特許 6614360 フィールドフローフラクショネーション装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6614360

(24)【登録日】2019年11月15日

(45)【発行日】2019年12月4日

(54)【発明の名称】フィールドフローフラクショネーション装置

(51)【国際特許分類】

   B03B 5/62 20060101AFI20191125BHJP

   B03B 5/00 20060101ALI20191125BHJP

   G01N 15/00 20060101ALI20191125BHJP

【ＦＩ】

   B03B5/62

   B03B5/00 Z

   G01N15/00 Z

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2018-541013(P2018-541013)

(86)(22)【出願日】2017年9月14日

(86)【国際出願番号】JP2017033264

(87)【国際公開番号】WO2018056166

(87)【国際公開日】20180329

【審査請求日】2018年10月17日

(31)【優先権主張番号】特願2016-182630(P2016-182630)

(32)【優先日】2016年9月20日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100205981

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 大輔

(72)【発明者】

【氏名】老川 幸夫

(72)【発明者】

【氏名】堀池 重吉

(72)【発明者】

【氏名】中矢 麻衣子

(72)【発明者】

【氏名】叶井 正樹

【審査官】 宮部 裕一

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０００／０１６９０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６３６５０５０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許第０６１９２７６４（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０３Ｂ ５／６２

Ｂ０３Ｂ ５／００

Ｇ０１Ｎ １／１０

Ｇ０１Ｎ １５／００−１５／０２

Ｇ０１Ｎ ３０／０２

Ｂ０１Ｄ ２９／０３

Ｂ０１Ｄ ６３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャリア流体が流れ、前記キャリア流体からサンプルを分離するための分離チャネル、前記分離チャネルの一端に通じる第１入口ポート、前記第１入口ポートよりも前記分離チャネルの他端側に通じる第２入口ポート、及びキャリア流体を通過させつつサンプルを通過させない性質をもつ分離膜を隔てて前記分離チャネルと隣接する廃液チャンバをそれぞれ有する上段側分離セル及び下段側分離セルと、
前記上段側分離セルの前記第１入口ポートに接続されて該上段側分離セルの前記分離チャネルにキャリア流体を供給する第１キャリア流体供給部と、
前記第１キャリア流体供給部とは別途設けられ、前記第１キャリア流体供給部から独立してキャリア流体を送液する第２キャリア流体供給部と、
前記第２キャリア流体供給部を、前記上段側分離セルの前記第２入口ポートと前記下段側分離セルの前記第１入口ポートのいずれか一方のポートに切り替えて接続し、又は、前記上段側分離セルの前記第２入口ポートと前記下段側分離セルの第２入口ポートのいずれか一方のポートに切り替えて接続する流路切替部と、
前記上段側分離セル内に前記第１入口ポートからのキャリア流体の流れと対向するキャリア流体の流れを生じさせるフォーカシングの際に、前記第２キャリア流体供給部を前記上段側分離セルの前記第２入口ポートに接続し、前記上段側分離セルでのフォーカシングが終了した後で、前記第２キャリア流体供給部を前記下段側分離セルの前記第１入口ポート又は前記第２入口ポートに接続するように、前記流路切替部の動作制御を少なくとも行なう制御部と、を備えたフィールドフローフラクショネーション装置。

【請求項2】

前記流路切替部は、前記第２キャリア流体供給部を、前記上段側分離セルの前記第２入口ポートと前記下段側分離セルの前記第１入口ポートのいずれか一方のポートに切り替えて接続するものであり、
前記制御部は、前記上段側分離セルでのフォーカシングが終了した後で、前記第２キャリア流体供給部を前記下段側分離セルの前記第１入口ポートに接続するように前記流路切替部の動作制御を行なうものである請求項１に記載のフィールドフローフラクショネーション装置。

