特許 7307271 送液装置および送液方法

(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】2023-07-03

(45)【発行日】2023-07-11

(54)【発明の名称】送液装置および送液方法

(51)【国際特許分類】

   F04B 49/06 20060101AFI20230704BHJP

   F04B 49/08 20060101ALI20230704BHJP

   G01N 30/32 20060101ALI20230704BHJP

   G01N 30/34 20060101ALI20230704BHJP

【ＦＩ】

F04B49/06 321Z

F04B49/08 311

G01N30/32 C

G01N30/34 A

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022509493

(86)(22)【出願日】2021-03-05

(86)【国際出願番号】 JP2021008759

(87)【国際公開番号】W WO2021192929

(87)【国際公開日】2021-09-30

【審査請求日】2022-08-10

(31)【優先権主張番号】P 2020052082

(32)【優先日】2020-03-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】秋枝 大介

(72)【発明者】

【氏名】塚田 修大

(72)【発明者】

【氏名】用田 祐介

(72)【発明者】

【氏名】橋本 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】前田 淳

【審査官】大瀬 円

(56)【参考文献】

【文献】特許第５８７９２８０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】国際公開第２０１６／１６７１７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－４８０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１９８９１９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開昭６１－２３４２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２９２３９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ４９／０６

Ｆ０４Ｂ ４９／０８

Ｇ０１Ｎ ３０／３２

Ｇ０１Ｎ ３０／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プランジャが摺動することで溶媒の吸引動作及び吐出動作を行うシリンダを有する送液部と、前記送液部の下流側に設置され、吐出される前記溶媒の圧力を検出する圧力センサと、吸引及び吐出する複数の前記溶媒を切り換える少なくとも１つの切換弁と、前記送液部及び前記切換弁の動作を制御する制御部と、を備える送液装置において、
前記制御部は、前記複数の溶媒の混合比率が変化するように前記プランジャの吸引動作と同期して前記切換弁の動作を制御し、前記プランジャを互いに異なる少なくとも第１加速度及び第２加速度で動作するように制御し、前記プランジャに吸引される前記溶媒の揺動を抑制し、
前記第２加速度はマイナスの加速度であり、前記第１加速度の絶対値は前記第２加速度の絶対値より大であり、溶媒の吸引動作にて、前記プランジャを前記第１加速度で動作させた後に、前記第２加速度で動作させて停止させることを特徴とする送液装置。

【請求項2】

請求項１に記載の送液装置において、
前記制御部は、前記溶媒の吸引動作にて、前記プランジャを段階的又は連続的に変化させて停止させることを特徴とする送液装置。

【請求項3】

請求項２に記載の送液装置において、
前記シリンダは、複数であることを特徴とする送液装置。

【請求項4】

請求項３に記載の送液装置において、
前記制御部は、前記切換弁を開とするときは、開動作が終了するための十分な待機時間を設け、前記待機時間の後に前記プランジャの吸引動作を開始し、前記吸引動作の終了時に前記切換弁を閉とするときは、前記プランジャの吸引動作が終了し前記プランジャが完全に停止した状態において前記切換弁の閉鎖動作を開始することを特徴とする送液装置。

【請求項6】

請求項４に記載の送液装置において、
前記制御部は、前記プランジャを互いに異なる前記第１加速度、前記第２加速度及び第３加速度で動作するように制御し、前記第２加速度はマイナスの加速度であり、前記第１加速度の絶対値は前記第２加速度の絶対値より大であり、前記第３加速度はマイナスの加速度であり、前記第３加速度の絶対値は前記第２加速度の絶対値より大であり、前記制御部は、前記プランジャを前記第１加速度で動作させた後に、前記第３加速度で動作させ、その後、前記第２加速度で動作させて停止させることを特徴とする送液装置。

【請求項7】

請求項６に記載の送液装置において、
前記溶媒は複数の溶媒であり、前記制御部は、前記複数の溶媒の混合比率に基づいて前記複数の溶媒の各溶媒の吸引体積を決定し、決定された吸引体積に基づいて前記各溶媒を吸引する前記プランジャの前記第１加速度、前記第２加速度及び前記第３加速度を決定することを特徴とする送液装置。

