JP4972329B2 - High performance liquid chromatograph column and high performance liquid chromatograph - Google Patents
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Description
本発明は、有機化合物の分離や定量のため、水や有機溶媒などの液体(移動相)にサンプルを混ぜて、充填剤を詰込んだカラム(固定相)に通過させて成分分離,分析を行う液体クロマトグラフ用カラムに関し、特に高圧で分離時間を短縮した高速液体クロマトグラフ用カラム及び高速液体クロマトグラフ装置に好適である。 In the present invention, for separation and quantification of organic compounds, a sample is mixed with a liquid (mobile phase) such as water or an organic solvent, and the mixture is passed through a column (stationary phase) packed with a packing material for separation and analysis. The liquid chromatography column to be performed is particularly suitable for a high performance liquid chromatograph column and a high performance liquid chromatograph apparatus in which separation time is reduced at high pressure.
分析機器として用いられている液体クロマトグラフ用カラムとしては、内部に充填剤を収納したステンレス等からなるカラム本体に、ゴミ,ほこり等の夾雑物を除去するためのフリット(フィルタ:例ガラス粉末)を組み合わせたものが一般的である。
フリットの作用としては、夾雑物を除去するためのフィルタとしての役割のほかに、カラムの分離性能を向上するために溶液をカラム充填剤に均一に分配するのに用いられる。そして、フリットの上流側に端板を配設し、その中央の開口が外部配管アダプタに係合するように設け、外周にも拡散するように、放射状に複数の溝を流路断面積が外側に向けて大きくなるように形成することが知られ、例えば、特許文献1に記載されている。
As a column for liquid chromatography used as an analytical instrument, a frit (filter: eg glass powder) is used to remove foreign substances such as dust and dust from a column body made of stainless steel with a packing material inside. A combination of these is common.
In addition to serving as a filter for removing impurities, the frit function is used to uniformly distribute the solution to the column packing material in order to improve the separation performance of the column. An end plate is disposed upstream of the frit, the central opening thereof is provided to engage with the external piping adapter, and a plurality of grooves are radially formed so that the outer periphery of the flow passage crosses the outer periphery. For example, it is described in
上記従来技術においては、単に、放射状に複数の溝を外側に向けて設けているだけなので、移動相の流速を高めると、カラム圧力が上昇し、さらに試料注入時には、一時的にさらに高い圧力がカラムにかかり、フリットのシール性が低下し、分析時間を短縮することが困難であった。
また、分析時間をさらに短縮するためには、カラム長の短縮や使用するカラム充填剤の粒子の小径化を図ることが良いが、例えば小粒子径のシリカゲルを用いた場合、カラム内の溶液の分配がより不均一になり易かった。
In the above-described prior art, since the plurality of grooves are simply provided radially outward, the column pressure increases when the flow rate of the mobile phase is increased, and further higher pressure is temporarily applied during sample injection. It took up the column, the frit sealing performance was lowered, and it was difficult to shorten the analysis time.
In order to further shorten the analysis time, it is preferable to shorten the column length or to reduce the particle diameter of the column filler used. For example, when silica gel with a small particle diameter is used, the solution in the column is reduced. Distribution was likely to be more uneven.
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、高圧力化してもシール性が良く、しかもカラム内の溶液の分配を均一化することにある。また、分析時間がより高速化された高速液体クロマトグラフ装置及びそれに用いられるカラムを得ることにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to provide a good sealing property even when the pressure is increased, and to make the distribution of the solution in the column uniform. Another object of the present invention is to obtain a high-performance liquid chromatograph apparatus having a faster analysis time and a column used therefor.
上記目的を達成するために、本発明は、充填剤が充填された円筒状のカラム本体と、前記カラム本体の上流側に取り付けられる上流側エンドフィッティングと、前記上流側エンドフィッティングと前記カラム本体との間に設けられフィルタとなる円筒状のフリットを備えた高速液体クロマトグラフ用カラムにおいて、前記上流側エンドフィッティングに形成され前記フリット側の端部に流入方向に対してテーパ状に拡大された流入通路と、前記フリットの外周部に設けられたシール部材と、を備えたものである。 To achieve the above object, the present invention provides a cylindrical column body filled with a filler, an upstream end fitting attached to the upstream side of the column body, the upstream end fitting, and the column body. In a high-performance liquid chromatograph column provided with a cylindrical frit provided as a filter, an inflow formed in the upstream end fitting and expanded in a taper shape with respect to the inflow direction at the end on the frit side A passage and a seal member provided on the outer periphery of the frit are provided.
