JPH01500220A - 自動化学分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動化学分析装置に関するものであり、特に、フローインジェクシ ョン分析のための装置および方法に関するものである。

発明の背景 フローインジェクション分析（ＦＩＡ）は、化学サンプルの分析のための湿式化 学において採用されている。規定容積のサンプルは、液体キャリアの流れによっ て流れ通過検出器に送られ、サンプルは、そこで分析される。運ばれるべきサン プルに試剤が添加され、その後、送られるサンプルおよび試剤は、検出器に入る 前に、反応管を通過する。

先行技術 流体インジェクション分析のための装置が、英国特許明細書第２１０４６５７号 に知られている。ここでは、かなり複雑なバルブが設けられている。このバルブ は、第１の位置においては、サンプルダクトとは独立して、そのバルブを通るキ ャリヤ流体の流れを転換するように動作し、それによって、サンプルダクトが充 填されるようにする。また、バルブは、第２の位置においては、キャリヤの流れ をサンプルダクトを通過するようにする。そのバルブは、キャリヤの流れを遮断 する第１および第２の位置の間において、サンプルおよび試剤を通過させながら 動作する。この公知の分析システムにおいて、キャリヤ液体は、従来実行されて いるようなぜん動ポンプの使用に代えて、積極的な圧力変位によって運ばれる。

発明の目的 この発明の目的は、改良されたフローインジェクション分析のための装置および 方法を提供することであり、それらは、動作において柔軟性を有し、かつ、多用 性に富んだ使用を与える。

発明 この発明の第１の局面では、フローインジェクション分析のための装置が設けら れ、ここでは、分析されるべきサンプルが所定容積のサンプルダクト内に供給さ れ、このサンプルダクトから、サンプルは、添加された試剤とともに加圧された キャリヤ液体によって反応管にまで運ばれる。

サンプルダクトは、サンプルローディング手段への連絡を与えるためにキャリヤ 流体の流れを止め、かつキャリヤラインからサンプルダクトを遮断するように動 作する複数個の遮断弁の間に位置するキャリヤライン内に位置している。

この発明の他の局面では、フローインジェクション分析のための方法が提供され 、そこでは、分析されるものであってサンプルダクト内に入れられるサンプルが 、サンプルの上流または下流に添加される高圧試剤とともに、加圧されたキャリ ヤ流体によって反応管にまで送られる。サンプルダクトは、１対の遮断弁の間に 位置するキャリヤライン内に位置している。この方法は、サンプルダクトの一方 側にあるバルブを動作させてサンプル入口をサンプルダクトに連絡し、かつサン プルダクトをキャリヤラインから遮断する工程と、他方のバルブを動作させてサ ンプルダクトを吸込入口に連絡し、かつサンプルダクトをキャリヤラインから遮 断する工程と、サンプルをサンプルダクト内に供給する工程と、２個のバルブを 動作させてサンプルダクトをキャリヤラインに連絡する工程と、を含む。

好ましい形態では、２個の三方向遮断弁が設けられ、一方の遮断弁はサンプルダ クトの上流側に位置し、他方の遮断弁はサンプルダクトの下流側に位置する。

複数個の遮断弁の間、およびサンプルダクトとバルブとの間に、吸込入口との連 絡を与えるために、好ましくは、付加的な三方向バルブが設けられる。このバル ブは、前記所定容積に対して過剰となるサンプルが通過して排出されるのを可能 にする。

上流に位置する遮断弁の上流側に、複数個のキャリヤのうちのいずれか１つ、お よび／またはフラッシング液体に連絡されるべきキャリヤラインに備えて、１個 またはそれ以上の三方向バルブが設けられてもよい。

下流に位置する遮断弁の下流であって試剤マニホールドの上流には、分析される べき所定容積でサンプルダクトに供給される前に、少量のサンプルを吸込み、か つ排出するのに備えて、さらに三方向バルブが設けられてもよい。

サンプルローディング手段は電磁注入器を備えるものであっでもよい。電磁注入 器は、上流に位置する遮断弁を経由して動作し、下流に位置する遮断弁を経由し てサンプルをサンプルダクト内に吸込む。

試剤マニホールドは、一連の三方向バルブを備えていてもよい。各バルブは、個 々の試剤リザーバに連絡されるようになっている。前記一連のバルブのうちのい ずれか１個または複数個が、分析されるべきサンプルにいずれか１つまたはそれ 以上の試剤を添加するのに設けられてもよい。

試剤マニホールドの下流では、好ましくは、反応管の温度が自動的に調節され得 るようになっている。その後には、別の三方向バルブが続き、そのバルブは、排 出のための連結あるいは検出器に通ずる出口への連結のいずれかを与える。

