特許 7082676 圧力センサーを具えた液体クロマトグラフィー用ポンプ

(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】2022-05-31

(45)【発行日】2022-06-08

(54)【発明の名称】圧力センサーを具えた液体クロマトグラフィー用ポンプ

(51)【国際特許分類】

   G01N 30/32 20060101AFI20220601BHJP

   F04B 53/00 20060101ALI20220601BHJP

【ＦＩ】

G01N30/32 C

F04B53/00 J

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020544809

(86)(22)【出願日】2019-02-20

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-06-17

(86)【国際出願番号】 US2019018735

(87)【国際公開番号】W WO2019164918

(87)【国際公開日】2019-08-29

【審査請求日】2021-05-31

(31)【優先権主張番号】62/635,016

(32)【優先日】2018-02-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】508276110

【氏名又は名称】ヴァルコ インスツルメンツ カンパニー， インク．

(74)【代理人】

【識別番号】100167047

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸典

(74)【代理人】

【識別番号】100085785

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 昌典

(72)【発明者】

【氏名】スターンズ， スタンレー， ディー．

(72)【発明者】

【氏名】ブリスビン， マーティン， ピー．

【審査官】高田 亜希

(56)【参考文献】

【文献】特表２００７－５２７５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０２６０５５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開昭６１－２５８９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１９８６８８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３０／００ －３０／９６

Ｆ０４Ｂ ２３／００ －２３／１４

Ｆ０４Ｂ ４９／００ －５１／００

Ｆ０４Ｂ ５３／００ －５３／２２

Ｇ０１Ｌ ７／００ －２７／０２

Ｇ０１Ｎ ３５／００ －３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高速液体クロマトグラフィー用ポンプであって、該ポンプは、
本体面（１１０）と、プランジャー第１端（１３２）を有し前記本体面（１１０）から突出しているプランジャー（１１８）と、前記プランジャー（１１８）が挿通するシール（１１６）と、前記本体面（１１０）と前記シール（１１６）との間に設けられたスプリング（１２２）とを有するポンプ本体（１０４）と；
ポンプヘッド第１側部（１３０）を有するポンプヘッド体（１２６）と、該ポンプヘッド体（１２６）内に設けられ、前記プランジャー第１端（１３２）が丁度嵌り入る内径を有し、片側の境が前記ポンプヘッド第１側部（１３０）近傍に接しているバレル（４０２）と、該バレル（４０２）内の内部圧力の変化に比例して前記ポンプヘッド体（１２６）が十分に変形・偏向するのに十分な距離（４１０）であって、且つ前記内部圧力に対して十分に耐え得る距離（４１０）だけ前記バレル（４０２）の内周面から離れた位置の測定面（４１２）と、前記本体面（１１０）に接触するポンプヘッド面（２０２）とを有し、前記本体面（１１０）に対して脱着自在に取り付けられるようになったポンプヘッド（１０６）と；
前記ポンプヘッド（１０６）の前記ポンプヘッド面（２０２）上に設けられた電気コンタクト（２０８）と；
前記ポンプヘッド（１０６）上であって前記ポンプヘッド体（１２６）の前記ポンプヘッド第１側部（１３０）上の前記測定面（４１２）の所に取り付けられ、前記偏向を表す信号を発し、電気的に繋がっている前記電気コンタクト（２０８）に送るストレインゲージ（１２８）と；
前記電気コンタクト（２０８）に電気的に繋がっており、前記偏向を表す信号を圧力値に変換するための校正値を有しているメモリ装置（４０６）と；
前記本体面（１１０）上に設けられており、前記電気コンタクト（２０８）と電気的に繋がるように前記電気コンタクト（２０８）と接続され、前記偏向を表す信号と前記校正値とを含む、前記バレル（４０２）内の圧力を表す信号を前記ポンプ本体（１０４）上の入力/出力コネクター（１３４）へ供給し、前記メモリ装置（４０６）と前記ストレインゲージ（１２８）とに電力を供給する電気コネクター受部（１２４）と、
を具備することを特徴とする高速液体クロマトグラフィー用ポンプ。

