JPH02170047A - 液体クロマトグラフィー用の溶媒混合器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、比較的内径の小さいチューブ内に充填物を詰
めたコイルからなる液体クロマトグラフィーにおける移
動相である溶媒を混合する液体クロマトグラフィー用の
溶媒混合器に関する。

〈従来の技術〉 液体クロマトグラフィーにおける移動相は、殻に、種々
の溶媒（有機溶媒や緩衝液など）を混合して使用するこ
とが多い。この混合溶媒は溶出時間や分離の度合が変化
するため、一定組成でかつ十分に混合されていなくては
ならない。この混合溶媒の作成法は、使用する溶媒を一
定量を計りとり移動相タンク中でスターラや超音波など
を用いて混合し、そののちアスピレータ等を用いて十分
に脱気する。このようにして得られた混合溶媒を移動相
として用いる。また、このような方法により得られた混
合溶媒は十分に混合されているため混合ムラによる問題
（ベースラインのノイズ、クロマトグラムの変形等）は
ほとんど起きない。

しかし、この方法にはいくつかの問題がある。即ち、第
１に、混合が手作業であるため混合の再現性に乏しいこ
と、第２に、混合後脱気するため混合組成か微妙に変化
すること、第３に、移動相の混合組成を変えるとせっか
く作成した混合溶媒が無駄になること、第４に、微妙な
組成の混合比が作りにくいこと、第５に、混合作業が煩
わしいことである。

一方、上述のような問題については、いわゆるグラジェ
ント溶出法（勾配溶出法）の適応か可能なシステムを使
用することで解決できる。このグラジェントシステムは
、２つあるいはそれ以上の溶媒（この溶媒自身が混合溶
媒のこともある）を溶媒切換えバルブや溶媒の数と同じ
だけの高圧定量ポンプを使用して一定組成を作成するよ
うになっている。しかし、このようなシステムを使用し
てもただ単に合流させるたけでは配管内（通常、内径０
．２〜０．８Ｉｎ　）で十分に溶媒を混合することかで
きす、ベースラインのノイズ、タロマドグラムの変形等
が起きてしまう。従って、オンラインで十分な溶媒混合
が可能な溶媒混合器か必要となる。

然るに、溶媒混合器は大きく分けて次のような２つのタ
イプか販売されている。即ち、第１のタイプは、ガラス
ピースやステンレスビーズを充填したミキシングカラム
であり、第２のタイプは、スターラを利用したダイナミ
ックミキサである。

このミキシングカラムは、内径３〜８１′Ｒ１１のクロ
マト管あるいはクロマト管と類似の構造を持つものに直
径１〜３１程度のガラスピーズやステンレスビーズを充
填したもので、構造は比較的簡単であるがミキシング効
率はあまり良くなくカラムを何本か接続して使用しなけ
ればならない。そのため、無駄な容量が生じグラジェン
トパターン（プロフィール）の遅れや変形（パターンが
なまる）が起きる。ダイナミックミキサはスターラを回
すため構造はカラムタイプより複雑となるが、基本的な
ミキシング効率はカラムタイプより上である。しかし、
本質的にミキサ内の容量を小さくするには限界があり、
グラジェントパターン（プロフィ−ル）の遅れや変形か
問題となる。無理に内容量を小さくすると混合室の形状
や構造・機構は更に複雑となり、必すしも安価でミキシ
ング効率の高い溶媒混合器とはならなくなってしまう。

〈発明か解決しようとする問題点〉 本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、そ
の課題は、構造か簡単でかつミキシング効率の高い液体
クロマトグラフィー用溶媒混合器を作ることにある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、液体クロマトグラフィー用溶媒混合器におい
て、複数の溶媒が同一平面上に放射状に設けられた複数
の流路を通って合流し合流後入口流路に対して垂直方向
に流出すると共に該出Ｌｌ流路には充填物の流出を防ぐ
ためにフィルターが装着されているミキシングジヨイン
トと、内径が２Ｉｌｌ以下のキャピラリーチューブと、
直径０．５１以下の膨潤収縮の小さなビーズでなる充填
物をキャピラリーに充填してなるミキシングコイルと、
該ミキシングコイルの出口側末端に装着され充填物の流
出を防ぐフィルターとを設け、前記キャピラリーとミキ
シングジヨイントとを接続することにより、前記課題を
解決したものである。