【請求項3】

前記分離セルは、前記廃液チャンバのキャリア流体を排出するための排出ポートをさらに備え、
前記下段側分離セルのフォーカシングの際に、前記上段側分離セルの前記排出ポートからのキャリア流体が前記下段側分離セルの前記第２入口ポートから該下段側分離セルの前記分離チャネルに供給されるように構成されている請求項２に記載のフィールドフローフラクショネーション装置。

【請求項4】

前記流路切替部は、前記第２キャリア流体供給部を、前記上段側分離セルの前記第２入口ポート又は前記下段側分離セルの前記第２入口ポートのいずれか一方のポートに切り替えて接続するものであり、
前記制御部は、前記上段側分離セルでのフォーカシングが終了した後で、前記第２キャリア流体供給部を前記下段側分離セルの前記第２入口ポートに接続するように前記流路切替部の動作制御を行なうものである請求項１に記載のフィールドフローフラクショネーション装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フィールドフローフラクショネーションを利用して流体に含まれる微粒子を分離・分取するためのフィールドフローフラクショネーション装置に関する。

【背景技術】

【0002】

溶液中に分散されている１ｎｍ〜５０μｍ程度の広い範囲の粒径の微粒子を分離して検出したり分取したりするための手法として、従来から、いわゆるクロスフロー方式のフィールドフローフラクショネーションが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

非対称チャネル構造を採用したクロスフロー方式のフィールドフローフラクショネーション装置は、サンプルを分離するための分離チャネルを有する。分離チャネルを形成する壁面の１つは、ＲＣ（再生セルロース）やＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）など細孔のある半透膜（分離膜ともいう）となっており、さらにその半透膜の外側にフリットと呼ばれる多孔質の平板が設けられている。この壁面をチャネル内に導入されたキャリア流体が通過することにより、分離チャネルの入口ポートから出口ポートへ流れる順方向の流れ（チャネルフロー）に対して垂直な方向の流れ（クロスフロー）が生じる。

【0004】

分離チャネルには、チャネルフローに対向する流れ（フォーカスフロー）が必要に応じて形成される。分離チャネルの壁面をなす分離膜から通過したキャリア流体は、分離チャネルの出口ポートとは別の出口ポート（排出ポート）から排出される。フリットからの排出量は、排出ポート側に設けられたＭＦＣ（マスフローコントローラ）により制御される。

【0005】

サンプルは入口ポートからサンプルインジェクターを介して分離チャネル内に導入される。このとき、分離チャネル内では、入口ポートから供給されるキャリア流体によるチャネルフローと入口ポートとは別の出口ポート側のポートから供給されるキャリア流体による対向流（フォーカスフロー）が形成されており、分離チャネル内に導入されたサンプルはチャネルフローとフォーカスフローとの境界部分に収集される。これをフォーカシングという。

【0006】

フォーカシングにより、対向流の境界部分に収集されたサンプル粒子は、流体力学的半径の差により拡散係数の差が生じるので、拡散されやすいものほど分離チャネルの上側に集められる。これをリラクゼーションという。その後、フォーカスフローが停止され、分離チャネル内の流れがチャネルフローとクロスフローのみになると、ストークス流れにより、小さいサンプル粒子から順に出口ポートを介して分離チャネルから排出される。分離チャネルの出口ポートには、紫外線吸光度検出器などの検出器が接続されており、例えば紫外線領域（１９０ｎｍ〜２８０ｎｍ）での吸光度が小さいサンプル粒子から順に検出器によって測定されることで、フラクトグラムが得られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００８−０００７２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

１台のフィールドフローフラクショネーション装置を用いてサンプルを逐次分析する場合には、あるサンプルの分析が終了してから次のサンプルの分析を開始する前に装置のコンディショニングを行なう必要がある。このコンディショニングには１０分〜１５分程度の時間がかかり、このコンディショニングを含めると１つのサンプルの分析に３０分以上の時間を要することとなる。そのため、１台のフィールドフローフラクショネーション装置を用いた逐次分析は効率が悪く、多数のサンプルの分析を行なう場合には長時間を要するという問題があった。

