(57)【要約】【課題】  本発明は、マイクロ流体デバイスに搭載できるような小型であって、高精度にグラジエント変化された溶離液を安定して供給することのできるグラジエント装置、このグラジエント装置を用いた液体クロマトグラフ、分析検出器及びマイクロチップを提供する。【解決手段】  それぞれ所定方向に延設されている第１の流路、第２の流路及び第３の流路と、第１の流路に接続されており、第１の流路より細い、ｎ個の第４の流路と、第２の流路に接続されており、第２の流路より細い、ｎ個の第５の流路とｎ個の混合槽とを有するグラジエント装置、このグラジエント装置を用いた液体クロマトグラフ、分析検出器及びマイクロチップ。【選択図】  図１
2005274148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ所定方向に延設されている第１の流路、第２の流路及び第３の流路と、第１の
流路に接続されており、第１の流路より細い、ｎ個の第４の流路と、第２の流路に接続さ
れており、第２の流路より細い、ｎ個の第５の流路とｎ個の混合槽とを有し（ｎは正の整
数）、
第４の流路を、第１の流路の流体注入口側から流体排出口側へ順次Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 ・・
・Ａn で表し、その体積をａ1 、ａ2 、ａ3 ・・・ａn で表し、
第５の流路を、第２の流路の流体注入口側から流体排出口側へ順次Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 ・・
・Ｂn で表し、その体積をｂ1 、ｂ2 、ｂ3 ・・・ｂn で表し、
混合槽を、第３の流路の流体注入口側から流体排出口側へ順次Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 ・・・Ｃ
n で表し、その体積をｃ1 、ｃ2 、ｃ3 ・・・ｃn で表した場合、
第４の流路Ａm （ｍは１〜ｎの間の整数）と第５の流路Ｂn-m+1 は、それぞれ第１のパッ
シブバルブを介して混合槽Ｃm に接続されており、混合槽Ｃm は第１のパッシブバルブよ
り小口径の第２のパッシブバルブを介して第３の流路に接続されており、
ａ1 ＞ａ2 ＞ａ3 ＞・・・＞ａn 且つｂ1 ＞ｂ2 ＞ｂ3 ＞・・・＞ｂn 、又は、ａ1 ＜ａ
2 ＜ａ3 ＜・・・＜ａn 且つｂ1 ＜ｂ2 ＜ｂ3 ＜・・・＜ｂn であり、ｃ1 ≒ｃ2 ≒ｃ3 
≒・・・≒ｃn 、及び、ａ1 ＋ｂn ≒ａ2 ＋ｂn-1 ≒・・・≒ａm ＋ｂn-m+1 であり、且
つ、ｃm はａm ＋ｂn-m+1 と同一若しくはそれより大きいことを特徴とするグラジエント
装置。
【請求項２】
それぞれ所定方向に延設されている第１の流路、第２の流路及び第３の流路と、第１の
流路に接続されており、第１の流路より細い、ｎ個の第４の流路と、第２の流路に接続さ
れており、第２の流路より細い、ｎ個の第５の流路とｎ個の混合槽とを有し（ｎは正の整
数）、
第４の流路を、第１の流路の流体注入口側から流体排出口側へ順次Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 ・・
・Ａn で表し、その体積をａ1 、ａ2 、ａ3 ・・・ａn で表し、
第５の流路を、第２の流路の流体注入口側から流体排出口側へ順次Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 ・・
・Ｂn で表し、その体積をｂ1 、ｂ2 、ｂ3 ・・・ｂn で表し、
混合槽を、第３の流路の流体注入口側から流体排出口側へ順次Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 ・・・Ｃ
n で表し、その体積をｃ1 、ｃ2 、ｃ3 ・・・ｃn で表した場合、
第４の流路Ａm （ｍは１〜ｎの間の整数）と第５の流路Ｂm は、それぞれ第１のパッシブ
バルブを介して混合槽Ｃm に接続されており、混合槽Ｃm は第１のパッシブバルブより小
口径の第２のパッシブバルブを介して第３の流路に接続されており、
ａ1 ＞ａ2 ＞ａ3 ＞・・・＞ａn 、ｂ1 ＜ｂ2 ＜ｂ3 ＜・・・＜ｂn 、ｃ1 ≒ｃ2 ≒ｃ3 
≒・・・≒ｃn 、及び、ａ1 ＋ｂ1 ≒ａ2 ＋ｂ2 ≒・・・≒ａn ＋ｂn であり、且つ、ｃ
m はａm ＋ｂm と同一若しくはそれより大きいことを特徴とするグラジエント装置。
【請求項３】
第１の流路及び第２の流路に加圧手段が接続されていることを特徴とする請求項１又は
２記載のグラジエント装置。
【請求項４】
第３の流路に、流体排出口の反対側から流体排出口側へ加圧しうる加圧手段が接続され
ていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のグラジエント装置。
【請求項５】
第３の流路の側壁に、流路内を減圧しうる減圧手段が接続されていることを特徴とする
請求項１〜４のいずれか１項記載のグラジエント装置。
【請求項６】
第４の流路の体積ａm 及び第５の流路の体積ｂm がそれぞれ１ｐｌ〜１００μｌである
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のグラジエント装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載のグラジエント装置の第３流路の流体排出口が、液体
クロマトグラフ用分離カラムに接続されていることを特徴とする液体クロマトグラフ。
【請求項８】
請求項７記載の液体クロマトグラフの分離カラムが、分析装置に接続されていることを
特徴とする分析検出器。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項記載のグラジエント装置が基板内に形成されていることを
特徴とするマイクロチップ。
【請求項１０】
請求項７記載の液体クロマトグラフが基板内に形成されていることを特徴とするマイク
ロチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２液の混合組成を順次変更して溶出するグラジエント装置、グラジエント溶
出分析に適した液体クロマトグラフ、これを用いた分析検出器及びこの分析検出器を内臓
するマイクロチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
高速液体クロマトグラフを用いて、溶離液の組成を順次変化して分離カラムに供給し、
分離カラムに保持された溶質を溶出する、所謂、グラジエント溶出法を利用した分析方法
は、短時間で分離できる、類似の構造の化学物質を分離できる等の長所を有しているので
広く使用されている。
【０００３】
上記高速液体クロマトグラフにおいては、溶離液の組成を順次変化して分離カラムに供
給することが必要であり、そのためのグラジエント装置が種々提案されている。
【０００４】
例えば、第１移動相を供給するラインと第２移動相を供給するラインの間にトラッピン
グカラムとミキシング機構を設け、第１移動相はトラッピングカラム、ミキシング機構の
順に通過させ、第２移動相はミキシング機構、トラッピングカラムの順に通過させる構成
とした液体クロマトグラフのグラジエント装置が提案されている（例えば、特許文献１参
照。）。
【０００５】
又、異なるグラジエント装置としては、（１）一定の流量で溶離液を流す高圧送液手段
と、（２）この高圧送液手段によって搬送される溶離液の流路を分岐させて、有機溶媒比
、ｐＨ、塩濃度その他の組成が異なる溶離液をそれぞれ各分岐流路中に所定量一時格納す
る溶離液格納手段と、（３）前記分岐流路に一時格納された溶離液を順次選択して分離カ
ラム側に搬送する溶離液選択手段からなる液体クロマトグラフのグラジエント装置が提案
されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特許第３２２５０７７号
【特許文献２】特開２００２−３６５２７２号公報
【０００６】
一方、部材中に微小流路、反応槽、液体クロマトグラフ、分析装置等を形成したマイク
ロ流体デバイスは、少量の検体で容易に検査したり測定することができるので、最近、盛
んに研究されている。このマイクロ流体デバイスにおいて、液体クロマトグラフを使用す
る場合は、当然、分離液のグラジエント装置が必要であるが、マイクロ流体デバイスに搭
載できるような小型のグラジエント装置はなかった。
【０００７】
前者のグラジエント装置では、トラッピングカラムとミキシング機構が必須であり、又
、後者のグラジエント装置では、溶離液格納手段と溶離液選択手段が必須なので、グラジ
エント装置を小型化するのは困難であり、マイクロ流体デバイスに搭載できるように小型
化することはできなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記欠点に鑑み、マイクロ流体デバイスに搭載できるような小型であ
って、高精度にグラジエント変化された溶離液を安定して供給することのできるグラジエ
ント装置を提供することにある。
又、他の目的は、このグラジエント装置を用いた液体クロマトグラフ、分析検出器及び
マイクロチップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載のグラジエント装置は、それぞれ所定方向に延設されている第１の流路、
第２の流路及び第３の流路と、第１の流路に接続されており、第１の流路より細い、ｎ個
