(57)【要約】【課題】標準溶液の混入量が精密に調節された試料溶液を供給する溶液供給装置を実現し、【解決手段】溶液供給装置は、第１の流路（１０１）と第２の流路（１０２）とそれら２つの流路の途中をそれらの流路抵抗よりも大きな流路抵抗で連通させる第３の流路（１０３）とを有する混合手段（１００）と、第１の流路の一端側に連通し試料溶液を貯蔵する第１の貯蔵手段（１０）と、第１の流路の他端側に連通し試料溶液を吸引する吸引手段（２０）と、第２の流路の一端側に開閉弁（３１）を介して連通し標準溶液を貯蔵する第２の貯蔵手段（３０）と、第２の流路の他端側に連通し開閉弁の開状態および閉状態においてそれぞれ標準溶液を吸引および吐出するシリンジポンプ（４０）とを具備する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流路と第２の流路とそれら２つの流路の途中をそれらの流路抵抗よりも大きな流路抵抗で連通させる第３の流路とを有する混合手段と、
前記混合手段の第１の流路の一端側に連通し試料溶液を貯蔵する第１の貯蔵手段と、
前記混合手段の第１の流路の他端側に連通し試料溶液を吸引する吸引手段と、
前記混合手段の第２の流路の一端側に開閉弁を介して連通し標準溶液を貯蔵する第２の貯蔵手段と、
前記混合手段の第２の流路の他端側に連通し前記開閉弁の開状態および閉状態においてそれぞれ標準溶液を吸引および吐出するシリンジポンプと、
を具備することを特徴とする溶液供給装置。
【請求項２】
試料溶液の流量を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出信号に基づいて前記シリンジポンプを制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の溶液供給装置。
【請求項３】
前記検出手段の検出信号をモニターするモニター手段、
を具備することを特徴とする請求項２に記載の溶液供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶液供給装置に関し、特に、質量分析装置や分光分析装置等に試料溶液と標準溶液の混合液を供給する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
質量分析装置や分光分析装置等では、試料溶液に標準溶液を混入して分析を行う場合がある。標準溶液の混入をオンラインで行う場合は、ペリスタルティックポンプが用いられる。標準溶液が混入された試料溶液はネブライザー等を通じて分析装置に注入される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】米国特許第５６４６７２７号明細書（第１１−１２欄、図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
試料溶液への標準溶液の混入量は精密に調節されなければならないが、ペリスタルティックポンプは、ローラーでチューブをしごいて液体を圧送する方式なので、標準溶液の混入量を精密に調節することは困難である。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、標準溶液の混入量が精密に調節された試料溶液を供給する溶液供給装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するための本発明は、第１の流路と第２の流路とそれら２つの流路の途中をそれらの流路抵抗よりも大きな流路抵抗で連通させる第３の流路とを有する混合手段と、前記混合手段の第１の流路の一端側に連通し試料溶液を貯蔵する第１の貯蔵手段と、前記混合手段の第１の流路の他端側に連通し試料溶液を吸引する吸引手段と、前記混合手段の第２の流路の一端側に開閉弁を介して連通し標準溶液を貯蔵する第２の貯蔵手段と、前記混合手段の第２の流路の他端側に連通し前記開閉弁の開状態および閉状態においてそれぞれ標準溶液を吸引および吐出するシリンジポンプと、を具備することを特徴とする溶液供給装置である。
【０００６】
上記溶液供給装置は、試料溶液の流量を検出する検出手段と、前記検出手段の検出信号に基づいて前記シリンジポンプを制御する制御手段とを具備することが、標準溶液の混入量を試料溶液の流量に比例させる点で好ましい。
【０００７】