【請求項8】

請求項１に記載の送液装置において、
前記送液装置は、液体クロマトグラフ装置の送液装置であることを特徴とする送液装置。

【請求項9】

プランジャが摺動することで溶媒の吸引動作及び吐出動作を行うシリンダを有する送液部と、前記送液部の下流側に設置され、吐出される前記溶媒の圧力を検出する圧力センサと、吸引及び吐出する複数の前記溶媒を切り換える１つ以上の切換弁と、前記送液部及び前記切換弁の動作を制御する制御部と、を備える送液装置の送液方法において、
前記複数の溶媒の混合比率が変化するように前記プランジャの吸引動作と同期して前記切換弁を動作させ、
前記プランジャを互いに異なる少なくとも第１加速度及び第２加速度で動作させ、
前記プランジャに吸引される前記溶媒の揺動を抑制し、
前記第２加速度はマイナスの加速度であり、前記第１加速度の絶対値は前記第２加速度の絶対値より大であり、溶媒の吸引動作にて、前記プランジャを前記第１加速度で動作させた後に、前記第２加速度で動作させて停止させることを特徴とする送液方法。

【請求項10】

請求項９に記載の送液方法において、
前記溶媒の吸引動作にて、前記プランジャを段階的又は連続的に変化させて停止させることを特徴とする送液方法。

【請求項11】

請求項１０に記載の送液方法において、
前記切換弁を開とするときは、開動作が終了するための十分な待機時間を設け、前記待機時間の後に前記プランジャの吸引動作を開始し、前記吸引動作の終了時に前記切換弁を閉とするときは、前記プランジャの吸引動作が終了し前記プランジャが完全に停止した状態において前記切換弁の閉鎖動作を開始することを特徴とする送液方法。

【請求項13】

請求項１１に記載の送液方法において、
前記プランジャを互いに異なる前記第１加速度、前記第２加速度及び第３加速度で動作させ、前記第２加速度はマイナスの加速度であり、前記第１加速度の絶対値は前記第２加速度の絶対値より大であり、前記第３加速度はマイナスの加速度であり、前記第３加速度の絶対値は前記第２加速度の絶対値より大であり、前記プランジャを前記第１加速度で動作させた後に、前記第３加速度で動作させ、その後、前記第２加速度で動作させて停止させることを特徴とする送液方法。

【請求項14】

請求項１３に記載の送液方法において、
前記溶媒は複数の溶媒であり、前記複数の溶媒の混合比率に基づいて前記複数の溶媒の各溶媒の吸引体積を決定し、決定された吸引体積に基づいて前記各溶媒を吸引する前記プランジャの前記第１加速度、前記第２加速度及び前記第３加速度を決定することを特徴とする送液方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、送液装置および送液方法に関する。

【背景技術】

【0002】

送液装置としては、例えば、液体クロマトグラフ(LC, Liquid Chromatograph)に用いられる。液体クロマトグラフは、測定対象試料を送出させる移動相に液体を用いるクロマトグラフであり、移動相となる溶媒を送出させる送液装置、試料を分析流路に導入する注入装置、分析流路に導入された測定対象試料を構成成分に分離するカラム、分離された各成分を検出するための検出装置で構成される。

【0003】

測定対象試料を分離する分離カラムには固定相として物理的または化学的な特性を有する充填剤が充填されており、分離カラムの固定相と送液装置が送出する移動相との親和性の差を用いて測定対象試料を成分毎に分離し、分離された各成分は紫外・可視吸光光度計、蛍光光度計、質量分析計などの検出器を用いて検出される。

【0004】

液体クロマトグラフの測定データは、試料の分離時間(保持時間)と、検出器の検出信号強度の関係を示すピークで出力され、保持時間はピークトップの時間であり分析条件が同一であれば試料成分毎にほぼ同一の値を示すため、分離成分を同定するための情報として使用される。

【0005】

また、複数の成分を含む場合は成分間の保持時間から分離度が算出され、分離性能の指標とされる場合がある。

【0006】

試料の溶出時間を調整し、分離時間の調整や分離度を改善するために、しばしばグラディエント溶出法という分析手法がとられる場合がある。

【0007】

グラディエント溶出法とは、送液装置から送出される移動相の組成比を時間的に変化させながら分析流路、分離カラムに送出させる方法であり、固定相と移動相である溶媒間の親和性を変化させることで、試料成分の分離性能や分離時間を調整することが可能になる。

