特許 6992901 試料注入装置

(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】

(24)【登録日】2021-12-13

(45)【発行日】2022-01-13

(54)【発明の名称】試料注入装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 30/18 20060101AFI20220105BHJP

   G01N 30/24 20060101ALI20220105BHJP

   G01N 35/10 20060101ALI20220105BHJP

【ＦＩ】

G01N30/18 E

G01N30/24 E

G01N35/10 E

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020535342

(86)(22)【出願日】2018-08-06

(86)【国際出願番号】 JP2018029380

(87)【国際公開番号】W WO2020031226

(87)【国際公開日】2020-02-13

【審査請求日】2020-11-09

(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】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】小森 優輝

【審査官】高田 亜希

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２０７３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－７２９２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－４０６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７３０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１６２５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０３０００３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００４－１３６２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１８１１４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３０／００－３０／９６

Ａ６１Ｂ １０／０２

Ａ６１Ｊ １／２０

Ａ６１Ｍ ３７／００

Ｄ０４Ｂ １５／１４

Ｇ０１Ｎ １／００

Ｇ０１Ｎ ３５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体の試料を吸引して内部に収容するとともに吸引した前記試料を吐出するための筒状の吸引吐出部を備え、
前記吸引吐出部の内壁の少なくとも前記試料が収容される部分には、前記内壁と前記試料との間に作用する界面張力を大きくするための表面処理が施され、
前記吸引吐出部は、前記吸引吐出部が鉛直方向に沿うように配置された状態で、前記試料の下端の前記内壁と接触する下端接触位置が、前記吸引吐出部の先端の開口が形成された第１の高さ位置よりも上側で、かつ、前記表面処理が施された高さ位置である第２の高さ位置に位置するように、前記吸引吐出部の先端が前記試料の液面から上方に離れた位置において、前記試料を吸引するように構成されている、試料注入装置。

【請求項2】

前記内壁の少なくとも前記第２の高さ位置に対応する部分の近傍に前記表面処理が施されている、請求項１に記載の試料注入装置。

【請求項3】

前記内壁の少なくとも前記第１の高さ位置に対応する部分の近傍から前記第２の高さ位置に対応する部分の近傍まで前記表面処理が施されている、請求項２に記載の試料注入装置。

【請求項4】

前記吸引吐出部は、前記下端接触位置が前記第１の高さ位置の近傍に到達するまで前記試料を吸引した後に、前記下端接触位置が前記第２の高さ位置に到達するまで空気を吸引するように構成されている、請求項２または３に記載の試料注入装置。

【請求項5】

吸引された前記試料を内部に収容した状態の前記吸引吐出部を水平方向または鉛直方向のうちの少なくとも一方に移動させるための移動機構をさらに備え、
前記移動機構は、前記下端接触位置が、前記第２の高さ位置に位置している状態で、前記吸引吐出部を移動させるように構成されている、請求項２～４のいずれか１項に記載の試料注入装置。

【請求項6】

前記試料は、有機溶媒であり、
前記表面処理は、前記内壁の撥油性を高める処理を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の試料注入装置。

【請求項7】

前記内壁の撥油性を高める処理は、前記内壁に親水性の官能基を配置させる処理を含む、請求項６に記載の試料注入装置。

【請求項8】

前記吸引吐出部は、前記試料を内部に収容するシリンジの前端に取り付けられるニードルを含み、
前記ニードルの内壁の少なくとも前記試料が収容される部分には、前記表面処理が施されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の試料注入装置。

【請求項9】

前記ニードルは、前記シリンジに対して着脱可能に構成されており、
前記試料の種類に応じて、互いに異なる前記表面処理が施された前記ニードルに交換可能なように構成されている、請求項８に記載の試料注入装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、試料注入装置に関し、特に、液体の試料を吸引して内部に収容するとともに吸引した試料を吐出するための筒状の吸引吐出部を備えた試料注入装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、液体の試料を吸引して内部に収容するとともに吸引した試料を吐出するための筒状の吸引吐出部を備えた試料注入装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、ガスクロマトグラフ装置に試料を導入するためのシリンジ（円筒形の筒）と、液体の試料を収容する複数のバイアル（瓶）が載置されるターレット（載置台）と、を備えたガスクロマトグラフ装置用の試料注入装置が開示されている。上記特許文献１に記載の試料注入装置は、シリンジを上下方向に移動させるシリンジ駆動部と、シリンジ内で往復駆動されるプランジャ（棒状のピストン）と、シリンジの先端に設けられ内部に流路を有するニードル（吸引吐出部）と、を備えている。上記特許文献１に記載の試料注入装置は、プランジャを駆動させることにより、ニードルを介して、シリンジ内に液体の試料を吸引するとともにシリンジ内に吸引した試料を吐出するように構成されている。また、上記特許文献１に記載の試料注入装置は、ターレットに載置されたバイアルがシリンジの下方に位置するように、ターレットを水平方向に移動させるためのターレット駆動部を備えている。

