(57)【要約】  【課題】  試料の種類等に依らず、ニードルを介して生じるクロスコンタミネーションを低減する。  【解決手段】バイアルから試料液を吸引するとともにインジェクションポートに試料液を流すためのニードル１０の先端部の端部の外径を従来の０．６５ｍｍよりも小さな０．４ｍｍとし、インジェクションポートのシール部材９０の挿入穴９０ｂの内径を０．５ｍｍとする。そして、挿入穴９０ｂにニードル１０の先端部を押し入れる際の押圧力を従来の４ｋｇよりも低い２ｋｇとする。それによって、ニードル１０の先端部外周面と挿入穴９０ｂの内周面との接触面積が小さくなり、その接触部分に付着する試料の絶対量が減ってクロスコンタミネーションを軽減することができる。また、ニードル１０の先端部が細くなって機械的強度は落ちるものの、押圧力を下げているので座屈変形も生じにくい。【選択図】  図１
2006038809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吸引・吐出するために先端部がテーパ状に形成されたニードルと、該ニードルを水平方向及び垂直方向に移動させる移動機構と、前記ニードルの先端部が挿入される挿入穴を有するインジェクションポートとを備え、容器内に貯留された試料液に前記ニードルの先端部を浸漬し、該ニードルを通して保持流路内に試料液を吸引して保持した後に、前記インジェクションポートの挿入穴に前記ニードルの先端部を挿入して先に採取された試料液を吐出することで分析流路に該試料液を導入するオートサンプラにおいて、
前記ニードルの先端部の端部の外径を０．６ｍｍ以下０．１ｍｍ以上としたことを特徴とするオートサンプラ。
【請求項２】
前記ニードルの先端部を前記インジェクションポートの挿入穴に挿入する際の押圧を３ｋｇ以下に設定したことを特徴とする請求項１に記載のオートサンプラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体クロマトグラフなどの液体を分析対象とする分析装置のために自動的に試料液を採取して分析装置に導入するオートサンプラに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体クロマトグラフでは、多数の試料を自動的に選択してカラムに導入するためにオートサンプラが使用される。図３は、特許文献１などに開示されている従来の液体クロマトグラフにおけるオートサンプラの流路構成の一例を示す概略図である。
【０００３】
オートサンプラ３において、インジェクションバルブ（高圧バルブ）４は６つのポート４ａ〜４ｆを有する回転式の６ポート２ポジション流路切換バルブであって、切換え操作により、隣接する２つのポートが選択的に接続される。即ち、図３中の実線又は点線の２つの接続の組み合わせが切換え可能とされる。一方、低圧バルブ５は７つのポート５ａ〜５ｇを有する回転式の７ポート６ポジションバルブであり、計量ポンプ６が接続された共通ポート５ｇは他の６つのポート５ａ〜５ｆのいずれか１つに連結され、それに連動してポート５ａ〜５ｆの中の隣接する所定の２つのポートが連結される。例えば図３中に実線で示すように共通ポート５ｇとポート５ｂとが連結されるときにはポート５ａと５ｆとが連結される。
【０００４】
インジェクションバルブ４のポート４ｂにはカラム２へ至るカラム流路が、ポート４ｃには送液ユニット１により移動相（溶媒）が供給される移動相流路が接続される。また、ポート４ｄにはサンプルループ７が接続され、さらにニードル１０、インジェクションポート９を介してポート４ａに接続される。ポート４ｅ及びポート４ｆは、それぞれ低圧バルブ５のポート５ｂ及びポート５ｃに接続される。その低圧バルブ５のポート５ａには洗浄ポート８が接続され、ポート５ｅは計量ポンプ６に接続され、さらにポート５ｄには洗浄液が供給される。試料液が貯留された小型のバイアル１１は試料ラック１２に収容されている。ニードル１０は、移動機構１３により水平方向及び垂直方向にそれぞれ移動可能となっており、バイアル１１上及び洗浄ポート８上に移動すると共にそれぞれの液中に挿入可能である。
【０００５】