【0008】

グラディエント溶出法を実現する方法には、１台の送液装置の上流側で複数種類の移動相を混合させる低圧グラディエント混合方式と、２台の送液装置が異なる移動相を送液し、送液装置の下流側で各移動相を合流・混合させる高圧グラディエント混合方式が存在する。これらのグラディエント混合方式はその特性の差から、低圧グラディエント混合方式は複数種類の移動相から移動相の組成を調整する場合に使用され、高圧グラディエント混合方式は２種類の移動相をできるだけ早い応答性で組成を変えたい場合に使用されることが多い。

【0009】

このうち、低圧グラディエント混合方式では、送液装置の吸引工程と同期して各移動相に接続されたプロポーショニングバルブと呼ばれる切換弁を開閉することで複数種類の移動相から指定した体積を吸引し、送出することで任意の濃度組成を実現しており、切換弁の開閉制御がグラディエント溶出法の性能、移動相の混合比の組成性能を左右することが知られている。

【0010】

特許文献１には、切換弁の開閉動作区間におけるプランジャの動作制御について開示されており、切換弁の開閉動作時間のばらつきの影響を低減させるために、切換弁が開閉動作している区間において移動相を吸引するプランジャの動作速度を低減またはプランジャを停止させる方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】特許第５８７９２８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

特許文献１に記載されているように、低圧グラディエント混合方式による移動相の混合組成のズレを小さくし、正確性を向上させるためには、移動相のシリンダへの供給時間を調整している切換弁の開閉タイミングと移動相が吸引されるタイミングが一致するように切換弁の開閉制御の正確性を高めることが重要であると考えられてきた。

【0013】

一方で、シリンダの吸引動作中に切換弁を開閉する方式は、切換弁の開閉動作によって移動相が前後に動くポンピングの影響や一時的に移動相が流れない時間が少なからず存在するなど、混合比の精度のばらつきに影響を与える事象があることが知られており切換弁の開閉制御だけでは改善できない課題も存在する。

【0014】

また、切換弁の動作正確性を高める方法の１つとして、機械的な開閉時間を改善するために切換弁の駆動性能を改善することも１つの方法と考えることができるが、現実的に機械的なばらつきを完全に無くすことは困難であり、切換弁の性能確認および選別によるコスト上昇というデメリットも発生する。

【0015】

また、マイクロ流体シミュレーションや切換弁の動作タイミングを変えた実験結果から、吸引される移動相毎にプランジャを停止させてから切換弁の開閉動作を実行した場合でも、プランジャの停止によって吸引されている移動相が完全に停止するには一定時間が必要であり、プランジャ停止後もシリンダ内に流れ込む、または発生した揺動により正確な体積を吸引できない可能性があることが確認された。

【0016】

本発明の目的は、液体を高精度に送液可能な送液装置および送液方法を実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0017】

上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成される。

【0018】

送液装置は、プランジャが摺動することで溶媒の吸引動作及び吐出動作を行うシリンダを有する送液部と、前記送液部の下流側に設置され、吐出される溶媒の圧力を検出する圧力センサと、吸引及び吐出する複数の前記溶媒を切り換える少なくとも１つの切換弁と、前記送液部及び前記切換弁の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記複数の溶媒の混合比率が変化するように前記プランジャの吸引動作と同期して前記切換弁の動作を制御し、前記プランジャを互いに異なる少なくとも第１加速度及び第２加速度で動作するように制御し、前記プランジャに吸引される前記溶媒の揺動を抑制する。

【0019】

プランジャが摺動することで溶媒の吸引動作及び吐出動作を行うシリンダを有する送液部と、前記送液部の下流側に設置され、吐出される溶媒の圧力を検出する圧力センサと、吸引及び吐出する複数の前記溶媒を切り換える１つ以上の切換弁と、前記送液部及び前記切換弁の動作を制御する制御部と、を備える送液装置の送液方法において、前記複数の溶媒の混合比率が変化するように前記プランジャの吸引動作と同期して前記切換弁を動作させる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、液体を高精度に送液可能な送液装置および送液方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】実施例１の送液装置が適用される液体クロマトグラフ装置の一例の概略構成図である。

