(57)【要約】【課題】特に高速液体クロマトグラフィー用の分離装置に試料を供給するための、簡単でよりコスト的に有利な構造の装置を提供する。【解決手段】本発明は、分離装置に試料を供給するための、そして分離装置を使って生成した試料フラクションを収集するための、特に高速液体クロマトグラフィー用の装置に関するものであり、少なくとも８つのポート（ポート番号１〜８）と二つの接続設定位置を備えた第一切替バルブユニット（２０１）を有しており、第一接続設定位置（１→２）では、隣接する二つのポートがそれぞれ互いに接続しており、第二接続設定位置（８→１）では、第一接続設定位置で互いに接続されないで隣接する二つのポートが互いに接続している。本装置は、切替バルブユニット（２０１）に試料を供給するために、第一切替バルブユニット（２０１）の吸入ポート（ポート番号１）と繋がっている定配シリンジ（４）を有しており、そしてその切替バルブユニットは、少なくとも一つの試料収容容器（７）から試料を採取しそしてフラクションそれぞれを多数のフラクション収集容器（１２）の一つに引渡する、第一切替バルブユニット（２０１）と接続している採取引渡装置（６）と一緒で機能する。第一切替バルブユニット（２０１）のポートが、第一接続設定位置（１→２）では、吸入ポート（ポート番号１）と第一試料溜まりポート（ポート番号２）が、溶媒供給ポート（ポート番号３）と分離装置引渡ポート（ポート番号４）が、第二試料溜まりポート（ポート番号５）と吸入排出ポート（ポート番号６）が、そして分離装置引受ポート（ポート番号７）と廃棄ポート（ポート番号８）がお互いに接続しており、そして第二接続設定位置（８→１）では、第一試料溜まりポート（ポート番号２）と溶媒供給ポート（ポート番号３）が、分離装置引渡ポート（ポート番号４）と第二試料溜まりポート（ポート番号５）が、吸入排出ポート（ポート番号６）と分離装置引受ポート（ポート番号７）が、そして廃棄ポート（ポート番号８）が吸入ポート（ポート番号１）がお互いに接続しているように配設されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離装置に試料を供給するための、そして分離装置を使って生成した試料フラクションを収集するための、特に高速液体クロマトグラフィー用の装置であって、
（ａ）少なくとも８つのポート（ポート番号１〜８）と二つの接続設定位置を備えた第一切替バルブユニット（２０１）を有しており、
（i）第一接続設定位置（１→２）では、隣接する二つのポートがそれぞれ互いに接      続しており、
（ii）第二接続設定位置（８→１）では、第一接続設定位置で互いに接続されないで      隣接する二つのポートが互いに接続しており、
（ｂ）切替バルブユニット（２０１）に試料を供給するために、第一切替バルブユニット（２０１）の吸入ポート（ポート番号１）と繋がっている定配シリンジ（４）を有しており、そして
（ｃ）その切替バルブユニットは、少なくとも一つの試料収容容器（７）から試料を採取しそしてフラクションそれぞれを多数のフラクション収集容器（１２）の一つに引渡する、第一切替バルブユニット（２０１）と接続している採取引渡装置（６）と一緒で機能し、
（ｄ）第一切替バルブユニット（２０１）の溶媒供給ポート（ポート番号３）が、第一溶媒用の供給配管（１）と接続自在であり、
（ｅ）第一切替バルブユニット（２０１）の分離装置引渡ポート（ポート番号４）が分離装置（２０）の注入ポートと、そして第一切替バルブユニット（２０１）の分離装置引受ポート（ポート番号７）が第一分離装置（２０）の出口ポートと接続自在であり、
（ｆ）試料溜まり（３）の第一ポートが第一切替バルブユニット（２０１）の    第一試料溜まりポート（ポート番号２）と、そして試料溜まり（３）の第二ポートが第一切替バルブユニット（２０１）の第二試料溜まりポート（５）と接続しており、
（ｇ）第一切替バルブユニット（２０１）の廃棄ポート（ポート番号８）が、第一切替バルブユニット（２０１）の廃棄溜まり（１１）と接続自在であり、
（ｈ）第一切替バルブユニット（２０１）のポートが、
（i）第一接続設定位置（１→２）では、吸入ポート（ポート番号１）と第一試料溜      まりポート（ポート番号２）が、溶媒供給ポート（ポート番号３）と分離装置引渡      ポート（ポート番号４）が、第二試料溜まりポート（ポート番号５）と吸入排出        ポート（ポート番号６）が、そして分離装置引受ポート（ポート番号７）と廃棄        ポート（ポート番号８）がお互いに接続しており、そして
（ii）第二接続設定位置（８→１）では、第一試料溜まりポート（ポート番号２）と      溶媒供給ポート（ポート番号３）が、分離装置引渡ポート（ポート番号４）と第二      試料溜まりポート（ポート番号５）が、吸入排出ポート（ポート番号６）と分離装      置引受ポート（ポート番号７）が、そして廃棄ポート（ポート番号８）が吸入ポー      ト（ポート番号１）がお互いに接続している
ように配設されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
第一切替バルブユニット（２０１）が制御自在の駆動部を備えていること、および制御ユニットを設けており、それが駆動部を制御して、
（ａ）試料吸入ステップ中には第一切替バルブユニット（２０１）が、第一接続設定位置（１→２）にあり、そのとき試料吸入ステップ中に採取引渡装置（６）を使って、試料を試料収容容器（７）から試料溜まり（３）に送り、
（ｂ）試料吸入ステップの後に第一切替バルブユニット（２０１）を第二接続設定位置（８→１）に切り替え、試料吸入ステップに引き続く試料注入ステップで試料を、溶媒供給ポート（ポート番号３）を通じて供給された溶媒を使って、試料溜まり（３）から分離装置引渡ポート（ポート番号４）を通じて第一分離装置（２０）に供給し、そしてその溶媒を第一分離装置（２０）から分離装置引受ポート（ポート番号７）を通じて、第一切替バルブユニット（２０１）の廃棄ポート（ポート番号８）に供給し、
（ｃ）試料注入ステップの後に、第一切替バルブユニット（２０１）を第一接続設定位置（１→２）に切り替え、試料注入ステップに引き続く分離ステップで第一分離装置（２０）に溶媒を更に供給して、そして第一分離装置（２０）の出口ポートから第一切替バルブユニット（２０１）の分離装置引受ポート（ポート番号７）に送られた媒体を、第一切替バルブユニット（２０１）の吸入排出ポート（ポート番号６）を通じて採取引渡装置（６）に送り、ここから多数のフラクションの形態でフラクション収集容器（１２）それぞれに排出する
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
試料吸入ステップの前に制御ユニットが、採取引渡装置（６）および／または試料を取り出すことになる試料収容容器（７）を、希望する試料収容容器（７）から試料を取り出せる位置に制御することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
注入ステップ中に制御ユニットが、採取引渡装置（６）および／または廃棄ポート（９）を、採取引渡装置（６）から出た媒体を廃棄ポートに送る位置に動かすことを特徴とする請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
分離ステップ中に制御ユニットが、採取引渡装置（６）および／またはフラクション収集容器（１２）を、時間的に前後して複数のフラクション排出位置に制御し、そこで各フラクション排出位置において採取引渡装置（６）から出た媒体が、該当するフラクション収集容器にフラクションとして供給されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
第一切替バルブユニット（２０１）を１０ポート切替バルブユニット（２０２）として構成していること、そして二つの余分なポート（ポート番号９と１０）を、ブリッジ配管（２０３）を使って短絡していることを特徴とする前記請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
第一切替バルブユニット（２０１）の分離装置引渡ポート（ポート番号４）と第一分離装置（２０）の注入ポートとの間に、第二切替バルブユニット（３３）を設けており、それが第一切替バルブユニット（２０１）の分離装置引渡ポート（ポート番号４）を、第一接続設定位置（１→２）のときに第一分離装置（２０）の注入ポートと接続し、第二分離ステップのために第二接続設定位置（６→１）のときに第二分離装置（３０）の注入ポートと接続することを特徴とする前記請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
第二切替バルブユニット（３３）が制御自在の駆動部を備えていること、そして制御ユニットが第二切替バルブユニット（３３）を、第二分離ステップを実施するために第二接続設定位置に制御することを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
第二分離ステップを実施するために、制御ユニットが第一切替バルブユニット（２０１）の駆動部を、
（ａ）試料吸入ステップ中に第一切替バルブユニット（２０１）が、第二分離ステップのために第一接続設定位置（１→２）にあり、そこで試料吸入ステップ中に採取引渡装置（６）を使って、試料をフラクション収集容器（１２）から試料溜まり（３）に送るように、そして