く作用〉 本発明は次のように作用する。ミキシングジヨイントは
３つないし４つの溶媒が混合（合流）できるようになっ
ており、ここでの混合効率を上げるために各溶媒は同一
平面上に放射状に作られた流路を通って合流し合流後入
１コ流路に対して垂直方向に出て行くようになっている
。出口流路には充填物の流出を防ぐためにフィルターが
つけである。

一方、キャピラリーチューブは通常の液体クロマトグラ
フの配管に使用するものであり、内径が２Ｉｌｌｌ以下
、好ましくは１ｎｎ以下である必要がある。

なぜなら、ミキシングカラムがミキシング効率が悪いの
は、溶媒が合流直後に通常の配管（内径０゜２〜０．８
ｎｕｎ　）から急激に内径の大きく異なるカラム（内径
３〜８ｎｌｌ）に送られるためである。また、長さにつ
いては溶媒の性質により異なるが通常は５０〜１００ｃ
ｎ程度で十分のミキシング効率が得られる。

また、充填物は直径０．５ＴＩＩＩｌ以下、好ましくは
０゜１１ＮＩｎ以下の膨潤収縮の小さなビーズである必
要があり、材質としてはガラス、ステンレス、硬質の架
橋高分子、若しくはセラミック等が使用される。

このビーズをキャピラリーに充填しミキシングコイルと
し、該ミキシングコイルの出口側末端には充填物の流出
を防ぐためにフィルターがつけである。このままでも十
分なミキシング効率が得られるか、内容積を増さすにミ
キシング効率を向上させるには、ビーズをキャピラリー
に充填した後キャピラリーの外側を一定間隔（例えば２
０１ｍ１間隔）で潰すことにより効率を上げることかで
きる。

上述のような充填物が充填されたキャピラリー（フィル
ターのついた出口側末端が接続されている）とミキシン
グジヨイントとを接続することで本提案の溶媒混合器か
できあがる。尚、上述したように必要に応じてキャピラ
リーを潰しても良い。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例について図を用いて詳しく説明す
る。第１図は、本発明実施例の構成説明図である。この
図において、１はミキシングブロック、１ａは入口流路
、２はフィルタホルダ、３は接続末端、４はフェラル、
５はオシネ、６はミキシングコイル、７は出口側末端、
７ａは出口流路である。また、ミキシングコイル６は、
外径１７１６インチ、内径１．０１１１１　、長さ２１
のステンレスチューブに平均粒子径５０μｍのガラスピ
ーズを湿式充填法により充填したものである。このミキ
シングコイル６は、第２図にその断面を示すように充填
物が密に充填されている。尚、接続末端につけたフィル
ターの孔径は３０μｔである。

上述のようにして製造される溶媒混合器は、第３図に示
すグラジェントシステムに組み込み、次のようにして溶
媒のミキシング効率を調べた。即ち、槽８ａ、８ｂには
それぞれ水とメタノールが貯留されており、送液ポンプ
が駆動すると例えば３０　：　７０の流量比で送液され
、溶媒混合器１０で混合されて移動相となり、シリンジ
１１→分離カラム１２→検出器１３を経て槽８ｃに貯留
される。この状態で、シリンジ１１に一定量の試料が注
入されると、該試料は移動相によって分離カラム１２に
搬送されてクロマトグラフィツクに分離される。尚、測
定条件は、次の（イ）〜（ニ）の如くである６ （イ）使用した装置：横河電機製ＬＣ１００液体クロマ
トグラフ、２台の高圧定流量ポンプ１．Ｃ１００Ｐ、測
定波長２５４ｎｍの紫外可視検出器１．ｃｌｏｏＵ（ロ
）移動相；　水（好ましくはイオン交換水）とメタノー
ルが３０　：　７０の割合いで混合されてなる溶媒 （ハ）試料；　　Ｕｒａｃｉｌ、Ｈｅｔｈｙｌｂｅｎｚ
ｏａｔｅ、Ｔｏｌｕｅｎｅ。