【図2】図１に示した送出部の内部構成を示す図である。

【図3】本発明とは異なる例による低圧グラディエント混合方式を有する送液装置のプランジャ速度と切換弁の開閉タイミングとの概略説明図である。

【図4】本発明とは異なる例における吸引工程で発生する移動相の脈動を説明する図である。

【図5】本発明の実施例１による低圧グラディエント混合方式を有する送液装置のプランジャ速度と切換弁の開閉タイミングの概略図である。

【図6】本発明の実施例２による低圧グラディエント混合方式を有する送液装置のプランジャ速度と切換弁の開閉タイミングの概略図である。

【図7】本発明の実施例３による低圧グラディエント混合方式を有する送液装置のプランジャ速度と切換弁の開閉タイミングの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明に係る低圧グラディエントシステムを有する液体クロマトグラフ装置用送液装置及び送液方法について説明する。

【0023】

なお、本発明は実施例に限定されるものではなく、例えばプロポーショニングバルブである切換弁の種類や数量、送液装置のシリンダを直列接続または並列接続される送液装置の種類等に関わらず適応されるものであり、その技術思想の範囲において応用することが可能である。

【実施例】

【0024】

（実施例１）
図１は、本実施例１の送液装置が適用される液体クロマトグラフ装置の一例の概略構成図であり。図１に示した液体クロマトグラフ装置は、１台の送液装置１０５が１つまたは複数の移動相（溶媒）を送液することが可能な、低圧グラディエント混合方式の低圧グラディエント送液装置を有する液体クロマトグラフ装置である。

【0025】

液体クロマトグラフ装置は、試料の搬送や分離に使用される複数の移動相１０１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄを吸引、高圧圧縮して吐出する送出部（送液部）１０４を有する送液装置１０５と、試料導入装置１０６と、試料導入装置１０６の下流側に流路で接続され、試料導入装置１０６から導入された測定対象試料を各成分に分離させる分離カラム１０７と、分離カラム１０７を収納し恒温状態に制御させるカラム温調装置１０８と、カラム温調装置１０８の下流部に接続され分離された試料の各成分を検出するための検出装置１０９を備える。

【0026】

そして、送液装置１０５は、複数の各移動相１０１ａ～１０１ｄに接続され、複数の移動相を切り換える切換弁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄと各移動相の合流点１０３とを有する。

【0027】

また、送液装置１０５は、図１には示していないが、制御ユニット（制御部）２１８を有する。送液装置１０５は、低圧グラディエント用送液装置である。

【0028】

図２は、図１に示した送出部１０４の内部構成を示す図である。

【0029】

図２に示した送出部１０４は、低圧グラディエント用送液装置における送出部の一例であり、プランジャ２０７及び２０８が摺動して往復運動することで移動相の吸引と送出を担う第１シリンダ２０５、第２シリンダ２０６を２個直列に配置したシリーズタイプの装置である。

【0030】

図２において、モータ２１５、２１６には回転運動を直動運動に変換する直動機構２１３、２１４が接続され、直動機構２１３、２１４に固定されたプランジャ２０７、２０８がシール材２１１、２１２にて閉鎖された第１シリンダ２０５、第２シリンダ２０６内にて往復運動を繰り返す。これにより、送出部１０４は、移動相１０１ａ～１０１ｄを吸引し、送出する。

【0031】

移動相１０１ａ～１０１ｄを吸引する第１シリンダ２０５には移動相１０１ａ～１０１ｄの流れ方向を制限するためのチェックバルブ２０９、２１０が接続され、第２シリンダ２０６の下流部には送出された移動相の圧力を検出するための圧力センサ２１７が設置されている。制御ユニット２１８は、圧力センサ２１７が検知する送出圧力値と設定された送出流量に応じて、モータ２１５、２１６のモータ速度を調整し移動相１０１ａ～１０１ｄを送出する。

