特許 7300744 単結晶Ｘ線構造解析用試料の吸蔵装置と吸蔵方法

(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】2023-06-22

(45)【発行日】2023-06-30

(54)【発明の名称】単結晶Ｘ線構造解析用試料の吸蔵装置と吸蔵方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/20025 20180101AFI20230623BHJP

【ＦＩ】

G01N23/20025

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020557651

(86)(22)【出願日】2019-11-21

(86)【国際出願番号】 JP2019045699

(87)【国際公開番号】W WO2020105725

(87)【国際公開日】2020-05-28

【審査請求日】2022-01-12

(31)【優先権主張番号】P 2018219811

(32)【優先日】2018-11-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000250339

【氏名又は名称】株式会社リガク

(74)【代理人】

【識別番号】100114258

【弁理士】

【氏名又は名称】福地 武雄

(74)【代理人】

【識別番号】100125391

【弁理士】

【氏名又は名称】白川 洋一

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 孝

【審査官】田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１１／１１５２２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－１３７９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０６０６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３２９７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】猪熊泰英，結晶スポンジ法による極小量化合物のＸ線結晶構造解析，ファルマシア，2014年，Vol.50 No.8，pp.756-761

【文献】INOKUMA, Yasuhide，X-ray analysis on the nanogram to microgram scale usingporous complexes，nature，2013年03月28日，Vol.495，pp.461-466

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２３／００－２３／２２７６

Ｇ０１Ｎ １／２８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料を吸蔵させる吸蔵装置であって、
前記試料を試料ホルダに保持された細孔性錯体結晶に供給する供給部と、
前記細孔性錯体結晶の温度を制御する温度調整部と、
前記供給部を駆動する駆動部と、
前記供給部と前記温度調整部と前記駆動部とを制御する制御部と、を備え、
前記試料ホルダはアプリケータに装着された状態で前記吸蔵装置にセットされ、
前記供給部は、前記アプリケータの内部で前記試料ホルダに保持された前記細孔性錯体結晶に前記試料を供給し、
前記温度調整部は、前記試料が供給された前記アプリケータの内部で前記試料ホルダに保持された前記細孔性錯体結晶の温度を制御することを特徴とする吸蔵装置。

【請求項2】

請求項１記載の吸蔵装置であって、
前記供給部は、前記試料ホルダを装着した前記アプリケータに前記試料を注入する注入パイプを備え、
前記吸蔵装置は、前記試料ホルダを装着した前記アプリケータの内部から前記試料の一部を排出パイプを通して搬出する排出部を更に備え、
前記駆動部は、前記注入パイプと前記排出パイプとを駆動して、前記注入パイプと前記排出パイプとを前記アプリケータの内部への出し入れを行うことを特徴とする吸蔵装置。

【請求項3】

請求項２記載の吸蔵装置であって、
前記駆動部は、前記注入パイプを前記試料ホルダに形成された第１の貫通穴を通して前記アプリケータに挿入し、前記排出パイプを前記試料ホルダに形成された第２の貫通穴を通して前記アプリケータに挿入することを特徴とする吸蔵装置。

【請求項4】

請求項３記載の吸蔵装置であって、
前記注入パイプと前記排出パイプとは、前記アプリケータに挿入した状態で、前記試料ホルダの内部への挿入深さが異なることを特徴とする吸蔵装置。

【請求項5】

請求項３又は４に記載の吸蔵装置であって、
前記第１の貫通穴と前記第２の貫通穴は、前記注入パイプまたは前記排出パイプが出入りする側の端部にテーパ状の面が形成されて、
前記駆動部は、前記第１の貫通穴のテーパ状の面から前記注入パイプを挿入し、前記第２の貫通穴のテーパ状の面から前記排出パイプを挿入することを特徴とする吸蔵装置。

【請求項6】

請求項２～５の何れか１項に記載の吸蔵装置であって、
前記アプリケータは、前記試料ホルダとの間をシールする第１のシール部を備え、
前記駆動部は、前記注入パイプと前記排出パイプを保持する保持部を備え、
前記保持部は、前記注入パイプ周りで前記保持部と前記試料ホルダとの間をシールする第２のシール部と、前記排出パイプ周りで前記保持部と前記試料ホルダとの間をシールする第３のシール部とを備えていることを特徴とする吸蔵装置。

【請求項7】

請求項６記載の吸蔵装置であって、
前記保持部は、保持ブロックで形成され、
前記駆動部で前記保持ブロックを前記試料ホルダに近づく方向に駆動することにより、前記保持ブロックに保持された前記注入パイプと前記排出パイプとを前記アプリケータに挿入すると共に、前記第１のシール部、前記第２のシール部、および前記第３のシール部を作動させることにより前記アプリケータの内部を気密にすることを特徴とする吸蔵装置。

【請求項8】

請求項６記載の吸蔵装置であって、
前記第１のシール部、前記第２のシール部、および前記第３のシール部は、Ｏリングであることを特徴とする吸蔵装置。

【請求項9】

請求項８記載の吸蔵装置であって、
前記駆動部で前記保持部を前記試料ホルダに押し付けることにより前記第１から第３のシール部を形成するＯリングを押圧し、前記アプリケータと前記試料ホルダとの間、および前記試料ホルダと前記保持部との間を気密にすることを特徴とする吸蔵装置。

【請求項10】

試料を吸蔵させる吸蔵方法であって、
細孔性錯体結晶を保持した試料ホルダが装着されたアプリケータを吸蔵装置にセットする工程と、
前記吸蔵装置の駆動部で注入パイプと排出パイプとを保持する保持ブロックを下降させて前記注入パイプと前記排出パイプとをそれぞれ前記試料ホルダに形成された第１の貫通穴と第２の貫通穴とに挿入して前記注入パイプと前記排出パイプとを前記試料ホルダと前記アプリケータとで囲まれた領域に露出させる工程と、
前記駆動部で前記保持ブロックを更に下降させて前記試料ホルダを前記アプリケータに押圧するとともに前記保持ブロックを前記試料ホルダに押圧して気密にする工程と、
前記気密にされた前記試料ホルダと前記アプリケータとで囲まれた領域に前記注入パイプを通して前記試料を供給する工程と、
前記試料が供給された前記アプリケータの温度を前記試料の種類に応じて温度調整部で制御して、前記細孔性錯体結晶に前記試料を吸蔵させる工程と、
前記試料ホルダと前記アプリケータとで囲まれた領域から前記排出パイプを介して前記供給された試料を排出する工程と、を含むことを特徴とする吸蔵方法。

【請求項11】

請求項１０記載の吸蔵方法であって、
前記気密にする工程は、前記アプリケータの側に装着したシール部を前記試料ホルダで押圧することにより前記試料ホルダと前記アプリケータとの間を気密にすることを特徴とする吸蔵方法。

