JP7468388B2

JP7468388B2 - 液体クロマトグラフ用検出器

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Publication number: JP7468388B2
Application number: JP2021015157A
Authority: JP
Inventors: 勇樹飯嶋
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2024-04-16
Anticipated expiration: 2041-02-02
Also published as: CN114839306A; US11828738B2; US20220244225A1; JP2022118561A

Description

本発明は、液体クロマトグラフ用検出器に関する。

液体クロマトグラフには、液体の移動相中の試料の成分を検出するために、電気伝導度検出器等の検出器が用いられる。電気伝導度検出器では、液体中を流れる電流の値の変化量をクロマトグラムとして検出する。特許文献１には、液体クロマトグラフの一種であるイオンクロマトグラフに用いられる電気伝導度検出器が記載されている。

特許文献１の電気伝導度検出器によれば、筐体内に配管、ヒータおよび検出装置が設けられる。ヒータは、検出装置に接続される配管内の移動相が所定の温度になるように制御される。

国際公開２０１８／１５０５６２号公報

液体クロマトグラフ用検出器においては、筐体内の配管の接続部分の締結力が不足している場合、または配管に高い圧力が加わった場合等に、配管中の液体が筐体内に漏出することがある。

筐体内に漏出した液体を筐体外に排出するために、筐体内から筐体外に突出する筒状のチューブが設けられることがある。この場合、筐体外の温度がチューブを通して筐体内に伝わると、筐体内の温度の安定性が損なわれる。そのため、チューブの直径を小さくする必要がある。その結果、筐体内に漏出した液体が円滑に筐体外に排出されにくい。

本発明の目的は、簡単な構成で検出器の筐体内の温度の安定性を確保しつつ、筐体内で漏出した液体を円滑に筐体外に排出することが可能な液体クロマトグラフ用検出器を提供することである。

一態様に係る液体クロマトグラフ用検出器によれば、液体中の成分を検出する検出部と、前記検出部に液体を導く配管と、前記配管の少なくとも一部と前記検出部とを収容するとともに底部を有する筐体と、前記筐体内の前記底部上に設けられた断熱材とを備え、前記筐体の前記底部には排出口が設けられ、前記断熱材は上面および下面を有し、前記断熱材の前記上面には第１の開口が設けられ、前記断熱材の前記下面には平面視で前記排出口と重なるように第２の開口が設けられ、前記断熱材には前記第１の開口から前記第２の開口に液体を導く流路が設けられ、前記流路は屈曲部を有する。

本発明によれば、簡単な構成で検出器の筐体内の温度の安定性を確保しつつ、筐体内で漏出した液体を円滑に筐体外に排出することができる。

一実施の形態に係る液体クロマトグラフ用検出器を備える液体クロマトグラフの構成を示す図である。検出器の構成を示す模式的正面断面図である。図２の検出器のＡ－Ａ線断面図である。図３の検出器の正面板が取り外された状態で主として断熱材を正面側から見た模式的斜視図である。図４のＢ－Ｂ線断面を示す模式的斜視図である。図３の検出器の背面板が取り外れた状態で主として断熱材を背面側から見た模式的斜視図である。図３の検出器の断熱材を平面視した場合の検出器の模式的断面図である。断熱材に設けられる流路の他の例を示す模式的斜視図である。

以下、本発明の実施の形態に係る液体クロマトグラフ用検出器について図面を参照しながら詳細に説明する。

（１）液体クロマトグラフの構成
図１は、一実施の形態に係る液体クロマトグラフ用検出器を備える液体クロマトグラフの構成を示す図である。本実施の形態に係る液体クロマトグラフは、イオンクロマトグラフである。

図１の液体クロマトグラフ１００は、ポンプ２０、試料導入部３０、分離カラム４０、サプレッサ装置５０、電気伝導度検出器（以下、検出器と略記する。）６０およびカラムオーブン７０を備える。カラムオーブン７０内に分離カラム４０および検出器６０が収容される。

ポンプ２０は、溶離液収容器１０から溶離液を吸引し、吸引した溶離液を分離カラム４０に導く。試料導入部３０は、ポンプ２０から分離カラム４０に導かれる溶離液に試料を導入する。それにより、分離カラム４０には、溶離液および試料が導入される。分離カラム４０は、導入された試料を成分ごとに分離する。成分ごとに分離された試料を含む溶離液は、サプレッサ装置５０に導入される。また、サプレッサ装置５０から導出された溶離液は、検出器６０を通して再度サプレッサ装置５０に導入された後に廃棄される。

