(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速液体クロマトグラフィー装置に装着され、試料を含む移動相が注入されることにより該試料の分離処理を行なう構成とされた高速液体クロマトグラフィー用カラムであって、
カラム充填剤が充填されるカラム本体と、
該カラム本体が装着されるエンドフィッティングと、
前記試料に含まれる不要物が前記カラム充填剤に進行するのを防止するフィルタ部と前記カラム本体及び前記フィルタ部よりも高い弾性を有する枠部とで構成されるフリットと、
前記枠部と同じ又はそれより高い弾性を有する単数又は複数のリング状の部材と、
を有し、
前記フリット及び前記リング状の部材を前記エンドフィッティングと前記カラム本体との間に挟持させ、前記フリットを前記カラム本体の上流側の端面に接するよう配設し、かつ、前記リング状の部材を前記フリットの上流側に配設したことを特徴とする高速液体クロマトグラフィー用カラム。
【請求項２】
請求項１記載の高速液体クロマトグラフィー用カラムにおいて、
前記リング状部材を、前記試料を含む移動相が印加する圧力に対応させて複数配設したことを特徴とする高速液体クロマトグラフィー用カラム。
【請求項３】
高速液体クロマトグラフィー装置に装着され、試料を含む移動相が注入されることにより該試料の分離処理を行なう構成とされた高速液体クロマトグラフィー用カラムであって、
カラム充填剤が充填されるカラム本体と、
該カラム本体が装着されるエンドフィッティングと、
前記試料に含まれる不要物が前記カラム充填剤に進行するのを防止するフィルタ部と前記カラム本体及び前記フィルタ部よりも高い弾性を有する枠部とで構成されるフリットと、を有し、
前記フリットを複数設け、該複数のフリットを前記エンドフィッティングと前記カラム本体との間に挟持させ、かつ前記複数のフリットのいずれか一つは、前記カラム本体の上流側の端面に接するよう配設されてなることを特徴とする高速液体クロマトグラフィー用カラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高速液体クロマトグラフィー用カラムに係り、特に移動相流速を高めることにより分析効率の向上が図られた高速液体クロマトグラフィー用カラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速液体クロマトグラフィー装置は化学物質を分離・定量する化学分析手段として広く使われている。この高速液体クロマトグラフィー装置は、ポンプにより流れる移動相に試料を注入した上でカラムに導入して試料の各成分を分離し、カラムから流出する分離された各成分を検出器で検出することにより試料の成分分析を行なう構成とされている。
【０００３】
また、高速液体クロマトグラフィー用カラムとしては、オクタデシルシリル化（ＯＤＳ）カラムが最も広く使用されている。近年、分析時間を短縮するために、カラム長の短縮や使用するカラム充填剤の粒子の小径化が進んでいる。小粒子径のシリカゲルを用いることでカラムの理論段数は向上し、短いカラム長でも分離を達成することができ、よって分析時間の短縮を行なうことが可能である。また、分析時間は流速に反比例するため、移動相流速を高めることによって分析時間を短縮することが可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、移動相流速を高めると流速に比例してカラム圧力が上昇する。また、試料注入時には、一時的に更に高い圧力がカラムにかかる。そのために、高速液体クロマトグラフィー用カラムに内設されているフリットが変形し、論理段数が低下してしまうという問題点が生じた。この問題点について、図１２を参照しつつ説明する。
【０００５】
図１２（Ａ）は、従来の高速液体クロマトグラフィー用カラム１（以下、カラムと略称する）の一例を示す断面図である。特に、図１２では、カラム１の試料を注入する側（即ち、試料を含む移動相の流れに対し上流側）を拡大して示している。
【０００６】
カラム１は、カラム本体２，エンドフィッティング４，及びフリット５を有している。カラム本体２は、その内部に試料の各成分を分離するためのカラム充填剤６が充填されている。また、エンドフィッティング４はカラム本体２の端部に装着されるものであり、図示しないねじ機構等によりカラム本体２に固定される。このエンドフィッティング４には注入通路７が形成されており、試料は注入通路７を介してカラム本体２内のカラム充填剤６に注入される。
【０００７】
フリット５は、枠部５ａとフィルタ部５ｂとにより構成されている。枠部５ａは樹脂よりなるリング状の部材であり、その中央にフィルタ部５ｂが配設されている。フィルタ部５ｂは焼結フィルタであり、注入される試料に含まれる不要物がカラム充填剤６内に進行するのを防止すると共に、カラム充填剤６がカラム本体２から注入通路７側に入り込むことを防止している。
【０００８】
上記構成とされたカラム１において、分析時間の短縮を図るため、試料を含む移動相（以下、これを含試料移動相という）の流速を高めたときのフリット５の動作について、図１２（Ｂ）を用いて説明する。ここで含試料移動相の流速を高めるとは、具体的には一般の分析における流速が２００μｌ／分であったものを、４００μｌ／分の流速まで高めることをいう。
