JPH0436449Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案は液体クロマトグラフにおける試料導入
装置に係り、特に分析から分取までの操作を行な
い得る、試料の注入量範囲の広い試料導入装置に
関するものである。

（従来技術） 従来から、系内に導入された試料中の所定の成
分を、分離カラムにおいて、ポンプから送液され
る移動相溶媒によつて展開、分離する液体クロマ
トグラフイー、特に高速液体クロマトグラフイー
（HPLC）が、分離分析手法や分取手法の一つと
して広く採用されてきている。そして、この液体
クロマトグラフイーを実施するための装置、所謂
液体クロマトグラフにおいては、その系内への所
定量の試料の導入にために、一般に、サンプルル
ープ方式によるループインジエクタが、その試料
導入装置として用いられている。

ところで、かかるループインジエクタは、液体
クロマトグラフの移動相ポンプと分離カラムとの
間の流路上に設けられた、流路切換え部としての
六方バルブと、かかる六方バルブの試料注入口を
通じて試料注入器にて注入される所定の試料を保
持しておくサンプルループ部とから構成されてお
り、その六方バルブの切換え作動によつて、サン
プルループの両端を移動相ポンプ側及び分離カラ
ム側の流路にそれぞれ接続せしめて、かかるサン
プルループ内の試料を、移動相ポンプから吐出さ
れる移動相溶媒と共に分離カラムに導くようにし
たものであり、そのサンプルループ部の容量を変
更することによつて1μ〜数10ml程度の試料の
注入が可能であり、注入時の操作性及び簡易性に
ついて優れた性能を有するものとして知られてい
る。

（問題点） しかしながら、分析を対象とする液体クロマト
グラフにあつては、一般に、数10μ迄の試料を
対象とする分離カラムが用いられる一方、分取を
目的とする場合にあつては、数10ml迄の試料を対
象とする分離カラムが用いられるものであるとこ
ろから、分析を対象としたサンプルループ部は必
然的に試料保持量の少ないものであり、それ故に
分取を目的として大量に試料を注入する場合にあ
つては、その試料保持量を多くするために、ルー
プの長さの長いものや径の太いものに取り換える
必要があつたのであり、そのようなサンプルルー
プ部の変更なしに、同一装置にて分析と分取の可
能な試料導入装置は、未だ存在していなかつたの
である。

このように、従来のループインジエクタにあつ
ては、それを、分析操作と分取操作に併用する場
合において、そのサンプルループ部を取り換える
必要があり、そのための操作が非常に面倒なもの
であつたのである。

また、このような注入可能な試料領域を広範囲
にするために、数100mlの容量を持つ内径の大き
なサンプルループ部を設けた場合においては、数
10μ程度の少量の試料を注入した時に、サンプ
ルループ部内部において拡散が起こり易く、その
ために分離カラムによる分離に際して、その理論
段数が低下する問題が内在している。一方、この
ような拡散を防止するために、サンプルループ部
を、例えば0.5mmの細い内径を有するパイプから
構成した場合には、その目的を達成することは可
能であるが、他方、例えば25mlの大きなサンプル
ループ容量を確保するためには、パイプの長さが
100ｍを越えるようにもなり、全く実際的ではな
いのである。

（解決手段） ここにおいて、本考案は、かかる従来のループ
インジエクタ方式の試料導入装置における問題を
解消するために為されたものであつて、その特徴
とするところは、液体クロマトグラフの移動相ポ
ンプと分離カラムとの間の流路上に流路切換バル
ブを配置すると共に、該流路切換バルブの試料注
入口を通じて試料注入器にて注入される試料を保
持するサンプルループを設け、かかる流路切換バ
ルブの切換え作動によつて該サンプルループの両
端を前記移動相ポンプ側及び前記分離カラム側の
流路にそれぞれ接続せしめて、該サンプルループ
内の試料を該移動相ポンプから吐出される移動相
と共に該分離カラムに導くようにした試料導入装
置において、該サンプルループを異口径のパイプ
にて構成すると共に、該サンプルループの前記分
離カラム側流路に接続される側の所定長さ部分
を、前記移動相ポンプ側流路に接続される側の部
分よりも小さな口径のパイプとしたことにある。

