(57)【要約】液体クロマトグラフィー装置は、液体溶媒用の１以上の液体貯蔵部と、分析される試料用の試料貯蔵部と、液体貯蔵部および試料貯蔵部に流体連通するクロマトグラフィーカラムと、を有する。さらに液体クロマトグラフィー装置は、試料が試料貯蔵部からクロマトグラフィーカラムへ放出される回数を監視する監視機構を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体溶媒用の１以上の液体貯蔵部と、分析される試料用の試料貯蔵部と、前記液体貯蔵部および前記試料貯蔵部に流体連通するクロマトグラフィーカラムと、を有し、
前記試料が前記試料貯蔵部から前記クロマトグラフィーカラムへ放出される回数を監視する監視機構を有する、液体クロマトグラフィー装置。
【請求項２】
前記監視機構が、前記試料を前記試料貯蔵部から前記クロマトグラフィーカラムへ放出できる回数を制限する、請求項１に記載の液体クロマトグラフィー装置。
【請求項３】
前記監視機構が、前記試料の放出を１回に制限する、請求項２に記載の液体クロマトグラフィー装置。
【請求項４】
前記監視機構が、前記試料が前記クロマトグラフィーカラムへ放出された回数を示すカウンターを有する、請求項１または２に記載の液体クロマトグラフィー装置。
【請求項５】
前記監視機構が電子的である、請求項１から４のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフィー装置。
【請求項６】
前記監視機構が機械的である、請求項１から４のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフィー装置。
【請求項７】
前記監視機構がラチェット機構を有する、請求項６に記載の液体クロマトグラフィー装置。
【請求項８】
前記試料を、前記試料貯蔵部から、前記液体貯蔵部から前記クロマトグラフィーカラムに向かう流路に放出する流体移送機構を有し、
前記流路に前記試料を放出する前記流体移送機構の動作または前記試料の流れが、前記監視機構を作動させる、請求項１から７のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフィー装置。
【請求項９】
前記流体移送機構が回転機構である、請求項８に記載の液体クロマトグラフィー装置。
【請求項１０】
前記流体移送機構がプランジャーを有する、請求項８に記載の液体クロマトグラフィー装置。
【請求項１１】
前記監視機構が、前記試料が前記流路の放出された後に、前記プランジャーの取外しおよび再使用を防ぐ保持機構を有する、請求項１０に記載の液体クロマトグラフィー装置。
【請求項１２】
前記液体が前記液体貯蔵部から前記クロマトグラフィーカラムを通り抜けるように推し進めるために、圧力下においてある量の気体を収容する気体貯蔵部をさらに有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフィー装置。
【請求項１３】
バッテリー駆動である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフィー装置。
【請求項１４】
使い捨て式である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフィー装置。
【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ィー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧液体クロマトグラフィー（ｈｉｇｈ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ（ＨＰＬＣ））の分野は、Ｍ．ドン（Ｍ．  Ｄｏｎｇ）著、「実践的科学者のための最新ＨＰＬＣ（Ｍｏｄｅｒｎ  ＨＰＬＣ  ｆｏｒ  Ｐｒａｃｔｉｓｉｎｇ  Ｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓ）」、ワイリー（Ｗｉｌｅｙ）、２００６年、において詳述されている。端的には、クロマトグラフィーは、化合物の混合によって構成される試料から化合物を分離し、同定し、定量化するために用いられる。試料は流体の移動相に溶解しており、流体の移動相は静止している非溶解性の固定相と相互作用する。ＨＰＬＣにおいては、固定相は、一般には粒子を充填したカラムであって、粒子は機能化されてもよい。これらの相は、所望の分析物のこれらの相に対する親和性をもとに選定され、残った試料中の分析物に関連する。移動相が固定相を通過するとき、試料の各成分は固定相によって様々な程度において滞留し、そして分離される。この滞留時間は、固定相との相互作用の強さ、用いる溶媒の構成、および移動相の流速によって変化する。
