(57)【要約】クロマトグラフィーカラム（１６）内に導入する前に、クロマトグラフィー系の移動相液を加熱または冷却するための簡便で効率的な方法を記載する。移動相が加熱または冷却される短い長さの管（１１）を含む器械（１０）を用いて、「予熱」または「予冷」プロセスが行なわれる。加熱または冷却は、管（１１）外面と充分熱接触した加熱または冷却部材（１２）を用いて行なわれる。低質量の加熱または冷却部材（１２）を用いることにより、この装置は、非常に応答性が良好となり得、移動相の速やかな平衡化および簡便な温度プログラミングを可能にする。この構成はまた、短い移動相接触時間しか必要とせず、非侵襲性であり、死容積を追加せず、広範囲の内径、流速および温度でのカラムの使用を可能にする。
2005518529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロマトグラフィー液を準備し、
該液を、短い長さの管を通してカラムへ流し、
該管を通る該液を急速に加熱または冷却し、
該管の壁面を通る該液の温度を測定し、そして
測定された温度を用いて該液の加熱または冷却率を制御すること
を含む、クロマトグラフィー液の処理方法。
【請求項２】
前記管の長さが約４〜約３６インチの範囲である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記管の長さが約６〜約１２インチの範囲である、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記管が、急速に熱伝達する材質で構成される、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記急速な加熱または冷却を、約数百ワットまでの率で行なう、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記加熱または冷却率が、約１〜約１００ワットで生ずる、請求項５記載の方法。
【請求項７】
非侵襲性手順を用いて温度を測定することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記加熱または冷却は温度測定の上流で行なわれる、請求項１記載の方法。
【請求項９】
クロマトグラフィー液を準備し、
該液を、約４〜約３６インチの範囲の長さを有する管を通してカラムへ流し、
該管を通る該液を、約数百ワットまでの率で急速に加熱または冷却し、
該管の壁面を通る該液の温度を測定し、そして
測定された温度を用いて該液の加熱または冷却率を制御すること
を含む、クロマトグラフィー液の処理方法。
【請求項１０】
分離カラムに連結された短い管を準備し、
該管の第１部分に連結される加熱または冷却手段を設け、
前記第１部分よりも前記分離カラムに近い該管の第２部分に連結される感温手段を設け、
クロマトグラフィー液を該管内に流し、
前記加熱または冷却手段を用いて該液の温度を調節し、そして
前記感温手段を用いて温度を感知すること
を含む、クロマトグラフィー液の処理方法。
【請求項１１】
前記加熱または冷却手段と前記感温手段とを連結する温度制御手段を設けることをさらに含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記加熱または冷却手段を制御するための前記温度制御手段の使用をさらに含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記管の長さが約４〜約３６インチの範囲である、請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記管が、急速に熱伝達する材質で作製される、請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
前記加熱または冷却手段は、約数百ワットまでの率で温度を調節する、請求項１０記載
の方法。
【請求項１６】
前記感温手段は非侵襲性である、請求項１０記載の方法。
【請求項１７】
前記温度の調節は温度測定の上流で行なわれる、請求項１０記載の方法。
【請求項１８】
分離カラムに連結された短い管、
該管の第１部分に連結された低質量の加熱または冷却手段、
前記第１部分よりも前記分離カラムに近い該管の第２部分に連結された感温手段、および
前記加熱または冷却手段と前記感温手段とを連結する温度制御手段
を備える、クロマトグラフィー液の処理用器械。