本発明によれば、高圧力で使用してもシール性が良くて、しかもカラム内の溶液の分配を均一化し分析時間が短く、性能の良いものとすることができる。 According to the present invention, even when used at a high pressure, the sealing property is good, the solution distribution in the column is made uniform, the analysis time is short, and the performance can be improved.
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。
図1は、液体クロマトグラフ用カラム(以下、カラムと略称する)の要部を断面で示す全体概略構成図であり、図2は、本発明のカラムが用いられる高速液体クロマトグラフ装置の概略構成図である。図3は、カラムの部分拡大断面図であり、図4は、図3に示したカラムのフリットの拡大斜視図である。
液体クロマトグラフ装置の全体構成について説明する。
図2において、液体クロマトグラフ装置50は、溶離液貯蔵容器1,脱気装置(デガッサ)3,送液ポンプ4,インジェクタ6,カラム100,検出器7及び廃液用容器8等により構成されている。図2に示した例では、単一の溶離液2を用いる構成としているが、グラジエント溶出法を用いる場合は複数の溶離液貯蔵容器1を配設しても良い。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram showing the main part of a liquid chromatograph column (hereinafter abbreviated as a column) in cross section, and FIG. 2 is a schematic configuration of a high-performance liquid chromatograph apparatus using the column of the present invention. FIG. 3 is a partially enlarged sectional view of the column, and FIG. 4 is an enlarged perspective view of the frit of the column shown in FIG.
The overall configuration of the liquid chromatograph apparatus will be described.
In FIG. 2, a
送液ポンプ4は、配管9及び配管10を介して溶離液貯蔵容器1内の溶離液2を吸引する。この時、送液ポンプ4は、溶離液2の液中のガスを除去する脱気装置3(デガッサ)を介して吸引する。また、送液ポンプ4は、吸引した溶離液2を配管11に所定の圧力
(50〜100MPa)で吐出する機能を有している。
送液ポンプ4としては、例えばプランジャ式ポンプやシリンジ式ポンプ等を用いる。これらのポンプは高い吐出圧力を実現できるため、カラム100に対し試料を含む溶離液を高流速で注入させることができ、分析時間の短縮を図ることができる。
送液ポンプ4から溶離液2が吐出される配管11は、インジェクタ6に接続されている。配管11の途中には圧力計5が配設されており、送液ポンプ4から吐出される溶離液2の圧力を測定する。
圧力計5で測定された配管11内の溶離液2の圧力は、送液ポンプ4にフィードバックされ、これによって配管11内の溶離液2の圧力が一定となるように制御される。圧力計5の配設位置は配管以外に、直接送液ポンプ4に取り付けても良い。
The
For example, a plunger pump or a syringe pump is used as the
A pipe 11 through which the
The pressure of the
インジェクタ6は、注入ポート15から成分分析がされるサンプルである試料が注入される。注入ポート15から注入された試料は、インジェクタ6において溶離液2と混合され、配管12を介してカラム100に送られる。
試料注入の際、試料の注入を容易かつ確実に行うため、インジェクタ6は送液ポンプ4から供給される溶離液の流れを一時的に遮断する。一時遮断時においても送液ポンプ4から溶離液は送り出されているため、遮断時における配管11内の圧力も一時的に上昇する。そして、試料注入後に上記遮断が解除されると、圧力が蓄成された配管11内の溶離液は急激にカラム100に流れるため、カラム100に供給される試料を含んだ溶離液の流速は一時的に速くなる。
The
At the time of sample injection, the
カラム100は、その内部に試料の成分分離を行うためカラム充填剤(例えば、シリカゲルの粉体)が充填されている。カラム100で成分分離された試料は、配管13を介して検出器7に流入される。
検出器7は、図示しない光源,フローセル及び光センサ等により構成され、カラム100で分離処理された試料は、配管13を介して検出器7のフローセルに流入し、光源はフローセルに流入された試料に紫外線を照射する。
試料に含まれる成分により紫外線の吸収率が異なるため、試料を通過した紫外線は試料に含まれる成分の情報が重畳されたものとなる。紫外線を光センサにより検出し、光センサから出力される信号を解析することによって、試料に含まれる成分を分析する。検出器7で検出処理が終了した試料は、配管14を通じて廃液用容器8に廃棄回収される。
The
The
Since the absorption rate of ultraviolet rays varies depending on the components contained in the sample, the information on the components contained in the sample is superimposed on the ultraviolet rays that have passed through the sample. The components contained in the sample are analyzed by detecting the ultraviolet rays by the optical sensor and analyzing the signal output from the optical sensor. The sample that has been detected by the
