(57)【要約】【課題】試料成分の分離・精製を行うクロマトグラフを提供する。【解決手段】溶離液２が貯留してある容器４と、管路切換バルブ８と、上流側一端が溶離液２に浸漬され、下流側一端が管路切換バルブの第１開口部８ａに接続された第１送液管６と、両端がそれぞれ管路切換バルブの第２開口部８ｂと第３開口部８ｃに接続され、送液ポンプ１２、インジェクター１４、カラム１６、及び検出器１８が介装された第２送液管１０と、上流側一端が管路切換バルブの第４開口部８ｄに接続された第３送液管２０と、を有するクロマトグラフであって、管路切換バルブの第１開口部８ａと第２開口部８ｂの間が常時流通可能な状態に形成されるとともに、第３開口部８ｃと第４開口部８ｄとの間が流通可能な状態又は第３開口部８ｃと第２開口部８ｂとの間が流通可能な状態に切り換え可能に形成されたクロマトグラフ。管路切換バルブ８は、ダイヤフラム構造のものが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶離液が貯留してある容器と、４つの開口部を有する管路切換バルブと、上流側一端が前記容器内の溶離液に浸漬され、下流側一端が管路切換バルブの第１開口部に接続された第１送液管と、上流側一端と下流側一端とがそれぞれ管路切換バルブの第２開口部と第３開口部に接続され、送液ポンプ、インジェクター、カラム、及び検出器が介装された第２送液管と、上流側一端が管路切換バルブの第４開口部に接続され、下流側一端が開放され又はフラクションコレクターに接続された第３送液管と、を有するクロマトグラフであって、管路切換バルブの第１開口部と第２開口部の間が常時流通可能な状態に形成されるとともに、管路切換バルブにより第３開口部と第４開口部との間が流通可能な状態又は第３開口部と第２開口部との間が流通可能な状態に切り換え可能に形成されたクロマトグラフ。
【請求項２】
管路切換バルブが、ダイヤフラムにより流路を切り換えるものである請求項１に記載のクロマトグラフ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を繰り返しカラムに流通させることにより試料成分を分離させ、分画採取することにより試料の精製を行うクロマトグラフに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体クロマトグラフィーは、定性分析、定量分析等の分析以外に、試料の分離・精製を目的としても利用される。溶離液を送液ポンプにより加圧して送出する高速液体クロマトグラフィーでは、ポンプの能力等に応じて使用できるカラムの長さに制限があり、試料成分の分離が不十分となる場合がある。そのような場合には、試料成分を繰り返しカラムに流通させて試料の分離を行うリサイクル液体クロマトグラフィーが行われる。リサイクル液体クロマトグラフィーを利用したクロマトグラフの一例の概略構成図を図６に示す。
【０００３】
容器１０４内に貯留された溶離液１０２は、第１送液管１０６、三方ジョイント１０８を通過した後、第２送液管１１０に送られる。第２送液管１１０には、送液ポンプ１１２、インジェクター１１４、カラム１１６、検出器１１８、三方バルブ１２０が介装されている。第２送液管の下流側一端は、三方ジョイント１０８に接続されている。第２送液管１１０に介装された三方バルブ１２０には、第３送液管１２２の一端が接続されている。
【０００４】
このような構成を有する従来のクロマトグラフは、第２送液管１１０に介装された三方バルブ１２０と三方ジョイント１０８とを連結する配管１１０’内が洗浄しにくい構造となっている。配管１１０’内の洗浄を行う際には、まず三方バルブ１２０の開口部１２０ａ、１２０ｃを接続した状態で送液ポンプ１１２を作動させ、装置内の溶離液を入れ換える。次いで、三方バルブ１２０を開口部１２０ａと１２０ｂとが接続された状態に切り換え、配管１１０’内に滞留する溶離液を第２送液管の別の場所に移動させる。その後、再び三方バルブの１２０ａと１２０ｃが接続された状態に切り換え、第２送液管内の溶離液を第３送液管１２２から外部へ排出させる。装置洗浄時にはこれらの操作を繰り返し行う必要があり、洗浄に手間がかかる構造となっている。また、リサイクル液体クロマトグラフィーを用いて試料成分の分離を行う際には、必ずこの配管１１０’内の溶液が試料成分とともに第２送液管内を循環することになり、試料に不純物が混入する虞がある。
【０００５】