【請求項2】

請求項１に記載の高速液体クロマトグラフィー用ポンプ（１００）において、前記ポンプヘッド（１０６）の前記ポンプヘッド面（２０２）に設けられた前記電気コンタクト（２０８）はスプリング付勢形式であることを特徴とする高速液体クロマトグラフィー用ポンプ。

【請求項3】

請求項１に記載の高速液体クロマトグラフィー用ポンプにおいて、前記入力/出力コネクター（１３４）は外部プロセッサーと通信できるようになっていることを特徴とする高速液体クロマトグラフィー用ポンプ。

【請求項4】

請求項１に記載の高速液体クロマトグラフィー用ポンプにおいて、前記ポンプヘッド体（１２６）は一体構成物であることを特徴とする高速液体クロマトグラフィー用ポンプ。

【請求項5】

請求項１に記載の高速液体クロマトグラフィー用ポンプにおいて、前記バレル（４０２）は、その一方端に前記シール（１１６）に隣接した第１オリフィス（３０２）
と、その他方端で前記第１オリフィス（３０２）の反対側に、前記バレル（４０２）
への液体の供給口となる第２オリフィス（４０４）とを有することを特徴とする高速液体クロマトグラフィー用ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体クロマトグラフィー用のポンプに関し、より詳しくは、出力箇所の容量圧力を識別及び制御することができるナノリッターボリュームサイズのポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）は、一般的に、一分間当たり立方センチメートル単位の流量で液体を搬送するような大きさのポンプを用いて動作するようになっている。残念ながら、これらのシステムでは、分析にあたって、かなり大きい試料容量、大きい移動相容量、大きな流量が求められ、結果、時間の経過から見ると不均一な圧力で液体を搬送することになっていた。

【0003】

これらのシステムでは、関連するポンプヘッドからの流体の圧力を識別・確認することが難しく、したがって、それを制御することが難しかった。特に問題なのは、ポンプのバレルはポンプごとに変動するので、それぞれのポンプは固有・特異な圧力特性を持つことになり、共通する特性を正確にすることを妨げていた。

【0004】

したがって、信頼度の高い圧力出力を提供できる、高速液体クロマトグラフィーのためのポンプを提供することが望まれていた。

【発明の概要】

【0005】

本願のものは、信頼性の高い圧力データを、従ってこのデータに基づき信頼性の高い出力を提供できるポンプを提供することによって、従来技術における上で述べた要求に応えるものであると共に、その欠点を克服するものである。本願は、最小限の液体を用い、特に屋外用ポータブル型HPLC装置として最適な軽量且つ頑丈な流体システムを提供するものである。

【0006】

本発明は、ポンプ本体とポンプヘッドを有してなる高速液体クロマトグラフィー用ポンプを提供する。ポンプ本体は、その上に電気コネクター受部を具えた本体面と、プランジャー第１端を具えたプランジャーと、本体面からスプリングによって分離されたシール部材とを有する。プランジャーは本体面から突き出ており、シール部材を貫通している。ポンプヘッドは、ポンプヘッド第１側部を有するポンプヘッド体と、ポンプヘッド体の中にバレルとを有する。バレルの大きさ（内径）は、プランジャー第１端が丁度嵌り入るものとなっており、このバレルは片側の境がポンプヘッド第１側部に接している。ポンプヘッドは更に、測定面を有する。この測定面は、バレル内の内部圧力に十分に耐えつつもバレル内の内部圧力に比例して十分に変形（偏向）する距離をバレルの内壁との間に持っており、これにより、測定対象としての変形・偏向が測定面に提供される。ポンプヘッドは更に、本体面に接するポンプヘッド面を有しており、これによってポンプヘッドがポンプ本体に対して着脱可能なアタッチメントとなる。ポンプヘッドは更にポンプヘッド面に電気コンタクトを有する。この電気コンタクトは、ポンプヘッド面が本体面と接したとき、本体面上の電気コネクター受部と電気的に繋がるものである。ポンプヘッドはまた、ポンプヘッド第１側部の近くで、測定面の所に取り付けられたストレインゲージを有する。ストレインゲージは、変形・偏向の程度を表す信号を発生し、これを電気コンタクトに伝える。最後に、ポンプヘッドは、電気コネクター（電気コンタクト）との電気的な通信において圧力に対する変形・偏向値を校正する値（校正値）を持つメモリ装置を有する。