の第４の流路と、第２の流路に接続されており、第２の流路より細い、ｎ個の第５の流路
とｎ個の混合槽とを有し（ｎは正の整数）、
第４の流路を、第１の流路の流体注入口側から流体排出口側へ順次Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 ・・
・Ａn で表し、その体積をａ1 、ａ2 、ａ3 ・・・ａn で表し、
第５の流路を、第２の流路の流体注入口側から流体排出口側へ順次Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 ・・
・Ｂn で表し、その体積をｂ1 、ｂ2 、ｂ3 ・・・ｂn で表し、
混合槽を、第３の流路の流体注入口側から流体排出口側へ順次Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 ・・・Ｃ
n で表し、その体積をｃ1 、ｃ2 、ｃ3 ・・・ｃn で表した場合、
第４の流路Ａm （ｍは１〜ｎの間の整数）と第５の流路Ｂn-m+1 は、それぞれ第１のパッ
シブバルブを介して混合槽Ｃm に接続されており、混合槽Ｃm は第１のパッシブバルブよ
り小口径の第２のパッシブバルブを介して第３の流路に接続されており、
ａ1 ＞ａ2 ＞ａ3 ＞・・・＞ａn 且つｂ1 ＞ｂ2 ＞ｂ3 ＞・・・＞ｂn 、又は、ａ1 ＜ａ
2 ＜ａ3 ＜・・・＜ａn 且つｂ1 ＜ｂ2 ＜ｂ3 ＜・・・＜ｂn であり、ｃ1 ≒ｃ2 ≒ｃ3 
≒・・・≒ｃn 、及び、ａ1 ＋ｂn ≒ａ2 ＋ｂn-1 ≒・・・≒ａm ＋ｂn-m+1 であり、且
つ、ｃm はａm ＋ｂn-m+1 と同一若しくはそれより大きいことを特徴とする。
【００１０】
請求項１記載のグラジエント装置を図面を参照して説明する。図１は請求項１記載のグ
ラジエント装置の一例を示す平面模式図である。尚、図１に記載のグラジエント装置はｎ
＝５のグラジエント装置である。
【００１１】
図中１は第１の流路であり、１１は加圧手段（図示せず）が接続されている、第１の流
路１の流体注入口であり、１２は第１の流路１の流体排出口である。第１の流路１には、
流体注入口１１側から流体排出口１２側に第４の流路Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 、Ａ4 、Ａ5 が接
続されている。第４の流路Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 、Ａ4 、Ａ5 は第１の流路１より細く、且つ
、第４の流路Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 、Ａ4 、Ａ5 の体積は、それぞれの流路の体積をａ1 、ａ
2 、ａ3 、ａ4 、ａ5 で表すと、ａ1 ＞ａ2 ＞ａ3 ＞ａ4 ＞ａ5 となされている。
【００１２】
図中２は第２の流路であり、２１は加圧手段（図示せず）が接続されている、第２の流
路２の流体注入口であり、２２は第２の流路２の流体排出口である。第２の流路の流体注
入口２１と流体排出口２２の位置は、第１の流路１の流体注入口１１と流体排出口１２の
位置と逆になされ、第１の流路１と第２の流路２に供給された流体は逆方向に流れるよう
になされている。
【００１３】
又、第２の流路２には、流体注入口２１側から流体排出口２２側に第５の流路Ｂ1 、Ｂ
2 、Ｂ3 、Ｂ4 、Ｂ5 が接続されている。第５の流路Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 、Ｂ4 、Ｂ5 は第
２の流路２より細く、且つ、第５の流路Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 、Ｂ4 、Ｂ5 の体積は、それぞ
れの流路の体積をｂ1 、ｂ2 、ｂ3 、ｂ4 、ｂ5 で表すと、ｂ1 ＞ｂ2 ＞ｂ3 ＞ｂ4 ＞ｂ
5 となされている。
【００１４】
図中３は第３の流路であり、３１は加圧手段（図示せず）が接続されている、第３の流
路３の流体注入口であり、３２は第３の流路３の流体排出口である。第３の流路の流体注
入口３１と流体排出口３２の位置は、第１の流路１の流体注入口１１と流体排出口１２の
位置と同一になされ、第１の流路１の流れ方向と第３の流路３に供給された流体は同一方
向に流れるようになされている。
【００１５】
図中Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 、Ｃ4 、Ｃ5 は、第３の流路３の流体注入口３１から流体排出口
３２に第２のパッシブバルブ５を介して第３の流路３に接続されている混合槽である。又
、混合槽Ｃには第１のパッシブバルブ４を介して、第４の流路Ａと第５の流路Ｂが接続さ
