(57)【要約】【課題】  固体成分および液体成分を含む混合物から、固体成分と液体成分とを分離する方法および装置を提供する。特に、オートサンプラーに用いる固液分離方法および装置を提供する。【解決手段】  固体成分および液体成分を含む混合物から、固体成分と液体成分とを分離する方法であって、（ａ）渦巻状に配置されたフィルタを備えた容器に前記混合物を収容する工程、（ｂ）前記フィルタの渦巻方向と逆方向に前記混合物を攪拌して、固体成分をフィルタに補足する工程、（ｃ）前記容器から液体成分を取り出す工程、を含むことを特徴とする分離方法を用いる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体成分および液体成分を含む混合物から、固体成分と液体成分とを分離する方法であって、
（ａ）渦巻状に配置されたフィルタを備えた容器に前記混合物を収容する工程、
（ｂ）前記フィルタの渦巻方向と逆方向に前記混合物を攪拌して、固体成分をフィルタに補足する工程、
（ｃ）前記容器から液体成分を取り出す工程、
を含むことを特徴とする分離方法。
【請求項２】
（ｄ）前記容器に、新たな液体成分を添加した後、前記フィルタの渦巻方向と同一方向に前記新たな液体成分を攪拌して、フィルタに補足された固体成分を前記新たな液体成分に分散させる工程、
（ｅ）前記フィルタの渦巻方向と逆方向に前記新たな液体成分を攪拌して、固体成分をフィルタに補足する工程、
（ｆ）前記容器から前記新たな液体成分を取り出す工程、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の分離方法。
【請求項３】
（ｇ）フィルタに補足された固体成分を取り出す工程、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の分離方法。
【請求項４】
（ｃ）工程が、渦巻状に配置されたフィルタの渦巻の中心付近に挿入したシリンジによって液体成分を吸引することにより行われることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の分離方法。
【請求項５】
固体成分が固体触媒であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の分離方法。
【請求項６】
固体成分が固体担体であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の分離方法。
【請求項７】
固体担体が、ペプチドの固相合成用または核酸の固相合成用の固体担体であることを特徴とする、請求項６に記載の分離方法。
【請求項８】
固体成分が化学反応によって生成することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の分離方法。
【請求項９】
化学反応が前記容器内で起こることを特徴とする、請求項８に記載の分離方法。
【請求項１０】
少なくとも（ｂ）工程および（ｃ）工程が、オートサンプラーにより自動的に行われることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の分離方法。
【請求項１１】
固体成分および液体成分を含む混合物から、固体成分と液体成分とを分離する装置であって、
前記混合物を収容する容器、
前記容器内で前記混合物を攪拌する攪拌装置、
前記容器内に渦巻状に配置されたフィルタであって、前記混合物が前記フィルタの渦巻方向と逆方向に攪拌されることにより固体成分が補足されるフィルタ、
を備えることを特徴とする分離装置。
【請求項１２】
渦巻状に配置されたフィルタの渦巻の中心付近に挿入され、液体成分を吸引するシリンジ、
をさらに備えたことを特徴とする、請求項１１に記載の分離装置。
【請求項１３】
前記シリンジが、新たな液体成分を前記容器に注入する機能をさらに有することを特徴とする、請求項１２に記載の分離装置。
【請求項１４】
前記攪拌装置が、前記新たに注入された液体成分を、前記フィルタの渦巻方向と同一方向に攪拌し、フィルタに補足された固体成分を前記新たに注入された液体成分に分散させることを特徴とする、請求項１３に記載の分離装置。
【請求項１５】
固体成分が固体触媒であることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれかに記載の分離装置。
