(57)【要約】【課題】液体圧配管及び気体圧配管を試料導入部に直接接続できるとともに、チップ等を使用して溶媒や試料を固相抽出カートリッジの試料導入部へ供給して混合できる固相抽出カートリッジを提供する。【解決手段】筒状のカートリッジ本体２内に、下フリット３を装着し、その上に固相充填剤４を充填し、さらにその上に上フリット５を押し当てて栓をしてなる固相抽出カートリッジ１であって、カートリッジ本体２の試料導入部６の内面の上下に、排出側へ行くにしたがって縮径するテーパー状の上接続部６Ａ及び下接続部６Ｂを形成するとともに、上接続部６Ａの最小内径ＤＡを下接続部６Ｂの最大内径ＤＢよりも大きく形成してなり、試料導入部６に挿入された気体圧配管を上接続部６Ａに密着させて接続するとともに、試料導入部６に挿入された液体圧配管を下接続部６Ｂに密着させて接続する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のカートリッジ本体内に、下フリットを装着し、その上に固相充填剤を充填し、さらにその上に上フリットを押し当てて栓をしてなる固相抽出カートリッジ、又は筒状のカートリッジ本体内に、多連続孔を持つ、又は多孔質である一体型の固相抽出体を装着してなる固相抽出カートリッジであって、
前記カートリッジ本体の試料導入部の内面の上下に、排出側へ行くにしたがって縮径するテーパー状の上接続部及び下接続部を形成するとともに、前記上接続部の最小内径を前記下接続部の最大内径よりも大きく形成してなり、
前記試料導入部に挿入された気体圧配管を前記上接続部に密着させて接続するとともに、前記試料導入部に挿入された液体圧配管を前記下接続部に密着させて接続することを特徴とする固相抽出カートリッジ。
【請求項２】
前記下接続部が、前記上フリット又は前記固相抽出体の直上に位置する請求項１記載の固相抽出カートリッジ。
【請求項３】
前記カートリッジ本体の前記下フリットの排出側、又は前記カートリッジ本体の前記固相抽出体の排出側に筒状の排出用先端部を設けるとともに、前記排出用先端部の内面に排出側へ行くにしたがって拡径するテーパー状の接続部を形成し、前記排出用先端部に挿入された配管を前記接続部に密着させて接続する請求項１記載の固相抽出カートリッジ。
【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やガスクロマトグラフなどにより分析する試料を調製するために用いられる固相抽出カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
固相抽出（Solid Phase Extraction（SPE））は、分析化学において溶液や懸濁液に含まれる分析対象物とそれ以外の不純物とを分離する方法であり、固相担体を充填した固相抽出カートリッジが用いられる。
このような固相抽出カートリッジは、円筒状のカートリッジ本体（リザーバー）内に、円板状又は球体状の下フリット（フィルター）を装着し、その上に固相充填剤（吸着材）を充填し、さらにその上に円板状又は球体状の上フリット（フィルター）を押し当てて栓をしたものである（例えば、特許文献１〜３参照）。
固相抽出カートリッジの形態の主なものとして、注射筒タイプ（例えば、特許文献１の図１、及び特許文献３の図５（ｂ）参照）、コマタイプ（例えば、特許文献２の図２、及び特許文献３の図５（ａ）参照）、及びプレスフィットタイプ（例えば、特許文献３の図２〜図４）がある。
【０００３】
また、固相抽出カートリッジを用いて行う固相抽出法の手順の一例として、以下の（１）ないし（４）がある。
（１）液体圧配管を使用してコンディショニング溶媒を固相抽出カートリッジの試料導入部へ供給して固相に通液することにより、固相を濡らして官能基を活性化する（コンディショニング工程）。
（２）チップ等を使用して溶媒と試料液を固相抽出カートリッジの試料導入部へ供給することにより、溶媒と試料液を混合する（試料混合工程）。
（３）気体圧配管を使用して気体を固相抽出カートリッジの試料導入部へ供給し、気体の圧力で試料を固相に通液することにより、目的成分（分析対象物）を固相に保持させる（目的成分保持工程）。