つぎに、カラム100について詳細に説明する。
図1に示すように、カラム100は、大別するとカラム本体101,上流側エンドフィッティング102,下流側エンドフィッティング103、及びフリット104等から構成されている。なお、図中矢印で示すのは試料を含んだ溶離液の流れ方向を示す。
カラム本体101は、ステンレス鋼から成るパイプ状(円筒状)の部材である。カラム本体101の内径及び長さは、試料を含んだ溶離液の流速により選択する。カラム本体
101の内部には、カラム充填剤106(例えば、シリカゲルの粉体等)が充填されている。また、カラム本体101の両端面は、フリットに当接するために平坦面となっている。
Next, the
As shown in FIG. 1, the
The column main body 101 is a pipe-shaped (cylindrical) member made of stainless steel. The inner diameter and length of the column main body 101 are selected according to the flow rate of the eluent containing the sample. The column main body 101 is filled with a column filler 106 (for example, silica gel powder). Further, both end surfaces of the column main body 101 are flat surfaces in order to come into contact with the frit.
上流側エンドフィッティング102は、栓装着部108,流入通路107,フリット収納部109,カラム本体挿入部110及び雄ねじ部111等から構成され、雄ねじ部111は、カラム本体挿入部110の外周部に形成されている。
上流側エンドフィッティング102の雄ねじ部111に、配管シール部材112,113を介してナット114をネジ止めすることによりカラム本体101を上流側エンドフィッティング102に装着する。上流側エンドフィッティング102がカラム本体101に装着された状態において、フリット104は、上流側エンドフィッティング102内に形成されているフリット収納部109内に収納,固定される。
The
The column main body 101 is attached to the upstream end fitting 102 by screwing the
栓装着部108には、上流側栓115が装着される。上流側栓115にはインジェクタ6と接続した配管12(図2参照)が接続されている。また、栓装着部108及びフリット収納部109は流入通路107によって連通されている。
したがって、上流側栓115を栓装着部108に装着することにより、インジェクタ6で生成された試料を含んだ溶離液は、流入通路107,フリット104を順次通過してカラム本体101内のカラム充填剤106に流入する。
An upstream plug 115 is mounted on the
Therefore, by attaching the upstream side stopper 115 to the
下流側エンドフィッティング103は、ナット150によりカラム本体101と接続される。そして、下流側エンドフィッティング103に下流側栓116が装着されることによりカラム本体101で分離された試料を配管13(検出器7に接続されている)に送るものであるが、下流側エンドフィッティング103は、上流側エンドフィッティング102と略同一である。
The downstream end fitting 103 is connected to the column main body 101 by a
つぎに、要部であるフリット104について説明する。
図3及び図4に示すように、フリット104は、円筒形状をしており、シール部材117及び119とフィルタ118及び120が端部の外周縁部を囲うように嵌合している(フィルタ118は一部断面となっている)。シール部材117及び119は、例えば、フッ素樹脂やPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等の樹脂により形成されたリング状の部材である。
Next, the
As shown in FIGS. 3 and 4, the
フィルタ118及び120は、焼結フィルタであり、フィルタの円筒上下面の外周縁部に各シール部材117及び119がコーティングされている。フィルタ118及び120は、注入される試料や溶離液等に含まれる不純物がカラム充填剤106内に進行するのを防止するとともに、カラム充填剤106がカラム本体101からフィルタ側に入り込むことを防止する。両図において、図中矢印で示すのは試料を含んだ溶離液の流れ方向を示している。
The
図3に示すように、フリット104は、上流側エンドフィッティング102のフリット収納部109内に収納され、カラム本体101の円筒状端面によって押圧されながら固定される。上流側エンドフィッティング102の流入通路107の出口端部にはテーパ部
121が形成されている。
フリット104の中央部に形成されたフィルタ120の細孔径は、フィルタ118の細孔径よりも小さくなるように、つまり、細孔径の異なったフィルタを有するフリットがフリットの径方向に重ね合わせて配置され、細孔密度が径方向に対して中心が密、外側が粗となっている。フィルタ120は、流入通路107のテーパ部121側を頂点とする円錐形状を呈しており、フィルタ120を包み込むようにフィルタ118が形成されている。フィルタの細孔径は、使用されるカラム充填剤の粒子径の大きさによって決定する。
As shown in FIG. 3, the
The pore diameter of the
つぎに、フリット104のシール構造について説明する。
高速液体クロマトグラフ装置は、分析時間を短縮するため、カラム充填剤の粒子径の細径化にともない、カラムに作用する圧力が高圧化している。したがって、カラム本体を含めたフリットの高耐圧化と高いシール性の確保が求められる。従来技術では、これらのシールを0リングや金属端面同士を当接することでシール性を得ていた。しかし、この方法ではシール性を上げるため押圧力を上げすぎると金属接触面で塑性変形が生じて、最悪の場合はカラム充填剤がフリットのフィルタに入り込んでしまいフィルタの目詰まりが生じる。この対策として、カラム本体より弾性の高い材料で形成したリング状枠内にフリットを嵌着する手段が良いが、フリット端面とリング状枠の端面とで形成される形状によっては、次のような課題(1),(2)が新たに生じる。