キャリヤおよび／またはフラッシング液体および試剤の両者は、積極的な圧力変 位によって動かされる。好ましくは、高圧は、共通のガス入口からもたらされ、 過圧ベントによって保護されている。積極的な圧力変位による運搬は、装置のい たるところで硬い配管が採用され得ることを可能にする。こうして、ぜん動ポン プによって駆動されるシステムにおいて通常使用されている柔軟な配管よりも大 きな精密度を与える。

サンプルは、自動サンプル交換器に容易に統合され得るサンプルリザーバから引 出される。また、たとえば、生産モニタを可能にしたり、あるいは、異なった連 続的なサンプルをそれぞれ連続的に分析するのを可能にするために、プログラム 制御が可能である。

装置に採用される種々の三方向バルブは、手動で操作されてもよく、あるいは、 コンピュータ制御の場合には、プログラムされた順序に従って自動的に操作され てもよい。

図面の簡単な説明 発明に従った装置および方法が、今、添付図面を参照して例示される。

第１図は、この発明に従った装置の一実施例を図解的に示す図である。

第２図は、ＦＩＡ用に使用される公知のマニホールドの図解図である。

第３図は、（ａ）ガス圧および（ｂ）ぜん動ポンプ駆動キャリヤの流れを用いて 記録された基準ノイズレベルを示す図である。

第４図は、装置に使用され得る高圧リザーバのキャップを通過する断面図である 。

第５図は、装置の電磁弁の構造を示す図である。

第６図は、修正されたバルブの相互接続を示す図解図である。

第７図は、装置とともに使用されるコンピュータインターフェイスの主要な要素 を示す図である。

ｔＪ８図は、リン酸塩を含有するサンプルから記録された吸収度のピークを示す 図である。

第９図は、蒸留水キャリヤの中に強力試剤を導入したことによって生ずる基準線 の変動を示す図である。

第１０図は、１−５０μｍの範囲にわたる種々の濃度のリン酸塩のサンプルに対 する吸収度のピーク高さを示す図である。

第１１図は、第６図のバルブの動作順序の表を示す図である。

第１２図は、第１図の装置と類似の装置の第２の実施例を示す図である。

実施例の説明 第１図を参照して、総括的に参照番号１０で示すのは、キャリヤラインである。

そのライン１０は、サンプルダクトまたはループ１２を含む。サンプルダクト１ ２は、上流に位置する三方向遮断弁１４と下流に位置する三方向遮断弁１６との 間に位置する。バルブ１４および１６は、サンプルダクト１２が、生産中におい てキャリヤライン１０内に連結され得るか、あるいは、キャリヤラインから遮断 され得るかのいずれかの状態となることを可能にし、また、下流側においてサン プルリザーバ１７に連結され、上流側において、ソレノイド２０によって動作可 能なロード注入器１８を備えているサンプルローディング手段に連結されている 。

上流に位置する遮断弁１４の上流にある三方向バルブ２２は、リザーバ２４から のキャリヤ液体またはリザーバ２６からのフラッシング液体のいずれか一方がキ ャリヤライン内に取入れられることを可能にする。２個以上のそのようなキャリ ヤ／フラッシング媒体リザーバが設けられてよく、それらは、適当な数の三方向 バルブとともに設けられてもよい。

キャリヤライン１０内へのキャリヤ液体（またはフラッシング媒体）の供給は、 積極的な圧力変位によってなされる。そのことは、加圧下にある窒素ガスのよう なガスがガス人口３０から過圧ベント３２を経由して供給されるガスライン２８ によって可能になる。適当なガス供給圧は、５〜１５ｐ　ｓ　ｉ　ｇ　（０，３ ５〜１．０５ｋｇ／ａｍ２）の範囲であり、下流の検出器（図示されていないが 一般的にはコンピュータ制御の光電分光光度計）を通過する流量は０゜１〜５ｍ ｉ分であり、好ましくは、１ｍＡ／分である。

排出に接続され得る三方向バルブ３４は、上流の遮断弁１４とサンプルループ１ ２との間に設けられる。排出に接続され得る別の三方向バルブ３６は、下流の遮 断弁１６のちょうど下流に位置するキャリヤラインに接続される。

サンプルローディングシステムの下流では、キャリヤライン１０は試剤マニホー ルド３８に続き、そこでは、一連の三方向バルブ４０は、リザーバ４２内に入れ られている１個またはそれ以上の任意の数の試剤がキャリヤラインに沿って運ば れるサンプルに添加され得ることを可能にする。

