(57)【要約】【課題】  揮発性物質の留去に関する技術において、溶媒気化効率及び突沸発生防止の両方の課題を簡易な手法にて同時に解決可能とする技術を提供する。【解決手段】  試料容器と嵌合する蓋状部材、流量制御弁、及び自動流量制御手段、を構成部材として備えてなり、（Ａ）前記蓋状部材が、試料容器の開口部と嵌合可能な構造を有し、且つ、気体流入用流路及び試料容器外への気体流出用流路を備えてなり、（Ｂ）前記流量制御弁が、通気管等を介して前記蓋状部材の気体流出用流路の下流側のいずれかの位置に備えられた構成部材であり、（Ｃ）前記自動流量制御手段が、前記流量制御弁の制御が可能なように備えられた構成部材であって、装置の動作時において前記流量制御弁を通過する気体流量の増加制御を可能とするプログラムが格納されたものである、  ことを特徴とする、揮発性物質留去装置。【選択図】  図２
2018158292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料容器と嵌合する蓋状部材、流量制御弁、及び自動流量制御手段、を構成部材として備えてなり、
（Ａ）前記蓋状部材が、
試料容器の開口部と嵌合可能な構造を有し、且つ、試料容器内への気体流入用流路、及び、試料容器外への気体流出用流路、を備えてなり、
（Ｂ）前記流量制御弁が、
通気管及び／又は通気管構造を有する他の構成部材を介して、前記蓋状部材の気体流出用流路の下流側のいずれかの位置に接続された又は接続可能なように備えられた構成部材であり、
（Ｃ）前記自動流量制御手段が、
前記流量制御弁の制御が可能なように接続された又は接続可能なように備えられた構成部材であって、装置の動作時において前記流量制御弁を通過する気体流量の増加制御を可能とするプログラムが格納されたものである、
ことを特徴とする、揮発性物質留去装置。
【請求項２】
前記装置の動作時において、
前記蓋状部材の気体流出用流路を通して前記試料容器内の気体が吸引され、気体流入用流路を通して試料容器外の気体が試料容器内へ流入し、
試料容器内の試料が連続的な気体流動に曝された状態となる、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記流量制御弁が、当該弁を通過する気体流量の比例制御構造を備えた弁状部材である、請求項１又は２のいずれかに記載の装置。
【請求項４】
前記自動流量制御手段に格納されたプログラムが、
前記流量制御弁を通過する気体流量を増加させる制御を含むプログラムであって、時間経過に伴って更に増加率を増大させる制御を含むプログラムである、
請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記蓋状部材が、
（ａ−１）栓構造を備えた栓状部材であって、試料容器の開口部に挿入して側面部分との密着によって試料容器との嵌合を可能とする構造を備え、
（ａ−２）前記栓構造の底部が下垂直方向を向くように配置した場合において、水平面に対して傾斜を有する角度にて前記側面部分に沿って底部に達するように螺旋状に形成された側溝及び／又は管状構造を備え、当該側溝及び／又は管状構造が、栓状部材を試料容器の開口部に挿入して密着嵌合させた際に、気体流入用流路として機能するものであり、
（ａ−３）栓状部材の上部と底部とを連通して又は貫通して形成された管状構造を、気体流出用流路として備えたものである、
請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記蓋状部材を１又は２以上備えた、請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記流量制御弁の下流側のいずれかの位置に、通気管及び／又は通気管構造を有する他の構成部材を介して接続された又は接続可能な態様にて気体吸引手段を備えてなる、請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記蓋状部材と嵌合可能な試料容器が接続された又は接続可能な態様にて備えてなる、請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の装置が備える特徴を有する、試料濃縮装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の装置が備える構成部材を含んでなる、揮発性物質留去システム。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかに記載の装置を用いた方法であって、
試料容器内に揮発性物質を含む試料を配置し、前記装置が備える蓋状部材と試料容器とを嵌合状態にする工程、並びに、
前記装置の動作の際に、前記試料容器内を負圧状態にして前記流量制御弁を通過する気体流量を増加させる工程、
を含むことを特徴とする、揮発性物質の留去方法。
【請求項１２】
前記流量制御弁を通過する気体流量を増加させる工程が、時間経過に伴って更に増加率を増大させる工程を含むものである、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶媒等の揮発性物質の気化を効率良く行うための揮発性物質留去装置に関する。また、本発明は前記装置の特徴を備えた試料濃縮装置、前記装置を用いた試料中の揮発性物質の留去方法、等に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体試料の濃縮に用いられる濃縮装置（エバポレーター）は、技術分野全般における実験や製造技術において広く汎用されている基本技術の一つである。特に、分析化学、合成化学、ライフサイエンス関連、材料工学等の液体試料の化合物濃縮や精製等を行うこと伴う技術分野においては必須技術である。
濃縮装置の技術分野においては、短時間にて試料ロスを生じることなく溶媒留去を達成することが主要な技術的課題と位置付けられる。
【０００３】
現在、一般的に普及している濃縮装置としては、ロータリーエバポレーター、薄膜式エバポレーター、遠心エバポレーター、凍結乾燥装置、又はこれらの原理を利用した派生型、等の濃縮装置等を挙げることができる。これらの濃縮装置では、いずれも試料溶液を収容した装置内の一部空間内の真空度を上昇させて高い負圧環境下とすることを基本原理とする技術であり、溶媒の沸点を低下させて溶媒気化を促進して試料濃縮を行うことに関する技術である。
しかし、これらの一般的な濃縮装置の閉鎖空間内では、真空度上昇による高負圧環境に起因して溶媒の突沸現象が発生しやすい状態にあり、装置運転等において慎重な注意が必要となる
ここで「突沸」とは、溶媒の沸点を超えた領域が部分的に発生して相変化又は溶存気体や微小気泡の発泡等が突発的に生じる現象で、通常の濃縮装置では環境内の圧力変化や物理的刺激等により発生しやすい現象である。
濃縮装置の動作中に溶媒の突沸が発生した場合、試料の突然発泡に伴う飛沫が容器内に飛散して減圧吸引のための排気口に吸引され、重大な試料喪失や外部汚染が引き起こされる。特にロータリーエバポレーターで大規模な突沸が突然発生した場合、その被害は大きい。
【０００４】
このような一般的な減圧濃縮装置における突沸現象は、溶媒と接する環境の圧力変化時に発生する場合が多く、具体的には真空度を上げるための減圧時の際に発生しやすい。そのため、減圧濃縮装置の技術分野においては、装置動作中の真空度を一定以上に増加させないように制御するための技術開発に注力される傾向にあり、現在普及している濃縮装置の製品においては、真空状態の定常制御機構を備えた装置が多く普及している。
また、濃縮容器内の吸引による減圧勾配を時間経過と伴に「緩やか」にするように制御することによって、突沸リスクを低減しようとする技術も提案されている（特許文献１）。
しかしながら、上記のような慎重な圧力制御手段を採用した場合、一般的な減圧濃縮装置における突沸発生の低減は可能とはなるところ、溶媒気化の効率は逆に低いところとなる。ここで、濃縮効率を補うために溶媒の気化を促進するための加温が行われるところ、昇温の程度と溶媒の種類によっては、逆に突沸発生のリスクが増大するというジレンマが生じる。
上記に示すように、一般的な減圧濃縮装置における濃縮条件及び環境では、溶媒気化の点で必ずしも十分な効率が達成されているとは言えず、特にＤＭＳＯ等の高沸点溶媒の留去操作は極めて困難となる。
【０００５】
なお、一般的な減圧濃縮装置とは別系統の技術として、窒素ガス等の不活性ガスを溶媒表面に直接吹き付ける「吹き付け式」の濃縮技術が提案されているところ、当該技術ではその基本原理の観点から濃縮効率が低いという不利点がある。更に不活性ガスのランニングコストが高いこともあり、溶媒留去技術及び濃縮技術としては広く一般的には普及していない。
【０００６】
以上に示したように、溶媒留去装置及び濃縮装置の技術分野においては、「溶媒気化効率」及び「突沸発生防止」に関する両方の課題を解決することが求められているところ、これら両方を簡便な方法にて同時に解決可能とする有効な技術は見出されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−８９７０５
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００８／０７８７６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、揮発性物質の留去に関する技術において、溶媒気化効率及び突沸発生防止の両方の課題を簡易な手法にて同時に解決可能とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記従来技術に係る状況において本発明者は鋭意研究を重ねたところ、溶媒である揮発性物質の留去を行う装置において、試料容器の蓋状部材に２以上の気体通気流路を設け、そのうちの１つの通気流路から容器内の気体を吸引することによって、試料容器内では、気体流入及び流出の観点において開放系であるにも関わらずに、適度な負圧環境にて平衡状態が維持されることを見出しこれに着目した。
上記知見に基づいて、本発明者らは、濃縮装置を構成する構成部材として、i）気体流入用流路及び気体流出用流路を備えた蓋状部材、ii）気体流量の調整を可能とする流量制御弁、及び、iii）装置動作時に時間経過に伴って前記流量制御弁を通過する気体流量の増加制御を可能とするプログラムが格納された自動流量制御手段、を構成部材として含んでなる濃縮装置を着想した。
【００１０】
本発明者らは、当該部材構成を含んでなる濃縮装置を製造して実証実験を行ったところ、経時的に気体流量を増加させる流量制御を行って容器内負圧を更に高める制御を行った場合であっても、液体試料の突沸及び液面飛沫を発生させることなく、迅速且つ高効率な揮発性物質の留去が可能となることを見出した。
【００１１】
ここで、従来の減圧濃縮装置においては、装置動作中の圧力値を「一定」に維持することにより突発を防止する方向での技術開発が行われていたところ、更に、濃縮装置の減圧勾配を変化させる技術としては、減圧勾配を経時的に「緩やか」にする（吸引量を減少させる）方向での制御技術が報告されていた。
この点、従来の溶媒留去技術や濃縮装置の技術分野においては、装置動作中に減圧勾配の「増加制御」（吸引量の増加制御）を行うことは、減圧による沸点降下により突沸リスクが劇的に増大して危険であるという技術常識が存在していたと認められる。
【００１２】