【請求項１９】
前記管の長さが約４〜約３６インチの範囲である、請求項１８記載の器械。
【請求項２０】
前記管の長さが約６〜約１２インチの範囲である、請求項１９記載の器械。
【請求項２１】
前記管が、急速に熱伝達する材質で構成される、請求項１８記載の器械。
【請求項２２】
前記加熱手段が管の壁に近接するヒーターカートリッジまたは加熱された抵抗線で構成されている、請求項１８記載の器械。
【請求項２３】
前記冷却手段がペルチェ冷却器または冷媒で構成されている、請求項１８記載の器械。
【請求項２４】
前記感温手段が熱電対またはＲＴＤである、請求項１８記載の器械。
【請求項２５】
前記加熱または冷却手段が、約１０〜約２００ｍｇの範囲の質量を有する、請求項１８記載の器械。
【請求項２６】
分離カラムに連結された短い管、
該管の第１部分に連結された低質量の加熱または冷却手段、
前記第１部分よりも前記分離カラムに近い該管の第２部分に連結された感温手段、および
前記加熱または冷却手段と前記感温手段とを連結する温度制御手段
を備える、クロマトグラフィー液の処理用装置を備えるクロマトグラフィーシステム。
【請求項２７】
前記管の長さが約４〜約３６インチの範囲である、請求２６記載のシステム。
【請求項２８】
前記管の長さが約６〜約１２インチの範囲である、請求項２７記載のシステム。
【請求項２９】
前記管が、急速に熱伝達する材質で構成される、請求項２６記載のシステム。
【請求項３０】
前記加熱手段が管の壁に近接するヒーターカートリッジまたは加熱された抵抗線で構成されている、請求項２６記載のシステム。
【請求項３１】
前記冷却手段がペルチェ冷却器または冷媒で構成されている、請求項２６記載のシステム。
【請求項３２】
前記感温手段が熱電対またはＲＴＤである、請求項２６記載のシステム。
【請求項３３】
前記加熱または冷却手段が、約１０〜約２００ｍｇの範囲の質量を有する、請求項２６記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、一般に、クロマトグラフィーにおける移動相およびその使用に関する。特に、本発明は、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）における移動相およびその使用に関する。より詳細には、本発明は、ＨＰＬＣにおける移動相として使用される液の加熱および／または冷却を含む処理およびモニタリングのための方法に関する。
【０００２】
［関連出願の参照］
本出願は米国特許仮出願第６０／３５８，９２６号の優先権を主張するものであり、その全開示を参照により本明細書に援用する。
【背景技術】
【０００３】
［発明の背景］
分析化学の分野では、最近、クロマトグラフィー、特にＨＰＬＣの使用がますます重要視されるようになってきている。ＨＰＬＣは、混合物を、その種々の成分に分離することにより分析するためのツールである。典型的には、図１に示すように、ＨＰＬＣ分析は、溶媒貯蔵槽１、ポンプ２、インジェクター３、連結管４、カラムオーブン５、分離カラム６、ＵＶ検出器７、データシステム８、および背圧レギュレーター９を含む機器にて行われる。ある場合においては、分離カラムの加熱または冷却により、分析速度が増大され得るか、またはクロマトグラフィー分析の選択性もしくは分離効率が調節され得る。
【０００４】
高温での液体クロマトグラフィーでは、移動相とカラム壁間の温度勾配によって引き起こされる熱不整合が大きくなるのを回避するため、しばしば移動相を分析カラムの温度まで加熱する。このような温度勾配により、カラム内で液体チャネリングおよび分析物の保持の差が発生し得、分離効率およびピーク形状が損なわれる。また、温度不整合は低温条件下で行われる分離の場合と同じ影響が生じ得る。
【０００５】
図１の装置において、インジェクターは、カラムに導入される前に分析対象液の試料を移動相流内に注入する。インジェクション前に移動相を加熱することにより、試料を高温でインジェクトし得ることが知られている。このような加熱には、インジェクションバルブの上流のエアオーブン内で支持された長い長さの管が用いられることが知られている。例えば、N. M. Djordjevicら, J. Microcol. Sep. 11(6) 403-413 (1999)、S. M. Fieldsら, J. Chromatogr. A. 913 (2001) 197-204およびR. G. Wolcottら, J. Chromatogr. A.