本発明に関連する他の従来技術としては、特許文献１に記載のクロマトグラフがある。この装置は図６に示す装置で問題になる第２送液管の滞留が生じない構造になっているが、流路切換にロータリー式六方バルブを用いているので、ダイヤフラム構造とは違いバルブ一次側の圧力変動が大きく耐圧の低い検出器に悪影響がでる。更に、バルブのポート数が増加することにより、流路の構造が複雑なものとなっている。
【特許文献１】特開２００６−１３８６９９号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、繰り返しカラムに試料溶液を流通させることにより試料成分の分離・精製を行うリサイクル液体クロマトグラフィーを用いるクロマトグラフであって、流路に溶液の滞留が生じない、簡単な構造のクロマトグラフを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明は、以下に示す通りである。
【０００８】
〔１〕  溶離液が貯留してある容器と、４つの開口部を有する管路切換バルブと、上流側一端が前記容器内の溶離液に浸漬され、下流側一端が管路切換バルブの第１開口部に接続された第１送液管と、上流側一端と下流側一端とがそれぞれ管路切換バルブの第２開口部と第３開口部に接続され、送液ポンプ、インジェクター、カラム、及び検出器が介装された第２送液管と、上流側一端が管路切換バルブの第４開口部に接続され、下流側一端が開放され又はフラクションコレクターに接続された第３送液管と、を有するクロマトグラフであって、管路切換バルブの第１開口部と第２開口部の間が常時流通可能な状態に形成されるとともに、管路切換バルブにより第３開口部と第４開口部との間が流通可能な状態又は第３開口部と第２開口部との間が流通可能な状態に切り換え可能に形成されたクロマトグラフ。
【０００９】
〔２〕  管路切換バルブが、ダイヤフラムにより流路を切り換えるものである〔１〕に記載のクロマトグラフ。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のクロマトグラフは、４つの開口構造を有する管路切換バルブを採用しているため、流路に溶液の滞留が生じず、流路の構造が簡単になる。その結果、装置内の洗浄が容易で、滞留溶液が試料に混入せず、不純物による試料の汚染が防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明のクロマトグラフの一例を示す概略構成図である。図１中、２は溶離液、４は溶離液２を貯留してある容器、６は第１送液管である。第１送液管６の上流側一端６ａにはフィルター７が取り付けられ、溶離液２の液面下に浸漬されている。第１送液管６の下流側一端６ｂは、管路切換バルブ８に形成された第１開口部８ａに接続されている。
【００１２】
管路切換バルブ８は、異なる４つの開口部８ａ〜８ｄを有している。第２開口部８ｂには第２送液管１０の上流側一端１０ａが接続され、第３開口部８ｃには第２送液管の下流側一端１０ｂが接続されている。
【００１３】
第２送液管１０には、上流側から順に、送液ポンプ１２、インジェクター１４、カラム１６、検出器１８が介装されている。
【００１４】
管路切換バルブ８の第４開口部８ｄには、第３送液管２０の上流側一端２０ａが接続されている。第３送液管の下流側一端２０ｂは開放され、装置内を流通する溶離液２は、最後に下流側一端２０ｂから外部に排出される。
【００１５】
管路切換バルブ８は第１開口部８ａと第２開口部８ｂとの間が常時流通可能な状態に形成され、第１送液管６と第２送液管１０とは管路切換バルブ８を介して連通されている。
【００１６】
管路切換バルブ８は、第３開口部８ｃと第２開口部８ｂとの間、又は第３開口部８ｃと第４開口部８ｄとの間の流路が交互に切換可能になっている。
【００１７】
第３開口部８ｃと第４開口部８ｄとの間が接続された状態で送液ポンプ１２を作動させると、溶離液２は、第１送液管６、管路切換バルブ８、第２送液管１０、管路切換バルブ８、第３送液管２０の順に移動する。
【００１８】
第３開口部８ｃと第２開口部８ｂとの間が接続された状態で送液ポンプ１２を作動させると、溶離液は第２送液管内を循環する。この状態でインジェクター１４から第２送液管１０内に試料を注入すると、試料は溶離液と共にカラム１６に送られる。ここで試料の各成分に分離され、検出器１８、管路切換バルブ８、ポンプ１２を順に通過しながら第２送液管内を循環する。充分にカラム１６で分離されなかった成分は、繰り返しカラム１６を通過することにより成分毎に分離される。この場合、第２送液管内を流通する溶離液の圧力は送液ポンプ１２の脈動により所定範囲内で変動するが、第２送液管１０と第１送液管６が連通されていることにより、圧力の変動は第１送液管６側に吸収される。