【0007】

本明細書の一部を構成する添付図面を用いて説明されている実施形態を参照することにより、本発明の上記の特徴、利点及び目的、さらには以下において明らかにされる他の特徴、利点及び目的の理解が可能となろう。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な好ましい実施形態を示しているに過ぎないこと、そして本発明範囲をこれらに限定するものではなく、他の同等に有効な実施形態としても本発明を構成可能なことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は本発明による一実施例のポンプアッセンブリーの斜視図である。

【図2】図２は本発明による一実施例のポンプヘッドの斜視図である。

【図3】図３は本発明による一実施例のポンプヘッドの作動端面を示す図である。

【図4】図４は図３のポンプヘッドのＡ-Ａ線における断面図である。

【図5】図５は本発明のポンプヘッドの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１は本発明のポンプ１００の斜視図であり、以下同図を参照しながら本発明の詳細を説明する。ポンプ１００は、迅速な分離動作のために、ナノスケールカラムでの使用のために、マイクロリッター容量を保持できる大きさとされる。動作するために、アクチュエーター１０２がポンプ１００に取り付けられる。ポンプ１００は、ポンプ本体１０４とポンプヘッド１０６とを具えている。ポンプヘッドは、電気コネクター（電気コンタクト）との電気的な通信において圧力に対する変形・偏向値を校正する値を持つメモリ装置を有する。

【0010】

ポンプヘッド１０６は、ポンプ本体１０４に対して取り外し自在となっており、例えば、複数のボルト１０８によってポンプ本体１０４に取り付けられれば良い。ポンプ本体１０４は本体面１１０を具え、その本体面１１０はその面上に、前記ボルトの数に一致した複数のねじ穴１１２を有している。ポンプヘッド１０６も同様に、前記ポンプ本体面１００上の複数のねじ穴の位置に合致した位置に、複数のポンプヘッド通し穴１１４を有している。ポンプヘッド１０６とポンプ本体１０４は、本体面１１０の位置で確実に結合される。

【0011】

ポンプヘッド１０６とポンプ本体１０４とが一致合体している間、シール１１６が、ポンプ本体１０４に対するポンプヘッド１０６の気密・密閉作用を担うことになる。シール１１６はプランジャー１１８の周囲に設けられ、スプリング１２２を有する。スプリング１２２は、シール１１６がポンプヘッド１０６の合体面に対して力を作用するように、シール１１６に対して圧迫力（圧縮力）を与える。ポンプ１００にナノスケール容量の取り扱いが要求される場合、プランジャー１１８の直径は０．０３インチ又はそれより僅かに小さいか、０．９３インチ又はそれより僅かに大きいか、またはその中間で例えば０．６２インチとすることができる。ポンプ本体１０４に対するプランジャー１１８の参照符号１４０で示されるストローク、即ち移動量は、０．２５インチ又はそれより僅かに小さく、又は０．７５インチ又はそれより僅かに大きく、またはそれらの中間、例えば０．５インチであっても構わない。プランジャー１１８は、ポンプヘッド１０６内に導き入れられるプランジャー第１端部１３２を有する。プランジャー１１８のストローク１４０とバレル４０２（図４参照）の直径４０８（同じく図４参照）の積とで一回のローディング及びイジェクションの間に搬送可能な液体の容量が画定される。プランジャー１１８のストローク１４０及びバレル４０２の直径４０８の値からマイクロリッター単位の液体容量を取り扱えることが理解できる。

【0012】

シール１１６は、硬質シールと柔軟材料との混合素材で形成されても良く、または単一成分素材で形成されても構わない。何れの場合にも、シール１１６はその上に肩部１２０を具える。この肩部１２０には、スプリング１２２の圧縮時には、スプリング１２２はこの肩部１２２に力を加える。肩部１２０はまた、スプリング１２２が、ポンプヘッド１０６とポンプ本体１０４との合致状態及び両者間の気密状態の邪魔にならないための場所を提供するものである。