（作用・効果） 従つて、このような構成の試料導入装置にあつ
ては、注入された試料を保持するサンプルループ
が、大小異口径（内径）のパイプに連結により構
成されているところから、その大なる口径のパイ
プ部分において試料保持量が増大し、以てパイプ
長さをそれ程長くすることなしに試料注入量範囲
が広くなつて、従来のようにサンプルループを試
料量に合わせて取り換える面倒な作業乃至は手間
が、全く必要でなくなつたのである。

しかも、サンプルループが、その分離カラム側
流路に接続される側の所定長さ部分、換言すれば
試料注入器によつて所定の試料が注入される流路
切換バルブの試料注入口側の所定長さ部分におい
て、小さな口径のパイプにて構成されているとこ
ろから、例えば数μ程度の少量の試料を注入し
た場合にあつても、そのような少量の試料は口径
の小さなサンプルループ部分に保持されることと
なつて、かかるサンプルループ内における試料の
拡散現象が効果的に抑制乃至は防止され得るので
あり、これによつて分離カラムでの分離に際し
て、その理論段数が低下する等の問題も有利に解
消され得たのである。

（実施例） 以下、本考案を更に具体的に明らかにするため
に、本考案の一実施例を、図面に基づいて詳細に
説明することとする。

先ず、第１図は、本考案に従う試料導入装置を
備えた液体クロマトグラフとしての高速液体クロ
マトグラフ（HPLC）の一例に係る系統図を示し
ており、そこにおいて、２は、所定の移動相溶媒
を貯留する貯槽であつて、この貯槽２内の移動相
溶媒が、ポンプ４のポンプ作動によつて流路６を
通じて公知の分離カラム８に導かれるようになつ
ている。また、ポンプ４と分離カラム８との間の
流路６上には、本考案に従う試料導入装置１０が
設けられており、この試料導入装置１０にて導入
される所定量の試料が、ポンプ４から送液された
移動相溶媒と共に、分離カラム８内に導かれ、そ
してその分離カラム８内において、それぞれの試
料成分が公知の如く分離されて、移動相と共に溶
出せしめられるようになつている。

なお、図示はしないが、この分離カラム８より
も下流側の流路上には、かかる分離カラム８にて
分離、溶出された試料成分を検出するための検出
器等が、必要に応じて設けられている。

ところで、試料導入装置１０は、よく知られて
いる流路切換バルブとしての六方バルブ１４と、
それに取り付けられたサンプルループ１６とから
構成されている。より具体的には、六方バルブ１
４は、よく知られているように、ローター１８の
回転によつて流路の断続の行なわれる六つのポー
ト、即ち移動相入口ポート２０ａ，サンプルルー
プ出口ポート２０ｂ、ドレインポート２０ｃ、試
料注入ポート２０ｄ、サンプルループ入口ポート
２０ｅ及び移動相出口ポート２０ｆを有してお
り、この内、移動相入口ポート２０ａにはポンプ
４側の流路６が接続される一方、移動相出口ポー
ト２０ｆには分離カラム８側の流路６部分が接続
されている。また、試料注入ポート２０ｄから
は、シリンジ等の試料注入器によつて所定の試料
が注入されるようになつてきており、またドレイ
ンポート２０ｃからは過剰の液体が排出されるよ
うになつている。

そして、かかる六方バルブ１４のサンプルルー
プ入口ポート２０ｅとサンプルループ出口ポート
２０ｂとの間には、注入される試料を保持するた
めのサンプルループ１６が接続されている。この
サンプルループ１６は、口径（内径）の小さな第
一のパイプ２２と口径（内径）の大きな第二のパ
イプ２４とから構成されており、かかる第一のパ
イプ２２がサンプルループ入口ポート２０ｅに接
続されて、分離カラム８側の流路６部分に接続さ
れ得るようになつている一方、第二のパイプ２４
がサンプルループ出口ポート２０ｂに接続され
て、ポンプ４側の流路６部分に接続せしめられ得
るようになつている。