（ｂ）試料吸引ステップの後に、第一切替バルブユニット（２０１）を第二接続設定位置（８→１）に切り替え、そこで試料吸引ステップに続く試料注入ステップで第二ステップのために試料を、溶媒供給ポート（ポート番号３）を通じて供給する溶媒を使って、試料溜まり（３）から分離装置引渡ポート（ポート番号４）および第二切替バルブユニット（３３）を通じて、第二分離装置（３０）に送るように
制御することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
第二切替バルブユニット（３３）が少なくとも６つのポート（ポート番号１〜６）および二つの接続設定位置を備えており、
（ａ）第一接続設定位置（１→２）では、隣接する二つのポートそれぞれが互いに接続しており、
（ｂ）第二接続設定位置（６→１）では、第一接続設定位置で互いに接続していないで隣接するポートが、互いに接続しており、そして
（ｃ）第一切替バルブユニット（２０１）の分離装置引渡ポート（ポート番号４）が、第二切替バルブユニット（３３）の試料注入ポート（ポート番号２）と接続しており、そして第二切替バルブユニット（３３）の分離装置引渡ポート（ポート番号３）が第二分離装置（３０）と接続自在であり、    
（ｄ）第二切替バルブユニット（３３）の通過ポート（ポート番号１）が、第一分離装置（２０）の注入ポートと接続自在であり、
（ｅ）第二切替バルブユニット（３３）の溶媒供給ポート（ポート番号４）が、第二溶媒のための供給配管（３４）と接続自在であり、
（ｆ）第二切替バルブユニット（３３）のポートが、
（i）第一接続設定位置（１→２）において、通過ポート（ポート番号１）が試料注      入ポート（ポート番号２）と、そして分離装置引渡ポート（ポート番号３）が溶媒      供給ポート（ポート番号４）と接続しており、
（ii）第二接続設定位置（６→１）において、試料注入ポート（ポート番号２）が分      離装置引渡ポート（ポート番号３）と、そして溶媒供給ポート（ポート番号４）が      第二切替バルブユニットの廃棄ポート（ポート番号５）と接続している
ように配設されている
ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
第二分離ステップを実施するために制御ユニットが、第一切替バルブユニット（２０１）と第二切替バルブユニット（３３）の駆動部を制御して、
（ａ）試料吸入ステップ中に、第一切替バルブユニット（２０１）が第一接続設定位置（１→２）にあり、そこで試料吸入ステップ中に採取引渡装置（６）を使って試料を、フラクション収集容器（１２）から試料溜まり（３）に送り、
（ｂ）試料吸入ステップの後に、第一切替バルブユニット（２０１）を第二接続設定位置（８→１）に、そして第二切替バルブユニット（３３）を第二接続設定位置（６→１）に切り替えて、そこで試料吸入ステップに続く試料注入ステップにおいて試料を、第一切替バルブユニット（２０１）の溶媒供給ポート（ポート番号３）を通じて供給された溶媒を使って、試料溜まり（３）から第一切替バルブユニット（２０１）の分離装置引渡ポート（ポート番号４）を通じて第二切替バルブユニット（３３）の試料注入ポート（ポート番号２）に、そして第二切替バルブユニット（３３）の分離装置引渡ポート（ポート番号３）を通じて、第二分離装置（３０）の注入ポートに供給し、（ｃ）試料注入ステップの後に、第二切替バルブユニット（３３）を再び第一接続設定位置（１→２）に切り替えて、第二溶媒を、第二切替バルブユニット（３３）の溶媒供給ポート（ポート番号４）および第二切替バルブユニット（３３）の分離装置引渡ポート（ポート番号３）を通じて、第二分離装置（３０）の注入ポートに供給する
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
第二分離装置（３０）の前に、試料凝縮ユニット（４０，４２）を接続していることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
試料凝縮ユニット（４０，４２）には半透膜ユニット（４０）と第三切替バルブユニット（４２）を含んでおり、そこで第三切替バルブユニット（４２）が第二接続設定位置（６→１）のときに、試料を含んで第二分離装置（３０）の方向に送られる媒体が、半透膜ユニット（４０）を通じて流れるように、そのとき半透膜ユニット（４０）は基本的に溶媒のみを通過させ試料の構成成分をブロックし、そして第一接続設定位置（１→２）のときに、試料凝縮ユニット（４０，４２）に供給された第二の溶媒が半透膜ユニット（４０）を逆方向で貫流し、そのユニットが、半透膜ユニット（４０）で凝縮された試料構成成分をはきだして第二分離装置（３０）に送るように、半透膜ユニット（４０）と第三切替バルブユニット（４２）が接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
第三切替バルブユニット（４３）が制御自在の駆動部を備えていること、そして制御ユニットが第三切替バルブユニット（４２）を制御して、試料注入ステップ中に第三切替バルブユニット（４２）を第二接続設定位置（６→１）に、そして第二切替バルブユニット（３３）を第二接続設定位置（６→１）に切り替えて、そして試料注入ステップに続く第二分離ステップにおいて、第三切替バルブユニット（４２）を第一接続設定位置（１→２）に切り替えることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
第四の切替バルブユニット（４３）を設けており、それが第一接続設定位置（１→２）において第一分離装置（２０）の出口ポートを、そして第二接続設定位置（６→１）において第二分離装置（３０）の出口ポートを、第一切替バルブユニット（２０１）の分離装置引渡ポート（ポート番号７）と接続することを特徴とする請求項７〜１４に記載の装置。
【請求項１６】
第四の切替バルブユニット（４３）が制御自在の駆動部を備えていること、および制御ユニットが第四切替バルブユニット（４３）を制御して、それが第一分離ステップ中に第一接続設定位置（６→１）に、そして第二分離ステップ中に第二接続設定位置（６→１）に切り替えられることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
第二分離ステップ中に制御装置が、採取引渡装置（６）および／またはフラクション収集容器（１２）を、時間的に前後して複数のフラクション排出位置に制御し、そこで各フラクション排出位置において、採取引渡装置（６）から出る媒体を該当するフラクション収集容器（４６）にフラクションとして供給することを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
制御装置が切替バルブ（２０１，３３，４２，４３）と採取引渡装置（６）を制御して、まず各試料に対して第一分離ステップを実施し、引き続いて各フラクションに対して第二分離ステップを実施することを特徴とする請求項７〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
制御装置が切替バルブ（２０１，３３，４２，４３）と採取引渡装置（６）を制御して、各試料に対してまず第一分離ステップを実施し、引き続き第一試料の各フラクションに対して第二分離ステップを実施することを特徴とする請求項７〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離装置に試料を供給するための、そして分離装置により生成した試料フラクションを集めるための装置に関するものであり、特に高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ High Performance Liquid Chromatography）用のものである。
【背景技術】
【０００２】
液体クロマトグラフィーでは、物質混合物をクロマトグラフィーカラム中でその構成成分に分別することにより、それを分析する又は更に処理することができる。
【０００３】
例えばペプチドや蛋白質のような複雑な物質混合物を調べるときに、個々の成分を弁別ないし的を絞って分析できるようにするためには、分離性能が充分ではないという問題がしばしば起きる。よってこの種の物質混合物に対しては、前後して連なる多数の分離ステップを利用する。そのとき個々の分離に対して、物質特性のそれぞれの違いを利用と特に効果的である。よって、混合物をまず物質グループに分別し、そしてそれを個別に詳細に調べることがある。この種の方法は、所謂２次元、３次元、または多次元のクロマトグラフィー法（２Dないし３Dクロマトグラフィー）として知られている。
【０００４】
その場合に、分離ステップを時間的に直接前後して行うオンライン方法と、分離ステップを時間的にお互いに関係なく実施するオフライン方法を区分している。後者には、個々の分離ステップをお互いとは関係なく、個々に最適化できるという利点がある。
【０００５】
しかしながら、オフライン技術は多大の手間を必要とする。即ち、後の分離プロセスで規定の時間に供給できるようにするために、前のステップで既に分離した成分（フラクション）を、分離した状態で中間保管せねばならないからである。そのプロセスを画分とと呼ぶ。フラクションの収集は通常、対応した装置、すなわちフラクションコレクターで行う。これがフラクションを、当該数のフラクション収集容器または収容容器に配分する。
