液体试样导入装置的制作方法

本发明涉及一种液相色谱仪等以液体为分析对象的分析装置所需的、从试样容器提取试样液并将其导入到该分析装置的液体试样导入装置。

背景技术：

在液相色谱仪中，为了选择多种液体试样中的一种液体试样并将其导入到柱中，而使用液体试样导入装置。图15是示出以往的液相色谱仪中的液体试样导入装置的流路的概要的图(专利文献1)。

如图15所示，在液相色谱仪用液体试样导入装置120中使用第一流路切换阀101和第二流路切换阀102这两个阀，其中，该第一流路切换阀101用于处理要送到柱104的高压的流动相，该第二流路切换阀102是用于进行试样液的提取、采样针111的清洗的常压用的阀。为了将多个端口均相互连接，使用具备定子和转子的旋转阀，其中，该定子具有与各端口对应的开口，该转子具有用于将该定子的各开口中的两个开口相互连通的连通通路。

在图15的例子中，将具有六个端口a’～f’的旋转阀用于第一流路切换阀101。其中四个端口分别连接于流动相送液泵103、色谱仪的柱104、采样针111以及试样注入部112，其它两个端口分别连接于第二流路切换阀102的两个端口。

将具有一个共用端口g’和五个周边端口的旋转阀用于第二流路切换阀102。共用端口g’和一个周边端口l’连接于计量泵113，其它四个周边端口连接于所述第一流路切换阀101的两个端口、清洗液容器107以及清洗容器114。

利用该液体试样导入装置向柱104导入试样的过程如下。首先，将第一流路切换阀101的转子设为图15所示的位置，将流动相送液泵103与柱104相连接。由此，以高压将流动相容器105内的流动相供给到柱104。在该状态下，将第二流路切换阀102的转子切换到图15所示的位置，将采样针111插入到试样液容器106中，来利用计量泵113吸入规定量的液体试样并将其保持在采样环116中。接着，将采样针111插入到试样注入部112中，通过使第一流路切换阀101的转子进行旋转来利用流动相送液泵103将采样环116中保持的液体试样推出到试样注入部112中。由此，液体试样被注入到流动相中，并被送到柱104。

在像这样注入第一液体试样之后利用该液体试样导入装置120处理其它(第二)液体试样的情况下，需要防止附着于采样针111内外的第一液体试样混入到第二液体试样中(污染)。因此，在将采样针111插入清洗容器114的同时，使第二流路切换阀102的转子先处于用图16的实线表示的位置以暂时将清洗液吸入并保持在计量泵113中，接着将转子切换到用虚线表示的位置来将计量泵113中保持的清洗液供给到清洗容器114，清洗采样针111的外侧。另外，在使流路从在图16中用虚线表示的位置起进一步逆时针旋转了60度的状态下从计量泵113排出清洗液，由此清洗采样针111的内侧。根据需要反复进行这些动作来充分地清洗采样针111的内外。

专利文献1：日本特开平10-170488号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

在图15和图16所示的以往的结构中存在以下问题：在仅连接了最小限度地需要的构成部件的状态下，第二流路切换阀102的端口均被使用，不存在闲置端口，因此如果不增加流路切换阀的数量或流路切换阀的端口数，则无法连接附加的构成部件。

本发明要解决的课题在于，提供一种不增加流路切换阀的数量或流路切换阀的端口数就能够容易地追加附加的构成部件的液体试样导入装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述课题而完成的本发明所涉及的液体试样导入装置的特征在于，具备：

a)采样环，其前端具备采样针；

b)计量泵，其具有两个口，将从一个口吸入的液体从这个口或另一个口排出；

c)多通阀，其具有连接于所述采样环的端口、连接于用于供给流动相的流路的端口、连接于柱的端口、连接于试样注入部的端口，连接于所述计量泵的一个口的端口以及连接于后述多位阀的端口，该多通阀能够在注射状态与加载状态之间进行切换，其中，该注射状态是形成使流动相经由所述采样环、所述采样针以及所述试样注入部流向所述柱的流路的状态，该加载状态是形成使流动相不经由所述采样环、所述针以及所述试样注入部中的任何部件而流向所述柱的流路的状态；以及

d)多位阀，其具有连接于所述计量泵的另一个口的共用端口、连接于所述多通阀的端口、连接于用于供给清洗液的流路的端口以及连接于清洗容器的端口，该多位阀能够在将所述共用端口择一地连接于其它端口的状态与将除所述共用端口以外的端口间相连接的状态之间进行切换。