従つて、このような構造の試料導入装置１０に
おいて、そのサンプルループ１６内に所定の試料
を保持せしめるに際しては、六方バルブ１４のロ
ーター１８を所定角度（60°）回動せしめること
により、第２図に示される如く、サンプルループ
入口ポート２０ｅと試料注入ポート２０ｄとが、
またサンプルループ出口ポート２０ｂとドレイン
ポート２０ｃとがそれぞれ接続せしめられ、そし
てその状態において、試料注入ポート２０ｄから
シリンジ等の所定の試料注入器によつて所定量の
試料が注入されることによつて、かかるサンプル
ループ１６の第一のパイプ２２、更には第二のパ
イプ２４内に、所定の試料が導き入れられるので
ある。なお、サンプルループ１６内に存在する液
体は、試料の注入に従つてサンプルループ１６か
ら押し出され、サンプルループ出口ポート２０
ｂ、更にはドレインポート２０ｃを通じて、系外
に排出せしめられることとなるのである。また、
この試料注入時において、移動相入口ポート２０
ａと移動相出口ポート２０ｆとは接続されてお
り、ポンプ４から常に送液される移動相溶媒が流
路６を通じて分離カラム８に供給されるようにな
つている。

そして、このようにして、サンプルループ１６
内に所定量の試料が注入、保持せしめられた後、
六方バルブ１４のローター１８が所定の角度
（60°）だけ回動させられることにより、第１図の
如く、移動相入口ポート２０ａとサンプルループ
出口ポート２０ｂとが、またサンプルループ入口
ポート２０ｅと移動相出口ポート２０ｆとがそれ
ぞれ接続せしめられることとなり、これによつて
ポンプ４から送液される溶媒がサンプルループ１
６内に保持されている試料を押し出し、流路６を
通じて共に分離カラム８内に導かれるようにな
り、そして分離カラム８において、所定の分離操
作が行なわれ得て、目的とする試料成分の分離が
行なわれることとなるのである。

このように、かかる試料導入装置１０にあつて
は、六方バルブ１４の試料注入ポート２０ｄから
注入される所定の試料は、サンプルループ入口ポ
ート２０ｅを通じて、先ずサンプルループ１６の
口径の小さな第一のパイプ２２内に導入されるこ
ととなるところから、数10μ程度迄の試料を対
象とする分離分析操作にあつては、そのような少
量の試料がかかる第一のパイプ２２内に保持され
るようにすれば、かかる第一のパイプ２２の口径
に応じて、試料の拡散の度合を効果的に抑制せし
めることが出来、以て分離カラム８における理論
段数の低下を有利に抑制乃至は防止することが出
来るのである。このことから、第一のパイプ２２
のサイズに関しては、サンプルループ１６内部に
おける拡散が問題となる分析等の目的のための試
料量において、そのような試料量を収容するに適
当な長さ及び口径において適宜に決定されること
となる。

また、分取等の目的のために、数10ml迄の試料
量が対象とされる場合にあつては、そのような大
量の試料が注入されると、サンプルループ１６の
第一のパイプ２２内が試料で満たされた後、更に
口径（内径）の大きな第二のパイプ２４内に試料
が導かれ、そこで大量に保持され得ることとなる
ところから、大量の試料の保持に際して、サンプ
ルループ１６の長さをそれ程長くする必要がな
く、目的とする保持量の試料を有利に保持するこ
とが出来るのである。なお、この第二のパイプ２
４の長さや口径は、保持させるべき大量の試料量
に応じて適宜に決定されることとなる。