【0004】

上記特許文献１に記載の試料注入装置では、ターレットをターレット駆動部によりシリンジの下方に水平移動させた後、シリンジをシリンジ駆動部によりターレットに載置されたバイアル内の試料にニードルが侵入するまで下方に移動させる。そして、プランジャを駆動させて、ニードルを介してシリンジ内に試料を吸引して試料を収容した後、シリンジをバイアルの上方に移動させる。そして、ターレットをターレット駆動部によりシリンジの下方以外の領域にシリンジの下方から水平移動させた後、シリンジをシリンジ駆動部によりシリンジ駆動部の下方に配置されたガスクロマトグラフ装置に向かって下方に移動させる。そして、ガスクロマトグラフ装置の試料導入部のセプタム（ゴム製の蓋）にニードルを貫通させ、ニードルの先端が試料導入部に侵入した状態で、プランジャを駆動させることにより、シリンジ内の試料を、ニードルを介してシリンジの外部に吐出してガスクロマトグラフ装置の試料導入部に注入する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１５－１９０６８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、上記特許文献１には明記されていないが、上記特許文献１に記載のような従来の試料注入装置では、ニードルがバイアル内の試料に侵入した状態でニードルを介してシリンジに試料を吸引するので、ニードル（吸引吐出部）内の流路には試料が満たされた状態（流路の根元部から先端部まで試料が存在する状態）になっていると考えられる。この状態でシリンジ（ニードル）を上下方向に移動させると、流路内の試料に作用する重力に加えて、シリンジ（ニードル）の加速または減速に起因してニードルの流路内の試料に下方向への力が生じるため、ニードルの流路内の試料がニードルの先端から外部に排出されてしまう場合があると考えられる。このため、上記特許文献１に記載のような従来の試料注入装置では、液体の試料をシリンジ（ニードル）に収容した状態でシリンジ（ニードル）を移動させる際に、ニードル（吸引吐出部）に収容されている試料がニードル（吸引吐出部）から液だれ（滴下）してしまうという問題点が考えられる。

【0007】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、吸引吐出部を移動させた場合でも、吸引吐出部に収容されている試料が吸引吐出部から液だれ（滴下）してしまうのを抑制することが可能な試料注入装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における試料注入装置は、液体の試料を吸引して内部に収容するとともに吸引した試料を吐出するための筒状の吸引吐出部を備え、吸引吐出部の内壁の少なくとも試料が収容される部分には、内壁と試料との間に作用する界面張力を大きくするための表面処理が施され、吸引吐出部は、吸引吐出部が鉛直方向に沿うように配置された状態で、試料の下端の内壁と接触する下端接触位置が、吸引吐出部の先端の開口が形成された第１の高さ位置よりも上側で、かつ、表面処理が施された高さ位置である第２の高さ位置に位置するように、吸引吐出部の先端が試料の液面から上方に離れた位置において、試料を吸引するように構成されている。

【0009】

この発明の一の局面による試料注入装置では、上記のように、吸引吐出部の内壁の少なくとも試料が収容される部分には、内壁と試料との間に作用する界面張力を大きくするための表面処理が施されている。ここで、界面張力は、一般的に、界面（液体、気体および固体のうちのいずれか２つが接する面積）を小さくするように作用する力であるので、内壁と試料との間に作用する界面張力は、内壁と試料との界面を小さくする方向に作用する。したがって、表面処理が施されている内壁の部分において、内壁と試料との間に作用する界面張力を大きくすることによって、内壁と試料との界面を小さくする方向に作用する力を大きくすることができる。すなわち、内壁と試料との界面が小さくなるように、試料を吸引吐出部の内部に留める方向に作用する力を大きくすることができる。たとえば、試料が内部に収容された状態で筒状の吸引吐出部が鉛直方向に沿うように配置されている場合、内壁と試料との間に作用する界面張力は、内壁と試料との界面を小さくするように、重力により試料が垂れ下がる下方向とは反対の上方向に作用する。その結果、試料が吸引吐出部の外部に排出されるのを抑制することができるので、吸引吐出部に収容されている試料が吸引吐出部から液だれ（滴下）してしまうのを抑制することができる。

