(57)【要約】【課題】攪拌子による攪拌を行なうことなく液体の混合度合を調節できる液体混合装置を提供する。【解決手段】液体混合装置は、内部で混合対象となる液体を流通させる混合流路２を備えている。混合流路２は、互いの一端がミキサ４を介して接続された第１流路２ａと第２流路２ｂからなる。第１流路２ａの他端に第１シリンジ１０ａが接続され、第２流路２ｂの他端に第２シリンジ１０ｂが接続されている。第１流路２ａの一端側でミキサ４の近傍に混合対象の液体を供給するための液体供給流路６が三方弁８を介して接続されている。第１流路２ａの他端側にはパージガス又は洗浄液を供給するためのパージ用流体供給流路１２が三方弁１４を介して接続されている。第２流路２ｂの他端側に混合液供給流路１６が三方弁１８を介して接続されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合流路と、
前記混合流路の一端に接続され混合流路内の流体の引込みと押出しを行なう第１のシリンジと、
前記混合流路の他端に接続され混合流路内の流体の引込みと押出しを行なう第２のシリンジと、
前記混合流路上に配置されたミキサと、
前記混合流路内に混合対象の液体を供給するための液体供給部と、
前記混合流路の前記一端側から混合流路内の液体を外部装置へ導くための混合液供給部と、
前記混合流路の前記他端側から混合流路内にパージ用流体を供給するためのパージ用流体供給部と、を備えた液体混合装置。
【請求項２】
前記混合流路の他端側から混合流路内に洗浄液を供給するための洗浄液供給部をさらに備えている請求項１に記載の液体混合装置。
【請求項３】
前記混合流路の前記一端側から混合流路内の流体を外部へ排出するためのドレイン部を前記混合流路上の洗浄液供給部よりも前記他端側に備えている請求項２に記載の液体混合装置。
【請求項４】
前記第１のシリンジ及び第２のシリンジはそれぞれのシリンダの内部を共通のプランジャが摺動するものである請求項１から３のいずれか一項に記載の液体混合装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の液体混合装置を用いた液体混合方法であって、
前記液体供給部により混合対象の液体を混合流路内に導入する液体導入工程と、
混合流路内を密閉系とした状態で前記混合流路内の液体が前記ミキサを通って往復動するように第１及び第２のシリンジを駆動する混合工程と、
前記パージ用流体供給部によりパージ用流体を混合流路の他端側から供給することにより、前記混合液供給部から混合流路内の液体を外部装置へ導く混合液排出工程と、を順に行なうことを特徴とする液体混合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の液体の混合や試料の希釈を行なうための液体混合装置及びその液体混合装置を用いた液体混合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体を自動で混合する装置として、容器内に混合対象の試料を収容し、その容器内を攪拌子で攪拌することにより液体を混合する攪拌型の混合装置（例えば、特許文献１参照。）や、複数の流路によって複数種類の液体を混合室に供給して混合するオンフロー型の混合装置がある（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３１７４２号公報
【特許文献２】特開２００９−１３６８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
攪拌型の混合装置では、容器内の攪拌子を外部から磁力等を用いて非接触で動作させるため、液体の粘度などにより抵抗が高くなると攪拌子が十分に動作せず、攪拌が十分になされないという問題があった。
オンフロー型の混合装置はミキサに液を供給するだけの構成のため、混合が十分に行われない虞もあるが、攪拌型のように混合度合を調節することができなかった。
【０００５】