【0032】

複数の移動相１０１ａ～１０１ｄの混合比を時間経過に応じて変化させる低圧グラディエント混合方式では、第１シリンダ２０５が移動相１０１ａ～１０１ｄを吸引する工程において、移動相１０１ａ～１０１ｄに接続された切換弁１０２ａ～１０２ｄの開閉状態を切換えることで、設定された任意の混合比率を実現させる。

【0033】

移動相１０１ａ～１０１ｄの吸引工程が開始されると、プランジャ２０７はモータ２１５により動作する直動機構２１３に従い吸引動作を開始し、第１シリンダ２０５内の圧力が送出圧力から大気圧まで減圧される。これにより、閉鎖していた吸入側チェックバルブ２０９が開き、第１シリンダ２０５への移動相１０１ａ～１０１ｄの吸引が開始される。

【0034】

制御ユニット２１８は設定された移動相１０１ａ～１０１ｄの混合比率に応じて、切換弁１０２ａ～１０２ｄの開閉タイミングと開閉時間を決定し、決定された結果に応じて切換弁１０２ａ～１０２ｄの開閉状態を切換える。

【0035】

これにより、任意の混合比率を実現させるように第１シリンダ２０５へ吸引させる。

【0036】

吸引される移動相１０１ａ～１０１ｄは合流点１０３を経由し、第１シリンダ２０５内に流入する。第１シリンダ２０５は移動相１０１ａ～１０１ｄの吸引工程を終了すると、送出圧力まで移動相１０１ａ～１０１ｄを圧縮する圧縮工程を開始する。

【0037】

そして、第１シリンダ２０５内の移動相１０１ａ～１０１ｄの圧力が圧力センサ２１７で検出される送出圧力まで到達すると、吐出側チェックバルブ２１０が開放し、第１シリンダ２０５による移動相１０１ａ～１０１ｄの送出プロセスが開始される。

【0038】

第２シリンダ２０６内のプランジャ２０８は第１シリンダ２０５の動作を補完するように動作し、第１シリンダ２０５が移動相１０１ａ～１０１ｄの吸引工程および送出圧力までの移動相１０１ａ～１０１ｄの圧縮工程にある時は、第２シリンダ２０６が送出工程を担う。第１シリンダ２０５が移動相１０１ａ～１０１ｄの送出を開始すると、第２シリンダ２０６は移動相１０１ａ～１０１ｄの第２シリンダ２０６内への充填工程および次サイクルの送出工程まで待機工程となる。

【0039】

図３は、本発明とは異なる例による低圧グラディエント混合方式を有する送液装置のプランジャ速度と切換弁の開閉タイミングとの概略説明図である。

【0040】

図３において、切換弁Ａが閉状態から開放状態となり、一定時間経過後に閉状態となる。続いて、切換弁Ｂが閉状態から開放状態となり、一定時間経過後に閉状態となり、切換弁Ｃが閉状態から開放状態となり、一定時間経過後に閉状態となる。切換弁Ｄは閉状態を維持している。

【0041】

図３に示した、本発明とは異なる送液装置では、一定速度で移動相の吸引を行うプランジャの吸引工程内で設定された混合比率に応じて切換弁Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開閉状態を切換える。これにより、設定された混合比率に応じた移動相をシリンダ内に吸引させる。

【0042】

図４は、本発明とは異なる例における吸引工程で発生する移動相の脈動（揺動）を説明する図である。図４に示す波形は、マイクロ流体シミュレーションから得られた、移動相吸引時のプランジャの動作速度と、その時に溶媒が吸引される流量変化及び切換弁の切換タイミングを示している。

【0043】

図４において、切換弁が閉状態から開状態となり、プランジャが加速されて移動し、一定速度となったときに、移動相が揺動している。そして、プランジャが一定速度から減速されて、停止するときにも移動相が揺動している。プランジャの加速度と減速度とは、絶対値でほぼ同一であることから、移動相には同等の揺動が生じることとなる。

【0044】

移動相に大きな揺動が生じると、グランディエント混合比の精度に影響を与える。

【0045】

図５は、本発明の実施例１による低圧グラディエント混合方式を有する送液装置のプランジャ速度と切換弁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの開閉タイミングの概略図である。