【請求項12】

請求項１０又は１１に記載の吸蔵方法であって、
前記気密にする工程は、前記保持ブロックの側の前記注入パイプを囲む領域と前記排出パイプを囲む領域とに装着したシール部を前記試料ホルダに当てて押圧することにより前記保持ブロックと前記試料ホルダとの間を密封気密にすることを特徴とする吸蔵方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、単結晶Ｘ線構造解析に用いる解析試料を準備するための吸蔵装置とその方法に係り、特に、本発明に関連して提案されている単結晶Ｘ線構造解析装置で使用する試料ホルダの一部に取り付けた結晶スポンジに吸蔵させるのに適したＸ線構造解析用試料の吸蔵装置と吸蔵方法に関する。

【背景技術】

【0002】

新たなデバイスや材料の研究開発では、日常的に材料の合成、材料の評価、それに基づいた次の研究方針の決定が行なわれている。短期間に材料開発を行うためのＸ線回折を用いた物質の構造解析では、目的の材料の機能・物性を実現する物質構造を効率良く探索するために、構造解析を効率的に行うことを可能とする物質の構造解析を中心とした物質構造の探索方法とそれに用いるＸ線構造解析は必要不可欠である。

【0003】

しかし、当該手法で得られた結果に基づいて構造解析を行うことは、Ｘ線の専門家でなければ難しかった。そのため、Ｘ線の専門家でなくても構造解析を行うことができるＸ線構造解析システムが求められていた。その中でも、特に、以下の特許文献１にも知られるように、単結晶Ｘ線構造解析は、正確で精度の高い分子の立体構造を得ることができる手法として注目されている。

【0004】

他方、この単結晶Ｘ線構造解析には、試料を結晶化して単結晶を用意しなければならないという大きな制約があった。しかしながら、以下の非特許文献１や２、更には、特許文献２にも知られるように、「結晶スポンジ」と呼ばれる材料（例えば、直径0.5nｍから１nｍの細孔が無数に開いた細孔性錯体結晶）の開発によって、結晶化しない液体状化合物や結晶化を行うに足る量を確保できない試料なども含め、単結晶Ｘ線構造解析を広く適用することが可能となっている。

【0005】

単結晶Ｘ線構造解析の分野において、単結晶サンプルを単結晶Ｘ線構造解析装置で解析して単結晶の結晶構造を求める場合、分析対象の単結晶サンプルを作成することが難しく、さらに、この分析対象の単結晶サンプルを単結晶Ｘ線構造解析装置で解析して得られたデータから単結晶の結晶構造を求めるには経験と勘などの熟練度が必要になり、ごく限られた人しか操作することができなかった。

【0006】

一方、近年、単結晶Ｘ線構造解析装置の技術開発が進み、単結晶サンプルさえ手に入れられれば、結晶構造解析技術に熟練していない人でも単結晶サンプルを単結晶Ｘ線構造解析装置で解析できて、単結晶サンプルの結晶構造を比較的容易に求めることができるようになってきた。

【0007】

また、ガス状の小分子からタンパク質やその他の生体由来分子のような大分子までの特定の化合物を、選択的に取り込む及び／又は放出することができる細孔群を２種以上有する高分子錯体として、特許文献１には、芳香族化合物配位子の間に前記非配位性芳香族化合物が挿入されてなる積み重ね構造を含む３次元格子状構造を有し、この積み重ね構造を構成する非配位性芳香族化合物は、高分子錯体の主骨格を形成しており、３次元格子状構造内に、ゲスト成分に対して固有の親和性を有する互いに同一な細孔からなる細孔群を２種以上備えていることを特徴とする高分子錯体について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２００７－３３９４号公報

【文献】再公表特許ＷＯ２０１６／０１７７７０号公報

【非特許文献】

【0009】

【文献】Makoto Fujita; X-ray analysis on the nanogram to microgram scale using porous complexes; Nature 495, 461-466; 28 March 2013

【文献】Hoshino et al. (2016), The updated crystalline sponge method IUCrJ, 3, 139-151

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

従来技術では、非特許文献1に記載されているように、微細な孔が多数形成されている極微小で脆弱（fragile）な結晶スポンジを形成して、この結晶スポンジの微細な孔の内部に試料を吸蔵し、これを単結晶Ｘ線構造解析装置で解析することにより、単結晶の結晶構造を比較的容易に求めることができる。

【0011】

この結晶スポンジを用いて単結晶Ｘ線構造解析装置で解析するには、結晶スポンジの微細な孔の内部に吸蔵させて形成した単結晶化した試料を、単結晶Ｘ線構造解析装置で分析するために使用される試料用ホルダの一部（ゴニオヘッドピンの先端）に確実に装着させることが必要になる。しかしながら、上述した従来技術には、極微小で脆弱（fragile）な結晶スポンジに吸蔵して形成した試料を単結晶Ｘ線構造解析装置内の計測位置に確実に搭載する方法やそのための装置については開示されていない。

【0012】

本発明は、上記した従来技術の課題を解決し、本発明に関連して提案されている試料ホルダを利用して、解析する試料を当該試料ホルダに取り付けた極微小で脆弱（fragile）な結晶スポンジに確実に吸蔵して、迅速かつ容易に、単結晶Ｘ線構造解析装置に供給することを可能にする単結晶Ｘ線構造解析用試料の吸蔵装置及び吸蔵方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

（１）上記の目的を達成するため、本発明の吸蔵装置は、試料を吸蔵させる吸蔵装置であって、前記試料を試料ホルダに保持された細孔性錯体結晶に供給する供給部と、前記細孔性錯体結晶の温度を制御する温度調整部と、前記供給部を駆動する駆動部と、前記供給部と前記温度調整部と前記駆動部とを制御する制御部と、を備えることを特徴としている。

【0014】

（２）また、本発明の吸蔵装置において、前記試料ホルダはアプリケータに装着された状態で前記吸蔵装置にセットされ、前記供給部は、前記アプリケータの内部で前記試料ホルダに保持された前記細孔性錯体結晶に前記試料を供給し、前記温度調整部は、前記試料が供給された前記アプリケータの内部で前記試料ホルダに保持された前記細孔性錯体結晶の温度を制御することを特徴としている。

【0015】

（３）また、本発明の吸蔵装置において、前記供給部は、前記試料ホルダを装着した前記アプリケータに前記試料を注入する注入パイプを備え、前記吸蔵装置は、前記試料ホルダを装着した前記アプリケータの内部から前記試料の一部を排出パイプを通して搬出する排出部を更に備え、前記駆動部は、前記注入パイプと前記排出パイプとを駆動して、前記注入パイプと前記排出パイプとを前記アプリケータの内部への出し入れを行うことを特徴としている。

【0016】

（４）また、本発明の吸蔵装置において、前記駆動部は、前記注入パイプを前記試料ホルダに形成された第１の貫通穴を通して前記アプリケータに挿入し、前記排出パイプを前記試料ホルダに形成された第２の貫通穴を通して前記アプリケータに挿入することを特徴としている。