【０００９】
このように含試料移動相の流速を高めると、これに伴いフリット５には高い圧力が印加されるようになる。具体的には、１００ｋｇｆ〜２００ｋｇｆの圧力がフリット５に印加されるようになる。
【００１０】
カラム本体２及びエンドフィッティング４は、ステンレス等の硬質金属により形成されている。これに対し、前記したようにフリット５の枠部５ａは樹脂により形成されており、カラム本体２及びエンドフィッティング４よりも高い弾性を有している。また、フィルタ部５ｂは焼結体（例えば、セラミック）であるため、枠部５ａに対して高い硬度を有している。
【００１１】
このため、上記のように高流速の含試料移動相がカラム１に注入されると、図１２（Ｂ）に示されるように、フリット５の枠部５ａが弾性変形してしまい、枠部５ａとカラム本体２の端面との間に空間部８が形成されてしまう。また、本発明者の実験によれば、この空間部８内にカラム充填剤６が入り込んでしまうことが確認されている。
【００１２】
このように、枠部５ａが変形し空間部８が形成され、更にこの空間部８内にカラム充填剤６が入り込むと、カラム１に注入された含試料移動相の一部は、図１２（Ｂ）に矢印Ｆで示すように、カラム充填剤６が入り込んだ空間部８内にも進行することとなる。これにより、従来のカラム１では、分析時間の短縮を図るため含試料移動相の流速を高めると論理段数の低下が発生する。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、試料を含む移動相の流速を高めても理論段数の低減を防止しうる高速液体クロマトグラフィー用カラムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項１記載の発明は、
高速液体クロマトグラフィー装置に装着され、試料を含む移動相が注入されることにより該試料の分離処理を行なう構成とされた高速液体クロマトグラフィー用カラムであって、
カラム充填剤が充填されるカラム本体と、
該カラム本体が装着されるエンドフィッティングと、
前記試料に含まれる不要物が前記カラム充填剤に進行するのを防止するフィルタ部と前記カラム本体及び前記フィルタ部よりも高い弾性を有する枠部とで構成されるフリットと、
前記枠部と同じ又はそれより高い弾性を有する単数又は複数のリング状の部材と、
を有し、
前記フリット及び前記リング状の部材を前記エンドフィッティングと前記カラム本体との間に挟持させ、前記フリットを前記カラム本体の上流側の端面に接するよう配設し、かつ、前記リング状の部材を前記フリットの上流側に配設したことを特徴とするものである。
【００１６】
上記発明によれば、試料を含む移動相を高速液体クロマトグラフィー用カラムに注入するときにカラム本体の注入側に印加される圧力（以下、注入時圧力という）は、緩衝手段に先ず印加されて圧力の緩衝が行なわれる。よって、上記試料を含む移動相の注入時において、フリットに印加される圧力は注入時圧力に対して小さくなり、従ってフリットのカラム本体と接する面に変形が発生することを防止することができる。
【００１７】
このようにフリットのカラム本体と接する面の変形を防止できることにより、カラム本体とフリットとの境界部分にカラム充填剤が入り込むことを防止できる。これにより、試料を含む移動相は直接カラム本体内のカラム充填剤に注入されるため、高速液体クロマトグラフィー用カラムの理論段数の低下を防止することができる。
【００１９】
また、試料を含む移動相の速度が速く、よってリング状部材及びフリットに高圧力（注入時圧力）が印加された場合、この注入時圧力によりフリットよりも高い弾性を有するリング状部材が変形する。
【００２０】
この際、注入時圧力はリング状部材が弾性変形することにより緩衝されるため、フリットのカラム本体と接する面が変形するようなことはない。従って、カラム本体とフリットとの境界部分にカラム充填剤が入り込むことはなく、高速液体クロマトグラフィー用カラムの理論段数の低下を防止することができる。また、リング状部材は簡単な形状であるリング形状であるため、このリング状部材を容易かつ安価に形成することができる。
【００２１】
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載の高速液体クロマトグラフィー用カラムにおいて、
前記リング状部材を、前記試料を含む移動相が印加する圧力に対応させて複数配設したことを特徴とするものである。
【００２２】
上記発明によれば、リング状部材の配設数を調整するのみで、試料を含む移動相の圧力に適合した緩衝作用を実現できるため、試料を含む移動相の圧力が変化しても、これに容易に対応させることができ、高速液体クロマトグラフィー用カラムの理論段数の低下を確実に防止することができる。
【００２３】
また、請求項３記載の発明は、
高速液体クロマトグラフィー装置に装着され、試料を含む移動相が注入されることにより該試料の分離処理を行なう構成とされた高速液体クロマトグラフィー用カラムであって、
カラム充填剤が充填されるカラム本体と、
該カラム本体が装着されるエンドフィッティングと、
前記試料に含まれる不要物が前記カラム充填剤に進行するのを防止するフィルタ部と前記カラム本体及び前記フィルタ部よりも高い弾性を有する枠部とで構成されるフリットと、を有し、
