの合理化を図れるようにしている。
【００２３】
請求項１８の発明は、一端を希釈液に連通し他端を切換弁に接続した送液管と、送液管に介挿し試料を注入するインジェクターと、前記切換弁に両端を接続した濃縮管と、濃縮管に介挿した濃縮カラムと、インジェクターを挟んで両端を送液管に接続した希釈管と、前記切換弁に接続し、かつ分離カラムと検出器との間に反応試薬を供給可能な反応ミキサーを配置した分析管と、該管を備えた液体クロマトグラフにおいて、インジェクターより下流側の送液管と希釈管との接続部または該接続部の下流側にミキサーを配置するとともに、前記反応ミキサーは内部に複数の螺旋状の通路と、各通路に連通する間隙とを有し、溶出液と反応試薬とを十分かつ効率良くミキシングさせて、それらの反応率を高め、分離感度を向上するようにしている。
【００２４】
請求項１９の発明は、前記反応ミキサーを分析管に着脱可能に配置し、分離感度の調整を簡便に行えるようにしている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を液体クロマトグラフによるグラジェント分析に適用した図示の実施の形態について説明すると、図１は自動車排出ガスに含まれるアルデヒドの分析系を示し、同図において１は液体クロマトグラフのカラムオーブンで、該オーブン１の内部に、カラムスイッチングである回転操作型の六方切換弁２が設けられている。
【００２６】
六方切換弁２は外部に連通する６つのポートＰ1 〜Ｐ6 を備え、このうちポートＰ1 に送液管３の一端が接続され、ポートＰ2 とポートＰ5 とに濃縮管４の両端が接続され、またポートＰ3 に分析管５の一端が接続され、ポートＰ4 に混合管６の一端が接続され、ポートＰ6 に排出管７の一端が接続されている。
【００２７】
送液管３の他端は、希釈液収納容器８に収容した水等の希釈液９に連通し、該管３の上流側に希釈液９の送液ポンプ１０が接続されている。希釈液収納容器８と送液ポンプ１０との間には切換弁１１が介挿され、該弁１１に洗浄管１２の一端が接続され、該管１２の他端が洗浄液収容容器１３に収容した洗浄液１４に連通している。
【００２８】
送液ポンプ１０よりも下流側の送液管３には、三方弁１５が接続され、該弁１５の下流側にＤＮＰＨ（２，４ジニトロフェニルヒドラジン）アルデヒド類を含む試料を注入するインジェクター１６が接続されている。
インジェクター１６の下流側には三方弁１７が接続され、該弁１７の直近の下流側に円筒状のミキサー１８が接続されている。
【００２９】
この場合、ミキサー１８を三方弁１７と同位置に配置したり、この両者を一体に構成することも可能であり、そのように構成することで、三方弁１７とミキサー１８との間のデッドボリュームの増大を回避し、流れ方向に垂直な方向の濃度勾配を維持して、精密かつ十分なミキシングを実現できるとともに、部品点数の低減とそれらの取付け作業の手間を軽減する。
【００３０】
ミキサー１８は、液体をその流速に応じて撹拌可能な、いわゆるスタティックミキサーで構成され、これは図２〜図４のように金属製の外筒１９と、該筒１９に挿入可能な金属製の内筒２０とで構成され、このうち外筒１９の内部に、ステンレス製のミキサーチューブ２１が一体に装着されている。
【００３１】
この場合、生体試料（バイオ）分析時に金属製の外筒１９と内筒２０とミキサーチューブ２１とを使用すると、上記試料が析出し変成するので、金属製以外の例えば高硬度の合成樹脂、またはセラミックス、若しくはテフロン製のものを使用することが望ましい。
【００３２】
ミキサーチューブ２１の内面には、リード溝２２が軸方向に沿って螺旋状に形成され、該溝２２は略円弧状断面に形成されていて、そのピッチｐは軸方向に微小量漸減または漸増して形成されている。
【００３３】
内筒２０は円筒状に形成され、その外径ｄはミキサーチューブ２１の内径Ｄよりも小径に形成され、それらの間に試料と希釈液９との混合液の流路となる微小な間隙ｅを形成している。
【００３４】