上記溶液供給装置は、前記検出手段の検出信号をモニターするモニター手段を具備することが、試料溶液の吸引状態の把握が容易な点で好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、溶液供給装置は、第１の流路と第２の流路とそれら２つの流路の途中をそれらの流路抵抗よりも大きな流路抵抗で連通させる第３の流路とを有する混合手段と、前記混合手段の第１の流路の一端側に連通し試料溶液を貯蔵する第１の貯蔵手段と、前記混合手段の第１の流路の他端側に連通し試料溶液を吸引する吸引手段と、前記混合手段の第２の流路の一端側に開閉弁を介して連通し標準溶液を貯蔵する第２の貯蔵手段と、前記混合手段の第２の流路の他端側に連通し前記開閉弁の開状態および閉状態においてそれぞれ標準溶液を吸引および吐出するシリンジポンプとを具備するので、標準溶液の混入量が精密に調節された試料溶液を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１に溶液供給装置の構成を模式的に示す。本装置は発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、溶液供給装置に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。
【００１０】
図１に示すように、本装置は、混合モジュール１００を有する。混合モジュール１００は４つのポートを持つ。それらポートは内部の流路によって連通している。４つのポートには、チューブ１，２，３，４の一端がそれぞれ接続されている。なお、チューブ３は開閉弁３１を介して接続される。
【００１１】
チューブ１の他端は試料溶液貯蔵部１０に接続されている。これによって、チューブ１は試料溶液流入用のチューブとなる。チューブ２の他端はネブライザー２０に接続されている。これによって、チューブ２は試料溶液流出用のチューブとなる。なお、チューブ２内の試料溶液には、後述のようにして内部標準溶液が混入される。
【００１２】
ネブライザー２０は、試料溶液を分析装置２００に注入する。分析装置２００は、例えば、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）、液体クロマトグラフ質量分析装置（ＬＣ−ＭＳ）、誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ−ＯＥＳ）等である。
【００１３】
チューブ３の他端は内部標準溶液貯蔵部３０に接続されている。これによって、チューブ３は内部標準溶液流入用のチューブとなる。チューブ４の他端はシリンジポンプ４０に接続されている。これによって、チューブ４は内部標準溶液流出入用のチューブとなる。
【００１４】
シリンジポンプ４０は、コントロールモジュール４００内に設けられている。コントロールモジュール４００は後述のコントローラを内蔵する。コントロールモジュール４００には、チューブ１に沿って設けられた２つの流量センサー１１，１２の検出信号が入力される。コントロールモジュール４００は、出力信号によってシリンジポンプ４０を制御する。コントロールモジュール４００は、また、開閉弁３１を制御するとともに、試料溶液貯蔵部１０に備わる図示しないオートサンプラーを制御する。
【００１５】
図２に、混合モジュール１００の詳細な構成を断面図によって示す。図２に示すように、混合モジュール１００は、４つのポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有する。これらのポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに、チューブ１，２，３，４がそれぞれ接続される。
【００１６】
混合モジュール１００は、その内部に、流路１０１，１０２，１０３を有する。流路１０１は直線的な流路であり、ポートＡとポートＢを連通させる。これによって、流路１０１は試料溶液用の流路となる。流路１０２は直角に曲がった流路であり、ポートＣとポートＤを連通させる。これによって、流路１０２は内部標準溶液用の流路となる。流路１０３は直線的な流路であり、流路１０１と流路１０２を連通させる。これによって、流路１０３は試料溶液用流路と内部標準溶液用流路をつなぐ流路となる。
【００１７】
各流路の寸法は、例えば、流路１０１が、内径０．５ｍｍ、全長２０ｍｍであり、流路１０２が、内径０．７５ｍｍ、全長１５ｍｍであり、流路１０３が、内径０．１ｍｍ、全長１０ｍｍである。なお、流路１０２は、全長１５ｍｍのうち、ポートＣ側に直角に曲がっている部分が５ｍｍ、残りが１０ｍｍである。
【００１８】
このような流路構成により、溶液の流通に対する流路抵抗は、流路１０３が流路１０１および流路１０２よりもはるかに大きくなる。すなわち、試料溶液用流路と内部標準溶液用流路は、流路抵抗の大きい流路で結ばれる。