【0009】

そこで、複数台のフィールドフローフラクショネーション装置による分析を並行して行なうことも考えられるが、そうするとキャリア流体として用いる溶媒を大量に消費してしまうこととなる。また、複数台のフィールドフローフラクショネーション装置を用意すると、装置構成が大掛かりになり、コストも増大する。

【0010】

そこで、本発明は、フィールドフローフラクショネーション装置の装置構成及びコストの増大を抑制しつつ分析効率を向上させることを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明に係るフィールドフローフラクショネーション装置は、分離セル群、第１キャリア流体供給部、第２キャリア流体供給部、流路切替部及び制御部を備えている。分離セル群は複数の分離セルからなるものであって、上段側分離セルと下段側分離セルで構成される分離セル対を少なくとも一対有する。分離セルとは、キャリア流体が流れサンプルを分離するための分離チャネル、前記分離チャネルの一端に通じる入口ポート、前記入口ポートよりも前記分離チャネルの他端側に通じる第２入口ポート、及びキャリア流体を通過させつつサンプルを通過させない性質をもつ分離膜を隔てて前記分離チャネルと隣接する廃液チャンバを有するものである。第１キャリア流体供給部は、前記分離セル群の上段側分離セルの前記入口ポートに接続されて該上段側分離セルの前記分離チャネルにキャリア流体を供給する。第２キャリア流体供給部は、前記第１キャリア流体供給部とは別途設けられ、前記第１キャリア流体供給部から独立してキャリア流体を送液する。

【0012】

既述のように、フィールドフローフラクショネーション装置では、入口ポートよりも分離チャネルの他端側（出口ポート側）に通じる第２入口ポートからキャリア流体を供給することによって、入口ポートから供給されるキャリア流体によるチャネルフローに対向するフォーカスフローを形成して、分離チャネル内に導入されたサンプルをチャネルフローとフォーカスフローとの境界部分に収集するフォーカシングという工程が実行される。従来では、フォーカシングが終了すると、第２入口ポートを介して分離チャネルにキャリア流体を供給していた第２キャリア流体供給部の動作を停止していた。すなわち、第２キャリア流体供給部は、次のフォーカシングが実行されるまで待機状態となっていた。

【0013】

これに対し、本発明は、本来であれば次のフォーカシングが実行されるまで待機状態となる第２キャリア流体供給部を、別の分離セル（下段側分離セル）へのキャリア流体の供給に使用する。そのため、本発明に係るフィールドフローフラクショネーション装置は、前記第２キャリア流体供給部を、前記上段側分離セルの前記第２入口ポート、又は前記下段側分離セルの前記入口ポート若しくは前記下段側分離セルの第２入口ポートのいずれか一方のポートに切り替えて接続する切替部を備えているとともに、前記上段側分離セル内に前記入口ポートからのキャリア流体の流れと対向するキャリア流体の流れを生じさせるフォーカシングの際に、前記第２キャリア流体供給部を前記上段側分離セルの前記第２入口ポートに接続し、前記上段側分離セルでのフォーカシングが終了した後で、前記第２キャリア流体供給部を前記下段側分離セルの前記入口ポート又は前記第２入口ポートに接続するように、前記流路切替部の動作制御を少なくとも行なう制御部を備えている。

【0014】

前記流路切替部は、前記第２キャリア流体供給部を、前記上段側分離セルの前記第２入口ポート又は前記下段側分離セルの前記入口ポートのいずれか一方のポートに切り替えて接続するものであってもよい。その場合、前記制御部は、前記上段側分離セルでのフォーカシングが終了した後で、前記第２キャリア流体供給部を前記下段側分離セルの前記入口ポートに接続するように前記流路切替部の動作制御を行なう。