また、内筒２０の周面にはリード溝２３が軸方向に沿って螺旋状に形成され、該溝２３は略円弧状断面に形成されていて、その溝幅は前記リード溝２２と略等幅に形成され、かつそのピッチＰは前記ピッチｐよりも大きく、軸方向に等ピッチに形成されている。
【００３５】
この場合、リード溝２２のピッチｐを等ピッチに形成し、リード溝２３のピッチＰを軸方向に漸増または漸減してもよく、そのようにすることで内側に不規則なピッチで成形するリード溝２２に比べて、リード溝２３の成形が容易になる。
【００３６】
更には、双方のピッチｐ，Ｐを軸方向に漸増または漸減することも可能であり、そのようにすることで相対するリード溝２２，２３で形成する溶液の通路２４の断面形状および断面積を多様に変化させ、ミキシングの効果と効率を向上することができる。
【００３７】
三方弁１５，１７の間には希釈管２５が接続され、該管２５の上流側に抵抗設定器２６が接続されている。抵抗設定器２６には、種々の管路抵抗を有する複数の抵抗管２７の一端が接続され、それらの抵抗管２７を選択的に切換え可能にしている。
各抵抗管２７の他端は、７つのポートを備えたジョイント２８に接続され、該ジョイント２８に希釈管２５が接続されている。
【００３８】
濃縮管４には濃縮カラム２９が接続され、また分析管５の他端はドレン（排出口）に連通していて、該管５に分析カラム３０が接続され、該カラム３０の下流側に検出器３１が介挿されている。
【００３９】
混合管６の他端にはグラジェントミキサー３２が接続され、該ミキサー３２に複数の溶出液導管３３，３４の下流側端部が接続され、それらの上流側端部が溶出液収納容器３５，３６に収容した異種の溶出液３７，３８に連通している。
【００４０】
グラジェントミキサー３２は、液体を強制的に撹拌可能な、いわゆるダイナミックミキサー部と、液体を流速に応じて撹拌可能な、いわゆるスタティックミキサー部とを一体に組み付け、かつそれらの流路を直列に接続して構成している。このうち、スタティックミキサー部はダイナミックミキサー部の下流側に配置され、またこのスタティックミキサーは、前記ミキサー１８と同一のものが使用されている。
【００４１】
ダイナミックミキサー部は単一の狭小なミキシング室を備え、該室内に回転速度を０〜５００ｒｐｍの範囲で調整可能な撹拌子を有している。
したがって、ダイナミックミキサー部は、撹拌子が零回転のときはスタティックミキサーとして機能する。
【００４２】
実施形態の場合、溶出液３７に１０％ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）が使用され，溶出液３８にＣＨ3 ＣＮ（アセトニトリル）が使用され、これらを各送液ポンプ３９，４０を介して、前記ミキサー３２へ供給可能にしている。
【００４３】
送液ポンプ３９，４０は、種々の分析条件およびグラジェントプログラムに基いて、それぞれの吐出量を制御可能にされ、溶出液３７，３８の所定の混合比を形成可能にしている。
なお、溶出液導管３３，３４のミキサー接続口に、各溶出液３１，３２の逆流を防止する逆止弁を設置することが望ましい。
【００４４】
この他、図において４１は分析カラム３０と、検出器３１との間の分析管５に着脱可能に接続した反応ミキサーで、前記ミキサー１８と同様に構成され、該ミキサー４１は溶出液との反応率を高め分離感度を改善する際に装着される。
反応ミキサー４１には、反応試薬収納容器４２に連通する薬液導管４３が接続され、上記容器４２に収容した反応試薬４４を、送液手段である送液ポンプ４５を介して上記ミキサー４１に供給し、分析管５内を移動する溶出液３７，３８に添加可能にしている。
【００４５】
このように構成した液体クロマトグラフは、三方弁１７の直近の下流側にミキサー１８を配置しているが、分析に悪影響を与えるデッドボリュームの増加を僅少に抑えているから、後述のような十分かつ効率良いミキシング効果を得られる
【００４６】