869 (2000) 211-230参照のこと。また、同じ目的で、シリコーンまたは水などの熱伝達
性の液を含む分離液浴を使用することも知られている。例えば、B. Yanら, Anal. Chem. 72(6) 1253-1262 (2000)ならびにJ. Chromatogr. 282 (1983) 399-412のH. PoppeおよびJ. C. Kraakを参照のこと。移動相を加熱するためのさらなる方法は、米国特許第４，４０４，８４５号および同第５，２３８，５５７号ならびにHewlett-Packard J. 3 (４月, 1984) 24, D. V. McCalley J. Chromatogr. A. 902 (2000) 311-321およびS. M. McCownら,
J. Chromatogr. 352 (1986) 483-492に記載されている。
【０００６】
ある種のインジェクションバルブで生じ得る制限（特に、高温で）および高温溶液の取り扱いの複雑さのため、別の手法が用いられている。この手法では、移動相バルク液を予熱し、次いで別個の冷却剤流と合わせる。この手法は、インジェクション後に液を加熱する負担を軽減するが、２つの流れを混合すると死容積が追加されることにより、試料が希釈され、潜在的に分離効率を損なう。
【０００７】
移動相を予備加熱する別の方法は、カラム出口の管をカラム導入口の管に、これらの２つのライン間に熱が向流熱交換にて伝達されるように連結するものである。この器械は、出口ラインが同時に周囲温度に近づき、検出器との連動が簡便になるという利点を有する。別の利点は、導入口ラインが内部に伝達された熱を有し、それにより液をカラム温度に近づけることである。この方法では、加熱源が、分離カラムを含むブロックと接触し、温度平衡を達成する補助具としてのこのブロックの凹部内に導入口ラインが嵌め込まれている。出口ラインで平衡に達した後、導入口ラインが分離カラムと近いまたは同じ温度になる。この方法における典型的な装置では、カラムでの最終的な熱平衡のためのブロック内に埋め込まれた管の長さに加え、ライン間に約１３センチメートルの接触部の長さを有する。残念ながら、管の長さがこのように長いと、管の直径が小さい場合であっても、分離能低下に寄与し得る。
【０００８】
上記の方法の１つを感知機構と組み合わせて使用した。感知機構は、流路内に直接挿入された熱電対プローブで温度を感知するために使用し、フィードバックを用いて管の外面に取り付けた予熱器を制御した。この方法では温度プローブを流路内に導入したが、これは系に死容積をかなり追加し、潜在的に液を汚染した。大孔径の（例えば、内径が４．６ｍｍ大きい）カラムでは死容積はたいして重要ではないが、その影響は、微細孔径カラムではより問題となり得る。また、温度プローブを支持するために使用されるアセンブリは、安定な温度読み取りを得るために加熱されなければならない質量を与えるという点にさらなる不都合点が存在する。また、この追加質量は、かなりの平衡時間を必要とすることにより、温度変化を行う際の遅延に寄与し得る。さらに、この追加質量は、ある種の分離では重要であり得る温度プログラミングの場合の予熱器の速やかな応答能力を制限し得る。例えば、J. High Resolut. Chromatogr. 22 (1999) 490; J. High. Resolut. Chromatogr. 23 (2000) 525; J. High. Resolut. Chromatogr. 23 (2000) 653; J. Chromatogr. A. 864 (1999) 103; J. Chromatogr. A. 874 (2000) 65-71; J. Chromatogr. A. 892 (2000) 67; J. Chromatogr. A. 902 (2000) 421-426; J. Chromatogr. A. 918 (2001) 211; J. Microcol Sep. 13(5) (2001) 179-185; J. Microcol. Sep. 11 (1999) 403-413;  J. Sep. Sci. 24 (2001) 136; J. Chromatogr. Sci. 38 (2000) 157を参照のこと。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