そこで本発明は、攪拌子による攪拌を行なうことなく液体の混合度合を調節できる液体混合装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体混合装置は、混合流路と、混合流路の一端に接続され混合流路内の流体の引込みと押出しを行なう第１のシリンジと、混合流路の他端に接続され混合流路内の流体の引込みと押出しを行なう第２のシリンジと、混合流路上に配置されたミキサと、混合流路内に混合対象の液体を供給するための液体供給部と、混合流路の一端側から混合流路内の液体を外部装置へ導くための混合液供給部と、混合流路の他端側から混合流路内にパージ用流体を供給するためのパージ用流体供給部と、を備えたものである。
【０００７】
本発明の液体混合装置を用いた液体混合方法は、液体供給部により混合対象の液体を混合流路内に導入する液体導入工程と、混合流路内を密閉系とした状態で混合流路内の液体がミキサを通って往復動するように第１及び第２のシリンジを駆動する混合工程と、パージ用流体供給部によりパージ用流体を混合流路の他端側から供給することにより、混合液供給部から混合流路内の液体を外部装置へ導く混合液排出工程と、を順に行なうものである。
【０００８】
上記の液体混合装置は、混合流路の他端側から混合流路内に洗浄液を供給するための洗浄液供給部をさらに備えていてもよい。そうすれば、混合流路内で混合した液体を外部へ排出した後、洗浄液を供給して混合流路内を洗浄することができる。
【０００９】
洗浄液供給部を備えている場合には、混合流路の一端側から混合流路内の流体を外部へ排出するためのドレイン部を混合流路上の洗浄液供給部よりも他端側に備えていることが好ましい。そうすれば、混合流路内に供給された洗浄液を混合液供給部とは別のドレイン部から排出することができる。
【００１０】
第１及び第２のシリンジはそれぞれのシリンダの内部を共通のプランジャが摺動するものであってもよい。そうすれば、第１及び第２のシリンダの構造を簡単にすることができるとともに小型化することができ、装置を小型化することができる。プランジャを駆動する機構が１つだけでよいため、コストの低減を図ることもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の液体混合装置では、両端がそれぞれ第１のシリンジと第２のシリンジに接続された混合流路や混合流路上に設けられたミキサを備えているので、第１及び第２のシリンジの駆動によって混合対象の液体を混合流路内でミキサを通って往復動させることができる。
このような液体混合装置を用いた本発明の液体混合方法では、混合対象の液体をミキサに導入する回数を調整することによって攪拌子による攪拌を行なうことなく液体の混合度合を調節することができる。そして、液体をミキサに複数回導入するようにすることで、従来のオンフロー型の液体混合装置よりも混合度合を高めることができ、液体の十分な混合が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】液体混合装置の一実施例を示す流路構成図である。
【図２】同実施例の液体混合装置における混合対象液体の供給時の状態を示す流路構成図である。
【図３】同実施例の液体混合装置における液体混合時の状態を示す流路構成図である。
【図４】同実施例の液体混合装置における外部装置への混合液供給時の状態を示す流路構成図である。
【図５】同実施例の液体混合装置における混合流路内洗浄時の状態を示す流路構成図である。
【図６】同実施例の液体混合装置における混合流路内の洗浄液のパージ時の状態を示す流路構成図である。
【図７】同実施例の液体混合装置を用いた液体混合方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】液体混合装置の他の実施例を説明するための流路構成図である。
【図９】液体混合装置を液体クロマトグラフに適用した例を示す流路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照しながら液体混合装置の一実施例を説明する。
この液体混合装置は、内部で混合対象となる液体を流通させる混合流路２を備えている。混合流路２は、互いの一端がミキサ４を介して接続された第１流路２ａと第２流路２ｂからなる。第１流路２ａの他端に第１シリンジ１０ａが接続され、第２流路２ｂの他端に第２シリンジ１０ｂが接続されている。
【００１４】