【0017】

（５）また、本発明の吸蔵装置において、前記注入パイプと前記排出パイプとは、前記アプリケータに挿入した状態で、前記試料ホルダの内部への挿入深さが異なることを特徴としている。

【0018】

（６）また、本発明の吸蔵装置において、前記第１の貫通穴と前記第２の貫通穴は、前記注入パイプまたは前記排出パイプが出入りする側の端部にテーパ状の面が形成されていることを特徴としている。

【0019】

（７）また、本発明の吸蔵装置において、前記アプリケータは、前記試料ホルダとの間をシールする第１のシール部を備え、前記駆動部は、前記注入パイプと前記排出パイプを保持する保持部を備え、前記保持部は、前記注入パイプと前記試料ホルダとの間をシールする第２のシール部と、前記排出パイプと前記試料ホルダとの間をシールする第３のシール部とを備えていることを特徴としている。

【0020】

（８）また、本発明の吸蔵装置において、前記保持部は、保持ブロックで形成され、前記駆動部で前記保持ブロックを前記試料ホルダに近づく方向に駆動することにより、前記保持ブロックに保持された前記注入パイプと前記排出パイプとを前記アプリケータに挿入すると共に、前記第１のシール部、前記第２のシール部、および前記第３のシール部を作動させることにより前記アプリケータの内部を気密にすることを特徴としている。

【0021】

（９）また、本発明の吸蔵装置において、前記第１シール部、前記第２のシール部、および前記第３のシール部は、Ｏリングであることを特徴としている。

【0022】

（１０）また、本発明の吸蔵装置において、前記駆動部で前記保持部を前記試料ホルダに押し付けることにより前記第１から第３のシール部を形成するＯリングを押圧し、前記アプリケータと前記試料ホルダとの間、および前記試料ホルダと前記保持部との間を気密にすることを特徴としている。

【0023】

（１１）また、本発明の吸蔵方法は、試料を吸蔵させる吸蔵方法であって、細孔性錯体結晶を保持した試料ホルダが装着されたアプリケータを吸蔵装置にセットする工程と、前記吸蔵装置の駆動部で注入パイプと排出パイプとを保持する保持ブロックを下降させて前記注入パイプと前記排出パイプとをそれぞれ前記試料ホルダに形成された第１の貫通穴と第２の貫通穴とに挿入して前記注入パイプと前記排出パイプとを前記試料ホルダと前記アプリケータとで囲まれた領域に露出させる工程と、前記駆動部で前記保持ブロックを更に下降させて前記試料ホルダを前記アプリケータに押圧するとともに前記保持ブロックを前記試料ホルダに押圧して気密にする工程と、前記気密にされた前記試料ホルダと前記アプリケータとで囲まれた領域に前記注入パイプを通して前記試料を供給する工程と、前記試料が供給された前記アプリケータの温度を前記試料の種類に応じて温度調整部で制御して、前記細孔性錯体結晶に前記試料を吸蔵させる工程と、前記試料ホルダと前記アプリケータとで囲まれた領域から前記排出パイプを介して前記前記供給された試料を排出する工程と、を含むことを特徴としている。

【0024】

（１２）また、本発明の吸蔵方法において、前記気密にする工程は、前記アプリケータの側に装着したシール部を前記試料ホルダで押圧することにより前記試料ホルダと前記アプリケータとの間を気密にすることを特徴としている。

【0025】

（１３）また、本発明の吸蔵方法において、前記気密にする工程は、前記保持ブロックの側の前記注入パイプを囲む領域と前記排出パイプを囲む領域とに装着したシール部を前記試料ホルダに当てて押圧することにより前記保持ブロックと前記試料ホルダとの間を密封気密にすることを特徴としている。

【発明の効果】

【0026】

本発明の単結晶Ｘ線構造解析用試料の吸蔵装置によれば、単結晶Ｘ線構造解析装置の試料ホルダに保持されている極微小で脆弱（fragile）な結晶スポンジである細孔性錯体結晶に、試料を確実に吸蔵させることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施例に係るＸ線構造解析用試料吸蔵装置を備えた単結晶Ｘ線構造解析装置のシステム全体の概略の構成を示すブロック図である。

【図2】上記単結晶Ｘ線構造解析装置のシステム外観構成を示す斜視図である。

【図3】上記単結晶Ｘ線構造解析装置の測定部の構成を示す斜視図である。

【図4】（ａ）は、上記単結晶Ｘ線構造解析装置の電気的な内部構成の詳細の一例を示すブロック図、（ｂ）は、上記単結晶Ｘ線構造解析装置の電気的な内部構成内に複数の測定データを記憶するためのデータファイル構造を示す図である。

【図5】上記単結晶Ｘ線構造解析装置で観察するＸＲＤＳパターンのイメージを示す正面図である。

【図6】（ａ）は、上記単結晶Ｘ線構造解析装置の測定用アプリケーションソフトの実行画面の正面図、（ｂ）は、上記単結晶Ｘ線構造解析装置の測定用アプリケーションソフトの別の実行画面の正面図である。

【図7】上記単結晶Ｘ線構造解析装置の構造解析プログラムを用いて作成した分子モデルを表示した画面の正面図である。

【図8】本発明の実施例に係るＸ線構造解析用試料吸蔵装置の構成を示すブロック図である。

【図9】上記吸蔵装置における供給側のセンサの出力波形の一例を示すグラフを含む図である。

【図10】上記吸蔵装置における排出側のセンサの出力波形の一例を示すグラフを含む図である。

【図11】上記吸蔵装置においてＸ線構造解析用試料を結晶スポンジに吸蔵するために使用される試料ホルダの断面図である。

【図12】上記吸蔵装置において、試料ホルダに注入針と排出針とを挿入する針挿入部の構造の一例を示す断面図である。

【図13】上記吸蔵装置で使用する試料ホルダを収納するアプリケータの断面図である。

【図14】上記吸蔵装置で使用する試料ホルダをアプリケータに収納した状態を示す断面図である。

【図15】上記吸蔵装置において、アプリケータに収納した試料ホルダに針挿入部により注入針と排出針とを挿入した状態を示す断面図である。

【図16】上記吸蔵装置において、先端部分に結晶スポンジを取り付けた試料ホルダを装着したアプリケータを複数個収納したサンプルトレイの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下に、本発明による、解析試料をスポンジ状の材料（結晶スポンジ、又は、細孔性錯体結晶）内に吸蔵させ、単結晶Ｘ線構造解析装置の試料ホルダとして確実に供給することを可能にする単結晶Ｘ線構造解析装置用の単結晶Ｘ線構造解析用試料の吸蔵装置及び吸蔵方法について、図面を用いて説明する。なお、本出願において「ＡまたはＢ」の表現は、「ＡおよびＢの少なくとも一方」を意味し、ＡおよびＢがありえないという特段の事情がない限り「ＡおよびＢ」を含む。