【０００６】
そのとき一般的に、それぞれの画分採取容器には事前に規定できる一定の液体量を採取しようとする。
【０００７】
自動化された分析システムでは、一般的に自動試料ディスペンサーを装備しており、これにより、分析する多数の試料を採取して、これを順番に分析システムに供給することができる。この種の試料供給装置が、特許文献１に記載されている。この試料ディスペンサーが、従来技術だけでなく本発明の基礎になっているので、その構成要素を、図１における簡略化した概略的な図示を使って説明する。
【０００８】
ポンプにより送られる液体流は、注入キャピラリー１を通じて試料ディスペンサーに到達し、これから出口キャピラリー５を通じて次へ行く。ここにクロマトグラフィー分離カラムが接続しており、これを以下においてはカラム２０として表す。これは通常、試料ディスペンサーの外部にある。液体が流れる中には、二つの切替設定位置を有する６ポート切替バルブ２がある。以下において図１で示す位置を"位置１→２"と呼ぶことにし、それぞれポート１と２、３と４、そして５と６が繋がっている。第二の位置を"位置６→１"と呼ぶことにし、ポート２と３、４と５、そして６と１が繋がっている。すなわち、注入キャピラリー１からの液体流は、切替バルブ２を直接通過することができる。試料容器７には分析する試料が入っており、試料針６を介してそれを取り出すことができる。図１では図示していない機構により、試料針６と試料容器７を相対的に動かせるので、試料を取り出すために、試料針６を任意の試料容器７の所に送り、その中に浸けることができる。
【０００９】
図示している切替バルブ２の位置１→２では、次の構成要素が順番に繋がっている：定配シリンジ４、試料ループ３、接続キャピラリー８、そして試料針６である。よって、試料針６が試料容器７に浸かっている間に、定配シリンジ４を使って吸引することにより、試料容器７から試料材料を採取して、特に試料ループ３の中に吸引することができる。切替バルブ２を位置６→１に切り替えることにより、試料ループ３は注入キャピラリー１と出口キャピラリー５の間に繋がって、試料材料が液体流と一緒にカラム２０の方向に移送される。液体流に試料を付加することをインジェクション（注入）と呼んでいる。ここで記載した方法により、調べる試料を任意の順番で注入できる。インジェクション中には、定配シリンジ４が試料針６と直接繋がっている。定配シリンジを再び空にするために、過剰の溶媒を収容し廃棄に送る廃棄ポート９の所に試料針６を送ることができる。
【００１０】
さらに自動式の試料ディスペンサーは通常、採取した試料の付着残滓を試料針６から取り除くための装置を有している。しかし全体を容易に分かるようにするために、図１ではこれを図示していない。これにより、試料材料が一つの試料容器７から次に持ち込まれることを防ぐことになる。
【００１１】
しかし上記のインジェクション原理は、試料ループ３だけでなく少なくとも試料針６およびキャピラリー８も試料材料で充満せねばならないという欠点を有している。よって、インジェクションに必要な量と較べて著しく多い量の試料材料を必要とする。別の欠点は、注入する試料の量が試料ループの大きさにより決まっているということである。試料ループ３を一部だけ試料材料で満たすことも基本的には可能であろうが、そのためには例えばキャピラリー８と試料針６の容積を正確に知っていなければならないであろう。
【００１２】
この二つの欠点は、同じく特許文献１に記載されている所謂"マイクロリットルピックアップ"方法により回避できる。その場合には、試料容器７の一つが移送液体、即ち試料材料を含まない溶媒を入れている。試料を吸入する前に、この容器から一定量のこの移送液体を吸入する。その後に試料針６を、希望する試料が入っている試料容器７の所に送る。そして僅かな量の希望する試料を吸入するが、その体積はいずれにしても試料ループ３の内容積より少ない量でなければならない。その後、再び試料針を移送液体のある容器の所に送り、これを吸引して試料ループ３にある移送液体間に"サンプルプラグ"が封じ込まれるようにする。この方法では、サンプル材料がなくなることにはならず、そして試料ループの内容積よりかなり少ない量のサンプルでも注入することができる。
【００１３】
試料ディスペンサーは、既に試料容器用の収容装置および試料針を当該位置決めをする可能性を有しているので、試料を画分するためにも試料ディスペンサーを基本的に使用できる。よって、フラクション収集容器の数にフラクションを配分するために必要な構成部品は、既に用意されている。対応する解決手段は例えば次において公開されている：
（１）ＬＣパッキングス社、バールスエスヴェク  １５４，１０５７ＨＭ  アムステルダム、オランダ：アプリケーションノートＦＡＭＯＳ  μサンプリングワークステーション、第１０号、付属書Ｉ："２ＤキャピラリーＬＣ分離"、および
（２）ギルソン社、ミドルトン、ＷＩ５３５６２−００２７、アメリカ：製品パンフレット２３３ＸＬ  オンラインカラムスイッチング用のシステム、第３ページ："密封ガラス瓶でのフラクション収集．．．"
【００１４】
既に公知であるこれらの解決手段は、装置特有の特性により概ね構造において互いに差異があるが、試料ディスペンサーとフラクションコレクターの機能間で切り替えるために、追加の切替バルブを必要とすることは共通している。この種の切り替えバルブは仕様が厳しいことにより非常にコストに反映することになるので、これは余分な費用が著しくかかることを意味している。
【００１５】
本発明をより理解するために、この種の解決手段を図２で概略的に図示している。
【００１６】
第一分離ステップはカラム２０で行う、すなわち収集するフラクションは時間的な経過と共にカラム２０の出口に現れる。そして、これをフラクション収集容器の数に配分することになる。
【００１７】
そのために、図２で示しているように、試料ディスペンサーを拡張せねばならない。そのために接続キャピラリー８を二つの接続キャピラリー８０１と８０２に分けて、その間に第二の切替バルブ１３を接続する。カラム２０から出たフラクションは、戻りキャピラリー１０を通って再び試料ディスペンサーに達して、第二切替バルブ１３、接続キャピラリー８０１、試料針６を通ってフラクション収集容器１２に送られる。廃棄キャピラリー１１が廃棄容器に通じており、その中にフラクションの前後に出てくる溶媒、および必要としないフラクション構成成分を集めることができる。第二切替バルブ１３の位置に対応して、この配置がサンプル供給装置として、又はフラクション収集装置としてのいずれかとして機能する。
【００１８】
作動方法は次のとおり：図２に図示しているように、まず両方の切替バルブ２と１３を位置１→２にする。上記の方法で試料を試料容器の一つから取り出し、切替バルブ２を切り替えてインジェクションを行う。それが出口キャピラリー５を通ってカラム２０に達し、そこで第一分離ステップが行われる。キャピラリーの通過と分離は、ある程度の時間を必要とするので、分離されたフラクションは時間的に遅れて、戻りキャピラリー１０を通って試料ディスペンサーに達する。そしてサンプル針６を、希望するフラクション収集容器１２の位置にして、第二切替バルブ１３を位置６→１に接続すると、戻りキャピラリー１０が接続キャピラリー８を介して試料針６と繋がる。それによりフラクションが、該当するフラクション収集容器１２に保管される。次のフラクションのために、試料針６を次のフラクション収集容器１２の位置にする。
【００１９】
【特許文献１】米国特許５，８１４，７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
よって本発明の根拠になる課題は、以上の従来技術を前提に、分離装置に試料を供給するための、そして分離装置により生成した試料フラクションを収集するための装置、特に高速液体クロマトグラフィー用のものを得ることであり、それはより簡単な、そしてよりコスト的に有利な構造を有するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明ではこの課題を、特許請求項１の特徴により解決する。
【００２２】
本発明が前提にしているアイデアは、単一の切替バルブユニットのみを使用してこの種の装置を得ることは、少なくとも８つのポートと二つの切替設定位置を有する切替バルブユニットを使用して、請求項１に記載の構造により可能であるということであり、それにより従来技術と比較して明らかに簡単でありコスト的に有利な構造がうまれる。
【００２３】
さらに本発明は、現存の単なる試料ディスペンサーを、組み合わせ試料ディスペンサー／フラクションコレクターへの改造も可能にする。
【００２４】
本発明の好ましい実施例によれば、第一切替バルブユニット（２０１）が制御自在の駆動部を備えており、制御ユニットによりその駆動部を制御して、試料吸入ステップ中に第一切替バルブユニットが第一接続設定位置となるようにし、そこで試料吸入ステップ中に採取引渡装置を使って、試料を試料収容容器から試料溜まりに送り、そして試料吸入ステップの後に第一切替バルブユニットを第二接続設定位置に切り替えて、試料吸入ステップに続く試料注入ステップで試料を、溶媒供給ポートを通じて供給される溶媒を使って、試料溜まりから分離装置引渡ポートを通じて第一分離装置に供給し、そして第一分離装置からくる媒体を、分離装置受取ポートを通じて第一切替バルブユニットの廃棄ポートに送るようにし、そして試料注入ステップの後に第一切替バルブユニットを第一接続設定位置に切り替えて、その試料注入ステップに続く第一分離装置における第一分離ステップで更に溶媒を供給し、第一分離装置の出口ポートから第一切替バルブユニットの分離装置受取ポートに送られる媒体を、第一切替バルブユニットの吸引と排出のポートを通じて、採取引渡装置に送り、そこから多数のフラクションの形態でそれぞれフラクション収集容器に排出するる（特許請求項２）。