【0010】

また、この発明の一の局面による試料注入装置では、吸引吐出部は、吸引吐出部が鉛直方向に沿うように配置された状態で、試料の下端の内壁と接触する下端接触位置が、吸引吐出部の先端の開口が形成された第１の高さ位置よりも上側で、かつ、表面処理が施された高さ位置である第２の高さ位置に位置するように、吸引吐出部の先端が試料の液面から上方に離れた位置において、試料を吸引するように構成されている。これにより、上記下端接触位置が吸引吐出部の先端の開口が形成された位置よりも上側となるので、吸引吐出部の移動等に起因して吸引吐出部に収容された試料に下向きの力が作用することによって上記下端接触位置が下方に移動してしまった場合でも、上記下端接触位置が吸引吐出部の外部に達するのを抑制することができる。その結果、たとえば、上記下端接触位置が吸引吐出部の先端の開口が形成された位置となるように構成されている場合と比較して、試料が吸引吐出部の外部に排出されるのをより抑制することができるので、吸引吐出部に収容されている試料が吸引吐出部から液だれ（滴下）してしまうのをより抑制することができる。上記一の局面による試料注入装置において、好ましくは、内壁の少なくとも第２の高さ位置に対応する部分の近傍に上記表面処理が施されている。なお、第２の高さ位置に対応する部分の近傍とは、第２の高さ位置に対応する部分そのものと、第２の高さ位置に対応する部分の近傍との両方をも含むことを意味する。

【0011】

この場合、好ましくは、内壁の少なくとも第１の高さ位置に対応する部分の近傍から第２の高さ位置に対応する部分の近傍まで上記表面処理が施されている。このように構成すれば、吸引吐出部の移動等に起因して吸引吐出部に収容された試料に下向きの力が作用することによって、上記下端接触位置が下方に移動してしまった場合でも、上記下端接触位置を、上記表面処理が施された部分に確実に位置させることができる。

【0012】

上記内壁の少なくとも第２の高さ位置に対応する部分の近傍に表面処理が施されている構成において、好ましくは、吸引吐出部は、上記下端接触位置が第１の高さ位置の近傍に到達するまで試料を吸引した後に、上記下端接触位置が第２の高さ位置に到達するまで空気を吸引するように構成されている。このように構成すれば、空気を吸引した分だけ上記下端接触位置を上側に移動させることができるので、上記下端接触位置を第１の高さ位置から第２の高さ位置に容易に到達させることができる。

【0013】

上記内壁の少なくとも第２の高さ位置に対応する部分の近傍に表面処理が施されている構成において、好ましくは、吸引された試料を内部に収容した状態の吸引吐出部を水平方向または鉛直方向のうちの少なくとも一方に移動させるための移動機構をさらに備え、移動機構は、上記下端接触位置が、第２の高さ位置に位置している状態で、吸引吐出部を移動させるように構成されている。このように構成すれば、吸引吐出部を移動させる際に、上記下端接触位置が第２の高さ位置に位置している状態にすることができるので、吸引吐出部に収容された試料が吸引吐出部から液だれ（滴下）してしまうのを抑制しながら、吸引吐出部を移動させることができる。

【0014】

上記一の局面による試料注入装置において、好ましくは、試料は、有機溶媒であり、上記表面処理は、内壁の撥油性を高める処理を含む。このように構成すれば、撥油性の物質と油性の物質との界面では、界面を小さくする方向に界面張力が作用するので、内壁の撥油性を高めることによって、油性の有機溶媒と撥油製の内壁との間に作用する界面張力を容易に大きくすることができる。

【0015】

この場合、好ましくは、内壁の撥油性を高める処理は、内壁に親水性の官能基を配置させる処理を含む。このように構成すれば、親水性の官能基が配置された部分では撥油性が高まるので、内壁に親水性の官能基を配置させる処理により、内壁の撥油性を容易に高めることができる。

【0016】

上記一の局面による試料注入装置において、好ましくは、吸引吐出部は、試料を内部に収容するシリンジの前端に取り付けられるニードルを含み、ニードルの内壁の少なくとも試料が収容される部分には、上記表面処理が施されている。このように構成すれば、ニードルを移動させる際に、ニードルに収容された試料がニードルから液だれ（滴下）してしまうのを抑制することができる。その結果、液だれ（滴下）を抑制することができる試料注入装置を、ガスクロマトグラフ装置用の試料注入装置のようにニードルを備えた構成に適用することができる。

【0017】

この場合、好ましくは、ニードルは、シリンジに対して着脱可能に構成されており、試料の種類に応じて、互いに異なる上記表面処理が施されたニードルに交換可能なように構成されている。このように構成すれば、シリンジに対して着脱されるニードルを、試料の性質に合わせて、試料とニードルの内壁との間に作用する界面張力が適切な大きさになるニードルに交換することができるので、異なる種類の試料に対しても、ニードルに収容された試料がニードルから液だれ（滴下）するのを抑制することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、上記のように、吸引吐出部を移動させた場合でも、吸引吐出部に収容されている試料が吸引吐出部から液だれ（滴下）してしまうのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態による試料注入装置の全体構成を示した図である。