（４）液体圧配管を使用して溶出液を固相抽出カートリッジの試料導入部へ供給することにより、溶出液を固相に通液して目的成分を溶出させて回収する（目的成分回収工程）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１６００２号公報
【特許文献２】特開２００７−１５５４６５号公報
【特許文献３】特開２０１５−０７８９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜３のような従来の固相抽出カートリッジの構成では、固相抽出カートリッジの試料導入部に異径の配管である液体圧配管及び気体圧配管を接続する場合、それらの両方を直接接続することはできない。すなわち、液体圧配管及び気体圧配管の一方又は両方の接続にアダプターを用いる必要があるので、自動化のためのコストが増大する。
【０００６】
その上、前記注射筒タイプの固相抽出カートリッジにおいて、例えば、固相抽出カートリッジの試料導入部に気体圧配管は接続できるが、液体圧配管は接続できない。
よって、前記コンディショニング工程において、チップ等を使用してコンディショニング溶媒を固相抽出カートリッジの試料導入部へ供給した後、気体圧配管を使用して前記溶媒を固相に通液する必要があることから、固相上に適当な量の前記溶媒を残すように調整し難い。固相が乾燥した場合には固相の活性が弱まってしまうので、前記コンディショニング工程を最初からやり直す必要がある。
【０００７】
その上さらに、前記コマタイプ及び前記プレスフィットタイプの固相抽出カートリッジにおいては、固相抽出カートリッジの試料導入部の容積が小さいことから、前記試料混合工程を行う際に、例えばクロスコンタミネーションフリーを実現する使い捨てのチップを使用して溶媒や試料を固相抽出カートリッジの試料導入部へ供給して混合できない。
【０００８】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、異径の配管である液体圧配管及び気体圧配管を、接続アダプターを用いることなく試料導入部に直接接続できるとともに、チップ等を使用して溶媒や試料を固相抽出カートリッジの試料導入部へ供給して混合できる固相抽出カートリッジを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る固相抽出カートリッジは、前記課題解決のために、筒状のカートリッジ本体内に、下フリットを装着し、その上に固相充填剤を充填し、さらにその上に上フリットを押し当てて栓をしてなる固相抽出カートリッジ、又は筒状のカートリッジ本体内に、多連続孔を持つ、又は多孔質である一体型の固相抽出体を装着してなる固相抽出カートリッジであって、前記カートリッジ本体の試料導入部の内面の上下に、排出側へ行くにしたがって縮径するテーパー状の上接続部及び下接続部を形成するとともに、前記上接続部の最小内径を前記下接続部の最大内径よりも大きく形成してなり、前記試料導入部に挿入された気体圧配管を前記上接続部に密着させて接続するとともに、前記試料導入部に挿入された液体圧配管を前記下接続部に密着させて接続することを特徴とする。
【００１０】
このような固相抽出カートリッジの構成によれば、カートリッジ本体の試料導入部の内面の上下に、排出側へ行くにしたがって縮径するテーパー状の上接続部及び下接続部が形成されるとともに、上接続部の最小内径が下接続部の最大内径よりも大きく形成されていることから、試料導入部に挿入された大径の気体圧配管を上接続部に密着させて接続できるとともに、試料導入部に挿入された小径の液体圧配管を下接続部に密着させて接続できる。
よって、異径の配管である液体圧配管及び気体圧配管を、接続アダプターを用いることなく容易かつ確実に試料導入部に直接接続できるので、自動化のためのコストを低減できる。
その上、カートリッジ本体の試料導入部が、排出側へ行くにしたがって縮径するテーパー状の下接続部、及び下接続部の最大内径よりも最小内径が大きく、下接続部の上方に位置する、排出側へ行くにしたがって縮径するテーパー状の上接続部を含むことから、試料導入部の容積が比較的大きいので、チップ等を使用して溶媒や試料を試料導入部へ供給して混合できる。
【００１１】
ここで、前記下接続部が、前記上フリット又は前記固相抽出体の直上に位置するのが好ましい。