【００２５】
そのとき、試料吸入ステップの前に制御ユニットは、採取引渡装置および／または試料を取り出す試料収容容器を、希望する試料収容容器から試料を取り出せる位置に制御することができる。
【００２６】
更に、注入ステップ中に制御ユニットは、採取引渡装置および／または廃棄ポートを、採取引渡装置から出る媒体を廃棄ポートに送る位置に動かすことができる。これにより、配管ないし分離装置にあり分析成分を含まない液体を排出することができる。
【００２７】
分離ステップ中に、制御ユニットは、採取引渡装置および／またはフラクション収集容器を、時間的に前後して多数のフラクション排出位置に制御移動して、いずれのフラクション排出位置においても、採取引渡装置から出る媒体を該当するフラクション収集容器にフラクションとして入れることができる。それによりフラクション化工程を自動化できる。
【００２８】
本発明の別の実施形態によれば、切替バルブユニットの分離装置引渡ポートおよび第一分離装置の入口ポートの間に、第二の切替バルブユニットを設けており、そのバルブが第一切替バルブユニットの分離装置引渡ポートを、第一接続設定位置で第一分離装置の注入ポートと接続し、そして第二接続設定位置で第二分離ステップ用の第二分離装置の注入ポートと接続する。これにより、一次元（即ち、第一分離ステップ）の後に、自動化された画分を有する２Ｄ分離を実現することができる（特許請求項７）。
【００２９】
そのとき、第二切替バルブユニットは制御自在の駆動部を備えており、そして第二分離ステップを実施するために制御ユニットが、第二切替バルブユニットを第二接続設定位置に切り替える（特許請求項８）。
【００３０】
この第二切替バルブユニットの位置で、第二分離ステップを行うために第一切替バルブユニットの駆動部を制御して好ましくは、第一切替バルブユニット（２０１）が試料吸入ステップ中に第二分離ステップのために第一接続設定位置となるようにして、試料吸入ステップ中に採取引渡装置を使って試料をフラクション収集容器から試料溜まりに送り、そして第一切替バルブユニットを試料吸入ステップの後に第二接続設定位置に切り替えて、この試料吸入ステップに続く試料注入ステップにおいて、第二分離ステップ用に試料を、溶媒供給ポートを通じて供給される溶媒を使って、試料溜まりから第一分離装置の分離装置引渡ポートと第二分離装置の第二切替バルブユニットを通じて供給する（特許請求項９）。
【００３１】
本発明の好ましい実施形態によれば、第二切替バルブユニットは特許請求項１０の特徴を有している。それにより、物質特性に違いに従って分離する多くの場合に必要とするように、簡単な方法で二次元、すなわち第二分離ステップ用に、第二の溶媒を使用できる可能性を得られる。
【００３２】
第二分離ステップを行うために制御ユニットが、第一および第二切替バルブユニットの駆動部を制御して好ましくは、試料吸入ステップ中に第一切替バルブユニットが第一接続設定位置になるようにして、試料吸入ステップ中に採取引渡装置を使って試料をフラクション収集容器から試料溜まりに送り、そして試料吸入ステップの後に、第一切替バルブユニットを第二接続設定位置に、そして第二切替バルブユニットを第二接続設定位置に切り替えて、試料吸入ステップに続く試料注入ステップにおいて試料を、第一切替バルブユニットの溶媒供給ポートを通じて供給される溶媒を使って、試料溜まりから第一切り替えバルブユニットの分離装置引渡ポートを通じて第二切替バルブユニットの試料注入ポートに、そして第二切り替えバルブユニットの分離装置引渡ポートを通じて第二分離装置の注入ポートに送るようにし、そして試料注入ステップの後に第二切替バルブユニットを、再び第一接続設定位置に切り替えるようにして、それにより第二溶媒を、第二切替バルブユニットの溶媒供給ポートおよび第二切り替えバルブユニットの分離装置引渡ポートを通じて、第二分離装置の注入ポートに供給する（特許請求項１１）。
【００３３】
本発明の別の実施形態によれば、第二分離装置の前に試料凝縮ユニットを接続していることがある。それにより、比較的量が多くて低濃縮度の試料を少ない量の高濃縮度試料に濃縮して、引き続き更に分離して分析することが可能である。
【００３４】
試料凝縮ユニットは、半透膜ユニットおよび第三切替バルブユニットを含んでいることがあり、そのとき半透膜ユニットは、基本的に溶媒のみは通過させるが試料の構成成分はブロックするものであり、第三切替バルブユニットの第二接続位置においては、第二分離装置の方向に送られ試料を含む媒体を半透膜ユニットを通じて送るように、そして第一接続設定位置においては、試料凝縮ユニットに送られた第二溶媒が逆方向に貫流し、そのユニットが半透膜ユニットで凝縮された試料構成成分を洗い流して第二分離装置に移送するように、半透膜ユニットと第三切替バルブユニットが接続されている（特許請求項１３）。
【００３５】
そのとき第三切替バルブユニットが、制御自在の駆動部を備えていると好ましく、そして制御ユニットにより制御されて、試料注入ステップ中に第三切替バルブユニットが第二接続設定位置に、第二切替バルブユニットが第二接続設定位置に切り替えられ、そして試料注入ステップに続く第二分離ステップにおいて、第三切替バルブユニットが第一接続設定位置に切り替えられる。
【００３６】
本発明の別の実施形態によれば、第三切替バルブユニットの代わりに第四の切替バルブユニットを設けていることがあり、それが第一接続設定位置において第一分離装置の出口ポートを、そして第二接続設定位置において第二分離装置の出口ポートを、第一切替バルブユニットの分離装置引受ポートと接続している。それにより、二つの次元（分離ステップ）による画分が可能である（特許請求項１５）。
【００３７】
さらに別の実施形態は、その他の従属請求項から分かる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下において本発明を、図面に示した図を使って詳細に説明する。
【実施例１】
【００３９】
図３は、試料ディスペンサー／フラクションコレクターを組み合わせた本発明の配置における第一実施形態の概略図であり、そこでは基本機能を説明するために必要な構成部品のみを図示している。
【００４０】
図２における試料ディスペンサーの６ポート切替バルブ２を、８ポート切替バルブ２０１に置き換えている。図２の装置で追加して必要な切り替えバルブ１３がなくなっている。
【００４１】
図２における６ポートバルブについての説明と同様に、８ポートバルブの二つの接続設定位置を参照符号１→２と８→１で表す。
【００４２】
図３における８ポートバルブのポート１〜６の切り替えは、図２で図示した装置での切り替えに正しく相当する。戻り流キャピラリー１０はポート７に接続されており、切替バルブ２０１の位置１→２のときに廃棄キャピラリー１１に繋がっている。
【００４３】
８ポート切替バルブ２０１におけるポート１〜６の機能は、図２の従来技術による６ポート切替バルブで該当するポートと同一である。その範囲では作動方法も従来技術と同様である。
【００４４】
切替バルブ２０１が図示の位置１→２では、次の部品が順番に繋がっている：定配シリンジ４、試料ループ３、接続キャピラリー８、試料針６である。試料針６が試料容器７に浸かっている間に、定配シリンジ４を使って吸入することにより試料材料を試料容器７から取り出して、とくに試料ループ３内に吸引することができる。
【００４５】
従来技術に対して新しく設けたポート７と８を介して、戻り流キャピラリー１０が廃棄キャピラリー１１に繋がっている。それにより、この時点で更に採取するフラクションを含んでおらずカラム２０から戻る液体流は、廃棄の方に送られる。
【００４６】
インジェクション前に、試料針６を廃棄ポート９に送ることがあり、それによりインジェクション中に、試料針６から出る液体流が試料容器７に入ることを防ぐ。
【００４７】
インジェクションのために引き続いて、切替バルブ２０１を位置８→１に切り替えて、試料ループ３を注入キャピラリー１と出口キャピラリー５の間に接続し、試料材料をカラム２０に送る。そこで第一分離ステップを行う。
【００４８】
さらに、切り替えバルブ２０１の位置８→１では、定配シリンジ４が直接廃棄キャピラリー１１と繋がっているので、この位置でシリンジを空にすることができる。
【００４９】
インジェクションの後に、切り替えバルブ２０１を位置１→２に戻すか、あるいは位置８→１のままとするかを選択できる。いずれの場合も注入キャピラリー１からの液体流は、直接または試料ループ３を経由して出口キャピラリー５に至る。戻し流キャピラリー１０を通過した液体流は、廃棄キャピラリー１１または廃棄ポート９のいずれかを介して廃棄に送られる。
【００５０】
少量の試料を処理するために従来技術で説明した方法（マイクロリットルピックアップ）を、本発明との関連でも同じく利用することができる。そのためには試料の吸入のみを、そこで記載した形式と方法により行わねばならない。
【００５１】