他にも煩雑な方法が移動相を所望の温度に加熱するために使用されているが、かかる方法はあまり効率的でなく簡便でもない。したがって、非侵襲性（non-invasive）であり、死容積を追加せず、しかも広範囲の内径、流速および温度で使用し得る、短い長さの管においてクロマトグラフィー系の移動相液を加熱する簡便かつ効率的な手段が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［発明の概要］
本発明は、クロマトグラフィーカラム内に導入する前に、クロマトグラフィー系の移動相液を加熱または冷却する簡便かつ効率的な方法を提供する。移動相が加熱または冷却される短い長さの管を含む器械を用い、「予熱」または「予冷」プロセスが行なわれる。加熱または冷却は、管外面と充分熱接触した加熱または冷却部材を用いて行なわれる。移動相の温度変化は、下流で、管外面上の非侵襲性で低質量の感知部材により測定される。低質量の加熱または冷却部材を用いることにより、この装置は、非常に応答性が良好となり得、移動相の速やかな平衡化および簡便な温度プログラミングを可能にする。この構成はまた、短い接触時間しか必要とせず、非侵襲性であり、死容積を追加せず、広範囲の内径、流速および温度でのカラムの使用を可能にする。
【００１１】
図１〜３は、本発明によるクロマトグラフィー器械およびかかる器械の作製および使用
方法の一態様の図である。
【００１２】
図１〜３は、本発明の具体的な態様を示し、本明細書の一部であり、以下の説明とともに本発明の原理を例示および説明するものである。これらの図は、本発明の完全な部分ではなく特定部分のみの図である。
【００１３】
［発明の詳細な説明］
以下の説明は、本発明の充分な理解をもたらすための具体的詳説を提供するものである。しかしながら、当業者であれば、本発明は、これらの具体的詳説を用いずに実施され得ることが理解されよう。実際、本発明は、示した方法および器械を変形することにより実施され得、当業界で従来より使用されている器械および方法と組み合わせて使用され得る。例えば、本発明の方法および器械は、ＨＰＬＣと関連づけて記載しているが、他のタイプのクロマトグラフィー設備と組み合わせても使用できよう。
【００１４】
図２は、本発明におけるクロマトグラフィー移動相液の温度を調節する器械および方法の一態様を示す。本明細書で具体的に示す条件およびパラメータ下で移動相液を調節する他の器械および方法もまた、本発明において使用することができる。
【００１５】
図２において、予熱器１０は、インジェクション装置１４とクロマトグラフィーカラム１６との間に位置してる。予熱器１０は、内部を流れる移動相が急速に加熱されることを可能にする任意の適当な管１１を備える。該管は、任意の適当な取り付け具（図示せず）、例えば、Ｓｅｃｕｒｅ−Ｆｉｔ（登録商標）コネクターを用いてクロマトグラフィーカラム１６のインジェクション装置１４（ＨＰＬＣインジェクターなど）に連結されている。本発明の一態様においては、細孔径管を管１１として使用する。細孔径管は、分離カラムの寸法に適合する任意の内径を有する。本発明の一態様において、内径は約０．００５〜約０．０２０インチの範囲である。
【００１６】
このような管に使用される材質は、ニッケル、チタンおよびステンレス鋼などの、速やかな熱伝達を可能にする任意の材質であり得る。本発明の一態様において、管１１に使用される材質はステンレス鋼である。該管の長さは、インジェクターと分離カラムとの間に必要な間隔に依存する。一般に、該管の長さは約４〜約３６インチの範囲であり得る。本発明の一態様において、該管の長さは約６〜約１２インチの範囲であり得る。
【００１７】
また、予熱器は加熱部材を含む。加熱部材は、本明細書に記載したパラメータ下での移動相の適正な加熱を可能にする、管１１に沿った任意の場所に配置することができる。本発明の一態様において、加熱部材は、カラム１６から少し離れた、例えば、約１〜約３インチ離れたところに配置される。
【００１８】