この場合、ミキサー１８を三方弁１７と同位置に配置したり、この両者を一体に構成すれば、三方弁１７とミキサー１８との間のデッドボリュームが低減され、ミキサー１８による流れ方向に垂直な方向の濃度勾配を維持でき、精密かつ十分なミキシング効果を得られるとともに、部品点数の低減とそれらの取付け作業の手間を軽減する。
【００４７】
次に図１の分析系において、自動車排出ガス中のアルデヒドを分析する場合は、切換弁１１を操作し、送液管３を希釈液９に連通する一方、洗浄管１２を閉塞する。
また、三方弁１５，１７を操作し、送液ポンプ１０とインジェクター１６とミキサー１８とを連通し、希釈管１９の両端を閉塞する。
【００４８】
更に、六方切換弁２を操作し、ポートＰ1 とポートＰ2 、ポートＰ3 とポートＰ4 、ポートＰ5 とポートＰ6 とを、それぞれ連通させる。
このようにすると、送液管３がポートＰ1 ，Ｐ2 を介して濃縮管４に連通し、該管４の下流側端部がポートＰ5 ，Ｐ6 を介して排出管７に連通する。
また、溶出液導管３３，３４がミキサー３２に連通し、混合管６がポートＰ4 ，Ｐ3 を介して分析管５に連通し、検出器３１よりドレインに連絡する。
【００４９】
このような状況の下で送液ポンプ１０を駆動すると、希釈液収納容器８内の希釈液９が汲み上げられ、これが送液管３に導かれてインジェクター１６に送られる。
インジェクター１６では、ＤＮＰＨ（２，４ジニトロフェニルヒドラジン）アルデヒドを含む試料が注入され、これが希釈液９に混入して三方弁１７からミキサー１８に導かれる。
【００５０】
ミキサー１８では、試料と希釈液９との混合液が、ミキサーチューブ２１のリード溝２２と、内筒２０の周面またはリード溝２３とで区画された通路２４に沿って、内筒２０の周囲を螺旋状に移動し、この移動過程で二次流、つまり流れの方向と垂直方向に作用する流れの影響を受けて同方向の混合を促され、同方向における試料の濃度勾配を維持する。
【００５１】
この場合、上記通路２４は図２のように、内筒２０の周囲に多数形成されているから二次流が強化され、上記濃度勾配が維持されるとともに、これらの通路２４は図示のように種々の断面積と断面形状に形成され、その曲率半径を厳密に相違させているから、多様な二次流を得られる。
【００５２】
したがって、上記混合液は、長路に亙り二次流による混合作用を受けて精密にミキシングされ、希釈液９中の試料濃度が均一化するとともに、その流量ないし流速を変化して移動し、多様な二次流によって前記濃度勾配の維持を増進する。
しかも、通路２４を移動する混合液の一部は、間隙ｅを擦り抜けて隣接または離間する他の通路２４に流入し、混合液の流量および流速の一様化を促して、脈流の影響を軽減する。
【００５３】
こうしてミキシングされた混合液は、前記濃度勾配を維持して六方切換弁２に流入し、該切換弁２のポートＰ1 よりポートＰ2 を経て濃縮管４を矢視方向へ移動し、濃縮カラム２９で試料を濃縮し蓄積される。
【００５４】
この場合、混合液は前述のように精密にミキシングされ、試料濃度が均一化されているから、上記カラム２９に試料が効率良く濃縮され、ミキシング不全による試料の濃縮不全や空費を防止する。
濃縮後、混合液は六方切換弁２に戻り、そのポートＰ5 よりポートＰ6 を経て排出管７を移動し、排出される。
【００５５】
一方、前記試料の濃縮と前後して、グラジェントミキサー３２のダイナミックミキサー（図示略）部を駆動し、該ミキサーの撹拌子を回転するとともに、送液ポンプ３９，４０を駆動する。
送液ポンプ３９，４０を駆動すると、溶出液収納容器３５，３６内の溶出液３７，３８が汲み上げられ、これらが溶出液導管３３，３４を経てグラジェントミキサー３２に導かれる。
【００５６】
溶出液３７，３８は、グラジェントミキサー３２内のダイナミックミキサー部で強制的かつ迅速に撹拌されて、スタティックミキサー部へ移動し、該ミキサー部で内筒の周面またはリード溝に沿って、内筒の周面を螺旋状に移動し、この移動過程で二次流、つまり流れの方向と垂直方向の混合を促され、その濃度勾配を維持する。
【００５７】