【請求項１６】
固体成分が固体担体であることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれかに記載の分離装置。
【請求項１７】
固体担体が、ペプチドの固相合成用または核酸の固相合成用の固体担体であることを特徴とする、請求項１６に記載の分離装置。
【請求項１８】
固体成分が化学反応によって生成することを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれかに記載の分離装置。
【請求項１９】
化学反応が前記容器内で起こることを特徴とする、請求項１８に記載の分離装置。
【請求項２０】
請求項１１〜１９のいずれかに記載の分離装置を備えることを特徴とする、オートサンプラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体成分および液体成分を含む混合物から、固体成分と液体成分とを分離する方法および装置に関する。本発明の固液分離方法および装置は、特に、オートサンプラーに用いるのに適している。
【背景技術】
【０００２】
固体成分および液体成分を含む混合物から、固体成分と液体成分とを分離する方法としては、主として、フィルタによる濾過や遠心分離等が用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、これらの分離方法では、濾別された液体を回収するための別の容器が必要となり、装置の構成が複雑となる。特に、液体クロマトグラフィーやガスクロマトグラフィーなどの自動分注や前処理、さらに自動反応装置として用いられるオートサンプラーにおいては、濾別された液体を別の容器に収容するとなると、その装置の構成を大幅に変更することが必要となる。
【０００４】
一方、現在用いられているオートサンプラーにおいて、固体成分が混在する液体試料を取り扱うことは、事実上困難である。即ち、固体成分を含む液体試料をオートサンプラーのシリンジで吸引しようとすると、シリンジ等の液体流路に固体成分が詰まり、適切に試料を分注することができなくなる。そして、これらの固体成分の詰まりを防止する目的で液体流路の一部にフィルタを配置した場合には、フィルタに捉えられた固体成分が、次回以降の分注において試料を汚染する原因となり、新たな問題を生ずることとなる。
【０００５】
このため、固体成分を含む試料をオートサンプラーに用いる場合には、予め固体成分を除去する等の前処理が必要となる。
【０００６】
さらに、オートサンプラーを自動反応装置として用いる場合においては、固体成分が反応系に存在する反応を取り扱うことができず、用途が限定されたものとなってしまう。例えば、反応によって固体成分が生成する場合や、固体触媒を用いた反応、さらには、ペプチドの固相合成のように固体担体を用いた反応に、これらのオートサンプラーを用いることができないという問題がある。
【特許文献１】特開２００２−１９１９１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、固体成分および液体成分を含む混合物から、固体成分と液体成分とを分離する方法および装置を提供することにある。特に、本発明の課題は、オートサンプラーに用いる固液分離方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、固体成分および液体成分を含む混合物から、固体成分と液体成分とを分離する方法であって、（ａ）渦巻状に配置されたフィルタを備えた容器に前記混合物を収容する工程、（ｂ）前記フィルタの渦巻方向と逆方向に前記混合物を攪拌して、固体成分をフィルタに補足する工程、（ｃ）前記容器から液体成分を取り出す工程、を含むことを特徴とする分離方法である。
【０００９】
また、本発明は、（ｄ）前記容器に、新たな液体成分を添加した後、前記フィルタの渦巻方向と同一方向に前記新たな液体成分を攪拌して、フィルタに補足された固体成分を前記新たな液体成分に分散させる工程、（ｅ）前記フィルタの渦巻方向と逆方向に前記新たな液体成分を攪拌して、固体成分をフィルタに補足する工程、（ｆ）前記容器から前記新たな液体成分を取り出す工程、をさらに含むことを特徴とする、上記の分離方法である。
【００１０】