(1)フリット端面とリング状枠の端面が同一面の場合(両端面の段差がゼロの場合)
フリット端面とリング状枠の端面が同一面であるため、押圧力を上げすぎると金属面同士の接触が生じ、塑性変形が生じる。そして、最悪の場合はカラム充填剤がフリットのフィルタに入り込んでしまいフィルタの目詰まりが生じる。
(2)フリット端面とリング状枠の端面に段差がある場合(両端面の段差が大きい場合) リング状枠内にフリットを嵌着すると、フリット端面とリング状枠の端面に大きな段差が形成され、カラム本体より弾性の高いリング状枠に金属が当接するため、金属面同士の接触は回避される。しかし、リング状枠の弾性変形にも限界があり、段差にフィルタの直径を乗じた体積の空間部が生じることになる。この空間部は、いわゆるデッドボリュームと呼ばれるもので、流路長が長くなるとともに溶液がこのデッドボリュームに滞留することとなり、カラムの性能を著しく低下させる。
Next, the seal structure of the frit 104 will be described.
In the high-performance liquid chromatograph apparatus, in order to shorten the analysis time, the pressure acting on the column is increased as the particle diameter of the column packing material is reduced. Therefore, it is required to increase the pressure resistance of the frit including the column main body and ensure high sealing performance. In the prior art, the sealing performance is obtained by bringing these seals into contact with the 0 ring or the metal end faces. However, in this method, if the pressing force is increased too much in order to improve the sealing property, plastic deformation occurs on the metal contact surface, and in the worst case, the column filler enters the frit filter and the filter is clogged. As a countermeasure, a means for fitting a frit into a ring-shaped frame formed of a material having higher elasticity than that of the column main body is good, but depending on the shape formed by the frit end surface and the end surface of the ring-shaped frame, Problems (1) and (2) newly arise.
(1) When the end face of the frit and the end face of the ring-shaped frame are the same plane (when the step between the end faces is zero)
Since the end surface of the frit and the end surface of the ring-shaped frame are the same surface, if the pressing force is increased too much, the metal surfaces come into contact with each other and plastic deformation occurs. In the worst case, the column filler enters the frit filter and the filter is clogged.
(2) When there is a step between the end surface of the frit and the end surface of the ring-shaped frame (when the step between both end surfaces is large) When a frit is fitted in the ring-shaped frame, a large step is formed between the end surface of the frit and the end of the ring-shaped frame. Since the metal comes into contact with the ring-shaped frame having higher elasticity than the column main body, contact between the metal surfaces is avoided. However, there is a limit to the elastic deformation of the ring-shaped frame, and a space portion having a volume obtained by multiplying the step by the diameter of the filter is generated. This space portion is called a so-called dead volume, and the flow path length becomes long and the solution stays in the dead volume, so that the performance of the column is remarkably deteriorated.