また、本発明者らは、濃縮装置の容器栓において、通気流路のうちの気体流入用流路を容器栓側面に沿って螺旋状に配置し、且つ、気体流出用流路を容器栓の中央に配置することによって、試料溶液の攪拌効率が向上するという知見を見出していたところ（特許文献２）、当該容器栓を用いた場合であっても吸引量一定の態様にて装置動作を行っただけでは、本発明に係る装置と同程度の高い溶媒気化効率を達成することはできない（本願明細書実施例２ 参照）。
ここで、上記のように減圧濃縮装置の危険性に関する技術常識においては、装置の動作中に真空度の増加させる方向に制御を行うことは想定されておらず、本発明のように増加方向での流量制御を特徴とする濃縮装置に関する技術は開示されていない。
【００１３】
本発明に係る装置と従来技術に係る濃縮装置について、技術的特徴の概要及び作用効果を対比して下記表に示した。ここで、下記従来技術１に係る一般的な減圧濃縮装置において吸引量の増加制御を行った場合、突沸発生リスクは更に増大すると認められる。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
本発明者は上記知見に基づいて本発明を完成するに至った。本発明は具体的には以下に記載の発明に関する。
［項１］
試料容器と嵌合する蓋状部材、流量制御弁、及び自動流量制御手段、を構成部材として備えてなり、
（Ａ）前記蓋状部材が、
試料容器の開口部と嵌合可能な構造を有し、且つ、試料容器内への気体流入用流路、及び、試料容器外への気体流出用流路、を備えてなり、
（Ｂ）前記流量制御弁が、
通気管及び／又は通気管構造を有する他の構成部材を介して、前記蓋状部材の気体流出用流路の下流側のいずれかの位置に接続された又は接続可能なように備えられた構成部材であり、
（Ｃ）前記自動流量制御手段が、
前記流量制御弁の制御が可能なように接続された又は接続可能なように備えられた構成部材であって、装置の動作時において前記流量制御弁を通過する気体流量の増加制御を可能とするプログラムが格納されたものである、
ことを特徴とする、揮発性物質留去装置。
［項２］
前記装置の動作時において、
前記蓋状部材の気体流出用流路を通して前記試料容器内の気体が吸引され、気体流入用流路を通して試料容器外の気体が試料容器内へ流入し、
試料容器内の試料が連続的な気体流動に曝された状態となる、
項１に記載の装置。
［項３］
前記流量制御弁が、当該弁を通過する気体流量の比例制御構造を備えた弁状部材である、項１又は２のいずれかに記載の装置。
［項４］
前記自動流量制御手段に格納されたプログラムが、
前記流量制御弁を通過する気体流量を増加させる制御を含むプログラムであって、時間経過に伴って更に増加率を増大させる制御を含むプログラムである、
項１〜３のいずれかに記載の装置。
［項５］
前記蓋状部材が、
（ａ−１）栓構造を備えた栓状部材であって、試料容器の開口部に挿入して側面部分との密着によって試料容器との嵌合を可能とする構造を備え、
（ａ−２）前記栓構造の底部が下垂直方向を向くように配置した場合において、水平面に対して傾斜を有する角度にて前記側面部分に沿って底部に達するように螺旋状に形成された側溝及び／又は管状構造を備え、当該側溝及び／又は管状構造が、栓状部材を試料容器の開口部に挿入して密着嵌合させた際に、気体流入用流路として機能するものであり、
（ａ−３）栓状部材の上部と底部とを連通して又は貫通して形成された管状構造を、気体流出用流路として備えたものである、
項１〜４のいずれかに記載の装置。
［項６］
前記蓋状部材を１又は２以上備えた、項１〜５のいずれかに記載の装置。
［項７］
前記流量制御弁の下流側のいずれかの位置に、通気管及び／又は通気管構造を有する他の構成部材を介して接続された又は接続可能な態様にて気体吸引手段を備えてなる、項１〜６のいずれかに記載の装置。
［項８］
前記蓋状部材と嵌合可能な試料容器が接続された又は接続可能な態様にて備えてなる、項１〜７のいずれかに記載の装置。
［項９］
項１〜８のいずれかに記載の装置が備える特徴を有する、試料濃縮装置。
［項１０］
項１〜８のいずれかに記載の装置が備える構成部材を含んでなる、揮発性物質留去システム。
［項１１］
項１〜８のいずれかに記載の装置を用いた方法であって、
試料容器内に揮発性物質を含む試料を配置し、前記装置が備える蓋状部材と試料容器とを嵌合状態にする工程、並びに、
前記装置の動作の際に、前記試料容器内を負圧状態にして前記流量制御弁を通過する気体流量を増加させる工程、
を含むことを特徴とする、揮発性物質の留去方法。
［項１２］
前記流量制御弁を通過する気体流量を増加させる工程が、時間経過に伴って更に増加率を増大させる工程を含むものである、項１１に記載の方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、揮発性物質の留去に関する技術において、溶媒気化効率及び突沸発生防止の両方の課題を簡易な手法にて同時に解決可能とする技術を提供することが可能となる。
例えば、本発明に係る装置の一態様を採用した場合、従来の一般的な減圧濃縮装置では困難であったＤＭＳＯ等の高沸点溶媒等についても効率良く留去することが可能となり、試料の濃縮操作を迅速且つ安定して行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る揮発性溶媒留去装置（濃縮装置）の動作態様の概略を示したフロー図である。図中の黒太矢印は装置内における気体の流れを示す。図中の破線矢印はバルブ制御に関する信号の流れを示す。
【００１８】
【図２】実施例１にて製造した濃縮装置について、主要な構成部材の接続態様を示した図である。
【００１９】
【図３】実施例１にて製造した濃縮装置に装着する蓋状部材の構造を示した図である。図３Ａ：蓋状部材である容器栓の側面視図。図３Ｂ：蓋状部材である容器栓と試料容器との嵌合状態を側面視にて撮影した写真像図。
【００２０】
【図４】実施例２での溶媒気化効率の評価試験において、濃縮装置動作中におけるＤＭＳＯの残存液重の経時変化を測定した結果図である。
【００２１】
【図５】比較例１での溶媒気化効率の評価試験において、濃縮装置動作中におけるＤＭＳＯの残存液量の経時変化を測定した結果図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。また、以下の説明における符号番号は、図面中に使用した符号番号を意味する。
【００２３】
［用語の説明］
本明細書中において「揮発性物質」とは、常温にて蒸気圧を有する物質を指し、本発明に係る装置の吸引動作によって気化して留去される対象となる物質を指す。特には液体試料の溶媒として用いられる物質全般を指す。
本明細書中において「留去」とは、揮発性物質を気化させて除去することを意味する。より詳しくは、溶媒等の揮発性物質を蒸発させて除去することを意味する。
本明細書中における「気体流量」という表現は、流動気体の単位時間あたりの流量（Ｌ／分）を意味する用語として記載している。
本明細書中において「各構成部材が接続可能なように配設された態様」としては、装置本体とは物理的に分離しているが容易に接続可能となっている状態も含まれる。
【００２４】
１．揮発性物質留去装置
本発明は、溶媒等の揮発性物質の気化を効率良く行うための揮発性物質留去装置（１）に関する。詳しくは、本発明は、試料容器と嵌合する蓋状部材（２）、流量制御弁（５）、及び自動流量制御手段（１０）、を構成部材として備えてなり、
i）前記蓋状部材（２）が、試料容器の開口部（３１）と嵌合可能な構造を有し、且つ、試料容器内への気体流入用流路（２４）、及び、試料容器外への気体流出用流路（２６）、を備えてなり、
ii）前記流量制御弁（５）が、通気管（８）及び／又は通気管構造を有する他の構成部材を介して、前記蓋状部材の気体流出用流路（２６）の下流側のいずれかの位置に接続された又は接続可能なように備えられた構成部材であり、
iii）前記自動流量制御手段（１０）が、前記流量制御弁（５）の制御が可能なように接続された又は接続可能なように備えられた構成部材であって、装置の動作時において前記流量制御弁（５）を通過する気体流量の増加制御を可能とするプログラムが格納されたものである、
ことを特徴とする、揮発性物質留去装置に関するものである。
【００２５】
なお、本発明に係る装置（１）に関する技術的範囲としては、下記に記載した特徴の全て含む態様に限定されるものではない。
【００２６】
［蓋状部材］
本発明に係る揮発性物質留去装置（１）は、その構成物品として蓋状部材（２）を備えてなるものである。
本発明に係る蓋状部材（２）は、試料容器（３）の開口部（３１）と嵌合可能な構造を有する部材である。また、当該蓋状部材としては、試料容器の開口部（３１）との嵌合状態において、気体流入用流路（２４）及び気体流出用流路（２６）を除いて試料容器内が密閉状態となることを可能とする構造を備えたものを指す。
【００２７】
蓋状部材（２）の構造としては、気体流入用流路（２４）及び気体流出用流路（２６）を除いては、樹脂製、ゴム製、ガラス製、金属製、等の試料容器を密閉するために採用される通常の蓋状構造を採用することが可能である。例えば、栓状構造、キャップ構造、回動嵌合式の蓋構造、螺号式蓋構造、留具挟持式の蓋構造、カバー構造、ストッパー構造、押し付け構造、等の試料容器の開口部に対して蓋として機能し得る構造を採用することが可能である。
蓋状部材（２）の態様としては、例えば、栓構造を備えた栓状部材、試料容器開口部の外縁フランジに嵌合する螺旋溝を備えた蓋状部材、試料容器の開口部の上淵に嵌合する円状溝を備えた蓋状部材、挟持固定手段を備えた蓋状部材、Ｏ−リングやパッキン等の部材を介して密着性を高めた蓋状部材、等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００２８】
栓状部材
本発明に係る蓋状部材（２）としては、様々な形状の試料容器（３）に対して装着可能である汎用性の高い蓋状部材であることが好適である。このような蓋状部材としては、容器栓として機能する栓状部材を用いることが好適である。
ここで、本発明における「栓状部材」とは、試料容器の開口部（３１）に対して蓋状部材の一部又は全部が挿入可能な部材であって、当該挿入した部分の側面部分（２２）と試料容器内壁とを密着させて試料容器内の閉塞状態を実現可能とする構造、を備えた蓋状部材を挙げることができる。
即ち、本発明に係る蓋状部材（２）としては、試料容器の開口部（３１）に挿入して試料容器内壁との密着嵌合を可能とする構造である栓構造を備えた部材を採用することが好適である。
【００２９】
本発明に係る蓋状部材（２）として栓状部材を採用した場合、試料容器（３）の開口部（３１）のサイズに対応した適切な形状のものを用いる限りは、試料容器の本体部分や開口部の外縁等の形状には関わらずに、幅広い試料容器に対して装着可能な蓋状部材として使用することが可能となる。栓状部材を採用した態様では、試料容器の開口部（３１）に対して栓状部材の底部側（２３）を挿入して、栓状部材の側面（２２）と試料容器の内壁とを密着させる簡易な操作により、栓状部材と試料容器の嵌合状態を容易に実現することが可能となる。
【００３０】
本発明に係る蓋状部材（２）としては、蓋機能を発揮する主たる構造以外の構造を備える態様も可能である。例えば、栓状部材を採用した態様では、栓構造の上部等に栓構造以外の構造を備えたものも含まれる。栓構造以外の構造としては、例えば把持部等の構造を栓構造と一体化又は結合させた構造を挙げることができるが、他の目的の構造を付加した構造を採用することも可能である。
【００３１】
蓋状部材（２）として栓状部材を採用した態様では、栓構造を構成する部分の構造に関して、試料容器の開口部（３１）の形状と密着嵌合が可能な横断面を有する構造であることが好適である。