前記フリットを複数設け、該複数のフリットを前記エンドフィッティングと前記カラム本体との間に挟持させ、かつ前記複数のフリットのいずれか一つは、前記カラム本体の上流側の端面に接するよう配設されてなることを特徴とするものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００３２】
図１乃至図４は、本発明の第１実施例である高速液体クロマトグラフィー用カラム１０Ａ（以下、カラムと略称する）を説明するための図である。尚、図１はカラム１０Ａの部分断面図であり、図２はカラム１０Ａが用いられる高速液体クロマトグラフィー装置３０の概略構成図であり、図３はカラム１０Ａの要部を拡大して示す斜視図であり、更に図４はカラム１０Ａの動作を説明するための図である。
【００３３】
カラム１０Ａの説明に先立ち、先ず図２を用いて液体クロマトグラフィー装置３０の全体構成について説明する。液体クロマトグラフィー装置３０は、移動相用容器３１，ポンプ３３，試料注入装置３５，カラム１０Ａ，検出器３７，及び廃液用容器３８等により構成されている。
移動相用容器３１は、移動相３２を貯めておく容器である。本実施例では単一の移動相３２を用いる構成とされているため、移動相用容器３１は１個のみ配設されている。尚、グラディエント溶出法を用いる場合等においては、複数の移動相用容器３１を配設することも可能である。
【００３４】
ポンプ３３は、配管３９を用いて移動相用容器３１内の移動相３２を吸引すると共に、吸引された移動相３２を配管４０に所定の圧力で吐出する機能を奏するものである。このポンプ３３としては、例えばプランジャータイプポンプ，シリンジタイプポンプ，ダイヤフラムタイプポンプ，エアシリンダータイプポンプ等を用いることができる。これら各タイプのポンプは高い吐出圧力を実現できるため、よってカラム１０Ａに対し試料を含む移動相（含試料移動相）を高流速で注入させることができ、分析時間の短縮を図ることができる。
【００３５】
ポンプ３３から移動相３２が吐出される配管４０は、試料注入装置３５に接続されている。また配管４０の途中位置には圧力計３４が配設されている。圧力計３４は例えばブルドン管圧力計であり、ポンプ３３から吐出される移動相３２の圧力を測定できるよう構成されている。この圧力計３４で測定された配管４０内の移動相３２の圧力は、ポンプ３３にフィードバックされ、これにより配管４０内の移動相３２の圧力が一定となるよう制御される構成となっている。
【００３６】
試料注入装置３５は、例えばユニバーサルインジェクタであり、注入ポート４４から成分分析処理がされるサンプルである試料が注入される。注入ポート４４から注入された試料は、試料注入装置３５において移動相３２と混合され含試料移動相となり、配管４１を介してカラム１０Ａに送られる。
【００３７】
この試料注入の際、試料の注入を容易かつ確実に行なうため、試料注入装置３５はポンプ３３から供給される移動相の流れを一時的に遮断する構成とされている。この一時遮断時においてもポンプ３３から移動相３２は送り出されているため、遮断時における配管４０内の圧力も一時的に上昇する。
【００３８】
そして、試料注入後に上記遮断が解除されると、圧力が蓄成された配管４０内の移動相３２は急激にカラム１０Ａに向け流れるため、カラム１０Ａに供給される含試料移動相の流速は一時的に更に速くなる。この一時的な含試料移動相の流速の上昇も、先に図１２を用いて説明したフリットに変形が発生する理由の一つとなっている。
【００３９】
カラム１０Ａは、その内部に試料の分離処理を行なうためのカラム充填材（例えば、シリカゲルの粉体）が充填されている。このカラム１０Ａで成分分離された試料は、注入配管４２を介して検出器３７に注入される。尚、カラム１０Ａの詳細については、説明の便宜上後述するものとする。
【００４０】
検出器３７は、図示しない光源（例えば、紫外線発射装置），フローセル，及び光センサ等により構成されている。カラム１０Ａで分離処理された試料は注入配管４２を介してフローセルに注入されるよう構成されており、また光源はフローセルに注入された試料に紫外線（以下、ＵＶ光という）を照射する構成とされている。
【００４１】
この際、試料に含まれる成分によりＵＶ光の吸収率が異なるため、試料を通過したＵＶ光は試料に含まれる成分の情報が重畳されたものとなる。そして、このＵＶ光を光センサにより検出し、この光センサから出力される信号を解析することにより、試料に含まれる成分を分析することができる。尚、検出器３７で検出処理が終了した試料は、廃液配管４３を介して廃液用容器３８に排気される。
【００４２】
続いて、カラム１０Ａについて説明する。
図１に示すように、カラム１０Ａは、大略するとカラム本体１１，上流側エンドフィッティング１２，下流側エンドフィッティング１３，フリット１４，及び緩衝用フリット１５Ａ等により構成されている。尚、以下の説明に用いる各図において、矢印Ｘ１で示すのは含試料移動相の流れ方向に対する上流側であり、矢印Ｘ２で示すのは下流側である。
【００４３】
カラム本体１１は、ステンレスよりなるパイプ状の部材である。このカラム本体１１は、例えば内径が6mm以下で長さが150mm以下とされており、小型化が図られている。このカラム本体１１の内部には、前記したようにカラム充填材１６（例えば、シリカゲルの粉体等）が充填されている。また、カラム本体１１の両端外周位置には雄ねじ部１７が形成されている。