この課題を同時に解決するため、フリット端面とリング状枠の端面とで形成される段差の大きさを最適化する。つまり、押圧されてリング状枠の弾性体が変形した時に、フリット端面とカラム本体端面が接触する程度になるような段差とした。
段差の大きさを調整する場合、リング状枠内にフリットを嵌着する方法ではその調整が困難なため、リング状のフリットの外周側端面にフリットやカラム本体より弾性率の高い材料を薄い膜状にコーティングしている。コーティングする方法としては、溶射や蒸着などが良い。また、コーティングする膜厚さは、数十ミクロンから数百ミクロンが最適であるが、その厚さは、押圧力、換言すれば使用するカラム圧力に関連してカラム充填剤がフリットのフィルタに入り込まないように決定する。
In order to solve this problem at the same time, the size of the step formed between the end surface of the frit and the end surface of the ring-shaped frame is optimized. That is, the level difference is set such that the frit end surface and the column main body end surface come into contact with each other when the elastic body of the ring-shaped frame is deformed by being pressed.
When adjusting the size of the step, it is difficult to adjust the size of the ring-shaped frit by fitting it into the ring-shaped frame. Coated. As a coating method, spraying or vapor deposition is good. The optimum coating thickness is from several tens of microns to several hundreds of microns, but the thickness is determined by the column packing material entering the frit filter in relation to the pressing force, in other words, the column pressure used. Decide not to.
インジェクタ6で生成された試料を含んだ溶離液は、上流側エンドフィッティング102に形成された流入通路107に流入し、テーパ部121及びフリット104の中央部に形成されたフィルタ120形状に沿って流れる過程でろ過され、不純物を取り除かれて、カラム充填剤106内に流入する。
図5,図6及び図7は、流入通路107のテーパ部やフリットの形状を変えた場合のフリット内及びカラム内の流体の流れ状態を解析した例を示したものである。また、解析結果が軸対象であるため、中心線より上部の半分を断面としたものを示している。ここで、流体は水の単相流として取り扱っている。
図5は、流入通路107のテーパ部が無い場合を示しており、図6は、流入通路107にテーパ部121を形成した場合(テーパ角度θとして表示)を示しており、図7は、テーパ角度を図6に示したテーパ角度より小さくし、さらにフリットの構造を細孔径の異なったフィルタをフリットの径方向に重ね合わせて配置(図7では、細孔密度として示しているが、細孔密度が「密」とは、フィルタの細孔径がより小さい場合を表す。また、細孔密度が「粗」とは、フィルタの細孔径がより大きい場合をそれぞれ表す)した場合をそれぞれ示している。
また、フリット及びカラム内に示した曲線は、解析手法において、流入通路107の上流側で粒子を流し、その粒子の軌跡をある時間間隔で示したものであり、各曲線は同時刻の粒子の軌跡を示している。カラム内の粒子の分布幅を評価指標にすることによって、カラム出口での粒子分布の相対比較も行うことができ、粒子分布幅が小さいほどカラム性能が良い(低拡散化が図れる)ことになる。
The eluent containing the sample generated by the
5, 6 and 7 show examples in which the flow state of the fluid in the frit and the column is analyzed when the shape of the tapered portion of the
FIG. 5 shows a case where the
Also, the curves shown in the frit and the column show the particle trajectory at a certain time interval in the analysis method, in which the particles flow on the upstream side of the
図5に示した解析結果から、流入通路の出口にテーパ部121が形成されていない場合には、流路出口の角部で剥離現象が生じており、フリット左上端部及び外周部に粒子の軌跡が見られないことから、この部分では流体が流れていないことがわかる。また、フリット中央部での流速が外周部より早いことから、カラム内の粒子の分布幅が大きい。 From the analysis results shown in FIG. 5, when the tapered portion 121 is not formed at the outlet of the inflow passage, a peeling phenomenon occurs at the corner of the outlet of the flow path, and particles are present at the left upper end of the frit and the outer periphery. Since no locus is seen, it can be seen that no fluid is flowing in this portion. Further, since the flow velocity at the center part of the frit is faster than that at the outer peripheral part, the distribution width of the particles in the column is large.
図6に示した解析結果から、流入通路の出口にテーパ部121を形成した場合には、テーパ部によって剥離現象が緩和され、フリット左上端部及び外周部にも流体が流れるようになっており、その結果、カラム内の粒子の分布幅が図5に示したカラム内の粒子の分布幅より小さくなっていることがわかる。このテーパ部121を形成するだけでも、カラム内の流動状態を改善することが出来る。 From the analysis result shown in FIG. 6, when the tapered portion 121 is formed at the outlet of the inflow passage, the taper portion reduces the peeling phenomenon, and the fluid also flows to the left upper end portion of the frit and the outer peripheral portion. As a result, it can be seen that the distribution width of the particles in the column is smaller than the distribution width of the particles in the column shown in FIG. The flow state in the column can be improved only by forming the tapered portion 121.