【0015】

上記の場合、分離セルは、前記廃液チャンバのキャリア流体を排出するための排出ポートをさらに備え、前記下段側分離セルのフォーカシングの際に、前記上段側分離セルの前記排出ポートからのキャリア流体が前記下段側分離セルの前記第２入口から該下段側分離セルの前記分離チャネルに供給されるように構成されていることが好ましい。このように構成することで、上段側分離セルの排出ポートから排出されたキャリア流体を下段側分離セルのフォーカシング用のキャリア流体として再利用することができ、キャリア流体としての溶媒の使用量を抑制することができる。

【0016】

前記流路切替部は、前記第２キャリア流体供給部を、前記上段側分離セルの前記第２入口ポート又は前記下段側分離セルの前記第２入口ポートのいずれか一方のポートに切り替えて接続するものであってもよい。その場合、制御部は、前記上段側分離セルでのフォーカシングが終了した後で、前記第２キャリア流体供給部を前記下段側分離セルの前記第２入口ポートに接続するように前記流路切替部の動作制御を行なう。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係るフィールドフローフラクショネーション装置では、第２キャリア流体供給部を、上段側分離セルの第２入口ポート、又は下段側分離セルの入口ポート若しくは下段側分離セルの第２入口ポートのいずれか一方のポートに切り替えて接続する切替部を備えており、流路切替部の動作制御を行なう制御部が、上段側分離セル内に入口ポートからのキャリア流体の流れと対向するキャリア流体の流れを生じさせるフォーカシングの際に、第２キャリア流体供給部を上段側分離セルの第２入口ポートに接続し、上段側分離セルでのフォーカシングが終了した後で、第２キャリア流体供給部を前記下段側分離セルの前記入口ポート又は第２入口ポートに接続するように構成されているので、下段側分離セルの入口ポート又は第２入口ポートにキャリア流体を供給するための供給部を別途設けることなく、上段側分離セルと下段側分離セルを用いた分析を並行して行なうことができる。これにより、装置構成及びコストの増大を抑制しつつ、分析効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】フィールドフローフラクショネーション装置の一実施例を概略的に示すブロック図である。

【図2】同実施例の流路構成の一例を示す流路構成図である。

【図3】同実施例の流路構成の他の例を示す流路構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、フィールドフローフラクショネーション装置の一実施例について、図面を用いて説明する。

【0020】

図１を用いてこの実施例のフィールドフローフラクショネーション装置の概略的構成について説明する。

【0021】

この実施例のフィールドフローフラクショネーション装置は、上段側分離セル２ａ、下段側分離セル２ｂ、第１キャリア流体供給部１００、第１キャリア流体供給部２００、流路切替部３００、及び制御部４００を備えている。上段側分離セル２ａと下段側分離セル２ｂは一対の分離セル対をなしている。フィールドフローフラクショネーション装置は、これらの分離セル対２ａ，２ｂを少なくとも含む複数の分離セルからなる分離セル群を備えている。

【0022】

図１では示されていないが、上段側分離セル２ａと下段側分離セル２ｂはともに試料を分離するための分離チャネルと、その分離チャネルの一端側の位置から該分離チャネル内にキャリア流体を導入するための入口ポート、分離チャネルの入口ポートよりも他端側の位置から該分離チャネル内にキャリア流体を導入するための第２入口ポートを備えている。

【0023】

第１キャリア流体供給部１００は、上段側分離セル２ａの入口ポートを介して上段側分離セル２ａの分離チャネル内にキャリア流体を供給するものである。第１キャリア流体供給部２００は上段側分離セル２ａの第２入口ポートを介して上段側分離セル２ａの分離チャネル内にキャリア流体を供給するものであるが、第１キャリア流体供給部２００と上段側分離セル２ａの第２入口ポートとの間に流路切替部３００が介在している。