インジェクションの後に、注入された試料材料はキャピラリー５を通過してカラム２０に達する。カラムの通過時間は物質特性によって異なるので、個々の構成成分が時間的に分かれてカラム出口で現れる。キャピラリーを通過して分離すること自体、一定の時間を必要とするので、分離されたフラクションは（インジェクションと較べて）明らかに遅れて戻り流キャピラリー１０を通過して試料ディスペンサーに達する。
【００５２】
フラクションを採取する前に、取りあげた試料の残りを試料針６と接続キャピラリー８から取り除かねばならない。そのために、試料針６を廃棄ポート９の位置にして、切替バルブ２０１を位置８→１にすることがある。そして、戻し流キャピラリー１０を通過する液体流が、必要としない試料の残りを廃棄ポート９に送り込む。
【００５３】
カラム２０で分離されたフラクションが戻し流キャピラリー１０に到達すると直ぐに、試料針６を対応するフラクション容器１２の位置におき、そして切替バルブ２０１を位置１→８にすることにより、戻し流キャピラリー１０は接続キャピラリー８を介して試料針６と繋がる。
【００５４】
それにより、試料針６の端部に液体滴が形成され、その滴は、必要とする規定自在の液体量を有する限り、必要とするフラクションを含んでおり、そして該当するフラクション容器１２に入れられるものである。これを達成する方法は、以下で改めて説明する。
【００５５】
次のフラクションのために、試料針６を次のフラクション容器１２の位置にする。
【００５６】
位置決め過程中に試料針６の端部には、次のフラクション容器１２に入れるべきフラクションを含む次の液体滴が形成される。注入キャピラリー１を介して送る流量率は、液体滴が既に位置決め過程中に滴下することがないように、小さく選ばねばならない。
【００５７】
目的に合わせて集めるべきフラクションの数は、分離過程の時間によって決まる。数が少ないときは画分する利点が殆どなくなり、数が多すぎるときは、フラクション当たりで採取した試料の量が、第二分離ステップ用には少なすぎる。
【００５８】
実際で目的に適った値は、例えば２０分の時間に亘って例えば２０種の試料を採取することであろう。
【００５９】
ここで述べておきたいことは、切替バルブ全体の制御および、試料容器７ないしフラクション容器１２と相対的な試料針６の制御は、部分的に又は完全に自動的に行えると好ましいということである。そのために、切替バルブ（切替バルブユニット）および試料針（採取引渡装置）６に制御自在の適切な駆動装置を設けている。その制御は、一般的にマイクロプロセッサー回路として構成されている制御ユニット（図示していない）で行うことができ、その回路は、適切な制御出力および必要な時には適切な信号入力を備えているものである。制御は、適切なソフトウエア（ファームウエア）を介して行える。公知の試料ディスペンサーもそのような制御ユニットを使用しているので、現存する試料ディスペンサーを本発明による組み合わせ試料ディスペンサー／フラクションコレクターに改造するために必要とするのは、最も簡単な場合には切り替えバルブを交換して、新しいソフトウエア（ファームウエア）を搭載することだけである。この種のソフトウエアは公知であり、本発明を実現するための制御ユニットは、機能に関してのみ異なるだけであるので、図面では制御ユニットの図示を行っていない。本発明による制御ユニットが公知の制御ユニットと異なる特徴と特性は、機能的な特徴により分かる。
【００６０】
上記しているように、収集したフラクションは、それぞれ決められた事前規定可能な量を有している必要がある。
【００６１】
そして液体の滴それぞれは、重力により滴下するような大きさになったとき、何もしないでも試料針６からフラクション容器１２に到達するであろう。そのための限界となる滴の大きさは、液体の表面張力や比重および試料針の動きのような多くの影響要因により決まるので、実際にフラクション容器１２に入れられる液体量は大きく変動する。
【００６２】
本発明によれば、種々の方法により希望する時点に滴下させることができる。この方法の幾つかを、以下において図４を使って詳細に説明する。図４は次の部分を示している：試料針６、フラクション容器１２、試料針６の端部にある液体滴７０、前挿入体７１、および空気流７２である。
【００６３】
液体滴を滴下させる最も簡単な方法は、試料針６を動かして、液体滴７０をフラクション容器１２の壁面の一つに接触させることである。そのとき図４ａで示すように、下方に向かって先細の内径を有するフラクション容器１２を使用すると、特に目的に適っている。この種の容器は、試料容器６としてしばしば使用されるので、簡単に入手できる。この場合には、液体滴７０がフラクション容器１２に接触するまで試料針６を降下することで充分である。試料針６と較べて、壁面は基本的に大きな表面を有しているので、試料針６が再び容器から出た後も、実際には液体滴の全体がフラクション容器１２に付着する。
【００６４】
別の方法を図４ｂで図示している。この方法は、空気ブローのある前挿入体７１を備えた試料ディスペンサーで使用できる。前挿入体７１は一般的に、場合により試料容器７にあるカバーを貫通する役割をする。この種の装置では空気ブローを一般的に、望まないのに試料針６と前挿入体７１の空間に残る残留液体、例えば試料材料をキレイにするために使用する。そのために空気流７２を前挿入体７１に送り込み、それが下方で試料針６と前挿入体７１の間から出てくる。しかし本発明によれば、既にある部品を試料針６と前挿入体７１の間の空間をキレイにする（ここで対象となるのは汚れを簡単に吹き飛ばすことである）ためだけに使用するのではない。むしろ、決められた空気パルスとして構成していることのある空気流を使って、液体滴を決められた時点に試料針から滴下する。変動する空気パルス（流速の時間的変化）は、空気パルスをつくるユニットと連携して、制御ユニット（図示していない）により制御可能である。最も簡単な場合としては、前挿入体７１の内側空間に繋がり空気圧がかかっている配管にある制御自在のバルブを、制御ユニットにより希望する時間に開くのみでよい。
【００６５】
液状媒体、とくにフラクションの滴を滴下させるためのこの方法とこの装置は、勿論任意の別のフラクションコレクターまたは組み合わせ試料ディスペンサー／フラクションコレクターでも使用できる。
【００６６】
滴下させるための第三の可能性は、試料針６を急激に動かすことであり、それにより液体滴７０が質量慣性のために追随できず、よってフラクション容器１２に滴下する。
【００６７】
記載した方法のいずれが最も適しているかは、それぞれの試料ディスペンサーの状態、および画分する液体滴の大きさによって決まる。
【００６８】
一つの滴が占める容積よりフラクション当たりの採取容積が大きいときは、先に述べた方法は、最後の滴のみに適用せねばならない。
【００６９】
収集したフラクションは、大抵の場合、第二分離ステップに送られることになる。そのために、試料容器１２の本来の試料の代わりに、既に前分離したフラクション容器１２のフラクションを注入する。
【００７０】
よって本発明による構成を使うことにより、前後に連続した二つの分離ステップを自動的に行うことが可能である。
【００７１】
前後に連続した二つの分離ステップの二次元分離を行うためには、通常、別のカラムタイプ、別の溶媒成分、そして場合により別の流量率を使って、第二分離ステップを実施せねばならない。
【００７２】
第二分離ステップ後にカラムの出口に出てくる二次元分離された試料構成成分は、改めて画分する、あるいは検知装置、例えばＵＶディテクターまたは質量スペクトロメーターに直接送ることができる。
【００７３】
この種の用途のためには本発明による構成でも従来技術と同じく、カラム２０の出口に別の切替バルブが必要である。図２と図３は、画分原理を明らかにするためだけのものであるので、これらの図ではこれを考慮していない。これを可能にする本発明による配置を、さらに以下において説明する。
【実施例２】
【００７４】
本発明による解決手段で必要となるような８ポート切替バルブは、市場で特に一般的なものではないので、８ポートバルブの代わりに１０ポートバルブを使用すると目的に合ったものとすることができる。
【００７５】
図５で示しているように、これは問題なく可能である。１０ポートバルブでは、必要でないポート９と１０を所謂ブリッジ２０３でお互いに繋ぐ。その他のポート１〜８は両方の接続設定位置に関して、８ポートバルブのときと同じ機能を有している。ポート１と８の間で余分にできた容積は、この経路がいずれにしろシリンジ４を廃棄に向けて空にするためにのみ必要であるので、本発明による用途では障害とならない。
【００７６】
８ポートまたは１０ポート切替バルブの価格は、６ポート切替バルブと較べて僅かに高いだけであるので、本発明による解決手段は本質的な工数およびコストの削減を意味する。追加のバルブも付属する制御装置も必要としない。加えて、６ポートと１０ポートバルブの駆動システムは通常同一であるので、多くの場合で後の改造も可能である。
【００７７】
画分が必然的にインジェクションより明らかに遅れた時点で行われるので、従来技術と比較して機能に関して本発明が制限されるものではない。
【００７８】
規定のフラクション量を決めるために必要な装置も、通常の試料ディスペンサーは既に備えている。すなわち本発明により、既にある試料ディスペンサーを最小の改造工数で、組み合わせ試料ディスペンサー／フラクションコレクターに拡張することができる。
【実施例３】
【００７９】
構造的に十分に切替バルブを使用できる場合には、より手間がかかりより能力のある配置を実現するために、使わない切り替えバルブを使用でき、それを以下に説明する。