試剤の供給は、また、積極的な圧力変位によってなされ、そのことは、同じガス 入口３０から与えられるガスライン４４によって可能になる。

サンプル／試剤混合物は、温度が自動的に調節され得る反応管４６を通過し、そ こから、二者択一の排出口を有する三方向バルブ５０を経由して検出器に通ずる 出口４８に導かれる。反応管は、典型的には、室温から１００℃の範囲で動作す るように制御され得る。

すべてのダクト１２およびマニホールド３８は、硬くて不活性な配管の形態であ る。

使用に際しては、サンプル（典型的には２０〜２００マイクロリツトルの量であ る）は、ロード注入器１８を操作することによってサンプルダクト１２内に引出 される。一方、遮断弁１４および１６は、サンプルダクトを含みかつそれらの間 に位置するキャリヤライン１０の領域を遮断するように操作される。余分なサン プルは、ロード注入器１８を解放しながらバルブ３４を操作し、その後、バルブ １４と排出バルブ３４との間の空間を満たすように上流の遮断弁１４を操作する ことによって排出の方へ回される。

サンプルのローディングの後、遮断弁１４および１６は、サンプルダクト１２を キャリヤライン１０内に再接続するように操作される。それによって、バルブ２ ２を操作すると、キャリヤ液体はキャリヤライン内に入り、サンプルを下流に運 ぶ。試剤は試剤マニホールド３８内の１個またはそれ以上のバルブ４０を通過す るので、適当なバルブ４０が操作され、それによって選択された試剤を添加する 。この目的のために、適当なバルブ４０は、数回操作され、それによって必要な 量の試剤を注入する。典型的には、２００マイクロリツトルの試剤を供給して２ ００マイクロリツトルのサンプルと混合するために、１０回操作され、その各回 は１秒である。その後、流れは、サンプル／試剤混合物を反応管４６にまで運ぶ ように続く。

サンプルローディングシステムは、少量のサンプルを吸込むことによってサンプ ル間の下準備をすることを可能にし、その後に、下流の排出弁３６を通過する排 出が行なわれる。バルブ２２をフラッシング媒体リザーバ２４に向けて開き、か つバルブ５０を排出に向けて開くことによって、システムの洗浄が可能になる。

しかしながら、下準備および／または洗浄が連続的なサンプリングの間の本質的 な中間ステップではないということが注目されるべきである。

このことは、たとえば異なった分析テストのために同じリザーバからいくつかの サンプル約数が連続的に引出されるべきであるならば、有利である。

自動サンプル交換器の統合が容易に可能であり、また、試剤マニホールドに連結 され得る試剤リザーバの数に制約がないということが注目されるべきである。

システムは、選択されたプログラムをもってコンピュータ制御されてもよい。た とえば、生産モニタのために、あるいは、異なったサンプル、異なった分析およ び異なった試剤を包含する複合した分析のために、繰返しのバルブ操作、サンプ ルローディング、および試剤ローディングを行なうようにしてもよい。

そのシステムは、特に現場での使用に適している。なぜなら、電気要素を操作す るのに１２ボルトｄ、ｃの供給で十分であり、また、積極的なガス変位による流 れを可能にするために窒素シリンダで十分だからである。流体運搬のために最後 に述べた手段は、可視／ＵＶ光電分光光度計の形態の検出器の使用に対して有利 である。なぜなら、ぜん動ポンプの使用によって生ずる脈動流が避けられるから である。

このシステムの他の重要な利点は、キャリヤ、サンプルおよび試剤の流れが硬く て不活性な配管および不活性なバルブによって実行され得ることを可能にするこ とであり、また、有機材料および強い無機酸および塩基の両者とともに使用され ることを可能にするということである。このことは、ぜん動ポンプによって駆動 されるシステムではできなかったことである。

図示されかつ記述される形態に対する種々の修正が、発明の範囲内において可能 である。特に、以下に記述する第２図ないし第１０図に対して種々の修正がなさ れ得る。

本質的には、ＦＩＡは、連続的に流れているキャリヤ液体の流れの中にサンプル を導入するということに頼っており、サンプルは、検出器にまで移動しながらキ ャリヤ液体と反応する。検出器は、液体の成る特性をモニタする。液体の特性は 、サンプルの注入と検出器への到達との間で生ずる選択的な反応の程度に応じた 変化を受ける。旧式の空気分割式連続流分析器のアプローチに優るこの技術の重 要な利点は、ＦＩＡにおいて使用される圧力下（典型的には２．３ｐｓｉ）での キャリヤ液体の非圧縮性によって、注入と検出との間の時間間隔が高い精度をも って再生され得るということである。このことは、安定状態に達するのを待つこ となく反応生成物がモニタされ得ることを可能にし、したがって、高速サンプリ ングの実現を可能にする。