【0029】

図１に、本実施例に係る単結晶Ｘ線構造解析用試料の吸蔵装置を備えた単結晶Ｘ線構造解析システム１００全体の概略構成を示す。本実施例に係る単結晶Ｘ線構造解析システム１００は、気体や液体などのサンプルの中から分析対象の試料を抽出するクロマトグラフィ装置２００、クロマトグラフィ装置２００で抽出した試料から単結晶Ｘ線構造解析用の試料を作製する単結晶Ｘ線構造解析装置用吸蔵装置３００（以下、単に吸蔵装置３００とも記す）、吸蔵装置３００で作成した単結晶Ｘ線構造解析用の試料を収納して移動するサンプルトレイ４１０、サンプルトレイ４１０に収納された試料を、Ｘ線を用いて分析する単結晶Ｘ線構造解析装置５００を備えて構成されている。

【0030】

なお、試料は、サンプルトレイ４１０を用いずに、試料を単品で吸蔵装置３００から単結晶Ｘ線構造解析装置５００へ移動させるようにしてもよい。

【0031】

添付の図２には、本発明の一実施の形態になる、単結晶Ｘ線回折装置を含む単結晶Ｘ線構造解析装置の全体外観構成が示されており、図からも明らかなように、単結晶Ｘ線構造解析装置５００は、冷却装置やＸ線発生電源部を格納した基台５０４と、その基台５０４の上に載置された防Ｘ線カバー５０６とを有する。

【0032】

防Ｘ線カバー５０６は、単結晶Ｘ線回折装置５０９を包囲するケーシング５０７及びそのケーシング５０７の前面に設けられた扉等を有する。ケーシング５０７の前面に設けられた扉は開くことができ、この開いた状態で内部の単結晶Ｘ線回折装置５０９に対して種々の操作を行うことができる。なお、図に示す本実施形態は、後にも述べる結晶スポンジを利用して物質の構造解析を行う単結晶Ｘ線回折装置５０９を含んだ単結晶Ｘ線構造解析装置５００である。

【0033】

単結晶Ｘ線回折装置５０９は、図３にも示すように、Ｘ線管５１１及びゴニオメータ５１２を有する。Ｘ線管５１１は、ここでは図示しないが、フィラメントと、フィラメントに対向して配置されたターゲット（「対陰極」とも言う）と、それらを気密に格納するケーシングとを有し、このフィラメントは、図２の基台５０４に格納されたＸ線発生電源部によって通電されて発熱して熱電子を放出する。

【0034】

また、フィラメントとターゲットとの間にはＸ線発生電源部によって高電圧が印加され、フィラメントから放出された熱電子が高電圧によって加速されてターゲットに衝突する。この衝突領域がＸ線焦点を形成し、このＸ線焦点からＸ線が発生して発散する。より詳細には、このＸ線管５１１は、ここでは図示しないが、マイクロフォーカス管と多層膜集光ミラー等の光学素子を含んで構成されており、より高い輝度のビームを照射することが可能であり、また、Cu、MoやAgなどの線源から選択可能となっている。上記に例示するように、フィラメントと、フィラメントに対向して配置されたターゲットと、それらを気密に格納するケーシングが、Ｘ線源として機能し、マイクロフォーカス管と多層膜集光ミラー等の光学素子を含むＸ線照射のための構成がＸ線照射部として機能する。

【0035】

また、ゴニオメータ５１２は、解析すべき試料Ｓを支持すると共に、試料ＳのＸ線入射点を通る試料軸線ωを中心として回転可能とするθ回転台５１６と、θ回転台のまわりに配置されて試料軸線ωを中心として回転可能な２θ回転台５１７とを有する。ゴニオメータ５１２には、試料Ｓを搭載するゴニオメータヘッド５１４を備えている。なお、試料Ｓは、本実施形態の場合、後にも詳述する試料ホルダ５１３の一部に予め取り付けられた結晶スポンジの内部に吸蔵されている。

【0036】

ゴニオメータ５１２の基台５１８の内部には、上述したθ回転台５１６及び２θ回転台５１７を駆動するための駆動装置（図示せず）が格納されており、これらの駆動装置によって駆動されてθ回転台５１６は所定の角速度で間欠的又は連続的に回転し、いわゆるθ回転する。また、これらの駆動装置によって駆動されて２θ回転台５１７は間欠的又は連続的に回転し、いわゆる２θ回転する。上記の駆動装置は任意の構造によって構成できるが、例えば、ウォームとウォームホイールとを含んで構成される動力伝達構造によって構成できる。

【0037】

ゴニオメータ５１２の外周の一部にはＸ線検出器５２２が載置されており、このＸ線検
出器５２２は、例えば、ＣＣＤ型やＣＭＯＳ型の２次元ピクセル検出器、ハイブリッド型ピクセル検出器などによって構成される。なお、Ｘ線検出測定部は、試料により回折又は散乱されたＸ線を検出して測定する構成を指し、Ｘ線検出器５２２およびこれを制御する制御部を含む。

【0038】

単結晶Ｘ線回折装置５０９は、以上のように構成されているので、試料Ｓは、ゴニオメータ５１２のθ回転台５１６のθ回転によって試料軸線ωを中心としてθ回転する。この試料Ｓがθ回転する間、Ｘ線管５１１内のＸ線焦点から発生して試料Ｓへ向けられるＸ線は所定の角度で試料Ｓに入射して回折・発散する。即ち、試料Ｓへ入射するＸ線の入射角度は試料Ｓのθ回転に応じて変化する。

【0039】

試料Ｓに入射するＸ線の入射角度と結晶格子面との間でブラッグの回折条件が満足されると、その試料Ｓから回折Ｘ線が発生する。この回折Ｘ線はＸ線検出器５２２に受光されてそのＸ線強度が測定される。以上により、入射Ｘ線に対するＸ線検出器５２２の角度、すなわち回折角度に対応する回折Ｘ線の強度が測定され、この測定結果から試料Ｓに関する結晶構造等が解析される。

【0040】

続いて、図４の（ａ）は、上記単結晶Ｘ線構造解析装置５００における制御部５５０を構成する電気的な内部構成の詳細の一例を示す。なお、本発明が以下に述べる実施形態に限定されるものでないことは、もちろんである。

【0041】

この単結晶Ｘ線構造解析装置５００は、上述した内部構成を含んでおり、更に、適宜の物質を試料として測定を行う測定装置５６２と、キーボード、マウス等によって構成される入力装置５６３と、表示手段としての画像表示装置５６４と、解析結果を印刷して出力するための手段としてのプリンタ５６６と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５５７と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５５８と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５５９と、外部記憶媒体としてのハードディスクなどを有する。これらの要素はバス５５２によって相互につながれている。