れている。即ち、混合槽Ｃ1 には第１のパッシブバルブ４を介して、第４の流路Ａ1 と第
５の流路Ｂ5 が接続され、混合槽Ｃ2 には第１のパッシブバルブ４を介して、第４の流路
Ａ2 と第５の流路Ｂ4 が接続されている。一般的にいうと、混合槽Ｃm には第４の流路Ａ
m （ｍは１〜ｎの間の整数）と第５の流路Ｂn-m+1 が接続されている。尚、第２のパッシ
ブバルブ５の口径は第１のパッシブバルブ４の口径より小口径になされている。
【００１６】
上記混合槽Ｃの体積は略同一であり、且つ、接続された第４の流路Ａと第５の流路Ｂの
体積の合計と同一若しくはそれより大きくなされており、略同一が好ましい。即ち、一般
的にいうと、混合槽Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 ・・・Ｃn の体積をそれぞれｃ1 、ｃ2 、ｃ3 ・・
・ｃn で表した場合、ｃ1 ≒ｃ2 ≒ｃ3 ≒・・・≒ｃn 、及び、ａ1 ＋ｂn ≒ａ2 ＋ｂn-
1 ≒・・・≒ａm ＋ｂn-m+1 であり、且つ、ｃm はａm ＋ｂn-m+1 と同一若しくはそれよ
り大きくなされている。
【００１７】
図中６・・は減圧装置であり、第３の流路３の側壁に略一直線状に設けられた、液体は
透過しないが気体は透過する切れ目６１の、第２のパッシブバルブ５と第２のパッシブバ
ルブ５の略中間の位置に接続されている。
【００１８】
尚、本発明において、ｎは正の整数であり、ｍは１〜ｎの間の整数である。ｎを大きく
すると、供給する液体のグラジエント効果は大きくなるが、マイクロチップ化するのは困
難になるので、ｎは一般に２〜２０であり、好ましくは４〜１０である。
【００１９】
又、第４の第４の流路の体積ａm 及び第５の流路の体積ｂm は、グラジエント装置をマ
イクロチップで使用する場合は、それぞれ１ｐｌ〜１００μｌであるのが好ましい。
【００２０】
次に、図２〜５を参照して、上記グラジエント装置で液体を供給する方法を説明する。
図２は第１の流路１及び第２の流路２に液体を供給した状態を示す模式図である。第１の
流路１の流体注入口１１から液体を供給すると、第４の流路Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 、Ａ4 、Ａ
5 は第１の流路１より細いので、液体は毛管現象により第４の流路Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 、Ａ
4 、Ａ5 内に充填される。又、第２の流路２の流体注入口２１から液体を供給すると、第
５の流路Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 、Ｂ4 、Ｂ5 は第２の流路２より細いので、液体は毛管現象に
より第５の流路Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 、Ｂ4 、Ｂ5 内に充填される。尚、第１のパッシブバル
ブ４は第４の流路Ａ及び第５の流路Ｂより細いので、液体が毛管現象で第４の流路Ａ及び
第５の流路Ｂ内に充填される圧力では、気体は通過するが液体は通過しない。
【００２１】
次に、液体を第１の流路１の流体排出口１２及び第２の流路２の流体排出口２２から排
出すると、第４の流路Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 、Ａ4 、Ａ5 及び第５の流路Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 、
Ｂ4 、Ｂ5 内に充填された液体は、図３に示したように第４の流路Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 、Ａ
4 、Ａ5 及び第５の流路Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 、Ｂ4 、Ｂ5 内に充填されたまま残存する。
【００２２】
第１の流路１及び第２の流路２内の液体を排出した後、第１の流路１及び第２の流路２
を密閉し、加圧すると第４の流路Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 、Ａ4 、Ａ5 及び第５の流路Ｂ1 、Ｂ
2 、Ｂ3 、Ｂ4 、Ｂ5 内に充填された液体は、図４に示したように、それぞれ混合槽Ｃ1 
、Ｃ2 、Ｃ3 、Ｃ4 、Ｃ5 に送られ、第１の流路１に供給された液体と第２の流路２に供
給された液体が混合される。尚、このときの加圧は液体が第１のパッシブバルブ４は通過
するが、第２のパッシブバルブ５は通過しない圧力で行われる。
【００２３】
第１の流路１に供給された液体と第２の流路２に供給された液体が混合された後、第１