例えば、試料容器の開口部（３１）が円状の場合には、栓状部材の栓構造部分の横断面は円状又は略円状であることが好適である。また、例えば、試料容器の開口部（３１）が面取り四角状である場合には、栓状部材の栓構造部分の横断面も、面取り四角形状又はその略形状であることが好適である。
ここで、開口部（３１）が円状である一般的な試料容器に対して使用可能である栓状部材（２）としては、その栓構造部分の具体的な形状の例を挙げると、円柱状、断頭円錐状、側面が凹状の曲率を有する断頭円錐状、側面が凸状の曲率を有する断頭円錐状、エンタシス状、樽型状、円錐状、側面が凹状の曲率を有する円錐状、側面が凸状の曲率を有する円錐状、球状、長楕円体状、扁楕円体状、卵状、滴状、連球状、これらの略形状、又はこれらの一部若しくは全部を組み合せた複合形状、等を例示として挙げることができる。
【００３２】
栓状部材（２）の形態としては、栓構造を構成する部分に関して弾性の高い軟性材質のものを採用した場合、上記例示した形状の栓構造を採用することが可能である。即ち、試料容器（３）の開口部（３１）内径よりも栓構造外径が大きいサイズの栓状部材を採用して、栓構造の栓状部材を圧縮しながら挿入することによって、側面（２２）と試料容器の内壁との密着嵌合を実現することが可能となる。
栓状部材（２）の形態として材質の弾性に関わらずに好適な態様としては、栓構造の底部（２３）の横断面外径が試料容器の開口部内径よりも小さく、且つ、栓構造の前記部分より上部分の横断面外径が試料容器の開口部内径よりも大きい構造、を備えたものが好適である。
当該形状の栓構造としては、具体的には、底部（２３）外径が試料容器の開口部内径より小さく、栓構造の底部（２３）より上部分において試料容器の開口部内径より大きい外径部分を栓構造の少なくとも一部に含んだ構造であれば良い。なお、当該態様においては、栓構造の底部より上部分の全ての外径が、試料容器の開口部より大きい外径である必要はない。
【００３３】
また、栓状部材（２）の栓構造としては、底部から上部の方向に向かって横断面外径が連続的に拡大する形状を含んだ栓構造であることが好適である。
当該形状を備えた栓状部材の一例としては、栓構造部分が、断頭円錐状、側面が凹状の曲率を有する断頭円錐状、側面が凸状の曲率を有する断頭円錐状、エンタシス状、樽型状、これらの略形状、又はこれらの一部若しくは全部を組み合せた複合形状、等の形状を備えたものを挙げることができる。
当該形状として更に好ましくは、側面部分（２２）が底部から上部に向かって側面視にてテーパー状に連続的に拡大する形状の栓構造を含むものが好適である。特には、側面視にてテーパー状に徐々に連続的に拡大する形状を含む栓構造であることが好適である。
【００３４】
本発明に係る栓状部材（２）として横断面径を変化させた栓構造を採用した場合、試料容器の開口部（３１）に対して栓状部材（２）を挿入する操作を行うのみによって、栓構造の側面部（２２）において当該側面部と試料容器の開口部の内側管壁とが密着して固着するため、栓状部材と試料容器の嵌合状態が容易に実現される。
また、本発明に係る栓状部材（２）として当該構造を採用した場合、栓構造を構成する部分の材質として十分な強度や耐熱性等を備える弾性度合の低い材質のものを採用することが可能となる。
即ち、本発明に係る栓状部材（２）にて当該栓構造を備えた形状を採用した場合、本発明の実施において特に好適な態様となる。
【００３５】
本発明に係る栓状部材（２）の側面部（２２）の表面形状としては、一般的な試料容器の開口部内壁面が滑らかな環状凹曲面形状であるため、それと密着しやすくするために側面部表面も滑らかな環状凸曲面形状であることが望ましい。
なお、試料容器の開口部の内壁にナット様の螺旋溝を備えた容器の場合では、当該試料容器の内壁に対応した栓状部材として、側面部分の表面形状としてボルト様の螺旋フランジ構造を備えた栓構造を採用することも可能である。
【００３６】
特性
本発明に係る蓋状部材（２）を構成する材質としては、試料容器（３）との嵌合状態において、気体流入用流路（２４）及び気体流出用流路（２６）を除いて試料容器内の密閉状態を維持可能な材質、を採用することが好適である。特に、栓状部材とする場合においては、栓構造部分を試料容器の開口部（３１）に挿入操作を行った場合に、試料容器内壁との密着による固着及び密閉が可能となる材質を採用することが好適である。
本発明に係る蓋状部材（２）を構成する材質としては、樹脂、ゴム、金属、ガラス、鉱石、セラミック（アルミナ、窒化アルミ等）、コルク、等の蓋状部材として利用可能な材質を挙げることができる。
本発明に係る蓋状部材を構成する材質としては、好ましくは樹脂製やゴム製のものを用いることが好適であり、気体の通気遮断性及び強度等を備えたものがより好適である。更に有機溶媒に対する耐性を備えた性質のものであることがより好ましい。また、更に耐熱性を備えたものがより好ましい。
【００３７】
本発明に係る蓋状部材（２）を構成する材質として、具体的には、フッ化炭素樹脂、シリコン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、天然ゴム、合成ゴム、等の材質のものを好適に用いることができる。
特には、各種溶媒への耐性を含めた汎用使用を考慮するとフッ化炭素樹脂製のものが好適であり、ＰＴＦＥ、ＦＫＭ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、等を好適に用いることができる
【００３８】
本発明に係る蓋状部材として栓状部材の形態にした場合、試料容器内壁との密着性の点を考慮するとゴム製のものを用いることも好適であるが、各種溶媒への耐性を含めた汎用使用を考慮すると、フッ化炭素樹脂のものを用いることが好適である。特に栓構造を構成する部分について、上記材質にて構成されたものを用いることが好適である。
【００３９】
本発明に係る蓋状部材（２）のサイズとしては、試料容器（３）との嵌合が可能であり密閉状態が適切に担保可能な範囲であれば、嵌合する試料容器のサイズに応じて適宜設定可能である。蓋状部材（２）の態様として、一例としては、実施例にて作製したサイズのものを挙げることができるが、特にこれに限定されない。
【００４０】
気体通気用流路
本発明に係る蓋状部材（２）は、試料容器内から試料容器外への気体流出を可能とするための気体流出用流路（２６）、並びに、試料容器外から試料容器内への気体流入を可能とするための気体流入用流路（２４）、を備えてなるものである。
本発明に係る装置では、気体流出用流路（２６）を通して試料容器内の気体を吸引することによって、気体流入用流路（２４）からの気体流入が維持され、当該気体動態によって試料容器内の試料への連続的な気体流動暴露が実現される。
【００４１】
本明細書において、「気体流出用流路」及び「気体流入用流路」という用語は、蓋状部材（２）に形成された通気用の流路空間を指す用語として用いている。なお、本明細書においては、蓋状部材から突出した又は接続付加した管構造については、これらの用語とは区別する流路とみなすことができる。
【００４２】
i）気体流出用流路
本発明に係る蓋状部材（２）は、気体流出用流路（２６）を備えてなる。気体流出用流路（２６）は、蓋状部材（２）と試料容器（３）との嵌合状態において、試料容器の内側から外側方向に向かって通気を可能とするための通気用流路である。
気体流出用流路（２６）としては、蓋状部材と試料容器との嵌合状態において、試料容器内外の通気が可能となるように蓋状部材におけるお互いに異なる２方向に属する部分を連通又は貫通させて、当該形成された管構造を流路とすることが可能である。
ここで、気体流出用流路（２６）としては、蓋状部材内の連通孔又は貫通孔の管状構造（２７）内をそのまま気体流出用流路とすることが可能である。また、蓋状部材に別の中空管状部材（２８）を挿入又は貫通させて、当該中空管状部材の管状構造内であって蓋状部材と接する部分を、気体流出用流路とすることも可能である。
【００４３】
本発明に係る蓋状部材（２）としては、蓋状部材の上部（２１）と底部（２３）とを連通して又は貫通して形成された管状構造を、気体流出用流路（２６）として備えたものであることが好適である。即ち、気体流出用流路（２６）の配設位置における好適態様としては、蓋状部材の底部（２３）と上部（２１）とを垂直方向に連通又は貫通する位置にて形成された流路であることが好適である。
特には、気体流出用流路（２６）としては、嵌合状態において試料容器の中心部分又はその周辺に相当する蓋状部材の位置において、蓋状部材の底部（２３）と上部（２１）とを垂直方向に連通又は貫通する位置にて形成された流路であることが好適である。
【００４４】
本発明に係る蓋状部材における気体流出用流路（２６）の配設数としては、１又は２以上の連通孔又は貫通孔を形成させて配設することが可能である。
特には、試料容器内の気体動態を考慮した気体流出用流路（２６）として好適な態様としては、気体流出用流路を１つのみ配設することが好適である。また、更に好ましい態様としては、嵌合状態において試料容器の中心部分又はその周辺に相当する蓋状部材の位置において、蓋状部材の底部（２３）と上部（２１）とを垂直方向に連通又は貫通する位置にて１つのみ配設された流路であることが好適である。
【００４５】
気体流出用流路（２６）の形状としては、試料容器内の気体流動を実質的に妨げない構造である限りにおいては、特に制限なく如何なる形状の流路構造を採用することも可能である。例えば、直管形状、屈曲管形状、湾曲管形状、分岐管形状、合流管形状、等を含む形状の管状流路とすることが可能である。好ましくは直管形状の流路を採用するが好適である。流路断面しては、好ましくは横断面が円状、略円状、楕円状、矩形等の多角形状、等の管状流路とすることが可能である。より好ましくは横断面が円状の流路を採用することが好適である。
気体流出用流路（２６）のサイズとしては、試料容器の気体動態が適切に担保可能な範囲であれば、嵌合する試料容器のサイズに応じて適宜設定可能である。例えば、流路断面が円状の場合であれば、流路断面内径が０．５〜１００ｍｍ、好ましくは１〜２０ｍｍのものが好適である。
【００４６】
ii）気体流入用流路
本発明に係る蓋状部材（２）は、気体流入用流路（２４）を備えてなる。気体流入用流路（２４）は、蓋状部材（２）と試料容器（３）との嵌合状態において、試料容器の外側から内側方向に向かって通気を可能とするための通気用流路である。
【００４７】
本発明に係る蓋状部材（２）として栓状部材以外の態様を採用した場合においては、気体流入用流路（２４）の構造及び／又は配設態様として、上記した気体流出用流路（２６）と同様の構造及び／又は配設態様の特徴を備えた流路を採用することが可能である。
また、本発明に係る蓋状部材（２）として栓状部材を採用した場合においては、気体流入用流路（２４）の構造及び／又は配設態様として、上記した気体流出用流路（２６）と同様の構造及び／又は配設態様の特徴を備えた流路を採用することも可能ではあるが、よりも好適な下記別態様の気体流入用流路の構造及び／又は配設態様を採用することが可能である。
【００４８】
本発明に係る栓状部材にて採用可能な気体流入用流路（２４）の好適態様としては、前記栓構造の底部（２３）が下垂直方向を向くように配置した場合において、水平面に対して傾斜を有する角度にて前記側面部分（２２）に沿って底部（２３）に達するように螺旋状に形成された側溝及び／又は管状構造（２５）を備え、当該側溝及び／又は管状構造が、栓状部材（２）を試料容器の開口部（３１）に挿入して密着嵌合させた際に、気体流入用流路（２４）として機能するものである態様が好適である。