サプレッサ装置５０は、イオン交換膜を含む。サプレッサ装置５０は、分離カラム４０から導入された溶離液中のイオンのうち分析対象外のイオンと検出器６０から導入された溶離液中のイオンのうち分析対象のイオンとをイオン交換膜を通して交換する。それにより、分析対象外の不要なイオン成分が除去された溶離液が検出器６０に導かれる。検出器６０は、溶離液中の試料の成分を検出する。

（２）検出器６０の構成
図２は、検出器６０の構成を示す模式的正面断面図である。図３は、図２の検出器６０のＡ－Ａ線断面図である。図２に示すように検出器６０は、筐体６１、複数の板状の断熱材６２Ａ～６２Ｆ、複数の配管６３ａ～６３ｄ、カップリング６４、熱交換ブロック６５、温度調整部６６、検出部６７および回路基板６８（図３参照）を備える。検出部６７は、電極６７Ａ，６７Ｂを有する。

図２および図３に示すように、筐体６１は、上板６１Ａ、側板６１Ｂ，６１Ｃ、底板６１Ｄ、正面板６１Ｅおよび背面板６１Ｆにより構成される。底板６１Ｄには、排出口６１Ｐが形成される。本実施の形態では、排出口６１Ｐは、平面視で筐体６１の側板６１Ｂと側板６１Ｃとの中間の位置に形成される。

断熱材６２Ａ～６２Ｅは、それぞれ筐体６１内で、上板６１Ａ、側板６１Ｂ，６１Ｃ、底板６１Ｄおよび正面板６１Ｅに沿って配置される。図３に示すように、断熱材６２Ｆは、筐体６１内で背面板６１Ｆと対向するように配置される。図２に示すように、筐体６１内には、断熱材６２Ａ～６２Ｆにより取り囲まれる内部空間ＳＰ１が形成される。また、図３に示すように、筐体６１内で筐体６１の背面板６１Ｆと断熱材６２Ｆとの間に内部空間ＳＰ２が形成される。

図２および図３に示すように、断熱材６２Ｄは、上面６２１、下面６２２、一対の側面６２３，６２４および一対の端面６２５，６２６を有する。上面６２１および下面６２２は、底板６１Ｄに対して平行に延びる。一対の側面６２３，６２４および一対の端面６２５，６２６は、底板６１Ｄに対して垂直に延びる。断熱材６２Ｄの下面６２２は、底板６１Ｄに接するように配置される。断熱材６２Ｄの側面６２３，６２４は、それぞれ断熱材６２Ｆ，６２Ｅに接するように配置される。断熱材６２Ｄの端面６２５，６２６は、それぞれ断熱材６２Ｂ，６２Ｃに接するように配置される。断熱材６２Ｄには、流路３が形成される。流路３の詳細については、後述する。

筐体６１の内部空間ＳＰ１には、複数の配管６３ａ～６３ｄ、カップリング６４、熱交換ブロック６５、温度調整部６６および検出部６７が収容される。筐体６１内の内部空間ＳＰ２には、回路基板６８が収容される。

配管６３ａは、筐体６１の外部から底板６１Ｄおよび断熱材６２Ｄを貫通して筐体６１の内部に延びる。筐体６１外の配管６３ａの一端を配管入口６３Ｉと呼ぶ。配管６３ａの他端は、カップリング６４の一端に接続される。配管６３ｂは、熱交換ブロック６５から引き出される。配管６３ｂの端部は、カップリング６４の他端に接続される。配管６３ｃは、熱交換ブロック６５から引き出される。配管６３ｃの端部は、電極６７Ａを通して検出部６７内に挿入される。配管６３ｄは、検出部６７から電極６７Ｂを通して引き出される。配管６３ｄは、断熱材６２Ｄおよび底板６１Ｄを貫通して筐体６１の外部に延びる。配管６３ｄの端部を配管出口６３Ｏと呼ぶ。