簡単なＦＩＡマニホールドが、第２図に図示されている。

サンプル約数が、試剤を含むキャリヤの流れの中に注入される（通常のＦＩＡ） 。あるいは、サンプルを含む流れの中に試剤が注入される（逆のＦＩＡ）。両者 のアプローチは制約された柔軟性をもたらす。なぜなら、サンプルまたは試剤の うちのいずれか一方に対して比較的大きな容積が必要となるからであり、また、 複合試剤または短い貯蔵寿命を持つ試剤は、長期間にわって単一のリザーバから は容易に供給され得ないからである。

ＦＩＡにおいてキャリヤの流れを推進する普通の方法は、試剤が配管以外の材料 と接触するのを防止するために、ぜん動ポンプを利用することである。ぜん動ポ ンプは、２つの欠陥を有している。第１のそれは、配管が時効硬化するという理 由で、信頼性がない。そして、第２に、それは、動作中に圧力のうねりを生じさ せる。このことは、検出器のフローセルに対して屈折率および濃度の変化を与え る。

すなわち、所望の信号の上にノイズが重なる。

この発明は、選択的な反応分析を実行するための新規な装置または器具を提供す るものである。器具の設計において目標とするところは、不所望と思える技術の 局面（ぜん動および制約された柔軟性）を捨てながら、ＦＩＡの利点（高度に再 現性あるタイミング、したがって検出工程の前に反応が完了する必要はない）を 保持することであった。

明は、以下に記述される。

本質的には、器具は、不活性（反応に寄与しないという意味）である低コストの 液体からなるキャリヤの流れを使用する。サンプルおよび試剤の両者は、コンピ ュータ制御のバルブを経由してキャリヤの流れの中に注入される。分析者の設計 では、キャリヤの流れのガス圧推進を選んでぜん動ポンプの使用をやめる。この ことは、ぜん動ポンプから得られ得るよりも検出信号において低ノイズとなる液 体の流れを生じさせるという利点を有する。吸収度としての典型的な減少された ノイズの例が、第３図に示される。そこでは、モニタされる信号は、フローセル を通して汲み出される水の流れで５００ｎｍで動作する分光光度検出器（型式セ シルＣＥ５０９５）を用いた。信号の記録は、（ａ）に示すものが圧力推進のも のであり、（ｂ）で示すものがぜん動ポンプのものである。各々の場合において 、流量は約１ｍＡ／分であった。また、検出器のフルスケールレンジは、０．０ ５Ａユニツト（以後ＡＵと称す）であった。

第４図を参照して。キャリヤおよびフラッシング液体および試剤は、別々に、シ ョットデユランボトル５２（それぞれ、はぼ１０００および５００ｍＱの容量） 内に貯蔵された。ボトル５２には四フッ化エチレン樹脂から作られた栓５４が嵌 められており、このボトルは、普通のボトルキャップ５６によって所定の位置に 保持された。キャップ５６には、貫通する３０ｍｍの孔があけられている。２個 の四フッ化エチレン樹脂製チューブ５８．６０は、第４図に図示するようにケミ ナートカップリングを用いて各リザーバに連結されている。一方のチューブ６０ は、高圧ガスを運び、栓の孔で終端となっている。他方のチューブは、リザーバ からの液体を運び、栓を通過している。チューブ−栓のシールは、小さなシリコ ン製Ｏリング６２によってなされている。

キャリヤ、フラッシング液体、試剤およびサンプルの流れは、１／１６インチの 四フッ化エチレン樹脂製のチューブを使用しているマニホールドとして互いに接 続されたソレノイドバルブを用いて制御される。自動化された試剤の混合および キャリヤの制御のために、ソレノイドバルブが採用される。自動分析器の実験モ デルとして、リー（Ｌｅｅ）のバルブ（型式ＬＦＹＸＯ５００２００ＡＢ）が使 用され、それは、１２Ｖの論理レベルで動作する。そのような１個のバルブの構 造が、第５図に図解的に示され、その動作は、本質的には、共通連結部６８と、 通常開いているチャネル７０と、通常開じているチャネル７２との間の２個の通 路６４．６６のうちの一方を閉じるようになっている。チャネル７０は、ソレノ イドに電流が通過しないならば、開いている。ソレノイドに電流が通過した場合 、アクチュエータは右に移動し、チャネル７０を閉じ、チャネル７２を開いた状 態にする。