の流路１及び第２の流路２を密閉し、更に高い圧力で加圧すると混合槽Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 
、Ｃ4 、Ｃ5 内で混合された液体は第２のパッシブバルブ５を通過し、図５に示したよう
に、第３の流路３内に液滴７・・が形成される。
【００２４】
次に、第３の流路３に接続されている加圧手段３１（図示せず）で加圧すれば液滴７・
・は順次第３の流路３の流体排出口３２から排出される。尚、加圧する前に減圧手段６・
・を作動させると、液滴７と液滴７の間の空気が切れ目６１を通って排除され液滴は一体
となって排出される。
【００２５】
尚、上記方法において、例えば、第１の流路１に濃い濃度の液体を供給し、第２の流路
２に薄い濃度の液体を供給し、第３の流路３に第１の流路１に供給したのと同じ濃度の液
体を供給すると、薄い濃度の液体から濃い濃度の液体まで、次第に濃度が高くなる液柱を
第３の流路３の流体排出口３２から供給することができる。
【００２６】
請求項２記載のグラジエント装置は、それぞれ所定方向に延設されている第１の流路、
第２の流路及び第３の流路と、第１の流路に接続されており、第１の流路より細い、ｎ個
の第４の流路と、第２の流路に接続されており、第２の流路より細い、ｎ個の第５の流路
とｎ個の混合槽とを有し（ｎは正の整数）、
第４の流路を、第１の流路の流体注入口側から流体排出口側へ順次Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 ・・
・Ａn で表し、その体積をａ1 、ａ2 、ａ3 ・・・ａn で表し、
第５の流路を、第２の流路の流体注入口側から流体排出口側へ順次Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 ・・
・Ｂn で表し、その体積をｂ1 、ｂ2 、ｂ3 ・・・ｂn で表し、
混合槽を、第３の流路の流体注入口側から流体排出口側へ順次Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 ・・・Ｃ
n で表し、その体積をｃ1 、ｃ2 、ｃ3 ・・・ｃn で表した場合、
第４の流路Ａm （ｍは１〜ｎの間の整数）と第５の流路Ｂm は、それぞれ第１のパッシブ
バルブを介して混合槽Ｃm に接続されており、混合槽Ｃm は第１のパッシブバルブより小
口径の第２のパッシブバルブを介して第３の流路に接続されており、
ａ1 ＞ａ2 ＞ａ3 ＞・・・＞ａn 、ｂ1 ＜ｂ2 ＜ｂ3 ＜・・・＜ｂn 、ｃ1 ≒ｃ2 ≒ｃ3 
≒・・・≒ｃn 、及び、ａ1 ＋ｂ1 ≒ａ2 ＋ｂ2 ≒・・・≒ａn ＋ｂn であり、且つ、ｃ
m はａm ＋ｂm と同一若しくはそれより大きいことを特徴とする。
【００２７】
請求項２記載のグラジエント装置を図面を参照して説明する。図６は請求項２記載のグ
ラジエント装置の一例を示す平面模式図である。尚、図６に記載のグラジエント装置はｎ
＝５のグラジエント装置である。
【００２８】
第１の流路１、第３の流路３、第４の流路Ａ、混合槽Ｃ、第１のパッシブバルブ４、第
２のパッシブバルブ５、減圧手段６は図１と同一であり、以下図１と異なる部分のみ説明
する。
【００２９】
図中２は第２の流路であり、２１は加圧手段（図示せず）が接続されている、第２の流
路２の流体注入口であり、２２は第２の流路２の流体排出口である。第２の流路の流体注
入口２１と流体排出口２２の位置は、第１の流路１の流体注入口１１と流体排出口１２の
位置と同一になされ、第１の流路１と第２の流路２に供給された流体は同一方向に流れる
ようになされている。
【００３０】
又、第２の流路２には、流体注入口２１側から流体排出口２２側に第５の流路Ｂ1 、Ｂ
2 、Ｂ3 、Ｂ4 、Ｂ5 が接続されている。第５の流路Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 、Ｂ4 、Ｂ5 は第
２の流路２より細く、且つ、第５の流路Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 、Ｂ4 、Ｂ5 の体積は、それぞ
れの流路の体積をｂ1 、ｂ2 、ｂ3 、ｂ4 、ｂ5 で表すと、ｂ1 ＜ｂ2 ＜ｂ3 ＜ｂ4 ＜ｂ
5 となされている。
【００３１】
混合槽Ｃには第１のパッシブバルブ４を介して、第４の流路Ａと第５の流路Ｂが接続さ
れている。即ち、混合槽Ｃ1 には第１のパッシブバルブ４を介して、第４の流路Ａ1 と第
５の流路Ｂ1 が接続され、混合槽Ｃ2 には第１のパッシブバルブ４を介して、第４の流路
Ａ2 と第５の流路Ｂ2 が接続されている。一般的にいうと、混合槽Ｃm には第４の流路Ａ
m （ｍは１〜ｎの間の整数）と第５の流路Ｂm が接続されている。尚、第２のパッシブバ
