ピストン移動の補正を伴う溶剤供給
【課題】溶剤供給システムにおける、溶剤供給の精度を改善する。
【解決手段】本発明の溶剤供給システム（１）は、溶剤を計量するようになっている、ピストン（４）を設けた計量装置（２）と、計量装置のピストン移動を溶剤圧力に従って制御するようになっている制御ユニットとを有する。溶剤圧力の変動は、供給流路（１）又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させ、また、制御ユニットは、ピストン（４）の対応の補正移動により、溶剤体積の変動を補償するようになっている。
【解決手段】本発明の溶剤供給システム（１）は、溶剤を計量するようになっている、ピストン（４）を設けた計量装置（２）と、計量装置のピストン移動を溶剤圧力に従って制御するようになっている制御ユニットとを有する。溶剤圧力の変動は、供給流路（１）又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させ、また、制御ユニットは、ピストン（４）の対応の補正移動により、溶剤体積の変動を補償するようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶剤を溶剤供給システムに供給するための供給流路、及び流体試料の化合物を分離するようになっている分離システムの技術に関する。本発明はさらに、溶剤を供給する方法、及び時間依存溶剤組成を有する複合溶剤を生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶剤送出システムは、おおむね大気圧から約数百バールの圧力までの範囲に及ぶことができる圧力で単一成分液体又は液体混合物を供給するために使用される。
【０００３】
「Backflow Prevention for High Pressure Gradient Systems」と題する米国特許出願公報第ＵＳ２００４／０１８０２７３Ａ１号には、高圧勾配溶剤送出システムが記載されている。逆流防止を伴うパルス減衰（またはダンパー作用）を各高圧ポンプに加えることにより、高圧勾配ポンプの組成精度が改善される。逆流防止は、十分な最小流れ抵抗を加え、それにより、より広範囲の流量にわたるパルス減衰の性能を向上させ、結果的に安定した勾配性能が得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、溶剤供給システムにおける溶剤供給の精度を改善することである。この目的は、特許請求の範囲に記載される独立請求項によって解決される。好適な実施形態についても、従属請求項で示される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、溶剤供給用の供給流路が、溶剤を計量するようになっている、ピストンを設けた計量装置を備える。供給流路はさらに、計量装置のピストン移動を溶剤圧力に従って制御するようになっている制御ユニットを備え、溶剤圧力の変動が、供給流路又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させる。制御ユニットは、ピストンの対応する補正移動により、溶剤体積の変動を補償するようになっている。
【０００６】
供給流路の出口での圧力変動は、供給流路内に蓄えられている溶剤体積に影響を及ぼす。たとえば、溶剤圧力が上昇すると、供給流路内の溶剤体積が圧縮されるであろう。圧力降下がある場合、供給流路内の溶剤体積の膨張が観察されるであろう。圧力変動によって生じるこれらの体積変化のために、ピストンが押し退ける溶剤体積と、供給流路の出口での溶剤の流量との間に一対一の対応関係がない。実際に、出口での流量は、ピストン移動に依存するだけでなく、瞬時溶剤圧力にも依存する。圧力変動によって発生する体積変化の絶対値は、供給流路内の液体の総量及びその弾性（または、圧縮性、伸縮性）によって左右され、そのため、流量が少ないとき、出口での流量に相対乱れが発生する。加えて、特に高処理量（スループット）用例で使用される急勾配から、たとえば系統的な圧力傾斜が発生するであろう。
【０００７】
本発明の実施形態によれば、制御ユニットは、圧力変動による影響を考慮に入れるようにしてピストン移動を制御するようになっている。第１に、ピストンの速度を所望の流量に設定して、溶剤圧力を監視する。圧力変動の場合、供給流路内の溶剤体積の、圧力により誘発された変動に対応する補正移動を、通常のピストン移動に重ねる。これにより、供給流路内に含まれる溶剤体積の膨張及び圧縮が補償される。その結果、所望の流量を有する溶剤流が、供給流路の出口に得られる。
【０００８】
多くの用例では、システム圧力を一定値に維持することができない。しかし、システム圧力が圧力変動を受けた場合でも、本発明の実施形態に従った供給流路は非常に正確な溶剤流量を送出するであろう。
【０００９】
好適な一実施形態によれば、供給流路は、供給流路内の溶剤圧力を追跡するようになっている圧力決定ユニットを有する。たとえば、圧力決定ユニットは、実際の圧力を表す信号を生成し、この信号が計量装置の制御ユニットへ送られ、それにより、ピストン移動を圧力変動に適応させることができるであろう。
【００１０】
好適な一実施形態では、供給流路の出口での流量を安定させるために、制御ユニットはピストン移動に補正を重ねるようになっている。これにより、流量の歪み及び不連続性が取り除かれる。たとえば、試料分析の分野では、固定的な流量は、取得した測定データの精度の向上を助ける。
【００１１】
好適な一実施形態では、制御ユニットは、計量装置のピストン移動を修正することにより、溶剤圧力の変動による追加的な圧縮又は膨張流を補償するようになっており、それにより、供給流路に押し込まれる、又は供給流路から引き出される溶剤の追加量が補償される。そのような圧縮又は膨張流は、たとえば溶剤の圧縮性及びシステム弾性の効果を含むであろう。システム弾性は、たとえばダンパー作用を生じる要素を含むことができる。
【００１２】
好適な一実施形態によれば、制御ユニットは、対応の前向き変位をピストン移動に重ねることによって、溶剤圧力の増加を補償するようになっている。制御ユニットはさらに、対応の後向き変位をピストン移動に重ねることによって、溶剤圧力の低下を補償するようになっている。ピストンの前向き変位は、供給流路内の溶剤の体積圧縮に対応する。同様に、ピストンの後向き変位は、供給流路内の溶剤の体積膨張に対応する。
【００１３】
本発明の実施形態はさらに、ピストンを設けた第１計量装置を有する第１供給流路であって、第１溶剤を混合ユニットに供給するようになっている第１供給流路を備える、溶剤供給システムに関する。溶剤供給システムはさらに、ピストンを設けた第２計量装置を有する第２供給流路であって、第２溶剤を混合ユニットに供給するようになっている第２供給流路を備えている。混合ユニットは、第１溶剤及び第２溶剤を混合し、且つ第１溶剤及び第２溶剤をある混合比率で混ぜた複合溶剤を供給するようになっている。制御ユニットは、混合比が複合溶剤の溶剤圧力の変動にほぼ無関係になるように、第１計量装置及び第２計量装置のピストン移動を制御するようになっている。
【００１４】
比較のために、再度従来の技術について言及する。従来の解決法では、混合ユニットの出口での溶剤圧力の変動が、第１供給流路及び第２供給流路によって与えられる流量に影響を及ぼした。たとえば、圧力増加の場合、第１供給流路内に蓄えられている第１溶剤及び第２供給流路内に蓄えられている第２溶剤の両方が、さらなる圧縮を受ける。その結果、圧力変化は、第１供給流路及び第２供給流路によって与えられる有効流量に影響を及ぼした。
【００１５】
さらに、複合溶剤の圧力の変動は、第１溶剤及び第２溶剤の混合比率に影響を及ぼすであろう。第１供給流路によって与えられる流量は、第２供給流路によって与えられる流量と大きく異なるであろう。さらに、第１供給流路内での圧縮性は、第２供給流路内での圧縮性と異なるであろう。これらの理由のために、圧力変動によって生じる体積効果は、それぞれの流量に異なった程度の影響を及ぼし、したがって、圧力変動が溶剤の混合比率に影響を及ぼすであろう。
【００１６】
従来の溶剤供給システムでは、上記の複合溶剤の混合比率の圧力依存性は、取得したデータの精度に悪影響を及ぼした。さらに、一定のパラメータ範囲では、システム圧力の振動が発生した。これらの振動の理由は、システム圧力が溶剤の混合比率に影響を及ぼし、次に混合比率が、そのような混合液体の粘度等の変化を介してシステム圧力に影響を及ぼすからである。
【００１７】
本発明の実施形態に従った溶剤供給システムでは、圧力変動による体積効果が補償される。これらの体積効果のために、ピストンの速度と供給流路の出口で得られる流量との間に一対一の対応関係がない。したがって、本発明の実施形態では、ピストン移動は、所望の流量及び圧力変動による影響の両方を考慮に入れるように修正される。供給流路内に含まれる溶剤のいずれの追加的な圧縮又は膨張も補償される。圧力補正されたピストン移動を使用することにより、混合比率は、複合溶剤の圧力のいずれの変動にもほとんど左右されなくなる。第１溶剤及び第２溶剤の割合は、もはや圧力変動の影響を受けず、したがって、高精度の溶剤組成を有する複合溶剤が混合ユニットの出口に与えられる。複合溶剤の混合比率を安定させることにより、その後の測定の精度が改善される。
【００１８】