第５図のバルブに代わるべきものとして、次のバルブが使用され得る：米国、ニ ュージャージ州、メイブルウッド、ロムバーディプレース６のネブチニン・リサ ーチ・リミテッドによって作られた型式１６１ＴＯ１１（二方向バルブ）および 型式１６１ＴＯ３１（三方向バルブ）バルブ接続マニホールドが第６図に示され る。この実験器具では、４個の試剤リザーバの制限が、利用可能なバルブの数に よって設定された。しかし、もっと多くの数が採用され得ないという理由は何も ない。バルブ７４−８０は、選択された試剤が、試剤を置き換えることによりて 流れの中に入るのを可能にする。注入のタイミングを単純化するために、４個の バルブは、混合箇所（バルブ８２）から等距離にある。サンプルループは、ニー ドル注入、吸引または任意の自動化技術によって充填され得る。

試剤または試剤の混合物は、バルブ８２と８４との間の部分を充填するようにさ れ、その後、バルブ８２は閉じられ（先に開かれた試剤バルブとともに）、そし てサンプルループはスイッチインとされる。この地点で、バルブ８２と８４との 間の通路は、精密に再生され得る容積からなる試剤−サンプル−試剤のサンドイ ッチを含み、そして、バルブ８６．８４．８２および８８の閉鎖は、このサンド イッチがバルブ８８を通って検出器にまで至るようにする。

一旦反応生成物が測定されると、バルブ８２および８４は、開かれてもよく、ま たその間に位置する通路は、洗浄液体（それは、キャリヤと同じ成分となり得る ）によって洗浄されてもよい。洗浄液体は、また、試剤バルブおよび相互接続チ ューブを洗浄する。

バルブ操作の順序は、第１１図に要約されている。この図において、ＮＯは、バ ルブの通常の開状態を示し、論理オフのときの状態である。ＮＣは、通常の閉じ た状態を示している。“サンプル待ち”の状態（バルブ８２および検出器を通る 流れを止める状態）は、手動のサンプルローディングのためのみに必要とされ、 その場合、試剤アセンブリと実際にサンプルをローディングする操作者との間で かなりの遅れが存在し得る。手動のサンプル注入では、サンプルを試剤のサンド イッチ内に導入する操作が、注入バルブに取付けられた光学センサ（図示せず） によって検出される。このことは、コンピュータが、残りの分析のためのタイミ ング順序を監視するのを可能にする。そのことは、“分析°状態へ直ちに切換わ ることを必要とするだろう。

重要な容積、そしてそれゆえに相互接続配管の長さは、バルブ８２と８４との間 のセグメントの長さであり、そしてもちろん、サンプルループの容積それ自体で ある。このセグメントには２つの部分があり、それはサンプルループのいずれか の側にある。また、これらは、サンプルおよび試剤が検出器にまで移動するとき サンプルを超える過剰な試剤が常に存在しているということを保証するのに十分 大きいものでなければならない。一方、これらの容積を小さくすることは、試剤 の使用においてかなり経済的になることを可能にする。この器具のために、使用 者は、感度（ピークの高さに関連する）とサンプル処理能力（ピークの幅に反比 例する）との間に妥協点を欲するものと推定された。

検出したピークの高さと幅の比率は、パラメータの最適化のための適当な基準と して取入れられた。１．５ｍ１ｌ／分の流量を用いた場合、サンプルループの容 積が１７５マイクロリツトルで、それぞれループのバルブ８２側およびバルブ８ ４側における配管の容積が４０マイクロリツトルおよび１４０マイクロリツトル のものに対して、高さと幅の比率の最大値が得られるということが認められた。

原型分析器用として、分光光度検出器が選ばれた。これは、普通の流れ注入分析 器におけるのと同様、多くの典型的な反応が比較的容易に使用され得ることを可 能にする。

今までに２個の検出器が使用されてきた。一方は、フィルタ比色検出器であり、 他方は、１００マイクロリツトルのフローセルが嵌められたセシル（Ｃｅｃｅｌ ）のυＶ−Ｖｉｓ分先計である。

器具は、第７図にアウトラインを示すように、多機能インターフェイスユニット を使用しているコモドール（Ｃ。

ｍｍｏｄｏｒｅ）６４マイクロコンピユータに接続される。

検出器からの出力は、約１０マイクロボルトの精度をもって０−１ｖの範囲の読 込みを行なうダイナミックアナログインターフェイスを用いてモニタされる。各 バルブは、バルブソレノイドと直列になっているＴＰ１２１）ランジスタに基づ いてインターフェイスを経由する論理出力によって制御される。サンプル負荷セ ンサは、コンピュータのバドルボートに接続され、そこではループのバルブが切 換えられるとき、標準スロットオプトスイッチ（Ｒ８要素）の一部を形成してい るフォトダイオードの抵抗変化がモニタされる。