当該態様における栓状部材では、側面部分（２２）に沿って側溝及び／又は管状構造（２５）を備えた構造を有する。当該流路構造によって試料容器内の壁面に沿って下方向に螺旋状に気体が流入し、試料容器内の試料への連続的な気体流動に曝されやすくなり好適である。特に液体試料の場合では強い攪拌現象が発生しすくなり好適である。
【００４９】
ここで、当該態様における側溝（２５）とは、栓構造の側面外縁（２２）に沿って形成された溝状の構造である。当該態様の栓状部材を試料容器の開口部（３１）に挿入して密着嵌合させた場合において、側溝（２５）と試料容器の内壁とで形成された空間を気体流入用流路（２４）として機能させることを可能とする。
側溝（２５）の形状としては、栓状部材を試料容器の開口部（３１）に挿入して密着嵌合させた際に、気体流入用流路（２４）として機能することを担保する形状であれば、特に制限なく採用可能である。例えば、側溝（２５）の横断面の形状としては、四角形や台形形状等の矩形形状、半円状、半楕円形状、半長円形状、半短円形状、これらの略形状、これらの一部若しくは全部を組み合せた複合形状、等を採用することができる。
また、側溝（２５）の形状としては、試料容器内の気体流動を実質的に妨げない構造である限りにおいては、側面部分（２２）の表面の外縁に沿った直溝、曲溝、分岐溝、合流溝、等を含む形状とすることも可能である。好ましくは側面部分（２２）の表面の外縁に沿った直溝形状の溝構造を採用するが好適である。
側溝（２５）の形成態様としては、栓状部材の側面（２２）に沿って部材表面に溝構造を穿ることによって、側溝を形成させることが可能である。また、側溝（２５）の形成態様としては、前記溝構造を別の管状部材の縦断分割部材等にて被覆することによって、溝構造を形成させることも可能である。
側溝（２５）のサイズとしては、試料容器内の気体動態を適切に担保可能な範囲であれば、嵌合する試料容器のサイズに応じて適宜設定可能である。例えば、側溝の断面積が栓状部材の断面積の０．１〜２０％、好ましくは０．４〜１０％のものが好適である。また、側溝断面の幅が０．１〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜３ｍｍ程度のものが好適である。当該範囲の場合、試料容器内の液体試料の液面攪拌を促進する気体流動が発生しやすくなるため、特に好適である。
【００５０】
側溝（２５）の配設態様としては、栓部材の栓構造の底部（２３）が下垂直方向を向くように配置した場合において、水平面に対して傾斜を有する方向にて底部に達するように螺旋状に形成された側溝構造であることが好適である。当該構造を採用した場合、試料容器内の液体試料の液面攪拌を促進する気体流動が発生しやすくなるため、特に好適である。
側溝（２５）の配設角度としては、水平面に対する傾斜角度として側溝が螺旋形状の少なくとも一部と認められる角度であれば良い。特に良好な気体流動を実現するためには、当該角度として好ましくは、５〜６０°、より好ましくは１０〜４５°であることが好適である。特に底部付近の傾斜角度が当該範囲内にあることが重要である。
また、螺旋形状を形成する側溝の傾斜角度としては、部材の位置によって側溝の傾斜角度を変動させた態様とすることも可能である。
【００５１】
側溝（２５）の配設態様としては、栓状部材の底部、及び、試料容器開口部との嵌合状態にて試料容器外側に面する部分と、を結ぶように配設されたものであることが好適である。好適態様としては、栓状部材の底部（２３）、及び、栓状部材の上部（２１）、とを結ぶように配設されたものであることが好適である。
側溝（２５）の配設態様としては、側溝の螺旋形状の向きとしては、右回り又は左回りのいずれの態様を採用することが可能である。
側溝（２５）の配設数としては、１又は２以上の側溝を形成させて配設することが可能である。複数の側溝を側面（２２）に等間隔に螺旋状に配設する態様も可能である。特に試料容器内の気体動態を考慮した好適態様としては、螺旋形状の側溝を２以上、例えば２〜８程度を等間隔に配設する態様を挙げることができる。
【００５２】
本発明に係る栓状部材（２）においては、気体流入用流路（２４）の態様として、上記側溝構造の一部又は全部を管状構造にて置き換えた構造とすることも可能である。
当該態様における管状構造（２５）の形成態様としては、栓状部材の側面（２２）に沿って部材内部に孔構造を掘り、当該孔構造を管状構造とすることが可能である。また、栓状部材の側面（２２）に沿って部材内の埋没した位置に別の中空管状部材を埋設して、当該中空管状部材内の空間を管状構造とすることも可能である。
当該態様における管状構造としては、気体流入用流路（２４）として機能する構造であれば特に制限なく採用可能であるが、好ましくは上記した側溝構造（２５）に相当する構造、形状、サイズ、配設態様、等を採用することが好適である。また、側溝構造（２５）の特徴をそのまま採用できない管状部材に特有の特徴に関しては、上記した気体流出用流路（２６）と同様の管状部材に関する特徴を採用することが可能である。
【００５３】
蓋状部材の配設態様
本発明に係る装置（１）としては、蓋状部材（２）が接続された又は接続可能な態様にて備えてなる装置とすることができる。本発明に係る装置としては、蓋状部材が接続管や通気管等の管状部材に接続された態様のみでなく、これらの管状部材に接続可能なように配設された態様も含まれる。
【００５４】
本発明に係る装置における蓋状部材（２）の配設態様としては、試料容器内からの揮発性物質の留去効率を実質的に妨げる態様でない限りにおいては、特に制限なく蓋状部材を配設することが可能である。
蓋状部材（２）の配設数としては、１又は２以上の蓋状部材を配設することが可能である。蓋状部材の配設数の上限については特に制限はなく、気体吸引手段の吸引能力や装置形態での筐体内のスペース等に応じて適宜決定することができる。実施態様の一例としては、気体吸引速度の最大値が１８０ｍＬ／分の真空ポンプを気体吸引手段として用いた場合であれば、１〜１０程度の蓋状部材を配設することが可能である。気体吸引手段の性能によっては、理論的には１００程度の蓋状部材を配設したハイスループットに対応した装置態様とすることも可能である。
また、蓋状部材を複数配設する態様においては、各試料容器からの気体流量にバラつきが生じ難くするために、複数の各蓋状部材を並列配設することが好適である。
【００５５】
［試料容器］
本発明に係る装置（１）には、前記蓋状部材（２）と嵌合可能な試料容器（３）が接続された又は接続可能な態様にて備えてなる装置が含まれる。即ち、本発明に係る装置としては、試料容器（３）が蓋状部材に接続された態様のみでなく、蓋状部材に接続可能なように配設された態様も含まれる。
【００５６】
試料容器（３）としては、液体試料の配置等が可能な形状、有機溶媒耐性を備えた材質、容器高、及び適切な物理的強度等を有し、蓋状部材（２）との嵌合可能な開口部（３１）を備えた容器状構造体であれば、本発明に係る装置にて好適に用いることが可能である。試料容器の開口部（３１）としては、蓋状部材との適合の点から、容器状構造体の上部に形成された円状の開口部であることが好適である。ここで「配置」には、試料容器内に収容、格納、充填、注入、又は分注等による様々な配置態様が含まれる。
試料容器（３）としては、嵌合する蓋状部材（２）の形状やサイズに応じた形状及び／又はサイズのものを用いることができる。即ち、本発明においては、市販の様々な樹脂製容器やガラス製容器等を試料容器（３）として直接用いることが可能となる。例えば、反応用、培養用、試薬ストック用、等の容器を試料容器（３）として用いることも可能である。
試料容器（３）の容量としては、用途に応じて適宜決定することが可能である。一例としては、実施例にて製造した容器栓（２）を使用する場合であれば、例えば１．５ｍＬ容マイクロチューブ、５０ｍＬ容樹脂製遠心チューブ、１１０ｍＬガラス製試薬瓶等を直接試料容器（３）として用いることも可能である。
本発明に係る装置においては、蓋状部材と気体吸引手段等の態様によって、例えば、１．５〜５００ｍＬ容の容器を試料容器（３）として用いることが可能である。
【００５７】
［気体流動に関する構成部材等］
本発明に係る装置（１）は、試料容器内からの気体流動及びその制御を可能とするための各種構成部材を備えてなる。本発明に係る装置では、特に流量制御弁（５）及び自動流量制御手段（１０）を必須構成部材として備えてなる。
【００５８】
流量制御弁
本発明に係る装置は、流量制御弁（５）を構成部材として備えてなる。流量制御弁（５）は、通気管（８）及び／又は通気管構造を有する他の構成部材を介して、前記蓋状部材の気体流出用流路（２６）の下流側のいずれかの位置に接続された又は接続可能なように備えられた構成部材である。ここで、通気管構造を有する他の構成部材としては、一例としては、流量計測手段（６）や停止弁（４）等を挙げることができるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００５９】
流量制御弁（５）は、蓋状部材の気体流出用流路（２６）に接続された通気管等を介して気体流動の流れの下流側に備えられた弁状部材である。本発明に係る装置の動作時においては、気体流出用流路（２６）から吸引された気体が通気管等を介して流量制御弁（５）に達し、当該弁の弁構造部分を通過して、更に下流側の通気管等に流動する。
流量制御弁（５）の接続位置としては、蓋状部材の気体流出用流路（２６）の下流側であれば特に制限はないが、具体的な装置構成においては、気体流出用流路（２６）との接続位置から数ｃｍ〜数ｍの範囲内であることが好適である。
【００６０】
本発明に係る装置が蓋状部材（２）を２以上備えた態様においては、i）合流構造を備えた通気管を介して気体流動を１つの通気管に合流させる流路構造を構築し、当該合流した１つの通気管の下流側に流量制御弁（５）を接続する態様とすることが可能である。当該態様では、１カ所の弁の制御のみで２以上の蓋状部材の全部の流量を一律に制御することが可能となる。また、蓋状部材（２）を２以上備えた態様においては、ii）蓋状部材のそれぞれに対応する流量制御弁（５）を配設する態様とすることが可能である。当該態様では、それぞれの蓋状部材ごとに独立した流量制御を行うことが可能となる。
【００６１】
本発明に係る流量制御弁（５）は、開閉度の微細調整が可能なバルブ構造を備えた部材であって、気体流量を連続的に精度良く調整可能とする弁状部材であることが好適である。即ち、流量制御弁（５）としては、当該弁を通過する気体流量の比例制御構造を備えた弁状部材であることが好適である。ここで、比例制御構造とは、流量制御弁（５）のバルブ構造の開閉度を入力信号に比例して連続的に精度良く調整可能な制御構造を指す。
流量制御弁（５）としては、本発明に係る装置の性能を実現可能とする開閉度精度を備えたものであれば、既存の原理を利用した弁状部材を採用することが可能である。
流量制御弁（５）の開閉度の調整構造としては、本発明に係る装置仕様に係る流量調整を可能とする精度を備えたものを採用することができる。具体的には、蓋状部材１つ（１検体）に対して１時間換算にて０．１〜１００Ｌ／分、好ましくは１時間換算にて０．１〜２０Ｌ／分の流量調整を可能とする比例制御構造を備えたものを採用することが望ましい。