ルブ５の口径は第１のパッシブバルブ４の口径より小口径になされている。
【００３２】
上記混合槽Ｃの体積は略同一であり、且つ、接続された第４の流路Ａと第５の流路Ｂの
体積の合計と同一若しくはそれより大きくなされており、略同一が好ましい。即ち、一般
的にいうと、混合槽Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 ・・・Ｃn の体積をそれぞれｃ1 、ｃ2 、ｃ3 ・・
・ｃn で表した場合、ｃ1 ≒ｃ2 ≒ｃ3 ≒・・・≒ｃn 、及び、ａ1 ＋ｂ1 ≒ａ2 ＋ｂ2 
≒・・・≒ａm ＋ｂm であり、且つ、ｃm はａm ＋ｂm と同一若しくはそれより大きくな
されている。
【００３３】
上記請求項２記載のグラジエント装置で液体を供給する方法は請求項１記載のグラジエ
ント装置で液体を供給する方法と同一である。
【００３４】
請求項７記載の液体クロマトグラフは、請求項１〜６のいずれか１項記載のグラジエン
ト装置の第３流路の流体排出口が、液体クロマトグラフ用分離カラムに接続されているこ
とを特徴とする。
【００３５】
請求項１〜６項に記載のグラジエント装置は、第３流路の流体排出口から薄い濃度の液
体から濃い濃度の液体まで、次第に濃度が高くなる液柱、濃い濃度の液体から薄い濃度の
液体まで、次第に濃度が低くなる液柱又は次第に含有している含有物の濃度が変更される
液柱を供給することができるので、液体クロマトグラフ用分離カラムに接続することによ
り、液体クロマトグラフが得られ、グラジエント溶離することができる。
【００３６】
上記液体クロマトグラフ用分離カラムとしては、従来より使用されている任意の分離カ
ラムが使用でき、例えば、吸着担体が装填されている分離カラムが挙げられる。
【００３７】
上記吸着担体は、一般に液体クロマトグラフィーで使用されている吸着担体であれば特
に限定されず、例えば、スチレンージビニルベンゼン共重合体、ポリメタクリレート樹脂
、ポリヒドロキシメタクリレート樹脂、シリカ、アルミナ等の微粒子；ポリオレフィン系
樹脂、オレフィン−ハロゲン化オレフィン共重合体、ハロゲン化ポリオレフィン系樹脂、
ポリスルホン樹脂、セルロース等の有機高分子からなる有機多孔質体や、シリカ、アルミ
ナ等の多孔質セラミック、多孔質ガラス等の無機多孔質体等等の開放構造の多孔質体；綿
、麻等の植物性繊維、絹、羊毛等の動物性繊維、再生繊維、ポリエステル繊維、ポリアミ
ド繊維等の合成繊維繊維状材料；パーフルオロイオン交換膜、フェノール−アルデヒドス
ルホン酸、ポリスチレン−ジビニルベンゼンスルホン酸、フェノールアルデヒドカルボン
酸等の選択透過性物質；モノリス型多孔質カラム材料等が挙げられる。
【００３８】
尚、上記モノリス型多孔質カラム材料とは、ポリアクリルアミドゲル、スチレンージビ
ニルベンゼン共重合体、シリカゲル等が微細流路内で合成され、貫通孔が形成されている
ものである（例えば、非特許文献１参照。）。
【００３９】
上記吸着担体は単独で使用されてもよいし、２種類以上が併用されてもよい。尚、上記
吸着担体は、その表面を耐薬品性の改善、あるいは、圧力損失の低下、分離性能の改善な
どを目的として各種表面修飾剤で処理されていてもよい。
【非特許文献１】Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，Ｖｏｌ．２１  Ｎｏ．３（２０００）１９５−２０２
【００４０】
上記吸着担体には、吸着担体が特定成分を分離、吸着するための分子や官能基が導入さ
れてもよい。このような化合物や官能基は、特に限定されないが、試料中の各種イオンと
結合可能な官能基、配位結合可能な官能基、キレート結合可能な官能基等の官能基や該官
能基を有する化合物が挙げられ、例えば、スルホン基、第４級アンモニウム基、オクタデ
シル基、オクチル基、ブチル基、アミノ基、トリメチル基、シアノプロピル基、アミノプ
ロピル基、ニトロフェニルエチル基、ピレニルエチル基、ジエチルアミノエチル基、スル
ホプロピル基、カルボキシル基、カルボキシメチル基、スルホキシエチル基、オルトリン
酸基、ジエチル（２−ヒドロキシプロピル）アミノエチル基、フェニル基、イミノジ酢酸
基、エチレンジアミン基、硫黄原子を含むキレート形成基（例えば、各種メルカプト基、
ジチオカルバミン酸基、チオ尿素基等）の官能基及びこれらの官能基を有する化合物が挙
げられる。これらは単独で使用されてもよいし、２種類以上が併用されてもよい。
【００４１】
請求項８記載の分析検出器は、請求項７記載の液体クロマトグラフの分離カラムが、分
析装置に接続されていることを特徴とする。即ち、質量分析計等の分析装置を液体クロマ
トグラフの分離カラムに接続することにより、分離カラムで分析された物質が分析される
。
【００４２】