第８図は、モリブデン酸塩ナトリウム３．２Ｘ１０−２Ｍ）およびアスコルビン 酸（２，７Ｘ１０−”Ｍ）の混合物との反応によって生ずる色を用いてモニタさ れた５個の連続したリン酸塩（約５００μＭ）のサンプルから記録された未修正 の出力を示す吸収度／時間の記録である。生産物は、５００ｎｍでモニタされた 。

明らかに、器具は、再現性のある結果を与え、そして、感度は、従来のフローイ ンジェクション分析から予測されるのと同じオーダのものである。しかしながら 、使用された技術は、検出器のベースラインに重なるようになる２つの特徴をも たらす。１番目の特徴は、キャリヤの流れの中に試剤を導入することによっても たらされる屈折率の変化から生じる。このことは、レンズのような液体／液体の インターフェイスを生じさせ、このインターフェイスは、同種液体によるよりも 、より効率的に、フローセルを通過する光を集中させる。最終結果は、伝達の増 加であり、また、試剤−サンプル−試剤のサンドイッチがセルを通過するときの 吸収度記録における負に向かうピーク（またはトラフ）である。はとんどの試剤 はモニタ波長ではキャリヤ液体とは異なった吸収度を有しているので、試剤がセ ルを通過すれば、一般的には、第２の特徴、すなわち、トラフの後に直ちに正に 向かう吸収度信号を生じさせる。

これらの結果は、第９図の記録から明瞭に観察され得る。

第９図は、極端な例として、フローセルを通過する５ＭＮａＯＨのサンプルの通 過から５００ｎｍでモニタされる吸収度を示している。この場合、トラフおよび ピークの両者は、０．００４ＡＵのオーダの伝達変化を生じさせる。

多くの場合、特に試剤がそれほど濃縮していないところでは、反応生成物の吸収 度は、これらの源から生じる外乱よりもはるかに大きいものとなろう。そのよう な場合、モニタされるピーク高さは、サンプルサイズの実質的な範囲にわたって サンプルの濃度とともに直線的に変化することが認められる。しかしながら、低 いサンプル濃度では、これらの結果は、直線からの逸脱をもたらす。第１０図は 、試剤を使い、かつ上述の波長をモニタしてリン酸塩サンプルに関して実行され た一連の分析におけるサンプル濃度に対するピーク高さの変化（Ａ　Ｕ）を示し ている。直線からのかなりの逸脱は、７Ｘ１０−　’　Ｍ　［ＰＯ４’　−］以 下で明白である。幸いなことに、そのような逸脱は、ブランクから記録される信 号を減算することによって除去され得るものであり、そのことは、かなり簡単に ソフトウェアで調整することができる。

そのような修正がなくても、その技術の感度は、従来のフロー分析器具の感度に 接近するかあるいはそれを超えるほど高い。記述した装置の高い信頼性および再 現性、およびソフトウェア制御の下での試剤範囲からの選択能力は、日常の分析 に対して大きな利点を与えるものであるということが明らかであろう。

第１２図は、第１図と類似の装置の第２の実施例を示す図であり、そこでは、同 様の部品は１００だけ増加した同じ番号で示されている。最初に、試剤マニホー ルド１３８が、サンプルダクト１１２の上流に配置されていることが認められる 。キャリアバルブ１２２は、主要なキャリヤ液体の選択を可能にし、一方、バル ブ１４０は、選択された試剤、希釈剤または代わるべきキャリヤが主要なキャリ ヤと置換することによって流れの中に入るのを可能にする。

対になっているバルブを２０Ｈｚの周波数で交互に動作させることによって、マ ニホールド１３８内で試剤混合物を生産することが可能である。そして、この技 術は短い貯蔵寿命を呈する試剤混合物に′対して有用である。特定の定量のため に選択された試剤または混合物は、所定の時間の間にマニホールドを満たすよう にされる。その所定の時間は、コンピュータによって制御され、かつ定量のため に書かれたソフトウェア手順によって規定される充填時間ｔｆとして引用される 。この点では、バルブ４および５によって境界を定められるサンプルダクトまた はループ１１２は、マニホールド１３８から出て切換えられ、ソレノイドで動作 する注入ポンプ１１８を用いてサンプルで満たされ得る。