流量制御弁（５）の好適態様としては、微細な開閉度制御を可能とするために、開閉精度が０．５Ｌ／分以下、好ましくは０．１Ｌ／分以下の精度にて、流量調整が可能な流量制御弁を用いることが好適である。また、迅速な流量制御に関する性能を担保するために、増加速度が１秒あたり１０Ｌ／分以上、好ましくは１秒あたり５０Ｌ／分以上の増加速度にて、流量調整が可能な流量制御弁を用いることが好適である。
【００６２】
このような精度を実現する流量制御弁（５）としては、具体的には、ニードルバルブ構造、ボールバルブ構造、ダイヤフラムバルブ構造、バタフライバルブ構造、スライドバルブ構造、等の比例制御構造を備えた流量制御弁を用いることが好適である。なお、流量調整構造として、ＯＮ−ＯＦＦにより通気及び遮断の二極制御を行う弁状部材を用いた場合、上記のような微量調整幅にて且つ一定値への流量制御を行うことは困難であり好適でない。
【００６３】
自動流量制御手段
本発明に係る装置（１）は、自動流量制御手段（１０）を構成部材として備えてなる。自動流量制御手段（１０）は、前記流量制御弁（５）の制御が可能なように接続された又は接続可能なように備えられた構成部材である。ここで、流量制御弁（５）の制御が可能な接続手段としては、有線ケーブル及び／又は無線等を介した接続態様を挙げることができるが、制御信号の伝達を可能とする接続手段であれば特に制限はない。
また、接続態様としては、自動流量制御手段（１０）と流量制御弁（５）とを直接的に接続することが可能であるが、他の構成部材を介して接続する態様とすることも可能である。ここで、他の構成部材としては、一例としては、信号変換手段（１１）等を挙げることができるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００６４】
自動流量制御手段（１０）は、本発明に係る装置の動作時において前記流量制御弁（５）を通過する気体流量の増加制御を可能とするプログラムが格納されたものである。
自動流量制御手段（１０）は、格納されたプログラムに従って流量制御弁の開閉度調整を行うための信号を発する手段である。自動流量制御手段（１０）としては、半導体回路、チップ、メディア等に内蔵した態様にて本発明に係る装置（１）に配設することが可能である。また、流量制御弁（５）の構造部材内に内蔵する態様にして配設することも可能である。
更に別態様としては、別途に筐体を設けてその内部に配置することも可能である。また、制御手段として機能するアプリケーションソフト等を組み込んだＰＣ等の電子計算装置を、自動流量制御手段（１０）として利用することも可能である。
【００６５】
自動流量制御手段（１０）のプログラムとしては、予め回路やメディア等に記録して格納させておくことが可能である。また、別途にインストール等によって格納させることも可能である。また、操作者等が入力手段（５２）等を介して所望の気体流量及び流量変化等を入力して記録させ、当該記録情報を制御プログラムとして用いることも可能である。
【００６６】
自動流量制御手段（１０）のプログラムにおける動作開始時の気体流量としては、気体流出用流路（２６）からの吸引量及び気体流入流路（２４）から流入量が平衡状態であり、且つ、試料容器内の圧力が負圧状態にて維持される値を設定することができる。ここで、動作開始時の気体流量値は、マニュアル操作にて手動にて設定することが可能であるが、好ましくは、自動流量制御手段の当該プログラムに予め格納された態様とすることが好適である。
ここで、試料容器（３）内の負圧状態としては、高真空でない状態が望ましく、例えば絶対圧が３０ＫＰａ以上の低負圧状態を挙げることができる。好ましくは４０ＫＰａ以上、より好ましくは５０ＫＰａ以上、特に好ましくは６０ＫＰａ以上の負圧状態を挙げることができる。また、上限としては、大気圧である１０１．３２５ＫＰａより低い値が望ましく、例えば、絶対圧が１００ＫＰａ以下、好ましくは９７ＫＰａ以下、より好ましくは９５ＫＰａ以下、更に好ましくは９０ＫＰａ以下の負圧状態を挙げることができる。
また、動作開始時の気体流量としては、試料容器内の液体の液面飛沫が生じない範囲の流量の値を設定することが好ましい。動作開始時の気体流量の設定値としては、例えば、試料容器の種類、蓋状部材の形状、揮発性物質の種類、液量等に応じて液面飛散が生じない気体流量を見極め、実際の操作において適切な値を設定することが可能である。
当該プログラムにおける動作開始時の気体流量としては、上記を勘案して決定することができるが、一実施態様としては蓋状部材１つ（１検体）あたり気体流出用流路（２６）を通過する気体流量として１〜５０Ｌ／分に設定する態様を挙げることができる。
【００６７】
当該プログラムは、流量制御弁（５）を通過する動作開始時の気体流量に対して、気体流量を増加させる制御を含むプログラムである。当該プログラムにおける増加制御は、本発明に係る装置の動作開始時から時間経過に伴って実行される。
気体流量の増加態様としては、試料容器の種類、蓋状部材の形状、揮発性物質の種類、液量等に応じて液面飛沫が生じない気体流量を見極め、実際の操作において適切な増加態様を設定することが可能である。
【００６８】
当該プログラムの増加態様としては、蓋状部材１つ（１検体）あたりの気体流出用流路（２６）を通過する気体流量を、１時間換算にて０．１〜２０Ｌ／分の範囲の増加量にて増加させる制御態様であることが好適である。
当該プログラムの増加態様として揮発性物質の気化効率を更に高めるためには、当該気体流量の増加量が、１時間換算にて０．１Ｌ／分以上、より好ましくは１時間換算にて０．５Ｌ／分以上の増加量であることが好適である。当該増加量としては、試料容器内の液体の液面飛散が生じない範囲であれば特に上限制限はないが、好ましくは１時間換算にて１０Ｌ／分以下、より好ましくは１時間換算にて５Ｌ／分以下の増加量であることが好適である。
ここで、上記範囲を示す値は、１時間換算での流量増加量を示した値である。当該プログラムとしては、装置の動作時間のいずれかにおいて流量増加量が上記範囲であれば本発明に含まれる。また、当該プログラムにおいては、装置動作の完了までに１時間以上を要する態様だけでなく、１時間未満にて装置動作が完了する態様も含まれる。
【００６９】
当該プログラムにおける増加態様として、より好適には、実際に１時間が経過する毎に上記増加量を達成するプログラムであることが好適である。即ち、蓋状部材１つ（１検体）あたりの気体流出用流路（２６）を通過する気体流量を、１時間経過毎に０．１〜２０Ｌ／分の範囲の増加量にて増加させる制御態様であることが好適である。なお、当該態様における増加量の好適な数値範囲としては、上記段落に記載した範囲を参照することができる。
【００７０】
当該プログラムにおける増加態様としては、連続的な及び／又は段階的な増加態様が含まれる。また、連続的増加と段階的増加を組み合わせた増加制御の態様も含まれる。
ここで、連続的増加とは、時間経過と伴に気体流量の増加量が増加し続ける増加態様である。また、段階的増加とは、１以上の段階にて断続的に気体流量を増加させる態様である。当該プログラムにおける段階的増加としては、２以上の段階数、好ましくは３以上の段階数を含む増加制御であることが好適である。
【００７１】
当該プログラムの増加態様としては、流量増加を更に経時的に増加させる態様であることが好適である。即ち、本発明に係る自動流量制御手段（１０）に格納されたプログラムとしては、前記流量制御弁（５）を通過する気体流量を増加させる制御を含むプログラムであって、時間経過に伴って更に増加率を増大させる制御を含むプログラムであることが好適である。
当該増加率を増大させる態様としては、具体的な増加内容として、気体流量の連続的増加態様であって、時間経過に伴って増加勾配を更に増大させる制御を挙げることができる。また、当該増加内容としては、２以上の段階的増加態様であって、前段階の増加量に対して後段階の増加量を上回わせる増加制御を挙げることができる。
また、このような連続的増加態様と段階的増加態様を組み合わせた増加制御を挙げることもできる。
当該増加率を増大させる態様の増加率の程度としては、試料容器の種類、蓋状部材の形状、揮発性物質の種類、液量等に応じて液面飛沫が生じない増加率を見極め、操作において適切な態様を設定することが可能である。
【００７２】
当該プログラムの増加態様としては、動作中に一時的に気体流量の減少を伴う制御であっても、動作開始時に対して最終的に気体流量の増加を伴う制御を含むものであれば、本発明の範囲に含まれる。
【００７３】
当該プログラムにおける気体流量の制御対象は「流量制御弁」を通過する気体流量であるところ、当該プログラムにて規定される気体流量は「蓋状部材１つあたりの気体流出用流路」を通過する気体流量である。
本発明に係る装置において蓋状部材１つ（１検体）のみが動作する態様では、気体流出用流路（２６）から吸引される気体流量は、流量制御弁（５）を通過する気体流量と実質的に同量となる。ここで、蓋状部材１つのみが動作する態様とは、蓋状部材を１つのみを接続する態様、及び、蓋状部材を複数接続してそのうちの１つのみが動作する態様、等が含まれる。
【００７４】
一方、本発明に係る装置において多検体処理を行う場合、蓋状部材にｎ個（ｎ検体）が動作し且つ１つの流量制御弁（５）にて集中制御する態様では、気体流出用流路（２６）から吸引される気体流量は、流量制御弁を通過する気体流量のｎ分の１となる。
当該態様においては、動作可能な蓋状部材の数（検体数）に応じて蓋状部材１つ（１検体）あたりの気体流出用流路（２６）を通過する気体流量に換算し、上記に記載した範囲の増加量になるように流量制御弁（５）を制御するプログラムを格納し、これを動作させる態様を行うことが可能である。
また、当該プログラムの別態様としては、動作可能な蓋状部材の数（検体数）に対応した複数の制御プログラムを自動流量制御手段（１０）に格納し、所望によりこれらを選択して動作させる態様を採用することも可能である。
【００７５】
自動流量制御手段（１０）としては、上記の増加制御プログラム以外にも、他センサー等からの情報に基づいて流量制御弁（５）の開閉度調整を行うプログラムを格納した態様とすることもできる。例えば、流量計測手段（６）と接続した態様にして、流量計測手段からの情報に基づいて流量制御弁の開閉度を調整し、気体流量の調整を行わせる態様とすることが可能となる。
また、別の態様としては、流量計測手段等に加えて更に停止弁（４）とも接続した態様とすることができる。当該態様では、流量計測手段からの情報に基づいて流量異常等の緊急時に停止弁を即座に停止させる態様等とすることが可能である。
【００７６】
自動流量制御手段（１０）は、その仕様に応じて信号変換手段（１１）を備えた構成とすることも可能である。ここで、信号変換手段（１１）は、自動流量制御手段（１０）からの信号が流量制御弁（５）にて直接読み取れない信号の仕様である場合に、流量制御弁の開閉度に対応した信号に変換するための制御手段である。実施例においてバルブコントローラー（１１）として記載されている。
信号変換手段（１１）は、自動流量制御手段と一体化した構成部材とすることも可能であり、別途の構成部材として配設することも可能である。
信号変換手段（１１）の実施形態の一態様としては、自動流量制御手段（１０）と流量制御弁（５）との間に挟まれて両方に接続された又は接続可能とされた態様を挙げることができる。
【００７７】
流量計測手段
本発明に係る装置（１）としては、流量計測手段（６）を備えた装置態様であることが好適である。本発明に係る装置としては、蓋状部材の気体流出用流路（２６）の下流側のいずれかの位置に、通気管（８）及び／又は通気管構造を有する他の構成部材を介して接続された又は接続可能な態様にて、流量計測手段（６）を備えてなる装置態様であることが好適である。