【００４４】
上流側エンドフィッティング１２は、注入通路１８，雌ねじ部１９，収納部２０，及び栓装着部２１等を有した構成とされている。この上流側エンドフィッティング１２は、雌ねじ部１９をカラム本体１１の上流側（矢印Ｘ１方向側）に形成された雄ねじ部１７に螺着することによりカラム本体１１に装着される。
【００４５】
この装着の際、カラム本体１１と上流側エンドフィッティング１２との間には、後述するフリット１４及び緩衝用フリット１５Ａが介装される。また、上流側エンドフィッティング１２がカラム本体１１に装着された状態において、フリット１４及び緩衝用フリット１５Ａは、上流側エンドフィッティング１２に形成されている収納部２０内に収納される。
【００４６】
栓装着部２１には、上流側栓２２Ａが装着（螺着）される。この上流側栓２２Ａには試料注入装置３５と接続した配管４１（図２参照）が接続されている。また、栓装着部２１及び収納部２０は注入通路１８により連通されている。よって、上流側栓２２Ａを栓装着部２１に装着することにより、試料注入装置３５で生成された含試料移動相は、注入通路１８、緩衝用フリット１５Ａ，フリット１４を順次通過してカラム本体１１内のカラム充填剤１６に注入される。
尚、下流側エンドフィッティング１３は、下流側栓２２Ｂが装着されることによりカラム本体１１で分離された試料を配管４２（検出器３７に接続されている）に送るものであるが、その構成は上記した上流側エンドフィッティング１２と略同一の構成であるため、その説明は省略するものとする。
【００４７】
次に、本発明の要部となるフリット１４及び緩衝用フリット１５Ａについて説明する。
図３に示すように、フリット１４は枠部２４とフィルタ部２５とにより構成されている。枠部２４は、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン），ダイフロン，テフロン等の樹脂よりなるリング状の部材である。また、フィルタ部２５は焼結フィルタであり、枠部２４に形成された孔に嵌着された構成とされている。このフィルタ部２５は、注入される試料に含まれる不要物がカラム充填剤１６内に進行するのを防止すると共に、カラム充填剤１６がカラム本体１１から上流側に入り込むことを防止する機能を奏する。上記構成とされたフリット１４は、カラム本体１１の上流側（矢印Ｘ１方向側）の端面２３に接するよう配設される。
【００４８】
緩衝用フリット１５Ａは含試料移動相の流れ方向に対しフリット１４の上流側（矢印Ｘ１方向側）に配設されている。この緩衝用フリット１５Ａは、枠部２６Ａとフィルタ部２７Ａとにより構成されている。本実施例では、緩衝用フリット１５Ａは、フリット１４と同一構成のものが用いられている。即ち、枠部２６Ａはリング形状とされており、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン），ダイフロン，テフロン等の樹脂により形成されている。また、フィルタ部２７Ａは焼結フィルタとされており、枠部２６Ａに形成された孔に嵌着された構成とされている。この緩衝用フリット１５Ａは、フリット１４の配設位置に対して上流側（矢印Ｘ１方向側）に、フリット１４と接するよう配設される。
尚、上記したように、本実施例ではフリット１４と緩衝用フリット１５Ａは同一構成であるが、カラム本体１１と接するフリットをフリット１４といい、フリット１４に対し含試料移動相の流れ方向に対して上流側（矢印Ｘ１方向側）に位置するフリットを緩衝用フリット１５Ａというものとする。
【００４９】
上記構成とされたフリット１４及び緩衝用フリット１５Ａは、上流側エンドフィッティング１２をカラム本体１１に装着することにより、両者１１，１２間に挟持される。図４（Ａ）は、上流側エンドフィッティング１２がカラム本体１１に装着され、かつ含試料移動相がカラム１０Ａに注入されていない状態（以下、この状態を非注入状態という）を示す概略構成図である。
同図に示すように、非注入状態においては、フリット１４及び緩衝用フリット１５Ａには含試料移動相の圧力が印加されていないため、フリット１４の下流側面（矢印Ｘ２側の面）とカラム本体１１の端面２３とが密着し、フリット１４の上流側面（矢印Ｘ１側の面）と緩衝用フリット１５Ａの下流側面とが密着し、緩衝用フリット１５Ａの上流側面と上流側エンドフィッティング１２の内壁１２ａとが密着した状態となっている。
【００５０】
続いて、図４（Ｂ）を参照しつつ、上記構成とされたカラム１０Ａに高速の含試料移動相を注入した時のフリット１４及び緩衝用フリット１５Ａの動作について説明する。
前記したように、カラム１０Ａに注入する含試料移動相の流速を高めることにより、分析時間の短縮を図ることができる。本実施例では、４００μｌ／分の高流速の含試料移動相をカラム１０Ａに注入した例について説明する。
【００５１】
このように高流速の含試料移動相をカラム１０Ａに注入すると、これに伴いフリット１４及び緩衝用フリット１５Ａには高い圧力が印加される。具体的には、１００ｋｇｆ〜２００ｋｇｆの圧力がフリット１４及び緩衝用フリット１５Ａに印加される。
【００５２】
ここで、カラム１０Ａの含試料移動相の流れ方向に対する上流側（矢印Ｘ１方向側）近傍の構成要素における弾性に注目する。