【０００３】
この分離する力は、より小さい固定相の粒子サイズにおいて強くなる。しかしながら、これによって流体に対する抵抗力は増加し、高圧の使用が望ましくなる。ＨＰＬＣは、移動相を、一般的には５−１０μｍの直径の粒子を含有するカラムに通過させて押し流す。初期のＨＬＰＣポンプは５００ｐｓｉまで加圧可能であり、現在では一般的に６０００ｐｓｉまで加圧可能である。超高圧液体クロマトグラフィー（ｕｌｔｒａｈｉｇｈ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ（ＵＰＬＣ））は、溶媒が直径１μｍのオーダーよりも小さい粒子さえをも含有するカラムを通るように押し流すために必要な１００，０００ｐｓｉを、出力可能な配管およびポンプから成る。そのため、システムを分断することなく、かつ、理想的にはシステムを圧抜きすることなく、少量に制御された容量の分析物を流路に導く必要がある。
【０００４】
この要求は、レオダイン社（Ｒｈｅｏｄｙｎｅ  Ｉｎｃ）が開発した試料ループを組み込んだマルチポジションロータリーバルブなどによって、以前に達成されている（米国特許第４０６８５２８号明細書、「分析システムへの試液注入用の２ポジションロータリーバルブ（Ｔｗｏ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｒｏｔａｒｙ  ｖａｌｖｅ  ｆｏｒ  ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ  ｓａｍｐｌｅ  ｌｉｑｕｉｄｓ  ｉｎｔｏ  ａｎ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｓｙｓｔｅｍ）」、１９７８年、参照）。これらのアセンブリは効果的かつ確実である一方で、耐久性を考慮して設計されており、一般的には鋼を機械加工して作り、長年耐えられるようになっている。これは、慣習的な試験目的に対しては理想的である一方で、特に体液または微量汚染物質を含有する試料を扱う場合において、分析間の試料のキャリーオーバーおよび汚染可能性を防ぐために、熟練の操作者が必要となることを意味する。例えば、Ｍ．Ｃ．マックマスター（Ｍ．Ｃ．ＭｃＭａｓｔｅｒ）著、「ＬＣ／ＭＳ：実践的使用者ガイド（ＬＣ／ＭＳ：  ａ  ｐｒａｃｔｉｃａｌ  ｕｓｅｒ’ｓ  ｇｕｉｄｅ）」、ワイリー−ブラックウェル（Ｗｉｌｅｙ−Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ）、２００５年、ｐ．３３、では、「これまでの所、ＨＰＬＣシステムにおいて最も対処が困難な箇所は、ポンプのチャッキバルブの詰まり、注入ループの汚染、およびカラムの汚染である」と報告されている。
【０００５】
さらに、これらは複雑であり、高価であり、比較的大きい。そのため、これらは、フィールドワークまたは診療現場における調査のために設計された新規の持ち運び可能なプラットフォームに使用することには、適さないと考える。これらの問題および他の関連する問題は、下記において、少なくとも好ましい実施形態において開示する発明によって達成される。国際公開第２０１１／１６１４８１号では、本発明が適用されうる小型のＨＰＬＣ装置が開示されている。国際公開第２０１１／１６１４８１号の内容は、引用として本発明の明細書に組み込まれている。
【発明の概要】
【０００６】
本発明によれば、液体溶媒用の１以上の液体貯蔵部と、分析される試料用の試料貯蔵部と、液体貯蔵部および試料貯蔵部に流体連通するクロマトグラフィーカラムと、を有し、試料が試料貯蔵部からクロマトグラフィーカラムに放出される回数を監視する監視機構を有する、液体クロマトグラフィー装置が提供される。
【０００７】