【００１９】
図３に、本装置における溶液流路の系統図を示す。図３に示すように、試料溶液貯蔵部１０、チューブ１、流路１０１およびチューブ２が試料溶液の流路系統を構成する。内部標準溶液貯蔵部３０、チューブ３、開閉弁３１、流路１０２、チューブ４およびシリンジポンプ４０が内部標準溶液の流路系統を構成する。さらに、混合モジュール１００内の流路１０３が両者の連絡流路を構成する。
【００２０】
試料溶液貯蔵部１０の試料溶液は、ネブライザー２０が発生する負圧の吸引作用により試料溶液の流路系統をネブライザー２０に向かって移送される。なお、試料溶液の移送はネブライザー２０による吸引に限らず、例えば、ペリスタルティックポンプ等、他の手段によって移送するようにしてもよい。
【００２１】
そのようにして移送される試料溶液に、シリンジポンプ４０により、混合モジュール１００内の流路１０３を通じて内部標準溶液が混入される。内部標準溶液の混入にシリンジポンプを用いるので、従来のようにペリスタルティックポンプを用いる方式よりも、内部標準溶液の少量の混入量をはるかに精密に調節することができる。なお、このとき、開閉弁３１は閉じており、内部標準溶液が内部標準溶液貯蔵部３０に戻らないようになっている。
【００２２】
一方、シリンジポンプ４０への内部標準溶液の充填は、開閉弁３１を開き、シリンジポンプ４０で内部標準溶液貯蔵部３０から内部標準溶液を吸引することによって行われる。このような吸引を行っても、混合モジュール１００内の流路１０３の流路抵抗が大きいことにより、試料溶液が一緒に吸引されることはない。したがって、内部標準溶液が試料溶液で汚染されることはない。このため、内部標準溶液の汚染を防止するための切替弁等を省略することができる。
【００２３】
混合モジュール１００は、本発明における混合手段の一例である。試料溶液貯蔵部１０は、本発明における第１の貯蔵手段の一例である。ネブライザー２０は、本発明における吸引手段の一例である。内部標準溶液貯蔵部３０は、本発明における第２の貯蔵手段の一例である。開閉弁３１は、本発明における開閉弁の一例である。シリンジポンプ４０は、本発明におけるシリンジポンプの一例である。
【００２４】
シリンジポンプ４０による内部標準溶液の混入は、コントローラ４０１による制御の下で行われる。コントローラ４０１は、流量センサー１１，１２の検出信号に基づいてシリンジポンプ４０を制御する。これにより、試料溶液の流量が変化しても、それに追随して常に適正量の内部標準溶液を混入することができる。
【００２５】
コントローラ４０１は、また、開閉弁３１の開閉制御を行う。流量センサー１１，１２の検出信号はモニター４０２によってモニターされ、試料溶液の吸引状態が容易に把握できるようになっている。コントローラ４０１およびモニター４０２はコントロールモジュール４００に含まれる。
【００２６】
流量センサー１１，１２は、本発明における検出手段の一例である。コントローラ４０１は、本発明における制御手段の一例である。モニター４０２は、本発明におけるモニター手段の一例である。
【００２７】
流量センサー１１，１２としては、レーザーを利用するレーザーセンサー、超音波を利用する超音波センサー、静電容量を検出する静電容量センサー、マスフローメーター等の流量を測定する装置が用いられる。
【００２８】
以上、内部標準溶液を添加する装置を例に挙げて本発明を説明したが、本発明は、単なる標準溶液を添加することで標準添加法の検量線をオンライン生成するのにも効果的に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を実施するための最良の形態の一例の溶液供給装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】混合モジュールの内部構成を示す図である。
【図３】溶液流路の系統を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１，２，３，４ ： チューブ
１０ ： 試料溶液貯蔵部
１１，１２  ：  流量センサー
２０ ： ネブライザー
３０ ： 内部標準溶液貯蔵部
３１ ： 開閉弁
４０ ： シリンジポンプ
１００ ： 混合モジュール
１０１，１０２ ，１０３ ： 流路
２００ ： 分析装置
４００ ： コントロールモジュール
４０１ ： コントローラ
４０２ ： モニター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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