このような構成によれば、液体圧配管を下接続部に密着させて接続した状態で、液体圧配管の下端が固相の直上に位置することから、試料が固相にたどり着く前にデッドスペースで拡散されることがなく、少量の試料であっても直ぐに固相に負荷させることができるので効率がよくなる。
【００１２】
また、前記カートリッジ本体の前記下フリットの排出側、又は前記カートリッジ本体の前記固相抽出体の排出側に筒状の排出用先端部を設けるとともに、前記排出用先端部の内面に排出側へ行くにしたがって拡径するテーパー状の接続部を形成し、前記排出用先端部に挿入された配管を前記接続部に密着させて接続するのが一層好ましい。
このような構成によれば、排出用先端部の内面に排出側へ行くにしたがって拡径するテーパー状の接続部が形成されているので、排出用先端部内に挿入された配管を接続部に密着させて接続できる。
よって、配管を、接続アダプターを用いることなく容易かつ確実に排出用先端部に直接接続できるので、自動化のためのコストを低減できる。
その上、排出用先端部内に挿入された配管は、排出用先端部内面の上側で密着することから、デッドスペースが大幅に小さくなるので、溶出液がスムーズに無駄なく流れるため分析精度が高くなる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明に係る固相抽出カートリッジによれば、
（１）カートリッジ本体の試料導入部の内面の上下に形成した、排出側へ行くにしたがって縮径するテーパー状の上接続部及び下接続部を用いて、異径の配管である液体圧配管及び気体圧配管を、接続アダプターを用いることなく容易かつ確実に直接接続できるので、自動化のためのコストを低減できること、
（２）上下の接続部を含む試料導入部の容積が比較的大きいので、チップ等を使用して溶媒や試料を試料導入部へ供給して混合できること、
（３）下接続部が固相の直上に位置するものでは、液体圧配管を下接続部に密着させて接続した状態で試料が固相にたどり着く前にデッドスペースで拡散されることがなく、少量の試料であっても直ぐに固相に負荷させることができるので効率がよくなること、
（４）固相の排出側に設けた排出用先端部の内面に排出側へ行くにしたがって拡径するテーパー状の接続部を形成して排出用先端部に挿入された配管を接続するものでは、配管を、接続アダプターを用いることなく容易かつ確実に排出用先端部に直接接続できるので、自動化のためのコストを低減できるとともに、デッドスペースが大幅に小さくなるので、溶出液がスムーズに無駄なく流れるため分析精度が高くなること、
等の顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る固相抽出カートリッジの斜視図である。
【図２】同じく縦断面図（図１の矢視Ｘ−Ｘ断面図）である。
【図３】試料導入部に液体圧配管を接続し、排出用先端部に配管を接続した状態を示す縦断面図である。
【図４】試料導入部に気体圧配管を接続し、排出用先端部に配管を接続した状態を示す縦断面図である。
【図５】固相抽出カートリッジを上下方向に連結した状態を示す縦断面図である。
【図６】固相抽出法の手順の一例を示す縦断面図であり、（ａ）及び（ｂ）はコンディショニング工程、（ｃ）及び（ｄ）は試料混合工程、（ｅ）は目的成分保持工程、（ｆ）は目的成分回収工程を示している。
【図７】球体状のフリットを使用した例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
図１の斜視図、及び図２の縦断面図（図１の矢視Ｘ−Ｘ断面図）に示すように、本発明の実施の形態に係る固相抽出カートリッジ１は、円筒状のカートリッジ本体２内に、円板状の下フリット３を受け面１０Ａに添わせるようにして装着し、その上に固相充填剤４を充填し、さらにその上に円板状の上フリット５を押し当てて栓をしてなるものである。
ここで、カートリッジ本体２は半透明の合成樹脂製、下フリット３及び上フリット４は合成樹脂製である。また、固相充填剤４としては、シリカゲル、アルミナ、オクタデシルシリカ、硫酸ナトリウム、ポリマー系交換樹脂などが挙げられるが、他の材料であってもよく、取り除きたい夾雑物や保持したい分析対象物（目的成分）の種類などに応じて適宜選定することができる。
【００１６】