【0042】

画像表示装置５６４は、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ等といった画像表示機器によって構成されており、画像制御回路５５３によって生成される画像信号に従って画面上に画像を表示する。画像制御回路５５３はこれに入力される画像データに基づいて画像信号を生成する。画像制御回路５５３に入力される画像データは、ＣＰＵ５５７、ＲＡＭ５５８、ＲＯＭ５５９及びハードディスクを備えた解析部５５１を含んで構成されるコンピュータによって実現される各種の演算手段の働きによって形成される。

【0043】

プリンタ５６６は、インクプロッタ、ドットプリンタ、インクジェットプリンタ、静電転写プリンタ、その他任意の構造の印刷用機器を用いることができる。なお、解析部５５１は、ハードディスクのほかに、光磁気ディスク、半導体メモリ、その他、任意の構造の記憶媒体によって構成することもできる。

【0044】

ハードディスクを備えて単結晶の構造解析処理を行う解析部５５１の内部には、単結晶Ｘ線構造解析装置５００の全般的な動作を司る分析用アプリケーションソフト５５１１と、測定装置５６２を用いた測定処理の動作を司る測定用アプリケーションソフト５５１２と、画像表示装置５６４を用いた表示処理の動作を司る表示用アプリケーションソフト５５１３とが格納されている。これらのアプリケーションソフトは、必要に応じて解析部５５１のハードディスクから読み出されてＲＡＭ５５８へ転送された後に所定の機能を実現する。

【0045】

この単結晶Ｘ線構造解析装置５００は、更に、上記測定装置５６２によって得られた測定データを含めた各種の測定結果を記憶するための、例えば、クラウド領域に置かれたデータベースも含んでいる。図の例では、後にも説明するが、上記の測定装置５６２によって得られたＸＲＤＳイメージデータを格納するＸＲＤＳ情報データベース５７１、顕微鏡により得られた実測イメージを格納する顕微鏡イメージデータベース５７２、更には、例えば、ＸＲＦやラマン光線等、Ｘ線以外の分析により得られた測定結果や、物性情報を格納するその他分析データベース５７３が示されている。なお、これらのデータベースは、必ずしも、単結晶Ｘ線構造解析装置５００の内部に搭載される必要はなく、例えば、外部に設けられてネットワーク５８０等を介して相互に通信可能に接続されてもよい。

【0046】

データファイル内に複数の測定データを記憶するためのファイル管理方法としては、個々の測定データを個別のファイル内に格納する方法も考えられるが、本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、複数の測定データを１つのデータファイル内に連続して格納することとしている。なお、図４（ｂ）において「条件」と記載された記憶領域は、測定データが得られたときの装置情報および測定条件を含む各種の情報を記憶するための領域である。

【0047】

このような測定条件としては、（１）測定対象物質名、（２）測定装置の種類、（３）測定温度範囲、（４）測定開始時刻、（５）測定終了時刻、（６）測定角度範囲、（７）走査移動系の移動速度、（８）走査条件、（９）試料に入射するＸ線の種類、（１０）試料高温装置等といったアタッチメントを使ったか否か、その他、各種の条件が考えられる。

【0048】

ＸＲＤＳ（X-ray Diffraction and Scattering）パターン又はイメージ（図５を参照）は、上記測定装置５６２を構成するＸ線検出器５２２の２次元空間である平面上で受け取られたＸ線を、当該検出器を構成する平面状に配列された画素毎（例えば、ＣＣＤ等）に受光／蓄積して、その強度を測定することにより得られるものである。例えば、Ｘ線検出器５２２の各画素毎に、積分によって受光したＸ線の強度を検出することによれば、ｒとθの２次元空間上のパターン又はイメージが得られる。

【0049】

＜測定用アプリケーションソフト＞
照射されるＸ線に対する対象材料によるＸ線の回折や散乱によって得られる観測空間上のＸＲＤＳパターン又はイメージは、対象材料の実空間における電子密度分布の情報を反映している。しかしながら、ＸＲＤＳパターンは、ｒとθの２次元空間であり、３次元空間である対象材料の実空間における対称性を直接的に表現するものではない。そのため、一般的に、現存のＸＲＤＳイメージだけでは、材料を構成する原子や分子の（空間）配列を特定することは困難であり、Ｘ線構造解析の専門知識を必要とする。そのため、本実施例では、上述した測定用アプリケーションソフトを採用して自動化を図っている。

【0050】

その一例として、図６（ａ）及び（ｂ）にその実行画面を示すように、単結晶構造解析のためのプラットフォームである「CrysAlis^Pro」と呼ばれるＸ線回折データ測定・処理ソフトウェアを搭載し、予備測定、測定条件の設定、本測定、データ処理などを実行する。更には、「AutoChem」と呼ばれる自動構造解析プラグインを搭載することにより、Ｘ線回折データ収集と並行して、構造解析および構造の精密化を実行する。そして、図７にも示す「Olex²」と呼ばれる構造解析プログラムにより、空間群決定から位相決定、分子モデルの構築と修正、構造の精密化、最終レポート、CIFファイルの作成を行う。

【0051】

以上、単結晶Ｘ線構造解析装置５００の全体構造やその機能について述べたが、以下には、特に、本発明に係る結晶スポンジと、それに関連する装置や器具について、添付の図面を参照しながら詳細に述べる。

【0052】

＜結晶スポンジ＞
上述したように、内部に直径0.5nmから１nmの細孔が無数に開いた、寸法が数10μｍ～数100μｍ程度の極微小で脆弱（fragile）な細孔性錯体結晶である「結晶スポンジ」と呼ばれる材料の開発によって、単結晶Ｘ線構造解析は、結晶化しない液体状化合物や、或いは、結晶化を行うに足る量が確保できない数nｇ～数μｇの極微量の試料なども含め、広く適用することが可能となっている。

【0053】

しかしながら、現状においては、上述した結晶スポンジの骨格内への試料の結晶化である吸蔵（post-crystallization）を行うためには、各種の前処理（分離）装置によって分離された数nｇ～数μｇ程度の極微量の試料を、既に述べたように、容器内において、シクロヘキサン等の保存溶媒(キャリア)に含浸して提供される外径100μｍ程度の極微小で脆弱（fragile）な結晶スポンジの骨格内に吸蔵させる工程が必要となる。保存溶媒(キャリア)には、液体と、気体（ガス）と、その中間にあたる超臨界流体が含まれる。更には、その後、この試料を吸蔵した極微小で脆弱（fragile）な取り扱い難い結晶スポンジを、迅速に（結晶スポンジが乾燥により破壊されない程度の短い時間で）、容器から取り出し、回折装置内のＸ線照射位置に、より具体的には、ゴニオメータ５１２の試料軸（所謂、ゴニオヘッドピン）の先端部に、センタリングを行いながら正確に搭載する工程を必要とする。