また、本発明は、（ｇ）フィルタに補足された固体成分を取り出す工程、をさらに含むことを特徴とする、上記の分離方法である。
【００１１】
また、本発明は、（ｃ）工程が、渦巻状に配置されたフィルタの渦巻の中心付近に挿入したシリンジによって液体成分を吸引することにより行われることを特徴とする、上記の分離方法である。
【００１２】
また、本発明は、固体成分が固体触媒であることを特徴とする、上記の分離方法である。
【００１３】
また、本発明は、固体成分が固体担体であることを特徴とする、上記の分離方法である。
【００１４】
また、本発明は、固体担体が、ペプチドの固相合成用または核酸の固相合成用の固体担体であることを特徴とする、上記の分離方法である。
【００１５】
また、本発明は、固体成分が化学反応によって生成することを特徴とする、上記の分離方法である。
【００１６】
また、本発明は、化学反応が前記容器内で起こることを特徴とする、上記の分離方法である。
【００１７】
また、本発明は、少なくとも（ｂ）工程および（ｃ）工程が、オートサンプラーにより自動的に行われることを特徴とする、上記の分離方法である。
【００１８】
また、本発明は、固体成分および液体成分を含む混合物から、固体成分と液体成分とを分離する装置であって、前記混合物を収容する容器、前記容器内で前記混合物を攪拌する攪拌装置、前記容器内に渦巻状に配置されたフィルタであって、前記混合物が前記フィルタの渦巻方向と逆方向に攪拌されることにより固体成分が補足されるフィルタ、を備えることを特徴とする分離装置である。
【００１９】
また、本発明は、渦巻状に配置されたフィルタの渦巻の中心付近に挿入され、液体成分を吸引するシリンジ、をさらに備えたことを特徴とする、上記の分離装置である。
【００２０】
また、本発明は、前記シリンジが、新たな液体成分を前記容器に注入する機能をさらに有することを特徴とする、上記の分離装置である。
【００２１】
また、本発明は、前記攪拌装置が、前記新たに注入された液体成分を、前記フィルタの渦巻方向と同一方向に攪拌し、フィルタに補足された固体成分を前記新たに注入された液体成分に分散させることを特徴とする、上記の分離装置である。
【００２２】
また、本発明は、固体成分が固体触媒であることを特徴とする、上記の分離装置である。
【００２３】
また、本発明は、固体成分が固体担体であることを特徴とする、上記の分離装置である。
【００２４】
また、本発明は、固体担体が、ペプチドの固相合成用または核酸の固相合成用の固体担体であることを特徴とする、上記の分離装置である。
【００２５】
また、本発明は、固体成分が化学反応によって生成することを特徴とする、上記の分離装置である。
【００２６】
また、本発明は、化学反応が前記容器内で起こることを特徴とする、上記の分離装置である。
【００２７】
また、本発明は、上記の分離装置を備えることを特徴とする、オートサンプラーである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、固体成分および液体成分を含む混合物から、固体成分と液体成分とを分離する方法および装置を提供することができる。特に、本発明によれば、オートサンプラーに用いる固液分離方法および装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明において、オートサンプラーとは、液体クロマトグラフィーやガスクロマトグラフィーなどの自動分注や前処理に用いられる装置の他、化学反応を自動的に進行させる装置、さらには、溶媒による抽出を自動的に行う装置を意味する。
【００３０】
本発明に用いられる渦巻状に配置されたフィルタとしては、例えば図１に示した形状のものが挙げられる。
【００３１】
図１において、（ａ）はフィルタの上面図、（ｂ）はフィルタの斜視図をそれぞれ示す。図１（ａ）および（ｂ）において、フィルタの渦巻は、上面から見て、渦巻の始点Ｓから時計回りに中心部に向かう方向に巻いている。なお、フィルタの渦巻方向としては、図１とは逆に、上面から見て、始点から反時計回りに中心部に向かうものであっても差し支えない。
【００３２】
ここで、渦巻状のフィルタの始点Ｓは、１周した自身のフィルタと結合している。始点Ｓがフィルタに結合していることにより、後述するように、攪拌された液体に含まれる固体成分が、フィルタに効率的に補足されることとなる。