監視機構は、試料を試料貯蔵部からクロマトグラフィーカラムに放出することができる回数を制限してもよい。監視機構は、クロマトグラフィーカラムへの試料の放出を１回に制限してもよい。監視機構は、試料がクロマトグラフィーカラムに放出された回数を示すカウンターを有してもよい。
【０００８】
監視機構は、電子的であってもよい。監視機構は、機械的であってもよい。監視機構は、ラチェット機構を有してもよい。
【０００９】
装置は、試料を、試料貯蔵部から、液体貯蔵部からクロマトグラフィーカラムに向かう流路に放出する流体移送機構を有し、流体移送機構の試料を流路に放出する動作が、監視機構を作動させてもよい。流体移送機構は、回転機構であってもよい。流体移送機構は、プランジャーを有してもよい。監視機構は、流路に試料が放出された後にプランジャーの取外しおよび再使用を防ぐ保持機構を有してもよい。
【００１０】
装置は、使用時に、液体を液体貯蔵部からクロマトグラフィーカラムを通るように推し進めるために、圧力下においてある量の気体を収容する気体貯蔵部を有してもよい。
【００１１】
装置は、バッテリー駆動であってもよい。代わりにまたは加えて、装置はＵＳＢ接続を介して駆動されてもよい。装置は、使い捨てであってもよい。
【００１２】
液体クロマトグラフィー装置は、液体溶媒用の１以上の液体貯蔵部と、分析される試料用の試料貯蔵部と、液体貯蔵部および試料貯蔵部に流体連通するクロマトグラフィーカラムと、を有してもよい。装置は、使用時に、液体を液体貯蔵部からクロマトグラフィーカラムを通るように推し進めるために、圧力下においてある量の気体を収容する気体貯蔵部をさらに有してもよい。気体貯蔵部は、液体がクロマトグラフィーカラムを通るように押し出すために使用されてもよく、その結果として、電気的にまたは機械的に駆動させられるポンプは不要となる。
【００１３】
装置は、気体貯蔵部からの気体の放出を制御するためのバルブを有してもよい。気体貯蔵部は、使用時は気体を放出するために破断される破断可能な閉塞部によって密閉されていてもよい。この方法では、気体貯蔵部は１回使用となるだろう。気体貯蔵部および液体貯蔵部は、変形可能な膜または他のピストンヘッドによって分離されてもよい。この方法では、気体は、気体を液体に接触させることなく、液体がクロマトグラフィーカラムを通るように押し出すことができる。
【００１４】
クロマトグラフィーカラムは、１から５，０００μｍ、好ましくは２０から２００μｍの範囲の幅を有する管内に設けられてもよい。クロマトグラフィーカラムは、１から１００ｃｍ、好ましくは２から２０ｃｍの範囲の長さを有する管内に設けられてもよい。
【００１５】
装置は、１以上の検出部をクロマトグラフィーカラムの下流に有してもよい。（複数の）検出部は、例えば、光学的、電気的、放射線性であってもよい。（複数の）検出部は、流管がクロマトグラフィーカラムと流体連通するように準備されている。（複数の）検出部の検出経路は、例えば流体の流路に対して垂直に横断していてもよい。あるいは、（複数の）検出部の検出経路は、流体の流路に対して実質的に平行であってもよい。
【００１６】
（複数の）光学的な検出部は、例えば、１以上のフォトダイオードを有してもよい。光学的な検出部は、１以上の発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ（ＬＥＤ））を光源として有してもよい。
【００１７】
光学的な検出部は、流管の向かい合う側面において向かい合う反射面を有し、向かい合う反射面は光キャビティを定義する。反射面は、流管壁上に層として設けられてもよい。光学的な検出部は、多数の光源を有してもよい。
【００１８】
装置は、流体廃棄貯蔵部を有してもよく、流体廃棄貯蔵部は、続く廃棄に備えてカラムを通過した流体を留めるためにクロマトグラフィーカラムと流体連通する。
【００１９】
装置は、クロマトグラフィーの結果を処理するために、スマートフォンのような携帯式のデータ処理装置に接続可能であってもよい。あるいは、カートリッジとして専用のデータ処理ユニットに挿入されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明の実施形態は、以降において添付の図面を参照してさらに詳述される。
【図１】本発明の実施形態に係る機械的注入部を１回使用とした場合の実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る複数回注入用の回転機構のバルブシステムの実施形態を示す概略図である。