在本发明所涉及的液体试样导入装置中，通过将多通阀设为使连接于采样环的端口与连接于计量泵的端口相连接的状态，来通过插入到试样液容器的针利用计量泵计量并提取(吸入)试样液从而将该试样液保持在采样环中。优选在多通阀的加载状态下实现该状态，在此期间也向柱输送流动相。在提取出试样液之后，将多通阀切换为注射状态，并利用流动相移送所提取出的试样液。

在本发明所涉及的液体试样导入装置中，计量泵设置于将多通阀的一个端口与多位阀的共用端口相连接的流路中。为了以低压从试样液容器提取试样液并将该试样液以高压移送到柱中，在液体试样导入装置中将多通阀与多位阀相连接的流路是必需的。在本发明所涉及的液体试样导入装置中，在该流路中也设置计量泵，因此不需要设置计量泵用的流路(在图15的例子中为将端口g’与计量泵113相连接的流路以及将端口l’与计量泵113相连接的流路)，由此能够对闲置的端口连接手动注射器等。

发明的效果

在本发明所涉及的液体试样导入装置中，不需要对多位阀设置用于使计量泵进行动作的专用的流路，因此能够对以往为了设置专用的流路而使用的端口连接手动注射器等。

附图说明

图1是本发明所涉及的液体试样导入装置的一个实施例的流路结构图(提取准备位置)。

图2是本实施例的液体试样导入装置的控制机构的概要结构图。

图3是本实施例的液体试样导入装置的流路结构图(压力释放位置)。

图4是本实施例的液体试样导入装置的流路结构图(加载位置)。

图5是本实施例的液体试样导入装置的流路结构图(计量泵的中立位置)。

图6是本实施例的液体试样导入装置的流路结构图(分析开始位置)。

图7是本实施例的液体试样导入装置的流路结构图(清洗液排出位置)。

图8是本实施例的液体试样导入装置的流路结构图(清洗液吸入位置)。

图9是本实施例的液体试样导入装置的流路结构图(针清洗位置)。

图10是本实施例的液体试样导入装置的流路结构图(清洗液手动吸入位置)。

图11是本实施例的液体试样导入装置的流路结构图(针冲洗/自动净化位置)。

图12是本实施例的液体试样导入装置的流路结构图(内部流路清洗用吸入位置)。

图13是本实施例的液体试样导入装置的流路结构图(内部流路清洗用排出位置)。

图14是变形例的液体试样导入装置的流路结构图。

图15是表示以往的液体试样导入装置的流路结构的图。

图16是表示以往的液体试样导入装置的其它流路结构的图。

具体实施方式

利用图1～图13来说明本发明所涉及的液体试样导入装置的一个实施例。

在图1的液体试样导入装置20中，第一流路切换阀(高压阀)1的定子具有六个端口a～f，第一流路切换阀(高压阀)1的转子具有三个流路槽A～C。第一流路切换阀1的端口a经由采样环16连接于针11，端口b经由柱塞型的计量泵13连接于第二流路切换阀(低压阀)2的端口g，端口c连接于第二流路切换阀2的端口i，端口d连接于试样注入部12，端口e连接于柱4，端口f经由送液泵3连接于流动相容器5。

在本实施例中，为了易于说明，将所使用的流动相的种类设为一种，但也能够配置多组流动相容器与送液泵、以及用于将多种流动相混合的混合器，从而混合多种流动相或者使其混合比随时间而变化(梯度分析)。

流路槽A是用于将端口f连接于端口a或端口e的流路槽，流路槽B是用于将端口b连接于端口a或端口c的流路槽，流路槽C是用于将端口d连接于端口c或端口e的流路槽。流路槽A形成为比流路槽B和流路槽C长，例如能够如后述的“计量泵的中立位置”(图5)那样采用仅将端口e与端口f连接而不将其它端口之间连接的状态。

在以下的说明中，将端口f与端口a连接、端口b与端口c连接、端口d与端口e连接时的位置称为“第一位置”，将端口a与端口b连接、端口c与端口d连接、端口e与端口f连接时的位置称为“第二位置”。