【0046】

図５において、制御ユニット２１８は、各移動相１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの吸引工程を開始すると、それと同期して、対象となる切換弁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄを制御して開放し、切換弁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの対象となるものが完全に開放されるまでに必要な十分な待機時間を経てプランジャ２０７、２０８の吸引動作を開始し、各移動相１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの吸引工程終了時は一定値以下の加速度でプランジャ動作速度を減速し吸引動作を停止させる。

【0047】

そして、プランジャ２０７、２０８が完全に停止した後に対象切換弁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄを閉鎖する。次に開放する切換弁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄがある場合は、対象の切換弁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄを開放し、同様のプロセスで移動相の吸引を実行させる。

【0048】

なお、図５に示すＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、切換弁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄを示す。

【0049】

図５に示したプランジャ２０７、２０８の移動制御は、制御ユニット２１８により行われる。

【0050】

図５において、時点ｔ_０から時点ｔ_１にて、切換弁Ａが閉状態から開状態となる。そして、時点ｔ_１から時点ｔ_２までプランジャ２０７又は２０８が加速しながら移動し、一定速度となる。この時の加速度を第１加速度とする。

【0051】

続いて、時点ｔ_３ら時点ｔ_４まで減速しながら移動し、停止する。この時の加速度を第２加速度とする。ただし、この場合、プランジャ２０７又は２０８は、減速するので、第２加速度はマイナス加速度となる。よって、第２加速度は減速度と同義となる。

【0052】

第１加速度である時点ｔ_１から時点ｔ_２までの時間は、第２加速度である時点ｔ_３から時点ｔ_４までの時間より短い。つまり、第１加速度の絶対値は、第２加速度の絶対値より大となっており、図５に示すように、傾斜角度が第１加速度の場合の方が、第２加速度の場合より大となっている。好ましくは、第２加速度の傾斜角度は、第１加速度の傾斜角度の約半分である。

【0053】

プランジャ２０７、２０８の減速度を小さくすることで、プランジャ２０７、２０８が停止したときに発生する揺動を抑制することができる。これにより、グランディエント混合比の精度への影響を抑制することができる。

【0054】

切換弁Ａの動作及びプランジャ２０７又は２０８の動作に続いて、切換弁Ｂ、Ｃの動作及びプランジャ２０７又は２０８の動作が行われる。切換弁Ｃは閉状態を維持する。

【0055】

切換弁Ｃの動作は、切換弁Ａ及びＢのように、プランジャ２０７又は２０８が一定速度となることなく、第１加速度から第２加速度に変化する。

【0056】

吸引動作に続いて、吐出動作が行われるが、詳細な説明は省略する。

【0057】

本発明の実施例１によれば、移動相毎にプランジャ２０７、２０８の吸引と停止動作を繰り返す場合において、移動相の揺動が発生しないように加速度を設定することでより正確な移動相の吸引を実現することができる。

【0058】

また、従来技術のように移動相の切換に応じて吸引動作を停止しない場合でも、最終的な吸引工程の終了時点で、移動相が揺動しないようにプランジャ２０７、２０８の加速度を設定することで、吸引プロセス後半に吸引する移動相を正確に吸引することが可能となる。

【0059】

つまり、本発明の実施例１によれば、液体を高精度に送液可能な送液装置および送液方法を実現することができる。

【0060】

また、本発明の実施例１によれば、液体を高精度に送液可能な送液装置を備えた液体クロマトグラフ装置を実現することができる。

【0061】

（実施例２）
次に、実施例２について説明する。

【0062】

実施例２は、実施例１と同様に、低圧グラディエント混合方式の低圧グラディエント送液装置の例である。

【0063】

また、実施例２においても実施例１と同様に、各移動相の吸引工程が開始されると対象となる切換弁を開放し、切換弁が完全に開放されるまでに必要十分な待機時間を経てプランジャの吸引動作を開始する。

【0064】

そして、各移動相の吸引工程終了時は、プランジャが停止するまでの時間を短くするために、段階的にまたは連続的に加速度を変化させて最終的に一定値以下の加速度でプランジャ動作速度を減速し吸引動作を停止させる。