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。試料採取時には、インジェクションバルブ４及び低圧バルブ５は図３中の実線で示す接続状態に切り替えられ、ニードル１０はバイアル１１上に移動されてその試料液中に挿入される（符号１０’の位置）。その状態で、計量ポンプ６のプランジャが引かれると、計量ポンプ６からニードル１０に至る流路中に満たされている移動相（又は同じ成分である洗浄液）を介してバイアル１１から試料液が吸引され、その試料液はサンプルループ７中に保持される。試料液の採取量は計量ポンプ６の吸引量に等しい。
【０００６】
試料採取後、ニードル１０はインジェクションポート９上の位置に戻されてインジェクションポート９に接続される。また、インジェクションバルブ４は図３中の点線で示す接続状態に切り換えられる。すると、送液ユニット１から供給された移動相が、サンプルループ７、ニードル１０、インジェクションポート９を通ってカラム２へ送られる。この際、移動相と共に、先にサンプルループ７中に保持された試料液がカラム２へと送り込まれ、カラム２を通過する際に成分分離されて図示しない検出器で順次検出されることになる。
【０００７】
試料吸引によって試料液が付着したニードル１０の洗浄は次のようにして行われる。即ち、インジェクションバルブ４及び低圧バルブ５は図４中の実線で示す接続状態に切り換えられる。そして、計量ポンプ６のプランジャが引かれてシリンジ内に洗浄液が吸引される。その後にインジェクションバルブ４及び低圧バルブ５が共に図３中の点線で示す接続状態に切り換えられ、プランジャが押されて計量ポンプ６から洗浄液が吐出されると、洗浄液は洗浄ポート８に導入されて満たされ、余分の洗浄液は洗浄ポート８の排液口から排出される。次に、ニードル１０を図４中に示すように洗浄ポート８上に移動させて洗浄ポート８に貯留された洗浄液中に浸漬させ、一定時間、ニードル１０を洗浄した後にインジェクションポート９まで戻す。
【０００８】
上述したオートサンプラ３では、或る１つの試料の導入動作と次の試料の導入動作との間に必ず上述したようなニードル１０の洗浄動作が行われるため、それによって前回の試料が次の試料に混入するクロスコンタミネーションが軽減される。しかしながら、こうした洗浄によってもクロスコンタミネーションが完全に無くなるわけではない。その理由の１つは次の通りである。
【０００９】
図５はニードル１０とインジェクションポート９との接続部分を拡大して示した概略縦断面図である。ニードル１０は、図５中にＡで示す範囲がストレート形状となっており、先端部のＢで示す範囲が先端に向かって外径が連続的に縮小するテーパ形状になっている。一方、インジェクションポート９に設けられたシール部材９０には上部（符号９０ａ）が漏斗状に開いた挿入穴９０ｂが形成されている。ニードル１０をインジェクションポート９に接続する際には、ニードル１０を降下させてシール部材９０の挿入穴９０ｂにニードル１０の先端部を挿入する。
【００１０】
ニードル１０の先端部の端部の外径よりも挿入穴９０ｂの内径は一回り大きいため、当初、ニードル１０の先端部は挿入穴９０ｂ内に入ってゆくが、ニードル１０の先端部はテーパ状であるため、或る位置までニードル１０が降下するとニードル１０の外周面が挿入穴９０ｂの内周面に接触する。ニードル１０を所定の押圧力で降下させると、その押圧力が上記接触面の摩擦力（シール部材９０の反発力を含む）に打ち勝つまではニードル１０は押し込まれるが、摩擦力が押圧力を上回るようになるとニードル１０の降下は停止する。即ち、このときにはニードル１０の外周面と挿入穴９０ｂの内周面とは緊密に接触し、それによって液密性が確保される。
【００１１】
バイアル１１から試料液を吸引する際に、ニードル１０の先端部の外周には試料液の一部が付着する。その後に、上述したようにインジェクションポート９のシール部材９０にニードル１０を挿入するわけであるから、シール部材９０の挿入穴９０ｂの内周にあってニードル１０先端部の外周に接する部分には試料液が付着する。ニードル１０からインジェクションポート９に移動相が流れる際にも上記接触面に付着した試料液は移動相によって運び去られないから、ニードル１０が抜去された後にもその試料液は残留する。そして、次の試料液を導入するためにニードル１０が再びシール部材９０の挿入穴９０ｂに挿入される際に、挿入穴９０ｂの内周面に付着していた前の試料液がニードル１０に押されて流路内に混入してしまう可能性がある。