【００１９】
検出器１８により試料成分が十分に分離されたことを確認した後、管路切換バルブ８の第３開口部８ｃと第４開口部８ｄとが接続された状態に切り換える。第２送液管内を循環して分離された試料成分は、バルブ８の第３開口部８ｃから第４開口部８ｄを通過した後、第３送液管２０に送られ、順次外部に排出される。排出された試料成分を含む溶離液を分画して採取することにより、試料を成分毎に分取することができる。
【００２０】
なお、検出器１８としては、第２送液管内を循環する試料成分の検出が可能な検出器であれば特に制限されることなく公知の検出器を使用できるが、紫外吸収（ＵＶ）検出器、示差屈折率（ＲＩ）検出器、蛍光検出器、電気化学検出器等の検出器が汎用的である。また、２以上の検出器を直列に接続して使用することも可能である。
【００２１】
カラム１６の充填剤としては、試料成分の性質に従って選択される逆相系ゲル、順相系ゲル、イオン交換ゲル、キラルゲル、ＧＰＣゲル等の公知の充填剤を特に制限することなく使用できる。
【００２２】
溶離液は、試料成分、使用する充填剤を考慮して、公知の溶媒から適宜選択して使用する。
【００２３】
本発明のクロマトグラフで使用される管路切換バルブ８の一例の平面図を図２に示す。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図（正面断面図）、図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図（側面断面図）である。
【００２４】
図３及び図４において、管路切換バルブ８は、略円筒状に形成されたバルブ主体５０を有している。バルブ主体５０には、その中心軸に沿って可動軸５６が挿入されている。可動軸５６の上端と下端には、円盤状のダイヤフラム弁５８、６０が形成されている。ダイヤフラム弁５８、６０の直径はバルブ主体５０の内径Ｌより大きくなっている。また、可動軸５６の直径は、バルブ主体５０の内径Ｌより小さく形成され、可動軸５６とバルブ主体５０の内壁５２との間には間隙６２が存在する。
【００２５】
バルブ主体５０の上端部及び下端部には、その外周に沿って垂直に突出した突出部６４、６６が形成されている。突出部６４、６６とダイヤフラム弁５８、６０の周端部との間には、ダイヤフラム７０、７２が張設されている。バルブ主体５０の上方に張設されたダイヤフラム７０とバルブ主体５０との間には突出部６４により空隙７４が形成されている。バルブ主体５０の下方に張設されたダイヤフラム７２とバルブ主体５０との間には突出部６６により空隙７６が形成されている。なお、ダイヤフラム７０，７２と、ダイヤフラム弁５８，６０と、可動軸５６とは、一体に形成されている。
【００２６】
バルブ主体５０の中央部には、中心軸に沿った空隙６２からバルブ主体５０の外周に向かって水平に貫通孔７８が形成されている。貫通孔７８には図１に示す第２送液管１０が接続され、図４に示すように可動軸５６が下がっている状態では、第２送液管１０と、空隙６２及び７６とは、貫通孔７８により連通されている。
【００２７】
図４において、バルブ主体５０は、貫通孔７８の背面側外周から中心軸に向かって水平に形成された水平孔８０と、水平孔８０の先端から下方に形成された垂直孔８２を有している。垂直孔８２は、水平孔８０と空隙７６との間を連通し、水平孔８０と垂直孔８２とはＬ字孔８４を形成する。水平孔８０には第３送液管２０が接続されている。
【００２８】
図３において、バルブ主体５０は、空隙７４から下方に向かって形成された２つの垂直孔８６、８８と、これらの垂直孔の下端からそれぞれバルブ主体の外周に向かって形成された水平孔９０、９２を有している。垂直孔８６と水平孔９０、垂直孔８８と水平孔９２とは、それぞれＬ字孔９４、９６を形成している。水平孔９０には第１送液管６が接続され、水平孔９２には第２送液管１０が接続されている。Ｌ字孔９４、９６の形状は、バルブ主体５０の中心軸に対して互いに対称になっている。
【００２９】
図２において、水平孔９０、９２の中心軸と、貫通孔７８、水平孔８０の中心軸とは、互いに直交し、その交点はバルブ主体５０の中心軸に一致する。
【００３０】