前記したように、フリット１４の枠部２４及び緩衝用フリット１５Ａの枠部２６Ａは樹脂により形成されており、ある程度の弾性を有している。これに対し、カラム本体１１及び上流側エンドフィッティング１２は、ステンレス等の硬質金属により形成されている。また、フリット１４及び緩衝用フリット１５Ａの各フィルタ部２５，２７Ａは焼結体（例えば、セラミック）であるため、枠部２４，２６Ａに対して高い硬度を有している。従って、カラム１０Ａの上流側近傍の構成要素において、枠部２４，２６Ａが最も高い弾性を有している。
【００５３】
更に、前記したようにフリット１４の下流側面（矢印Ｘ２側の面）はカラム本体１１の端面２３と密着しているため、枠部２４の下流側面は端面２３に支持された構成となっている。更に、緩衝用フリット１５Ａの上流側面は上流側エンドフィッティング１２の内壁１２ａと密着しているため、枠部２６Ａの上流側面は内壁１２ａに支持された構成となっている。
【００５４】
従って、カラム１０Ａの上流側近傍の構成要素において、最も弾性変形しやすい部位は、枠部２４の上流側面と枠部２６Ａの下流側面とが対向する位置となる。
【００５５】
このため、上記のように高流速の含試料移動相がカラム１０Ａに注入されると、この含試料移動相の注入圧力（以下、注入時圧力という）により、図４（Ｂ）に示すように、枠部２４の上流側面と枠部２６Ａの下流側面とが共に弾性変形を行ない、枠部２４と枠部２６Ａとの間に空間部２８Ａが形成される。
このように、枠部２４及び枠部２６Ａが弾性変形することにより、注入時圧力は緩衝される。よって、含試料移動相の注入時において、フリット１４のカラム本体１１と接する面に印加される圧力は小さくなり、端面２３と対向する枠部２４の下流側面に変形が発生することを防止することができる。
【００５６】
これにより、高流速の含試料移動相をカラム１０Ａに注入しても、カラム本体１１とフリット１４との境界部分にカラム充填剤１６が入り込むことを防止でき、直接含試料移動相をカラム本体１１内のカラム充填剤１６に注入することができる。
即ち、図１２を用いて説明したように、従来ではカラム本体２内のカラム充填剤６に注入される前に、含試料移動相は空間部８内のカラム充填剤を通過するため理論段数の低下が生じていたが、本実施例ではフリット１４とカラム本体１１との間に空間部が形成されないため、含試料移動相は直接カラム本体１１内のカラム充填剤１６に注入される。従って、本実施例に係るカラム１０Ａによれば、理論段数の低下を防止することができる。
【００５７】
また、本実施例では、上記のようにフリット１４と緩衝用フリット１５Ａは同一構成であるため、新たに緩衝用フリットを製造する必要がないため、理論段数の高いカラム１０Ａを低コストで実現することができる。
【００５８】
図６は、本発明者が実施した本実施例に係るカラム１０Ａの効果を調べた実験結果を示している。本実験では、本実施例に係るカラム１０Ａと、図１２に示した１個のフリット５を配設したカラム１を用意し、これに対して含試料移動相の注入回数の増加に伴い理論段数がどのように変化するかを調べた。尚、図６において、横軸は含試料移動相の注入回数であり、縦軸は理論段数である。また、図中矢印Ａで示すのが本実施例に係るカラム１０Ａの特性であり、図中矢印Ｂで示すのが従来のカラム１の特性である。
【００５９】
同図から明らかなように、矢印Ｂで示す従来のカラム１では、注入回数が１００回に到る前に理論段数は急激に低下している。これに対し、本実施例に係るカラム１０Ａは、注入回数が増大しても高い理論段数を維持している。よって、図６に示す結果より、本実施例に係るカラム１０Ａによれば、理論段数の低下を防止することができることが実証された。
【００６０】
次に、本発明の第２実施例について説明する。
【００６１】
図５は、本発明の第２実施例であるカラム１０Ａの要部（上流側部分）を示す断面図である。尚、以下の説明に用いる各図に示す構成において、図１乃至図４で示した構成と同一構成については同一符号を付して、その説明を省略するものとする。
【００６２】
前記した第１実施例に係るカラム１０Ａでは、１個の緩衝用フリット１５Ａをフリット１４の上流側に配設した構成とした。これに対し、本実施例に係るカラム１０Ａは、フリット１４の上流側に複数（本実施例では２個）の緩衝用フリット１５Ａ，１５Ｂを配設したことを特徴とするものである。また、本実施例では、フリット１４及び緩衝用フリット１５Ａ，１５Ｂは、全て同一構成とされている。従って、緩衝用フリット１５Ｂは、枠部２６Ｂとフィルタ部２７Ｂとにより構成されている。
【００６３】
図５（Ｂ）は、上記構成とされたカラム１０Ｂに、高流速の含試料移動相が注入された状態を示している。本実施例では、２個の緩衝用フリット１５Ａ，１５Ｂが密着するよう配置されているため、注入時圧力により変形しやすい部位は、フリット１４と緩衝用フリット１５Ａとの境界部分と、緩衝用フリット１５Ａと緩衝用フリット１５Ｂとの境界部分となる。
【００６４】
このため、注入時圧力が印加されることにより、図５（Ｂ）に示されるように、フリット１４（具体的には、枠部２４）の上流側面と緩衝用フリット１５Ａ（具体的には、枠部２６Ａ）の下流側面とが弾性変形することにより、両者１４，１５Ａの境界部分に空間部２８Ａが形成される。また、緩衝用フリット１５Ａ（枠部２６Ａ）の上流側面と緩衝用フリット１５Ｂ（具体的には、枠部２６Ｂ）の下流側面とが弾性変形することにより、両者１５Ａ，１５Ｂの境界部分に空間部２８Ｂが形成される。