【0054】

これらの工程は、Ｘ線構造解析の専門知識の有無に関わらず、作業者に非常に緻密な作業を要求する繊細で、かつ、迅速性をも要求される作業であり、結晶スポンジに吸蔵した後の試料の測定結果に多大な影響を及ぼすこととなる。即ち、これらの作業が極微小な結晶スポンジを利用した単結晶Ｘ線構造解析を歩留まりの悪いものとしており、このことが、結晶スポンジを利用した単結晶Ｘ線構造解析が広く利用されることから阻害されることの一因ともなっている。

【0055】

本発明は、上述したような発明者の知見に基づいて達成されたものであり、極微小で脆弱（fragile）な結晶スポンジによる単結晶Ｘ線構造解析を、以下に述べる結晶スポンジ用試料ホルダ（単に、試料ホルダともいう）を用いることにより、確実にかつ容易に行うことを可能とするものであり、換言すれば、歩留まり良くかつ効率的で、汎用性に優れ、かつ、ユーザーフレンドリな単結晶Ｘ線構造解析装置を実現するものである。

【0056】

即ち、本発明に係る次世代の単結晶Ｘ線構造解析装置では、極微量な試料Ｓを吸蔵した極微小で脆弱（fragile）な結晶スポンジを用意すると共に、更には、当該試料Ｓ（結晶スポンジ）を吸蔵容器から取り出して、ゴニオータの先端部の所定位置に、正確かつ迅速に取り付けなければならないという、大きな制約があるが、特に、汎用性に優れたユーザーフレンドリな装置を実現するためには、かかる作業を、高度な専門知識や作業の精密（緻密）性を必要とせずに、迅速かつ容易に実行可能なものとする必要がある。

【0057】

本発明は、かかる課題を解消し、即ち、極微小で脆弱（fragile）な取り扱い難い結晶スポンジを使用しながらも、誰でも、迅速かつ確実かつ容易に、歩留まり良く効率的で、ユーザーフレンドリに行うことが可能で、かつ、汎用性にも優れた単結晶Ｘ線構造解析を行うための装置や方法、更には、そのための器具である試料ホルダを提供するものであり、以下に詳述する。

【0058】

＜吸蔵装置＞
図１に示した本発明の第一の実施例に係る単結晶Ｘ線構造解析装置５００を備えた単結晶Ｘ線構造解析システム１００の構成における、結晶スポンジに分析対象試料を吸蔵させる吸蔵装置３００の構成を、図８乃至図１６を用いて説明する。

【0059】

図８は、本発明の実施例に係る単結晶Ｘ線構造解析装置５００用の吸蔵装置３００の構成を示すブロック図である。本実施例に係る吸蔵装置３００は、供給側配管３０１、供給側第１アクチュエータ３０２、供給側分析部３０３、供給側第２アクチュエータ３０４、供給側配管３０５、注入針（注入パイプ）３０６、試料ホルダ３１０（図３の試料ホルダ５１３に相当）を装着したアプリケータ３１１、温度調節器（調温器）３２０、排出針（排出パイプ）３３１、排出管３３２、排出側第１アクチュエータ３３３、排出側分析部３３４、排出側第２アクチュエータ３３５、排出側配管３３６、制御部３４０および読取部３５０を備えている。

【0060】

吸蔵装置３００は、分離装置（例えばガスクロマトグラフィ又は液体クロマトグラフィなど）２００から供給された分析対象の試料（気体、液体または超臨界流体など）を含む担体又は溶媒（以下、これらを含めて試料と記す）が供給側配管３０１を通して供給され、供給側第１アクチュエータ３０２で試料の流量や圧力などが調整される。

【0061】

次に、試料を含む担体は、供給側分析部３０３に送られ、そこで、圧力、濃度、温度が調整された試料の成分が分析される。図９にその分析した結果の一例を示す。図９のグラフでは、分離装置２００から送られてきた試料が、ある特定の成分での信号強度にピーク９０１を持っていることを示している。

【0062】

供給側分析部３０３で分析された試料は、供給側配管３０５から、先端部分がアプリケータ３１１に装着された試料ホルダ３１０の内部に差し込まれている注入針３０６に送られ、注入針３０６の先端部分からアプリケータ３１１の内部の試料ホルダ３１０に供給される。注入針３０６は、図示していない駆動手段で駆動されて、アプリケータ３１１の内部に装着された試料ホルダ３１０の内部へ差し込まれる。

【0063】

この状態で、温度調節器３２０は、制御部３４０で制御されて、試料ホルダ３１０を含むアプリケータ３１１が所望の温度になるように、アプリケータ３１１を加熱または冷却する。

【0064】

温度調節器３２０により温度がコントロールされたアプリケータ３１１内に装着された試料ホルダ３１０の内部に注入針３０６から試料が注入された状態で所定の時間が経過した後、排出側第１アクチュエータ３３３が作動して、先端部分がアプリケータ３１１に装着された試料ホルダ３１０の内部に差し込まれた排出針３３１から、排出管３３２を介してアプリケータ３１１の内部に供給された試料のうち過剰な試料が排出される。すなわち、過剰な試料とは、排出針３３１の長さに応じて排出される試料を指す。排出針３３１は、図示していない駆動手段で駆動されて試料ホルダ３１０の内部へ差し込まれる。

【0065】

このように試料は、供給側配管から供給側の注入針３０６に送られ、供給側の注入針３０６の先端部分からアプリケータ３１１の内部の試料ホルダ３１０に供給される。試料のみ、または試料と保存溶媒(キャリア)とが混合された溶液が、供給側の注入針３０６内を流れ供給される。このことにより、導入された当該極微量の試料Ｓは、アプリケータ３００の収納空間３０１内において、試料ホルダ３１０のピン状の保持部の先端に取り付けた結晶スポンジに接触して試料の吸蔵が行われる。なお、ここでの電気泳動装置は、キャピラリー電気泳動や等電点電気泳動等、種々の電気泳動装置を含む。吸蔵装置３００を用いる場合、試料が注入された状態で所定の時間が経過した後、排出側の排出針３３１から過剰な試料、または試料と保存溶媒(キャリア)とが混合された溶液が排出される。吸蔵装置３００を用いない場合、不要な保存溶媒(キャリア)または溶液が排出側の排出針３３１内を流れ排出される。したがって、排出側の排出針３３１には、試料が流れない場合がありうる。
なお、気体や超臨界流体をキャリアとした場合には、試料を含んだキャリアが排出される。

【0066】

排出側第１アクチュエータ３３３によりアプリケータ３１１の内部から排出された試料は、排出側分析部３３４で成分が分析される。図１０に、その分析した結果の一例を示す。排出側分析部３３４で成分が分析されたアプリケータ３１１の内部から排出された試料は、排出側第２アクチュエータ３３５で圧力、流量、又は濃度が調整されて、排出側配管３３６から質量分析装置６００へ送られて、その質量成分が分析される。