【００３３】
本発明に用いられるフィルタの材質としては、特に制限はなく、分離する固体成分と液体成分の性質に応じ適宜決定されるが、例えば、濾紙に用いられる紙、テフロン（登録商標）等のプラスチック、メッシュ状の金属等を挙げることができる。
【００３４】
本発明に用いられるフィルタの大きさとしては、容器に収納できるものであれば特に制限はないが、例えば、容器に入れた場合に容器の高さに対して約１／３から２／３の高さになるようにすることが好ましい。また、フィルタの厚さとしては、特に制限はなく、分離する固体成分および液体成分の性質に応じて適宜決定することができる。
【００３５】
本発明に用いられるフィルタの渦巻の巻き数としては、特に制限はなく、分離する固体成分と液体成分の性質に応じ適宜決定されるが、固体成分を補足する観点から１巻きを超えるものが好ましく、１巻き半以上のものがより好ましく、２巻き以上のものがさらに好ましい。フィルタの巻き数の上限は特にないが、固液の分離の容易さから、５巻き以内とすることが好ましい。
【００３６】
図２に、渦巻状に配置されたフィルタ１を容器５に入れ、さらに分離すべき固体成分および液体成分を含む混合物１０を収容した状態を示す。ここで用いられる容器としては、固体成分と液体成分とを攪拌することができるものであれば特に制限はなく、例えば、オートサンプラーに用いるバイアルビンを挙げることができる。
【００３７】
本発明おいて、上記混合物１０を攪拌する攪拌装置が用いられる。本発明に用いられる攪拌装置としては、上記混合物を攪拌できるものであれば特に制限はなく、例えば、容器の上部に取り付けたモーターによって攪拌羽根を回転させるものでもよい。しかし、オートサンプラーに用いることを考慮すると、マグネティックスターラーによって攪拌するものが好ましく、この場合には、容器５の底部外側に回転する磁場を提供するマグネティックスターラー１５を配置し、容器の内部に磁気を有する攪拌子を投入することとなる。
【００３８】
以下に、本発明による分離方法の手順およびこれに用いられる分離装置について説明する。
【００３９】
まず、図２に示すように、渦巻状に配置されたフィルタを備えた容器に前記混合物を収容する。
【００４０】
次に、図３（ａ）に示すように、攪拌装置により混合物を、フィルタの渦巻方向と逆方向に回転させる。例えば、図３（ａ）においては、フィルタの渦巻は、上面から見て、渦巻の始点Ｓから時計回りに中心部に向かう方向に巻いているため、フィルタの渦巻方向と逆方向とは、上面から見て反時計回りのことを意味する。そして、混合物をフィルタの渦巻方向と逆方向に攪拌することにより、混合物は、直線矢印で示した様に流れることとなる。即ち、混合物がフィルタの上部中央部から渦巻の中心部に向かって進入し（矢印２０）、渦巻に沿って中央部から周辺部に流れて、フィルタの側面から液体成分が濾過されて放出されることとなる（矢印２５）。このときに、混合物中の固体成分がフィルタに補足されることとなる。即ち、液体成分に分散することなく、渦巻となったフィルタの間に固体成分が補足されることとなる。このときの固体成分の状態を、図４（ａ）に模式的に示す。図４（ａ）において、固体成分４０は、フィルタ（図示しない）に補足されおり、液体成分４５に分散していない。なお、説明の便宜のため、図３では容器を、図４ではフィルタを、それぞれ省略している。
【００４１】
次に、容器から液体成分が取り出される。液体の取り出し方法としては、特に制限はなく、例えば、容器の下部に取り出し口を設けておき、ここから液体成分を排出してもよい。また、オートサンプラーに用いる場合には、図２に示すように容器の上部からシリンジ３０をフィルタの渦巻の中心付近に挿入し、このシリンジを通して吸引することにより液体成分を取り出してもよい。
【００４２】
また、上記工程に続いて、上記の容器に、新たな液体成分を添加した後、図３（ｂ）に示すようにフィルタの渦巻方向と同一方向に新たな液体成分を攪拌して、フィルタに補足された固体成分を新たな液体成分に分散させてもよい。例えば、図３（ｂ）においては、フィルタの渦巻は、上面から見て、渦巻の始点Ｓから時計回りに中心部に向かう方向に巻いているため、フィルタの渦巻方向と同一方向とは、上面から見て時計回りのことを意味する。そして、混合物をフィルタの渦巻方向と同一方向に攪拌することにより、混合物は、直線矢印で示した様に流れることとなる。即ち、液体成分がフィルタの側面から渦巻の中心部に向かって進入し（矢印３０）、混合物がフィルタの上部中央部から放出されることとなる（矢印３５）。このときに、フィルタに補足された固体成分が、液体成分中に分散することとなる。このときの固体成分の状態を、図４（ｂ）に模式的に示す。
