流動相送液裝置及液相色譜儀的制作方法
【專利摘要】提供一種流動相供給裝置及液相色譜儀，其包括：水系流路，其具備對水系流動相進行送液的第1送液泵；有機溶劑系流路，其具備對有機溶劑系流動相進行送液的第2送液泵；以及攪拌機，其將來自于所述水系流路和所述有機溶劑系流路的各流動相進行混合并供給液相色譜儀的分析流路，所述第2送液泵與所述攪拌機之間的流路阻力大于所述第1送液泵與所述攪拌機之間的流路阻力。
【專利說明】流動相送液裝置及液相色譜儀
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種一邊使水系流動相和有機溶劑系流動相的混合溶液的組成隨時間變化一邊將該混合溶液供給分析流路的流動相送液裝置及具備該流動相送液裝置的液相色譜儀。
【背景技術】
[0002]液相色譜儀有梯度方式的，其一邊使流經包含分析柱及檢測器的分析流路的流動相的組成隨時間而變化，一邊進行試料的分離分析(參見US2007/0144977A1。)。流經分析流路的流動相一般為水系流動相和有機溶劑系流動相的混合溶液，通過調整對這些流動相分別送液的送液泵的送液流量使混合比例產生變化。
[0003]用圖5對現有的梯度方式的液相色譜儀的一個例子進行說明。
[0004]作為用于將試料進行分離分析的分析流路，設有上游側分析流路2a和下游側分析流路2b。將試料進行分離的分析柱8和對由分析柱8分離的試料成分進行檢測的檢測器10設在下游側分析流路2b上。上游側分析流路2a的一端與攪拌機50連接。攪拌機50上連接有通過送液泵46進行水系流動相送液的水系流路42和通過送液泵48進行有機溶劑系流動相送液的有機溶劑系流路44，水系流動相和有機溶劑系流動相由攪拌機50進行混合，該混合溶液被供給上游側分析流路2a。
[0005]上游側分析流路2a的另一端和下游側分析流路2b的一端分別與試料導入部6的切換閥30的一個端口連接。試料導入部6包括:切換閥30、試料送液流路32、排液流路34及收集流路36。試料送液流路32是通過送液泵33對包括試料的溶液進行送液的流路。收集流路36包括收集柱40，可以將由試料送液流路32送液的試料暫時保持在收集柱40中。
[0006]試料送液流路32及排出流路34的一端和收集流路36的兩端與切換閥30的端口連接。切換閥30可以在鄰接的端口之間進行切換，通過切換閥30的切換，就可以切換成將收集流路36連接在試料送液流路32與排液流路34之間的狀態(收集模式)，和將收集流路36連接在上游側分析流路2a與下游側分析流路2b之間的狀態(注入模式)。在收集模式中，上游側分析流路2a與下游側分析流路2b直接地連接，在注入模式中，試料送液流路32與排液流路34直接地連接。
[0007]在收集模式中，通過從試料送液流路32對包含試料的溶液進行送液，讓收集柱40捕捉試料。其后，通過切換到注入模式并從上游側分析流路2a進行流動相溶劑送液，與溶劑一起將收集柱40所捕捉的試料導入下游側分析流路2b
【發明內容】
[0008]發明要解決的課題
[0009]如上所述，通過切換閥30的切換，在從收集模式切換到注入模式之際，向送液泵46或48施加的壓力有時會急劇變動。在水系流動相和有機溶劑系流動相的送液過程中如果壓力產生急劇變動的話，則水系流動相和有機溶劑系流動相的送液將失去平衡，比水系流動相粘性低且容易流動的有機溶劑系流動相有時會瞬間地以大流量進行送液。在從收集模式切換到注入模式時一旦有機溶劑系流動相被大流量地送液，有時試料就會未被分析柱8分離便通過去了。
[0010]另外，在流經下游側分析流路2b的流動相的流量為nL單位的納流LC (液相色譜儀)系統中，對由送液泵46和48送液的各流動相進行分流并送液。在這種納流LC系統中，收集模式時的收集流路36內的壓力比向送液泵46及48施加的壓力低的情況下，將切換閥30從收集模式切換到注入模式的時候，施加于送液泵46及48的壓力將急劇下降而水系流動相和有機溶劑系流動相的送液平衡及分流比將會紊亂，流動相的送液流量將大幅地紊舌L。