流量計測手段（６）は、当該手段を構成する部材内又は部材近傍を通過する流量を計測する検出手段を含んでなり、気体流動の流量値に関する情報を数値化して得ることを可能とする構成部材である。ここで得られた数値化情報は、計器上又は付属機器にアナログ又はデジタル的に表示させることも可能であるし、他の構成部材に情報伝達して表示させることも可能である。
【００７８】
流量計測手段（６）は、通気管（８）及び／又は通気管構造を有する他の構成部材を介して、前記蓋状部材の気体流出用流路（２６）の下流側のいずれかの位置に接続された又は接続可能なように備えられた構成部材である。流量計測手段（６）の接続位置としては、蓋状部材の気体流出用流路の下流側であれば特に制限はないが、実施形態の一例としては、流量制御弁（５）の上流側に配設する態様を挙げることができる。
蓋状部材を２以上配設する態様では、それぞれの気体流出用流路（２６）の下流側に流量計測手段（６）を配設することができる。また、合流型の通気管を用いて１つの通気管に流動気体を収束させる場合には、合流地点以降の１カ所のみに流量計測手段を配設する態様とすることもできる。
【００７９】
流量計測手段（６）としては、計測された流量値に関する情報を表示又は伝達させる態様とすることが可能である。
具体的な態様としては、流量計測手段（６）を有線ケーブル又は無線等を介して他の構成部材と接続された又は接続可能な態様とすることができる。当該態様では、流量計測手段にて計測された流量値の情報を他の構成部材に伝達することが可能となる。例えば、流量計測手段をディスプレイやモニター等の表示手段（５１）と接続して、計測された流量値の情報を視覚的に表示させる態様とすることができる。
また、別の態様としては、流量計測手段（６）を自動流量制御手段（１０）と接続して、計測された流量値の情報に基づいて流量制御弁（５）の開閉度を自動的に調整させる態様とすることができる。
【００８０】
停止弁
本発明に係る装置としては、停止弁（４）を備えた装置態様であることが好適である。本発明に係る装置（１）としては、蓋状部材の気体流出用流路（２６）の下流側のいずれかの位置に、通気管（８）及び／又は通気管構造を有する他の構成部材を介して接続された又は接続可能な態様にて、停止弁（４）を備えてなる装置態様であることが好適である。
【００８１】
停止弁（４）は、流量制御弁（５）とは別途に配設される弁状部材であり、通気及び遮断の二極制御を可能とする弁状部材である。二極制御の態様としては、手動での切替えによる開閉制御手段を採用することも可能ではあるが、好ましくは電気的に開閉を制御する手段を採用することが好適である。
停止弁（４）としては、好ましくは通電時にはＯＮの開状態となり無通電時にはＯＦＦの閉状態となる電磁弁等の弁状部材を採用することが好適である。
【００８２】
停止弁（４）は、通気管（８）及び／又は通気管構造を有する他の構成部材を介して、前記蓋状部材の気体流出用流路の下流側のいずれかの位置に接続された又は接続可能なように備えることが可能である。停止弁（４）の接続位置としては、蓋状部材の気体流出用流路（２６）の下流側であれば特に制限はないが、実施形態の一例としては、流量制御弁（５）の上流側に配設する態様を挙げることができる。
蓋状部材を２以上配設する態様では、それぞれの気体流出用流路の下流側に停止弁（４）を配設することができる。また、合流型の通気管を用いて１つの通気管に流動気体を収束させる場合には、合流地点以降の１カ所に停止弁（４）を配設する態様とすることもできる。
【００８３】
停止弁（４）は、流量制御弁（５）では困難な瞬間的な流路遮断を行うことが可能となる。停止弁（４）は、緊急時の安全手段として機能させることが可能であり、例えば、停電等の電源停止時において気体流動を即座に遮断して装置運転を停止させることが可能となる。
また、停止弁（４）は、有線ケーブル又は無線等を介して自動流量制御手段（１０）と接続された又は接続可能な態様とすることができる。当該態様では、流量異常等の際の自動流量制御手段からの信号に基づいて、停止弁を即座に停止させる態様とすることも可能である。
【００８４】
通気管
本発明に係る装置（１）においては、各構成部材間の一部又は全部を接続するために通気管（８）が用いられてなる。
通気管（８）は、その菅内での気体移動を可能とするための管状部材である。本発明に係る装置では、主として、試料容器（３）内から排出口（９）に向かう方向にて溶媒等の揮発性物質の気化気体を移動させるための管状部材として用いられる。
通気管（８）としては、通常の気体流動用途に使用される管状部材を用いることが可能であるが、上記した本発明に係る装置仕様での吸引に耐える物理的強度、有機溶媒耐性、等を備えた材質等を備えたものを採用することが好適である。装置筐体内への配管の点においては、適度な柔軟性を備えた樹脂製等のものが好適である。
なお、本発明においては、蓋状部材との接続管（２８）、接続用の各種管状部材、各種配管、排気口（９）等についても、実質的には通気管の一種として扱うことができる。
【００８５】
気体吸引手段
本発明に係る装置（１）としては、気体吸引手段（７）を備えた装置態様であることが好適である。本発明に係る装置としては、流量制御弁（５）の下流側のいずれかの位置に、通気管（８）及び／又は通気管構造を有する他の構成部材を介して接続された又は接続可能な態様にて、気体吸引手段（７）を備えてなる装置態様であることが好適である。
【００８６】
気体吸引手段（７）は、本発明に係る装置における気体流動を駆動させるための吸引力発生手段を含む構成部材である。気体吸引手段（７）として具体的には、真空ポンプ、アスピレーター、減圧ポンプ、等の吸引駆動を実現できる装置や機器を用いることができる。好ましくは真空ポンプを採用することが好適である。気体吸引手段（７）の性能としては、上記段落に記載した気体流量を担保できる性能であれば良い。例えば、蓋状部材（２）を１〜１０個配設する態様であれば、７０〜１８０Ｌ／分程度又はそれ以上、の吸引量の達成が可能な気体吸引手段を用いることが望ましい。
【００８７】
気体吸引手段（７）は、通気管等を介して流量制御弁（５）の下流側のいずれかの位置に接続された又は接続可能なように備えられた構成部材である。気体吸引手段（７）の接続位置としては、流量制御弁（５）の下流側のいずれかの位置であれば良いが、流量計測手段（６）や停止弁（４）等を含む装置態様の場合においては、これらを含めた構成部材の下流側に配設することが望ましい。
本発明に係る装置の通常の態様としては、気体吸引手段（７）を１つ備えた態様が想定できるが、気体吸引手段（７）を２以上備えた態様が本発明の範囲から排除されるものではない。
【００８８】
排気口
本発明に係る装置（１）においては、気体吸引手段（７）の下流側に排気口（９）を備えた装置態様とすることが好適である。排気口（９）からは気化した溶媒を含む気体が排出される。
排気口（９）は、本発明に係る装置の通常態様においては、例えば、通気管の最下流の管先を排気口（９）とすることが可能である。また、気体吸引手段（７）を装置構成部材の最下流に配設する態様では、気体吸引手段自体が備える排気口をそのまま本発明に係る装置の排気口（９）とすることも可能である。また、本発明に係る装置としては、排気口（９）に又は排気口の上流付近に、フィルターやトラップ等を装着した態様とすることも可能である。
本発明に係る装置の通常態様としては、排気口（９）を１つ備えた態様が想定できるが、排気口（９）を２以上備えた態様が本発明の範囲から排除されるものではない。
【００８９】
［他の構成物品］
本発明に係る装置（１）においては、上記した気体流動制御に関する構成部材等以外にも、各種構成部材や各種手段を備えてなる装置態様とすることが可能である。
【００９０】
本発明に係る装置（１）の態様としては、恒温手段（６１）を備えた態様とすることが好適である。恒温手段（６１）を備えた装置では、試料容器内の試料を一定温度に加温及び／又は冷却して維持することが可能となる。
本発明に係る恒温手段（６１）としては、恒温槽、温度検出手段、温度制御手段、加熱手段、冷却手段、等を備えた構成手段を採用することが可能である。
当該恒温槽としては、本発明に係る装置に試料容器（３）を装着した場合において、当該容器本体部分（３）の少なくとも一部が恒温槽にアクセス可能な位置となるように配設することが好適である。即ち、当該恒温槽は、蓋状部材（２）の下部に配設することが好適である。
本発明に係る恒温手段（６１）にて加温及び／又は冷却により維持可能な温度としては、常圧条件にて−２０〜１００℃の範囲を挙げることができるが、特にこれに限定されない。また、当該恒温槽としては、熱伝導性の金属ビーズ等を充填して用いる仕様とすることが好適である。また、当該恒温槽としては、水や油を用いた恒温槽の仕様態様とすることも可能である。
【００９１】
本発明に係る装置（１）の態様としては、気体流量制御や温度制御のための入力及び／又は表示のための各種インターフェース手段を設けることが好適である。
例えば、装置上のキー操作、ＰＣ操作でのキーボード操作、タッチパネル操作、等の入力手段（５２）を採用すると好適である。また、設定値及び測定値等の表示が可能なモニターやディスプレイ等を備えた表示手段（５１）を備えた態様とすることが好適である。表示手段（５１）としては、ＰＣ等の他装置の画面を代替して用いることも可能である。
当該インターフェース態様を採用した場合、気体流量制御プログラムの作成、気体流量制御プログラムの選択、気体流量値の設定、恒温手段での温度設定、等を容易に実行することが可能となる。
【００９２】
本発明に係る装置（１）としては、上記構成の主要部材を筐体（４１）内に配設した構造が好適である。当該筐体（４１）内には、試料容器（３）を配置して揮発性物質の留去操作を行うための作業空間（４３）が備えられてなる。
作業空間（４３）は、操作者の作業ハンドリングに配慮された清潔な空間であることが好ましい。即ち、蓋状部材及びこれに接続された通気管、試料容器保持手段、恒温槽、等の作業に必要な機材のみが配置された空間であることが望ましい。一方、上記以外の通気管、有線ケーブル、回路基板等の構成部材については、筐体内の前記作業空間とは別途の空間に配置されることが望ましい。当該作業空間と配線等の配置空間とは、それぞれが区切られた別途の空間であることが望ましい。
本発明に係る装置の前記筐体（４１）としては、操作者が作業空間（４３）にアクセス容易となる位置に扉部（４２）を備えていることが好適である。
また、本発明に係る装置としては、扉部（４２）を閉状態とした場合において、前記作業空間（４３）が適度に密閉された状態となることが好ましい。また、筐体（４１）には作業空間の通気のための給気口又は給気管を有することが望ましい。当該給気口又は給気管は、所望により開閉可能な構造であることが望ましい。
【００９３】
本発明に係る装置（１）としては、不活性ガス供給手段を備えた装置態様とすることが好適である。不活性ガス供給手段は、前記作業空間（４３）内に不活性ガスを供給するための手段であり、不活性ガスを充填したボンベ、不活性ガスの液化ボンベ、不活性ガス供給装置、不活性ガスの大型液化タンクからの供給設備、等を挙げることができる。また、付属部材として接続用の不活性ガス供給管等を、構成部材に含ませることもできる。ここで、不活性ガスとは、化合物等との反応性が低い気体の総称である。具体的には、窒素ガスや希ガス（ヘリウム、アルゴン、ネオン等）を挙げることができるが、窒素ガス等を用いることが一般的である。