【００１２】
特に金属製のニードル１０の表面に吸着され易い性質を有する試料、例えば塩基性化合物や脂溶性物質などを分析する際に、上記のようなクロスコンタミネーションが問題となる場合が多い。
【００１３】
従来、例えば特許文献２に記載のオートサンプラでは、ニードルの先端部の外周への試料の化学的吸着を生じにくくするために、ニードルの外周表面に貴金属を蒸着したりコーティングしたりすることが行われている。こうした対策は、塩基性化合物など、主として化学的な吸着現象によりニードル表面に付着する試料に対しては効果があるものの、化学的吸着現象以外の要因で付着するもの、例えば脂溶性物質などに対しては効果が乏しい。
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−２７７４５０号公報
【特許文献２】特開２００２−２２８６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
近年、分析の高感度化、高精度化に伴い、上記のような微量のクロスコンタミネーションも分析結果に大きな影響を及ぼすようになってきている。さらに分析対象の試料もますます多様化しており、試料の種類に依らずにクロスコンタミネーションを低減することが求められている。
【００１６】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、試料の種類に依らずにクロスコンタミネーションを従来よりもさらに一段と減少させることで高感度及び高精度の分析を可能としたオートサンプラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記のような従来の対策はニードルの表面状態に工夫を加えることで試料液がニードル先端部の外周面に付着しにくいようにしたものであるが、本願発明者は、クロスコンタミネーション量が、ニードルの先端部の外周面とインジェクションポートのシール部材の挿入穴内周面との接触面積に大きく依存していることに着目し、その接触面積を小さくすることによりクロスコンタミネーションを低減することに想到した。
【００１８】
即ち、上記課題を解決するために成された本発明は、液体を吸引・吐出するために先端部がテーパ状に形成されたニードルと、該ニードルを水平方向及び垂直方向に移動させる移動機構と、前記ニードルの先端部が挿入される挿入穴を有するインジェクションポートとを備え、容器内に貯留された試料液に前記ニードルの先端部を浸漬し、該ニードルを通して保持流路内に試料液を吸引して保持した後に、前記インジェクションポートの挿入穴に前記ニードルの先端部を挿入して先に採取された試料液を吐出することで分析流路に該試料液を導入するオートサンプラにおいて、
前記ニードルの先端部の端部の外径を０．６ｍｍ以下０．１ｍｍ以上としたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
従来、ニードルの先端部の端部の外径は０．６５ｍｍ以上であったのに対し、本発明に係るオートサンプラでは、ニードルの先端部の外径が０．６ｍｍ以下０．１ｍｍ以上と従来よりも小さいので、ニードルがインジェクションポートの挿入穴に挿入されたときに、ニードルの先端部の外周面とインジェクションポートの挿入穴の内周面との接触面積が小さくなる。そのため、インジェクションポートを介して試料液を導入する際にニードルの外周面からインジェクションポートの挿入穴の内周面に移動する、つまり付着する試料液の絶対量が減少する。それによって、クロスコンタミネーションを従来よりも軽減することができる。
【００２０】
例えば本発明に係るオートサンプラを液体クロマトグラフに適用すれば、或る試料の分析を実行する際に前の試料に含まれる成分に由来するピークがクロマトグラムに出現しなくなるか又は出現したとしてもピーク強度が小さくなる。それによって、本来、分析したい成分のピーク高さや面積の算出精度が向上し、分析精度を改善することができる。また、従来、クロスコンタミネーションの影響で検出することが困難であったような微量な成分も検出できるようになり、分析感度を改善することができる。
