(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度制御装置を備えた空気浴式恒温槽内にカラムと共に試料注入用バルブを設置し、該カラムと該バルブとの間に熱伝達を緩衝する隔壁を設け、前記温度制御装置の温度センサはカラム側の区画に設けられ、該カラム側の区画のみを直接的に温度制御する液体クロマトグラフ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体クロマトグラフ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体クロマトグラフ装置は基本的に、キャリヤ液を加圧して送り出す送液ポンプと、試料を注入するための試料注入バルブと、試料をその成分に分離するカラムと、分離された成分の濃度を電気信号に変える検出器とその信号を処理・記録するデータ処理部から構成される。
【０００３】
カラムは、室温で、即ち室内空間に露出した状態で用いられる場合もあるが、最近は、分析精度を高めるため、或いは最適な分離条件を実現するために恒温槽に収め、一定温度に保って用いることが多い。恒温槽は空気浴式、液浴式などがあるが、取扱いの容易さから空気浴式が一般的に用いられる。
【０００４】
恒温槽にはカラムだけでなく、試料注入用バルブも共に収容する場合が多い。これは、カラムのみを恒温槽に入れた場合、室温で注入された試料液体によってカラム頂部の温度が変化し、その結果、分析条件が変化して分析の再現性が低下するという問題が生じるので、試料注入用バルブを恒温槽内に取り付け、その熱を利用して注入された試料の温度をできるだけカラムのそれに近づけるためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、試料液体が接する試料注入用バルブとその周辺の配管は、その周囲の媒体（恒温槽内の空気）から熱を受けて試料液体に伝え、試料がカラムに達する前にその温度を速やかに槽内温度に平衡させる役割を担っている、つまり熱交換器としての機能も要求される。例えば恒温槽温度が室温より高い場合について言えば、室温の試料が試料注入用バルブ内に注入されたとき、試料は試料注入用バルブから熱を受けて暖められるが、試料注入用バルブは逆に冷やされる。その結果恒温槽内の温度が下がり、恒温槽の温度制御のためのセンサーが試料注入用バルブの近くに設けられている場合には、試料注入バルブ周辺の局部的温度低下をセンサーが感知し、恒温槽全体を過度に加熱して恒温槽温度を乱してしまうことがある。
【０００６】
このように、室温の試料を恒温槽内に導入することによるカラムへの悪影響を除くために試料注入用バルブをカラムと共に恒温槽に収めると、試料導入の影響は恒温槽温度を乱すという形をとって表れ、問題が解消されるわけではない。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決すること、即ち試料注入用バルブをカラムと共に恒温槽内に収めた場合に生じる、試料導入に伴う恒温槽内の温度変動を防止することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、液体クロマトグラフ装置において、温度制御装置を備えた空気浴式恒温槽内にカラムと共に試料注入用バルブを設置し、該カラムと該バルブとの間に熱伝達を緩衝する隔壁を設け、前記温度制御装置の温度センサはカラム側の区画に設けられ、該カラム側の区画のみを直接的に温度制御するものである。このような構成によって、室温の試料が導入されることによって生じる温度の乱れが恒温槽全体に及ぶことを防ぎ、しかも、導入された試料がカラムに達するまでにその温度を槽内温度に平衡させるという機能は確保されるので、分析の再現性が悪化するといった問題点も全て解消される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施例を示す。
【００１０】
図において、キャリヤ液はリザーバ１から送液ポンプ２によって吸引され、加圧されて送り出され、試料注入用バルブ３、カラム４を経て検出器５を通過して流出する。一方、試料はシリンジ１１を用いて手動で試料注入用バルブ３に注入され、次にバルブを操作するとキャリヤ液の流路中に導入され、キャリヤ液の流れに乗ってカラム４を通過する過程で各成分に分離され、検出器５を通過する際にその濃度が電気信号に変えられる。データ処理部６はその信号を処理・記録するものである。
【００１１】
７は空気浴式の恒温槽であって、図示しない温度制御装置によって温度が調節され、その中に収容されている試料注入用バルブ３、およびカラム４を設定された温度に保つ。８はプレヒータである。これは恒温槽内に送入した室温のキャリヤ液を槽内温度に平衡させる熱交換器として機能するもので、熱伝導の良好な薄肉の金属管をコイル状に成型したものであるが、送液ポンプ２から試料注入用バルブ３への接続配管の恒温槽内の部分をやや長めにしておくだけで十分である場合が多い。９も同様のプレヒータを兼ねた接続配管であって、試料注入用バルブ３の熱交換機能を補う意味で試料液体がカラム４に向かって流れて行く間にその温度を槽内温度に平衡させるものである。