[0011]圖4是示出檢測器的檢測信號的隨時間而變化的圖表，(A)是從收集模式切換到注入模式時，施加于進行有機溶劑系流動相送液的送液泵的壓力沒有降低的情形(例如，收集柱壓力為6.5MPa、分析柱壓力為5MPa)，(B)是從收集模式切換到注入模式時，施加于進行有機溶劑系流動相送液的送液泵的壓力有降低的情形(例如，收集柱壓力為2.0MPa、分析柱壓力為5MPa)。(B)的虛線圓所示的峰值是由于以下情況而出現的:因從收集模式切換到注入模式時的壓力變化，大流量的有機溶劑系流動相被瞬間地送液，從而收集柱的試料未被分析柱捕捉就通過了。這樣，開始進行試料分析時，如果與水系流動相相比大量的有機溶劑系流動相被送液的話，則在分析柱中試料未被分離就洗提。
[0012]然而，以往，在水系流路和有機溶劑系流路的各自的攪拌機的上游側附近連接有具有相同程度流路阻力的阻力管。由此，可以防止進行水系流動相送液的送液泵和進行有機溶劑系流動相送液的送液泵之間的相互干擾，可以設法使流動相的送液流量穩定化。該送液流量的穩定化，是以施加于各送液泵的壓力不產生急劇變動為前提的。在即使產生壓力變動但其變動也較為平緩的情況下，送液泵的送液量隨著其變動而變化，但該變化是平緩的，最終施加于送液泵的壓力向穩定狀態過渡，送液流量將會穩定。但是，如上所述，在由于外部原因而產生急劇的壓力變動的情況下，則無法防止水系流動相和有機溶劑系流動相的送液平衡崩潰而導致粘性低的有機溶劑系流動相瞬間大流量地流動。
[0013]因此，本發明的目的在于，對因切換閥從收集模式切換到注入模式時的壓力變動而引起的流動相的送液流量的變動進行抑制，以防止試料未經分析柱分離而通過的不好狀況的發生。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]本發明的流動相供給裝置，包括:水系流路，其具備對水系流動相進行送液的第I送液泵；有機溶劑系流路，其具備對有機溶劑系流動相進行送液的第2送液泵；和攪拌機，其將來自于所述水系流路和所述有機溶劑系流路的各流動相進行混合并供給液相色譜儀的分析流路，第2送液泵與所述攪拌機之間的流路阻力大于第I送液泵與攪拌機之間的流路阻力。
[0016]在此，可以考慮通過增大水系流路和有機溶劑系流路的兩方的流路阻力來抑制送液流量的變動。但是，在高壓液相色譜儀中，因為必須向分析柱施加較大的壓力，所以增加流動相供給裝置中的流路阻力因其與送液泵的能力之間的關系則是困難的。
[0017]水系流路的流路阻力和有機溶劑系流路的流路阻力各自的大小根據分析柱所需要的送液壓力與送液泵的能力之間的關系設定為適當的值。[0018]本發明的液相色譜儀包括:分析流路，其具備將試料進行分離的分析柱及對由分析柱分離的試料成分進行檢測的檢測器；本發明的流動相供給裝置，其被連接在分析流路的上游端，并向分析流路供給由水系流動相和有機溶劑系流動相的混合溶液組成的流動相溶劑；試料導入部，其結構為具有將含試料的溶液進行送液的試料送液流路、將試料暫時保持的收集柱以及對連接的流路進行切換的切換閥，通過切換閥的切換，可以切換成收集柱連接于試料送液流路的下游側的收集模式及收集柱連接在流動相供給裝置與所述分析柱之間的注入模式中的任一模式。
[0019]發明的效果
[0020]在本發明的流動相供給裝置中，因為有機溶劑系流路的第2送液泵與攪拌機之間的流路阻力大于第I送液泵與攪拌機之間的流路阻力，所以即使施加于第I送液泵和第2送液泵的壓力由于外部原因而瞬間變動，也可以防止比水系流動相粘性低的有機溶劑系流動相瞬間地被大流量地送液。