サプレッサ装置５０から配管入口６３Ｉに導かれた溶離液は、カップリング６４および配管６３ｂを通して熱交換ブロック６５に導かれる。温度調整部６６は、熱交換ブロック６５の温度を所定の温度に維持する。それにより、熱交換ブロック６５内の配管中を流れる溶離液の温度が一定に保たれる。この状態で、熱交換ブロック６５から導出された溶離液が配管６３ｃを通して検出部６７に導かれる。電極６７Ａ，６７Ｂには、電圧が印加される。この状態で、電極６７Ａと電極６７Ｂとの間を流れる溶離液のイオン濃度に応じた電流値の変化が測定される。それにより、電流値の変化が電気伝導度の変化として測定されることにより溶離液内の試料の成分が検出される。検出部６７から導出される溶離液は、配管６３ｄを通して配管出口６３Ｏに導かれ、サプレッサ装置５０に導入される。

図４は、図３の検出器６０の正面板６１Ｅが取り外された状態で主として断熱材６２Ｄを正面側から見た模式的斜視図である。図５は、図４のＢ－Ｂ線断面を示す模式的斜視図である。図６は、図３の検出器６０の背面板６１Ｆが取り外れた状態で主として断熱材６２Ｄを背面側から見た模式的斜視図である。図７は、図３の検出器６０の断熱材６２Ｄを平面視した場合の検出器６０の模式的断面図である。

図７に示すように、断熱材６２Ｄの上面６２１には、平面視で筐体６１の底板６１Ｄの排出口６１Ｐと重ならないように第１の開口１が設けられる。本実施の形態では、第１の開口１は、断熱材６２Ｄの側面６２３と端面６２５とが交差する角部に形成された矩形状の切欠きである。

断熱材６２Ｄの下面６２２には、平面視で筐体６１の底板６１Ｄの排出口６１Ｐと重なるように第２の開口２が設けられる。本実施の形態では、第２の開口２は、断熱材６２Ｄの側面６２３に沿って端面６２５まで延びる帯状の切欠きである。第２の開口２の一部が排出口６１Ｐと重なる。また、断熱材６２Ｄには、第１の開口１から第２の開口２に液体を導く流路３が設けられる。本実施の形態では、図６に示すように、流路３は、断熱材６２Ｄの側面６２３に形成される凹部である。凹部は、第１の開口１と第２の開口２とをつなぐように延びる。流路３を構成する凹部は、断熱材６２Ｄの側面６２３および端面６２５に形成される第１の切欠き部４と、断熱材６２Ｄの側面６２３および下面６２２に形成される第２の切欠き部５とを含む。第１の切欠き部４は、第１の開口１から下方に延びる第１の部分に相当する。第２の切欠き部５は、第２の開口２から水平方向に延びる第２の部分に相当する。第１の切欠き部４と第２の切欠き部５との間には、屈曲部６が形成される。それにより、流路３は、上下方向に延びる第１の部分および水平方向に延びる第２の部分を含む。

流路３の第１の部分は、断熱材６２Ｂの側面と断熱材６２Ｄの第１の切欠き部４の内面とにより形成される。流路３の第２の部分は、底板６１Ｄの上面と断熱材６２Ｄの第２の切欠き部５の内面とにより形成される。

（３）実施の形態の効果
本実施の形態に係る検出器６０によれば、筐体６１内の配管６３ａ～６３ｄの接続部から漏出した液体は、重力により底板６１Ｄ上の断熱材６２Ｄの第１の開口１から流路３を通して第２の開口２に導かれ、底板６１Ｄの排出口６１Ｐを通して筐体６１外に排出される。この場合、流路３が屈曲部６を有するので、外気の熱が筐体６１内に伝わりにくくなる。したがって、筐体６１内の温度が熱的な外乱の影響を受けることが抑制される。その結果、簡単な構成で筐体６１内の温度の安定性を確保しつつ筐体６１内で漏出した液体を円滑に筐体６１外に排出することができる。

また、第１の開口１と底板６１Ｄの排出口６１Ｐとが平面視で重ならないので、流路３の構造を複雑化することなく、第１の開口１と第２の開口２との間の流路３に屈曲部６を形成することが可能となる。

さらに、流路３を構成する第１の切欠き部４および第２の切欠き部５が断熱材６２Ｄの側面６２３に露出しているので、断熱材６２Ｄに流路３を容易に形成することが可能となる。

特に、第１の切欠き部４は、上下方向に延びるように形成され、第２の切欠き部５は、第２の開口２から水平方向に延びるように形成される。それにより、断熱材６２Ｄの側面６２３および端面６２５に沿った第１の切欠き部４と断熱材６２Ｄの側面６２３および下面６２２に沿った第２の切欠き部５とにより流路３を容易に形成することができる。