図３、図４において、可動軸５６の長さは、バルブ主体５０の中心軸に沿って形成された空隙６２の長さよりやや長く形成されている。可動軸５６はダイヤフラム７０、７２の変形により上下方向に移動させることが可能になっている。可動軸５６を移動させることにより、可動軸５６と一体に形成されたダイヤフラム弁５８、６０は上下方向に移動する。これにより、空隙６２と空隙７４の間、又は空隙６２と空隙７６の間のいずれか一方が連通され、他方が遮断される。図３及び図４は、可動軸５６が下方に移動した場合を示してある。この場合、空隙６２と空隙７６とが連通され、空隙６２と空隙７４の間が遮断されている。従って、可動軸５６が下方に位置している場合には、図４に示すように、Ｌ字孔８４、空隙７６、空隙６２、貫通孔７８は連通され、Ｌ字孔８４と貫通孔７８とは流通可能な状態となる。一方、Ｌ字孔９４と９６とは、可動軸５６の位置がいずれであっても空隙７４を介して連通されている。
【００３１】
可動軸５６が上方に位置している場合には、Ｌ字孔８４と空隙６２の間は遮断され、空隙６２と空隙７４とが連通された状態になる。この場合には、貫通孔７８、空隙６２及び７４、Ｌ字孔９４、９６が連通され、貫通孔７８とＬ字孔９４、９６間は流通可能な状態になる。
【００３２】
本発明のクロマトグラフで使用される管路切換バルブ８は上述した構造を有するものに限定されず、ロータリー式等の他の形状のバルブを使用することも可能である。但し、ロータリーバルブは弁を軸の周りに回転させて流路の開閉を行うので、その構造上流路切り換え時に一時的に全ての流路が遮断される。そのため、装置を構成する配管や検出器に高圧が負荷されることが避けられない。ダイヤフラムにより流路の切り換えを行う上記バルブを使用する場合には、バルブ内の８ｂと８ｃとをつなぐ流路及び８ｃと８ｄとをつなぐ流路が連通している状態のまま流路が切り換わる。即ち、構造上流路切り換え時にバルブ内の全ての流路が一時的に開放され、流路の切り換え時に生じる圧力差による装置に与える影響が緩和される。ダイヤフラム型のバルブを使用する場合には、これらの理由により、バルブの一次側の第２送液管１０に設けられた検出器や配管等の破損を防止できる。
【００３３】
図５は、本発明のクロマトグラフの他の例を示す概略構成図である。図１と同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
第１送液管６には脱気装置２２が介装されている。容器４内に貯留された溶媒２は、脱気装置２２により脱気された後、第２送液管１０内に送られる。
【００３５】
第２送液管１０に介装されたインジェクター１４は、試料導入管２６、六方バルブ２８、試料保持管３０、接続管３２、三方バルブ３４、試料吸引管３６、計量シリンジ３８、排出管４０により構成される。
【００３６】
六方バルブ２８は開口部２８ａ〜ｆを有している。開口部２８ａと２８ｂ、２８ｂと２８ｃ、２８ｃと２８ｄ、２８ｄと２８ｅ、２８ｅと２８ｆ、２８ｆと２８ａの間は、それぞれ流路が形成されている。六方バルブ２８は、開口部２８ａ−ｂ、２８ｃ−ｄ、２８ｅ−ｆ間が流通可能で、２８ｂ−ｃ、２８ｄ−ｅ、２８ｆ−ａ間が遮断された状態、又は２８ｂ−ｃ、２８ｄ−ｅ、２８ｆ−ａ間が流通可能で、２８ａ−ｂ、２８ｃ−ｄ、２８ｅ−ｆ間が遮断された状態に交互に切換が可能になっている。
【００３７】
六方バルブ２８の開口部２８ａには導入管２６の一端が接続され、開口部２８ｂと２８ｅには試料保持管３０の両端がそれぞれ接続されている。開口部２８ｄと２８ｃには、第２送液管１０が接続されている。開口部２８ｆには、接続管３２の一端が接続されている。
【００３８】
接続管３２の他端は、三方バルブ３４に接続されている。三方バルブ３４には、接続管３２以外に吸引管３６の一端と、排出管４０の一端が接続されている。吸引管３６の他端には、計量シリンジ３８が取り付けられている。
【００３９】
三方バルブ３４を接続管３２と吸引管３６とが接続された状態にして計量シリンジのピストンを引き抜く方向に後退させると、試料導入管２６、六方バルブ２８ａ−ｂ間、試料保持管３０、六方バルブ２８ｅ−ｆ間、接続管３２、吸引管３６、及び計量シリンジ３８内が連通されているため、試料保持管３０内は試料用容器２４内の試料溶液により満たされる。このとき、六方バルブ２８ｃ−ｄ間は第２送液管１０と連通されている。
【００４０】
第２送液管１０内へ試料を注入する場合には、六方バルブの２８ｂ−ｃ、２８ｄ−ｅ、２８ｆ−ａが流通可能な状態に切り換える。第２送液管１０内と試料保持管３０内とは六方バルブ２８ｂ−ｃ、２８ｄ−ｅを介して連通され、試料保持管３０内の試料は送液ポンプ１２の作用により第２送液管内を通りカラム１６へ送出される。このとき、試料導入管２６と、接続管３２とは、六方バルブの２８ａ−ｆ間を介して連通されている。