加熱部材は、所望の時間で必要量の熱を移動相に提供する任意の機構であり得る。本発明の一態様において、加熱部材はヒーターカートリッジ１２である。約５ｍｌ／分までの流速でほとんどの移動相液を周囲より高い約２００℃以上まで加熱するには、５０〜７０ワット範囲の典型的なヒーターカートリッジで充分である。より高い流速またはより高い熱伝達率で操作するために、より高いワット数のヒーターカートリッジ、または多数の低ワット数ヒーターカートリッジを直列または並列にしたものを使用してもよい。より低い流速またはより低い熱伝達率が必要な場合は、より低ワット数のヒーターカートリッジを使用することができる。
【００１９】
本発明の一態様において、加熱部材は、管１１の外側に管と充分熱接触するように配置される。この接触を達成するための簡便な方法の１つは、適切な内径の高熱伝導性の銅管を、ヒーターカートリッジ１２および管１１を一緒に保持する外部スリーブとして使用す
ることであるが、これに限定されない。任意選択で、少量の金属はんだを添加して加熱部材と管との間に隅肉を形成し、両者間の熱伝達率を増加させることができる。
【００２０】
本発明の別の態様において、加熱部材は、管１１の周囲に巻かれた抵抗線で構成される。抵抗線は、この抵抗線を加熱する電源に接続されており、次いで抵抗線が管壁を通して移動相に熱を伝達する。ニクロム（Ｎｉｃｈｒｏｍ）  ６０、ニクロム  ８０、マンガニンおよび小ゲージニクロム線などの高抵抗を有する任意の抵抗線を本発明において使用することができる。抵抗線は、任意選択で、シリコーン含浸ガラス絶縁材などの任意の適当な絶縁材で絶縁されていてもよい。
【００２１】
本発明のこの態様において、抵抗線は、所望の熱伝達パラメータのための任意の適当な構成で管の周囲に巻きつけることができる。抵抗線は、所望の熱伝達に応じて、互いに非常に近接するように巻きつけてもよく、約０．１２５インチ間隔をあけてもよい。抵抗線の巻き数は約１０〜約９０であり得る。また、抵抗線は、単層または多層で巻きつけてもよく、これも所望の熱伝達に依存する。本発明の一態様において、小ゲージ絶縁ニクロム線を使用する場合などでは、抵抗線を、単層で、連続する抵抗線間の間隔を０．００２インチにして４５回巻きつける。
【００２２】
上記のような加熱部材を使用することは、いくつかの利点をもたらす。第１に、これらは低質量、例えば、約１０〜約２００ミリグラムの質量を有する。第２に、加熱部材が管と充分接触しているので、熱伝達が非常に速やかである。第３に、小サイズと低熱容量との組み合わせは、出力温度において、より正確な制御およびより少ないヒステリシスを伴った極めて高速な温度応答をもたらす。
【００２３】
加熱部材から少し離れた下流には、温度制御機構に連結された感温部材が管上に配置されている。感温部材は、温度の関数としての電気的応答を提供するために使用される。検知された温度を用い、温度制御機構が加熱部材への電力を調節し、したがって、移動相液の温度が正確に制御される。加熱部材に送られる電力は、電圧、デューティサイクルを変化させることにより、またはパルス幅の変調により制御することができる。
【００２４】
本発明の一態様において、感温部材は熱電対１３で構成される。熱電対は、通常、加熱部材から少し離れたところに配置される。この機能を果たす任意の間隔が本発明において使用され得、例えば、約０．２５インチである。本発明の一態様において、加熱部材までの間隔は、通常、管の壁厚の数倍に設定される。
【００２５】
熱電対１３は、電気的に絶縁されていてもよく、または管壁の外側に直接はんだ付けされていてもよい。適切な線束（flux）で熱電対１３を使用することは、はんだによる管表面（すなわちステンレス鋼）のぬれを可能にし、したがって、（熱電対の）プローブ先端と外側管壁との充分な熱接触が保証される。操作温度ははんだの融点より高い場合があるため、プローブは管に着脱可能であるのがよい。したがって、プローブは、細いワイヤで所定の場所に結びつけることにより、または高温合金ではんだ付けすることによるなどの補助的な様式で固定されるのがよい。熱電対プローブの周囲環境の影響を最小限に抑えるため、プローブ接触点で管を高温絶縁材で絶縁してもよい。これにより、プローブの管壁温度の読み取りが確実に行なわれ、管内の液の温度が正確に追跡される。
【００２６】