【図３】図２に示すシステムにおける装填／注入スイッチ内の流路を示す概略図である。
【図４】本発明に使用されるＨＰＬＣ装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態は、移動相を送り出す気体貯蔵部を使用することよって、完全に携帯可能および／または使い捨て可能な程度にまで、ＨＰＬＣの構成を小型化することに関する。本発明の実施形態は、ＨＰＬＣ用に小型化かつ簡素化された試料注入アセンブリを提供する。試料注入アセンブリは、計画的にかつ人為的に実行可能な注入回数を制限する１または複数の装置を包含する。この制限装置は、例えば、伝染性のまたは危険な病原体を有している体液を扱う場合に、装置の繰り返しの使用を防ぐのに役立つ。しかしながら、制限装置は、通常は有限の電力供給に依存する携帯用のＨＰＬＣの性能を保持することにも役立つ。
【００２２】
本発明に係る実施形態は、
１．貯蔵部からＨＰＬＣカラム中の標準的な溶媒流れと接触することなく、過剰に装填されうる試料チャンバまたは試料ループと、
２．装置を通る、一般的には貯蔵部から分離ステージの始点に繋がっている、流路と、
３．試料をカラムに装填するために、試料を流路へ導入する稼動部と、
４．構造的な目的のための、および稼動部のガイドとして機能するための、１または複数の固定部と、
５．注入工程の総回数を記録する機械的および／または電気的カウンターと、
６．予め設定した総回数に達したら、更なる注入を防ぐために機械的および／または電気的に作動する阻害部と、
７．阻害工程の実行を登録、およびそれを示唆する表示が可能なマイクロ電子機器と、を有する。
【００２３】
器具は、使い捨て可能であるか、または使い捨て可能なプラットフォームの一部を形成する。器具は、放射性物質または危険な体液を扱うような場合に、１回の注入用に構成されてもよく、または、器具は、数百または数千回の実行のために設計されてもよく、所望の適用対象に依存するだろう。器具は、注入工程における汚染を低減するために、携帯性ＨＰＬＣプラットフォームの全体を形成してもよいし、または長寿命の機械に挿入するカートリッジ式であってもよい。
【００２４】
試料チャンバまたは試料ループは、一般的にはステンレス鋼またはポリエーテルエーテルケトン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｋｅｔｏｎｅ（ＰＥＥＫ））のような不活性物質から成り、ＨＰＬＣの高圧に耐えることができるだろう。試料チャンバまたは試料ループは、任意の断面形状を備えることができ、任意の容量を収容することができる。ただし、好ましい実施形態では、直径１―１０００μｍにおいて１００ｎｌ―１００μｌを収容するだろう。試料チャンバまたは試料ループは、従来のＨＰＬＣ注入システムのようなループを有し、この場合はループの総容量はカラムに装填される。あるいは、試料チャンバまたは試料ループは、１度に少量に制御された容量を装填するために、ピストンまたはプランジャーによって駆動されてもよい。
【００２５】
稼動部は、図２に示すように回転機構であってもよいし、または、図１に示すプランジャーのような他の設計品を有してもよい。プランジャーまたはプランジャーに関連する設計を用いる場合、漏れを防ぐために貯蔵部と注入部との間に、独立して流れを制御するバルブを組み込むことが不可欠だろう。どちらの場合も稼動部は、大部分は構造的であって、そのため様々な材料から組み立てて製造されるだろう。しかしながら、濡れ面は、稼動部を腐食から保護するために、および溶媒を汚染から保護するために、耐薬品性であるか、または耐薬品性の材料によって覆われていなければならない。多くの材料がこのような目的のために利用可能であり、制限されず、ステンレス鋼、ＰＥＥＫ、ガラスによって充填された硫化ポリフェニレン（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｓｕｌｐｈｉｄｅ  （ＰＰＳ））、またはポリイミドを含む。各好ましい実施形態における流路は、各図に示されている。稼動部の動きは、電気的または機械的に制御してもよく、適用対象の要求に依存するだろう。
【００２６】