[0021]在本發明的液相色譜儀中，因為包括本發明的流動相送液裝置，所以能夠抑制在試料導入部從收集模式切換到注入模式時，因其瞬間性的壓力變動而產生的比水系流動相粘性低的有機溶劑系流動相的流量急劇増大。由此，可以防止大流量的有機溶劑系流動相被送液且試料未經分析柱分離而通過。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是概略示出液相色譜儀的一實施例的流路結構圖。
[0023]圖2是用于對該實施例的試料導入部的結構進行說明的流路結構圖。
[0024]圖3是示出使第2阻力管的流路阻力比第I阻力管的流路阻力大的情況下和第2阻力管的流路阻力不比第I阻力管的流路阻力大的情況下的有機溶劑系流動相的流量的時間變化的圖表。
[0025]圖4是示出檢測器的檢測信號的時間變化的圖表，(A)是從收集模式切換到注入模式時，向進行有機溶劑系流動相送液的送液泵施加的壓力無下降的情形，(B)是從收集模式切換到注入模式時，向進行有機溶劑系流動相送液的送液泵施加的壓力有下降的情形。
[0026]圖5是概略示出現有的液相色譜儀的一個例子的流路結構圖。
【具體實施方式】
[0027]本發明的流動相供給裝置的一實施方式適用于水系流路在第I送液泵的下游側分叉成與攪拌機連接的流路和與其不同的第I分流流路，有機溶劑系流路在第2送液泵的下游側分叉成與攪拌機連接的流路和與其不同的第2分流流路的分離方式的裝置，通過適用于這樣的裝置，即使在由于從收集模式切換到注入模式時的壓力變動，水系流路和有機溶劑系流路各自的分流比紊亂的情況下，也能夠對有機溶劑系流動相瞬間的大流量送液進行控制，可以防止試料不被分析柱分離就通過的情形。
[0028]在其他的實施方式中，為了使得有機溶劑系流路的流路阻力比水系流路的流路阻力大，有機溶劑系流路中與攪拌機連接的流路包含比水系流路中與攪拌機連接的流路內徑小的流路。
[0029]用圖1及圖2對液相色譜儀的一實施例進行說明。[0030]如圖1所示，該液相色譜儀在分析流路2的上游端連接有流動相供給裝置4，在分析流路2上自上游依次設有試料導入部6、分析柱8及檢測器10。如圖2所示，分析流路2由上游側分析流路2a和下游側分析流路2b組成，上游側分析流路2a的下游端和下游側分析流路2b的上游端分別單獨地與試料導入部6的切換閥30的各個端口連接。分析柱8及檢測器10設在下游側分析流路2b上。
[0031]試料導入部6為利用切換閥30的切換，可以在將試料捕捉到收集柱40中的收集模式(參照圖2的(A))和將捕捉到收集柱40中的試料導入至下游側分析流路2b的注入模式(參照圖2的(B))之間進行切換的結構。切換閥30具有6個端口，可以對相鄰的端口之間的連接進行切換。在切換閥30的端口，除了連接有上游側分析流路2a和下游側分析流路2b以外，還連接有試料送液流路32的一端、排液流路34的一端、及收集流路36的兩端。試料送液流路32是利用送液泵33將包含試料的溶液進行送液的流路，排液流路34是用于將液體向外部排出的流路。收集流路36上配置有收集柱40。
[0032]如圖2的(A)的粗線所示，在收集模式中，在試料送液流路32的下游側連接有收集流路36，還在該收集流路36的下游側連接有排液流路34。在此狀態下，如果含有試料的溶液從試料送液流路32被送液的話，則僅溶液中的試料成分被收集柱40捕捉，其他的溶劑經過收集柱40并從排液流路34被排出。此時，上游側分析流路2a與下游側分析流路2b直接地連接。
[0033]如圖2的(B)的粗線所示，在注入模式中，在上游側分析流路2a的下游側連接有收集流路36，在該收集流路36的下游側連接有下游側分析流路2b。當通過收集模式使收集柱40捕捉到試料之后切換至注入模式時，來自流動相供給裝置4的流動相就流經收集柱40，讓收集柱40所捕捉的試料成分洗提并引導至下游側分析流路2b的分析柱8。被導入分析柱8中的試料按成分被分離且由檢測器10進行檢測。