本発明の一態様において、温度制御機構は、コントローラー１５で構成される。Ｏｍｅｇａ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  ＣＮ９０００シリーズコントローラー、Ｏｍｒｏｎ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒａｍｐ  Ｓｏａｋ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒまたはマイクロプロセッサなどの当該技術分野で既知の任意の適当なコントローラーをコントローラー１５として使用することができる。本発明の一態様においては、ＰＣ１０４ス
タイルのマイクロコンピュータがコントローラーとして使用される。
【００２７】
本発明の器械は、加熱部材の領域内の管１１の外側壁を過熱することにより、移動相液を所望の温度まで加熱する。加熱部材と移動相液の温度差は、約５〜約２００℃の範囲であり得る。本発明の一態様において、温度差は、数十℃である。この温度差により、加熱部材から移動相液（moving fluid）への非常に高い熱伝達率が可能になる。一般に、移動相液へのエネルギーの熱伝達率は、約数百ワットまでの範囲であり得る。本発明の一態様において、この熱伝達率は、約１ワット〜約１００ワットの範囲である。一例として、０．００５インチの内径の管内において、移動相速度が９ｍｌ／分、加熱ゾーン容積が３８０ナノリットル、３ｃｍ加熱ゾーン内での接触時間が２．５ミリ秒で、ステンレス鋼管を用い、ニクロム線を使用した場合、約１００ワットの熱伝達率が得られ、移動相は２００℃まで加熱された。
【００２８】
上記の器械では、すべての熱負荷および感知は、管の外側で行なわれ、器械を非侵襲性とする。また、加熱部材は制御温度より高い温度に達し得るが、管内の移動相液は、どの点においてもかかる温度には近づかない。加熱部材は感温部材を用いて制御されるため、本発明は、種々の流速において広範囲の熱容量の液の加熱要件を自動的に補正することができる。
【００２９】
本発明の加熱部材は、低質量を有し、温度プログラミングに対し、制御された様式で速やかに応答することができる。したがって、本発明の一態様においては、予熱アセンブリは、絶縁されず、分離カラムを収容したエアオーブン内に収容される。オーブン内ではアセンブリを横切って移動する空気が急速に装置を冷却し、低い開始温度を速やかに回復してプログラムの実行の反復を可能にする。本発明のこの態様において、１秒あたり１０℃を上回る液温度プラグラム率が得られた。
【００３０】
感温部材および温度制御機構を加熱部材の非常に近くに取り付けることは、移動相が流れていない場合の安全機構を提供する。このような状況では、熱が金属管壁を通して感温部材内に伝導し、温度制御機構内に応答を生じ、ここで加熱部材内へのエネルギー入力が制御され、したがって過熱が防止される。
【００３１】
上記の器械の構成では、管の壁の温度は、内部の液の温度を追うばずである。この状態を確認するため、Ｔ字型鋼を用い、低質量温度プローブを加熱アセンブリから少し離した流路内に設置する試験を行なった。０．５ｍｌ／分〜９．９９９ｍｌ／分の流速で液として水を用いると、壁温度センサーは流路内の水の温度を０．５度以内で追った。
【００３２】
本発明の別の態様においては、管壁を通して移動相液に熱エネルギーを付加する別の方法を使用してもよい。このような別の方法としては、燃焼プロセス由来の熱、誘導加熱、抵抗加熱、過熱空気の管を横切る通過、放射熱またはこれらの組み合わせが挙げられる。本発明の別の態様においては、管壁温度で示される液温度を感知する別の方法を使用することができる。かかる別の方法としては、サイリスタまたは白金ＲＴＤ、または接触の結果として直接的に電気的効果を生じる他の物質の使用が挙げられる。本発明の別の態様において、液温度の制御手段として、管の外壁からの赤外放射の感知および定量を用い、加熱部材へのフィードバックを提供し得る。
【００３３】
本発明は、移動相液の加熱に使用できるだけでなく、冷却目的のためにも使用することができる。ある場合においては、クロマトグラフィー手順は低温で行なわれ、移動相はかかる温度まで冷却される必要がある。例えば、エナンチオマーの分離では、分析物の分離度を最大にするために、しばしば温度を周囲温度未満に低下させる。
【００３４】