第１流路２ａの一端側でミキサ４の近傍に混合対象の液体を供給するための液体供給流路６が三方弁８を介して接続されている。図示は省略されているが、液体供給流路６はそれぞれ互いに異なる液体を収容した複数（例えば２種類）の容器からポンプによって各液体を汲み上げる流路である。液体供給流路６と三方弁８は液体供給部を構成する。第１流路２ａの他端側にはパージガス又は洗浄液を供給するためのパージ用流体供給流路１２が三方弁１４を介して接続されている。パージ用流体供給流路１２と三方弁１４はパージ用流体供給部を構成する。
【００１５】
第２流路２ｂの他端側に混合液供給流路１６が三方弁１８を介して接続され、第２シリンジ１０ｂと混合液供給流路１６との間にドレイン流路２０が三方弁２２を介して接続されている。混合液供給流路１６は混合流路２内の液体を外部装置へ供給するための流路であり、ドレイン流路２０は混合流路２内の流体を外部へ排出するための流路である。混合液供給流路１６と三方弁１８は混合液供給部を構成し、ドレイン流路２０と三方弁２２はドレイン部を構成する。
なお、三方弁８，１４，１８及び２２は３つのポートをもち、そのうちの２つのポート間を切り替えて接続することができるものである。
【００１６】
この液体混合装置は、混合流路２の三方弁１４から三方弁１８までの間の流路が液体の混合用の流路として使用することができる。一度の混合動作において混合流路２内に導入される液体の量は、三方弁１４から三方弁１８までの間の混合流路２及びミキサ４の容量よりも少ない量でかつミキサ４を通って混合流路２内を往復動させることができる量である。したがって、三方弁１２から三方弁１８までの間の混合流路２及びミキサ４の容量の合計を大きくすることにより一度の混合動作で混合できる液体の量を増加させることができる。混合流路内２内に導入される液体の量がこれよりも多くなると、液体の端部がパージ用流体供給流路１２から供給されるリンス液で洗浄することができない三方弁１４よりもシリンジ１０ａ側の領域、又は混合液供給流路１６から液体を排出することができない三方弁１８よりもシリンジ１０ｂ側の領域に到達し、混合流路２内やシリンジ１０ａ，１０ｂの汚染に繋がる虞がある。
【００１７】
この液体混合装置を用いた液体混合方法について図２から図６の流路構成図及び図７のフローチャートを用いて説明する。
まず、液体供給流路６が第１流路２ａの一部、ミキサ４及び第２流路２ｂを介してドレイン流路２０に接続されるように三方弁８，１８，２２を切り替え（ステップＳ１）、液体供給流路６から混合対象の液体を混合流路２に導入する（図２、ステップＳ２）。
【００１８】
シリンジ１０ａ−混合流路２−シリンジ１０ｂが密閉系となるように三方弁８，１８，２２を切り替え（ステップＳ３）、シリンジ１０ａとシリンジ１０ｂを互いの吸引・吐出のタイミングが逆になるように連動させることで、混合流路２内の液体をミキサ４を通って往復動させる（図３、ステップＳ４）。
【００１９】
パージ用流体供給流路１２が第１流路２ａ、ミキサ４及び第２流路２ｂを介して混合液供給流路１６に接続されるように三方弁８，１８，２２を切り替え（ステップＳ５）、パージ用流体供給流路１２からリンス液を供給することにより混合流路２で混合された混合液を混合液供給流路１６から排出する（図４、ステップＳ６）。
【００２０】
混合液を混合液供給流路１６から排出した後、パージ用流体供給流路１２が第１流路２ａ、ミキサ４及び第２流路２ｂを介してドレイン流路２０に接続されるように三方弁８，１８，２２を切り替え、リンス液をパージ用流体供給流路１２から供給しながらドレイン流路２０から排出し（ステップＳ７）、さらにその後、同じ状態でパージ用流体供給流路１２からパージガスを供給してドレイン流路２０からリンス液を排出することにより、第１流路２ａ、ミキサ４及び第２流路２ｂの内部を洗浄する（図６、ステップＳ８）。これにより、液体を混合する一連の動作が終了する。
【００２１】