図7に示した解析結果から、テーパ角度を図6に示したテーパ角度より小さくし、フリットの構造を中心部の細孔密度を「密」(フィルタの細孔径がより小さい場合)とした円錐形状のフィルタ120とし、その外側を細孔密度が「粗」(フィルタの細孔径がより大きい場合)となるようにし、その外側形状を上記テーパ部121のテーパ角度と一致するような勾配を有する円錐台状フィルタ118の二層構造とした場合には、流入通路出口での流体の剥離現象が解消されている。
さらに、円錐台状フィルタ118の外側形状に沿って流体がスムーズに流れるとともに、中心部の円錐形状のフィルタ120によって中心部での流速が減少されることから、カラム内の粒子の分布幅が図6に示したカラム内の粒子の分布幅よりさらに小さくなっていることがわかる。
From the analysis results shown in FIG. 7, a cone having a taper angle smaller than the taper angle shown in FIG. 6 and a frit structure having a fine pore density at the center and “dense” (when the pore size of the filter is smaller). The shape of the
Further, the fluid smoothly flows along the outer shape of the truncated cone filter 118, and the flow velocity at the center is reduced by the
以上のように、細孔の径が互いに異なるフィルタを有する二つのフィルタを径方向に積層したフリット104と上流側エンドフィッティング102のフリット収納部109の間、フリット104とカラム本体101の間に、フリット104やカラム本体101より弾性率の高い材料が薄い膜状にコーティングされたシール部材117,119を形成しているので、互いに押圧されて上流側エンドフィッティング102とカラム本体101とが接合されると、弾性体であるシール部材117,119は変形し、上流側エンドフィッティング102とフリット104上面端部と、カラム本体101とフリット104下面端部との間におけるデッドボリュームの発生を抑制しながら、シールを行うことができる。したがって、高圧化におけるシール性を、流路長を増大させることなく向上可能な高速液体クロマトグラフ用カラムを実現することができる。
As described above, between the frit 104 in which two filters having different pore diameters are stacked in the radial direction and the
次に、フリットの構成における他の実施形態について説明する。
図8は、他の実施形態である高速液体クロマトグラフ用カラムのフリット構造を示す部分拡大図である。シール部材117,119は図3に示した実施形態と同一であり、図7に示した解析結果を具体化したものである。
つまり、流入通路107のテーパ部121のテーパ角度を小さくする。そして、フリットの構造は、中心部には細孔密度を「密」(フィルタの細孔径を相対的に小さくする)とした円錐形状のフィルタ120を配置し、その外側を細孔密度が「粗」(フィルタの細孔径を相対的に大きくする)となるように形成する。
そして、外側形状をテーパ部のテーパ角度と一致するような勾配を有する円錐台状フィルタ118を配置し、さらに、その外側に細孔密度を「密」(フィルタの細孔径を相対的に小さくする)としたフィルタ122を配置した三層構造とした。
Next, another embodiment of the frit configuration will be described.
FIG. 8 is a partially enlarged view showing a frit structure of a high performance liquid chromatograph column according to another embodiment. The
That is, the taper angle of the taper portion 121 of the
A frustoconical filter 118 having a gradient such that the outer shape coincides with the taper angle of the taper portion is disposed, and the pore density is “dense” on the outer side (the pore diameter of the filter is relatively small). A three-layer structure in which the filter 122 is disposed.