好適な一実施形態によれば、制御ユニットは、溶剤圧力の変動による追加的な圧縮又は膨張流を補償するようになっている。これは、それぞれの供給流路に押し込まれる、又はそれぞれの供給流路から引き出される溶剤の量が補償されるように、第１供給流路及び第２供給流路の各々の内部での計量装置のピストン移動を修正することによって達成される。
【００１９】
好適な一実施形態によれば、制御ユニットは、補償移動をピストン移動に重ねることによって、溶剤圧力の変動による供給流路内の溶剤体積の膨張又は圧縮を中和するようになっている。
【００２０】
好適な別の実施形態によれば、制御ユニットは、対応の前向き変位をピストン移動に重ねることによって溶剤圧力の増加を補償するようになっている。さらに好ましくは、制御ユニットは、対応の後向き変位をピストン移動に重ねることによって溶剤圧力の減少を補償するようになっている。
【００２１】
好適な一実施形態では、ピストンの前向き変位は、第１供給流路及び第２供給流路内の第１溶剤及び第２溶剤の体積圧縮に対応し、且つピストンの後向き変位は、第１供給流路及び第２供給流路内の第１溶剤及び第２溶剤の体積膨張に対応する。
【００２２】
好適な代替実施形態によれば、制御ユニットは、第１計量装置及び第２計量装置のピストン移動の少なくとも一方に補償刺激パルスを重ねることによって、圧力変動によって発生する複合溶剤の混合比率の振動を減衰又は抑制するようになっている。
【００２３】
従来技術の溶剤供給システムでは、複合溶剤の圧力の変化が、第１供給流路内に含まれる溶剤Ａの体積及び第２供給流路内に含まれる溶剤Ｂの体積の両方に影響を及ぼす。２つの供給流路内の流量及び圧縮性に応じて、溶剤Ａ及び溶剤Ｂの混合比率が修正されるであろう。そして修正混合比率は、複合溶剤の粘性に、したがってその圧力に影響を及ぼすであろう。このため、混合比率及び溶剤圧力間の相互作用は、混合比利率の振動及び溶剤圧力の対応の振動を発生させる。
【００２４】
本発明の実施形態によれば、この振動挙動は、補正変位をピストン移動に重ねることによって中和される。以上に記載した実施形態では、これらの補正は、まさに最初から定常的に加えられる。しかしながら、望ましくない振動挙動を抑制するためには、短い補正パルスを第１計量装置及び第２計量装置のピストン移動の少なくとも一方に重ねれば十分であろう。この刺激パルスに応答して、振動はほぼ即座に抑制される。この実施形態では、補正を行うのに必要な経費ができる限り少なく保たれる。
【００２５】
好適な一実施形態によれば、混合ユニットは、混合Ｔ継手として実現される。混合Ｔ継手では、溶剤Ａの流れが溶剤Ｂの流れと合わせられ、溶剤Ａ及び溶剤Ｂの混合物が混合Ｔ継手の出口に与えられる。
【００２６】
好適な別の実施形態によれば、溶剤供給システムはさらに、混合ユニットの背後の溶剤の圧力を決定するようになっている圧力決定ユニットを有する。複合溶剤の圧力は、溶剤組成に応じて変化するであろう。圧力変動を監視することにより、ピストンに必要な補正移動を決定することができる。
【００２７】
さらに別の実施形態によれば、第１流路及び第２流路のピストン移動は、複合溶剤が一定流量で供給されるように制御される。たとえば、流体試料を分析する分野において、複合溶剤の流量が一定に保たれると、取得したデータの分析が相当に簡単になる。
【００２８】
好適な一実施形態では、第１溶剤及び第２溶剤の混合比率は、時間の関数として変化する。このため、複合溶剤の性質は、時間の関数として、たとえばプログラムされた仕方で変化するであろう。
【００２９】
好適なさらなる実施形態では、制御ユニットは、第１溶剤及び第２溶剤の比率を連続的に変化させるように、第１計量装置及び第２計量装置のピストン移動を制御するようになっている。さらなる好適な実施形態によれば、第１溶剤及び第２溶剤の比率は、勾配に従って変化する。たとえば、分析条件は、分析の進行とともに移動相組成が変化することを必要とするであろう。たとえば、液体クロマトグラフィでは、移動相の溶離強さは、時間の関数として連続的に増加するようにプログラムされている場合が多い。
【００３０】
好適な別の実施形態によれば、ピストン移動の必要な補正は、以下のパラメータ、すなわち、個々の溶剤又は複合溶剤の実際の圧力、供給流路構成部品のシステム弾性（減衰）、第１供給流路及び第２供給流路内のそれぞれの圧縮性、及び計量装置の実際のピストン位置の１つ又は複数から導き出される。計量装置のピストン位置から、それぞれの供給流路内に含まれる溶剤体積を決定することができる。圧力変動、システム弾性、供給流路内の圧縮性及び供給流路内に蓄えられている溶剤体積がわかれば直ぐに、結果的に生じる溶剤体積の圧縮又は膨張をそれらから導き出すことができる。溶剤体積の変化が、ピストンの必要補償押し退け量を決定する。
【００３１】
好適な一実施形態では、第１供給流路及び第２供給流路内のそれぞれの圧縮性が、複合溶剤の送出前に決定される。たとえば、供給流路内に蓄えられている溶剤体積が、好ましくはピストンの押し退け動作によって圧縮される間の溶剤圧力を監視することにより、供給流路内の圧縮性を決定することができる。
【００３２】
好適な一実施形態では、複合溶剤の圧力の変動は、複合溶剤の粘度の対応する変動によるものである。たとえば、混合ユニットの出口は、一定の水力学的圧力による抵抗を有する装置に接続されるであろう。複合溶剤が装置を通過するために必要な複合溶剤の圧力は、装置の水圧抵抗及び複合溶剤の粘度の両方によって決まる。ここで、複合溶剤の粘度は、第１溶剤及び第２溶剤の混合比率によって左右されるであろう。したがって、混合比率は粘度に影響を及ぼし、それにより、複合溶剤の粘度の変動は、混合ユニットの出口での溶剤圧力の対応の変動をもたらす。
【００３３】
好適な一実施形態によれば、制御ユニットは、溶剤圧力及び溶剤組成間の既知の関係から複合溶剤の圧力を導き出すようになっている。たとえば、溶剤圧力は、第１溶剤及び第２溶剤の混合比率の関数として記録されるであろう。溶剤圧力及び混合比率間の関係がわかるとすぐに、この関係を使用して、混合ユニットの出口での複合溶剤の圧力を予測することができる。本実施形態では、複合溶剤の圧力を実際に測定する必要がなくなる。
【００３４】
さらなる好適な実施形態では、第１供給流路及び第２供給流路の少なくとも一方は、減衰ユニットを有する。減衰ユニットは、システム圧力の不連続性を均すようになっている。たとえば、減衰ユニットは、弾性膜によって供給流路から分離された流体タンクを有し得る。
【００３５】
好適な一実施形態によれば、溶剤供給システムは、マイクロ流体装置の一部である。
【００３６】
好適な一実施形態によれば、溶剤供給システムは分離装置に流体接続状態にあり、複合溶剤は、流体試料の化合物を分離するために移動相として使用される。たとえば、移動相は、溶解検体の分離を行うことができる固定相担体（stationary phase support：固相担体）の流体通路を通って搬送されるであろう。固定相担体は、たとえば粒子充填層（packed bed）、膜又は膜集合体、多孔質モノリシック層、或いは開放チューブを有するであろう。多くの場合、勾配溶離を行うために、分析条件は、分析の進行とともに移動層組成が変化することを必要とする。この種類の用例では、測定精度は、溶剤供給システムの計量精度に大きく依存する。たとえば、測定精度は、第１溶剤及び第２溶剤の混合比率の精度に依存し、それは、この混合比率が複合溶剤の溶離強さなどの性質を決定するからである。
【００３７】
好適な一実施形態では、第１溶剤として水が使用される一方、第２溶剤として、たとえばエタノール又はアセトニトリルのような有機溶剤が使用される。有機溶剤の量を連続的に増加させることにより、複合溶剤の溶離強さが時間の関数として連続的に増加する。
【００３８】
本発明の実施形態に従った分離システムは、複合溶剤を供給するようになっている上記のような溶剤供給システムと、流体試料の化合物を分離するようになっている分離装置とを有し、溶剤供給システムの出口は、分離装置の入口に接続されている。高精度溶剤勾配を与えることができる溶剤供給システムを使用することにより、取得したデータの精度が相当に改善される。好適な一実施形態では、分離装置は、充填材料で満たした分離カラムである。
【００３９】
好適な一実施形態では、分離流路は、好ましくは溶剤供給システムの下流側且つ分離装置の上流側に位置する試料注入ユニットを有する。
【００４０】
好適なさらなる実施形態では、分離システムは、液体クロマトグラフィシステム、電気泳動システム及び電気クロマトグラフィシステムの１つである。
【００４１】
本発明の実施形態は、１つ又は複数の適当なソフトウェアプログラムによって部分的又は全体的に具現される、又は支持されることができ、そのようなソフトウェアプログラムは、任意の種類のデータキャリアに記憶されるか、又は他の方法で与えられることができ、また任意の適当なデータ処理ユニットで、又はこのデータ処理ユニットによって実行されるであろう。ソフトウェアプログラム又はルーチンは好ましくは、ピストンの押し退け量の必要な補正を決定し、且つピストン移動を制御するための制御信号を生成するのに適用される。
【００４２】
本発明の他の目的、及び本発明の実施形態の付随的な利点の多くは、実施形態の以下のさらに詳細な説明を添付図面と組み合わせて参照することによって容易に評価され、且つさらに十分に理解されるであろう。実質的又は機能的に同一又は同様な特徴は、同一参照符号によって表される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