なお、混合流路２内で液体を往復動させるためのシリンジは、図８に示されているように、１つのシリンダ内で１つのプランジャ１１ｃが摺動するものであってもよい。このシリンジ１０ｃは両端に流体の吸引・吐出口をもち、その吸引・吐出口に混合流路２を構成する第１流路２ａの一端と第２流路２ｂの一端がそれぞれ接続されている。プランジャ１１ｃは外部よりモータによって駆動される。プランジャ１１ｃを第１流路２ａ側へ駆動すると第１流路２ａ側へ流体を押し出し、第２流路２ｂ側では吸引となるため、混合流路２内の流体は第２流路２ｂ側へ移動する。逆に、プランジャ１１ｃを第１流路２ｂ側へ駆動すると第１流路２ｂ側へ流体を押し出し、第２流路２ａ側では吸引となるため、混合流路２内の流体は第１流路２ａ側へ移動する。このように、シリンジ１０ａ，１０ｂを一体化させたシリンジ１０ｃはプランジャが１つであるためシリンジ１０ｃを駆動する機構も１つだけでよく、２つのシリンジ１０ａ，１０ｂを用いる場合よりも設置面積の縮小やコストの低減を図ることができる。
【００２２】
次に、液体混合装置を液体クロマトグラフに適用した例について図９を参照しながら説明する。
この例に用いられている液体混合装置はドレイン流路２０が混合流路２に接続されていない点においてのみ図１の実施例と異なっている。この例の液体クロマトグラフにドレイン流路２０ａが設けられており、このドレイン流路２０ａに混合流路２を接続することでドレイン流路２０の代わりとすることができる。
【００２３】
混合液供給流路１６が六方バルブ２４の１つのポートに接続されている。六方バルブ２４の他のポートには、サンプルループ２６の両端、ドレイン流路２０ａ、上流側分析流路２８及び下流側分析流路３０がそれぞれ接続されている。六方バルブ２４は、混合液供給流路１６−サンプルループ２６−ドレイン流路２０ａ、上流側分析流路２８−下流側分析流路３０が接続された状態と、混合液供給流路１６−ドレイン流路２０ａ、上流側分析流路２８−サンプルループ２６−下流側分析流路３０が接続された状態に切り替えることができる。
【００２４】
上流側分析流路２８は上流端が分析用移動相３２を収容した容器に接続され、移動相３２を送液するためのポンプ３３を備えている。下流側分析流路３０は試料を分離するための分離カラム３４と分離カラム３４で分離した各成分を検出するための検出器３６を備えている。上流側分析流路２８と下流側分析流路３０は液体クロマトグラフの分析流路を構成する。
【００２５】
液体供給流路６からは液体クロマトグラフで分析するための試料とその試料を希釈するための希釈液を混合流路２に導入する。試料と希釈液は混合流路２内においてミキサ４を通って往復動させて混合する。その後、六方バルブ２４を切り替えて混合液供給流路１６−サンプルループ２６−ドレイン流路２０ａを接続し、パージ用流体供給流路１２からリンス液を供給して混合された試料の希釈溶液を混合液供給流路１６から排出することにより、試料をサンプルループ２６に捕捉する。
【００２６】
サンプルループ２６に試料を捕捉した後、六方バルブ２４を切り替えて上流側分析流路２８−サンプルループ２６−下流側分析流路３０を接続し、ポンプ３３を駆動して上流側分析流路２８から移動相３２を送液することによりサンプルループ２６に捕捉した試料を下流側分析流路３０に導き、分離カラム３４で成分ごとに分離し、各成分を検出器３６で検出する。
【００２７】
試料の分析後、六方バルブ２４を切り替えて混合液供給流路１６−サンプルループ２６−ドレイン流路２０ａを接続するとともに、パージ用流体供給流路１２が第１流路２ａ、ミキサ４及び第２流路２ｂを介して混合液供給流路１６に接続されるように三方弁８，１４，１８を切り替え、パージ用流体供給流路１２からリンス液を供給することにより混合流路２、ミキサ４、混合液供給流路１６及びサンプルループ２６の内部を洗浄する。洗浄後、パージ用流体供給流路１２からパージガスを流してリンス液をパージする。
【符号の説明】
【００２８】
２    混合流路
２ａ  第１流路
２ｂ  第２流路
４    ミキサ
６    液体供給流路
８，１４，１８，２２  三方弁
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  シリンジ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  プランジャ
１２    パージ用流体供給流路
１６    混合液供給流路
２０，２０ａ  ドレイン流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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