【００８０】
既に説明したように、図３で示した実施形態は（図２で示した従来技術による配置と同じく）、一次元の画分原理を説明するためのものである。前後に連続した少なくとも二つの分離ステップで２つの分離（２Ｄ分離）を実際的に具現するためには、追加の要素が必要である。以下において実施形態を提案するが、それは、本発明による解決手段に基づいており、個々の分離ステップをお互いに関係なく最適化することを可能にするものである。
【００８１】
図６は、二次元物質分離（２Ｄクロマトグラフィー）が可能な実施形態を示している。図３の実施形態と較べると、次の追加要素が加えられている：第二カラム３０、第二カラム用の注入キャピラリー３１、第二カラム用の出口キャピラリー３２、カラム切替バルブ３３、追加の注入キャピラリー３４、追加の廃棄キャピラリー３５、オプションのディテクター６０、そして接続キャピラリー５０１と５０２である。
【００８２】
第二カラム３０は、第二分離ステップを行うために使用する。このためのフロー媒体は、追加の注入キャピラリー３４を介して第二ポンプにより送られる。カラム切替バルブ３３は、キャピラリー５０１から来る液体流を、カラム２０またはカラム３０のいずれかを通じて送ることができる。
【００８３】
図示しているカラム切替バルブ３３設定（接続設定位置１→２）では、配置の機能は正に図３の配置に相当する。試料はカラム２０により分離され、フラクションはフラクション収集容器１２に収集される。オプションのディテクター６０を使って、この過程を監視ないし制御することができる。
【００８４】
二次元分離のために第二カラム３０を使用する。この第二カラム用の溶媒流はキャピラリー３４を通じて送られる。第二カラムと第二溶媒流を使用することは、第一および第二分離ステップ用に異なったカラム充填材料、溶媒、流量率を使用できるという利点がある。それにより第二分離ステップに対して、第一ステップ用とは別の材料特性を利用でき、それを２Ｄクロマトグラフィーと呼んでいる。よって、複雑な物質混合物で特に効果的な分離が可能である。
【００８５】
第二分離ステップのために、それぞれ収集したフラクションの一つを当該フラクション収集容器１２から取り出して、上記した形式と方法で注入する。カラム切替バルブ３３を位置６→１に接続し、フラクションを第二カラム３０に送る。溶媒およびカラム充填材料を目的に合わせて選択したときには、フラクションがまず第二カラム３０の上部に留まる。本来の分離のために、カラム切替バルブを再び位置１→２にする。追加した注入キャピラリー３４を通じて供給した溶媒が分離過程に作用する、すなわちフラクションの個々の成分が異なった速度でカラムを通過して、時間的に分かれて出口キャピラリー３２に出てくる。そこに検知装置、例えばＵＶディテクターおよび／または質量スペクトロメーターを接続でき、それを使って物質量および／または物質成分を決めることができる。
【００８６】
フラクション収集容器にあり調べるフラクションすべてに対して順番に、第二分離過程全体を実施する。
【００８７】
個々の試料を分離する時間的経過は、種々に選ぶことができる。
【００８８】
一つの方法は、まず順番に従って分析する試料７すべてに対して第一分離ステップを実施し、そして出来たフラクションを該当する多数のフラクション収集容器１２に中間保存することである。引き続いて、収集したフラクションすべてに対して第二の分離ステップを実施する。
【００８９】
第二の方法として、それぞれ一つの試料７をまず第一分離ステップでフラクションに分離し、引き続いてこのフラクションに第二分離ステップを行う。その後に、改めて次の試料を注入し、当該処理を行う。
【実施例４】
【００９０】
図６で図示した配置により物質混合物の二次元分離ができるが、そこで必要とするのは、全体で二つの切替バルブのみである。図５と同じく切替バルブそれぞれは、ポート数の多い実施形態も使用できる。
【実施例５】
【００９１】
図７は、本発明をベースにした別の実施例を示しており、そこでは"逆相"分離を実現するために、第二カラム３０の前にトラップカラム４０を接続している。図３による実施形態と較べると、次の追加要素が加わっている：第二カラム３０、第一カラム用の注入キャピラリー３１、第二カラム用の出口キャピラリー３２、カラム切替バルブ３３、接続キャピラリー４１、トラップカラム切替バルブ４２、追加の注入キャピラリー３４、追加の廃棄キャピラリー３５、オプションのディテクター６０、そして接続キャピラリー５０１と５０２である。
【００９２】
構成と機能は図６に相当しているが、第二カラム３０の前にトラップカラム４０が、トラップカラム切替バルブ４２と一緒に接続されている。
【００９３】
図示しているカラム切替バルブ３３の接続設定位置（位置１→２）では、配置の機能が正に図３による配置に相当している。フラクションは、フラクション収集容器１２に収集される。オプションのディテクター６０を使って、この過程を監視ないし制御することができる。
【００９４】
第二次元分離のために、ここでも第二カラム３０を使用する。この第二カラム用の溶媒流は、キャピラリー３４を通じて送られる。これは、上記と同じ利点を有している。
【００９５】
第二分離ステップのために、収集したフラクションの一つそれぞれを、当該フラクション収集容器１２から取り出して、上記した形式と方法で注入する。カラム切替バルブ３３とトラップカラム切替バルブ４２の双方を位置６→１に接続する。それによりフラクションが、接続キャピラリー５０１、カラム切替バルブ３３、トラップカラム切替バルブ４２を通じてトラップカラム４０に到達する。カラム充填材料および溶媒を目的に合わせて選択したときには、試料はトラップカラム４０の入口（図７の下方接続口）に留まり、そこで凝縮される。そして、トラップカラム切替バルブ４２を位置１→２に切り替える。それにより、追加の注入キャピラリー３４を通じて送り込まれた溶媒流が、逆方向にトラップカラムおよびトラップカラム切替バルブ４２を通じて第二カラム３０に送られる。それにより、溶媒およびカラム充填材料を目的に合わせて選択すると、凝縮されたフラクションはカラム３０に送られてそこで分離される、すなわち、フラクションの個々の構成成分が異なった速度でカラム３０を通過して、出口キャピラリー３２の所で時間的に分かれて出てくる。そこに検知装置、例えばＵＶディテクターおよび／または質量スペクトロメーターを接続でき、それを使って物質量および／または物質成分を決めることができる。
【００９６】
フラクション収集容器にあり調べるフラクションすべてに対して順番に、第二分離過程全体を実施する。
【００９７】
トラップカラムを使用する利点は、試料材料が溶媒との違いでトラップカラムを通過しないで、それにより凝縮できることにある。それにより試料の量が減少すると共に、濃度が上昇する。これは、低濃度の試料の時に上手く分離するための前提である。画分により試料がある程度薄くなることが避けられないので、画分と接続してトラップカラムを使用することは特に利点がある。
【実施例６】
【００９８】
図８で図示しているように、図６における構成で第二カラム切替バルブの回りを拡張することにより、第二分離ステップで分離した試料構成成分を改めて画分することができる。図６による実施形態と較べると、次の追加要素が加えられている：接続キャピラリー１０１と１０２、第二カラム切替バルブ４３、廃棄キャピラリー４４と４５、そして追加のフラクション収集容器４６である。
【００９９】
構成と機能方法は、図６による実施形態に相当しているが、二つのカラム１０と３０の出口が第二カラム切替バルブ４３に接続している。これにより、分離生成品をカラム２０から、またはカラム３０から戻り流キャピラリーに選択的に接続して画分することができる。
【０１００】
図示した第二カラム切替バルブ４３の接続設定位置（位置１→２）では、配置の機能が図６による配置に正に相当している。フラクションは、フラクション収集容器１２に収集される。オプションのディテクター６０を使って、この過程を監視ないし制御することができる。
【０１０１】
第二次元での分離は、第二カラムおよび、キャピラリー３４を通じて送られる溶媒流を使って実施する。しかし、第二カラム切替バルブ４３が位置６→１に切り替えられるので、第二カラム３０の出口は接続キャピラリー１０２および第二カラム切替バルブ４３を介して戻り流キャピラリー１０と接続している。この第二分離ステップ用の試料として、第一分離ステップで先にフラクション収集容器１２に収集したフラクションのそれぞれ一つを使用する。
【０１０２】
これは、第二分離ステップで第二カラム３０により更に分離され、戻り流キャピラリー１０、切替バルブ２０２、接続キャピラリー８を通じて試料針６に到達する。この試料針は改めて画分するために、二回画分された試料構成成分を入れている追加のフラクション収集容器４６の位置に送られる。
【０１０３】
よって図８で図示している配置により、二次元分離した成分を画分した物質混合物の二次元分離を行うことができ、そこで必要とするのは、全体で三つの切替バルブのみである。図５と同様に切替バルブに関してそれぞれ、より数の多いポートの実施形態を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】公知の自動式試料ディスペンサーにおける基本原理の概略図
【図２】試料を画分するために拡張した公知の試料ディスペンサーの概略図
【図３】本発明による装置における第一実施例の概略図
【図４】試料針からフラクションを滴下するための二つの変形例の概略図