[0034]回到圖1，流動相供給裝置4包括:進行水系流動相送液的水系流路12a和進行有機溶劑系流動相送液的有機溶劑系流路12b，水系流路12a的下游端和有機溶劑系流路12b的下游端均與攪拌機27連接。分析流路2的上游端連接于攪拌機27，水系流動相和有機溶劑系流動相的混合溶液作為流動相溶劑被供給分析流路2。
[0035]水系流路12a的上游端配置在存積水系流動相的容器14a內，利用送液泵16a(第I送液泵)將水系流動相抽取上來。在比水系流路12a上的送液泵16a更下游側通過接頭20a連接有分流流路22a (第I分流流路)的一端。分流流路22a的另一端配置在容器14a上，由送液泵16a抽取上來的水系流動相的一部分將會返回到容器14a內。在接頭20a的更下游側設有流量計18a，其對向攪拌機27送液的水系流動相的流量進行監視。
[0036]有機溶劑系流路12b的上游端配置在存積有機溶劑系流動相的容器14b內，利用送液泵16b (第2送液泵)將有機溶劑系流動相抽取上來。在比有機溶劑系流路12b上的送液泵16b更下游側通過接頭20b連接有分流流路22b (第2分流流路)的一端。分流流路22b的另一端配置在容器14b上，由送液泵16b抽取上來的有機溶劑系流動相的一部分將會返回容器14b內。在接頭20b的更下游側設有流量計18b，其對向攪拌機27送液的有機溶劑系流動相的流量進行監視。
[0037]設有根據流量計18a及18b的測定值對向攪拌機27送液的水系流動相及有機溶劑系流動相的流量進行控制的流量控制部50。流量控制部50基于流量計18a及18b的測定值控制送液泵16a及16b的驅動，以使由攪拌機27混合的流動相溶劑的組成成為所規定的。
[0038]在水系流路12a的攪拌機27的附近設有第I阻力管24，在有機溶劑系流路12b的攪拌機27的附近設有第2阻力管26。由于設有第I阻力管24及第2阻力管26，可以防止因送液泵16a和16b而引起的相互干涉。
[0039]第2阻力管26的流路阻力大于第I阻力管24的流路阻力。由此，因從收集模式切換到注入模式時的壓力變動，比水系流動相粘性低的有機溶劑系流動相瞬間地被大流量地送液的情況得以抑制。
[0040]圖3是示出第2阻力管26和第I阻力管24的流路阻力為相等的情形和使第2阻力管26的流路阻力大于第I阻力管24情形下的有機溶劑系流動相的流量的時間變化的圖表。
[0041]作為將第2阻力管26與第I阻力管24的流路阻力設為相等的情形的例子，將兩阻力管設定為內徑0.025mmX長度1000mm的阻力管。在此，所謂將流路阻力設為相等是將阻力管的尺寸設為相等的意思。但是，由于即使使使阻力管的尺寸相等，阻力值也會因流動的流動相的種類不同而不同，其結果，水系流動相流動的第I阻力管24的阻力值多數情況下將會大于有機溶劑系流動相流動的第2阻力管26。
[0042]作為使第2阻力管26的流路阻力大于第I阻力管24的情形的例子，第I阻力管24設為內徑0.025mmX長度1000mm的阻力管，第2阻力管26除了設有內徑0.025mmX長度1000mm的阻力管以外，且串聯 連接有內徑0.01mmX750mm的阻力管。
[0043]對于上述兩種情形，以總流量600nL/min進行送液,水系流動相以550nL/min、乙腈等低粘性有機溶劑系流動相以50nL/min進行送液的結果顯示于圖3中。此時，有時會對第I阻力管24施加約2MPa的阻力，對使流路阻力增大的第2阻力管26施加約4MPa的阻力。但由于絕對的壓力值因安裝的柱的種類等而不同，所以未必成為該數值。在通過第I阻力管24的溶劑為水系，通過第2阻力管26的溶劑為比水系流動相粘性低的有機溶劑系流動相的情況下，在第2阻力管26的流路阻力大于第I阻力管24的流路阻力的時候，效果將會呈現。