【0024】

流路切替部３００は、第１キャリア流体供給部２００の接続先を、上段側分離セル２ａの第２入口ポートと、下段側分離セル２ｂの入口ポート又は第２入口ポートとの間で切り替えるものである。すなわち、上段側分離セル２ａの第２入口ポートを介して上段側分離セル２ａの分離チャネル内にキャリア流体を供給する第１キャリア流体供給部２００を使って、下段側分離セル２ｂの入口ポート又は第２入口ポートから下段側分離セル２ｂの分離チャネル内にキャリア流体を供給することができる。

【0025】

第１キャリア流体供給部１００、第１キャリア流体供給部２００及び流路切替部３００の動作は制御部４００によって制御される。

【0026】

この実施例の具体的な構成の一例を、図１とともに図２を用いて説明する。

【0027】

分離セル２ａは、試料を分離するための分離チャネル４ａを備え、その分離チャネル４ａに入口ポート６ａ、出口ポート８ａ、及び第２入口ポート１０ａが通じている。入口ポート６ａは分離チャネル４ａの一端に通じており、出口ポート８ａは分離チャネル４ａの他端に通じている。第２入口ポート１０ａは入口ポート６ａと出口ポート８ａの間の位置に設けられている。図示は省略されているが、分離チャネル４ａは、例えば複数の基板が積層されて構成されるブロックの内部に形成されており、各ポート６ａ、８ａ及び１０ａはそのブロックに設けられた孔によって構成されている。

【0028】

分離チャネル４ａは略菱形の形状を有する。分離チャネル４ａの一端部と他端部は角部となっており、その平面形状における幅寸法は、一端側から他端側へ行くにしたがって一旦は広くなり、途中から他端へ行くにしたがって幅が狭くなっていき、他端部において収束している。

【0029】

廃液チャンバ１４ａが分離膜１２ａを隔てて分離チャネル４ａと隣接するように設けられている。分離膜１２ａはキャリア流体を通過させつつ試料を通過させない多孔質膜である。廃液チャンバ１４ａには排出ポート１６ａが通じており、分離膜１２ａを通過して分離チャネル４ａから廃液チャンバ１４ａに流入したキャリア流体は、排出ポート１６ａを介して廃液チャンバ１４ａから排出される。

【0030】

分離セル２ｂも分離セル２ａと同様に、分離チャネル４ｂ、入口ポート６ｂ、出口ポート８ｂ、第２入口ポート１０ｂ、分離膜１２ｂ、廃液チャンバ１４ｂ及び排出ポート１６ｂを備えている。

【0031】

第１キャリア流体供給部４は、入口流路２２を介して上段側分離セル２ａの入口ポート６ａに接続されている。第１キャリア流体供給部４は送液ポンプ１７と流量計１８を備えている。送液ポンプ１７の動作は流量計１８の測定値に基づいて制御され、容器２０内に貯留されたキャリア流体を所定の流量で送液する。第１キャリア流体供給部４と入口ポート６ａとの間の入口流路２２上に試料注入部２４が設けられている。試料注入部２４において入口流路２２内に注入された試料は、送液ポンプ１７によって送液されるキャリア流体とともに分離チャネル４ａ内に導入される。入口ポート６ａから分離チャネル４ａ内にキャリア流体が供給されると、分離チャネル４ａ内では、入口ポート６ａから出口ポート８ａへ向かうキャリア流体の流れが形成される。

【0032】

以下において、分離チャネル４ａ内における入口ポート６ａから出口ポート８ａへ向かうキャリア流体の流れを「チャネルフロー」、そのチャネルフローに対向する方向のキャリア流体の流れを「フォーカスフロー」、チャネルフローに対して垂直な方向の流れを「クロスフロー」と称する。分離セル４ｂ内においても同様に、入口ポート６ｂから出口ポート８ｂへ向かうキャリア流体の流れを「チャネルフロー」、そのチャネルフローに対向する方向のキャリア流体の流れを「フォーカスフロー」、チャネルフローに対して垂直な方向の流れを「クロスフロー」と称する。フォーカスフローは、各分離チャネル４ａ、４ｂに第２入口ポート１０ａ、１０ｂからキャリア流体が供給されることによって形成される流れである。クロスフローは、分離膜１２ａ、１２ｂをキャリア流体が通過することによって形成される流れである。