図１には、高圧溶剤送出システムが示されている。溶剤送出システムは、第１計量型ポンプ２を備える第１溶剤送出ライン１を有する。第１溶剤送出ライン１は、第１溶剤Ａを混合Ｔ継手３に供給するようになっており、溶剤Ａの流量は、計量型ポンプのピストン４の移動によって決定される。さらに、第２計量型ポンプ６を備える第２溶剤送出ライン５が、混合Ｔ継手３に接続されている。第２溶剤送出ライン５は、第２溶剤Ｂを混合Ｔ継手３に供給するようになっており、溶剤Ｂの流量は、ピストン７の移動によって決定される。
【００４４】
混合Ｔ継手３内で、２つの溶剤送出ライン１、５によって与えられる溶剤Ａ及び溶剤Ｂのそれぞれの体積が混合され、混合Ｔ継手の出口８に、一定割合の溶剤Ａ及び一定割合の溶剤Ｂの複合溶剤が与えられる。圧力決定ユニット９が、混合Ｔ継手の出口８の下流側に配置されている。圧力決定ユニット９は、たとえば複合溶剤の圧力を決定するためのワイヤひずみ計又は圧電式圧力計を有することができるであろう。
【００４５】
液体クロマトグラフィの分野では、溶剤勾配を高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）カラムに供給するために、高圧溶剤送出システムを使用することができる。しかしながら、図１に示された溶剤送出システムは、２つ以上の溶剤の時間依存組成が必要である任意の他の用途にも同様に使用することができるであろう。図１に示された実施形態では、混合Ｔ継手３の出口８が、液体クロマトグラフィカラム１０と流体連通状態にある。流路はさらに、分離カラム１０の上流側に位置するインジェクタユニット１１を有する。インジェクタユニット１１は、一定体積の流体試料、いわゆる「プラグ」を分離流路内に導入できるようにする。試料の分析を開始するとき、複合溶剤の溶離強さは比較的低く、したがって、試料成分のほとんどは、分離カラムのヘッドに捕集される。次に、溶剤勾配が加えられる。図２では、溶剤勾配が時間の関数として描かれている。最初、複合溶剤は完全に溶剤Ａから成り、これは、たとえば水であることができる。時間間隔１２の間に、溶剤Ｂの割合が連続的に増加する。一般的に、溶剤Ｂは、たとえばエタノール又はアセトニトリルのような有機溶剤であることが多い。有機溶剤の量が増加するため、時間間隔１２中に溶離強さが連続的に増加し、注入試料のさまざまな異なった成分（moieties）が、検出ユニット１３に接続されている分離カラムの出口へ連続的に押し流される。検出ユニット１３は、たとえば流体の吸光度の強さを監視するようになっている光学式吸光度検出ユニットとして実現されるであろう。ある帯域の一定の試料成分が検出セルを通過するときはいつも、検出器の出力信号に対応のピークが存在するであろう。ピークは、注入時間に対する、その帯域の中心が検出器を通過する時間であるそれらの滞留時間に関して特徴付けられるであろう。ピークの下の面積を積分することにより、一定の試料成分による吸収量が得られる。検出ユニットを通る流量が一定に維持される場合、得られるピーク面積は、対応の試料成分の濃度に正比例するであろう。したがって、分離流路内の流量をできる限り一定に保つことが常に試みられてきた。
【００４６】
図１の溶剤供給システムでは、溶剤送出ライン１、５の各々が、１つの高圧ポンプを有する。しかしながら、一定流量の溶剤を与えるために、図３に示されているような２つのポンプヘッドから成る構造を、単一の計量装置の代わりに使用することができる。図３に示された構造は、第１ポンプヘッド１４と、この第１ポンプヘッド１４に直列に接続された第２ポンプヘッド１５とを有する。第１ポンプの入口１６に第１チェック弁１７が設けられ、出口１９に第２チェック弁２０が設けられている。出口１９は、第２ポンプの入口２１と流体連通状態にある。第１動作段階中に、第１ポンプのピストン２２が上方へ移動する一方、第２ポンプのピストン２３が下降ストロークを行う。チェック弁１７が開放され、チェック弁２０が閉鎖されて、溶剤が吸引される。第２ポンプのピストン２３の下降移動のため、第２ポンプの出口２４に溶剤流が発生する。後続の第２動作段階中に、ピストン２２が下方へ移動する一方、ピストン２３は上昇ストロークを行う。ピストン２２は、ピストン２３の容積の約２倍だけ押し退ける。この理由のため、ピストン２３の上昇ストロークは、ピストン２２の下降ストロークによって過剰補償され、その結果、出口２４に溶剤流が生じる。
【００４７】
高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）に適する溶剤送出システムは、１００バールを超える圧力で複合溶剤を供給しなければならない。ピストン２２、２３がその移動方向を変える毎に、システム圧力の不連続２５が存在するであろう。この種類の不連続を減衰するために、溶剤送出ラインはさらに、パルス減衰器２６を有する。パルス減衰器２６内で、溶剤圧力が、溶剤導管を流体タンク２８から分離する膜又はメンブレン２７に対して押し付けるように作用する。これにより、圧力不連続の大幅な減少（２９）が得られる。
【００４８】
図４では、複合溶剤の粘度が、溶剤組成の、すなわち溶剤Ｂの割合の関数として示されている。曲線３０は、水及びメタノール（ＭｅＯＨ）の混合物に関する。曲線３１は、水及びアセトニトリル（ＡＣＮ）の混合物に関する。両方の場合において、複合溶剤の粘度は、溶剤組成によって大きく左右される。溶剤Ｂが少量である場合、粘度は比較的低く、次に上昇し、次に溶剤Ｂの割合が大きくなると、再び減少する。
【００４９】
分離カラム１０を流れる既定の溶剤流を生じさせるために必要な溶剤圧力は、複合溶剤の粘度によって左右される。実際に、カラムのヘッドにおける溶剤圧力ｐは、
ｐ＝流量×水力学的圧力による流れ抵抗（hydraulic flow resistance）
＝流量×形状寸法係数×粘度
として書き表されことができる。したがって、分離カラムを通って複合溶剤を搬送するために必要な圧力は、複合溶剤の粘度に正比例する。
【００５０】
溶剤勾配を分離カラム１０に与えるとき、複合溶剤の粘度プロファイルは、カラムの入口の上流側で測定された溶剤圧力の対応プロファイルを引き起こす。図５は、図２に示されているような溶剤勾配を加えたとき、圧力決定ユニット９によって測定された溶剤圧力を時間の関数として表す曲線３２を示す。純水の場合、分離カラムの固定相担体を通って移動相を押し進めるために、約２７０バールの圧力が必要である。有機溶剤の量の増加に伴って、複合溶剤の粘度が増加し、したがって、必要な体積流量を維持するために必要な圧力は、約３５０バールまで上昇する。有機溶剤の量がさらに増加すると、粘度が低下し、したがって、必要な圧力が約１５０バールまで低下する。
【００５１】
本発明の実施形態に従った発見の１つは、溶剤組成に対する溶剤圧力の依存性が、組成の乱れを引き起こすことであろう。以下に、これらの乱れの理由をさらに詳細に説明する。図１の圧力決定ユニット９で検出された圧力を増加させると、溶剤送出ライン１内の溶剤Ａの体積及び溶剤送出ライン５内の溶剤Ｂの体積の両方がさらに圧縮されるであろう。図１では、溶剤Ａの体積圧縮３３及び溶剤Ｂの体積圧縮３４が概略的に示されている。逆の場合、複合溶剤の圧力が低下すると、第１溶剤送出ライン１内の溶剤Ａの体積及び溶剤送出ライン５内の溶剤Ｂの体積の両方が膨張させられるであろう。溶剤送出ライン１、５内での溶剤圧縮及び溶剤膨張の追加の効果は、計量型ポンプ２、６のそれぞれのピストン移動だけが、混合ユニット３に到達する溶剤流を決定するわけではないことを意味する。実際に、ピストン移動に加えて、溶剤圧力の変化、及び溶剤送出ライン内に含まれている溶剤体積の対応変動を考慮に入れなければならない。
【００５２】
圧力変動による効果をより詳細に理解するために、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、Ｈ2Ｏ及びＭｅＯＨの高圧溶剤勾配を分離カラムに加えたときの幾つかの異なったシステムパラメータの模擬挙動を示す。より見やすくなるように効果を高めるために、圧縮性液体流路Ａを、たとえば、より大きいダンパー作用を行うようにして流路Ａ内に組み込まれているものとする。図６（Ａ）には、複合溶剤の圧力が、時間の関数として表されている。領域３５では、圧力の挙動が、図５に示された圧力プロファイルと極めてよく一致している。しかしながら、領域３６では、複合溶剤の圧力が振動し始める。図６（Ｂ）に示されている、分離カラムを通る溶剤流量を時間の関数として監視するとき、同様な挙動が見られる（encountered）。領域３７ではカラムを通る流量が減少し、領域３８では複合溶剤の流量が時間の関数として増加する。領域３９では、カラム流量の振動が観察される。
【００５３】
溶剤Ｂの送出割合を時間の関数として示す図６（Ｃ）を見れば、振動挙動を理解することができる。領域４０では、溶剤Ｂの割合が時間の関数としてほぼ直線的に増加する。次に領域４１では、複合溶剤の組成の変動が観察される。
【００５４】
図６（Ｄ）では、対応のピストン位置が、時間の関数として表されている。最初、領域４２では、ピストン位置曲線の傾斜が非常に大きく、これは溶剤Ａの流量が大きいことに対応する。溶剤勾配を発生するために、溶剤Ａの流量を連続的に減少させる一方、溶剤Ｂの流量を直線的に増加させることが必要である。溶剤Ａの流量の直線的減少を可能にするために、ピストン位置の傾斜を連続的に減少させる。