【図2】本発明の一実施形態による試料注入装置におけるインジェクタの制御に関するブロック図である。

【図3】インジェクタによる試料の吸引を説明するための図である。

【図4】インジェクタによる試料の吐出を説明するための図である。

【図5】インジェクタによる試料の吸引後の空気の吸引を説明するための図である。

【図6】インジェクタにおけるニードルの拡大断面図である。

【図7】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の変形例による試料注入装置におけるニードルの拡大断面図である。

【図8】本発明の変形例による試料注入装置の全体構成を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

【0021】

図１～図６を参照して、本発明の一実施形態による試料注入装置１００の構成について説明する。

【0022】

図１に示すように、試料注入装置１００は、試料Ｓを分析するためのガスクロマトグラフ装置９００に試料Ｓを注入するための装置である。試料注入装置１００は、ターレット１０と、インジェクタ２０と、を備えている。

【0023】

ターレット１０は、試料Ｓ等を収容するためのバイアル１１が載置される載置台である。ターレット１０には、複数のバイアル１１が載置されている。試料注入装置１００では、試料Ｓは、ヘキサン、アセトン等の有機溶媒である。

【0024】

インジェクタ２０は、分析対象の試料Ｓが収容されたバイアル１１から試料Ｓを吸引してガスクロマトグラフ装置９００の試料導入部９１０に試料Ｓを注入するように構成されている。インジェクタ２０は、シリンジ２１と、プランジャ２２と、ニードル２３と、を含む。なお、ニードル２３は、請求の範囲の「吸引吐出部」の一例である。

【0025】

図３に示すように、シリンジ２１は、試料Ｓを内部に収容可能なように鉛直方向（Ｚ方向）に延びる筒状に形成されている。プランジャ２２は、シリンジ２１の内部に配置されるとともに、シリンジ２１内をＺ方向に移動可能に構成されている。

【0026】

ニードル２３は、シリンジ２１の前端（Ｚ２側）に取り付けられている。ニードル２３には、内部にＺ方向に延びる流路が形成されている。ニードル２３の流路は、後端（Ｚ１側）がシリンジ２１と接続されるとともに、前端（Ｚ２側）には、開口２３ｂが形成されている。なお、以下の説明では、ニードル２３の前端を「先端」と呼ぶ場合がある。

【0027】

これにより、ニードル２３の先端（Ｚ２側）が試料Ｓに侵入した状態で、プランジャ２２をシリンジ２１内の前端側（Ｚ２側）（図３の左側の状態）から後端側（Ｚ１側）（図３の右側の状態）に移動させることにより、ニードル２３の流路を介して、シリンジ２１内に試料Ｓを吸引して収容すること（試料吸引動作）が可能である。また、図４に示すように、シリンジ２１内に試料Ｓを収容した状態で、プランジャ２２をシリンジ２１内の後端側（Ｚ１側）（図４の左側の状態）から前端側（Ｚ２側）（図４の右側の状態）に移動させることにより、ニードル２３の流路を介して、シリンジ２１内に収容した試料Ｓを吐出すること（試料吐出動作）が可能である。なお、図３および図４に示すように、シリンジ２１内に試料Ｓを収容した状態では、ニードル２３の流路にも試料Ｓが収容された状態となる。

【0028】

図３に示すように、試料吸引動作において、シリンジ２１内およびニードル２３内に吸引される試料Ｓの量は、プランジャ２２をＺ２側からＺ１側に移動させることにより増加したシリンジ２１内の容積と略等しい。また、図４に示すように、試料吐出動作において、シリンジ２１内およびニードル２３内から吐出される試料Ｓの量は、プランジャ２２をＺ１側からＺ２側へ移動させることにより減少したシリンジ２１内の容積と略等しい。なお、図３および図４では、プランジャ２２を、それぞれ、Ｚ２側からＺ１側に距離Ｌ１だけ移動させた例、および、Ｚ１側からＺ２側に距離Ｌ２だけ移動させた例を示している。

【0029】

ここで、本実施形態では、図６に示すように、ニードル２３は、ニードル２３が鉛直方向（Ｚ方向）に沿うように配置された状態で、試料Ｓの下端Ｓａの内壁２３ａと接触する接触位置Ｓｂが、ニードル２３の先端の開口２３ｂが形成された高さ位置Ｐ１よりも上側の高さ位置Ｐ２に位置するように、試料Ｓを吸引するように構成されている。詳細には、ニードル２３は、接触位置Ｓｂが高さ位置Ｐ１の近傍に到達するまで試料Ｓを吸引した後に、接触位置Ｓｂが高さ位置Ｐ２に到達するまで空気Ａを吸引するように構成されている。なお、接触位置Ｓｂは、請求の範囲の「下端接触位置」の一例である。また、高さ位置Ｐ１および高さ位置Ｐ２は、それぞれ、請求の範囲の「第１の高さ位置」および「第２の高さ位置」の一例である。