【図５】８ポートバルブの代用として１０ポートバルブを使用することを説          明する概略図
【図６】第一次元による画分をする２Ｄ分離を行うための、本発明による装          置における別の実施形態の概略図
【図７】トラップカラムを使って２Ｄ分離するための、本発明による装置に          おける別の実施形態の概略図
【図８】二つの次元による画分を有する２Ｄ分離を行うための、本発明によ          る装置における別の実施形態の概略図
【符号の説明】
【０１０５】
１        注入キャピラリー
２        切替バルブ
３        試料ループ
４        定配シリンジ
５        出口キャピラリー
６        試料針
７        試料容器
８        接続キャピラリー
９        廃棄ポート
１０      戻り流キャピラリー
１１      廃棄キャピラリー
１２      フラクション収集容器
１３      切替バルブ
２０      カラム
３０      第二カラム
３１      第二カラム用注入キャピラリー
３２      第二カラム用出口キャピラリー
３３      カラム切替バルブ
３４      追加の注入キャピラリー
３５      追加の廃棄キャピラリー
４０      トラップカラム
４１      接続キャピラリー
４２      トラップカラム切替バルブ
４３      第二カラム切替バルブ
４４，４５    廃棄キャピラリー
４６      追加のフラクション収集容器
６０      ディテクター
７０      液体滴
７１      前挿入体
７２      空気流
１０１，１０２    接続キャピラリー
２０１，２０２      切替バルブ
２０３    ブリッジ
５０１，５０２    接続キャピラリー
【図１】
2008539398.tif 000003
【図２】
2008539398.tif 000004
【図３】
2008539398.tif 000005
【図４】
2008539398.tif 000006
【図５】
2008539398.tif 000007
【図６】
2008539398.tif 000008
【図７】
2008539398.tif 000009
【図８】
2008539398.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月30日(2007.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離装置に試料を供給するための、そして分離装置を使って生成した試料フラクションを収集するための、特に高速液体クロマトグラフィー用の装置であって、
（ａ）少なくとも８つのポート（ポート番号１〜８）と二つの接続設定位置を備えた第一      切替バルブユニット（２０１）を有しており、
（i）第一接続設定位置（１→２）では、隣接する二つのポートがそれぞれ互いに接
続しており、
（ii）第二接続設定位置（８→１）では、第一接続設定位置で互いに接続されないで
隣接する二つのポートが互いに接続しており、
（ｂ）切替バルブユニット（２０１）に試料を供給するために、第一切替バルブユニット      （２０１）の吸入ポート（ポート番号１）と繋がっている定配シリンジ（４）を有      しており、そして
（ｃ）その切替バルブユニットは、少なくとも一つの試料収容容器（７）から試料を採取      しそしてフラクションそれぞれを多数のフラクション収集容器（１２）の一つに引      渡する、第一切替バルブユニット（２０１）と接続している採取引渡装置（６）と      一緒で機能し、
（ｄ）第一切替バルブユニット（２０１）の溶媒供給ポート（ポート番号３）が、第一溶      媒用の供給配管（１）と接続自在であり、
（ｅ）第一切替バルブユニット（２０１）の分離装置引渡ポート（ポート番号４）が分離      装置（２０）の注入ポートと、そして第一切替バルブユニット（２０１）の分離装      置引受ポート（ポート番号７）が第一分離装置（２０）の出口ポートと接続自在で      あり、
（ｆ）試料溜まり（３）の第一ポートが第一切替バルブユニット（２０１）の第一試料溜      まりポート（ポート番号２）と、そして試料溜まり（３）の第二ポートが第一切替      バルブユニット（２０１）の第二試料溜まりポート（５）と接続しており、
（ｇ）第一切替バルブユニット（２０１）の廃棄ポート（ポート番号８）が、第一切替バ      ルブユニット（２０１）の廃棄溜まり（１１）と接続自在であり、
（ｈ）第一切替バルブユニット（２０１）のポートが、
（i）第一接続設定位置（１→２）では、吸入ポート（ポート番号１）と第一試料溜
まりポート（ポート番号２）が、溶媒供給ポート（ポート番号３）と分離装置          引渡ポート（ポート番号４）が、第二試料溜まりポート（ポート番号５）と吸          入排出ポート（ポート番号６）が、そして分離装置引受ポート（ポート番号７          ）と廃棄ポート（ポート番号８）がお互いに接続しており、そして
（ii）第二接続設定位置（８→１）では、第一試料溜まりポート（ポート番号２）と
溶媒供給ポート（ポート番号３）が、分離装置引渡ポート（ポート番号４）と          第二試料溜まりポート（ポート番号５）が、吸入排出ポート（ポート番号６）          と分離装置引受ポート（ポート番号７）が、そして廃棄ポート（ポート番号８          ）が吸入ポート（ポート番号１）がお互いに接続している
ように配設されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
第一切替バルブユニット（２０１）が制御自在の駆動部を備えていること、および制御ユニットを設けており、それが駆動部を制御して、
（ａ）試料吸入ステップ中には第一切替バルブユニット（２０１）が、第一接続設定位置      （１→２）にあり、そのとき試料吸入ステップ中に採取引渡装置（６）を使って、      試料を試料収容容器（７）から試料溜まり（３）に送り、
（ｂ）試料吸入ステップの後に第一切替バルブユニット（２０１）を第二接続設定位置      （８→１）に切り替え、試料吸入ステップに引き続く試料注入ステップで試料を、溶      媒供給ポート（ポート番号３）を通じて供給された溶媒を使って、試料溜まり（３      ）から分離装置引渡ポート（ポート番号４）を通じて第一分離装置（２０）に供給      し、そして第一分離装置（２０）から分離装置引受ポート（ポート番号７）を通じ      て採取引渡装置（６）に供給された又はこれに含まれる媒体を廃棄ポート（９）に 供給し、
（ｃ）試料注入ステップの後に、第一切替バルブユニット（２０１）を第一接続設定位置 （１→２）に切り替える又は第二接続設定位置（１→８）のままとし、そこで両接 続設定位置において第一分離装置（２０）に、溶媒を直接または試料溜まり（３） を介して供給し、そしてこのステップ中に分離装置引受ポート（ポート番号７）に 供給された媒体を、廃棄ポート（ポート番号８）を通じて廃棄溜まり（１１）に、 または吸入排出ポート（ポート番号６）を通じて採取引渡装置（６）に、そしてこ れから廃棄ポート（９）に供給し、
（ｄ）分離されたフラクションが分離装置引受ポート（ポート番号７）に至る前に、第一 切替バルブユニット（２０１）を第二接続設定位置（８→１）に切り替え、この第      一分離ステップで第一分離装置（２０）に溶媒を更に供給して、そして第一分離装      置（２０）の出口ポートから第一切替バルブユニット（２０１）の分離装置引受ポ      ート（ポート番号７）に送られた媒体を、第一切替バルブユニット（２０１）の吸      入排出ポート（ポート番号６）を通じて採取引渡装置（６）に送り、ここから多数      のフラクションの形態でフラクション収集容器（１２）それぞれに排出する
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
試料吸入ステップの前に制御ユニットが、採取引渡装置（６）および／または試料を取り出すことになる試料収容容器（７）を、希望する試料収容容器（７）から試料を取り出せる位置に制御することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
試料注入ステップ中に制御ユニットが、採取引渡装置（６）および／または廃棄ポート（９）を、採取引渡装置（６）から出た媒体を廃棄ポート（９）に送る位置に動かすことを特徴とする請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
分離ステップ中に制御ユニットが、採取引渡装置（６）および／またはフラクション収集容器（１２）を、時間的に前後して複数のフラクション排出位置に制御し、そこで各フラクション排出位置において採取引渡装置（６）から出た媒体が、該当するフラクション収集容器にフラクションとして供給されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
第一切替バルブユニット（２０１）を１０ポート切替バルブユニット（２０２）として構成していること、そして二つの余分なポート（ポート番号９と１０）を、ブリッジ配管（２０３）を使って短絡していることを特徴とする前記請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