【００５５】
次に、図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示された振動挙動の機構（メカニズム）について論じる。溶剤Ｂの量が８５％（図６（Ｃ）の参照符号４３を参照）から９５％（図６（Ｃ）の参照符号４４を参照）まで増加すると考えよう。修正溶剤組成が分離カラムのヘッドに伝播するとすぐに、溶剤圧力が修正組成粘度に従って変化するであろう。したがって、複合溶剤の圧力の対応の減少が、図６（Ａ）の参照符号４５と参照符号４６との間の時間間隔で観察される。このとき、溶剤送出ライン１内の溶剤Ａの体積及び溶剤送出ライン５内の溶剤Ｂの体積の両方が、この圧力降下に応じて膨張する。溶剤Ａ及び溶剤Ｂのそれぞれの圧縮率κA及びκBに応じて、溶剤Ａ及び溶剤Ｂの追加体積が自由に設定され得る。これらの追加体積は、複合溶剤の組成に影響を及ぼす。領域４１では、溶剤Ａの絶対流量が溶剤Ｂの流量よりはるかに小さいので、溶剤Ａの流量の相対的増加は溶剤Ｂの流量の相対的増加より重要であろう。その結果、溶剤Ｂの割合は、たとえば９５％から約８７％（図６（Ｃ）の参照符号４７を参照）に減少するであろう。溶剤混合物の修正組成が分離カラムに達すると、複合溶剤の圧力の対応の増加が観察される（図６（Ａ）の参照符号４８を参照）。
【００５６】
次の繰り返しの中で、溶剤圧力のこの増加が、溶剤送出ライン内の溶剤Ａ及び溶剤Ｂの体積の対応の圧縮をもたらし、これが修正溶剤組成を生じさせる、などである。
【００５７】
上記説明から、振動挙動は、溶剤組成及び溶剤圧力間の相互作用によるものであり、これらの振動の期間が、混合ユニットから分離カラムへ進むときの複合溶剤の伝播遅れによって決定されることは明らかである。
【００５８】
本発明の実施形態によれば、ピストン移動Ａは、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）に示されている振動挙動も回避されるように修正される。特に、ピストンの移動に対応の補正変位を重ねることによって、溶剤送出ライン内に含まれる溶剤体積の、溶剤の圧力の変動による圧縮及び膨張を補償することが提案される。
【００５９】
図７（Ｄ）は、ピストンＡのピストン位置対時間を示す。図７（Ｄ）から、ピストンＡのピストン移動をいかに修正するかがわかるであろう。曲線４９は、従来技術の解法に従ったピストン移動を示す一方、曲線５０では、圧力変動による影響が考慮されている。
【００６０】
圧力が増加し、供給流路内の溶剤体積が圧縮されるとき、この圧縮を補償するために、前向き方向の補正移動がピストン移動に重ねられる。複合溶剤の圧力が減少するとき、供給流路内の溶剤体積が膨張し、この膨張を補償するために、後向き変位がピストン移動に重ねられる。このように、供給流路内に押し込まれる、又はこの供給流路から引き出される溶剤の追加量が補償される。
【００６１】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）の３つのグラフは、図７（Ｄ）の曲線５０に従った圧力補正ピストン移動に関する。図７（Ａ）は、溶剤勾配を分離カラムに加えるときのシステム圧力を時間の関数として表す。補正ピストン移動は、複合溶剤の粘度プロファイルに影響を及ぼさず、したがって、領域５１では、圧力曲線はまだ図５に示された圧力曲線に符合する。しかしながら、補正ピストン移動により、圧力振動（図６（Ａ）の領域３６を参照）が抑えられる。
【００６２】
図７（Ｂ）は、分離カラムのカラム流量を時間の関数として示す。図７（Ｂ）のカラム流量を図６（Ｂ）のカラム流量と比べると、修正ピストン移動が流れの乱れを均すのを助けることは明らかである。図６（Ｂ）の領域３９に現れていたカラム流量の振動が、完全に抑えられている。
【００６３】
図７（Ｃ）は、溶剤Ｂの割合を時間の関数として表している。曲線５２は直線５３に近く、したがって、溶剤Ｂの量は、時間の関数として直線的に増加する。図６（Ｃ）と比べると、溶剤Ｂの量の振動が観察されない。最大値に達した後、溶剤Ｂの割合は一定のままである。
【００６４】
図８（Ａ）は、ピストンＡの速度を時間の関数として示す。曲線５４は、補正が加えられない場合に対応する一方、曲線５５では、補正移動がピストンの通常移動に重ねられている。領域５６では、圧力が時間の関数として上昇し（図７（Ａ）を参照）、溶剤供給流路内の溶剤Ａの体積が圧縮される。この溶剤Ａの圧縮を補償するために、前向き方向の補正がピストン移動に重ねられる。領域５６では、補正曲線５５が非補正曲線５４の上方に位置する。システム圧力がその最大値に達した後、圧力は時間の関数として低下し始める。図８（Ａ）の領域５７は、この圧力低下に関係づけられる。供給流路内に含まれる溶剤Ａ及び溶剤Ｂのそれぞれの体積が膨張する。この膨張を補償するために、後向き方向の補正がピストン移動に重ねられる。したがって、領域５７では、補正曲線５５が非補正曲線５４の下方に位置する。
【００６５】
図８（Ｂ）では、ピストンＢの速度が、時間の関数として表されている。図８（Ｂ）の時間尺度は、図８（Ａ）の時間尺度と一致している。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を比較すると、流量補正のほとんどが、ピストンＡの速度を修正することによって行われることがわかるであろう。しかしながら、領域５８の場合である、ピストンＡの補正速度がゼロより低くなる場合、ピストンＢの速度を追加的に修正することが必要になるであろう。したがって、領域５８では、ピストンＢの修正速度を表す補正曲線６０が非補正曲線５９からずれる。領域５８は、図８（Ｂ）においてピストンＢの速度が修正される唯一の領域である。これは、溶剤Ａ用の流路が溶剤Ｂ用の流路より相当に弱い場合にのみ当てはまり、これは、溶剤Ａ用の流路内に組み込まれた仮想的なダンパー作用に当てはまる。
【００６６】
図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は、本発明の代替実施形態に関する。図９（Ａ）は、システム圧力を時間の関数として表し、図９（Ｂ）は、カラム流量の時間依存度を表し、図９（Ｃ）では、溶剤Ｂの割合が時間の関数として描かれている。時間間隔６１では、溶剤送出システムは非補正状態で実行される。したがって、領域６２、６３、６４に安定した振動が起きる。これらの領域では、システム挙動が、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）に示された挙動に符合する。次に、時点６５で、補正アルゴリズムを作動させて、補正変位をピストン移動に重ねる。これを図９（Ｄ）に見ることができ、これは、溶剤Ａ用の計量装置のピストン位置を時間の関数として示している。時間間隔６１では、非補正ピストン移動は、図６（Ｄ）のピストン移動と一致する。時点６５から、補正変位がピストン移動に重ねられる。図９（Ｄ）の領域６６の小さい波が、この補正を表す。この補正移動に応答して、振動挙動が領域６７、６８、６９で減衰され、ほぼ同時に安定性が達成される。
【００６７】
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、図９（Ａ）〜図９（Ｄ）の実施形態に関連し、ピストンＡ及びピストンＢのそれぞれの速度を時間の関数として表している。図１０（Ａ）は、ピストンＡの速度に関する。時間間隔７０の間、ピストンＡの速度には補正がまったく加えられない。次に、時点７１に、振動挙動を中和する急激な変化７２がある。図１０（Ｂ）は、ピストンＢの速度に関する。時間間隔７０の間、ピストンＢの速度はまったく修正されない。次に、流量補正が時点７１で開始された後、補正のほとんどが、溶剤Ａ用の溶剤送出ラインの計量装置によって行われる。しかしながら、ピストンＡの速度がゼロより低くなるときはいつも、ピストンＢの速度を修正することが必要であろう。たとえば、領域７３では、ピストンＡの速度がゼロより低くなる時間間隔に対応する、ピストンＢの速度に重なる補正７４、７５が存在する。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示された流量補正は、溶剤組成及びカラム流量の安定化を実現する。
【００６８】
上述の実施形態に即して、本発明を説明すると、本発明は、溶剤を計量するようになっている、ピストン（４）を設けた計量装置（２）と、計量装置のピストン移動を溶剤圧力に従って制御するようになっている制御ユニットとを有する、供給流路（１）を備える溶剤供給システムであって、溶剤圧力の変動が、供給流路（１）又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させ、また、制御ユニットは、ピストン（４）の対応の補正移動により、溶剤体積の変動を補償するようになっていることを特徴とする溶剤供給システムを提供する。
【００６９】
好ましくは、供給流路の出口での溶剤圧力を決定するようになっている圧力決定ユニットを備えること、制御ユニットは、供給流路の出口での流量を安定させるようにピストンの移動を制御するようになっていること、制御ユニットは、供給流路に押し込まれる、又は供給流路から引き出される溶剤の追加量を補償するように計量装置のピストン移動を修正することにより、溶剤圧力の変動による追加的な圧縮又は膨張流を補償するようになっていること、制御ユニットは、対応する前向き変位をピストン移動に重ねることによって溶剤圧力の増加を補償し、且つ対応する後向き変位をピストン移動に重ねることによって溶剤圧力の減少を補償するようになっていること、又は、ピストンの前向き変位は、供給流路内の溶剤の体積圧縮に対応し、またピストンの後向き変位は、供給流路内の溶剤の体積膨張に対応すること、のうち少なくとも１つの特徴を備える。