【0033】

第１キャリア流体供給部２００はキャリア流体供給流路３０を介して流路切替部３００に接続されている。流路切替部３００は例えば三方電磁弁によって構成され、キャリア流体供給流路３０をフォーカスフロー流路３２又は第１リサイクル流路３４のいずれか一方の流路に切り替える。フォーカスフロー流路３２は上段側分離セル２ａの第２入口ポート１０ａに接続されている。第１リサイクル流路３４は下段側分離セル２ｂの入口ポート６ｂに接続されている。第１リサイクル流路３４上に試料注入部３６が設けられている。

【0034】

第２入口ポート１０ａを介して分離チャネル４ａ内にキャリア流体が供給されると、分離チャネル４ａ内にフォーカスフローが形成される。また、入口ポート６ｂを介して分離チャネル４ｂ内にキャリア流体が供給されると、分離チャネル４ｂ内にチャネルフローが形成される。

【0035】

上段側分離セル２ａの出口ポート８ａに検出流路４４ａが接続されている。検出流路４４上にチェック弁４６と検出器４８ａが設けられている。検出流路４４ａは検出器４８ａの下流側の三方ジョイント５０において出口流路５２と第２リサイクル流路５４に分岐している。出口流路５２はドレインに通じている。第２リサイクル流路５４は下段側分離セル２ｂの第２入口ポート１０ｂに接続されている。第２リサイクル流路５４上には、マスフローコントローラ５６及びチェック弁５８が設けられている。

【0036】

上段側分離セル２ａの排出ポート１６ａには排出流路３８ａが接続されている。排出流路３８ａは三方電磁弁４３を介して下段側分離セル２ｂの第２入口ポート１０ｂに接続されている。排出流路３８ａ上にはマスフローコントローラ４０ａ及びチェック弁４２ａが設けられている。三方電磁弁４３には排出流路３８ａ、第２入口ポート１０ｂに通じる流路のほかに、ドレインへ通じる流路又は容器２０へ通じる流路のいずれかの流路が接続されている。

【0037】

排出流路３８ａと第２リサイクル流路５４が下段側分離セル２ｂの第２入口ポート１０ｂに接続されていることで、上段側分離セル２ａの出口ポート８ａから流出したキャリア流体の少なくとも一部と排出ポート１６ａから流出したキャリア流体を第２入口ポート１０ｂから分離チャネル４ｂ内に供給することができる。すなわち、上段側分離セル２ａからの廃液を利用して分離チャネル４ｂ内にフォーカスフローを形成することができる。

【0038】

下段側分離セル２ｂの出口ポート８ｂに検出流路４４ｂが接続されている。検出流路４４ｂ上には検出器４８ｂが設けられている。また、下段側分離セル２ｂの排出ポート１６ｂには排出流路３８ｂが接続されている。排出流路３８ｂ上にはマスフローコントローラ４０ｂ及びチェック弁４２ｂが設けられている。排出流路３８ｂはドレインへ通じていてもよいし、容器２０にキャリア流体を戻すようになっていてもよい。排出流路３８ｂを介して容器２０にキャリア流体が戻されるようになっていれば、キャリア流体の廃液量を低減することができる。