【0030】

具体的には、図５に示すように、試料吸引位置においてバイアル１１内の試料Ｓをシリンジ２１内に吸引した状態（図３の右図の状態）のインジェクタ２０を、インジェクタ駆動部３１（図２参照）によりＺ１方向に移動させて、ニードル２３の先端がバイアル１１内の試料Ｓの液面から離れた状態（図５の左図の状態）にする。そして、プランジャ２２を、シリンジ２１内の前端側（Ｚ２側）から後端側（Ｚ１側）に所定の距離Ｌ３だけ移動させる。これに伴い、図６に示すように、ニードル２３の先端の開口２３ｂの側（Ｚ１側）には、空気Ａが吸引され、試料Ｓの下端Ｓａの位置が上側（Ｚ１側）に移動する。すなわち、重力により下に凸の形状を有する試料Ｓの下端Ｓａのうち、ニードル２３の内壁２３ａと接触する接触位置Ｓｂが、開口２３ｂが形成された高さ位置Ｐ１から、距離Ｌ３に応じた距離Ｌ３ａだけ上側の高さ位置Ｐ２に移動する。

【0031】

図２に示すように、試料注入装置１００は、インジェクタ駆動部３１と、プランジャ駆動部３２と、制御部３３と、を備えている。なお、インジェクタ駆動部３１は、請求の範囲の「移動機構」の一例である。

【0032】

インジェクタ駆動部３１は、試料注入装置１００において、インジェクタ２０（図１参照）を、水平方向（Ｘ方向）および鉛直方向（Ｚ方向）に移動させることが可能に構成されている。インジェクタ駆動部３１は、たとえば、パルス電力に同期して動作するパルスモータ（図示しない）を含む。

【0033】

図１に示すように、インジェクタ駆動部３１（図２参照）は、インジェクタ２０を、試料吸引位置、貫通動作開始位置、試料吐出位置、等に移動させることが可能である。なお、「試料吸引位置」は、バイアル１１内の試料Ｓをシリンジ２１内に吸引する位置である。また、「貫通動作開始位置」は、シリンジ２１内に吸引した試料Ｓをガスクロマトグラフ装置９００の試料導入部９１０に注入するために、（試料導入部９１０の）ゴム製の蓋部材であるセプタム９１１を貫通させるための貫通動作を開始する位置である。また、「試料吐出位置」は、シリンジ２１内の試料Ｓを試料導入部９１０内において吐出する位置である。

【0034】

本実施形態では、図６に示すように、インジェクタ駆動部３１は、接触位置Ｓｂが、高さ位置Ｐ２に位置している状態で、ニードル２３を移動させるように構成されている。具体的には、試料注入装置１００では、試料吸引位置（の近傍）において、ニードル２３の流路内に空気Ａを吸引することにより、ニードル２３の内壁２３ａと接触する接触位置Ｓｂを、高さ位置Ｐ２に移動させた状態のまま、インジェクタ２０を、試料吐出位置まで移動させる。

【0035】

図２に示すように、プランジャ駆動部３２は、シリンジ２１（図３および図４参照）内でプランジャ２２（図３参照）を鉛直方向（Ｚ方向）に移動させることが可能に構成されている。プランジャ駆動部３２は、たとえば、パルス電力に同期して動作するパルスモータ（図示しない）を含む。

【0036】

制御部３３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含んで構成されたコンピュータである。制御部３３は、インジェクタ駆動部３１およびプランジャ駆動部３２により、それぞれ、インジェクタ２０（図３参照）およびプランジャ２２（図３参照）を移動させる制御を行うように構成されている。

【0037】

以上の構成により、試料注入装置１００は、バイアル１１内の試料Ｓをシリンジ２１内に吸引するとともに、吸引した試料Ｓをガスクロマトグラフ装置９００に導入することができる。なお、上述したように、インジェクタ２０は、シリンジ２１内に試料Ｓを収容した状態（すなわち、ニードル２３の流路にも試料Ｓが収容された状態）で、インジェクタ駆動部３１により、水平方向および垂直方向に移動する。このため、インジェクタ２０の移動に伴ってニードル２３の流路内の試料Ｓが外部に排出され、ニードル２３から液だれ（滴下）してしまう可能性がある。

【0038】

そこで、本実施形態では、図６に示すように、ニードル２３の内壁２３ａの少なくとも試料Ｓが収容される部分に、内壁２３ａと試料Ｓとの間に作用する界面張力Ｆを大きくするための表面処理Ｖが施されている。詳細には、内壁２３ａの高さ位置Ｐ１に対応する部分の近傍から高さ位置Ｐ２に対応する部分の近傍まで内壁２３ａの撥油性を高める表面処理Ｖが施されている。