【００７０】
好ましくは、供給流路のうち、第１の供給流路は、第１溶剤を混合ユニット（３）に供給するようになっており、さらに、ピストン（７）を設けた第２計量装置（６）を有して、第２溶剤を混合ユニット（３）に供給するようになっている第２供給流路（５）を備えており、混合ユニット（３）は、第１溶剤及び第２溶剤を混合し、且つ第１溶剤及び第２溶剤をある混合比率で混ぜた複合溶剤を供給するようになっており、制御ユニットは、混合比率が複合溶剤の溶剤圧力の変動にほぼ無関係になるように、計量装置となる第１計量装置（２）及び第２計量装置（６）のピストン移動を制御するようになっている。
【００７１】
好ましくは、制御ユニットは、それぞれの供給流路に押し込まれる、又は供給流路から引き出される溶剤量を補償するように、第１供給流路及び第２供給流路の各々の内部での計量装置のピストン移動を修正することにより、溶剤圧力の変動による追加的な圧縮又は膨張流を補償するようになっていること、制御ユニットは、補償移動をピストン移動に重ねることによって、溶剤圧力の変動による供給流路内の溶剤体積の膨張又は圧縮を中和する（counteracting：相殺する）ようになっていること、制御ユニットは、対応の前向き変位をピストン移動に重ねることによって溶剤圧力の増加を補償し、且つ対応の後向き変位をピストン移動に重ねることによって溶剤圧力の減少を補償するようになっていること、制御ユニットは、第１計量装置及び第２計量装置のピストン移動の少なくとも一方に補償刺激パルスを重ねることによって、複合溶剤の圧力の変動による複合溶剤の混合比率の変動分を相殺するようになっていること、制御ユニットは、複合溶剤が一定流量で与えられるように第１計量装置及び第２計量装置のピストン移動を制御するようになっていること、制御ユニットは、第１溶剤及び第２溶剤の比率を時間の関数として連続的に変化させるようになっていること、制御ユニットは、複合溶剤内の第１溶剤及び第２溶剤の比率を勾配に従って変化させるようになっていること、又は、制御ユニットは、複合溶剤の粘度を決定する第１溶剤及び第２溶剤の比率から複合溶剤の溶剤圧力を導き出すようになっていること、のうち少なくとも１つの特徴を備える。
【００７２】
好ましくは、制御ユニットは、以下のパラメータ、すなわち、第１溶剤、第２溶剤及び複合溶剤の少なくとも１つの実際の圧力、供給流路構成部品のシステム弾性、第１供給流路及び第２供給流路内のそれぞれの圧縮性、及び、第１供給流路及び第２供給流路内に含まれるそれぞれの溶剤体積を決定する、計量装置の実際のピストン位置、の１つ又は複数から追加的な膨張又は圧縮流を導き出すようになっている。
【００７３】
好ましくは、混合ユニットは、混合Ｔ継手であること、ピストンの前向き変位は、第１供給流路及び第２供給流路内の第１溶剤及び第２溶剤の体積圧縮に対応し、且つピストンの後向き変位は、第１供給流路及び第２供給流路内の第１溶剤及び第２溶剤の体積膨張に対応すること、混合ユニットの出口の下流側に位置して、複合溶剤の圧力を決定するようになっている圧力決定ユニット、混合比率は、時間依存混合比率であること、第１供給流路及び第２供給流路の各々に対して、それぞれの第１及び第２圧縮性を決定すること、溶剤圧力の変動は、複合溶剤の粘度の変動に対応すること、第１供給流路及び第２供給流路の少なくとも一方が、減衰ユニットをさらに有すること、溶剤供給システムは、マイクロ流体装置の一部として実現されること、混合ユニットの出口は、分離装置に接続され、複合溶剤は、流体試料の化合物を分離するための移動相として使用されること、又は、第１溶剤は水であり、第２溶剤は、エタノール及びアセトニトリルのいずれか一方であること、のうち少なくとも１つの特徴を有する。
【００７４】
好ましくは、複合溶剤を供給するようになっており、流体試料の化合物を分離するようになっている分離装置（１０）をさらに有し、溶剤供給システムの出口は、分離装置の入口に接続されている。
【００７５】
好ましくは、溶剤供給システムの下流側に位置して、流体試料を分離システムに導入するようになっている試料注入ユニットを有すること、複合溶剤は、流体試料の化合物を分離するための移動相として使用されること、又は、分離システムは、液体クロマトグラフィシステム、電気泳動システム及び電気クロマトグラフィシステムの１つであること、のうち少なくとも１つの特徴を有する。
【００７６】
本発明は、さらに、ピストン（４）を設けた第１計量装置（２）を有する第１供給流路（１）であって、第１溶剤を混合ユニット（３）に供給するようになっている第１供給流路（１）と、ピストン（７）を設けた第２計量装置（６）を有する第２供給流路（５）であって、第２溶剤を混合ユニット（３）に供給するようになっている第２供給流路（５）と、を備えており、混合ユニット（３）は、第１溶剤及び第２溶剤を混合し、且つ第１溶剤及び第２溶剤をある混合比率で混ぜた複合溶剤を供給するようになっており、さらに、混合比が複合溶剤の溶剤圧力の変動にほぼ無関係になるように、第１計量装置及び第２計量装置（２、６）のピストン移動を制御するようになっている制御ユニット、を備えることを特徴とする溶剤供給システムを提供する。
【００７７】
さらに、本発明は、溶剤を供給する方法であって、供給流路（１）の一部である計量装置（２）を使用して溶剤を与えること、溶剤圧力を監視することであって、溶剤圧力の変動が、供給流路（１）又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させる、監視すること、及び、計量装置（２）のピストン移動を溶剤圧力に従って制御し、且つ、ピストン（４）の対応の補正移動によって溶剤体積の変動を補償すること、を含むことを特徴とする溶剤を供給する方法を提供する。
【００７８】
好ましくは、ピストン移動に補償移動を重ねることによって、溶剤圧力の変動による供給流路内の溶剤体積の膨張又は圧縮を中和することをさらに含む。
【００７９】
さらに、本発明は、時間依存溶剤組成を有する複合溶剤を生成する方法であって、第１供給流路（１）の一部である第１計量装置（２）を使用して第１溶剤を与えること、第２供給流路（５）の一部である第２計量装置（６）を使用して第２溶剤を与えること、第１溶剤及び第２溶剤を混合し、且つ第１溶剤及び第２溶剤をある時間依存混合比率で混ぜた複合溶剤を生成すること、複合溶剤の溶剤圧力を監視すること、及び、混合比率が、複合溶剤の溶剤圧力の変動にほぼ無関係になるように、第１計量装置（２）及び第２計量装置（６）のピストン移動を制御すること、を含むことを特徴とする時間依存溶剤組成を有する複合溶剤を生成する方法を提供する。
【００８０】
好ましくは、ピストン移動に補償移動を重ねることによって、溶剤圧力の変動による第１供給流路及び第２供給流路内の溶剤体積の膨張又は圧縮を中和すること、第１計量装置のピストン移動に対応の補正を重ねることによって、圧力変動による第１供給流路内の第１溶剤の膨張又は圧縮を補償し、且つ第２計量装置のピストン移動に対応の補正を重ねることによって、圧力変動による第２供給流路内の第２溶剤の膨張又は圧縮を補償すること、又は、第１及び第２計量装置のピストン移動の少なくとも一方に補償刺激パルスを重ねることによって、複合溶剤の圧力の変動による複合溶剤の混合比率の振動を相殺すること、のうち少なくとも１つを有する。
【００８１】
さらに、本発明は、コンピュータなどのデータ処理システムで実行するとき、供給流路（１）の一部である計量装置（２）を使用して溶剤を与えること、溶剤圧力を監視することであって、溶剤圧力の変動が、供給流路（１）又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させる、監視すること、及び、計量装置（２）のピストン移動を溶剤圧力に従って制御し、且つ、ピストン（４）の対応の補正移動によって溶剤体積の変動を補償すること、を含むことを特徴とする、溶剤を供給する方法を制御するための（好ましくはデータキャリア内に記憶された）ソフトウェアプログラム又は製品を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】溶剤Ａ用の溶剤送出ライン及び溶剤Ｂ用の溶剤送出ラインを有する溶剤送出システムを示す図である。
【図２】溶剤Ｂの量が時間の関数として直線的に増加する溶剤勾配を示すグラフである。
【図３】２つの計量型ポンプを直列に接続して設けた二重ピストンポンプを示す図である。
【図４】複合溶剤の粘度を複合溶剤の混合比率の関数として示すグラフである。
【図５】溶剤勾配を分離装置に加えるときの複合溶剤の圧力の時間依存度を表すグラフである。
【図６】（ａ）は、非補正ピストン移動の場合の溶剤圧力の時間依存度を示すグラフであり、（ｂ）は、非補正ピストン移動の場合のカラム流量の時間依存度を示すグラフであり、（ｃ）は、非補正ピストン移動の場合の溶剤組成の時間依存度を示すグラフであり、（ｄ）は、非補正ピストン移動の場合のピストン押し退け量の時間依存度を示すグラフである。