【0039】

この実施例のフィールドフローフラクショネーション装置の動作について説明する。

【0040】

上段側分離セル２ａにおける試料の分析が下段側分離セル２ｂでの分析よりも先に開始される。まず、上段側分離セル２ａの分離セル４ａ内に、第１流体供給部４からのキャリア流体が予め設定されたフォーカシング用の第１の流量（例えば、０．０５ｍＬ／ｍｉｎ）で入口ポート６ａを介して供給され、試料注入部２４により注入された試料も入口ポート６ａを介して分離チャネル４ａ内に導入される。このとき、キャリア流体供給流路３０はフォーカスフロー流路３２と接続されており、第１キャリア流体供給部２００からのキャリア流体が、予め設定されたフォーカシング用の第２の流量（例えば、４．４５ｍＬ／ｍｉｎ）で第２入口ポート１０ａを介して分離チャネル４ａ内に供給され、分離チャネル４ａ内にフォーカスフローが形成される。このフォーカスフローにより、入口ポート６ａから導入された試料は、入口ポート６ａからのキャリア流体の流れと第２入口ポート１０ａからのキャリア流体の流れとの境界部分に収集（フォーカシング）される。分離チャネル４ａ内では、分離膜１２ａを通過するキャリア流体によるクロスフローも生じており、入口ポート６ａからのキャリア流体の流れと第２入口ポート１０ａからのキャリア流体の流れとの境界部分において試料のリラクゼーションが行われる。

【0041】

フォーカシング及びリラクゼーションが終了した後、流路切替部３００が切り替えられ、キャリア流体供給流路３０が第１リサイクル流路３４と接続されるとともに、第１キャリア流体供給部２００によるキャリア流体の送液流量がフォーカシング用の第１の流量（例えば、０．０５ｍＬ／ｍｉｎ）に変更される。これにより、下段側分離セル２ｂの入口ポート６ｂから分離チャネル４ａ内にキャリア流体が供給され、下段側分離セル２ｂでの分析が開始される。上段側分離セル２ａと同様に、試料が試料注入部３６によって第１リサイクル流路３４内に注入され、第１リサイクル流路３４を流れる第１キャリア流体供給部２００からのキャリア流体によって分離チャネル４ｂ内に導入される。

【0042】

また、フォーカシング及びリラクゼーションが終了した後、第１キャリア流体供給部の流量が予め設定された分離用流量（例えば、４．５ｍＬ／ｍｉｎ）に変更され、上段側分離セル２ａにおける試料の分離が開始される。分離チャネル４ａ内には、入口ポート６ａから出口ポート８ａへ流れるキャリア流体によるチャネルフローと、分離膜１２ａを通過するキャリア流体によるクロスフローが生じる。フォーカシング及びリラクゼーションによって所定位置に収集された試料は、クロスフローによる影響を受けながら出口ポート８ａ側へ流れ、その影響が少ない粒子から順に検出器４８ａに導入され、検出される。

【0043】

分離セル２ａにおけるクロスフローの流量はマスフローコントローラ４０ａによって調節される。クロスフローの流量、すなわち排出流路３８ａを流れる流量は、予め設定されたクロスフロー流量（例えば、３．５ｍＬ／ｍｉｎ）に調節される。同時に、第２リサイクル流路５４を流れる流量は、予め設定されたリサイクル流量（例えば０．９５ｍＬ／ｍｉｎ）に調節される。すなわち、下段側分離セル２ａの分離チャネル４ｂには、排出流路３８ａからのキャリア流体と第２リサイクル流路５４からのキャリア流体が、合計流量（４．４５ｍＬ／ｍｉｎ）で第２入口ポート１０ｂを介して供給され、分離チャネル４ｂ内にフォーカスフローが形成される。これにより、下段側分離セル２ｂにおいてフォーカシングが開始される。