第二流路切换阀2的定子具有六个端口g～k，第二流路切换阀2的转子具有两个流路槽D、E。第二流路切换阀2的端口g经由计量泵13连接于第一流路切换阀1的端口b，端口h连接于清洗容器14，端口i连接于第一流路切换阀1的端口c，端口j连接于清洗液容器7，端口k连接于手动注射器17。端口g是共用端口，能够通过流路槽D择一地连接于端口h～k中的任一个端口。另外，流路槽E是用于将端口h～k中的相邻的任意两个端口相连接的流路槽。

本实施例的液体试样导入装置20将计量泵13的液体的吸入/排出用的两个口分别连接于第一流路切换阀1的端口b和第二流路切换阀2的共用端口g。根据该结构，在本实施例的液体试样导入装置20中，虽然使用与图15所示的现有例的液体试样导入装置120相比端口数少一个的流路切换阀，但第二流路切换阀2的端口能够有富余(端口k)。因此，能够在这些端口上连接手动注射器17等。

使计量泵13在封闭了与该计量泵13的两个口连接的流路中的一方的端部的状态下进行动作。即，第二流路切换阀2使转子旋转来将计量泵13的第一流路切换阀1侧的流路和第二流路切换阀2侧的流路中的任一条流路封闭，计量泵13通过进行排出动作来向开放侧的流路排出液体。另外，计量泵13通过在该状态下进行吸入动作来从开放侧的流路吸入液体。由此，例如在第一流路切换阀1的端口b与第二流路切换阀2的共用端口g之间的流路中，计量泵13能够从第一流路切换阀1侧向第二流路切换阀2侧送液，或者反之从第二流路切换阀2侧向第一流路切换阀1侧送液(后文叙述详细内容)。

图2是概要性地表示液体试样导入装置的控制系统的框图。第一流路切换阀1、第二流路切换阀2、计量泵13以及针11的针移动机构31连接于控制部30，利用该控制部30来控制第一流路切换阀1与第二流路切换阀2的端口的切换、计量泵13的柱塞的驱动以及针11的平面移动和上下移动。

对由本实施例的液体试样导入装置20进行的试样导入动作进行说明。

图1是“提取准备位置”，进行计量泵13的排出动作以备试样液的提取。第一流路切换阀1为第一位置的状态，第二流路切换阀2为将共用端口g与端口h连接的状态。在该位置的情况下封闭了第二流路切换阀2的端口i，因此计量泵13的第一流路切换阀1侧的流路关闭。另一方面，计量泵13的第二流路切换阀2侧的流路通过共用端口g、端口h以及清洗容器14而开放。当计量泵13在该状态下进行排出动作时，计量泵13内的液体(例如清洗液)向第二流路切换阀2侧排出并从清洗容器14排出到排液管15。

另外，通过送液泵3使流动相容器5内的流动相经过第一流路切换阀1的端口f、端口a、采样环16、采样针11、试样注入部12、第一流路切换阀的端口d以及端口e以规定的压力被送到柱4中(相当于本发明的注射状态)。

图3是将第一流路切换阀1从图1的状态变更为第二位置的“压力释放位置”。在该位置的情况下，使从流动相容器5向柱4供给流动相的流路短路(相当于本发明的加载状态)。然后，将经过采样环16、采样针11以及试样注入部12的流路连接于计量泵13、共用端口g、端口h以及清洗容器14而在大气压下开放。

图4是提取试样液的“加载位置”(相当于本发明的第一加载状态)。与图3同样地，第一流路切换阀1是第二位置，但在第二流路切换阀2中任何端口之间均未连接。另外，使采样针11移动到试样液容器6a上并使其浸渍于试样液容器6a内的试样液中。从采样针11至计量泵13的流路被流动相和清洗液填满，因此当计量泵13在该状态下进行吸入动作时，从试样液容器6a吸入试样液并填充到采样环16中。之后，使针11浸渍于清洗容器14内的清洗液中来清洗针11的外侧。由此，防止在接下来的注入动作时试样注入部12被附着于针11的试样液污染。