請求項８記載の分析検出器を図面を参照して説明する。図７は分析検出器の１例を示す
平面模式図である。図中Ｈは請求項１記載のグラジエント装置である。Ｅ1 は溶離液Ｆ1 
を貯蔵するための溶離液用容器であり、ポンプＰ1 を介してラインＬにより、グラジエン
ト装置Ｈの第１の流路１の液体注入口１１に接続されている。又、ラインＬの途中にはガ
スポンプＧ1 が接続されている。
【００４３】
Ｅ2 は溶離液Ｆ2 を貯蔵するための溶離液用容器であり、ポンプＰ2 を介してラインＬ
により、グラジエント装置Ｈの第２の流路２の液体注入口２１に接続されている。又、ラ
インＬの途中にはガスポンプＧ2 が接続されている。
【００４４】
Ｅ3 は溶離液Ｆ3 を貯蔵するための溶離液用容器であり、ポンプＰ3 を介してラインＬ
により、グラジエント装置Ｈの第３の流路３の液体注入口３１に接続されている。第３の
流路３の液体排出口３２は、インジェクターＩ、分離カラムＴＣ及び検出器Ｄを介してラ
インＬにより質量分析計ＭＳに接続されている。
【００４５】
次に、上記分析検出器で分析する方法を説明する。先ず、請求項１のグラジエント装置
で説明した液体を供給する方法に従って、溶離液用容器Ｅ1 及びＥ2 に貯蔵された溶離液
Ｆ1 及び溶離液Ｆ2 を、ポンプＰ1 及びＰ2 並びにガスポンプＧ1 及びＧ2 を作動させて
グラジエント装置Ｈに供給し、第３の流路３に溶離液の液柱を調製する。
【００４６】
次いで、溶離液用容器Ｅ3 に貯蔵された溶離液Ｆ3 を、ポンプＰ3 を作動させて第３の
流路３に供給し、前記溶離液の液柱を第３の流路３の液体排出口３２からラインＬを通っ
てインジェクターＩに供給する。液柱（溶離液）は、インジェクターＩに注入された試料
と共に分離カラムＴＣに供給され、分離カラムＴＣで試料が各成分に分離され、分離され
た成分が検出器Ｄで検出され、質量分析計ＭＳで分析される。
【００４７】
請求項９のマイクロチップは、請求項１〜６のいずれか１項記載のグラジエント装置が
基板内に形成されていることを特徴とする。
【００４８】
請求項１０のマイクロチップは、請求項７記載の液体クロマトグラフが基板内に形成さ
れていることを特徴とする。
【００４９】
上記基板の素材は、特に限定されるものではなく、例えば、従来から使用されてきてい
る、ガラス、石英、シリコン等の無機材料や高分子樹脂が挙げられる。  無機材料は精度
、加工性等が優れれており、例えば、半導体微細加工技術において広く用いられている光
リソグラフィー技術を利用すれば、ガラスやシリコン基板上にミクロンオーダーの溝を自
在に形成することができる。
【００５０】
又、高分子樹脂は、マイクロチップを大量に、容易に且つ安価に生産し、かつ容易に廃
棄でき、軽い、割れない等のメリットがあり、さらには、転写金型を利用した射出成形や
ホットプレス成形を行うことにより、非常に高い生産性にて表面に溝や孔を形成すること
が可能であることから、好適に用いられる。
【００５１】
上記高分子樹脂の種類は、特に限定されるものではないが、加熱により簡単に表面加工
出来るという点では、熱可塑性樹脂が好ましく、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリス
チレン系樹脂、ポリ乳酸系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げ
られ、耐酸・アルカリ性を有する樹脂、例えば、ポリオレフィン系樹脂やポリアクリル系
樹脂がより好ましい。
【００５２】
一方、熱硬化性樹脂は、加熱により可塑化して簡単に表面加工するという利点は有さな
いが、予め硬化剤等を混合した前駆体液を転写金型に導入しておき、その場硬化させるこ
とにより、樹脂表面を附形することが可能である。この場合、前駆体が液状のため、転写
金型の形状をより忠実に転写するという利点がある。  又、一般に、静的に硬化された樹
脂は、低い線膨張率、低い成形収縮率を示すことからも、有利に用いることができる。こ
のような熱硬化樹脂としては、コストや易取扱い性の点から、エポキシ樹脂を有利に用い
ることができる。
【００５３】
上記基板内には、グラジエント装置や液体クロマトグラフが形成されているが、グラジ
エント装置や液体クロマトグラフは液体を供給可能な微細流路で接続されている。微細流
路は、その幅及び深さが１ｍｍ未満のマイクロスケールである流路が好ましい。
【００５４】
請求項１０記載のマイクロチップを図面を参照して説明する。図８はマイクロチップの
１例を示す平面模式図である。図中Ｈは請求項１記載のグラジエント装置である。Ｅ4 、
Ｅ5 及びＥ6 は溶離液を貯蔵するための溶離液貯蔵槽であり、Ｋ1 、 Ｋ2 及びＫ3 は、
それぞれ溶離液貯蔵槽Ｅ4 、Ｅ5 及びＥ6 に溶離液を注入するための溶離液注入口である