移動相液を冷却するために使用する器械２０は、多少の改良を伴うが、移動相液を加熱するために使用する器械と同様である。図３に示すように、器械２０は、加熱部材の代わりに冷却部材が使用されている以外は、同様である。本発明のこの態様において、冷却部材は、熱電気冷却器または冷媒分配バルブなどの当該技術分野で既知の任意のものであり得る。例えば、冷却部材は、移動相液を所望の温度まで冷却することができる脈動ペルチェ駆動固相冷却器（pulsated Peltier-driven solid state cooler）または受動熱だめで構成され得る。
【００３５】
冷却器を使用する一態様において、感温部材は、フレキシブル白金ＲＴＤを含むＲＴＤ２３である。ＲＴＤは、熱電対の代わりに予熱器に使用することもできるが、熱電対より高価であるため、加熱器械にはおける使用にはあまり望ましくなかろう。低温を正確に感知できることから、それらは移動相の予冷用途のために、より簡便に使用される。実際、ペルチェ冷却器および白金ＲＴＤの使用は特に有利であり、種々の移動相および流速で約−１０℃の温度までの冷却を可能にする。
【００３６】
本発明の別の態様において、冷却部材は冷媒による冷却手段で構成される。本発明のこの態様において、かかる手段は、冷媒貯蔵槽２８および管壁の特定のセクション２２に冷媒を供給する（apply）ための手段を含む。本発明の一態様において、管壁に冷媒を供給
するための手段は、コントロールバルブ２４である。冷媒はタンクからの液体二酸化炭素または冷凍したデュワーからの液体窒素であり得る。
【００３７】
この冷媒冷却手段を使用すると、移動相の温度を劇的に低下させることができる。本発明の一態様において、液体二酸化炭素である冷媒により、移動相の温度を約５℃から約−６０℃まで低下させることができる。本発明の別の態様において、メタノールを移動相として使用する場合などでは、約０．５〜約３ｍｌ／分の流速で−３０℃の温度を得ることができる。
【００３８】
本発明の冷却器を用い、移動相液から出るエネルギーの熱伝達率は、約１ワット〜約１００ワットの範囲であり得る。本発明の一態様において、この熱伝達率は、約２ワット〜約７０ワットの範囲であり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下の限定されない実施例により本発明を例示する。
【実施例１】
【００４０】
０．００５インチおよび０．００７インチ（内径）×１／１６インチ（外径）のステンレス鋼管の１５ｃｍ切片をアルミニウム缶内でポッティングした。ポッティング用混合物は、３５重量％アルミニウム粉末で強化したＤｕｒａｌｃｏ高温エポキシ樹脂（High Temperature Epoxy Resin）とした。直径１．２５インチのアルミニウム棒材に、ヒーターカートリッジを受容するための凹部を機械で形成し、これを、絶縁したＣ−クランプで所定の位置に保持した。直径１．２５インチの２００ワットのクランプヒーターをアルミニウム棒材の外側に取り付け、棒材の底面にドリルで開けた孔内に温度センサーを埋め込み、ブロック温度がモニターされるようにした。
【００４１】
缶から延出するステンレス鋼管の外側のヒーターアセンブリから少し離れたところに、小型のＪ熱電対をはんだ付けした。管内を通る水の流れをＫｎａｕｅｒ ＨＰＬＣポンプ
で制御した。装置を高温で操作する際に加熱ゾーン内部の水の沸騰を防止するため、Ａｌｌｅｔｅｃｈ３００ｐｓｉ背圧レギュレーターを管出口に連結した。クランプヒーターへの電力は、ステンレス鋼管の外壁にはんだ付けした熱電対に連結されたＯｍｅｇａ  ＣＮ
９０００Ａ温度コントローラーにより調節した。加熱部材への電圧は、温度コントローラーとの間に可変変圧器を入れることによりさらに調節した。
【００４２】
次いで、この器械を作動させると、管出口での液の温度が容易に制御されていることがわかった。液とアルミニウム加熱ブロックの温度差は、７ｍｌ／分の流速に関する以下の表に示されるように、排出される液の設定温度と流速の関数であった。
【００４３】
【表１】
2005518529.tif 000003
【実施例２】
【００４４】