另外，一般在将液体填充到流路内的情况下，在流路内产生速度梯度，因此采样环16的内部容量大多为能够用计量泵13一次计量的量的2倍左右。因此，在将计量泵13的计量容量以上的试样液填充到采样环16的情况下，使用图5所示的“计量泵的中立位置”(相当于本发明的第二加载状态)。在该情况下，不进行上述那样的采样针11的外侧的清洗，采样针11事先留在试样液容器6a内。在该“计量泵的中立位置”的情况下，如图5所示那样在第一流路切换阀1中仅将端口e与端口f连接，在第二流路切换阀2中仅将共用端口g与端口h连接。然后，反复进行在图4所示的状态下吸入试样液后在图5所示的状态下排出计量泵13内的流动相的动作，来将超出能够用计量泵13一次计量的量的量的试样液导入到采样环16中。

通常，在提取试样液之前，事先使用图1的“提取准备位置”经由采样环16、采样针11以及试样注入部12向连接于柱4的流路导入流动相。在该状态下，以高压从送液泵3向试样注入部12送入流动相。在从“提取准备位置”起切换流路并提取试样时，从试样注入部12拔出采样针11，试样注入部12被开放，因此当连接于试样注入部12的流路没有封闭时，流动相从试样注入部12逆流。

为了防止这种流动相的逆流，在图4的“加载位置”的情况下，将连接于试样注入部12的流路经由第一流路切换阀1的端口d、端口c在第二流路切换阀2的端口i处封闭，另外，在图5的“计量泵的中立位置”的情况下，将连接于试样注入部12的流路在第一流路切换阀1的端口d处封闭。由此，能够防止在试样液的提取过程中来自试样注入部12的流动相的逆流。

在此，列举从试样液容器6a多次吸入试样液的情况为例进行了说明，但也能够从多个试样液容器6a、6b、6c依次吸入试样液并导入到采样环16中。或者，例如还能够事先将分析对象的试样液收容在试样液容器6a中并将稀释液收容在试样液容器6b中，将试样液和稀释液依次导入到采样环16中来稀释试样液。即，通过进行上述动作，能够进行试样的预处理。

另外，在图3～图5所示的位置的情况下，第一流路切换阀1的端口f与端口e连接，在试样液的提取和预处理动作的期间持续进行向柱4输送流动相。由此，能够防止由于停止向柱输送流动相或输送压力变动而导致柱4受损。

图5的“计量泵的中立位置”是在如本实施例那样将第一流路切换阀1的流路槽A形成为比流路槽B和流路槽C长的情况下能够实现的位置。

图6是“分析开始位置”，第一流路切换阀1为第一位置的状态，第二流路切换阀为任何端口之间均未连接的状态。另外，使采样针11的前端移动到试样注入部12。当使送液泵3在该状态下进行动作来供给流动相时，采样环16内填充的试样液与流动相一起被送入柱4内，在通过柱4时成分分离，并利用未图示的检测器依次检测这些成分。

图7是“清洗液排出位置”，第一流路切换阀1为第一位置的状态，第二流路切换阀2为仅将共用端口g与端口h连接的状态。在该清洗液排出位置的情况下，一边使用送液泵3供给流动相并执行分析，一边排出计量泵13内的清洗液，该清洗液通过清洗容器14而从排液管15排出。

图8是“清洗液吸入位置”，第一流路切换阀1维持第一位置的状态，在第二流路切换阀2中将端口i与端口j连接。在该状态下，利用计量阀13经由端口b、端口c、端口i以及端口j从清洗液容器7吸入清洗液。第一流路切换阀1的连接状态与分析开始位置时的状态相同，持续进行分析。

图9是“针清洗位置”。第一流路切换阀1被切换到第二位置，第二流路切换阀2被切换为任何端口之间均未连接的状态。另外，使采样针11移动到清洗容器14。由此利用清洗容器14内填满的清洗液来清洗采样针11的外侧。

在想要替代使用计量泵13而使用手动注射器17尽快使从清洗液容器7至第二流路切换阀2的端口j的流路被清洗液填满的情况下，使用图10所示的“清洗液手动吸入位置”。第一流路切换阀1仍然维持第一位置的状态，在第二流路切换阀2中将端口j与端口k连接。当使用手动注射器17时，能够适当地增减(特别是增加)吸入清洗液的量，因此例如适用于变更了清洗液7的种类的情况等。在将吸入到手动注射器17的清洗液排出时，将共用端口g连接于端口k，经由计量泵13向适当的流路输送清洗液。