【００１２】
このような構成の液体クロマトグラフ装置を運転した場合、室温で送入されたキャリヤ液が流れるプレヒータ８の表面温度は槽内温度よりも低いが、キャリヤ液は定常流であるから、恒温槽の温度制御を乱すことはない。これに対し、試料液を導入したときは、まず試料注入用バルブ３と試料液体との間で熱交換が行われ、試料注入用バルブ３の温度が下がる。次に、試料液体がキャリヤ液の流れに乗ってカラム４の方向に移動すると、プレヒータ９（実際は単なる接続配管）でさらに周囲の媒体（空気）との間で熱交換が行われ、これらの熱交換の結果、空気の温度、即ち槽内温度が下がり、従来装置の場合ならば前述のように恒温状態が乱されることになる。
【００１３】
本発明では、このような事態を防ぐために、恒温槽内に隔壁１０が設けられている。隔壁１０は、槽内空間をカラム側と試料注入用バルブ側とに区画するもので、具体例としては試料注入用バルブ３を囲う金属製の箱状の構造物が挙げられる。プレヒータ８は、図１ではバルブ側区画に入っているが、カラム側区画に置き、隔壁１０の隙間を通して試料注入用バルブ３に接続するような形でも差し支えない。プレヒータ９は、その機能上、両区画にまたがって設けられる。この隔壁の両側では本質的に温度差はないから、隔壁の材質に断熱性は要求されない。むしろ、後述するように適度な伝熱性が必要であるから、材料としては金属の薄板が適当である。また、この隔壁１０は試料注入用バルブ３を完全に密閉するものでなく、適度な隙間や穴を設けて、熱媒体である空気が両区画間を拡散によって流通できるようにするのがよい。このような構造にすることで、試料注入用バルブ３やプレヒータ９に生じた温度変化は、隔壁１０を通しての熱伝導、または熱媒体の拡散流入によってカラム側区画に伝わる間に時間遅れを生じ、これに伴って急激な変化は緩和されるから、カラム側区画の温度を大きく乱すことはなくなる。つまり、熱的な外乱（室温の試料導入）を受けた試料注入用バルブ３などの温度が、恒温槽全体の温度制御を乱すことが抑制できる。しかも、隔壁を通してカラム側区画とバルブ側区画との間に熱の交流があるので、外乱を受けた後に試料注入用バルブ３やプレヒータ９の温度は比較的速やかに平衡状態に回復することができる。
【００１４】
なお、隔壁によって分けられた２つの区画の内、温度が直接的に制御されるのはカラム側の区画のみである。即ち、温度制御のための温度センサーはカラム側の区画に設けなければならない。バルブ側の区画は、温度制御されているカラム側からの熱の流入によって間接的に恒温状態が保たれるもので、試料注入などの外乱により一時的に温度変化が生じることはやむを得ないと考えるべきである。もし、バルブ側区画も精度よく温度制御する必要があれば、２系統の温度調節器を用いて、それぞれの区画を別個に温度制御することが必要となるが、本発明の目的のためにはそこまでは必要でない。
【００１５】
以上の他、より簡便な実施形態として、試料注入用バルブ３及びその周辺の配管（プレヒータ９等）を軽度の断熱材で囲う実施例もある。具体的には、材料としては片面にアルミ箔を貼った薄いグラスウールなどが適当で、これで試料注入用バルブ３を、アルミ箔の面を外側に向けて、適度に空気層を残すように緩く包む。この場合、アルミ箔が隔壁１０として働き、その内側のグラスウールに包含される空気層がバルブ側区画に相当する。薄いグラスウールの断熱性はさほど大きくないので、アルミ箔を通して適度な伝熱性が保たれる。この実施例は、構造物を持たないので容易に実施でき、しかも前記目的を達するに十分な効果を有するものである。
【００１６】
以上は、室温よりも高い温度に設定された恒温槽の場合についての説明であるが、室温よりも低い温度に制御する場合であっても、本発明はそのまま適用することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように、本発明は、試料注入用バルブとカラムを共に同一の空気浴式恒温槽内に収めた液体クロマトグラフ装置において、該試料注入用バルブと該カラムとの間に熱伝達を緩衝する隔壁を設けたもので、これによって室温の試料を導入することによる槽内温度の乱れが、カラム周辺の温度にまで悪影響を及ぼすことを防止できる。その結果、カラムの温度が安定するので、測定結果の再現性が向上し、特に温度変化に敏感な検出器（例えば電気伝導度検出器）を用いる場合に、ベースラインの安定性が改善される。
【００１８】
また、カラムの温度平衡状態を乱すことがなくなることで、保持時間や分離能の繰り返し精度が向上すると共に、移動相と固定相間の相互作用が温度の影響を受けて乱されることが少なくなることで、高感度分析時のベースライン安定性を向上させる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す図
【符号の説明】
１…リザーバ
２…送液ポンプ
３…試料注入用バルブ
４…カラム
５…検出器
６…データ処理部
７…恒温槽
８、９…プレヒータ
１０…隔壁
１１…シリンジ
【図１】
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