【図７】（ａ）は、補正ピストン移動の場合の溶剤圧力の時間依存度を示すグラフであり、（ｂ）は、補正ピストン移動の場合のカラム流量の時間依存度を示すグラフであり、（ｃ）は、補正ピストン移動の場合の溶剤組成の時間依存度を示すグラフであり、（ｄ）は、補正ピストン移動の場合のピストン押し退け量の時間依存度を示すグラフである。
【図８】（ａ）は、補正ピストン移動の場合のピストンＡの押し退け速度を時間の関数として示すグラフであり、（ｂ）は、補正ピストン移動の場合のピストンＢの押し退け速度を時間の関数として示すグラフである。
【図９】（ａ）は、ピストン移動が補正パルスによって補正されている場合に溶剤圧力を時間の関数として示すグラフであり、（ｂ）は、ピストン移動が補正パルスによって補正される場合にカラム流量を時間の関数として示すグラフであり、（ｃ）は、ピストン移動が補正パルスによって補正される場合に溶剤組成を時間の関数として示すグラフであり、（ｄ）は、ピストン移動が補正パルスによって補正される場合にピストン押し退け量を時間の関数として示すグラフである。
【図１０】（ａ）は、ピストン移動が補正パルスによって補正される場合にピストンＡの押し退け速度を時間の関数として示すグラフであり、（ｂ）は、ピストン移動が補正パルスによって補正される場合にピストンＢの押し退け速度を時間の関数として示すグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１ 供給流路
２ 計量装置
４ ピストン
５ 第２供給流路
６ 第２計量装置
７ ピストン
１０ 分離装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶剤を溶剤供給システムに供給するための供給流路、及び流体試料の化合物を分離するようになっている分離システムの技術に関する。本発明はさらに、溶剤を供給する方法、及び時間依存溶剤組成を有する複合溶剤を生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶剤送出システムは、おおむね大気圧から約数百バールの圧力までの範囲に及ぶことができる圧力で単一成分液体又は液体混合物を供給するために使用される。
【０００３】
「Backflow Prevention for High Pressure Gradient Systems」と題する米国特許出願公報第ＵＳ２００４／０１８０２７３Ａ１号には、高圧勾配溶剤送出システムが記載されている。逆流防止を伴うパルス減衰（またはダンパー作用）を各高圧ポンプに加えることにより、高圧勾配ポンプの組成精度が改善される。逆流防止は、十分な最小流れ抵抗を加え、それにより、より広範囲の流量にわたるパルス減衰の性能を向上させ、結果的に安定した勾配性能が得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、溶剤供給システムにおける溶剤供給の精度を改善することである。この目的は、特許請求の範囲に記載される独立請求項によって解決される。好適な実施形態についても、従属請求項で示される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、溶剤供給用の供給流路が、溶剤を計量するようになっている、ピストンを設けた計量装置を備える。供給流路はさらに、計量装置のピストン移動を溶剤圧力に従って制御するようになっている制御ユニットを備え、溶剤圧力の変動が、供給流路又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させる。制御ユニットは、ピストンの対応する補正移動により、溶剤体積の変動を補償するようになっている。
【０００６】
供給流路の出口での圧力変動は、供給流路内に蓄えられている溶剤体積に影響を及ぼす。たとえば、溶剤圧力が上昇すると、供給流路内の溶剤体積が圧縮されるであろう。圧力降下がある場合、供給流路内の溶剤体積の膨張が観察されるであろう。圧力変動によって生じるこれらの体積変化のために、ピストンが押し退ける溶剤体積と、供給流路の出口での溶剤の流量との間に一対一の対応関係がない。実際に、出口での流量は、ピストン移動に依存するだけでなく、瞬時溶剤圧力にも依存する。圧力変動によって発生する体積変化の絶対値は、供給流路内の液体の総量及びその弾性（または、圧縮性、伸縮性）によって左右され、そのため、流量が少ないとき、出口での流量に相対乱れが発生する。加えて、特に高処理量（スループット）用例で使用される急勾配から、たとえば系統的な圧力傾斜が発生するであろう。
【０００７】
本発明の実施形態によれば、制御ユニットは、圧力変動による影響を考慮に入れるようにしてピストン移動を制御するようになっている。第１に、ピストンの速度を所望の流量に設定して、溶剤圧力を監視する。圧力変動の場合、供給流路内の溶剤体積の、圧力により誘発された変動に対応する補正移動を、通常のピストン移動に重ねる。これにより、供給流路内に含まれる溶剤体積の膨張及び圧縮が補償される。その結果、所望の流量を有する溶剤流が、供給流路の出口に得られる。
【０００８】
多くの用例では、システム圧力を一定値に維持することができない。しかし、システム圧力が圧力変動を受けた場合でも、本発明の実施形態に従った供給流路は非常に正確な溶剤流量を送出するであろう。
【０００９】
好適な一実施形態によれば、供給流路は、供給流路内の溶剤圧力を追跡するようになっている圧力決定ユニットを有する。たとえば、圧力決定ユニットは、実際の圧力を表す信号を生成し、この信号が計量装置の制御ユニットへ送られ、それにより、ピストン移動を圧力変動に適応させることができるであろう。
【００１０】
好適な一実施形態では、供給流路の出口での流量を安定させるために、制御ユニットはピストン移動に補正を重ねるようになっている。これにより、流量の歪み及び不連続性が取り除かれる。たとえば、試料分析の分野では、固定的な流量は、取得した測定データの精度の向上を助ける。
【００１１】
好適な一実施形態では、制御ユニットは、計量装置のピストン移動を修正することにより、溶剤圧力の変動による追加的な圧縮又は膨張流を補償するようになっており、それにより、供給流路に押し込まれる、又は供給流路から引き出される溶剤の追加量が補償される。そのような圧縮又は膨張流は、たとえば溶剤の圧縮性及びシステム弾性の効果を含むであろう。システム弾性は、たとえばダンパー作用を生じる要素を含むことができる。
【００１２】
好適な一実施形態によれば、制御ユニットは、対応の前向き変位をピストン移動に重ねることによって、溶剤圧力の増加を補償するようになっている。制御ユニットはさらに、対応の後向き変位をピストン移動に重ねることによって、溶剤圧力の低下を補償するようになっている。ピストンの前向き変位は、供給流路内の溶剤の体積圧縮に対応する。同様に、ピストンの後向き変位は、供給流路内の溶剤の体積膨張に対応する。
【００１３】
本発明の実施形態はさらに、ピストンを設けた第１計量装置を有する第１供給流路であって、第１溶剤を混合ユニットに供給するようになっている第１供給流路を備える、溶剤供給システムに関する。溶剤供給システムはさらに、ピストンを設けた第２計量装置を有する第２供給流路であって、第２溶剤を混合ユニットに供給するようになっている第２供給流路を備えている。混合ユニットは、第１溶剤及び第２溶剤を混合し、且つ第１溶剤及び第２溶剤をある混合比率で混ぜた複合溶剤を供給するようになっている。制御ユニットは、混合比が複合溶剤の溶剤圧力の変動にほぼ無関係になるように、第１計量装置及び第２計量装置のピストン移動を制御するようになっている。
【００１４】
比較のために、再度従来の技術について言及する。従来の解決法では、混合ユニットの出口での溶剤圧力の変動が、第１供給流路及び第２供給流路によって与えられる流量に影響を及ぼした。たとえば、圧力増加の場合、第１供給流路内に蓄えられている第１溶剤及び第２供給流路内に蓄えられている第２溶剤の両方が、さらなる圧縮を受ける。その結果、圧力変化は、第１供給流路及び第２供給流路によって与えられる有効流量に影響を及ぼした。
【００１５】
さらに、複合溶剤の圧力の変動は、第１溶剤及び第２溶剤の混合比率に影響を及ぼすであろう。第１供給流路によって与えられる流量は、第２供給流路によって与えられる流量と大きく異なるであろう。さらに、第１供給流路内での圧縮性は、第２供給流路内での圧縮性と異なるであろう。これらの理由のために、圧力変動によって生じる体積効果は、それぞれの流量に異なった程度の影響を及ぼし、したがって、圧力変動が溶剤の混合比率に影響を及ぼすであろう。
【００１６】
従来の溶剤供給システムでは、上記の複合溶剤の混合比率の圧力依存性は、取得したデータの精度に悪影響を及ぼした。さらに、一定のパラメータ範囲では、システム圧力の振動が発生した。これらの振動の理由は、システム圧力が溶剤の混合比率に影響を及ぼし、次に混合比率が、そのような混合液体の粘度等の変化を介してシステム圧力に影響を及ぼすからである。
【００１７】
本発明の実施形態に従った溶剤供給システムでは、圧力変動による体積効果が補償される。これらの体積効果のために、ピストンの速度と供給流路の出口で得られる流量との間に一対一の対応関係がない。したがって、本発明の実施形態では、ピストン移動は、所望の流量及び圧力変動による影響の両方を考慮に入れるように修正される。供給流路内に含まれる溶剤のいずれの追加的な圧縮又は膨張も補償される。圧力補正されたピストン移動を使用することにより、混合比率は、複合溶剤の圧力のいずれの変動にもほとんど左右されなくなる。第１溶剤及び第２溶剤の割合は、もはや圧力変動の影響を受けず、したがって、高精度の溶剤組成を有する複合溶剤が混合ユニットの出口に与えられる。複合溶剤の混合比率を安定させることにより、その後の測定の精度が改善される。