【0065】

そして、プランジャが完全に停止した後に対象切換弁を閉鎖する。次に開放する切換弁がある場合は、対象の切換弁を開放し、同様のプロセスで移動相の吸引を実行させる。

【0066】

実施例２が適用される液体クロマトグラフ装置及び送液装置の構成は、実施例１と同様であるので、図示及びその詳細な説明は省略する。

【0067】

実施例２と実施例１との相違点は、プランジャ２０７、２０８の動作加速度である。

【0068】

図６は、本発明の実施例２による低圧グラディエント混合方式を有する送液装置のプランジャ速度と切換弁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの開閉タイミングの概略図である。

【0069】

図６において、プランジャ２０７又は２０８の動作は、時点ｔ_０から時点ｔ_３までは、図５に示した例と同様な動作となる。

【0070】

実施例２においては、プランジャ２０７又は２０８は、時点ｔ_３から時点ｔ_３１までは第３の加速度で移動し、時点ｔ_３１から時点ｔ_４までは、実施例１と同様の第２の加速度で移動する。第３加速度は、プランジャ２０７又は２０８は減速するので、マイナスの加速度となる。第３加速度の絶対値は、第２加速度の絶対値より大となっている。

【0071】

つまり、プランジャ２０７又は２０８を段階的に減速している。

【0072】

切換弁Ｂの開閉動作におけるプランジャ２０７又は２０８の動作は、切換弁Ａの開閉動作におけるプランジャ２０７又は２０８の動作と同様となる。

【0073】

次に、切換弁Ｃの開閉動作におけるプランジャ２０７又は２０８の動作を説明する。

【0074】

時点ｔ_５から時点ｔ_６までの動作は、図５の例と同様となっている。時点ｔ_６から時点ｔ_７までは、プランジャ２０７又は２０８は第３加速度で移動し、時点ｔ_７から時点ｔ_８までは、第２加速度で移動する。なお、プランジャ２０７又は２０８は減速する状態があり、第２加速度及び第３加速度はマイナスの値となる。よって、第２加速度及び第３加速度とは、第２減速度及び第３減速度と定義することも可能である。

【0075】

実施例２によれば、実施例１と同等の効果を得ることができる他、以下のような効果を得ることができる。

【0076】

つまり、実施例２は、プランジャ２０７又は２０８の減速度を段階的に変更する場合の例であり、プランジャ２０７又は２０８の減速開始時の減速度を大きく設定し、プランジャ２０７又は２０８の速度が一定値以下になった時点で、減速度を低減させることで、プランジャ２０７又は２０８の停止時の移動相の揺動を抑えつつ、実施例１の場合よりもプランジャ２０７又は２０８停止に要する時間を短縮することができ、時間的制約が存在する移動相吸引工程において切換弁の開閉時間を適切に決定することが可能になる。

【0077】

（実施例３）
次に、実施例３について説明する。

【0078】

実施例３は、実施例１及び実施例２と同様に、低圧グラディエント混合方式の低圧グラディエント送液装置の例である。

【0079】

また、実施例３においても実施例１及び実施例２と同様に、各移動相の吸引工程が開始されると対象となる切換弁を開放し、切換弁が完全に開放されるまでに必要十分な待機時間を経てプランジャの吸引動作を開始する。

【0080】

そして、各移動相の吸引工程終了時は、プランジャが停止するまでの時間を短くするために、段階的にまたは連続的に加速度を変化させて最終的に一定値以下の加速度でプランジャ動作速度を減速し吸引動作を停止させる。

【0081】

そして、プランジャが完全に停止した後に対象切換弁を閉鎖する。次に開放する切換弁がある場合は、対象の切換弁を開放し、同様のプロセスで移動相の吸引を実行させる。

【0082】

実施例３が適用される液体クロマトグラフ装置及び送液装置の構成は、実施例１と同様であるので、図示及びその詳細な説明は省略する。

【0083】

実施例３は実施例２と同様にプランジャ２０７又は２０８の動作加速度が第１加速度、第２加速度、第３加速度で変化する。

【0084】

実施例３と実施例２との相違点は、プランジャ２０７、２０８の動作動加速度の設定時間である。

【0085】

実施例３は、低圧グラディエント混合方式を有する送液装置１０５の制御ユニット２１８による制御において、各移動相１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの吸引工程が開始されると、切換弁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの対象となるものを開放し、その切換弁が完全に開放されるまでに必要十分な待機時間を経てプランジャ２０７又は２０８の吸引動作を開始する。