【0013】

ポンプ本体１０４は、本体面１１０の面上に、又は本体面１１０に埋め込まれる形で、ポンプヘッド１０６とポンプ本体１０４とが接触・結合したときに複数のコネクター端子（電気コネクター）となる電気コネクター受部１２４を具えることもできる。なお、電気コネクター受部１２４は、ポンプ本体１０４を制御するプロセッサーと関連付けられても良い。

【0014】

ポンプヘッド１０６は、堅固・硬質材料で形成されたポンプヘッド本体１２６を有する。ポンプヘッド本体１２６は片側にポンプヘッド第１面１３０を有し、ここにストレインゲージ（歪ゲージ）１２８が配置される。

【0015】

図２には、本発明によるポンプヘッド１０６の斜視図が示されている。ポンプヘッド１０６はポンプヘッド面２０２を有し、該ポンプヘッド面２０２は本体面１１０と合わさる面である。ポンプヘッド１０６は、ポンプヘッド開口２０４を有し、該開口２０４にはシール１１６がちょうど嵌り込んで、該シール１１６が気密・密閉性を形成するところである。ポンプヘッド開口２０４の中心部に合わせて設けられている物はシールシート２０５であり、ポンプ本体１０４側のシール１１６がここに着座し、その側部面はシール１１６の周囲部にちょうど嵌る。図３に示される通り、第１オリフィス３０２は、ポンプヘッド１０６の殆どの部分を貫通するバレル４０２と連通している。ポンプヘッド面２０２のところには、そこから飛び出す状態で、電気コンタクト（接点）２０８が設けられている。電気コンタクト２０８は、ポンプ本体１０４上の電気コネクター受部１２４と電気的に繋がれる。電気コンタクト２０８は、電気コネクター受部１２４がポンプヘッド面２０２上に設けられる場合、ポンプヘッド１０６とポンプ本体１０４とが一体化されたときに、電気コネクター受部にちょうど揃い合うような位置に設けられる。このように構成すると、ポンプヘッド１０６のポンプヘッド面２０２がポンプ本体１０４の本体面１１０と合わさり、そして複数のボルトで固定されると、電気コンタクト２０８は、電気コネクター受部１２４と接触、嵌り合う位置関係となり、したがって電気コネクター受部１２４と電気的に接続されることになる。電気コンタクト２０８は、電気コネクター受部１２４に対して完璧な接触と係合とを確実にするために、スプリング付勢形式にしても良い。このような電気コンタクト２０８と電気コネクター受部１２４との相互関係の採用により、ポンプ本体１０４からのポンプヘッド１０６の取り外し作業が容易になる共に、ユーザー自身は、電気的接続を行うという作業なくして、電気コンタクト２０８と電気コネクター受部１２４との電気的接続が簡単に行えるようになる。

【0016】

本願のポンプヘッド１０６の作動面を示した図３を参照しながら説明を進める。同図において、参照番号３０２は、ポンプヘッド１０６の端部の第１オリフィスを示し、該第１オリフィス３０２の中には、プランジャー１１８のプランジャー第１端３０２が嵌り入ってくる。ポンプヘッド通し穴１１４の位置は、ポンプヘッド１０６とポンプ本体１０４との合致・合体が適切になるように、そして、電気コンタクト１２４がポンプ本体１０４上に設けられる場合には、電気コンタクト２０８がポンプ本体１０４上の電気コネクターと接触するように決められる。第１オリフィス３０２は、図４に更に詳細に示されている通り、バレル４０２の一端であるので、第１オリフィス３０２の直径はバレル４０２の直径４０８に等しい。