過剰な液体は、注入ポンプ１１８からバルブ１３５を通って排出される（第１図 のバルブ３４と同様である）。したがって、ポンプ１１８は繰返して操作され、 任意のループ容積を満たし得る。一旦サンプルループが充填されると、右側の試 剤バルブ１４０と反応管１４６との間の通路は、サンドイッチ状のパターンの試 剤−サンブルー試剤または試剤−キャリヤーサンプルを含む。上記パターンは、 ｔｆの大きさに依存し、かつ、正確に再現性のある容積からなる。第１のパター ンは最大感度を与える。一方、第２のものは、自動インライン希釈タイプの手続 に使用され得るものであり、そこでは、サンプルゾーンのうち高度に分散された 部分のみが試剤と混合する。

このシステムでは、ループの容積は約１６０マイクロリツトル（以後ｕｉ）であ った。そして、そのシステムは、（最大感度のモードで動作するとき）約４ｏｏ ｕｉの試剤混合物まで使用され、合計で４００ｕｍのサンプル（サンプル送り出 し管内の容積を含む）が各分析に供された。後者の容積はもっと小さくされても よい。しかし、それは、好ましくは、他の自動分析システムにおける実際のサン プルの使用に匹敵する。バルブ１１４および１１６の閉鎖によって、サンプル含 有のサンドイッチが反応管１４６にまで、そして最終的には検出器１４７にまで 通過するようになる。一旦反応混合物が反応管内に存在すると、バルブ１５０は 、正確に制御された反応時間だけ流れを止めるために閉じられてもよい。反応管 はユーザによって特定される温度で維持されるものであるので、広範囲な反応時 間および温度が、反応化学の範囲を調節するのに使用され得る。

確かに、もし反応が上昇した温度において実行されるのであれば、望ましくは、 出口バルブ１４９は、反応管１４６内におけるガスの気泡の生成を避けるために 閉じられるべきである。定められた反応時間の後、バルブ１４９は開かれ、そし て反応混合物は、検出システムを通過して排出される。

検出器フローセルを越えたところにバルブ１５１があり、そのバルブ１５１は、 排出のための２つの通路の選択を可能にする。一方の通路では、液体流を運ぶた めにかなり広い内径孔のチューブが使用され、そして、通常の動作条件下（約１ ５ｐｓｉｇまたは１．０５ｋｇ／ｃｍ２のガス圧）で、この通路を通過する流量 は約５ｃｍ”／分である。この速い流量は、器具の初期値を設定するのに有用で あり（このことは、試剤リザーバとマニホールドバルブ１４０との間の配管が新 鮮な試剤を含むことを確実にするということを包含する）、また、化学作用また はキャリヤを変更するときマニホールド１３８を充填するのに有用である。

第２の通路は、制約されたコイルの狭い内径孔のチューブを通過するものであり 、このことは、マニホールドに背圧を与え、また、流量を約２．５ｃｍ”／分に まで落とす。

この流量は、試剤混合、反応混合物推進および生成物測定のために利用される。

重要な容積、そしてそれゆえに相互接続配管の長さは、反応管１４６の下流にあ るバルブ１１６とバルブ１４９との間のセクション（反応管容積）であり、また 、バルブ１１４とバルブ１１６との間のセクション（サンプルループ１１６の容 積）である。このシステムでは、これらの容積は、それぞれ、１６０および５０ ０ｕ　Ｌであり、それらは、５０および１２０ｃｍの配管長さを使用することに よって得られる。他の相互接続配管は、実用上はできるだけ短くなるように維持 され、それによって、試剤の使用に対してかなりの節約を与える。

第１２図の修正例において、代わりとなるバイパス通路１５３（点線で示される ）が、キャリヤバルブ１２２の下流にある三方向バルブ１５４から設けられ、そ れは、反応管１４６の上流にある三方向バルブ１５６にまで延びている。この通 路は、キャリヤ液体が直接反応管内に入ることを可能にし、そして、試剤の準備 がなされ得ることを可能にし、さらに、先の反応混合物が反応管内に位置してい る間にサンプルが供給され得ることを可能にする。付加的なキャリヤ通路は、検 出器１４７に至る反応混合物の通過を開始するのに利用され得る。排出のための バルブ１３６は、先の反応混合物が反応管１４６内に制止している間に、試剤マ ニホールド１３８が充填されるようにするために必要となるであろう。このアプ ローチは、少なくとも３０ｓの反応時間を持つ反応のためにサンプルあたり３０ ｓまで分析時間を減少することができる。

図示されていないが第１２図の他の修正例では、第２の反応管が主要な反応管１ ４６と並列に取付けられるものであり、したがって、第２の混合物が検出器に向 かって通過している間（および第３のサンプルが供給されている間）、１つの反 応が行なわれ得るようになる。この場合、システムのすべての部品は、いつも、 試剤を用意するのに、またサンプルを供給するのに、また反応を生じさせるのに 、また生成物をモニタするのに利用されている。このことは、利点を与える。な ぜならば、多数分析手続内において高温反応と低温反応（または２つの異なった 温度の反応）とを混合させることが容易であるからである。