不活性ガス供給手段は筐体外又は筐体内の作業空間（４３）でない区域に配設することが可能である。また、不活性ガス供給手段を筐体（４１）から分離して保管しておき、使用時のみ不活性ガス供給管を作業空間内に配置して用いることもできる。
不活性ガス供給手段は、本発明に係る装置の作業空間（４３）内を、不活性ガス雰囲気下又は不活性ガス濃度を高めた雰囲気にするために使用することができる。当該手段は装置動作前に使用することが好適である。
【００９４】
２．上記装置の動作及び使用態様
本発明に係る装置（１）は、揮発性物質の気化及び分離を伴う留去操作に好適に使用することが可能である。
【００９５】
［動作態様］
本発明に係る装置の動作態様を説明する。本発明に係る装置（１）の動作態様の一例を図１に示す。なお、本発明に係る装置（１）において、「装置動作の開始」という用語は、当該装置の吸引動作が開始されて試料容器（３）からの気体吸引が開始されたことを指すものとして用いる。
【００９６】
試料
本発明に係る装置（１）の動作においては、試料容器（３）内に揮発性物質を配置し、本発明に係る装置が備える蓋状部材（２）と試料容器（３）とを嵌合状態にして用いる。
即ち、本発明に係る装置動作においては、試料容器内に揮発性物質を含む試料を配置し、前記装置が備える蓋状部材と試料容器とを嵌合状態にする工程、が行われる。ここで「配置」には、試料容器内に収容、格納、充填、注入、又は分注等による様々な配置態様が含まれる。
ここで、試料容器内に配置する揮発性物質は、常温にて蒸気圧を有する物質を指し、本発明に係る装置の吸引動作によって気化して留去される対象となる物質を指す。特には液体試料の溶媒として用いられる物質全般を指し、極性溶媒及び無極性溶媒に属する溶媒全般を挙げることができる。
本発明に係る装置の気化対象である揮発性物質の一例としては、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、酢酸、酢酸メチル、酢酸エチル、ジエチルエーテル、メチルエチルケトン、アセトン、アセトニトリル、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、石油エーテル、ジオキサン、クロロホルム、塩化メチレン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、等を挙げることができるが、特にこれらに限定されない。
本発明に係る装置では、その作用によって試料容器内の揮発性物質の優れた気化効率を実現可能であることから、一般的な減圧濃縮では溶媒気化が困難であるＤＭＳＯ等の高沸点溶媒に対しても、効率の良い気化及び分離を行うことが可能となる。
【００９７】
気体動態
本発明に係る装置（１）の動作開始により気体吸引手段が作動すると、蓋状部材の気体流出用流路（２６）から試料容器（３）内の気体が吸引され、同時に気体流入用流路（２４）から試料容器内に容器外の気体が流入する。
即ち、本発明に係る装置の動作時においては、前記蓋状部材の気体流出用流路（２６）を通して前記試料容器内の気体が吸引され、気体流入用流路（２４）を通して試料容器外の気体が試料容器内へ流入し、試料容器内の試料が連続的な気体流動に暴露された状態となる。
【００９８】
本発明に係る装置においては、特に試料容器内の試料状態が液体試料である場合には、液面攪拌現象が発生して効率的な揮発性物質の留去を行うことが可能となる。また、液体試料以外についても揮発性物質を含む状態の試料であれば、本発明に係る装置を用いてその気化及び分離を行うことが可能である。例えば、ゲル状試料、半固形状試料、固形試料等に対しても揮発性物質の留去を行うことが可能となる。
【００９９】
気体流量制御
本発明に係る装置（１）では、自動流量制御手段（１０）に格納されたプログラムを利用して、試料容器（３）から吸引される気体流量を増加させる動作を行うことが可能となる。即ち、本発明に係る装置では、その装置動作の際に、前記試料容器内を負圧状態にして前記流量制御弁（５）を通過する気体流量を増加させる工程、を実行することが可能となる。また、本発明に係る装置では、当該気体流量を増加させる工程として、時間経過に伴って更に増加率を増大させる工程を含むものとして実行することも可能となる。
本発明に係る装置（１）の動作においては、試料容器（３）内では適度な負圧環境を平衡的に維持することが可能であり、経時的に気体流量を増加させる流量制御を行って容器内負圧を更に高める制御を行った場合であっても、液体試料の突沸及び液面飛沫を発生させることなく、迅速且つ高効率な揮発性物質の留去が可能となる。
【０１００】
当該装置動作における気体流量の制御態様としては、上記段落に記載した自動流量制御手段（１０）に格納されたプログラムを利用して制御可能な態様が実行可能である。また、自動流量制御手段（１０）に格納されたプログラムを利用しつつ、装置動作の前に及び／又は途中に、操作者がマニュアル操作にて気体流量値や流量変化等を設定変更して動作させる制御態様にて実行することも可能であり、当該態様も本発明の範囲に含まれる。
【０１０１】
その他
本発明に係る装置（１）の動作前において、当該装置が備える筐体態様によっては、所望により筐体の作業空間（４３）内を不活性ガス雰囲気下又は不活性ガス濃度を高めた環境雰囲気にした後に、装置動作を開始することが可能である。また、当該作業空間（４３）としては、通常の空気雰囲気下での環境状態のままにして、そのまま装置動作を開始することも可能である。
【０１０２】
本発明に係る装置（１）として恒温手段（６１）を採用した場合においては、試料容器（３）（具体的には容器下部）を恒温槽内の熱伝導媒体に埋設又は浸漬させた状態に配置し、試料温度を一定温度に調整することが可能である。恒温手段（６１）を用いて試料温度を上昇させた場合、気化効率を更に向上させることが可能となり好適である。
【０１０３】
本発明に係る装置の動作時においては、留去する揮発性物質の種類に応じては、排気口（９）をドラフトチャンバー等の局所排気装置内に配置して動作させることが望ましい。また、排気口（９）に溶媒回収装置等を配置して動作させることも可能である。
【０１０４】
［装置態様］
本発明に係る装置（１）は、溶媒等の揮発性物質の気化を効率良く行うための揮発性物質留去装置として好適に使用することが可能である。また、本発明に係る装置（１）は、溶媒等の揮発性物質の気化を効率良く行うことが可能であるため、試料の濃縮装置として好適に使用することが可能である。即ち、本発明においては、上記装置（１）が備える特徴を有する、試料濃縮装置に関する発明が含まれる。
本発明に係る装置が備える構成及び機能によって、従来の一般的な減圧濃縮装置等では困難であったＤＭＳＯ等の高沸点溶媒等についても迅速な気化及び分離を行うことが可能となる。
【０１０５】
本発明に係る装置（１）としては、各構成部材が接続された状態の装置態様とすることが可能である。また、各構成部材が接続可能な状態となった装置態様とすることも可能である。また、各構成部材を含むシステムの態様とすることも可能である。
即ち、本発明においては、上記装置が備える構成部材を含んでなる、揮発性物質留去システムとする態様が可能である。また、試料濃縮システムとする態様も可能である。
【０１０６】
３．方法の発明
本発明においては、上記装置（１）を用いることを特徴とする揮発性物質の留去方法に関する発明が含まれる。また、上記装置（１）を用いることを特徴とする試料の濃縮方法に関する発明も本発明に含まれる。
これらの方法を構成する工程としては、上記段落に記載の装置動作や操作手順等が参照される。
【実施例】
【０１０７】
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明の範囲はこれらにより限定されるものではない。以下、構造図等を参照して、本実施例にて製造した装置を説明する。
【０１０８】
［実施例１］『濃縮装置の製造』
本発明に係る揮発性物質留去装置の一態様として、以下に示す構成物品を備えてなる揮発性物質である溶媒留去を行う濃縮装置（１）を製造した。
【０１０９】
（１）試料容器及び蓋状部材
本実施例に係る濃縮装置（１）は、液体試料を収容するための試料容器（３）及び蓋状部材（２）を構成部材として備えてなる。本実施例に係る試料容器（３）としては、下記段落に示す硬質樹脂製チューブ、遠心チューブ、又はガラス製試料瓶等のそれぞれの市販容器を用いた。
本実施例に係る蓋状部材（２）としては、底面方向に窄まるテーパー形状である底面断頭円錐形状の容器栓であって、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製の樹脂にて構成されてなる栓状部材を作製した。本実施例にて作製した容器栓（２）の一態様について、側面視からの構造図及び写真像を図３に示した。
本実施例においては、容器栓（２）として表２に示した各サイズのものを作製した。容器栓（２）のサイズとしては、試料容器（３）の形状に対応して変更して用いることが可能である。
【０１１０】
容器栓（２）は、試料容器の開口部（３１）に対して栓構造の底面（２３）を上方向から挿入した場合、テーパー状である側面部（２２）の中間部付近において当該側面部と試料容器の開口部（３１）の内側管壁とが密着して固着し、容器栓（２）及び試料容器（３）の嵌合状態が実現される。
容器栓（２）の側面部（２２）には、表２に示す側溝（２５）が外縁に沿って螺旋状に形成されてなる。詳しくは底部（２３）が下垂直方向を向くように配置した場合において、側面部外縁（２２）に沿って水平面に対して表２に示す傾斜角度にて上面と底面を結ぶように、螺旋状の側溝（２５）が形成されてなる。当該側溝（２５）の断面形状は、溝の底が短辺である台形形状である。容器栓（２）と試料容器（３）とが嵌合した状態では、容器栓の側溝（２５）と試料容器内壁とで挟まれて形成された螺旋状の通気流路となる空間が形成される。当該通気流路は、気体流入用流路（２４）として機能する。
容器栓（２）の底面部（２３）及び上面部（２１）の中央部を連通してなる連通孔（２７）が形成されてなり、連通孔（２７）には直管状部材である接続管（２８）が容器栓の上面方向から底面方向にて挿入され、接続管の管先が底面に達した付近で固定されてなる。本実施例に係る容器栓（２）では、当該接続管（２８）の内側に通気流路が形成されるため、接続管の管先が気体流出用流路（２６）として機能する。
【０１１１】
（２）濃縮装置
上記作製した蓋状部材である容器栓（２）及び試料容器（３）を構成部材として配設してなる濃縮装置（１）を製造した。本実施例に係る濃縮装置の構造を図２に示した。
【０１１２】
上記段落にて作製した容器栓の接続管（２８）の他端である下流側の管先は、通気管（８）に接続されてなる。当該通気管の反対端には、流量計測手段である流量計（６）が接続されてなる。
流量計（６）の下流側には、通気管（８）を介して停止弁（４）が接続されてなる。停止弁（４）は、通電状態のＯＮ−ＯＦＦの切り替えにより、通気と遮断の二極制御を可能とする弁状部材である。本実施例における停止弁（４）は、通電状態ではＯＮ状態となり停止時にはＯＦＦ状態となる。停止弁（４）は緊急時の安全手段としても機能し、例えば、停電等の電源停止時にはＯＦＦ状態となる。
停止弁（４）の下流側には、通気管（８）を介して流量制御弁（５）が接続されてなる。流量制御弁（５）は、流路幅の開閉度を微細に調整可能なバルブ構造を備え、気体流量を連続的に精度良く調整可能とする弁状部材である。本実施例に係る流量制御弁（５）としては、連続的な比例制御を可能とするニードルバルブ構造を備えたものを用いた。