。
【００５５】
溶離液貯蔵槽Ｅ4 はポンプＰ1 を介してグラジエント装置Ｈの第１の流路１の流体注入
口に接続され、第１の流路１の流体排出口は廃液貯留槽Ｊ1 に接続されている。又、第１
の流路１にはガスポンプＧ1 が接続されている。
【００５６】
溶離液貯蔵槽Ｅ5 はポンプＰ2 を介してグラジエント装置Ｈの第２の流路２の流体注入
口に接続され、第２の流路２の流体排出口は廃液貯留槽Ｊ2 に接続されている。又、第１
の流路１にはガスポンプＧ2 が接続されている。
【００５７】
溶離液貯蔵槽Ｅ6 はポンプＰ3 を介してグラジエント装置Ｈの第３の流路３の流体注入
口に接続され、第３の流路３の液体排出口は、インジェクターＩ、分離カラムＴＣ及び検
出器Ｄを介して微細流路ＬＬにより廃液貯留槽Ｊ3 に接続されている。
【００５８】
次に、上記マイクロチップで分析する方法を説明する。先ず、溶離液貯蔵槽Ｅ4 、Ｅ5 
及びＥ6 に溶離液注入口Ｋ1 、 Ｋ2 及びＫ3 から溶離液を注入する。次に請求項１のグ
ラジエント装置で説明した液体を供給する方法に従って、溶離液貯蔵槽Ｅ4 及びＥ5 に貯
蔵された溶離液を、ポンプＰ1 及びＰ2 並びにガスポンプＧ1 及びＧ2 を作動させてグラ
ジエント装置Ｈに供給し、第３の流路３に溶離液の液柱を調製する。尚、第１の流路１及
び第２の流路２における余分の溶離液は廃液貯留槽Ｊ1 及びＪ2 に供給され貯蔵される。
【００５９】
次いで、溶離液用容器Ｅ6 に貯蔵された溶離液を、ポンプＰ3 を作動させて第３の流路
３に供給し、前記液柱（溶離液）を第３の流路３の液体排出口から微細通路ＬＬを通って
インジェクターＩに供給する。
【００６０】
液柱（溶離液）は、インジェクターＩに注入された試料と共に分離カラムＴＣに供給さ
れ、分離カラムＴＣで試料が各成分に分離され、分離された成分が検出器Ｄで検出され、
検出後の溶離液は廃液貯留槽Ｊ3 に供給され貯蔵される。
【発明の効果】
【００６１】
本発明のグラジエント装置の構成は上述の通りであり、高精度にグラジエント変化され
た溶離液を安定して供給することのでき、且つマイクロ流体デバイスに搭載できるような
小型化が可能である。
【００６２】
又、このグラジエント装置を用いた液体クロマトグラフ及び分析検出器は、高精度にグ
ラジエント変化された溶離液を安定して供給することのでき、好適に分析することができ
る。
【００６３】
更に、このグラジエント装置又はグラジエント装置が接続された液体クロマトグラフが
基板内に形成されているマイクロチップは、小型であり、高精度にグラジエント変化され
た溶離液を安定して供給することのでき、好適に分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】請求項１記載のグラジエント装置の一例を示す平面模式図である。
【図２】請求項１記載のグラジエント装置の第１の流路及び第２の流路に液体を供給した状態を示す平面模式図である。
【図３】請求項１記載のグラジエント装置の第１の流路及び第２の流路から供給した液体を排出した状態を示す平面模式図である。
【図４】請求項１記載のグラジエント装置の混合槽に液体を供給した状態を示す平面模式図である。
【図５】請求項１記載のグラジエント装置の第３の流路に液体を供給した状態を示す平面模式図である。
【図６】請求項２記載のグラジエント装置の一例を示す平面模式図である。
【図７】請求項８記載の分析検出器の１例を示す平面模式図である。
【図８】請求項１０記載のマイクロチップの１例を示す平面模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１    第１の流路
２    第２の流路
３    第３の流路
Ａ    第４の流路
Ｂ    第５の流路
Ｃ    混合槽
４    第１のパッシブバルブ
５    第２のパッシブバルブ
６    減圧手段
７    液滴
ＴＳ  分離カラム
Ｄ    検出器
ＭＳ  質量分析計
Ｐ    ポンプ
Ｅ    溶離液用容器（溶離液貯留槽）
Ｆ    溶離液
Ｇ    ガスポンプ
Ｈ    グラジエント装置
Ｉ    インジェクター
Ｊ    廃液貯留槽
Ｋ    溶離液注入口
Ｌ    ライン
ＬＬ  微細流路
【図１】
2005274148.tif 000003
【図２】
2005274148.tif 000004
【図３】
2005274148.tif 000005
【図４】
2005274148.tif 000006
【図５】
2005274148.tif 000007
【図６】
2005274148.tif 000008
【図７】
2005274148.tif 000009
【図８】
2005274148.tif 000010