第一切替バルブユニット（２０１）の分離装置引渡ポート（ポート番号４）と第一分離装置（２０）の注入ポートとの間に、第二切替バルブユニット（３３）を設けており、それが第一切替バルブユニット（２０１）の分離装置引渡ポート（ポート番号４）を、第一接続設定位置（１→２）のときに第一分離装置（２０）の注入ポートと接続し、第二分離ステップのために第二接続設定位置（６→１）のときに第二分離装置（３０）の注入ポートと接続することを特徴とする前記請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
第二切替バルブユニット（３３）が制御自在の駆動部を備えていること、そして制御ユニットが第二切替バルブユニット（３３）を、第二分離ステップを実施するために第二接続設定位置に制御することを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
第二分離ステップを実施するために、制御ユニットが第一切替バルブユニット（２０１）の駆動部を、
（ａ）試料吸入ステップ中に第一切替バルブユニット（２０１）が、第二分離ステップの      ために第一接続設定位置（１→２）にあり、そこで試料吸入ステップ中に採取引渡      装置（６）を使って、試料をフラクション収集容器（１２）から試料溜まり（３）      に送るように、そして
（ｂ）試料吸引ステップの後に、第一切替バルブユニット（２０１）を第二接続設定位置      （８→１）に切り替え、そこで試料吸引ステップに続く試料注入ステップで第二ス      テップのために試料を、溶媒供給ポート（ポート番号３）を通じて供給する溶媒を      使って、試料溜まり（３）から分離装置引渡ポート（ポート番号４）および第二切      替バルブユニット（３３）を通じて、第二分離装置（３０）に送るように
制御することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
第二切替バルブユニット（３３）が少なくとも６つのポート（ポート番号１〜６）および二つの接続設定位置を備えており、
（ａ）第一接続設定位置（１→２）では、隣接する二つのポートそれぞれが互いに接続し      ており、
（ｂ）第二接続設定位置（６→１）では、第一接続設定位置で互いに接続していないで隣      接するポートが、互いに接続しており、そして
（ｃ）第一切替バルブユニット（２０１）の分離装置引渡ポート（ポート番号４）が、第      二切替バルブユニット（３３）の試料注入ポート（ポート番号２）と接続しており      、そして第二切替バルブユニット（３３）の分離装置引渡ポート（ポート番号３）      が第二分離装置（３０）と接続自在であり、
（ｄ）第二切替バルブユニット（３３）の通過ポート（ポート番号１）が、第一分離装置      （２０）の注入ポートと接続自在であり、
（ｅ）第二切替バルブユニット（３３）の溶媒供給ポート（ポート番号４）が、第二溶媒      のための供給配管（３４）と接続自在であり、
（ｆ）第二切替バルブユニット（３３）のポートが、
（i）第一接続設定位置（１→２）において、通過ポート（ポート番号１）が試料注
入ポート（ポート番号２）と、そして分離装置引渡ポート（ポート番号３）が          溶媒供給ポート（ポート番号４）と接続しており、
（ii）第二接続設定位置（６→１）において、試料注入ポート（ポート番号２）が分
離装置引渡ポート（ポート番号３）と、そして溶媒供給ポート（ポート番号４          ）が第二切替バルブユニットの廃棄ポート（ポート番号５）と接続している
ように配設されている
ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
第二分離ステップを実施するために制御ユニットが、第一切替バルブユニット（２０１）と第二切替バルブユニット（３３）の駆動部を制御して、
（ａ）試料吸入ステップ中に、第一切替バルブユニット（２０１）が第一接続設定位置      （１→２）にあり、そこで試料吸入ステップ中に採取引渡装置（６）を使って試料を      、フラクション収集容器（１２）から試料溜まり（３）に送り、
（ｂ）試料吸入ステップの後に、第一切替バルブユニット（２０１）を第二接続設定位置      （８→１）に、そして第二切替バルブユニット（３３）を第二接続設定位置（６→      １）に切り替えて、そこで試料吸入ステップに続く試料注入ステップにおいて試料      を、第一切替バルブユニット（２０１）の溶媒供給ポート（ポート番号３）を通じ      て供給された溶媒を使って、試料溜まり（３）から第一切替バルブユニット（２０      １）の分離装置引渡ポート（ポート番号４）を通じて第二切替バルブユニット（３      ３）の試料注入ポート（ポート番号２）に、そして第二切替バルブユニット（３３      ）の分離装置引渡ポート（ポート番号３）を通じて、第二分離装置（３０）の注入      ポートに供給し、
（ｃ）試料注入ステップの後に、第二切替バルブユニット（３３）を再び第一接続設定位      置（１→２）に切り替えて、第二溶媒を、第二切替バルブユニット（３３）の溶媒      供給ポート（ポート番号４）および第二切替バルブユニット（３３）の分離装置引      渡ポート（ポート番号３）を通じて、第二分離装置（３０）の注入ポートに供給す      る
ことを特徴とする請求項８に再帰する範囲で請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
第二分離装置（３０）の前に、試料凝縮ユニット（４０，４２）を接続していることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
試料凝縮ユニット（４０，４２）には半透膜ユニット（４０）と第三切替バルブユニット（４２）を含んでおり、そこで第三切替バルブユニット（４２）が第二接続設定位置（６→１）のときに、試料を含んで第二分離装置（３０）の方向に送られる媒体が、半透膜ユニット（４０）を通じて流れるように、そのとき半透膜ユニット（４０）は基本的に溶媒のみを通過させ試料の構成成分をブロックし、そして第一接続設定位置（１→２）のときに、試料凝縮ユニット（４０，４２）に供給された第二の溶媒が半透膜ユニット（４０）を逆方向で貫流し、そのユニットが、半透膜ユニット（４０）で凝縮された試料構成成分をはきだして第二分離装置（３０）に送るように、半透膜ユニット（４０）と第三切替バルブユニット（４２）が接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
第三切替バルブユニット（４３）が制御自在の駆動部を備えていること、そして制御ユニットが第三切替バルブユニット（４２）を制御して、試料注入ステップ中に第三切替バルブユニット（４２）を第二接続設定位置（６→１）に、そして第二切替バルブユニット（３３）を第二接続設定位置（６→１）に切り替えて、そして試料注入ステップに続く第二分離ステップにおいて、第三切替バルブユニット（４２）を第一接続設定位置（１→２）に切り替えることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
第四の切替バルブユニット（４３）を設けており、それが第一接続設定位置（１→２）において第一分離装置（２０）の出口ポートを、そして第二接続設定位置（６→１）において第二分離装置（３０）の出口ポートを、第一切替バルブユニット（２０１）の分離装置引渡ポート（ポート番号７）と接続することを特徴とする請求項７〜１１に記載の装置。
【請求項１６】
第四の切替バルブユニット（４３）が制御自在の駆動部を備えていること、および制御ユニットが第四切替バルブユニット（４３）を制御して、それが第一分離ステップ中に第一接続設定位置（１→２）に、そして第二分離ステップ中に第二接続設定位置（６→１）に切り替えられることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
第二分離ステップ中に制御装置が、採取引渡装置（６）および／またはフラクション収集容器（１２）を、時間的に前後して複数のフラクション排出位置に制御し、そこで各フラクション排出位置において、採取引渡装置（６）から出る媒体を該当するフラクション収集容器（４６）にフラクションとして供給することを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
制御装置が切替バルブ（２０１，３３，４２，４３）と採取引渡装置（６）を制御して、各試料に対してまず第一分離ステップを実施し、引き続き第一試料の各フラクションに対して第二分離ステップを実施することを特徴とする請求項７〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【国際調査報告】
2008539398.tif 000011
2008539398.tif 000012
2008539398.tif 000013
2008539398.tif 000014
2008539398.tif 000015
2008539398.tif 000016
2008539398.tif 000017
2008539398.tif 000018