【００２１】
但し、ニードルの先端部の外径を小さくした場合、機械的強度が落ちるため、ニードル挿入時の座屈等が発生し易くなる。そこで、こうしたことを防止するために、本発明に係るオートサンプラでは、ニードルの先端部をインジェクションポートの挿入穴に挿入する際の押圧を従来の４ｋｇよりも小さな、３ｋｇ以下に設定することが好ましい。
【００２２】
上述したようにニードル先端部の外周面と挿入穴の内周面との接触面積が小さくなることでニードルを押し込む際の摩擦力も減少するので、上述したように押圧力を下げたとしても液密性が十分に確保できる程度にニードルを押し込むことが可能であり、それによってニードルの座屈変形も防止することができる。
【００２３】
なお、従来と比べてニードル先端部の端部の外径を小さくした場合でも、その先端部のテーパの角度自体は従来と同程度にしておくことで、セプタムにニードルを貫通させる際の抵抗力も従来と同等となり、ニードル先端部の外径が小さい分、従来よりも貫通初期の抵抗力を小さく抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明によるオートサンプラの一実施例を図１を参照しつつ説明する。図１はニードル１０をインジェクションポート９のシール部材９０の挿入穴９０ｂに挿入した状態を示す縦断面図であり、（ａ）は従来のオートサンプラ、（ｂ）は本実施例のオートサンプラによるものである。図１中では寸法の単位を省略しているが単位は全てｍｍである。
【００２５】
まず、従来使用されていたニードル１０及びシール部材９０について図１（ａ）により説明する。ニードル１０は、図１中にＡで示すストレート部では外径が１．２ｍｍφ、内径が０．４ｍｍφであり、Ｂで示すテーパ部の先端では外径が０．６５ｍｍφ、内径は０．２６ｍｍφである。但し、テーパ部では外径は先端に向かって徐々に小さくなっているが、内径はストレートである。一方、シール部材９０の挿入穴９０ｂの内径は０．７９ｍｍφである。ニードル１０をシール部材９０の挿入穴９０ｂに挿入する際には、上方から垂直にニードル１０を降下させ、約４ｋｇの押圧力を掛ける。そのとき、平均的には、ニードル１０先端部の外周面と挿入穴９０ｂ内周面との接触部分の深さ（長さ）は、短手側で０．４ｍｍ、長手側で０．６３ｍｍとなる。
【００２６】
なお、ニードル１０の材質はステンレス、シール部材９０の材質はＰＥＥＫ（登録商標）を代表とするポリエーテルエーテルケトン樹脂である。この点は以下の本実施例でも同じである。
【００２７】
これに対し、本実施例のオートサンプラにおけるニードル１０は、図１中にＡで示す範囲のストレート部では外径が１．２ｍｍφ、内径が０．４ｍｍφであり、Ｂで示すテーパ部の先端では外径が０．４ｍｍφ、内径は０．２ｍｍφである。このテーパ部のテーパ角度は従来と同一に設定しているため、図１（ａ）、（ｂ）を比較すれば明らかなように、テーパ部自体の長さは従来よりも長くなっている。
【００２８】
シール部材９０の挿入穴９０ｂの内径はニードル１０先端の外径を縮小したのに合わせて０．５ｍｍφとしている。このようにニードル１０の先端部が細くなっているため、従来のものよりも機械的な強度は落ちる。そこで、ニードル１０をシール部材９０の挿入穴９０ｂに挿入する際に、降下の押圧力を従来の約１／２の約２ｋｇに設定している。ニードル１０先端部の外径が同一であれば押圧力を下げるとニードル１０の押し込みが不十分になるが、この実施例では、ニードル１０の先端部の外径が小さいことによってシール部材９０の挿入穴９０ｂとの間の摩擦力は減少するので、上記のように押圧力を下げても両者の接触面の液密性が十分に確保出来る程度にニードル１０を押し込むことができる。そのとき、平均的には、ニードル１０先端部の外周面と挿入穴９０ｂ内周面との接触部分の長さは、短手側で０．３１ｍｍ、長手側で０．４５ｍｍとなる。
【００２９】