（複数の）固定部は、図に示した双方の好ましい実施形態において、役割のために大部分は構造的であり、そのため、多くの材料から構成されている。前述したように、固定部および稼動部における任意の全ての濡れ面は、腐敗および汚染を防ぐために薬品耐性を有しなければならない。流路は、任意の断面形状を有してもよく、１−１０００μｍの寸法を有してもよい。
【００２７】
カウンターは、様々な形式のうちの１つを選択してもよい。カウンターの最も簡単な実施形態のうちの１つにおいて、１回使用の装置は、図１のようにプランジャーのケースである固定部に設けられる割りピン、または他のバネ付きの装置によって形成されてもよい。図１に示すように、試料は、試料チャンバ１０１の中に装填され（矢印Ａによって示している）、廃棄する試料は試料チャンバから排出することができる（矢印Ｂによって示している）。複数のシールリング１０２は、稼動部１０３が固定部１０４に挿入された場合に、密閉性を付与するために稼動部１０３に取付けられている。
標準的な溶媒流路は、稼動部１０３および固定部１０４を通るように設けられている（矢印Ｃによって示している）。クリップ１０５は、稼動部１０３が固定部１０４に挿入された場合に、固定部１０４内のピン１０６を保持するために稼動部１０３内に設けられている。本実施形態では、ピン１０６は、１回目の注入の間は捕捉されており、続いて使用されるのを防ぐために引出すと跳ね上がる。ピン１０６は導電性表面と接触し、これによって電気的検出が可能となり、その放出の使用者への示唆が可能となる。
【００２８】
繰り返しの使用に適合する実施形態では、稼動部の回転運動が、ラチェットを注入ごとに回転させてもよい。図２に示すように、回転式の稼動部１０３は、回転式の稼動部１０３を回転させる装填（ｌｏａｄ）／注入（ｉｎｊｅｃｔ）スイッチ１０７を備える（矢印Ｄによって示している）。稼動部１０３は、注入口１０８と、廃棄試料出口１０９と、を備える。阻害部１１０は、稼動部１０３の外縁上の歯１１１と阻害部１１０とを嵌合させることによって、稼動部１０３と噛み合せる。阻害部１１０は、歯１１１と相互に噛み合った結果、稼動部１０３における各注入に伴い回転する（矢印Ｅによって示している）。阻害部１１０の突起１１２は、回転を物理的に止めることによって、４回目より後の稼動部１０３の更なる注入を防ぐ。注入カウンター表示窓１１３は、注入を実行した回数を表示するために阻害部１１１上に設けられる。可能な注入の総回数は、このように、ラチェットの大きさと形によって、最終回転時に阻害部を設けてロータ１０３を阻害することによって、制御されるだろう。この設計はさらに利点を有し、ラチェットの回転に伴い、残っている実行可能な注入回数を直接的に示す数字を表示してもよい。あるいは、どちらの設計も電気的に作動するカウンターに置き換えることも可能であって、阻害はＴＴＬパルスまたは同様のものによって作動してもよく、またＴＴＬパルスまたは同様のものは、ＨＰＬＣの実行中におけるデータ収集の開始にも使用してもよい。
【００２９】
図３は、図２における装置の流路を示す。注入口１０８と廃棄試料出口１０９との間における試料の流路は、矢印ＡおよびＢによって示している。クロマトグラフィーカラムに向かう移動相の流路は、矢印Ｃによって示している。移動相は、溶媒ポート１１４を通って装置に入る。図３の左手側の図では、試料は装置内に装填される。図３の右手側の図では、ロータ１０３は、バルブを作動させるために回転し、その結果、移動相が試料に接触し、試料がオンラインとなる。
【００３０】
実行の総回数が装置に予め設定した制限回数に達したという示唆は、様々な方法によって行われうる。上記で詳述した機械的方法、または電気信号によって表示ディスプレイまたはＬＥＤを点灯させてもよい。あるいは、ＨＰＬＣソフトウェアを、より詳細な注入部の状態に関するメッセージを表示するのに直接的に活用してもよい。オンボード電子機器、および任意の外付け装置との交信は、簡単なマイクロコンピュータによって駆動可能である。
【００３１】