細孔密度の異なるフィルタを積層したフリット104は、上流側エンドフィッティング102のフリット収納部109に挿入され、フィルタ118の下端面に形成されたシール部材119及びフィルタ122の上端面に形成されたシール部材117によりそれぞれシールされている。なお、フィルタ122の細孔密度と円錐形状のフィルタ120の細孔密度を同程度にしても良い。
インジェクタで生成された試料を含んだ溶離液は、上流側エンドフィッティング102に形成された流入通路107に流入し、テーパ部121に到達する。
流入通路107の中央部を流れる溶離液は、その速度が外周部を流れる溶離液の速度より大きいが、上記円錐形状フィルタ120によってその速度は若干抑えられる。
The frit 104 in which filters having different pore densities are stacked is inserted into the
The eluent containing the sample generated by the injector flows into the
The speed of the eluent flowing through the central portion of the
一方、流入通路107の内壁部を流れる溶離液は、テーパ部121のテーパ形状に沿って流れるので、テーパ端部での剥離現象が回避されるとともに、テーパ部のテーパ角度と一致するように形成された円錐台状フィルタ118の形状に沿ってフィルタ118内を流出していく。フィルタ118内の細孔密度が円錐形状のフィルタ120やフィルタ122の細孔密度より大きいので、流体抵抗が低減され流れやすくなる。したがって、カラム本体入口部での溶離液の流動分布が均一化されてカラム内を流動していくことになる。
On the other hand, since the eluent flowing through the inner wall portion of the
以上のように、第1の実施形態に比較してカラム本体内の試料を含む溶離液の流動分布を均一化することができるのでカラムの性能を向上することができ、分析時間を短縮することができる。 As described above, since the flow distribution of the eluent containing the sample in the column main body can be made uniform as compared with the first embodiment, the performance of the column can be improved and the analysis time can be shortened. Can do.
次に、フリットのさらに他の実施形態について図9を参照して説明する。
フリット104の形状は駒型形状にし、つまり、図8に示したフィルタ122を廃止し、その代わりを上流側エンドフィッティング102の隔壁で代替する。円錐形状のフィルタ120の外側に配置された駒型形状したフィルタ118は、円筒面部と円錐面部から構成され、上流側エンドフィッティング102に形成されたフリット収納部の円筒面部と円錐面部123と当接する。
細孔密度の異なるフィルタを積層したフリット104は、上流側エンドフィッティング102のフリット収納部109に挿入され、フィルタ118の下端面に形成されたシール部材119及びフィルタ118の上端面に形成されたシール部材117によりそれぞれシールされている。
したがって、フィルタを1層分省略することができるのでフリットをコンパクトとすることができる。
Next, still another embodiment of the frit will be described with reference to FIG.
The shape of the
The frit 104 in which filters having different pore densities are stacked is inserted into the
Therefore, the filter can be omitted for one layer, and the frit can be made compact.
次に、フリットのさらに、他の実施形態について図10を参照して説明する。
この特徴は、フリット104の中央部に配設したフィルタ120の形状をその断面形状を菱型形状にしたことである。つまり、フリット104軸方向幅の半分の高さの円錐を底面同士重ね合わせた形状としている。したがって、フィルタ120の断面形状は菱型形状となる。
フィルタ120の外側に配置された駒型形状したフィルタ118は、円筒面部と円錐面部から構成されており、上流側エンドフィッティング102に形成されたフリット収納部の円筒面部とフィルタ122の円錐面部と当接する。
細孔密度の異なるフィルタを積層したフリット104は、上流側エンドフィッティング102のフリット収納部109に挿入され、フィルタ118の下端面に形成されたシール部材119及びフィルタ118の上端面に形成されたシール部材117によりそれぞれシールされている。
流入通路107の中央部を流れる溶離液は、その速度が外周部を流れる溶離液の速度より大きいが、菱形形状フィルタ120によってその速度は若干抑えられることになる。また、菱形形状フィルタ120の外周部を流れる溶離液は、菱形形状フィルタ120の傾斜が途中から逆傾斜になっているため頂点部での剥離現象が抑制される。したがって、カラム本体101に流入する際の溶離液の流動状態がさらに改善される。
以上のように、フィルタ120部の流体の剥離現象をさらに抑制することができるのでカラムの性能を向上することができる。
Next, still another embodiment of the frit will be described with reference to FIG.