このように本実施例のオートサンプラでは、ニードル１０の先端の外径を従来よりも縮小し、それに合わせてインジェクションポート９のシール部材９０の挿入穴９０ｂの内径も縮小したので、ニードル１０を挿入した際の両者の接触面積が小さくなる。具体的には、接触面積は約１／２程度になる。そのため、その接触面に付着する試料液の量が減少し、その結果、クロスコンタミネーションを低減することができる。
【００３０】
次のこのクロスコンタミネーションの低減効果の実測例を説明する。この実験では、強塩基性の塩酸クロロヘキジシン（１２ｍｇ／１０ｍＬ）を移動相と同じ液体に希釈した溶液を試料として、得られたピークの面積αを求め、続いて移動相液体のみ（ブランク試料）を同様に分析し、同じ保持時間に出現するピークの面積βを算出し、αに対するβの比率を以てクロスコンタミネーション量を表現している。
【００３１】
図２（ａ）は上記塩酸クロロヘキジシン溶液の分析結果であるクロマトグラム、図２（ｂ）はブランク試料の分析結果であるクロマトグラムである。両クロマトグラムは時間軸である横軸の目盛りは同一であるが、強度軸である縦軸の目盛りは図２（ｂ）は図２（ａ）よりも遙かに小さくなっている。図２（ａ）より、塩酸クロロヘキジシン溶液分析時に検出された塩酸クロロヘキジシンに対応するピークの面積αは４１０５５５５２と求まる。一方、ブランク試料分析時に検出された塩酸クロロヘキジシンに対応するピークの面積βは、従来のオートサンプラでは７４７１２、本実施例のオートサンプラでは１４７２８と求まる。これからクロスコンタミネーション量を算出すると、従来のオートサンプラでは０．１８２％、本実施例のオートサンプラでは０．０３６％となる。即ち、本実施例のオートサンプラでは従来のオートサンプラに比べてクロスコンタミネーション量は１／５程度に減少していることが分かる。
【００３２】
なお、上記実施例は本発明の一例にすぎず、特に本発明の特徴であるニードルの先端の外径寸法及びシール部材の挿入穴の内径は上記実施例中に記載のものに限らない。ニードルの先端の外径寸法は０．６ｍｍ以下であって、接触面積を小さくするという観点からは外径はできるだけ小さいことが望ましいが、外径を小さくするほど機械的強度が落ちる。また、その内側には流路が形成されるわけであり、その流路の内径を小さくし過ぎると必要な流量を確保することが困難である。したがって、こうしたことを総合的に判断するとニードルの先端の外径寸法は０．１ｍｍ以上にすることが必要である。一方、シール部材の挿入穴の内径は、小さい過ぎるとニードル１０の先端部の挿入長さが浅過ぎて十分な液密性を確保できなくなり、他方、大き過ぎるとニードル１０の挿入長が長くなって挿入穴内周との接触面積が大きくなる。したがって、使用するニードル先端の外径に合わせて適宜の内径に設定することが必要である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例であるオートサンプラにおけるニードルとインジェクションポートとの接続部分を従来のオートサンプラと対照して示した縦断面図。
【図２】本実施例のオートサンプラにおけるクロスコンタミネーション低減効果を説明するための図。
【図３】従来の液体クロマトグラフにおけるオートサンプラの流路構成の一例を示す概略図。
【図４】従来の液体クロマトグラフにおけるオートサンプラの動作を説明するための流路構成図。
【図５】ニードルとインジェクションポートとの接続部分を拡大して示した概略縦断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１…送液ユニット
２…カラム
３…オートサンプラ
４…インジェクションバルブ
４ａ〜４ｆ…ポート
５…低圧バルブ
５ａ〜５ｇ…ポート
６…計量ポンプ
７…サンプルループ
８…洗浄ポート
９…インジェクションポート
９０…シール部材
９０ｂ…挿入穴
１０…ニードル
１１…バイアル
１２…試料ラック
１３…移動機構
【図１】
2006038809.tif 000003
【図２】
2006038809.tif 000004
【図３】
2006038809.tif 000005
【図４】
2006038809.tif 000006
【図５】
2006038809.tif 000007