そして、このダイナミックおよびスタティックミキサー部で十分かつ効率良くミキシングされた後、溶出液３７，３８は混合管６から六方切換弁２に導かれ、そのポートＰ4 よりポートＰ3 を経て分析管５に流出し、分析カラム３０より検出器３１を経て排出される。
【００５８】
このような状況の下で、目的成分がすべて濃縮カラム２９に濃縮されたら、六方切換弁２を切換え、ポートＰ1 とポートＰ6 、ポートＰ2 とポートＰ3 、ポートＰ4 とポートＰ5 とを、それぞれ連通させる。
【００５９】
このようにすると、送液管３がポートＰ1 ，Ｐ6 を介して排出管７に連通し、また混合管６がポートＰ4 ，Ｐ5 を介して濃縮管４に連通し、かつ該管４の下流側端部がポートＰ2 ，Ｐ3 を介して分析管５に連通し、検出器３１よりドレインに連絡する。
【００６０】
このため、希釈液９が送液管３、ポートＰ1 ，Ｐ6 、排出管７を経て排出される。
また、溶出液３７，３８の混合液が混合管６、ポートＰ4 ，Ｐ5 を経て濃縮管４に導かれ、該管４を矢視方向と反対方向へ移動して、濃縮カラム２９で濃縮された試料を溶出し、これを送出する。
溶出された試料は、濃縮管４よりポートＰ2 ，Ｐ3 を経て分析管５に導かれ、分析カラム３０で分離されて、各成分が順次検出器３１に検出される。
【００６１】
この場合、溶出液３７，３８はグラジェントミキサー３２で十分かつ精密にミキシングされ、渾然一体になっている。
また、溶出液３７，３８は流れの方向と垂直方向に濃度勾配を維持して試料を移動させるから、移動相組成を順次変えながら試料を溶離するグラジェント溶離に好適で、特に多成分を含む試料の溶離に有利である。
【００６２】
発明者は上記の点を確認するため、溶出液のミキシングに前記グラジェントミキサー３２を使用し、また従来より一般的に使用されているスタティックミキサー、すなわちコイルバネ状のミキサーチューブ内に多数のビーズ玉を詰めたものを用いて、同一条件の下で分析実験を５回繰り返して行なったところ、図５，６のような結果を得た。
これらの図では分析の結果を重ねて示している。
また、溶出液のミキシングに前記ミキサー３２と、上記従来のスタティックミキサーのみを用いた分析結果を比較したところ、図７のような結果を得た。
図７は両者の結果を縦軸方向にずらせて示している。
【００６３】
このうち、図５は前記グラジェントミキサー３２を使用した実験結果を示し、同図のクロマトグラムは５本とも略等しく、非常に正確にグラジェントが行われていることが確認された。
一方、図６は前記従来のスタティックミキサーのみを用いた実験結果を示し、同図のクロマトグラムは保持時間およびピーク高さともバラツキが大きく、グラジェントの正確性が低いことが確認された。
【００６４】
また、図７ではａ，ｂ部分でのノイズとベースラインに顕著な差異が表われ、従来例ではミキシング不全でノイズが多く表われ、ベースラインが不安定であるのに対し、本発明はノイズが少なくベースラインが安定していて、ミキシングが十分に行われていることが確認された。
【００６５】
一方、前記試料であるアルデヒド類は、自動車排出ガス中に微量しか含まれず、前述のような濃縮によっても所定濃度の試料を容易に得られない。
そこで、実際には試料を大量注入するとともに、試料を更に希釈して所要量の試料を濃縮し分析する方法が採られる。
【００６６】
この場合は、三方弁１５，１７を操作し、送液管３と希釈管２５とを連通させるとともに、抵抗設定器２６を操作し、試料の希釈濃度に対応した抵抗管２７を設定する。実施形態では、希釈管２５の流量を送液管３の約３〜４倍に設定している。
【００６７】
このような状況の下で送液ポンプ１０を駆動すると、希釈液９が送液管３と希釈液管２５に分流し、送液管３を移動する希釈液９にインジェクター１６から試料が注入され、該試料と希釈管２５に分流した希釈液９とが三方弁１７で合流する。
したがって、試料は大量の希釈液９で希釈されるから、仮に試料を溶解させている溶媒の強度が大きい場合でも、該溶媒を希釈液９に置き換えて試料を希釈し得る。
【００６８】