【００４１】
計量シリンジ３８内の不要になった溶液を廃棄する場合には、三方バルブ３４を吸引管３６と排出管４０とを接続した状態に切り換え、ピストンを押し込む方向に前進させる。これにより、計量シリンジ３８内の溶液は、排出管４０を通って外部に排出される。
【００４２】
図５の装置においては、検出器としてＵＶ検出器４２、ＲＩ検出器４４が使用されている。これらの検出器はＰＣレコーダー４６と電気的に接続されており、検出器からの出力信号は、ＰＣレコーダーに送信される。ＰＣレコーダー４６では検出器からの出力信号が記録されるとともに、出力信号の変化をモニタリングすることが可能になっている。
【００４３】
第３送液管２０の下流側一端２０ｂにはフラクションコレクター４８が接続されている。フラクションコレクター４８は、制御部４９からの動作信号を受けて一定時間、第３送液管２０から送出された試料成分を含む溶離液を分取する。
【００４４】
制御部４９は、フラクションコレクター４８以外に、インジェクター１４、流路切換バルブ８、ＵＶ検出器４２、ＲＩ検出器４４、ＰＣレコーダー４６と電気的に接続されている。インジェクター１４から第２送液管１０内に試料溶液が注入されると、インジェクター１４から制御部４９にインジェクト信号が送信される。
【００４５】
インジェクト信号を受信した制御部４９は、管路切換バルブ８に動作信号を送信するとともに、ＵＶ検出器４２、ＲＩ検出器４４にオートゼロ信号、ＰＣレコーダー４６にインジェクト信号を送信する。
【００４６】
動作信号を受信した管路切換バルブ８では、開口部８ｃと８ｂとの間が接続され、オートゼロ信号を受信したＵＶ検出器４２、ＲＩ検出器４４では、ゼロ点補正が行われる。
【００４７】
所定の時間が経過した後、制御部４９は管路切換バルブ８とフラクションコレクター４８に動作信号を送信する。動作信号を受信した管路切換バルブ８では開口部８ｃと８ｄとの間が接続され、フラクションコレクター４８では第３送液管から送出された１又は複数の試料成分を含む溶離液の分画採取が開始される。
【００４８】
１又は複数の試料成分を含む溶離液がフラクションコレクター４８に分画採取された後、制御部４９からフラクションコレクター４８に動作停止信号が送信され、第３送液管から送出される溶離液は廃液用容器に排出される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明のクロマトグラフの一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明のクロマトグラフに使用する管路切換バルブの一例を示す平面図である。
【図３】図２に示す管路切換バルブのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】図２に示す管路切換バルブのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図５】本発明のクロマトグラフの他の例を示す概略構成図である。
【図６】従来のクロマトグラフを示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
２    溶離液
４    容器
６    第１送液管
６ａ    第１送液管の上流側一端
６ｂ    第１送液管の下流側一端
８    管路切換バルブ
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ    開口部
１０    第２送液管
１０ａ    第２送液管の上流側一端
１０ｂ    第２送液管の下流側一端
１２    送液ポンプ
１４    インジェクター
１６    カラム
１８    検出器
２０    第３送液管
２０ａ    第３送液管の上流側一端
２０ｂ    第３送液管の下流側一端
５０    バルブ主体
５２    バルブ主体内壁
５６    可動軸
５８、６０    ダイヤフラム弁
６２、７４、７６    空隙
６４、６６    突出部
７０、７２    ダイヤフラム
７８    貫通孔
８０、９０、９２    水平孔
８２、８６、８８    垂直孔
８４、９４、９６    Ｌ字孔
【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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