図４は、小型化したＨＰＬＣ装置を示し、この装置においては、移動相を動かすための圧力は、気体を予め加圧した貯蔵部から放出することによって提供し、これによって従来の装置内に組み込むポンプが不要となる。装置は携帯可能および使い捨て可能である。図４に例示するように、装置は、ＨＰＬＣを実行するのに適合した圧力に予め加圧した気体を収容する気体貯蔵部１から成るポンプシステムと、開いた場合にＨＰＬＣカラムを通るように移動相を動かす圧力を供給する（ソレノイド）バルブ２と、を有する。装置は、さらに、移動相貯蔵部３と、ＨＰＬＣ分離に適合する固定相によって充填された毛管カラム４と、有する。試料導入システムは、試料貯蔵部５を有する。ＨＰＬＣステージによって分離された微量な分析物の部分を検出することができる検出システム６を備える。本例に示す検出システム６は、ＬＥＤおよびフォトダイオードを有する。装置の制御が可能であり、検出システム６からのデータの処理が可能であるマイクロ電子機器製のコントローラ７を備える。
【００３２】
器具は、１−１０００回の耐用回数の後に使い捨てるように設計されるため、器具は、既存のモデルを極めて大きくさせているかつ嵩張らせている耐久要件を有さない。
【００３３】
ポンプ気体貯蔵部１は、プラスチック製であるか、または不活性金属壁のシリンダーである。バルブ２は、ソレノイドバルブのように好ましくは電子的に制御される。しかしながら、装置が１回使用として設計されている場合は、気体は、気体貯蔵部上の破断可能なシールを破断する機構によって放出されてもよい。
【００３４】
小さいカラムボリュームであるということは、圧力下において貯蔵された気体は、制限された膨張可能空間を有するということである。これによって、気体の前方にある溶媒を、稼動中には大きな温度変化はないと仮定して予測可能かつ再現可能な速度において、押し進めることができる。気体の圧力は、ユニットの耐用年数中は顕著に変化しないため、繰り返しの分析では装置を含めて同一の条件が提供され、それによって、同一の滞留時間が提供される。
【００３５】
様々な気体が使用されうる。例えば、窒素は安価で不活性である。気体貯蔵部内の気体および移動相貯蔵部内の移動相は、可変形な膜または他のピストンヘッドによって区切られてもよい。
【００３６】
気体貯蔵部１は、カラムボリューム内を動いている移動相の圧力降下が小さくなるように、十分に大きい必要がある。実質的に理想気体としてふるまう気体に対し、わずかな圧力の低下は、わずかな容量の増加に等しい。したがって、移動相を１０μｌのカラムボリュームに通すように動かす１０ｃｍ３の貯蔵部１における圧力低下は、０．１％となるだろう。この容量は、好都合に内径が２７ｍｍである球状の貯蔵部に収納することが可能である。
【００３７】
装置は、１％または１０％のように、より大きい圧力降下においても機能することができる。降下は常に再現可能であるため、データ処理工程においてピークを同定する場合に補正することが可能である。
【００３８】
より大きい貯蔵部は、より大きいカラムボリュームのために、より優れた精度のために、または同一カラムボリュームを通した多重分離をするために、用いてもよい。携帯可能な装置は、容易に１００ｃｍ３の貯蔵部を有することができる。
【００３９】
ポンプシステムによって提供される圧力は、温度変化を前提としている。理想気体においては、３ケルビンの温度変化は圧力を約１％変化させると予想される。装置は、このような任意の変化をデータ処理工程に関連付けることができるように、温度センサを選択的に搭載してもよい。装置は、オーム加熱または熱電冷却のように加熱または冷却機構を選択的に有してもよい。
【００４０】
装置の有効カラムボリュームは、一般的には０．１−１０μｌである。つまり、１−５ｍｌの移動相貯蔵部では、数百カラムボリュームのクロマトグラフィーが可能である。装置が１以上の移動相貯蔵部を有する場合、溶離剤をバルブの稼動によって混合してもよく、これによってグラジエント溶離組成を作ることが可能となる。１つの貯蔵部のみを有する装置は、均一濃度分析にのみ限定される。
【００４１】
装置が１つの貯蔵部３を有する場合、均一濃度分析は、まず溶媒によってカラムが濡らされる工程と、それに続き固定相を通る試料プラグの溶離工程と、を含む。
【００４２】
試料は、専用の試料ラインによって装置に装填される。試料ラインとカラムとの結合部に設けられているチャッキバルブ９は、装置に装填される試料が逆流しないことを保証する。電子的に作動するバルブ２は、気体貯蔵部１とチャッキバルブ３との間に設けられ、カラムを通過する移動相の流れを制御する。バルブ２は、正確に一連のカラムの濡れ、装填、および溶離が行われるように切り替えられる。例示の実施形態では、バルブは、オンボードマイクロ電子機器７によって制御された油圧ソレノイドであって、ＨＰＬＣの一般的な圧力に耐えることが可能である。