【0086】

そして、プランジャ２０７又は２０８の動作速度は各移動相１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの混合比率から算出される各切換弁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの開閉時間に応じて混合比率が高い（＝吸引体積が大きい）場合は、プランジャ２０７又は２０８の動作速度を速く設定し、混合比率が低い（＝吸引体積が小さい）場合はプランジャ２０７又は２０８の動作速度を遅く設定する。

【0087】

そして、各移動相１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの吸引工程終了時はプランジャ２０７又は２０８が停止するまでの時間を短くするために、段階的にまたは連続的に加速度を変化させて最終的に一定値以下の加速度でプランジャ２０７又は２０８の動作速度を減速し吸引動作を停止させる。プランジャ２０７又は２０８が完全に停止した後に切換弁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの対象のものを閉鎖する。次に開放する切換弁がある場合は、対象の切換弁を開放し、同様のプロセスで移動相の吸引を実行させる。

【0088】

図７は、本発明の実施例３による低圧グラディエント混合方式を有する送液装置のプランジャ動作速度と切換弁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの開閉タイミングの概略図である。

【0089】

図７において、時点ｔ_１から時点ｔ_２までは図６の例より長く設定され、時点ｔ_２から時点ｔ_３までは図６の例より短く設定されている。また、時点ｔ_５から時点ｔ_６までは図６の例より短く設定され、時点ｔ_６から時点ｔ_６１までに、プランジャ２０７又は２０８の動作速度が一定の区間が設定されている。

【0090】

図７に示すように、プランジャ２０７又は２０８の吸引速度を混合比率に応じて設定し、かつ、プランジャ２０７又は２０８の減速時の加速度を段階的に変更する。そして、プランジャ２０７又は２０８の減速開始時の加速度（第３加速度）を大きく設定し、プランジャ２０７又は２０８の動作速度が一定値以下になり、その後、加速度を低減させ第２加速度とする。

【0091】

つまり、実施例１及び実施例２においては、溶媒１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄのいずれの溶媒の吸引動作においても、速度が一定となる速度及び第１加速度から第２加速度又は第３加速度に変化する速度は同一となっているが、実施例３においては、一定となる速度を溶媒の種類により変更し、切換弁Ｃによる吸引時間を実施例１及び実施例２より長い期間としている。

【0092】

これによって、時間的制約が存在する吸引工程において十分な吸引時間を確保することが難しい混合比率が小さい切換弁においてもプランジャ停止時の加速度変更を考慮した開閉時間を確保することが可能となり、プランジャ停止時の移動相の揺動を抑えることが可能になる。

【0093】

本発明の実施例３によれば、実施例２と同様な効果が得られる他、上述したような効果を得ることができる。

【0094】

なお、上述した実施例２及び３においては、プランジャ２０７又は２０８の動作速度を、第１加速度、第２加速度、第３加速度の３つの加速度としたが、第４の加速度を設定することも可能である。

【0095】

また、上述した実施例２及び３においては、プランジャ２０７又は２０８の動作速度を、複数の加速度を段階的に変化させているが、加速度を曲線的に変化させ、連続的に変化（変更）させることも可能である。

【0096】

また、上述した例においては、複数の切換弁を備える構成としたが、一つの切換弁の複数の移動相（溶媒）を切り換える構成であってもよい。

【符号の説明】

【0097】

１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ・・・移動相、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ・・・切換弁、１０３・・・合流点、１０４・・・送出部、１０５・・・送液装置、１０６・・・試料導入装置、１０７・・・分離カラム、１０８・・・カラム温調装置、１０９・・・検出装置、２０５・・・第１シリンダ、２０６・・・第２シリンダ、２０７、２０８・・・プランジャ、２０９・・ 吸入側チェックバルブ、２１０・・・吐出側チェックバルブ、２１１， ２１２・・・シール材、２１３、２１４・・・直動機構、２１５、２１６・・・ モータ、２１７・・・圧力センサ、２１８・・・制御ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】