この後、試料と希釈液９はミキサー１８に導かれ、該ミキサー１８で前述のように十分かつ効率良く混合されて濃縮管４に導かれ、濃縮カラム２９で試料が濃縮され蓄積される。
この場合、試料が希釈液９と十分に混合し一様な希釈濃度を維持しているから、試料が濃縮カラム２９のカラム充填材に安定かつ効率良く吸着し、濃縮効率が向上するとともに試料の空費を節減して、濃縮量が増量する。
【００６９】
この後、六方切換弁２を切り換え、前述と同様に濃縮カラム２９に濃縮した試料を溶出液３７，３８で溶出し、これを分析管５へ送り出して分析カラム３０で分離し、検出器３１で所要成分を検出する。
【００７０】
このように本発明は、送液管３と希釈管２５との合流部または合流部直近の下流側にミキサー１８を設け、試料と希釈液９とを十分に混合してから濃縮し分離するようにしたから、これらを合流したまま十分に混合せずに濃縮し分離する方法に比べて、濃縮効率が向上し試料の空費を節減して、濃縮量が増量するとともに、分離の感度が向上する。
【００７１】
発明者は上記ミキサー１８の有無による分離感度の差異を実験で確認したところ、図８のような結果を得た。なお、ミキサー有とミキサー無のクロマトグラムを、便宜上縦軸方向にずらせて表示している。
同図において、ミキサー有のクロマトグラムはミキサー無のものに比べて、ピーク高さが高く、かつピークが鋭く表われ、分離感度が良いことが確認された。
【００７２】
すなわち、本発明は、送液管３と希釈管２５との合流部または合流部直近の下流側に、デッドボリューム増を招くミキサー１８を設けたにも拘らず、デッドボリュームによる格別の不利益が表われず、ミキサー１８によるミキシング効果が顕在して、前述のような種々の利点を有するものである。
なお、上記利点は希釈管２５を用いて試料を大量に注入し希釈する分析法に限らず、送液管３に試料を注入する通常の分析法にも、同様な効果が認められた。
【００７３】
分析終了後、切換弁１１を操作し、洗浄管１２を洗浄液１４に連通させて、送液ポンプ１０を駆動する。
このようにすると、洗浄液１４が送液管３と希釈管２５とを移動し、それらの管内を洗浄するとともに、ミキサー１８や濃縮管４、濃縮カラム２９、分析管５，分析カラム３０を移動して、それらに一時的に吸着した不純物を洗浄し、不純物によるピークの現出を防止するとともに、分析の再現性を確保する。
特に上記洗浄は、不純物が多量に含まれる自動車排出ガス中の成分分析に重要である。
【００７４】
発明者は上記洗浄の有無によるベースラインの差異を実験で確認したところ、図９のような結果を得た。なお、洗浄済と未洗浄のベースラインのクロマトグラムを、便宜上縦軸方向にずらせて図示している。
同図において、洗浄済のベースラインのクロマトグラムは未洗浄のものに比べて、残留成分が殆どなく、再現性が良いことが確認された。
【００７５】
なお、溶出液との反応率を高め分離感度を改善する場合は、分析カラム３０と検出器３１との間の分析管５に反応ミキサー４１を接続し、該ミキサー４１に薬液導管４３を接続し、該管４３を試薬液４４に連通させる。この場合、送液ポンプ４５の代わりにシリンジを用いることも可能である。
このような状況の下で送液ポンプ４５を駆動すると、反応試薬４４が薬液導管４３に導かれて反応ミキサー４１に送られ、分析管５内を移動する溶出液３７，３８に流入して該液と反応する。
【００７６】
この場合、上記ミキサー４１は前記ミキサー１８と同様に構成されているから、コイルバネ状のミキサーチューブ内にビーズを詰めた従来のスタティックミキサーに比べて、試薬液４４と溶出液３７，３８とが十分かつ効率良く攪拌され、それらの反応率を増進させてベースラインの変動を抑制し高感度の分離を促す。一方、試料の分離感度を差程要しない場合は、分析管５から反応ミキサー４１を取り外す。
【００７７】