This feature is that the shape of the
The frame-shaped filter 118 disposed outside the
The frit 104 in which filters having different pore densities are stacked is inserted into the
The speed of the eluent flowing through the central portion of the
As described above, the fluid separation phenomenon of the
以上説明した実施形態において、フィルタ120及び122の細孔密度を「密」(フィルタの細孔径を相対的に小さくする)とした例を示したが、例えば、細孔径を無限大に小さくした場合の中実材を用いても良く、これによって、中実材をインサートして細孔密度を「粗」のフィルタを焼結する製造方法を採用できるので製造が簡単に実施できる。
In the embodiment described above, an example in which the pore density of the
また、フリットの材料は、ステンレス等の繊維等で製造されたものやステンレス等の焼結材料等で製造された多孔性円盤内に充填粒子を充填したものでも良く、充填粒子の形状は、球形,楕円球,特定の形状の無い無定型の形状が良いが、球形が特に好ましい。材質は、カラムの分離に悪影響を与えることが無ければ、分離に影響を与えず入手が容易な点から、シリカが好ましい。充填粒子を充填する方法は、例えば、充填粒子を懸濁させた溶媒を圧送する等の方法によれば簡単に充填できる。 The material of the frit may be a material made of a fiber such as stainless steel or a porous disk made of a sintered material such as stainless steel filled with filler particles, and the shape of the filler particles is spherical. An elliptical sphere or an amorphous shape having no specific shape is preferable, but a spherical shape is particularly preferable. If the material does not adversely affect the separation of the column, silica is preferable because it does not affect the separation and is easily available. The method of filling the packed particles can be easily performed by, for example, a method of pumping a solvent in which the packed particles are suspended.
1…溶離液貯蔵容器、2…溶離液、3…脱気装置(デガッサ)、4…送液ポンプ、5…圧力計、6…インジェクタ、7…検出器、8…廃液用容器、9〜14…配管、15…注入ポート、50…液体クロマトグラフ装置、100…カラム、101…カラム本体、102…上流側エンドフィッティング、103…下流側エンドフィッティング、104…フリット、106…カラム充填剤、107…流入通路、108…栓装着部、109…フリット収納部、110…カラム本体挿入部、111…雄ねじ部、112,113…配管シール部材、114…ナット、115…上流側栓、116…下流側栓、117,119…シール部材、121…テーパ部。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記フリットは、少なくとも2つの異なる細孔径のフィルタを組み合わせて構成され、当該フリットの中心部分のフィルタの細孔径が外周部分のフィルタの細孔径より小さいこと
を特徴とする液体クロマトグラフ用カラム。 A cylindrical column body the filler is filled, in a liquid chromatograph column with the placed frit upstream of the column body,
The liquid chromatograph is characterized in that the frit is configured by combining at least two filters having different pore diameters, and the pore diameter of the filter in the central portion of the frit is smaller than the pore diameter of the filter in the outer peripheral portion. Column.
前記フリットは、少なくとも2つのフィルタを組み合わせて構成され、当該フリットの中心部分のフィルタの密度が外周部分のフィルタの密度より大きいことThe frit is configured by combining at least two filters, and the density of the filter in the central part of the frit is larger than the density of the filter in the outer peripheral part.
を特徴とする液体クロマトグラフ用カラム。A column for liquid chromatography, characterized by
前記フリットの中心部分のフィルタは、下流に向かうにつれて大きくなる円錐形状であることを特徴とする液体クロマトグラフ用カラム。The liquid chromatograph column is characterized in that the filter in the central portion of the frit has a conical shape that becomes larger toward the downstream.
前記フリットの中心部分のフィルタは、紡錘形状であることを特徴とする液体クロマトグラフ用カラム。The liquid chromatograph column is characterized in that the filter at the center of the frit has a spindle shape.
前記シール部材は前記フリット端部の外周縁部を囲うようにされたことを特徴とする液体クロマトグラフ用カラム。The liquid chromatograph column, wherein the seal member surrounds an outer peripheral edge of the frit end.
前記シール部材は前記フリットの外周部にコーティングされていることを特徴とする液体クロマトグラフ用カラム。The liquid chromatograph column, wherein the seal member is coated on an outer peripheral portion of the frit.
コーティング部材が、前記カラム本体より弾性率が高い膜状であることを特徴とする液体クロマトグラフ用カラム。A liquid chromatograph column, wherein the coating member is a film having a higher elastic modulus than the column main body.
当該液体クロマトグラフ用カラムは上流側にエンドフィッティングを有し、The liquid chromatograph column has an end fitting on the upstream side,
前記フリットは、前記カラム本体と前記上流側エンドフィッティングの間に、固定されることを特徴とする高速液体クロマトグラフ用カラム。The high-performance liquid chromatograph column, wherein the frit is fixed between the column main body and the upstream end fitting.
前記フリットの外周部のフィルタがテーパを有することを特徴とする液体クロマトグラフ用カラム。A liquid chromatograph column, wherein a filter on an outer peripheral portion of the frit has a taper.
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