【００４３】
次に、フィルタの渦巻方向と逆方向に新たな液体成分を攪拌して、固体成分をフィルタに再び補足し、さらに、容器から新たな液体成分を取り出すことができる。
【００４４】
これらの工程により、固体成分を新たな液体成分で洗浄することができる。または、新たな液体成分により固体成分から特定の成分を抽出することも可能となる。さらに、ペプチドや核酸の固相合成を連続的に実行することが可能となる。
【００４５】
例えば、ペプチドの固相合成においては、渦巻状に配置されたフィルタを備えた容器に、アミノ酸を結合した固体担体を入れておき、アミノ基をｔ−ＢＯＣ等で保護してカルボキシル基を活性化したアミノ酸を溶媒とともに容器に投入してペプチドの伸張反応を行う。このときに、溶媒をフィルタの渦巻方向と同方向に攪拌することにより、固体担体と伸張するアミノ酸試薬とが均一に混合され、反応が適切に進行するようになる。次に酸などにより保護基をはずし、フィルタの渦巻方向と逆方向に溶媒を攪拌して、ペプチドが結合した固体担体をフィルタに補足させる。そして、シリンジをフィルタの渦巻の中心付近に挿入して、未反応物や副生成物を含む溶媒を取り出す。また、必要に応じて新たな溶媒を添加して、フィルタの渦巻方向と同方向、逆方向の攪拌を行い、固体担体を洗浄してもよい。そして、次に伸張するアミノ酸試薬を溶媒とともに容器に注入して、ペプチド伸張反応を行うことができる。これらの操作を繰り返すことにより、所望のペプチドを１つの容器を用いて、自動的に合成することが可能となる。そして、固体担体を溶媒に均一に分散させることができるので、従来の固相合成にくらべ、反応効率を顕著に高めることが可能となる。
【００４６】
上記の工程により液体成分を取り出した後に、フィルタを取り出して、フィルタに補足された固体成分を回収することができる。
【００４７】
本発明に用いられる固体成分としては、特に制限はないが、例えば、固体触媒、ペプチドの固相合成用または核酸の固相合成用の固体担体等を挙げることができる。また、本発明に用いられる固体成分としては、植物の果実、樹皮、葉、根等を挙げることができ、これらから有効成分を溶媒抽出する場合にも、本発明の分離方法および分離装置を用いることができる。また、本発明に用いられる固体成分としては、化学反応の結果生成するものであってもよい。これらの具体例としては、例えば、化学反応によって生じた固体生成物、難溶性の塩、再結晶により生じた結晶等を挙げることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明によれば、固体成分および液体成分を含む混合物から、固体成分と液体成分とを分離する方法および装置を提供することができる。特に、本発明によれば、オートサンプラーに用いる固液分離方法および装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、本発明に用いられるフィルタの形状の例を示す図である。（ａ）は上面図を、（ｂ）は斜視図をそれぞれ表す。
【図２】図２は、本発明の分離装置を示す図である。
【図３】図３は、攪拌方向の違いによる液体成分の流を示す図である。
【図４】図４は、固体成分の状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
Ｓ  フィルタの始点
１  フィルタ
５  容器
１０  固体成分および液体成分を含む混合物
１５  マグネティックスターラー
２０  フィルタに進入する混合物の流れ
２５  フィルタから放出される液体成分の流れ
３０  フィルタに進入する液体成分の流れ
３５  フィルタ中心部から放出される混合物の流れ
４０  固体成分
４５  液体成分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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