【0017】

図３に示す本発明によるポンプのＡ－Ａ線における断面を示す図４を参照して説明する。ポンプのヘッド体１２６内には、シールシート２０５に接続されるバレル４０２がある。ポンプヘッド１０６は、ポンプヘッド体１２６のポンプヘッド第１側部１３０を有する。ポンプヘッド体１２６は一体物構造となっているので、ポンプヘッド第１側部１３０は、バレル４０２の該周面の一部分を画定するものである。ポンプヘッド体１２６内、ポンプヘッド第１側部１３０の所、測定面４１２の所にストレインゲージ（歪計）１２８が設けられる。バレル４０２の内側面とストレインゲージ１２８との距離は、ポンプ１００の動作圧力に耐え得るのに十分な厚さであると同時に、測定面４１２の部分、即ち、バレル４０２の内側面とストレインゲージ１２８との間の部分が、そこからの液体漏れや破れ等の事故・故障を生じることなく、動作圧力の変化に比例して変形するに十分な薄さとなっている。ポンプヘッド体１２６を構成する素材・材料として重要なことは、圧力印加前の元の状態・寸法に復帰し得るように十分な可撓性を有することであり、そうであることにより、次に続く読み、即ち計測値は最初の位置での計測値と一致することになる。この元の位置へ復帰すると言うことは、内部圧力の適切な機能及び測定にとって基本的なことである。元の位置に復帰しない、即ち圧力の下で変形しきってしまうような如何なる材料の組み合わせ及び厚さの設定は、使用・採用できないものである。距離４１０は選択される材料によっても決まる。また、ポンプヘッド体１２６を構成する材料の強度、即ち、圧力印加の下、ポンプヘッド体１２６がどの程度可撓的に変形し得るかは重要なことである。バレル４０２は、前述した第１オリフィス３０２及びポンプヘッド面２０２とは反対側の、バレル４０２の他方の面に設けられた第２オリフィス４０４の所で液体の供給を受けるようになっている。内径４０８を有するバレル４０２は、その内径４０８に合わせた外径を有するプランジャー１１８と共に共同的に動作する。

【0018】

ストレインゲージ１２８は、ポンプヘッド第１側部１３０の測定面４１２の所に、バレル４０２の内側から距離４１０離れてポンプヘッド１２６に固定される。こうすることにより、ストレインゲージ１２８は、ストレインゲージ１２８が設けられている近傍のバレル４０２の変形程度に対応した信号を発し、その信号は最終的に圧力値に変換される。変形の程度は、圧力が掛かっていない間の元の位置に対するものとして測定される。このように、ストレインゲージ１２８は圧力変化に一致した偏差・偏向を検出するために設けられる。圧力はポンプ１００の外部からも監視することもできるが、そのような構成は、更に圧力コントロールシステムを必要とするものであり、ポンプ１００の動作を乱す恐れがある。瞬間的な内部圧力が得られるので、バルブは圧力が所望の圧力に満たないときにポンプ１００からの流出を制限することができ、これにより所望の圧力を確実に得ることができる。必要により、プランジャー１１８の進入速度を、所望の圧力を維持するために制御するようにしても良い。プランジャー１１８の進入速度を、所望の圧力を一定に維持するために、ストレインゲージ１２８からのデータに応じて変化させるようにしても構わない。

【0019】

ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）チップ等の記憶装置４０６がポンプヘッド１０６上に設けられており、該記憶装置４０６は、ストレインゲージ１２８から送られてくるデータを処理し、電気コンタクト１２８を介して外部にそのデータを送り出す。メモリ装置４０６は、関係するポンプヘッド１０６のためであって、且つストレインゲージ１２８からの信号のための校正用データ（キャリブレーションデータ）を有する。このような構成とした結果、ポンプヘッド１０６は、特定のものだけではなく如何なるポンプ本体１０４とも一緒に用いることができ、そして、外部プロセッサーに向けて信頼性の高い圧力データを提供できる。外部プロセッサーは、圧力を計算するために、メモリ装置４０６から校正用データとストレインゲージの偏向・変形に関するデータを読み込む。同様に、第１ポンプヘッド１０６がポンプ１００から取り外され、それを第２ポンプヘッド１０６に置き換えることもできる。このようなポンプヘッドの交換作業をしても、校正の必要なく信頼性のあるデータを提供することができる。プランジャー１１８、即ちプランジャー第１端１３２の位置及び移動速度を含むポンプ１００の制御は、外部プロセッサーに伝達される信号及びポンプ１００上の入出力コネクター（Ｉ／Ｏ端子）１３４からの信号によって行われる。入出力コネクター（Ｉ／Ｏ端子）１３４は更に電気コンタクト２０８とメモリ装置４０６と電気的に繋がっている。