流量制御弁（５）の下流側には、通気管（８）を介して気体吸引手段である真空ポンプ（ＤＡ−２４１Ｓ、アルバック機工社製）が接続されてなる。真空ポンプ（７）の下流側には、通気管（８）を介して当該通気管の下流端に排気口（９）が形成されてなり、気化した溶媒を含む気体が排出口（９）から排出される。
【０１１３】
ここで、本実施例に係る濃縮装置（１）では、流量計（６）は有線ケーブルを介して自動流量制御手段（１０）に接続されてなる。また、自動流量制御手段（１０）は、有線ケーブルを介してバルブコントローラー（１１）に接続され、バルブコントローラー（１１）は、有線ケーブルを介して流量制御弁（５）に接続されてなる。自動流量制御手段（１０）及びバルブコントローラー（１１）の本体は、回路基板状の構成部材である。
自動流量制御手段（１０）は、格納されているプログラムに従って、時間経過に伴って適時にバルブコントローラー（１１）に信号を発し、バルブコントローラー（１１）は信号変換手段として機能する部材であり、当該信号に基づいて流量制御弁（５）の閉開度合を調節する。当該制御により流量制御弁（５）を通過する気体流量が比例的に調整可能となる。
自動流量制御手段（１０）には、本実施例に係る装置の動作時において流量制御弁（５）の通気流量を増大させるプログラムが格納されている。自動流量制御手段（１０）には、各種溶媒や容器形状に対応可能な流量速度の変化態様が異なる各種の流量増加制御プログラムが格納されている。また、連続的な増加制御プログラム及び多段階的な増加制御プログラムも格納されている。
【０１１４】
本実施例に係る濃縮装置（１）では、試料容器（３）を加温可能な恒温手段（６１）を備えてなる。恒温手段（６１）は、上部開放型の容器状構造体にアルミビーズを充填してなるビーズバス（恒温槽）及び温度制御手段であるサーモスタットを備えてなる。また、本実施例に係る濃縮装置（１）は、通気流量や温度等の測定値及び設定値等を表示可能な表示部（５１）を備えてなる。また、各種設定値を入力するための入力手段（５２）を備えてなる。
【０１１５】
本実施例に係る濃縮装置（１）は、正面に扉部（４２）を備えた筐体（４１）を備えてなり、容器栓及びこれに接続された接続管や通気管、試料容器保持手段、恒温槽、等が配置された作業空間（４３）を備えてなる。当該作業空間（４３）は、試料容器を配置して揮発性物質の留去操作を行うための作業用の空間である。これら以外の通気管、有線ケーブル、回路基板等の構成部材については、筐体内の前記作業空間とは別途の空間に配置されてなる。
容器栓（２）及び恒温手段（６１）は、筐体内中央付近の操作者がアクセス容易な位置に備えられてなる。
【０１１６】
（３）装置仕様
本実施例に係る濃縮装置（１）は、試料容器（３）内に揮発性物質を配置した後、蓋状部材である容器栓（２）と試料容器（３）とを嵌合状態にして用いる。また、本発明に係る濃縮装置（１）では、試料容器本体（３）の下部を恒温手段（６１）のアルミビーズに埋設した状態にすることによって、試料容器内の試料を加温して一定温度に維持することが可能である。
【０１１７】
本装置の動作開始により、容器栓の気体流出用流路（２６）から試料容器（３）内の気体が吸引され、同時に気体流入用流路（２４）から試料容器（３）内に容器外の気体が流入する。本実施例に係る濃縮装置では、筐体内における作業空間（４３）内の空気をそのまま試料容器（３）への流入気体とすることが可能である。また、当該装置では作業空間（４３）を窒素雰囲気下にして、その窒素を試料容器への流入気体にすることも可能である。
本実施例に係る濃縮装置では、自動流動制御手段（１０）及び流量制御弁（５）の機能により、動作時の試料容器から吸引される通気流量を増加させる制御を行うことが可能となる。通気流量の増加態様としては、連続的な増加及び段階的な増加のいずれか又は両方を選択することが可能である。また、時間経過に伴って更に気体流量の増加率を増大させる制御を行うことも可能である。
本実施例に係る装置（１）の動作においては、試料容器（３）内では適度な負圧環境（絶対圧にて４０ＫＰａ〜９５ＫＰａ程度）を平衡的に維持することが可能であり、経時的に気体流量を増加させる流量制御を行って容器内負圧を更に高める制御を行った場合であっても、液体試料の突沸及び液面飛沫を発生させることなく、迅速且つ高効率な揮発性物質の留去が可能となる。
なお、本実施例に係る装置の使用においては、試料容器内の溶媒の種類に応じて排気口（９）をドラフトチャンバー内に配置して動作させることが望ましい。
【０１１８】
本実施例にて製造した濃縮装置の仕様を以下に示す。
【０１１９】
［流量制御に関する性能］
真空ポンプの気体吸引速度（流量）：    ０〜１８０Ｌ／分
流量制御弁の流量調整精度        ：    ０．５Ｌ／分単位
【０１２０】
［通気流量制御プログラム］
設定可能な流量増加速度          ：    １００Ｌ／分（１秒あたり）
制御態様                        ：    連続式、段階式、併用式
【０１２１】
［温度に関する性能］
設定可能な恒温槽温度            ：    ０〜１００℃
【０１２２】
［容器栓の使用態様］
本実施例に係る濃縮装置に装着可能な容器栓：  下記表に示す形状のもの
【０１２３】
【表２】
2018158292.tif 000004
【０１２４】
［試料容器の使用態様］
試料容器の容量：    １．５〜１１０ｍＬ容
具体的使用例：      硬質樹脂製チューブ、遠心チューブ、ガラス製試料瓶等
【０１２５】
［実施例２］『溶媒気化効率の検討』
上記実施例で製造した濃縮装置を用いた場合において、動作時の時間経過に伴って通気流量を増加させた場合の溶媒気化効率を評価した。
【０１２６】
実施例１にて製造した濃縮装置（１）について、蓋状部材である容器栓（２）として表２に記載の「容器栓２」を装着した態様にて濃縮装置を準備した。
溶媒気化試験用の揮発性物質として５００μＬのＤＭＳＯを、試料容器（３）である１．５ｍＬマイクロチューブに分注し、当該マイクロチューブの開口部（３１）を前記容器栓（２）に嵌合させて密着固定した。当該容器の下部を濃縮装置の恒温槽に浸漬して５０℃に加温した。
表３に記載の流量プログラムにて濃縮装置の動作を開始し、経時的にＤＭＳＯの残存液重を測定しながら装置動作を継続した。本実施例において試料容器に流入する気体は筐体内における作業空間（４３）内の空気である。本実施例での動作中の平均湿度は３０％ＲＨだった。結果を表４及び図４に示した。
【０１２７】
その結果、実施例１にて製造した濃縮装置を用いて溶媒気化を行うにあたり、試料容器から吸引する気体流量を開始時の７．５Ｌ／分から１時間経過毎に０．５〜１Ｌ／分ずつ段階的に３段階の増加制御を行って運転を行うことによって、開始から２７０分（４時間３０分）経過した時点にて、５００μＬのＤＭＳＯ全量が気化可能であることが示された（試験２−１）。また、当該運転において流量を増加させた場合においても、試料容器内での突沸や液面飛沫の発生は確認されなかった。
それに対して、比較試験として、開始時の流量を１０Ｌ／分として装置動作を行った場合（試験２−３）、液面からの大量の飛沫が発生し気体流出用流路から吸引されてしまうため、途中で運転を停止させた。
また、別の比較試験として、試料容器から吸引する気体流量を開始時の７．５Ｌ／分から一定のままにして装置動作を行った場合（試験２−２）、試験２−１と同量のＤＭＳＯ全量を気化するのに、４８０分（８時間：試験２−１の約２倍弱の時間）を要した。
【０１２８】
以上の結果から、本発明に係る濃縮装置の原理では、時間経過に伴って溶媒液面が低下した場合においては、i）開始時よりも気体流量を増加させて容器内負圧を更に高める制御を行った場合であっても、突沸及び液面飛沫が発生しないことが明らかとなり、ii）当該流量増加制御により溶媒気化効率を大幅に向上できることが示された。なお、当該原理の装置においては、動作開始からの経過時間が長い程、増加流量を大きくできることが示された。
このことから、当該原理の濃縮装置においては、開始時には液面飛沫が発生しない適切な気体流量にて装置動作を開始し、その後の液面低下と伴に経時的に気体流量を徐々に増加させる流量制御を行うことによって、容器内負圧を更に高める制御を行った場合であっても突沸及び液面飛沫を発生させることなく、迅速且つ高効率な溶媒留去が可能となることが示された。
【０１２９】
【表３】
2018158292.tif 000005
【０１３０】
【表４】
2018158292.tif 000006
【０１３１】
［比較例１］『一般的な減圧濃縮装置との比較』
高負圧空間を利用した一般的な減圧濃縮装置を用いて上記実施例と同様の試験を行い、上記実施例で製造した濃縮装置の溶媒気化効率を評価した。
【０１３２】
減圧濃縮装置として遠心式濃縮装置（ＶＣ−１５ＳＰ、タイテック社製）を用いて、１．５ｍＬマイクロチューブに分注した５００μＬのＤＭＳＯについて５５℃に加温しながら溶媒気化のための装置動作を行った。経時的に溶媒の残存液量を測定しながら運転を継続した。結果を表５及び図５に示した。
【０１３３】
その結果、一般的な減圧濃縮装置である遠心式濃縮装置を用いて溶媒気化を行った場合では、実施例２に係る濃縮装置と同量のＤＭＳＯ溶液に対して連続して７２０分（１２時間）の運転を行った場合であっても、試験に供したＤＭＳＯ液量の２０％が気化されたのみで、８０％は気化されずに液体のまま残存していた。
【０１３４】
この結果から、高負圧空間の生成を基本原理とする一般的な減圧濃縮では、ＤＭＳＯ等の高沸点溶媒を気化させること自体が原理的に困難であり、実施例２における本発明に係る原理を用いた濃縮装置を用いた場合とは比較にならない程の長時間の気化時間を要することが確認された。
このことから、本発明に係る原理を用いた濃縮装置では、一般的な減圧濃縮では溶媒気化が困難であるＤＭＳＯ等の高沸点溶媒に対しても、迅速且つ高効率の溶媒留去を行うことが可能であることが示された。
【０１３５】
【表５】
2018158292.tif 000007
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明は、揮発性物質留去を行う技術分野、特に分析化学、合成化学、ライフサイエンス関連、材料工学、食品科学、環境関連、海洋工学、等の液体試料の濃縮や化合物精製を行う技術分野において、特に有効に利用されることが期待される。
【符号の説明】
【０１３７】
１．揮発性物質留去装置、濃縮装置
【０１３８】
２．蓋状部材、栓状部材、容器栓
２１．上部、上面部
２２．側面、側面部
２３．底部、底面部
２４．気体流入用流路
２５．側溝、管状構造
２６．気体流出用流路
２７．連通孔、貫通孔
２８．接続管
【０１３９】
３．試料容器（容器本体）
３１．開口部
【０１４０】
４．停止弁
５．流量制御弁
６．流量計測手段、流量計
７．気体吸引手段、真空ポンプ
８．通気管
９．排気口
【０１４１】
１０．自動流量制御手段
１１．信号変換手段、バルブコントローラー
１２．有線ケーブル
【０１４２】
４１．筐体
４２．扉部
４３．作業空間
５１．表示手段、表示部
５２．入力手段
６１．恒温手段
【図１】
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【図２】
2018158292.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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