このように、フリット１４（枠部２４），緩衝用フリット１５Ａ（枠部２６Ａ），及び緩衝用フリット１５Ｂ（枠部２６Ｂ）の所定位置が弾性変形することにより、注入時圧力は緩衝される。よって、含試料移動相の注入時において、フリット１４のカラム本体１１と接する面に印加される圧力は小さくなり、端面２３と対向する枠部２４の下流側面に変形が発生することを防止することができる。これにより、高流速の含試料移動相をカラム１０Ｂに注入しても、カラム本体１１とフリット１４との境界部分にカラム充填剤１６が入り込むことを防止できる。
【００６５】
特に本実施例では、２箇所において注入時圧力が緩衝されるため、より強い緩衝効果を実現することができる。換言すれば、緩衝用フリットの配設数を調整することにより、カラム１０Ａ内における注入時圧力の緩衝作用を調整することができる。
従って、注入時圧力に対応させた個数だけ緩衝用フリット（１５Ａ，１５Ｂ）を配設することにより、注入時圧力を簡単かつ確実に緩衝することができる。これにより、試料の分析条件により含試料移動相試料の流速（即ち、注入時圧力）を変化させる場合においても、これに容易に対応させることができ理論段数の低下を防止することができる。
【００６６】
次に、本発明の第３実施例について説明する。
【００６７】
図７は、本発明の第３実施例であるカラム１０Ｃの要部（上流側部分）を示す断面図である。本実施例に係るカラム１０Ｃは、フリット１４と緩衝用フリット１５Ｃを異なる構成とし、緩衝用フリット１５Ｃの枠部２６Ｃの弾性が、フリット１４の枠部２４の弾性に対し、高い弾性を有するよう構成したことを特徴とするものである。
【００６８】
図７（Ｂ）は、上記構成とされたカラム１０Ｃに、高流速の含試料移動相が注入された状態を示している。本実施例では、フリット１４の枠部２４に対し、緩衝用フリット１５Ｃの枠部２６Ｃは高弾性とされているため、注入時圧力により変形しやすい部位は、緩衝用フリット１５Ｃ（具体的には、枠部２６Ｃ）の下流側面となる。このため、図７（Ｂ）に示すように、フリット１４と緩衝用フリット１５Ｃとの境界部分において、緩衝用フリット１５Ｃ（枠部２６Ｃ）の下流側面は弾性変形する。
【００６９】
従って、注入時圧力は緩衝用フリット１５Ｃが変形することにより緩衝され、フリット１４の変形は防止される。これにより、カラム本体１１とフリット１４との境界部分にカラム充填剤が入り込むことを防止でき、よって高速液体クロマトグラフィー用カラムの理論段数の低下を防止することができる。
【００７０】
また、本実施例では、フリット１４に変形が発生しない構成とすることができる。前記した各実施例のようにフリット１４の上流側面に変形が生じると、枠部２４内に歪が発生し、この歪が大きい場合にはカラム本体１１の端面２３とフリット１４との間に微小な空間部が形成されるおそれがある。しかしながら、本実施例ではフリット１４に変形は生じないため、上記の微細な空間が形成されるようなことはなく、カラム１０Ｃの理論段数低下をより確実に防止することができる。
【００７１】
次に、本発明の第４実施例について説明する。
【００７２】
図８及び図９は、本発明の第４実施例であるカラム１０Ｄの要部（上流側部分）を示している。前記した各実施例では、注入時圧力を緩衝する手段として、緩衝用フリット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを用いた。これに対して本実施例では、注入時圧力を緩衝する手段としてリング状部材４５Ａを用いたことを特徴とするものである。
【００７３】
リング状部材４５Ａは、中央に孔４６が形成されることによりリング形状とされている。また、リング状部材４５Ａはフリット１４の枠部２４と同一材料により形成されており、具体的にはＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン），ダイフロン，テフロン等の樹脂により形成されている。従って本実施例では、枠部２４とリング状部材４５Ａは同一弾性とされている。このリング状部材４５Ａは、含試料移動相の流れ方向に対し、フリット１４の上流側（矢印Ｘ１方向側）に配設されている。
【００７４】
上記構成とされたフリット１４及びリング状部材４５Ａは、上流側エンドフィッティング１２をカラム本体１１に装着することにより、両者１１，１２間に挟持される。図９（Ａ）は、非注入状態のカラム１０Ｄを示す概略構成図である。
同図に示すように、非注入状態においては、フリット１４及びリング状部材４５Ａには含試料移動相の圧力が印加されていないため、フリット１４の下流側面（矢印Ｘ２側の面）とカラム本体１１の端面２３とが密着し、フリット１４の上流側面（矢印Ｘ１側の面）とリング状部材４５Ａの下流側面とが密着し、リング状部材４５Ａの上流側面と上流側エンドフィッティング１２の内壁１２ａとが密着した状態となっている。
【００７５】
図９（Ｂ）は、上記構成とされたカラム１０Ｄに、高速の含試料移動相を注入した状態を示している。高流速の含試料移動相がカラム１０Ｄに注入されると、これに伴いフリット１４及びリング状部材４５Ａには１００ｋｇｆ〜２００ｋｇｆの高い圧力が印加される。