【0039】

具体的には、試料注入装置１００では、ニードル２３の内壁２３ａの高さ位置Ｐ１から、高さ位置Ｐ２の近傍かつ高さ位置Ｐ２よりもＺ１側の高さ位置Ｐ３まで表面処理Ｖが施されている。表面処理Ｖは、内壁２３ａに、水酸基、アミノ基等の親水性の官能基を配置させることにより撥油性を高める処理である。表面処理Ｖは、プラズマ処理、塗装、等の皮膜処理により施される。

【0040】

これにより、内壁２３ａの表面処理Ｖが施された部分に試料Ｓが接している状態では、（油性の）有機溶媒である試料Ｓと撥油性が高められた内壁２３ａとの間の互いに反発するように作用する力が大きくなる。言い換えると、試料Ｓと表面処理Ｖが施された内壁２３ａとの界面を小さくするように作用する力（界面張力）が大きくなる。固体の分子は移動できないので、界面張力Ｆにより、固体と液体との界面において、液体の分子が移動する。たとえば、試料Ｓと空気Ａと内壁２３ａとの交点に相当する接触位置Ｓｂにおいて、試料Ｓに対して、上向き（Ｚ１方向）の界面張力Ｆが作用する。したがって、試料Ｓと内壁２３ａとの間に作用する界面張力Ｆが大きくなることにより、試料Ｓをニードル２３の流路内に留めるように作用する力が大きくなる。

【0041】

なお、本実施形態では、ニードル２３は、シリンジ２１に対して着脱可能に構成されている。すなわち、試料Ｓの種類に応じて、（各々の試料Ｓの性質に合わせた）互いに異なる表面処理Ｖが施されたニードル２３に交換することが可能である。

【0042】

（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0043】

本実施形態では、上記のように、ニードル２３の内壁２３ａの少なくとも試料Ｓが収容される部分に、内壁２３ａと試料Ｓとの間に作用する界面張力Ｆを大きくするための表面処理Ｖを施す。これにより、表面処理Ｖが施されている内壁２３ａの部分において、内壁２３ａと試料Ｓとの間に作用する界面張力Ｆを大きくすることによって、内壁２３ａと試料Ｓとの界面を小さくする方向に作用する力を大きくすることができる。すなわち、内壁２３ａと試料Ｓとの界面が小さくなるように、試料Ｓをニードル２３の内部に留める方向に作用する力を大きくすることができる。その結果、試料Ｓがニードル２３の外部に排出されるのを抑制することができるので、ニードル２３に収容されている試料Ｓがニードル２３から液だれ（滴下）してしまうのを抑制することができる。

【0044】

また、本実施形態では、上記のように、ニードル２３を、ニードル２３が鉛直方向に沿うように配置された状態で、試料Ｓの下端Ｓａの内壁２３ａと接触する接触位置Ｓｂが、ニードル２３の先端の開口２３ｂが形成された高さ位置Ｐ１よりも上側の高さ位置Ｐ２に位置するように、試料Ｓを吸引するように構成する。また、内壁２３ａの少なくとも高さ位置Ｐ２に対応する部分の近傍に表面処理Ｖを施す。これにより、接触位置Ｓｂがニードル２３の先端の開口２３ｂが形成された位置よりも上側となるので、ニードル２３の移動等に起因してニードル２３に収容された試料Ｓに下向きの力が作用することによって接触位置Ｓｂが下方に移動してしまった場合でも、接触位置Ｓｂがニードル２３の外部に達するのを抑制することができる。その結果、接触位置Ｓｂがニードル２３の先端の開口２３ｂが形成された位置となるように構成されている場合と比較して、試料Ｓがニードル２３の外部に排出されるのをより抑制することができるので、ニードル２３に収容されている試料Ｓがニードル２３から液だれ（滴下）してしまうのをより抑制することができる。

【0045】

また、本実施形態では、上記のように、内壁２３ａの高さ位置Ｐ１に対応する部分の近傍から高さ位置Ｐ２に対応する部分の近傍まで表面処理Ｖを施す。これにより、ニードル２３の移動等に起因してニードル２３に収容された試料Ｓに下向きの力が作用することによって、接触位置Ｓｂが下方に移動してしまった場合でも、接触位置Ｓｂを、表面処理Ｖが施された部分に確実に位置させることができる。

【0046】

また、本実施形態では、上記のように、ニードル２３を、接触位置Ｓｂが高さ位置Ｐ１の近傍に到達するまで試料Ｓを吸引した後に、接触位置Ｓｂが高さ位置Ｐ２に到達するまで空気Ａを吸引するように構成する。これにより、空気Ａを吸引した分だけ接触位置Ｓｂを上側に移動させることができるので、接触位置Ｓｂを高さ位置Ｐ１から高さ位置Ｐ２に容易に到達させることができる。