１２Ｖ　Ｄ、Ｃ。

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Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．分析されるべきサンプルが所定容積サンプルダクト（１２）内に供給され、 さらにそこから、添加された試剤とともに高圧キャリヤ流体によって反応管（４ ６）にまで運ばれるフローインジェクション分析用装置であって、前記サンプル は、複数個の遮断弁（１４，１６）の間のキャリヤライン（１０）内に配置され 、前記遮断弁は、キャリヤ流体の流れを止めるように動作可能であり、かつ、サ ンプルローディング手段への連結を与えるためにサンプルダクトをキャリヤライ ンから遮断するように動作可能である、フローインジェクション分析用装置。
2. ２．２個の三方向遮断弁（１４，１６）が設けられ、一方の遮断弁（１４）はサ ンプルダクト（１２）の上流側に位置し、他方の遮断弁（１６）はサンプルダク ト（１２）の下流側に位置している、請求の範囲第１項に記載の装置。
3. ３．サンプルダクト（１２）と上流側のバルブ（１４）との間に逃がし弁（３４ ）が設けられ、上流側のバルブ（１４）は、吸込入口（１８）への連結を与える ものであり、逃がし弁（３４）は、前記所定容積に対して過剰となるサンプルが 排出の方へ回るのを可能にするものである、請求の範囲第１項に記載の装置。
4. ４．キャリヤライン（１２）が複数個のキャリヤおよび／またはブラッシング流 体のうちのいずれか１つに連絡され得るようにするために、上流側の遮断弁（１ ４）の上流側に、少なくとも１個のバルブ（１２２）をさらに備える、請求の範 囲第１項に記載の装置。
5. ５．下流側の遮断弁の下流側に位置する三方向バルブは、分析されるべき所定の 容積でサンプルダクト（１２）を充填する前に、少量のサンプルを吸込み、かつ それを排出の方に回すことを可能にするような下準備に備えるものである、請求 の範囲第１項に記載の装置。
6. ６．前記サンプルローディング手段は、下流側の遮断弁（１６）によってサンプ ルダクト内にサンプルを吸引するために、上流側の遮断弁（１４）によって動作 する電磁注入器（１８）を備える、請求の範囲第１項に記載の装置。
7. ７．一連の三方向バルブを有している試剤マニホールド（３８）をさらに備え、 各々の三方向バルブは、個々の試剤リザーバ（４２）との連絡を与えるものであ り、それによって、試剤がサンプルに添加されるのを可能にする、請求の範囲第 １項ないし第６項のいずれかに記載の装置。
8. ８．前記反応管（４６）は、その温度が自動的に調節され得る、請求の範囲第１ 項ないし第６項のいずれかに記載の装置。
9. ９．前記反応管の後には、三方向バルブ（５０）が続き、この三方向バルブは、 排出への連結または検出器につながる出口部への連結のいずれかを与える、請求 の範囲第８項に記載の装置。
10. １０．キャリヤ流体および試剤の両者は、ともに、積極的な圧力変位によって駆 動される、請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の装置。
11. １１．積極的な圧力変位のための高圧は、共通のガス入口（３０）から生じ、ま た、それは過圧ベント（３２）によって保護されている、請求の範囲第１０項に 記載の装置。
12. １２．キャリヤ流体を反応管（１４６）に選択的に連絡するためのバイパスライ ン（１５３）をさらに備え、それによって、サンプルの充填が行なわれている間 に反応混合物が検出器（１４７）の方に通過するのを可能にする、請求の範囲第 １項ないし第６項のいずれかに記載の装置。
13. １３．分析されるべきものであって、サンプルダクト内に入れられるサンプルが 、サンプルの上流または下流で添加される高圧試剤とともに高圧キャリヤ流体に よって反応管にまで運ばれるようになっているフローインジェクション分析の方 法であって、前記サンプルダクトは、１対の遮断弁の間のキャリヤライン内に配 置され、前記方法は、サンプルダクト（１２）の一方側にあるバルブ（１６）を 動作させて、それによってサンプル入口をサンプルダクトに連絡し、かつサンプ ルダクトをキャリヤライン（１０）から遮断する工程と、他方のバルブ（１４） を動作させて、それによってサンプルダクトをキャリヤラインから連絡する工程 と、サンプルをサンプルダクト内に充填する工程と、２つのバルブを動作させて 、サンプルダクトをキャリヤライン内に連絡する工程と、を含んでいる、フロー インジェクション分析の方法。