固相抽出カートリッジ１において、カートリッジ本体２の円筒状の試料導入部６の内面の上下には、排出側へ行くにしたがって縮径するテーパー状（その勾配は、３〜５度程度）の上接続部６Ａ及び下接続部６Ｂが形成されるとともに、上接続部６Ａの最小内径ＤＡは下接続部６Ｂの最大内径ＤＢよりも大きく形成される（図２における内径ＤＡ＞内径ＤＢ）。ここで、下接続部６Ｂは、上フリット５の直上に位置する。
また、カートリッジ本体２の下フリット３の排出側には、円筒状の排出用先端部７が設けられるとともに、排出用先端部７の内面には、排出側へ行くにしたがって拡径するテーパー状（その勾配は、３〜５度程度）の接続部７Ａが形成される。
カートリッジ本体２の水平断面の外形は図１に示すような円形に限定されず多角形等の円形以外の形状であってもよいが、カートリッジ本体２内の上下方向の孔については、少なくとも、上下の円板状フリット５，３間、上接続部６Ａ及び下接続部６Ｂ、並びに接続部７Ａは丸孔である。
【００１７】
以上のような構成により、図３の縦断面図に示すように、試料導入部６に上方から液体圧配管ＰＬを挿入することにより、液体圧配管ＰＬは下接続部６Ｂに密着した状態で接続される。前記のとおり下接続部６Ｂが上フリット５の直上に位置することから、液体圧配管ＰＬは、上フリット５の近傍で下接続部６Ｂに密着する。
また、図４の縦断面図に示すように、試料導入部６に上方から気体圧配管ＰＧを挿入することにより、気体圧配管ＰＧは上接続部６Ａに密着した状態で接続される。
さらに、図３及び図４の縦断面図に示すように、排出用先端部７に下方から配管Ｐを挿入することにより、配管Ｐは接続部７Ａに密着した状態で接続される。
なお、配管ＰＬ，ＰＧ，Ｐは、ステンレス製、又はＰＥＥＫ製若しくはＰＴＦＥ製である。
さらにまた、図５の縦断面図に示すように、固相抽出カートリッジ１は、その排出用先端部７の外面が、別の固相抽出カートリッジ１の試料導入部６の上接続部６Ａに密着するように形成されているので、容易かつ確実に上下方向に連結できる。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態に係る固相抽出カートリッジ１を用いて行う固相抽出法の手順の一例について説明する。
図６に示す固相抽出法の手順を示す縦断面図において、図６（ａ）及び図６（ｂ）はコンディショニング工程、図６（ｃ）及び図６（ｄ）は試料混合工程、図６（ｅ）は目的成分保持工程、図６（ｆ）は目的成分回収工程を示している。
【００１９】
（コンディショニング工程）
図６（ａ）のように、固相抽出カートリッジ１の試料導入部６に上方から液体圧配管ＰＬ１を挿入して下接続部６Ｂに接続した状態で、液体圧配管ＰＬ１からコンディショニング溶媒Ｃを供給して固相充填剤４に通液することにより、固相充填剤４を濡らして官能基を活性化する。
次に、液体圧配管ＰＬ１からのコンディショニング溶媒Ｃの供給を停止して液体圧配管ＰＬ１を上昇させることにより、下接続部６Ｂとの接続を解除し、図６（ｂ）のように、固相上に適当な量のコンディショニング溶媒Ｃを残した状態にする。
【００２０】
（試料混合工程）
図６（ｃ）のように、チップＴ１により溶媒Ｓ１を試料導入部６へ供給する。
次に、図６（ｄ）のように、チップＴ２により試料液Ｓ２を試料導入部６へ供給することにより、溶媒Ｓ１と試料液Ｓ２を混合する。
【００２１】
（目的成分保持工程）
図６（ｅ）のように、試料導入部６に上方から気体圧配管ＰＧを挿入して上接続部６Ａに接続した状態で、気体圧配管ＰＧから気体Ｇ（例えばエアー又は窒素）を試料導入部６内へ供給し、気体Ｇの圧力で試料を固相充填剤４に通液することにより、目的成分（分析対象物）を固相充填剤４に保持させる。
【００２２】
（目的成分回収工程）
気体圧配管ＰＧからの気体Ｇの供給を停止して気体圧配管ＰＧを上昇させることにより、気体圧配管ＰＧの上接続部６Ａとの接続を解除する。
次に、図６（ｆ）のように、試料導入部６に上方から液体圧配管ＰＬ２を挿入して下接続部６Ｂに接続した状態で、液体圧配管ＰＬ２から溶出液Ｅを供給して固相充填剤４に通液することにより、目的成分（分析対象物）を溶出させて回収する。
【００２３】