图11是在分析前为了将包括采样针11的内部在内的流路内的液体(之前分析时使用的流动相、试样液等)置换为流动相而使用的“针冲洗/自动净化位置”(相当于本发明的净化状态)。第一流路切换阀1为仅将端口f与端口a连接的状态，第二流路切换阀2被切换为仅将共用端口g与端口j连接的状态。另外，使采样针11移动到排液管15。当使送液泵3在该状态下进行动作时，流动相经由端口f、端口a、采样环16以及采样针11被排液管15排出。

与图5的“计量泵的中立位置”同样地，图11的“针冲洗/自动净化位置”也是在将第一流路切换阀1的流路槽A形成为比流路槽B和流路槽C长的情况下能够实现的位置。

在图11的“针冲洗/自动净化位置”的情况下，连接于试样注入部12的流路在第一流路切换阀1的端口d处被封闭。因而，在进行将包括采样针11的内部在内的流路内的液体置换为流动相的作业的期间，不必担心流动相从试样注入部12逆流。

以往，在流路内用流动相进行置换时，向与柱4连通的流路的整个流路供给了流动相。但是，与柱4连通的流路的内径细且流路阻力大，因此只能一点一点地输送流动相，在整个流路中用流动相进行置换需要较长时间。与此相对地，在“针冲洗/自动净化位置”的情况下，将采样针11的前端开放来向到采样针11为止的流路高速地供给流动相，从而能够在短时间内在流路内用流动相进行置换。另外，利用流动相5高流量地清洗采样针11的内部残存的之前的试样，从而能够抑制在计量下一种试样液时残存之前的试样液而造成影响(残留)。

图12和图13是用于利用清洗液容器7内的清洗液清洗除与柱4直接连接的流路以外的所有流路的“内部流路清洗用吸入位置”和“内部流路清洗排出位置”。在任一位置的情况下，第一流路切换阀1均是第二位置，通过切换第二流路切换阀的连接状态来对流路内进行清洗。具体地说，在“内部流路清洗用吸入位置”的情况下，将共用端口g与端口j连接来利用计量泵13吸入清洗液，在“内部流路清洗排出位置”的情况下，将端口h与端口i连接，向从计量泵13起经过端口b、端口a、采样环16、采样针11、试样注入部12、端口d、端口c、端口i以及端口h的流路，即除与柱4直接连接的流路以外的几乎所有流路供给清洗液来进行清洗。在此期间，通过送液泵3的动作来持续向柱4输送流动相，以防止柱4受损。

在本实施例的液体试样导入装置20中，计量泵13设置在第一流路切换阀1与第二流路切换阀2之间的流路中。因此，能够如上所述那样将多个清洗液容器连接于第二流路切换阀2。另外，还能得到以下效果。

在液体试样导入装置中，通常，将送液泵与柱相连接的第一流路切换阀使用高压阀，连接清洗液容器等的第二流路切换阀使用低压阀。如果像图15的现有例的液体试样导入装置120那样在计量泵113与试样液容器106之间形成的流路的中途配置第二流路切换阀102，则在提取试样液时需要频繁地切换第二流路切换阀102的流路，从而发生液体泄漏，计量泵113的吸入量变得不准确。与此相对地，在本实施例的液体试样导入装置20中，由于在计量泵13与试样液容器6a、6b、6c之间的流路中不包括第二流路切换阀2，因此在提取试样液时不需要频繁地切换第二流路切换阀2的流路。因而，不易发生液体泄漏，能够利用计量泵13准确地计量试样液。

上述实施例是一例，能够按照本发明的主旨适当地进行变更。

在上述实施例中，对通过将第一流路切换阀1的流路槽A设为比流路槽B和流路槽C长而使用图5的“计量泵的中立位置”和图11的“针冲洗/自动净化位置”的例子进行了说明。但是，在由计量泵13提取的试样液的液量为计量泵13的一次吸入动作所能够吸入的液量以下、另外不需要缩短在流路内用流动相进行置换的作业所需的时间的情况下，不需要设为这些位置。因而，例如还能够将流路槽A、流路槽B以及流路槽C设为同一长度，或者除了流路槽A以外也将流路槽B(或者C)形成得较长。

附图标记说明

1：第一流路切换阀；2：第二流路切换阀；3：送液泵；4：柱；5：流动相容器；6a、6b、6c：试样液容器；7、8、9：清洗液容器；11：针；12：试样注入部；13：计量泵；14：清洗容器；15：排液管；16：采样环；17：手动注射器；20：液体试样导入装置；30：控制部；31：针移动机构。