【００４３】
あるいは、試料は、従来のＨＰＬＣと同様にカラム経路に切り替えられた試料導入ループを通って導入されてもよい。
【００４４】
装置の分離ステージは、毛管４または微細加工管を有する。毛管４または微細加工管は、直径が１−５０００μｍの範囲および長さが１−１００ｃｍの範囲の基材を備え、シリカのような粒子状の物質の固定相担体か、ポリマー構造体か、または、無機物の一体構造体か、のいずれかによって充填されている。充填部は、特別な化学的または構造的選択性を付与することによって機能性を持たせてもよく、または、サイズ排除クロマトグラフィーのように混合物を拡散工程によって分離するために調整された大きさの孔を有してもよい。一般的には、ＨＰＬＣに適用可能な任意の固定相を使用してもよい。
【００４５】
好ましい実施形態では、カラムは、充填された溶融シリカ製の毛管であり、内径が２０−２００μｍの範囲であり、長さが２−２０ｃｍの範囲であり、ＵＶ吸収測定への使用に適合する光透過性を有する。毛管の充填および互換性の接続部は、他で報告されている（Ｅ．ラップ＆Ｅ．ベイヤー（Ｅ．  Ｒａｐｐ  ＆  Ｅ．  Ｂａｙｅｒ）、ジャーナル・オブ・クロマトグラフィーＡ（Ｊ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ  Ａ）、２０００（８８７）、ｐ．３６７−３７８）。
【００４６】
カラムと検出ステージ６との間の装置内における溶離剤流れから溶解気体の蒸発を防ぐために、背圧調整部１２を溶媒経路の末部に取付けてもよい。これは、相分離によって及ぼされる圧力に等しい、または相分離によって及ぼされる圧力より高い背圧を供給するために構成される。つまり、溶離剤流れが装置から離れるまで、溶離剤流れの脱気は防ぐことができる。あるいは、気体と溶媒との間において膜またはピストンヘッドを使用すれば、このような影響は最小化する。
【００４７】
検出システムは、光学的、電気的、または放射線性であってもよく、これらの選択は、装置の所望の適用対象に依存するだろう。例示した実施形態においては、検出システムは、光学的検出に基づいている。光学的検出システム６は、光源を形成する１つのＬＥＤまたは複数のＬＥＤの配列と、検出器を形成し、紫外、可視光、または赤外の波長において機能する１つのフォトダイオードまたはフォトダイオードの配列と、を有する。光キャビティ１６は、毛管または管を適切な絶縁体を用いて被覆することによって形成される。これによって、検出装置は大量生産に適用できる。例示した実施形態では、検出方法は、紫外・可視光吸収分光法である。光は試料を透過し、信号がフォトダイオードによって検出される。信号強度は、検出経路内の吸収物の量に反比例する。吸光度は、任意の所定の波長における任意の所定の化合物の特性である。
【００４８】
吸収に有用な短い経路長は、吸収を高めることによって感度を増加させる望ましいシステムを構築する。吸収は、複数の光路配列およびキャビティリングダウン分光法（ｃａｖｉｔｙ  ｒｉｎｇ−ｄｏｗｎ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＣＲＤＳ））の基本的原理形式によって高めてもよい（詳細は、Ｌ．ヴァン・ダー・スネッペン（Ｌ．  Ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｓｎｅｐｐｅｎ）ら著，分析化学の年次報告（Ａｎｎｕ．Ｒｅｖ．Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ）、２００９  ２、ｐ．１３−３５、参照）。ＣＲＤＳのセットアップは、一般的には光キャビティを照らす光源によって構成され、光キャビティは２つの高反射鏡によって簡単に構成されてもよい。高反射鏡または高反射被覆は、検出経路の両方の側面に備え付けられ、これによって吸収装置を通る複数の光路が形成される。
【００４９】
ある実施形態では、ＨＰＬＣユニットは、スマートフォンまたはパーソナルコンピュータのようなデータ処理装置に接続されてもよい。接続は有線であってもよいし、または例えばＵＳＢインターフェースのように無線であってもよい。装置は、ＨＰＬＣユニットからアップロードされたデータを処理してもよく、これによって分析物のクロマトグラム、同定結果、および定量化結果を提供することができる。装置は、遠隔処理用の遠距離通信ネットワークを介してデータを送信することが可能であってもよい。