【００１８】
好適な一実施形態によれば、制御ユニットは、溶剤圧力の変動による追加的な圧縮又は膨張流を補償するようになっている。これは、それぞれの供給流路に押し込まれる、又はそれぞれの供給流路から引き出される溶剤の量が補償されるように、第１供給流路及び第２供給流路の各々の内部での計量装置のピストン移動を修正することによって達成される。
【００１９】
好適な一実施形態によれば、制御ユニットは、補償移動をピストン移動に重ねることによって、溶剤圧力の変動による供給流路内の溶剤体積の膨張又は圧縮を中和するようになっている。
【００２０】
好適な別の実施形態によれば、制御ユニットは、対応の前向き変位をピストン移動に重ねることによって溶剤圧力の増加を補償するようになっている。さらに好ましくは、制御ユニットは、対応の後向き変位をピストン移動に重ねることによって溶剤圧力の減少を補償するようになっている。
【００２１】
好適な一実施形態では、ピストンの前向き変位は、第１供給流路及び第２供給流路内の第１溶剤及び第２溶剤の体積圧縮に対応し、且つピストンの後向き変位は、第１供給流路及び第２供給流路内の第１溶剤及び第２溶剤の体積膨張に対応する。
【００２２】
好適な代替実施形態によれば、制御ユニットは、第１計量装置及び第２計量装置のピストン移動の少なくとも一方に補償刺激パルスを重ねることによって、圧力変動によって発生する複合溶剤の混合比率の振動を減衰又は抑制するようになっている。
【００２３】
従来技術の溶剤供給システムでは、複合溶剤の圧力の変化が、第１供給流路内に含まれる溶剤Ａの体積及び第２供給流路内に含まれる溶剤Ｂの体積の両方に影響を及ぼす。２つの供給流路内の流量及び圧縮性に応じて、溶剤Ａ及び溶剤Ｂの混合比率が修正されるであろう。そして修正混合比率は、複合溶剤の粘性に、したがってその圧力に影響を及ぼすであろう。このため、混合比率及び溶剤圧力間の相互作用は、混合比利率の振動及び溶剤圧力の対応の振動を発生させる。
【００２４】
本発明の実施形態によれば、この振動挙動は、補正変位をピストン移動に重ねることによって中和される。以上に記載した実施形態では、これらの補正は、まさに最初から定常的に加えられる。しかしながら、望ましくない振動挙動を抑制するためには、短い補正パルスを第１計量装置及び第２計量装置のピストン移動の少なくとも一方に重ねれば十分であろう。この刺激パルスに応答して、振動はほぼ即座に抑制される。この実施形態では、補正を行うのに必要な経費ができる限り少なく保たれる。
【００２５】
好適な一実施形態によれば、混合ユニットは、混合Ｔ継手として実現される。混合Ｔ継手では、溶剤Ａの流れが溶剤Ｂの流れと合わせられ、溶剤Ａ及び溶剤Ｂの混合物が混合Ｔ継手の出口に与えられる。
【００２６】
好適な別の実施形態によれば、溶剤供給システムはさらに、混合ユニットの背後の溶剤の圧力を決定するようになっている圧力決定ユニットを有する。複合溶剤の圧力は、溶剤組成に応じて変化するであろう。圧力変動を監視することにより、ピストンに必要な補正移動を決定することができる。
【００２７】
さらに別の実施形態によれば、第１流路及び第２流路のピストン移動は、複合溶剤が一定流量で供給されるように制御される。たとえば、流体試料を分析する分野において、複合溶剤の流量が一定に保たれると、取得したデータの分析が相当に簡単になる。
【００２８】
好適な一実施形態では、第１溶剤及び第２溶剤の混合比率は、時間の関数として変化する。このため、複合溶剤の性質は、時間の関数として、たとえばプログラムされた仕方で変化するであろう。
【００２９】
好適なさらなる実施形態では、制御ユニットは、第１溶剤及び第２溶剤の比率を連続的に変化させるように、第１計量装置及び第２計量装置のピストン移動を制御するようになっている。さらなる好適な実施形態によれば、第１溶剤及び第２溶剤の比率は、勾配に従って変化する。たとえば、分析条件は、分析の進行とともに移動相組成が変化することを必要とするであろう。たとえば、液体クロマトグラフィでは、移動相の溶離強さは、時間の関数として連続的に増加するようにプログラムされている場合が多い。
【００３０】
好適な別の実施形態によれば、ピストン移動の必要な補正は、以下のパラメータ、すなわち、個々の溶剤又は複合溶剤の実際の圧力、供給流路構成部品のシステム弾性（減衰）、第１供給流路及び第２供給流路内のそれぞれの圧縮性、及び計量装置の実際のピストン位置の１つ又は複数から導き出される。計量装置のピストン位置から、それぞれの供給流路内に含まれる溶剤体積を決定することができる。圧力変動、システム弾性、供給流路内の圧縮性及び供給流路内に蓄えられている溶剤体積がわかれば直ぐに、結果的に生じる溶剤体積の圧縮又は膨張をそれらから導き出すことができる。溶剤体積の変化が、ピストンの必要補償押し退け量を決定する。
【００３１】
好適な一実施形態では、第１供給流路及び第２供給流路内のそれぞれの圧縮性が、複合溶剤の送出前に決定される。たとえば、供給流路内に蓄えられている溶剤体積が、好ましくはピストンの押し退け動作によって圧縮される間の溶剤圧力を監視することにより、供給流路内の圧縮性を決定することができる。
【００３２】
好適な一実施形態では、複合溶剤の圧力の変動は、複合溶剤の粘度の対応する変動によるものである。たとえば、混合ユニットの出口は、一定の水力学的圧力による抵抗を有する装置に接続されるであろう。複合溶剤が装置を通過するために必要な複合溶剤の圧力は、装置の水圧抵抗及び複合溶剤の粘度の両方によって決まる。ここで、複合溶剤の粘度は、第１溶剤及び第２溶剤の混合比率によって左右されるであろう。したがって、混合比率は粘度に影響を及ぼし、それにより、複合溶剤の粘度の変動は、混合ユニットの出口での溶剤圧力の対応の変動をもたらす。
【００３３】
好適な一実施形態によれば、制御ユニットは、溶剤圧力及び溶剤組成間の既知の関係から複合溶剤の圧力を導き出すようになっている。たとえば、溶剤圧力は、第１溶剤及び第２溶剤の混合比率の関数として記録されるであろう。溶剤圧力及び混合比率間の関係がわかるとすぐに、この関係を使用して、混合ユニットの出口での複合溶剤の圧力を予測することができる。本実施形態では、複合溶剤の圧力を実際に測定する必要がなくなる。
【００３４】
さらなる好適な実施形態では、第１供給流路及び第２供給流路の少なくとも一方は、減衰ユニットを有する。減衰ユニットは、システム圧力の不連続性を均すようになっている。たとえば、減衰ユニットは、弾性膜によって供給流路から分離された流体タンクを有し得る。
【００３５】
好適な一実施形態によれば、溶剤供給システムは、マイクロ流体装置の一部である。
【００３６】
好適な一実施形態によれば、溶剤供給システムは分離装置に流体接続状態にあり、複合溶剤は、流体試料の化合物を分離するために移動相として使用される。たとえば、移動相は、溶解検体の分離を行うことができる固定相担体（stationary phase support：固相担体）の流体通路を通って搬送されるであろう。固定相担体は、たとえば粒子充填層（packed bed）、膜又は膜集合体、多孔質モノリシック層、或いは開放チューブを有するであろう。多くの場合、勾配溶離を行うために、分析条件は、分析の進行とともに移動層組成が変化することを必要とする。この種類の用例では、測定精度は、溶剤供給システムの計量精度に大きく依存する。たとえば、測定精度は、第１溶剤及び第２溶剤の混合比率の精度に依存し、それは、この混合比率が複合溶剤の溶離強さなどの性質を決定するからである。
【００３７】
好適な一実施形態では、第１溶剤として水が使用される一方、第２溶剤として、たとえばエタノール又はアセトニトリルのような有機溶剤が使用される。有機溶剤の量を連続的に増加させることにより、複合溶剤の溶離強さが時間の関数として連続的に増加する。
【００３８】
本発明の実施形態に従った分離システムは、複合溶剤を供給するようになっている上記のような溶剤供給システムと、流体試料の化合物を分離するようになっている分離装置とを有し、溶剤供給システムの出口は、分離装置の入口に接続されている。高精度溶剤勾配を与えることができる溶剤供給システムを使用することにより、取得したデータの精度が相当に改善される。好適な一実施形態では、分離装置は、充填材料で満たした分離カラムである。
【００３９】
好適な一実施形態では、分離流路は、好ましくは溶剤供給システムの下流側且つ分離装置の上流側に位置する試料注入ユニットを有する。
【００４０】
好適なさらなる実施形態では、分離システムは、液体クロマトグラフィシステム、電気泳動システム及び電気クロマトグラフィシステムの１つである。
【００４１】
本発明の実施形態は、１つ又は複数の適当なソフトウェアプログラムによって部分的又は全体的に具現される、又は支持されることができ、そのようなソフトウェアプログラムは、任意の種類のデータキャリアに記憶されるか、又は他の方法で与えられることができ、また任意の適当なデータ処理ユニットで、又はこのデータ処理ユニットによって実行されるであろう。ソフトウェアプログラム又はルーチンは好ましくは、ピストンの押し退け量の必要な補正を決定し、且つピストン移動を制御するための制御信号を生成するのに適用される。
【００４２】