【００７６】
ここで、カラム１０Ｄの含試料移動相の流れ方向に対する上流側（矢印Ｘ１方向側）近傍の構成要素における弾性に注目すると、フリット１４の枠部２４及びリング状部材４５Ａは樹脂により形成されており、ある程度の弾性を有している。これに対し、カラム本体１１及び上流側エンドフィッティング１２は、ステンレス等の硬質金属により形成されている。従って、カラム１０Ｄの上流側近傍の構成要素において、枠部２４及びリング状部材４５Ａが最も高い弾性を有している。
【００７７】
また、フリット１４の下流側面（矢印Ｘ２側の面）は、カラム本体１１の端面２３と密着することにより支持された構成となっている。更に、リング状部材４５Ａの上流側面は上流側エンドフィッティング１２の内壁１２ａと密着することにより支持された構成となっている。
【００７８】
従って、カラム１０Ｄの上流側近傍の構成要素において、最も弾性変形しやすい部位は、枠部２４の上流側面とリング状部材４５Ａの下流側面とが対向する位置となる。このため、高流速の含試料移動相がカラム１０Ｄに注入されると、注入時圧力により、図９（Ｂ）に示すように、枠部２４の上流側面とリング状部材４５Ａの下流側面とが共に弾性変形を行ない空間部２８Ｄが形成される。
このように、枠部２４及びリング状部材４５Ａが弾性変形することにより、注入時圧力は緩衝される。よって、含試料移動相の注入時において、フリット１４のカラム本体１１と接する面に印加される圧力は小さくなり、端面２３と対向する枠部２４の下流側面に変形が発生することを防止することができる。
【００７９】
これにより、高流速の含試料移動相をカラム１０Ｄに注入しても、カラム本体１１とフリット１４との境界部分にカラム充填剤１６が入り込むことを防止でき、直接含試料移動相をカラム本体１１内のカラム充填剤１６に注入することができる。従って、本実施例に係るカラム１０Ｄによっても、理論段数の低下を防止することができる。また、リング状部材４５Ａは簡単な形状であるため容易かつ安価に形成することが可能であり、よって理論段数の高いカラム１０Ｄを低コストで実現することができる。
【００８０】
次に、本発明の第５実施例について説明する。
【００８１】
図１０は、本発明の第５実施例であるカラム１０Ｅの要部（上流側部分）を示す断面図である。尚、以下の説明に用いる各図に示す構成において、図８及び図９で示した構成と同一構成については同一符号を付して、その説明を省略するものとする。
【００８２】
本実施例に係るカラム１０Ｅは、フリット１４の上流側に複数（本実施例では２個）のリング状部材４５Ａ，４５Ｂを配設したことを特徴とするものである。また、本実施例では、リング状部材４５Ａ，４５Ｂは同一構成とされている。
【００８３】
図１０（Ｂ）は、上記構成とされたカラム１０Ｅに、高流速の含試料移動相が注入された状態を示している。本実施例では、２個のリング状部材４５Ａ，４５Ｂが密着するよう配置されているため、注入時圧力により変形しやすい部位は、フリット１４とリング状部材４５Ａとの境界部分と、リング状部材４５Ａとリング状部材４５Ｂとの境界部分となる。
【００８４】
このため、注入時圧力が印加されることにより、図１０（Ｂ）に示されるように、フリット１４（具体的には、枠部２４）の上流側面とリング状部材４５Ａの下流側面とが弾性変形することにより、両者１４，４５Ａの境界部分に空間部２８Ｄが形成される。また、リング状部材４５Ａの上流側面とリング状部材４５Ｂの下流側面とが弾性変形することにより、両者４５Ａ，４５Ｂの境界部分に空間部２８Ｅが形成される。
このように、フリット１４（枠部２４），リング状部材４５Ａ，及びリング状部材４５Ｂの所定位置が弾性変形することにより注入時圧力は緩衝され、含試料移動相の注入時において端面２３と対向する枠部２４の下流側面に変形が発生することを防止することができる。これにより、高流速の含試料移動相をカラム１０Ｅに注入してもカラム本体１１とフリット１４との境界部分にカラム充填剤１６が入り込むことを防止でき、よって理論段数の低下を防止することができる。
【００８５】
特に本実施例では、上記した第２実施例と同様に、リング状部材の配設数を調整することにより、カラム１０Ｅ内における注入時圧力の緩衝作用を調整することができる。 従って、注入時圧力に対応させた個数だけリング状部材（４５Ａ，４５Ｂ）を配設することにより、注入時圧力を簡単かつ確実に緩衝することができる。これにより、試料の分析条件により含試料移動相試料の流速（即ち、注入時圧力）を変化させる場合においても、これに容易に対応させることができ理論段数の低下を防止することができる。
【００８６】
次に、本発明の第６実施例について説明する。
【００８７】
図１１は、本発明の第６実施例であるカラム１０Ｆの要部（上流側部分）を示す断面図である。本実施例に係るカラム１０Ｆは、リング状部材４５Ｃの弾性が、フリット１４の枠部２４の弾性に対し、高い弾性を有するよう構成したことを特徴とするものである。
【００８８】
図１１（Ｂ）は、上記構成とされたカラム１０Ｆに、高流速の含試料移動相が注入された状態を示している。本実施例では、フリット１４の枠部２４に対し、リング状部材４５Ｃは高弾性とされているため、注入時圧力により変形しやすい部位は、リング状部材４５Ｃの下流側面となる。このため、図１１（Ｂ）に示すように、フリット１４とリング状部材４５Ｃとの境界部分において、リング状部材４５Ｃの下流側面は弾性変形する。