また、筐体６１内に漏出した液体が第１の開口１から第１の切欠き部４を通して重力により下方に導かれるので、漏出した液体が第２の開口２へ円滑に流動する。また、外気の熱は第２の切欠き部５を通して水平方向に伝わるので、外気の熱が第１の開口１まで到達しにくい。それにより、簡単な構成で筐体６１内の温度の安定性を十分に確保しつつ筐体６１内で漏出した液体をより円滑に筐体６１外に排出することができる。

（４）他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態において、第１の開口１は、平面視で排出口６１Ｐに重ならない位置に設けられるが、本発明はこれに限定されない。図８は、断熱材６２Ｄに設けられる流路の他の例を示す模式的斜視図である。図８の例では、第１の開口１は、平面視で底板６１Ｄの排出口６１Ｐと重なるように設けられる。流路３は、上下方向に延びる切欠き部４ａ、水平方向に延びる切欠き部５ａ、上下方向に延びる切欠き部４ｂ、水平方向に延びる切欠き部５ｂおよび上下方向に延びる切欠き部４ｃにより形成される。切欠き部４ａ、切欠き部５ａ、切欠き部４ｂ、切欠き部５ｂおよび切欠き部４ｃは、順に連結されている。切欠き部４ａと切欠き部５ａとの連結部が屈曲部となり、切欠き部５ａと切欠き部４ｂとの連結部が屈曲部となる。切欠き部４ｂと切欠き部５ｂとの連結部が屈曲部となり、切欠き部５ｂと切欠き部４ｃとの連結部が屈曲部となる。本例の流路３においては、外気の熱が筐体６１内により伝わりにくくなる。

（ｂ）上記実施の形態において、流路３は、断熱材６２Ｄの側面６２３および端面６２５に沿って形成された第１の切欠き部４と、断熱材６２Ｄの側面６２３および下面６２２に沿って形成された第２の切欠き部５とにより構成されるが、流路３の構成はこれに限定されない。例えば、流路３が断熱材６２Ｄの側面６２３に形成された凹部により構成されてもよい。また、流路３が断熱材６２Ｄの内部に形成されてもよい。さらに、流路３の第１および第２の部分の一方が断熱材６２Ｄの側面６２３に形成され、第１および第２の部分の他方が断熱材６２Ｄの内部に形成されてもよい。

（ｃ）第１の切欠き部４は、傾斜するように上下方向に延びてもよい。また、第２の切欠き部５は、水平方向から傾斜するように延びてもよい。この場合、第２の切欠き部５は、漏出した液体が重力により流れ易いように、上流部分の高さよりも下流部分の高さがよりも低下するように傾斜することが好ましい。

（ｄ）上記実施の形態では、検出器６０が電気伝導度検出器であるが、検出器６０が、蛍光検出器または示差屈折率検出器等の他の検出器であってもよい。

（５）態様
上述した複数の例示的な実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）一態様に係る液体クロマトグラフ用検出器は、
液体中の成分を検出する検出部と、
検出部に液体を導く配管と、
配管の少なくとも一部と検出部とを収容するとともに底部を有する筐体と、
筐体内の底部上に設けられた断熱材とを備え、
筐体の底部には排出口が設けられ、
断熱材は上面および下面を有し、
断熱材の上面には第１の開口が設けられ、断熱材の下面には平面視で排出口と重なるように第２の開口が設けられ、
断熱材には第１の開口から第２の開口に液体を導く流路が設けられ、
流路は屈曲部を有してもよい。

一態様に係る液体クロマトグラフ用検出器によれば、筐体内の配管の接続部から漏出した液体は、底部上の断熱材の第１の開口から流路を通して第２の開口に導かれ、底部の排出口を通して筐体外に排出される。この場合、流路が屈曲部を有するので、外気の熱が筐体内に伝わりにくくなる。したがって、筐体内の温度が熱的な外乱の影響を受けることが抑制される。その結果、簡単な構成で筐体内の温度の安定性を確保しつつ筐体内で漏出した液体を円滑に筐体外に排出することができる。