[0044]在圖3的圖表中，自取得數據開始經過5分鐘時從收集模式切換到注入模式。在將第2阻力管26與第I阻力管24的流路阻力設為相同程度的情況下，由于伴隨著切換的壓力變動，有機溶劑系流動相瞬間地以大流量被送液，流量的紊亂以根據波形的面積求出的流量值來說為131.4nL左右。對此，在使第2阻力管26的流路阻力大于第I阻力管24的流路阻力的情況下，有機溶劑系流動相的流量無較大的紊亂現象，流量的紊亂以根據波形的面積求出的流量值來說為4.3nL左右。由此可見，通過使有機溶劑系流路12b側的流路阻力大于水系流路12a側，可以抑制從收集模式向注入模式進行切換時有機溶劑系流動相的流量的急劇變動。
[0045]此外，分流流路22b中設有用于將有機溶劑系流動相的分流比設為所規定的值的阻力管28。因阻力管28而產生的流路阻力的大小根據阻力管26的流路阻力的大小所決定。
[0046]符號說明
[0047]2分析流路[0048]2a上游側分析流路
[0049]2b下游側分析流路
[0050]4流動相供給裝置
[0051]6試料導入部
[0052]8分析柱
[0053]10檢測器
[0054]12a水系流路
[0055]12b有機溶劑系流路
[0056]14a容器(水系流動相)
[0057]14b容器(有機溶劑系流動相)
[0058]16a, 16b, 33 送液泵
[0059]18a, 18b流量計
[0060]20a, 20b接頭部
[0061]22a, 22b分流流路
[0062] 24，26，28阻力管
[0063]30切換閥
[0064]32試料送液流路
[0065]34排液流路
[0066]36收集流路
[0067]40收集柱。
【權利要求】
1.一種流動相供給裝置，其特征在于，包括: 水系流路，其具備對水系流動相進行送液的第I送液泵； 有機溶劑系流路，其具備對有機溶劑系流動相進行送液的第2送液泵；和 攪拌機，其將來自于所述水系流路和所述有機溶劑系流路的各流動相進行混合并供給到液相色譜儀的分析流路， 所述第2送液泵與所述攪拌機之間的流路阻力大于所述第I送液泵與所述攪拌機之間的流路阻力。
2.根據權利要求1所述的流動相供給裝置，其特征在于，所述水系流路在所述第I送液泵的下游側分叉成與所述攪拌機連接的流路及與其不同的第I分流流路， 所述有機溶劑系流路在所述第2送液泵的下游側分叉成與所述攪拌機連接的流路及與其不同的第2分流流路。
3.根據權利要求2所述的流動相供給裝置，其特征在于，在所述有機溶劑系流路中與所述攪拌機連接的流路包含比在所述水系流路中與所述攪拌機連接的流路內徑小的流路。
4.根據權利要求1所述的流動相供給裝置，其特征在于，所述有機溶劑系流路中與所述攪拌機連接的流路包含比所述水系流路中與所述攪拌機連接的流路內徑小的流路。
5.一種液相色譜儀，其特征在于，包括: 分析流路，其具備將試料進行分離的分析柱及對由所述分析柱分離的試料成分進行檢測的檢測器； 如權利要求1至4中的任一項所記載的流動相供給裝置，其被連接在所述分析流路的上游端，并向所述分析流路供給由水系流動相和有機溶劑系流動相的混合溶液組成的流動相溶劑；和 試料導入部，其結構為具有對含有試料的溶液進行送液的試料送液流路、將試料暫時保持的收集柱以及對連接的流路進行切換的切換閥，通過所述切換閥的切換，可以切換成所述收集柱連接于所述試料送液流路的下游側的收集模式及所述收集柱連接在所述流動相供給裝置與所述分析柱之間的注入模式中的任一模式。
【文檔編號】G01N30/32GK103512985SQ201310226929
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月7日 優先權日:2012年6月21日
【發明者】尾坂裕輔 申請人:株式會社島津制作所
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