因みに、10μ迄の試料の拡散を最小にするた
めに、0.25mmの内径を持つステンレスパイプ（第
一のパイプ２２）と2.1mmの内径を持つステンレ
スパイプ（第二のパイプ２４）を接続してなるサ
ンプルループ１６（360μの容量を確保）と、
単に2.1mmの内径を持つステンレスパイプから成
るサンプルループについて、比較を行なつた結
果、後者の単に2.1mmの内径のステンレスパイプ
から成るサンプルループの場合には、理論段数が
7100段であつたのに対し、前者の異口径のステン
レスパイプを組み合わせたサンプルループ１６を
用いた場合二は、8700段の理論段数が得られ、試
料の拡散の減少が理論段数の向上に寄与している
ことが明らかとなつた。

また、この結果から、異口径のパイプから構成
された数10mlの容量をもつサンプルループ１６
は、数μの少量の分析を目的とする試料を、理
論段数の低下なしに導入することが出来ると共
に、当然のことながら大量の試料の保持も可能で
あり、それ故にサンプルループを取り換えること
なく、一つのサンプルループ１６にて、数μか
ら数10ml程度の試料の注入保持が可能となつて、
従来のようにサンプルループを試料量に合わせて
取り換える面倒な作業乃至は手間が全く必要でな
くなつたのである。

以上、本考案の一実施例について詳細に説明し
てきたが、本考案が、かかる例示の具体例にのみ
限定して解釈されるものでないことは言うまでも
ないところであり、本考案が、その趣旨を逸脱し
ない限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々
なる変更、修正、改良等を加えて実施され得るも
のであることが理解されるべきである。

例えば、前例においては、サンプルループ１６
は、異口径の第一のパイプ２２と第二のパイプ２
４の二本のパイプから構成されているが、更に多
数本の異なる内径を有するパイプから構成するこ
とも可能であり、それによつてより大容量の試料
容量領域まで、パイプ長さをあまり長くすること
なしに、理論段数を低下しないで導入することが
出来るのであり、また口径（内径）が漸次変化す
るパイプにて、サンプルループ１６を構成しても
何等差支えなく、その場合にあつては、パイプの
最小径部分が六方バルブ１４のサンプルループ入
口ポート２０ｅに接続されることとなる。

また、六方バルブ１４にて代表される流路切換
えバルブとしても、通常の六つのポートを有する
ものの他、試料注入ポート２０ｄがローターに設
けられたニードルポートにて構成され、このニー
ドルポートを通じて、シリンジにて所定の試料の
注入を行なうようにしたレオダイン型のバルブ等
であつても、何等差支えない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に従う試料導入装置を設けた
液体クロマトグラフの一例を示す系統図であり、
第２図はその試料導入装置の一作動形態（試料注
入状態）を示す説明図である。 ２……貯槽、４……ポンプ、６……流路、８…
…分離カラム、１０……試料導入装置、１４……
六方バルブ、１６……サンプルループ、１８……
ローター、２０ａ……移動相入口ポート、２０ｂ
……サンプルループ出口ポート、２０ｃ……ドレ
インポート、２０ｄ……試料注入ポート、２０ｅ
……サンプルループ入口ポート、２０ｆ……移動
相出口ポート、２２……第一のパイプ、２４……
第二のパイプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 液体クロマトグラフの移動相ポンプと分離カラ
   ムとの間の流路上に流路切換バルブを配置すると
   共に、該流路切換バルブの試料注入口を通じて試
   料注入器にて注入される試料を保持するサンプル
   ループを設け、かかる流路切換バルブの切換え作
   動によつて該サンプルループの両端を前記移動相
   ポンプ側及び前記分離カラム側の流路にそれぞれ
   接続せしめて、該サンプルループ内の試料を該移
   動相ポンプから吐出される移動相と共に該分離カ
   ラムに導くようにした試料導入装置において、該
   サンプルループを異口径のパイプにて構成すると
   共に、該サンプルループの前記分離カラム側流路
   に接続される側の所定長さ部分を、前記移動相ポ
   ンプ側流路に接続される側の部分よりも小さな口
   径のパイプとしたことを特徴とする液体クロマト
   グラフにおける試料導入装置。