（第２項）第１項に記載の液体クロマトグラフ用検出器において、第１の開口は、平面視で排出口と重ならない位置に設けられてもよい。

第２項に記載の液体クロマトグラフ用検出器によれば、流路の構造を複雑化することなく、第１の開口と第２の開口との間の流路に屈曲部を形成することが可能となる。

（第３項）第１項または第２項に記載の液体クロマトグラフ用検出器において、
断熱材は側面を有し、
流路は、第１の開口と第２の開口とをつなぐように断熱材の側面に延びる凹部を含んでもよい。

第３項に記載の液体クロマトグラフ用検出器によれば、流路を構成する凹部が断熱材の表面に露出しているので、断熱材に流路を容易に形成することが可能となる。

（第４項）第３項に記載の液体クロマトグラフ用検出器において、
断熱材は端面を有し、
凹部は、側面および端面に形成された第１の切欠き部と、側面および下面に形成された第２の切欠き部とを有し、
第１の切欠き部と第２の切欠き部とは、屈曲部が形成されるように連結されてもよい。

第４項に記載の液体クロマトグラフ用検出器によれば、断熱材の側面および端面に沿った第１の切欠き部と断熱材の側面および下面に沿った第２の切欠き部とにより流路を容易に形成することができる。

（第５項）第１項～第４項のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフ用検出器において、
流路は、第１の開口から上下方向に延びる第１の部分と、第２の開口から上下方向と交差する方向に延びる第２の部分とを有してもよい。

第５項に記載の液体クロマトグラフ用検出器によれば、漏出した液体が第１の部分を通して重力により下方に導かれるので、漏出した液体が第２の開口へ円滑に流動する。また、外気の熱は第２の部分を通して上下方向と交差する方向に伝わるので、外気の熱が第１の開口まで到達しにくい。それにより、簡単な構成で筐体内の温度の安定性を十分に確保しつつ筐体内で漏出した液体をより円滑に筐体外に排出することができる。

１…第１の開口，２…第２の開口，３…流路，４…第１の切欠き部，４ａ，４ｂ，４ｃ，５ａ，５ｂ…切欠き部，５…第２の切欠き部，６…屈曲部，１０…溶離液収容器，２０…ポンプ，３０…試料導入部，４０…分離カラム，５０…サプレッサ装置，６０…検出器，６１…筐体，６１Ａ…上板，６１Ｂ…側板，６１Ｃ…側板，６１Ｄ…底板，６１Ｅ…正面板，６１Ｆ…背面板，６１Ｐ…排出口，６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆ…断熱材，６３Ｉ…配管入口，６３Ｏ…配管出口，６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ…配管，６４…カップリング，６５…熱交換ブロック，６６…温度調整部，６７…検出部，６７Ａ，６７Ｂ…電極，６８…回路基板，７０…カラムオーブン，１００…液体クロマトグラフ，６２１…上面，６２２…下面，６２３…側面，６２４…側面，６２５…端面，６２６…端面，ＳＰ１，ＳＰ２…内部空間

Claims

液体中の成分を検出する検出部と、
前記検出部に液体を導く配管と、
前記配管の少なくとも一部と前記検出部とを収容するとともに底部を有する筐体と、
前記筐体内の前記底部上に設けられた断熱材とを備え、
前記筐体の前記底部には排出口が設けられ、
前記断熱材は上面および下面を有し、
前記断熱材の前記上面には第１の開口が設けられ、前記断熱材の前記下面には平面視で前記排出口と重なるように第２の開口が設けられ、
前記断熱材には前記第１の開口から前記第２の開口に液体を導く流路が設けられ、
前記流路は屈曲部を有する、液体クロマトグラフ用検出器。
前記第１の開口は、平面視で前記排出口と重ならない位置に設けられる、請求項１記載の液体クロマトグラフ用検出器。
前記断熱材は側面を有し、
前記流路は、前記第１の開口と前記第２の開口とをつなぐように前記断熱材の前記側面に延びる凹部を含む、請求項１または２記載の液体クロマトグラフ用検出器。
前記断熱材は端面を有し、
前記凹部は、前記側面および前記端面に形成された第１の切欠き部と、前記側面および前記下面に形成された第２の切欠き部とを有し、
前記第１の切欠き部と前記第２の切欠き部とは、前記屈曲部が形成されるように連結される、請求項３に記載の液体クロマトグラフ用検出器。
前記流路は、前記第１の開口から上下方向に延びる第１の部分と、前記第２の開口から前記上下方向と交差する方向に延びる第２の部分とを有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフ用検出器。