【００５０】
データ処理装置への接続は、例えばＵＳＢケーブルを介して、ＨＰＬＣユニットへ電力を供給するために使用されてもよい。ＨＰＬＣユニットの必要電力は、携帯性のＰＣまたはスマートフォンのバッテリー寿命に対して小さな影響を有する程度に十分に少ない。データ処理ユニットに取付けられたバッテリーおよび処理電力を用いることによって、ＨＰＬＣユニットの価格およびサイズは、さらに削減してもよい。電力モジュール１７は、例えばバッテリーまたはＵＳＢ接続であってもよく、図４に示される。
【００５１】
このデータ処理装置は、遠隔処理用の遠距離通信ネットワークを介してデータを送信することが可能であってもよい。このようなデータ処理は、スマートフォンのような十分に計算能力の高い有力な装置において、局所的に実行されてもよい。
【００５２】
装置の別の実施形態は、フィールド診断テストのための完全な独立運転を可能にする。この場合、電力は、バッテリーまたは小さい太陽電池のどちらかによって供給され、読み出したデータは、統合したＬＣＤまたはＬＥＤディスプレイによって可視化される。稼動する部分の使用を最低限にすること、および低電力の固体状態の部分をなるべく用いることによって、装置の電力消費は、電源が利用できない領域または環境において完全に無線運転できるくらいにまで少なくなる。装置の実施形態において集められたデータは、後の分析のためにフラッシュメモリカードのような着脱可能なメモリーユニットに記録されてもよい。
【００５３】
試料は一度装置によって分析されたら、廃棄収集貯蔵部１８の中へ送られる。これによって、更なる分析または保管のために試料の目録を作ることが可能となる。廃棄収集貯蔵部１８は、国の、政府の、及び地域の環境的な制限規則に従って処理することが要求される試料を留める。
【００５４】
要約すると、液体クロマトグラフィー装置は、液体溶媒用の１以上の液体貯蔵部３と、分析される試料用の試料貯蔵部５と、液体貯蔵部３および試料貯蔵部５に流体連通するクロマトグラフィーカラム４と、を有する。装置は、さらに、使用時に液体貯蔵部３からの液体がクロマトグラフィーカラム４を通るように押し流すために、圧力下において一定量の気体を含有する気体貯蔵部１と、を有する。
【００５５】
要約すると、液体クロマトグラフィー装置は、液体溶媒用の１以上の液体貯蔵部と、分析される試料用の試料貯蔵部と、液体貯蔵部および試料貯蔵部に流体連通するクロマトグラフィーカラムと、を有する。装置は、試料が試料貯蔵部からクロマトグラフィーカラムへ放出される回数を監視する監視機構を有する。
【００５６】
明細書の詳細な説明および請求の範囲を通して、「有する」、「含む」、およびそれらを変形した言葉は、「含む、ただしそれに制限されない」という意味であって、他の部分、付加部分、成分、完全体、または段階を除外することを意図していない（そして除外しない）。明細書の詳細な説明および請求の範囲を通して、文脈上必要のない限り、単数形は複数形を包含する。特に、明細書は。不定冠詞が用いられている箇所は文脈上必要のない限り複数形を単数形と同様に考慮しているものと解される。
【００５７】
発明の具体的な観点、実施形態、または例に関連付けて説明された特徴、完全体、特性、成分、混合物、化学的成分、またはグループは、文脈上必要のない限り、本明細書において説明された他のいずれの観点、実施形態、または例に対しても適用すると解される。本明細書において説明された全ての特徴（添付の請求の範囲、要約、および図面を含む）、および／または、開示された任意の方法または段階における全ての段階は、少なくとも相互に矛盾する特徴および／または段階のような複数の組合せを除いた任意の組合せにおいて結合してもよい。発明は、いずれの前述の実施形態の詳細にも限定されない。発明は、本明細書において説明された任意の新規な１つの特徴、または任意の新規な特徴の組合せ（添付の請求の範囲、要約および図面を含む）、または、開示した方法または手順において任意の１つの段階または任意の段階の組合せに拡張される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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