このように、本発明は反応ミキサー４１を分析管５から着脱することで、分離感度を簡便に調整できる。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、インジェクターの下流側にミキサーを配置し、該ミキサーを介して試料と希釈液とを混合したから、試料を一様な濃度に希釈調製して濃縮カラムに送出し、濃縮カラムにおける試料の吸着ないし濃縮効率を向上できるとともに、試料の有効利用と分離精度の向上を図れ、微量成分を高感度に分析できる効果がある。
【００７９】
請求項２の発明は、希釈液の合流位置またはその下流側にミキサーを配置し、該ミキサーを介して試料と双方の希釈液とを混合したから、試料を大量の希釈液で一様な濃度に希釈調製し、これを濃縮カラムに送出して、濃縮カラムにおける試料の吸着ないし濃縮効率を向上できるとともに、試料の有効利用と分離精度の向上を図れ、試料の大量注入と微量成分の高感度分析を行なうことができる。
【００８０】
請求項３の発明は、ミキサーが、内部に複数の螺旋状の通路と、各通路に連通する間隙とを有するから、前記通路を介して二次流を強化し、流れと垂直方向の混合を促して、同方向の濃度勾配を維持することができ、精密かつ十分なミキシングを実現することができる。
また、間隙を介して当該部を移動する液体を近接または離間する通路に進入させ、液体の流速および流量の均一化を図ることで、脈流の影響を軽減し高感度分析を実現することができる。
【００８１】
請求項４の発明は、希釈液の合流位置またはその下流側にミキサーを配置し、該ミキサーを介して試料と双方の希釈液とを混合し、これを濃縮カラムに送出するとともに、前記グラジェントミキサーを介して、複数の溶出液を強制的に撹拌し、該撹拌の後に複数の溶出液を流速に応じて撹拌するようにしたから、複数の溶出液を十分かつ効率良く混合し、微量成分を高感度に分析することができる。
【００８２】
請求項５の発明は、前記グラジェントミキサーは、溶出液を強制的に撹拌するダイナミックミキサー部と、流速に応じて撹拌するスタティックミキサー部とを備えたから、複数の溶出液を十分かつ効率良く攪拌することができる。
【００８３】
請求項６の発明はインジェクターの下流側にミキサーを配置し、該ミキサーを介して試料と希釈液とを混合し、これを濃縮カラムに送出するとともに、前記反応ミキサーは内部に複数の螺旋状の通路と、各通路に連通する間隙とを有するから、溶出液と反応試薬とを十分かつ効率良くミキシングさせて、それらの反応率を高め、分離感度を向上することができる。
【００８４】
請求項７の発明は、反応ミキサーを分析管に着脱可能に配置したから、分離感度の調整を簡便に行うことができる。
【００８５】
請求項８の発明は、微量分析方法が自動車排出ガス中のアルデヒド分析であり、この種分析の感度向上と、試料の大量注入による分析の能率向上を図ることができる。
【００８６】
請求項９の発明は、試料の分析後に洗浄液を送出し、少なくともミキサーと濃縮カラム系統とを洗浄したから、不純物成分の現出を防止するとともに、分析の再現性を確保し、不純物を多量に含む自動車排出ガス中のアルデヒド分析に好適な効果がある。
【００８７】
請求項１０の発明は、インジェクターと切換弁との間にミキサーを配置したから、濃縮カラムにおける試料の吸着ないし濃縮効率を向上し、試料の有効利用と分離精度の向上を図れるとともに、微量成分を高感度に分析することができる。
【００８８】
請求項１１の発明は、インジェクターより下流側の送液管と希釈管との接続部または該接続部の下流側にミキサーを配置したから、試料を大量の希釈液で一様な濃度に希釈調製し、これを濃縮カラムに送出して、濃縮カラムにおける試料の吸着ないし濃縮効率を向上し、試料の有効利用と分離精度の向上を図れるとともに、試料の大量注入と微量成分の高感度分析を実現することができる。
【００８９】
請求項１２の発明は、ミキサーが、内面に複数のリード溝を螺旋状に形成した外筒と、周面に複数のリード溝を螺旋状に形成し、かつ前記外筒に挿入可能な内筒とを有するから、これらのリード溝によって二次流を強化し、流れと垂直方向の混合を促して、同方向の濃度勾配を維持し、精密かつ十分なミキシングを実現することができる。
【００９０】