【0020】

最後に、ポンプヘッド１０６の側面を示す図５を参照して説明する。図５には、メモリ装置４０６と関係する電気コンタクト２０８が、ポンプヘッド面２０２、第１側部１３０、ストレインゲージ１２８と共に示されている。

【0021】

上述した通り、本願発明により、その内部の圧力を測定するために、ポンプ本体１０４と校正されたポンプヘッド１０６を具えた高速液体クロマトグラフィーが提供される。ポンプ本体１０４は本体面１１０を有し、その本体面１１０上には電気コネクター受部１２４を設けることもできる。ポンプ本体１０４は、プランジャー第１端１３２を有するプランジャー１１８を、本体面１１０から飛び出る状態で有している。ポンプ本体１０４は本体面１１０から飛び出た状態のシール１１６を有し、そのシール１１６の中をプランジャー１１８が貫通している。

【0022】

ポンプヘッド１０６は、ポンプヘッド体１２６、ポンプヘッド第１側部１３０、ポンプヘッド体１２６全体に亘って延在するバレル４０２を有する。バレル４０２は、プランジャー第１端１３２が丁度嵌り込む大きさ、即ち内径を有している。バレル４０２は、片側の境がポンプヘッド第１側部１３０に接している。ポンプヘッド第１側部１３０は、バレル４０２内の内部圧力に十分耐え得る厚さであって、また、ポンプヘッド体１２６におけるバレル内表面とストレインゲージ１２８との間が内部圧力の変化に対して比例的に変形・偏向することで圧力変化に一致した偏差・偏向がストレインゲージ１２８に与えられる厚さを有している。ポンプヘッド１０６はまた、本体面１１０に接するようになったポンプヘッド面２０２を有する。ポンプヘッド１０６がボルト１０８等によって脱着可能になっていることは重要なことであり、そうなっていることにより、ポンプ１００の再校正をする必要なく、ポンプヘッド１０６を取り外し、清掃し、必要により取り換えることが可能になった。これを容易にしているのが、ポンプヘッド１０６のポンプヘッド面２０２の所に電気コンタクト２０８が設けられていることである。電気コンタクト２０８は、ポンプヘッド面２０２が本体面１１０と接触すると同時に、本体面１１０上の電気的コネクター受部１２４と自動的に電気的な接続が行われるようになっている。ストレインゲージ１２８は、ポンプヘッド体１２６のポンプヘッド第１側部１３０の上でポンプヘッド１０６に取り付けられており、バレル４０２の内側面から距離４１０離れた位置の測定面の所で、ポンプ本体１２６の一部分の偏向を表した信号を伝達するようになっている。ポンプは更に、電気コンタクトに電気的に接続されたメモリ装置４０６を有しており、該メモリ装置４０６は、偏向を表す信号を圧力信号に変換するための校正データを提供するようになっている。メモリ装置４０６は、ポンプヘッド体１２６の偏向とバレル４０２内の液体の圧力との関係の校正データを蓄積している。

【0023】

使用時、ポンプヘッド１０６は複数のボルト１０８によってポンプ本体１０４に固定される。ポンプヘッド１０６とポンプ本体１０４とがボルト１０８により近くに引き付けられることにより、スプリング付勢型電気コンタクト２０８は電気コネクター受部１２４と電気的接触を形成する。動作中、プランジャー１１８はバレル４０２内に駆動され、それによりバレル４０２内の圧力が増加する。この圧力の増加は、ストレインゲージ１２８とバレル４０２の内側面の間の、内部圧力には十分耐え得るが、ポンプヘッド体の一部分を変形させることになる。内部圧力の読みは直ちに決定される。複数のボルト１０８のそれぞれは、ポンプヘッド通し穴１１４を通過して本体のねじ穴１１２にねじ込まれる。これに代わる他の取り付け方法であっても構わない。

【0024】

ローディングが開始すると、アクチュエーター１０２によってプランジャー１１８はポンプ本体１０４内に格納され、バレル４０２内変位が生じ、リザーバーから例えば１５ｃｍ×２００μｍのスチール管を通して液体がポンプ１００内に引き込まれる。このステップをフィリングステップと言う。