【００８９】
従って、注入時圧力はリング状部材４５Ｃが変形することにより緩衝され、フリット１４の変形は防止される。これにより、カラム本体１１とフリット１４との境界部分にカラム充填剤が入り込むことを防止でき、よって高速液体クロマトグラフィー用カラムの理論段数の低下を防止することができる。
【００９０】
また、本実施例では、リング状部材４５Ｃのみが変形し、フリット１４に変形が発生しない構成とすることができる。従って、前記した第３実施例と同様に、カラム本体１１の端面２３とフリット１４との間に微小な空間部が形成されることを防止でき、カラム１０Ｆの理論段数低下をより確実に防止することができる。
【００９１】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。
【００９２】
請求項１記載の発明によれば、試料を含む移動相（含試料移動相）の注入時においてフリットの変形を防止できるため、カラム本体とフリットとの境界部分にカラム充填剤が入り込むことはなく、高速液体クロマトグラフィー用カラムの理論段数の低下を防止することができる。
【００９３】
また、フリットのカラム本体と接する面に変形が生じることはなく、よってカラム本体とフリットとの境界部分にカラム充填剤が入り込むこともなくなるため、高速液体クロマトグラフィー用カラムの理論段数の低下を防止することができる。
【００９４】
また、請求項２記載の発明によれば、リング状部材の配設数を調整するのみで、試料を含む移動相の圧力に適合した緩衝作用を実現できるため、試料を含む移動相の圧力が変化してもこれに容易に対応させることができ、高速液体クロマトグラフィー用カラムの理論段数の低下を確実に防止することができる。
【００９５】
また、請求項３記載の発明によれば、カラム本体と接するフリットは変形することはないため、カラム本体とフリットとの境界部分にカラム充填剤が入り込むことはなくなり、高速液体クロマトグラフィー用カラムの理論段数の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である高速液体クロマトグラフィー用カラムの部分断面図である。
【図２】本発明の第１実施例である高速液体クロマトグラフィー用カラムが用いられる高速液体クロマトグラフィー装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施例である高速液体クロマトグラフィー用カラムの要部を拡大して示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施例である高速液体クロマトグラフィー用カラムの動作を説明するための図である。
【図５】本発明の第２実施例である高速液体クロマトグラフィー用カラムの構成及び動作を説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施例である高速液体クロマトグラフィー用カラムの効果を説明するための図である。
【図７】本発明の第３実施例である高速液体クロマトグラフィー用カラムの構成及び動作を説明するための図である。
【図８】本発明の第４実施例である高速液体クロマトグラフィー用カラムの要部を拡大して示す斜視図である。
【図９】本発明の第４実施例である高速液体クロマトグラフィー用カラムの動作を説明するための図である。
【図１０】本発明の第５実施例である高速液体クロマトグラフィー用カラムの構成及び動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の第６実施例である高速液体クロマトグラフィー用カラムの構成及び動作を説明するための図である。
【図１２】従来の一例である高速液体クロマトグラフィー用カラムを説明するための図である。
【符号の説明】
１０Ａ〜１０Ｆ  カラム
１１  カラム本体
１２  上流側エンドフィッティング
１４  フリット
１５Ａ〜１５Ｃ  緩衝用フリット
１６  カラム充填剤
２３  端面
２４，２６Ａ〜２６Ｃ  枠部
２５，２７Ａ〜２７Ｃ  フィルタ部
２８Ａ〜２８Ｆ  空間部
３０  高速液体クロマトグラフィー装置
３１  移動相用容器
３２  移動相
３３  ポンプ
３５  試料注入装置
３７  検出器
４５Ａ〜４５Ｃ  リング状部材
【図１】
0004219564.tif 000002
【図２】
0004219564.tif 000003
【図３】
0004219564.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004219564.tif 000006
【図６】
0004219564.tif 000007
【図７】
0004219564.tif 000008
【図８】
0004219564.tif 000009
【図９】
0004219564.tif 000010
【図１０】
0004219564.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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