【0047】

また、本実施形態では、上記のように、試料注入装置１００は、吸引された試料Ｓを内部に収容した状態のニードル２３を水平方向および鉛直方向に移動させるためのインジェクタ駆動部３１を備える。そして、インジェクタ駆動部３１を、接触位置Ｓｂが、高さ位置Ｐ２に位置している状態で、ニードル２３を移動させるように構成する。これにより、ニードル２３を移動させる際に、接触位置Ｓｂが高さ位置Ｐ２に位置している状態にすることができるので、ニードル２３に収容された試料Ｓがニードル２３から液だれ（滴下）してしまうのを抑制しながら、ニードル２３を移動させることができる。

【0048】

また、本実施形態では、上記のように、試料Ｓは、有機溶媒である。そして、表面処理Ｖを、内壁２３ａの撥油性を高める処理を含むように構成する。これにより、撥油性の物質と油性の物質との界面では、界面を小さくする方向に界面張力Ｆが作用するので、内壁２３ａの撥油性を高めることによって、油性の有機溶媒と撥油製の内壁２３ａとの間に作用する界面張力Ｆを容易に大きくすることができる。

【0049】

また、本実施形態では、上記のように、内壁２３ａの撥油性を高める処理を、内壁２３ａに親水性の官能基を配置させる処理を含むように構成する。これにより、親水性の官能基が配置された部分では撥油性が高まるので、内壁２３ａに親水性の官能基を配置させる処理により、内壁２３ａの撥油性を容易に高めることができる。

【0050】

また、本実施形態では、上記のように、ニードル２３は、試料Ｓを内部に収容するシリンジ２１の前端に取り付けられるニードルである。そして、ニードル２３の内壁２３ａの少なくとも試料Ｓが収容される部分に、表面処理Ｖを施す。これにより、ニードル２３を移動させる際に、ニードル２３に収容された試料Ｓがニードル２３から液だれ（滴下）してしまうのを抑制することができる。その結果、液だれ（滴下）を抑制することができる試料注入装置１００を、ガスクロマトグラフ装置９００用の試料注入装置のようにニードル２３を備えた構成に適用することができる。

【0051】

また、本実施形態では、上記のように、ニードル２３を、シリンジ２１に対して着脱可能に構成する。また、試料Ｓの種類に応じて、互いに異なる表面処理Ｖが施されたニードル２３に交換可能なように構成する。これにより、シリンジ２１に対して着脱されるニードル２３を、試料Ｓの性質に合わせて、試料Ｓとニードル２３の内壁２３ａとの間に作用する界面張力Ｆが適切な大きさになるニードル２３に交換することができるので、異なる種類の試料Ｓに対しても、ニードル２３に収容された試料Ｓがニードル２３から液だれ（滴下）するのを抑制することができる。

【0052】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0053】

たとえば、上記実施形態では、ニードル２３の内壁２３ａの高さ位置Ｐ１から高さ位置Ｐ３まで表面処理Ｖを施すように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、表面処理Ｖを、ニードル２３の内壁２３ａの少なくとも高さ位置Ｐ２の近傍に施すように構成すればよい。たとえば、図７（Ａ）の変形例に示すように、表面処理Ｖを、ニードル２２３の内壁２２３ａの高さ位置Ｐ２の近傍かつ高さ位置Ｐ２よりもＺ２側の高さ位置Ｐ４から、高さ位置Ｐ３までに施すように構成してもよい。

【0054】

また、上記実施形態では、接触位置Ｓｂが高さ位置Ｐ２に位置している状態で、ニードル２３を移動させるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、接触位置Ｓｂが高さ位置Ｐ１に位置している状態で、ニードル２３を移動させるように構成してもよい。この場合、接触位置Ｓｂが高さ位置Ｐ１の近傍に到達するまで試料Ｓを吸引した後に、接触位置Ｓｂが高さ位置Ｐ２に到達するまで空気Ａを吸引する動作が省略される。また、図７（Ｂ）の変形例に示すように、表面処理Ｖを、ニードル３２３の内壁３２３ａの高さ位置Ｐ１から、高さ位置Ｐ１の近傍かつ高さ位置Ｐ１よりもＺ１側の高さ位置Ｐ５まで施すように構成してもよい。

【0055】

また、上記実施形態では、試料Ｓが有機溶媒であり、内壁２３ａに、撥油性を高める表面処理Ｖを施すように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、試料が水性の場合、内壁２３ａに、アルキル基、フェニル基、単脂環基等の撥水性の官能基を配置させる表面処理を施すように構成してもよい。