【0025】

イジェクション又はディスペンシングステップでは、プランジャー１１８はバレル４０２内に駆動される。プランジャーの進入速度、従ってディスペンシング流量（吐出量）は、ポンプ１００が具えるＩ／Ｏ端子１３４に接続された電力供給装置及び／又はコンピュータソフトウェアによって制御される。ストローク間のバレル４０２内のプランジャー１１８の位置及びその程度は、光学エンコーダその他の従来技術の機械的システムによって決められる。最大値を決定の後、その動作は機械式スイッチ又はリミットスイッチで制限される。断面均一なプランジャー１１８は、バレル４０２内をスライド状に移動し、液体のローディング及びイジェクション動作の間は、効果的な動作を確実に実行し得るサイズに構成されている。

【0026】

液体はバレル４０２内で圧縮されるので、バレル４０２は加圧され、その結果、バレル４０２の内側面とストレインゲージ１２８の間の、ポンプヘッド第１側部１３０上のポンプヘッド体１２６の一部分は変形することになる。そして、ストレインゲージ１２８に関してメモリ装置４０６に蓄積された具体的な校正値に従い、ストレインゲージ１２８が交換されたとしても、その変形はポンプヘッドと（電気的に）接続することとなる。電力は電気コネクター受部１２４からメモリ装置４０６及びストレインゲージ１２８に供給される。バレル４０２内の圧力を表すものとして得られた信号は、電気コンタクト２０８及び電気コネクター受部１２４を通して先ずＩ／Ｏ端子１３４に送られ、その後、信号は外部プロセッサーに送られる。これに代えて、プロセッサー、ワイヤレス送信機、電源をポンプヘッド上に具えるようにすることもでき、その場合は、電気コネクター受部１２４及び電気コンタクト２０８が必要なくなる。

【0027】

取扱う量によっては、ポンプ１００のリフィリング作業は２分以内で完了する。キャピラリーカラム（１００－１５０μｍ i.d.）において代表的な流量の範囲は１００～５００nL/minであるので、無勾配分離がポンプ１００の補給（再充填）無しに容易に行える。

【0028】

ポンプ１００のナノスケール動作が部品の一体化によって可能となったが、さらに、十分且つ動作可能な３６０マイクロメータゼロ・デッドボリュームフィッティングや材料の選択次第で機能を拡張できる。有効であれば、ダイヤモンド被覆面の使用も考えられる。プランジャー１１８は、例えばＭＰ３５Ｎ、ニッケル・クロム・モリブデン・コバルト合金等の加工硬化超合金で形成することもできる。これらの合金は、超高強靭性、頑丈性、延性、高耐食性を呈する。特に、硫化水素、塩素水、無機酸（硝酸、塩酸、硫酸）に対して耐性が高い。さらに、ポンプ１００のナノスケール動作は携帯性を可能とし、バッテリー駆動とすれば、装置の軽量化、移動相の低消費化、及び電力の低浪費化を実現し得る。ポンプ１００は、例えば、１７２．３７ＭＰａの動作圧を発生するものに使用し得る。しかし、動作圧は必要によりこれよりも低くも又は高くもできる。同様に、ポンプ許容容量は例えば２４μLであるが、このポンプ許容容量も更に大きくも小さくもできる。さらに、ポンプ１００は僅か例えば１０ｎＬという少量の試料を取り扱えるが、これよりも大きい例えば６０ｎＬの試料も取り扱える。同様に、その試料容量も必要に応じて容量をリサイズすることができる。上述した本発明の構成としたことにより、ポンプ１００の最大及び最小吐出容量は、例えばそれぞれ最大７４．２μＬ／ｍｉｎ、最小６０ｎＬ／ｍｉｎと制御することができる。インジェクション（ディスペンシング）の間、移動相をカラムに搬送するために、最も一般的にはステンレス鋼チューブからなるループを用いることにより更に効率が高められる。

【0029】

上記明細書において用いられている用語及び表現は説明のために用いた用語であり、これらの用語及び表現によって本発明を限定しようとする意図はなく、また本願において示し、あるいは説明した特徴の均等物を排除することを意図したものではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】