【0044】

下段側分離セル２ｂにおけるフォーカシング及びリラクゼーションが終了した後は、三方電磁弁４３が切り替えられて排出流路３８ａと第２入口ポート１０ｂとの間の接続が遮断されるとともに、マスフローコントローラ５６によって第２リサイクル流路５４を流れるキャリア流体の流量が０にされる。これにより、第２入口ポート１０ｂから分離チャネル４ｂ内へのキャリア流体の供給が停止される。そして、第１キャリア流体供給部２００からの送液流量が分離用流量（例えば、４．５ｍＬ／ｍｉｎ）に変更され、上段側分離セル２ｂにおける試料の分離が開始される。分離チャネル４ｂ内には、入口ポート６ｂから出口ポート８ｂへ流れるキャリア流体によるチャネルフローと、分離膜１２ｂを通過するキャリア流体によるクロスフローが生じる。フォーカシング及びリラクゼーションによって所定位置に収集された試料は、クロスフローによる影響を受けながら出口ポート８ｂ側へ流れ、その影響が少ない粒子から順に検出器４８ｂに導入され、検出される。

【0045】

以上において説明した実施例では、上段側分離セル２ａの出口ポート８ａから排出されるキャリア流体と排出ポート１６ａから排出されるキャリア流体を、下段側分離セル２ｂの分離チャネル４ｂ内にフォーカスフローを形成するためのキャリア流体として利用するように構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、上段側分離セル２ａの廃液を下段側分離セル２ｂに導入しないように構成されていてもよい。その場合、上段側分離セル２ａの廃液のうち試料を含まない部分を容器２０に戻すようになっていることがキャリア流体の廃液量の低減の観点から好ましいが、必ずしもそのように構成されている必要はない。

【0046】

上記実施例では、上段側分離セル２ａでのフォーカシング及びリラクゼーションが終了した後で、第１キャリア流体供給部２００からのキャリア流体を下段側分離セル２ｂの入口ポート６ｂから分離セル４ｂ内に供給するように構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。要は、上段側分離セル２ａでのフォーカシング及びリラクゼーションが終了した後、上段側分離セル２ａにとっては不要となった第１キャリア流体供給部２００を下段側分離セル２ｂのために使用するように構成されていればよい。

【0047】

図３は、上段側分離セル２ａでのフォーカシング及びリラクゼーションが終了した後、第１キャリア流体供給部２００からのキャリア流体を下段側分離セル２ｂの第２入口ポート１０ｂから分離チャネル４ｂ内に供給するように構成した実施例を示している。この実施例では、リサイクル流路３４が下段側分離セル２ｂの第２入口ポート１０ｂに接続されている。下段側分離セル２ｂの入口ポート６ｂには、第２入口流路６０が接続されている。第２入口流路６０上には、容器２０内に貯留されたキャリア流体を送液する送液ポンプ６２、流量計６４及び試料注入部６６が設けられている。

【0048】

図３の実施例において、排出流路３８ａ及び３８ｂは容器２０に通じていて排出ポート１６ａ及び１６ｂから排出されたキャリア流体を容器２０に戻すように構成されていることが好ましいが、必ずしもそのように構成されていなくてもよい。

【符号の説明】

【0049】

２ａ，２ｂ 分離セル
４ａ，４ｂ 分離チャネル
６ａ，６ｂ 入口ポート
８ａ，８ｂ 出口ポート
１０ａ，１０ｂ 第２入口ポート
１２ａ，１２ｂ 分離膜
１４ａ，１４ｂ 廃液チャンバ
１６ａ，１６ｂ 排出ポート
１７，２６，６２ 送液ポンプ
１８，２８，６４ 流量計
２０ キャリア流体用の容器
２２ 入口流路
２４，３６，６６ 試料注入部
３０ キャリア流体供給流路
３２ フォーカスフロー流路
３４ 第１リサイクル流路
３８ａ，３８ｂ 排出流路
４０ａ，４０ｂ，５６ マスフローコントローラ
４２ａ，４２ｂ，４６，５８ チェック弁
４３，３００ 三方電磁弁
４４ａ，４４ｂ 検出流路
４８ａ，４８ｂ 検出器
５０ 三方ジョイント
５２ 出口流路
５４ 第２リサイクル流路
１００ 第１キャリア流体供給部
２００ 第２キャリア流体供給部
４００ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】