【0056】

また、上記実施形態では、インジェクタ２０を、Ｘ方向およびＺ方向に移動させることが可能に構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、インジェクタを、Ｘ方向およびＺ方向に加えて、Ｙ方向にも移動させることが可能に構成してもよい。この場合、Ｙ方向に並べて配置されたバイアル内の試料をシリンジに吸引することができる。また、インジェクタを、Ｚ方向のみに移動させるように構成してもよい。この場合、ターレットを水平方向に移動させ、バイアルをインジェクタの下方に位置させることにより、バイアル内の試料をシリンジに吸引するように構成すればよい。

【0057】

また、上記実施形態では、試料Ｓを分析するためのガスクロマトグラフ装置９００に試料Ｓを注入するための試料注入装置１００において、ニードル２３の内壁２３ａの少なくとも試料Ｓが収容される部分に、内壁２３ａと試料Ｓとの間に作用する界面張力Ｆを大きくするための表面処理Ｖを施すように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、液体の試料を吸引して内部に収容するとともに吸引した試料を吐出するための筒状の吸引吐出部を備えた他の種類の試料注入装置において、吸引吐出部の内壁の少なくとも試料が収容される部分には、内壁と試料との間に作用する界面張力を大きくするための表面処理を施すように構成してもよい。たとえば、本発明を、図８に示す変形例における試料注入装置４００のように、試料Ｓを分析するために、試料Ｓを希釈および分注するための装置（いわゆる、希釈分注装置）に適用することができる。

【0058】

図８に示すように、試料注入装置４００は、試料用バイアル４０１と、溶媒用バイアル４０２と、希釈用シリンジ４０３と、切換え弁４０４と、分注ヘッド４２０と、を備えている。試料用バイアル４０１には、分析対象の試料Ｓが収容されている。溶媒用バイアル４０２には、試料Ｓを希釈するための希釈液である溶媒が収容されている。希釈用シリンジ４０３は、チューブ４０５を介して、溶媒用バイアル４０２および分注ヘッド４２０と接続されている。切換え弁４０４は、希釈用シリンジ４０３の接続先を、溶媒用バイアル４０２と分注ヘッド４２０とで切換え可能に構成されている。分注ヘッド４２０は、試料用バイアル４０１内の試料Ｓを吸引して収容するためのチップ４２３が着脱可能に取り付けられている。チップ４２３は、いわゆる、ディスポーザブルチップである。分注ヘッド４２０には、試料Ｓをチップ４２３に吸引するとともに、試料Ｓをチップ４２３から吐出するためのポンプ（図示しない）が設けられている。なお、チップ４２３は、請求の範囲の「吸引吐出部」の一例である。

【0059】

試料注入装置４００では、分注ヘッド４２０のチップ４２３に、試料用バイアル４０１内の試料Ｓを吸引して収容した後、チップ４２３内に収容した試料Ｓを、希釈用シリンジ４０３に移動させる。そして、希釈用シリンジ４０３内の試料Ｓに対して、溶媒用バイアル４０２内の溶媒を所定の量だけ混合することにより、試料Ｓを所定の濃度に希釈する。そして、希釈用シリンジ４０３内の試料Ｓを分注ヘッド４２０のチップ４２３内に移動させる。そして、分注ヘッド４２０を、分析用バイアル４０６の試料注入位置に移動させた状態で、希釈された希釈用シリンジ４０３内の試料Ｓを、分注ヘッド４２０を介して分析用バイアル４０６に吐出する。試料Ｓを希釈する濃度を変更しながら、異なる濃度の試料Ｓを複数の分析用バイアル４０６に吐出することによって、分析用の異なる濃度の試料Ｓが作成される。

【0060】

試料注入装置４００では、チップ４２３の内壁４２３ａの少なくとも試料Ｓが収容される部分に、内壁４２３ａと試料Ｓとの間に作用する界面張力Ｆを大きくするための表面処理Ｖが施されている。これにより、分注ヘッド４２０を移動させた場合でも、チップ４２３内に収容された試料Ｓが液だれ（滴下）するのを抑制することができる。

【符号の説明】

【0061】

２１ シリンジ
２３、２２３、３２３ ニードル（吸引吐出部）
２３ａ、２２３ａ、３２３ａ、４２３ａ （吸引吐出部の）内壁
２３ｂ （吸引吐出部の先端の）開口
３１ シリンジ駆動部（移動機構）
１００、４００ 試料注入装置
４２３ チップ（吸引吐出部）
Ｐ１ 高さ位置（第１の高さ位置）
Ｐ２ 高さ位置（第２の高さ位置）
Ｓ 試料
Ｓａ （試料の）下端
Ｓｂ 接触位置（下端接触位置）
Ｖ （内壁と試料との間に作用する界面張力を大きくするための）表面処理

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】