Ｎａｐｈｔｈａ　１ｅｎｅ （ニ）注入量；　５μ 第４図は、溶媒ミキシング効率を見るために行われたも
のであって、紫外検出器を使用し溶媒混合によるノイズ
を見るなめに測定したベースラインである。第４ａ図は
予め各溶媒を混合し１台のポンプを使用して送液した時
のベースラインである。第４ｂ図は、２台のポンプで各
溶媒を送液し３方ジヨイントを使用してただ単に混合し
たときのベースラインである。第４ｃ図は、本発明実施
例の溶媒混合器を使用した時のベースライン、第４ｄ図
はガラスピーズ（平均粒径２１ｍ）を充填したミキシン
グカラム（内径４．６１ＩＩｌ、長さ５０Ｐｌ）のベー
スラインである。第４図で明らかなように、本発明の溶
媒混合器を使用することで単純に混合したもの（第４ｂ
図）に比べ大幅な改善がされており、ミキシングカラム
（第４ｄ図）よりも良好に混合されていることがわかる
。また予め混合したもの（第４ａ図）と比べてもあまり
遜色かないことがわかる。

次に、タロマドグラムに与える影響を調べた結果を下表
に示す。溶媒混合が不十分であると、ベスラインのノイ
ズが生ずるだけでなくピークの変形や割れが生じること
がある（第５図）。この点について前述の各溶媒混合シ
ステムを用いて実際に分離カラムを使っていくつかの試
料を分離し、理論段数を求め比較評価した。測定条件は
前述のものと同じである６尚、下表におけるピーク幅は
半値幅（即ち、ピーク高さの半分の高さにおけるピーク
幅）となっている。

・以上詳しく説明したような本発明の実施例によれば、
内径の小さいキャピラリーに比較的粒子径の小さい充填
物を充填したミキシングコイルを使用することにより、
構造が簡単でかつ高いミキシング効率が得られる液体ク
ロマトグラフィー用溶媒混合器が実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成説明図、第２図は本発明実
施例の一部断面図、第３図は本発明実施例の使用例構成
説明図、第４図は溶媒混合によるノイズを見るために測
定したベースライン、第５図は溶媒混合か不十分な場合
のクロマトグラムである。 １・・・・・・ミキシングブロック、１ａ・・・・・・
入口流路、２・・・・・・フィルタホルタ、３・・・・
・・接続末端、４・・・・・・フェラル、５・・・・・
・オシネ、６・・・・・・ミキシングコイル、７・・・
・・・出口側末端、７ａ・−・・・・出口流路 ＼　Ｌ′ｒ′）ｃ＞ 味

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）同一平面上に放射状に設けられた複数の流路をそ
   れぞれ通って複数の溶媒が合流してのち入口流路に対し
   て垂直方向に流出するように構成されると共に該出口流
   路には充填物の流出を防ぐためにフィルターが装着され
   ているミキシングジョイントと、内径が２ｍｍ以下のキ
   ャピラリーチューブと、直径０．５ｍｍ以下の膨潤収縮
   の小さなビーズでなる充填物をキャピラリーに充填して
   なるミキシングコイルと、該ミキシングコイルの出口側
   末端に装着され充填物の流出を防ぐフィルターとを具備
   し、前記キャピラリーとミキシングジョイントとを接続
   してなる溶媒混合器。
2. （２）前記充填物は、ガラス、ステンレス、硬質の架橋
   性高分子、若しくはセラミックでなる請求項（１）記載
   の溶媒混合器。