ショートヒーターカートリッジを銀はんだにより１つの０．００５インチ×１／１６インチのステンレス鋼管に直接取り付け、これをインジェクターバルブと分離カラム間の連結部として使用することより、実施例１の器械のヒーター部分を簡略化した。熱電対を、ヒーターカートリッジの０．２５インチ下流のステンレス鋼管の外壁に直接はんだ付けした。温度コントローラーからヒーターへの電力は、（白熱光調光器からの）パルス幅変調を用いて変化させた。このアセンブリを用い、３ｍｌ／分および１５０℃において、３５％アセトニトリル含有水を使用すると、４６秒で、１０ｃｍのＺｉｒＣｈｒｏｍＰＤＢカラム（内径４．６ｍｍ、３ミクロン粒子、３００オングストローム孔径、Zirchrom Separations）から、フェナントレンが理論段数１３８４０段および半値幅０．８９秒で溶出された。２．５マイクロリットルのインジェクションループをＵＶ検出器（２５４ｎｍ）とともに使用した。
【００４５】
積極的に予熱を行なわなかった以外、他のすべてのパラメータを実質的に同じにした場合、フェナントレンは、かなり形の崩れたピークとして、理論段数わずか６５３段および半値幅１２．６秒で溶出された。以前に、Anal. Chem. 73 (2001) 3340-3347においてJ. D. Thompsonにより、いくつかの実施例で示されたように、このような挙動（type of performance）は、移動相の予熱が不十分な場合に典型的である。
【実施例３】
【００４６】
１つのガラス繊維で絶縁した１５インチ長の３０ゲージのニクロム  ８０の抵抗線の一端を０．００５インチ内径のステンレス鋼管に取り付けることより、実施例１の器械のヒーター部分を変形した。ステンレス鋼管に抵抗線をしっかりと巻きつけ、高温エポキシで所定の位置に固定した。ＴＦＥ被覆銅線で絶縁接続し、同じあたりに別のＴＦＥ絶縁銅線をアース線としてステンレス鋼管に取り付けて回路を完成させた。ステンレス鋼管を７０ミクロン厚ポリイミドテープの小片で絶縁し、これに熱電対を配置し、テフロン（登録商標）熱収縮型管で固定した。水移動相を管内にポンプ輸送し、０．０６〜２４ボルトのＤＣ電圧を与えることによって抵抗線からエネルギーを移動させた。供給した電力量にしたがって水が加熱された。温度フィードバックおよび電圧をＰＣ１０４型マイクロコンピュータにより制御した。ワット数は、２４ボルトで１００ワットまで印加された電圧に依存した。この予熱ヒーターは、質量が非常に小さいため非常に応答性が良好であった。電気的に絶縁された熱電対は、感知において目立った遅れを伴わず、期待した電圧応答を示した。
【実施例４】
【００４７】
実施例１の器械のヒーター部分を、アルミニウムブロック（２インチ×２インチ×１／４インチ厚）に置き換えた。その表面に、２インチ長のステンレス鋼管が充分熱接触して配置可能な溝を機械で形成した。別の溝をブロックに機械で形成し、液体二酸化炭素を送るように構成されたＨｏｎｅｙｗｅｌｌ冷媒バルブに連結された別の長さの管を挿入した。Ｋａｐｔｏｎカプセル封入小型フレキシブル白金ＲＴＤ素子を、第１ステンレス鋼管のブロックからの管出口から約０．２５インチのところに（ねじで）固定した。この連結部をポリウレタン発泡体スリーブでさらに断熱した。ＲＴＤセンサーをＯｍｒｏｎ温度コントローラーと連動させ、これはまた、冷媒バルブに電力を供給した。メタノールをステンレス鋼管内に０．５ｍｌ／分で流し始めた。温度設定点を−３０℃まで下げ、メタノール移動相が設定点になるまで冷媒バルブに冷却剤を流した。冷却剤は、液を設定点に維持するのに適切な間隔および持続時間での脈動流で供給した。流速を３ｍｌ／分に変更し、それに応じて冷媒バルブを調節した。アルミニウムブロック付近の温度センサーは、設定点よりも約２０度低い温度を示した。
【００４８】
本発明の好ましい態様を記載したが、添付の請求の範囲により規定される本発明は、上記の説明に記載された具体的詳説に限定されるものではないことを理解されたく、本発明の趣旨または範囲から逸脱せずに多くの自明の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、本発明の方法の一態様におけるクロマトグラフィー器械を示す。
【図２】図２は、本発明の方法の一態様におけるクロマトグラフィー移動相の加熱用器械を示す。
【図３】図３は、本発明の方法の一態様におけるクロマトグラフィー移動相の冷却用器械を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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