【0067】

ここで、排出側分析部３３４で分析して得られた図１０のグラフを、供給側分析部３０３での分析で得られた図９のグラフと比較すると、図９で強度のピーク９０１を示していた成分の信号に対応する図１０のグラフにおける成分のピーク１００１のレベルが低下していることがわかる。これは、図９でピークを示した成分の一部が、アプリケータ３１１の内部で消費されたことを示している。

【0068】

この図９に示したようなデータと図１０に示したようなデータとを制御部３４０で比較して、両者のピーク値の差又は比率が予め設定した値になった時点で、アプリケータ３１１の内部に装着された試料ホルダ３１０の先端部分に取り付けた結晶スポンジに、分析対象の試料が吸蔵されたと判定し、一連の操作を終了する。

【0069】

図１１には、試料ホルダ３１０を正面から見た断面図を示す。試料ホルダ３１０は、取り扱う作業者が把持する根元部分３１０１の一方の端部に平坦な面３１０２が形成されている。この平坦な面３１０２の先端には、外径が根元部分３１０１よりも細い胴体部３１０３が形成されており、胴体部３１０３の先端にはテーパ状に加工された案内面３１０Ｄが形成され、その先端部に細いピン３１０４が形成されている。

【0070】

根元部分３１０１の他方の端面である図の上面３１０Ａには、当該試料ホルダを単結晶Ｘ線構造解析装置５００のゴニオメータヘッド５１４に装着するための位置決め部材である凹部３１０５が形成されている。また、試料ホルダ３１０には、根元部分３１０１から胴体部３１０３にかけて貫通する注入針用孔３１０６と排出針用孔３１０７が形成されている。

【0071】

注入針用孔３１０６と排出針用孔３１０７には、それぞれその凹部３１０５側の端面に、テーパ状に加工されたテーパ部３１０Ｂと３１０Ｃ形成されている。

【0072】

テーパ部３１０Ｂと３１０Ｃとは、注入針３０６および排出針３３１を挿入するときのガイド面となる。また、凹部３１０５のうち、テーパ面３１０Ｂが形成された周囲とテーパ面３１０Ｃが形成された周囲とは、後述する注入針３０６と排出針３３１とをそれぞれ注入針用孔３１０６と排出針用孔３１０７に挿入したときのシール面となる。

【0073】

試料ホルダ３１０の全体、または、その一部である根元部分３１０１の凹部３１０５は、ゴニオメータヘッド５１４の先端部分と磁気的に結合させるため、磁性体で形成されている。

【0074】

ピン３１０４の先端部分には、分析する試料を吸蔵するための結晶スポンジ３８０が付着（接着）されている。この結晶スポンジ３８０は、分析する対象試料の種類に応じて異なる成分で形成される。

【0075】

図１２に、試料ホルダ３１０に注入針３０６と排出針３３１とを挿入するための針挿入部３９０の断面図を示す。この針挿入部３９０は、注入針３０６と排出針３３１とを保持する保持ブロック３６０と、保持ブロック３６０を上下方向（図の矢印参照）に駆動する駆動部３７０を備えている。

【0076】

注入針３０６と排出針３３１とは、例えば溶接などにより保持ブロック３６０に密着して保持されている。

【0077】

保持ブロック３６０には、注入針３０６および排出針３３１の先端部分の側（図１２では、下側）に、突起部３６１が形成されている。さらに、この突起部３６１の端面には、Ｏリング挿入用の溝３６１１および３６２１が形成されており、それぞれの溝３６１１および３６２１には、Ｏリング３６１２および３６２２が装着されている。

【0078】

また、突起部３６１の外径寸法は、試料ホルダ３１０に形成された凹部３１０５の内径寸法より僅かに小さく形成されている。

【0079】

駆動部３７０は、その詳細は省略するが、例えば電動モータ、または、エアシリンダ、または油圧シリンダなどを用いて構成され、保持ブロック３６０を上下方向に駆動する。

【0080】

図１３には、アプリケータ３１１の断面を示す。アプリケータ３１１には、試料ホルダ３１０の根元部分３１０１が挿入される部分である開口部３１１１、試料ホルダ３１０の胴体部３１０３が挿入される筒状の空間部分３１１２、そして、試料ホルダ３１０のピン３１０４が挿入される先端空間部分３１１３が形成されている。ピン３１０４が挿入される先端空間部分３１１３は、先端に行くほど径が小さくなる、所謂、円錐状の形状をしている。また、アプリケータ３１１では、試料ホルダ３１０が装着された状態でその根元部分３１０１の平坦な面３１０２と当接する面３１１４には、Ｏリング溝３１１５が形成されている。

【0081】

図１４に、試料ホルダ３１０をアプリケータ３１１に装着した状態を示す。試料ホルダ３１０のピン３１０４の先端部分に結晶スポンジ３８０を付着させた状態で、胴体部３１０３の先端にテーパ状に加工された案内面を案内として、試料ホルダ３１０の胴体部３１０３が、アプリケータ３１１の筒状の空間部分３１１２に挿入される。

【0082】

さらに、試料ホルダ３１０をアプリケータ３１１に押し込むと、アプリケータ３１１の筒状の空間部分３１１２に挿入された試料ホルダ３１０の胴体部３１０３がガイドとなって、試料ホルダ３１０の根元部分３１０１がアプリケータ３１１の開口部３１１１に挿入される。

【0083】

このように、試料ホルダ３１０をアプリケータ３１１に装着して試料ホルダ３１０の根元部分３１０１がアプリケータ３１１の開口部３１１１に挿入された状態で、注入針用孔３１０６と排出針用孔３１０７に注入針３０６と排出針３３１とを挿入して、アプリケータ３１１の筒状の空間部分３１１２およびその先端空間部分３１１３に試料を供給する。

【0084】

図１５に、注入針用孔３１０６と排出針用孔３１０７から注入針３０６と排出針３３１とを、アプリケータ３１１の筒状の空間部分３１１２に挿入した状態を示す。この状態で、アプリケータ３１１は図示していない保持手段により保持されて、注入針３０６と排出針３３１が挿入された姿勢が保たれている。注入針３０６と排出針３３１とは、これらを保持する保持ブロック３６０を駆動部３７０で下方に押し下げることにより、それぞれが注入針用孔３１０６または排出針用孔３１０７内に挿入される。

【0085】

注入針３０６が注入針用孔３１０６内に挿入され、排出針３３１が排出針用孔３１０７内に挿入される手順としては、これらの針を駆動部３７０により保持ブロック３６０と一緒に押し下げる。このことにより、まず注入針３０６の先端部分が注入針用孔３１０６の上端部分のテーパ状に加工されたテーパ面３１０Ｂに当接して注入針用孔３１０６に入り、次に排出針３３１の先端部分が排出針用孔３１０７の上端部分のテーパ状に加工されたテーパ面３１０Ｃに当接して排出針用孔３１０７に入る。