請求項１３の発明は、ミキサーは、外筒のリード溝と、内筒の周面およびリード溝との間に、種々の断面形状および断面積の螺旋状の通路を複数設けているから、前記通路を介して二次流を強化するとともに、多様な二次流を形成して、流れと垂直方向の混合を促し、同方向の濃度勾配を維持して、精密かつ十分なミキシングを実現することができる。
【００９１】
請求項１４の発明は、ミキサーは、内筒の外径を外筒の内径よりも小径に形成し、これら内外筒の間に微小な間隙を形成したから、前記通路の他に間隙による流体通路を設けることができ、前記通路と相俟って十分かつ精密なミキシングを行なうことができる。
【００９２】
請求項１５の発明は、ミキサーは、前記間隙を前記通路に連通可能にしたから、間隙を介し当該部を移動する液体を近接または離間する通路に進入させ、液体の流速および流量の均一化を図ることで、脈流の影響を軽減し高感度分析を実現することができる。
【００９３】
請求項１６の発明は、インジェクターと切換弁との間にミキサーを配置するとともに、前記グラジェントミキサーは、溶出液を強制的に撹拌するダイナミックミキサー部と、流速に応じて撹拌するスタティックミキサー部とを備えたから、複数の溶出液を十分かつ効率良く混合し、微量成分を高感度に分析することができる。
【００９４】
請求項１７の発明は、前記スタティックミキサー部は、前記ミキサーと同一構造に構成したから、溶出液の混合精度を高めるとともに、ミキサーの互換性を図れ、その製造とメインテナンスの合理化を図れる効果がある。
【００９５】
請求項１８の発明は、インジェクターより下流側の送液管と希釈管との接続部または該接続部の下流側にミキサーを配置するとともに、前記反応ミキサーは内部に複数の螺旋状の通路と、各通路に連通する間隙とを有するから、溶出液と反応試薬とを十分かつ効率良くミキシングさせて、それらの反応率を高め、分離感度を向上することができる。
【００９６】
請求項１９の発明は、前記反応ミキサーを分析管に着脱可能に配置し、分離感度の調整を簡便に行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す分析系の説明図である。
【図２】本発明に適用したミキサーの実施の形態を示す断面図である。
【図３】本発明に適用したミキサーを分解して示す斜視図である。
【図４】図２の部分拡大断面図である。
【図５】本発明に使用したグラジェントミキサーによる分析結果を示す実験図である。
【図６】従来のミキサーによる分析結果を示す実験図である。
【図７】本発明に使用したグラジェントミキサーと従来のミキサーによる分析結果とを比較して示す実験図である。
【図８】本発明のミキサーの有無を比較して示すクロマトグラムである。
【図９】本発明の洗浄の有無による実験結果を示すクロマトグラムである。
【符号の説明】
２      切換弁
３      送液管
４      濃縮管
５      分析管
６      混合管
９      希釈液
１４      洗浄液
１６      インジェクター
１８      ミキサー
１９      外筒
２０      内筒
２２，２３    リード溝
２４      通路
２５      希釈管
２９      濃縮カラム
３１      検出器
３２      グラジェントミキサー
３３，３４      溶出液導管
４１      反応ミキサー
４２      反応試薬
ｅ      間隙
【図１】
0003665680.tif 000002
【図２】
0003665680.tif 000003
【図３】
0003665680.tif 000004
【図４】
0003665680.tif 000005
【図５】
0003665680.tif 000006
【図６】
0003665680.tif 000007
【図７】
0003665680.tif 000008
【図８】
0003665680.tif 000009
【図９】
0003665680.tif 000010