以上の説明においては、固相抽出カートリッジ１の固相充填剤４の上下に、円板状の上フリット５及び円板状の下フリット３を設けた構成について説明したが、図７の縦断面図に示すように固相充填剤４の上下に、球体状の上フリット９及び球体状の下フリット８を設けてもよい。すなわち図７に示す固相抽出カートリッジ１は、円筒状のカートリッジ本体２内に、球体状の下フリット８を受け面１０Ｂに添わせるようにして装着し、その上に固相充填剤４を充填し、さらにその上に球体状の上フリット９を押し当てて栓をしてなるものである。
【００２４】
図７のような固相抽出カートリッジ１の構成によれば、下フリット８及び上フリット９が球体であるので、円板状の下フリット３及び上フリット５のように姿勢を配慮しながらカートリッジ本体２内へ組み込む必要がないため、組込み作業が非常に容易になり、固相抽出カートリッジ１が極少量充填型で特に内径が小さいもの（例えば、内径が２ｍｍ程度）においてその特長が顕著になる。
また、下フリット８及び上フリット９が同じ直径の球体であるので、これらを区別する必要がないため、さらにカートリッジ本体２内への組込み作業が容易になる。
さらに、球体状の下フリット８がカートリッジ本体２内の部分球面状の受け面１０Ｂに添うので、デッドスペースが形成されないため、分析精度が悪くならない。
【００２５】
以上の説明においては、フリット（フィルター）を用いる場合を示したが、多連続孔を持つ、又は多孔質である一体型の固相抽出体に分析対象物（目的成分）を保持させる場合は、前記固相抽出体は固形であるので、フリットが不要になる。
【００２６】
以上のような構成の固相抽出カートリッジ１によれば、カートリッジ本体２の試料導入部６の内面の上下に、排出側へ行くにしたがって縮径するテーパー状の上接続部６Ａ及び下接続部６Ｂが形成されるとともに、上接続部６Ａの最小内径ＤＡが下接続部６Ｂの最大内径ＤＢよりも大きく形成されていることから、試料導入部６に挿入された大径の気体圧配管ＰＧを上接続部６Ａに密着させて接続できるとともに、試料導入部６に挿入された小径の液体圧配管ＰＬを下接続部６Ｂに密着させて接続できる。
よって、異径の配管である液体圧配管ＰＬ及び気体圧配管ＰＧを、接続アダプターを用いることなく容易かつ確実に試料導入部６に直接接続できるので、自動化のためのコストを低減できる。
また、カートリッジ本体２の試料導入部６が、排出側へ行くにしたがって縮径するテーパー状の下接続部６Ｂ、及び下接続部６Ｂの最大内径ＤＢよりも最小内径ＤＡが大きく、下接続部６Ｂの上方に位置する、排出側へ行くにしたがって縮径するテーパー状の上接続部６Ａを含むことから、試料導入部６の容積が比較的大きいので、チップ等を使用して溶媒や試料を試料導入部６へ供給して混合できる。
【００２７】
さらに、下接続部６Ｂが上フリット５の直上に位置するので、液体圧配管ＰＬを下接続部６Ｂに密着させて接続した状態で、液体圧配管６Ｂの下端が固相の直上に位置する。
よって、試料が固相にたどり着く前にデッドスペースで拡散されることがなく、少量の試料であっても直ぐに固相に負荷させることができるので効率がよくなる。
さらにまた、排出用先端部７の内面に排出側へ行くにしたがって拡径するテーパー状の接続部７Ａが形成されているので、排出用先端部７内に挿入された配管Ｐを接続部７Ａに密着させて接続できる。
よって、配管Ｐを、接続アダプターを用いることなく容易かつ確実に排出用先端部７に直接接続できるので、自動化のためのコストを低減できる。
また、排出用先端部７内に挿入された配管Ｐは、排出用先端部７内面の上側で密着することから、デッドスペースが大幅に小さくなるので、溶出液Ｅがスムーズに無駄なく流れるため分析精度が高くなる。
【符号の説明】
【００２８】
１  固相抽出カートリッジ
２  カートリッジ本体
３  円板状の下フリット
４  固相充填剤
５  円板状の上フリット
６  試料導入部
６Ａ  上接続部
６Ｂ  下接続部
７  排出用先端部
７Ａ  接続部
８  球体状の下フリット
９  球体状の上フリット
１０Ａ，１０Ｂ  受け面
Ｃ  コンディショニング溶媒
ＤＡ  上接続部の最小内径
ＤＢ  下接続部の最大内径
Ｅ  溶出液
Ｇ  気体
ＰＧ  気体圧配管
ＰＬ，ＰＬ１，ＰＬ２  液体圧配管
Ｐ  配管
Ｓ１  溶媒
Ｓ２  試料液
Ｔ１，Ｔ２  チップ
【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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