【0086】

駆動部３７０による駆動をその状態を継続することにより、注入針３０６の先端部分が注入針用孔３１０６の内部を下降して、アプリケータ３１１の筒状の空間部分３１１２に到達する。次いで、排出針３３１の先端部分が排出針用孔３１０７の内部を下降してアプリケータ３１１の筒状の空間部分３１１２に到達する。

【0087】

注入針３０６の先端部分と排出針３３１の先端部分が共にアプリケータ３１１の筒状の空間部分３１１２に到達した後も、駆動部３７０による駆動をその状態で継続すると、保持ブロック３６０の突起部３６１が、試料ホルダ３１０に形成された凹部３１０５に達する。

【0088】

この状態で駆動部３７０による駆動を継続すると、試料ホルダ３１０がアプリケータ３１１の側に押し付けられてＯリング溝３１１５に装着されているＯリング３６２が押圧され、試料ホルダ３１０とアプリケータ３１１との間が、密封される。

【0089】

また、保持ブロック３６０の突起部３６１に形成したＯリング用の溝３６１１に装着したＯリング３６１２とＯリング用の溝３６２１に装着したＯリング３６２２とは、それぞれ試料ホルダ３１０の凹部３１０５に押圧される。これにより、保持ブロック３６０と試料ホルダ３１０との間が密閉される。

【0090】

このような構成とすることにより、試料ホルダ３１０が装着されたアプリケータ３１１の内部の筒状の空間部分３１１２、すなわち、試料ホルダ３１０とアプリケータ３１１とで囲まれた空間は、外部に対して気密な状態を保つことができる。

【0091】

この状態で、図８に示した制御部３４０は、供給側第１アクチュエータ３０２、供給側分析部３０３、供給側第２アクチュエータ３０４および温度調節器３２０を制御して、クロマトグラフィ装置２００から送出された試料を注入針３０６からアプリケータ３１１の筒状の空間部分３１１２とその先端空間部分３１１３に供給する。

【0092】

また、制御部３４０は、排出側第１アクチュエータ３３３、排出側分析部３３４、排出側第２アクチュエータ３３５を制御して、排出針３３１からアプリケータ３１１の筒状の空間部分３１１２の内部に供給された試料のうち過剰な試料を排出する。

【0093】

更に、制御部３４０は、試料をアプリケータ３１１の筒状の空間部分３１１２とその先端空間部分３１１３に供給した状態で温度調節器３２０を制御することにより、結晶スポンジ３８０の内部における試料の吸蔵を促進させる。

【0094】

このように温度調節器３２０でアプリケータ３１１の温度を所定の時間だけ制御/維持し、供給側分析部３０３と排出側分析部３３４からのデータから試料が結晶スポンジ３８０に吸蔵されたことを確認した後、制御部３４０は駆動部３７０を制御して、保持ブロック３６０を上昇させる。これにより、注入針３０６と排出針３３１とは、試料ホルダに形成された注入針用孔３１０６または排出針用孔３１０７から取り出されて、試料を結晶スポンジに吸蔵させる工程を終了する。

【0095】

なお、図１２及び図１５に示した構成に置いては、排出針３３１よりも注入針３０６のほうが、その先端部分（図１２及び図１５では下側）を保持ブロック３６０から突出している、所謂、長さが長い形状を有する。しかし、取り扱う試料の種類によっては、これとは逆に、注入針３０６よりも排出針３３１のほうが、その先端部分が保持ブロック３６０から突き出して、即ち、長さを長くする場合もある。

【0096】

なお、この図１５に示した状態は、上記の図８に示した注入針３０６及び排出針３３１が、試料ホルダ３１０及びアプリケータ３１１に差し込まれた状態を示している。ただし、図８においては、保持ブロック３６０および駆動部３７０の表示を省略している。

【0097】

なお、図８に示した構成においては、質量分析装置６００を、吸蔵装置３００とは別の構成として説明したが、質量分析装置６００を吸蔵装置３００と一体化して、吸蔵装置３００の一部としてもよい。

【0098】

本実施例に係る吸蔵装置３００により、その先端部分に試料を吸蔵した結晶スポンジを含む試料ホルダ３１０を装着したアプリケータ３１１を、トレイ４００内に複数個収納した状態のサンプルトレイ（ウェルプレート）４１０の斜視図を図１６に示す。サンプルトレイ４１０には試料ホルダ３１０を装着したアプリケータ３１１が複数個収納されているが、試料を吸蔵する結晶スポンジ３８０の種類に応じてアプリケータ３１１の色が区別されているので、結晶スポンジ３８０に吸蔵された試料の種類を容易に判断することができる。

【0099】

本実施例によれば、試料ホルダ３１０をアプリケータ３１１内に装着した状態で、試料ホルダ３１０のピン３１０４の先端部分に付着させた極微小で脆弱（fragile）な結晶スポンジ３８０の内部に、試料をより安全に吸蔵させることができる。

【0100】

また、本実施例によれば、制御部３４０により、供給側第１アクチュエータ３０２、供給側分析部３０３、供給側第２アクチュエータ３０４、および、排出側第１アクチュエータ３３３、排出側分析部３３４、排出側第２アクチュエータ３３５、更に、温度調節器３２０を制御して、結晶スポンジ３８０の内部に試料を吸蔵させるので、従来の手作業で試料の吸蔵を行っていた場合と比べて、分析対象の試料の吸蔵条件の設定が容易になる。

【0101】

更に、本実施例によれば、制御部３４０で、供給側分析部３０３で分析して得られたデータと、排出側分析部３３４で分析して得られたデータとを比較することにより、結晶スポンジ３８０の内部に試料の単結晶が形成されたことを、容易に確認することができる。

【0102】

なお、以上には本発明の種々の実施例を説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するためにシステム全体を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、またある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能であり、また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能であろう。

【0103】

本発明は、物質構造の探索方法やそれに用いるＸ線構造解析装置等において広く利用可能である。

【0104】

なお、本国際出願は、２０１８年１１月２３日に出願した日本国特許出願第２０１８－２１９８１１号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１８－２１９８１１号の全内容を本国際出願に援用する。

【符号の説明】

【0105】

１００…単結晶Ｘ線構造解析システム、２００…クロマトグラフィ装置、３００…単結晶Ｘ線構造解析装置用吸蔵装置、３０２…供給側第１アクチュエータ、３０３…供給側分析部、３０４…供給側第２アクチュエータ、３０６…注入針、３１０…試料ホルダ、３１１…アプリケータ、３２０…温度調節器、３３３…排出側第１アクチュエータ、３３４…排出側分析部、３３５…排出側第２アクチュエータ、３４０…制御部、３６０…保持ブロック、３７０…駆動部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】