本発明の他の目的、及び本発明の実施形態の付随的な利点の多くは、実施形態の以下のさらに詳細な説明を添付図面と組み合わせて参照することによって容易に評価され、且つさらに十分に理解されるであろう。実質的又は機能的に同一又は同様な特徴は、同一参照符号によって表される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
図１には、高圧溶剤送出システムが示されている。溶剤送出システムは、第１計量型ポンプ２を備える第１溶剤送出ライン１を有する。第１溶剤送出ライン１は、第１溶剤Ａを混合Ｔ継手３に供給するようになっており、溶剤Ａの流量は、計量型ポンプのピストン４の移動によって決定される。さらに、第２計量型ポンプ６を備える第２溶剤送出ライン５が、混合Ｔ継手３に接続されている。第２溶剤送出ライン５は、第２溶剤Ｂを混合Ｔ継手３に供給するようになっており、溶剤Ｂの流量は、ピストン７の移動によって決定される。
【００４４】
混合Ｔ継手３内で、２つの溶剤送出ライン１、５によって与えられる溶剤Ａ及び溶剤Ｂのそれぞれの体積が混合され、混合Ｔ継手の出口８に、一定割合の溶剤Ａ及び一定割合の溶剤Ｂの複合溶剤が与えられる。圧力決定ユニット９が、混合Ｔ継手の出口８の下流側に配置されている。圧力決定ユニット９は、たとえば複合溶剤の圧力を決定するためのワイヤひずみ計又は圧電式圧力計を有することができるであろう。
【００４５】
液体クロマトグラフィの分野では、溶剤勾配を高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）カラムに供給するために、高圧溶剤送出システムを使用することができる。しかしながら、図１に示された溶剤送出システムは、２つ以上の溶剤の時間依存組成が必要である任意の他の用途にも同様に使用することができるであろう。図１に示された実施形態では、混合Ｔ継手３の出口８が、液体クロマトグラフィカラム１０と流体連通状態にある。流路はさらに、分離カラム１０の上流側に位置するインジェクタユニット１１を有する。インジェクタユニット１１は、一定体積の流体試料、いわゆる「プラグ」を分離流路内に導入できるようにする。試料の分析を開始するとき、複合溶剤の溶離強さは比較的低く、したがって、試料成分のほとんどは、分離カラムのヘッドに捕集される。次に、溶剤勾配が加えられる。図２では、溶剤勾配が時間の関数として描かれている。最初、複合溶剤は完全に溶剤Ａから成り、これは、たとえば水であることができる。時間間隔１２の間に、溶剤Ｂの割合が連続的に増加する。一般的に、溶剤Ｂは、たとえばエタノール又はアセトニトリルのような有機溶剤であることが多い。有機溶剤の量が増加するため、時間間隔１２中に溶離強さが連続的に増加し、注入試料のさまざまな異なった成分（moieties）が、検出ユニット１３に接続されている分離カラムの出口へ連続的に押し流される。検出ユニット１３は、たとえば流体の吸光度の強さを監視するようになっている光学式吸光度検出ユニットとして実現されるであろう。ある帯域の一定の試料成分が検出セルを通過するときはいつも、検出器の出力信号に対応のピークが存在するであろう。ピークは、注入時間に対する、その帯域の中心が検出器を通過する時間であるそれらの滞留時間に関して特徴付けられるであろう。ピークの下の面積を積分することにより、一定の試料成分による吸収量が得られる。検出ユニットを通る流量が一定に維持される場合、得られるピーク面積は、対応の試料成分の濃度に正比例するであろう。したがって、分離流路内の流量をできる限り一定に保つことが常に試みられてきた。
【００４６】
図１の溶剤供給システムでは、溶剤送出ライン１、５の各々が、１つの高圧ポンプを有する。しかしながら、一定流量の溶剤を与えるために、図３に示されているような２つのポンプヘッドから成る構造を、単一の計量装置の代わりに使用することができる。図３に示された構造は、第１ポンプヘッド１４と、この第１ポンプヘッド１４に直列に接続された第２ポンプヘッド１５とを有する。第１ポンプの入口１６に第１チェック弁１７が設けられ、出口１９に第２チェック弁２０が設けられている。出口１９は、第２ポンプの入口２１と流体連通状態にある。第１動作段階中に、第１ポンプのピストン２２が上方へ移動する一方、第２ポンプのピストン２３が下降ストロークを行う。チェック弁１７が開放され、チェック弁２０が閉鎖されて、溶剤が吸引される。第２ポンプのピストン２３の下降移動のため、第２ポンプの出口２４に溶剤流が発生する。後続の第２動作段階中に、ピストン２２が下方へ移動する一方、ピストン２３は上昇ストロークを行う。ピストン２２は、ピストン２３の容積の約２倍だけ押し退ける。この理由のため、ピストン２３の上昇ストロークは、ピストン２２の下降ストロークによって過剰補償され、その結果、出口２４に溶剤流が生じる。
【００４７】
高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）に適する溶剤送出システムは、１００バールを超える圧力で複合溶剤を供給しなければならない。ピストン２２、２３がその移動方向を変える毎に、システム圧力の不連続２５が存在するであろう。この種類の不連続を減衰するために、溶剤送出ラインはさらに、パルス減衰器２６を有する。パルス減衰器２６内で、溶剤圧力が、溶剤導管を流体タンク２８から分離する膜又はメンブレン２７に対して押し付けるように作用する。これにより、圧力不連続の大幅な減少（２９）が得られる。
【００４８】
図４では、複合溶剤の粘度が、溶剤組成の、すなわち溶剤Ｂの割合の関数として示されている。曲線３０は、水及びメタノール（ＭｅＯＨ）の混合物に関する。曲線３１は、水及びアセトニトリル（ＡＣＮ）の混合物に関する。両方の場合において、複合溶剤の粘度は、溶剤組成によって大きく左右される。溶剤Ｂが少量である場合、粘度は比較的低く、次に上昇し、次に溶剤Ｂの割合が大きくなると、再び減少する。
【００４９】
分離カラム１０を流れる既定の溶剤流を生じさせるために必要な溶剤圧力は、複合溶剤の粘度によって左右される。実際に、カラムのヘッドにおける溶剤圧力ｐは、
ｐ＝流量×水力学的圧力による流れ抵抗（hydraulic flow resistance）
＝流量×形状寸法係数×粘度
として書き表されことができる。したがって、分離カラムを通って複合溶剤を搬送するために必要な圧力は、複合溶剤の粘度に正比例する。
【００５０】
溶剤勾配を分離カラム１０に与えるとき、複合溶剤の粘度プロファイルは、カラムの入口の上流側で測定された溶剤圧力の対応プロファイルを引き起こす。図５は、図２に示されているような溶剤勾配を加えたとき、圧力決定ユニット９によって測定された溶剤圧力を時間の関数として表す曲線３２を示す。純水の場合、分離カラムの固定相担体を通って移動相を押し進めるために、約２７０バールの圧力が必要である。有機溶剤の量の増加に伴って、複合溶剤の粘度が増加し、したがって、必要な体積流量を維持するために必要な圧力は、約３５０バールまで上昇する。有機溶剤の量がさらに増加すると、粘度が低下し、したがって、必要な圧力が約１５０バールまで低下する。
【００５１】
本発明の実施形態に従った発見の１つは、溶剤組成に対する溶剤圧力の依存性が、組成の乱れを引き起こすことであろう。以下に、これらの乱れの理由をさらに詳細に説明する。図１の圧力決定ユニット９で検出された圧力を増加させると、溶剤送出ライン１内の溶剤Ａの体積及び溶剤送出ライン５内の溶剤Ｂの体積の両方がさらに圧縮されるであろう。図１では、溶剤Ａの体積圧縮３３及び溶剤Ｂの体積圧縮３４が概略的に示されている。逆の場合、複合溶剤の圧力が低下すると、第１溶剤送出ライン１内の溶剤Ａの体積及び溶剤送出ライン５内の溶剤Ｂの体積の両方が膨張させられるであろう。溶剤送出ライン１、５内での溶剤圧縮及び溶剤膨張の追加の効果は、計量型ポンプ２、６のそれぞれのピストン移動だけが、混合ユニット３に到達する溶剤流を決定するわけではないことを意味する。実際に、ピストン移動に加えて、溶剤圧力の変化、及び溶剤送出ライン内に含まれている溶剤体積の対応変動を考慮に入れなければならない。
【００５２】
圧力変動による効果をより詳細に理解するために、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、Ｈ2Ｏ及びＭｅＯＨの高圧溶剤勾配を分離カラムに加えたときの幾つかの異なったシステムパラメータの模擬挙動を示す。より見やすくなるように効果を高めるために、圧縮性液体流路Ａを、たとえば、より大きいダンパー作用を行うようにして流路Ａ内に組み込まれているものとする。図６（Ａ）には、複合溶剤の圧力が、時間の関数として表されている。領域３５では、圧力の挙動が、図５に示された圧力プロファイルと極めてよく一致している。しかしながら、領域３６では、複合溶剤の圧力が振動し始める。図６（Ｂ）に示されている、分離カラムを通る溶剤流量を時間の関数として監視するとき、同様な挙動が見られる（encountered）。領域３７ではカラムを通る流量が減少し、領域３８では複合溶剤の流量が時間の関数として増加する。領域３９では、カラム流量の振動が観察される。
【００５３】
溶剤Ｂの送出割合を時間の関数として示す図６（Ｃ）を見れば、振動挙動を理解することができる。領域４０では、溶剤Ｂの割合が時間の関数としてほぼ直線的に増加する。次に領域４１では、複合溶剤の組成の変動が観察される。
【００５４】
図６（Ｄ）では、対応のピストン位置が、時間の関数として表されている。最初、領域４２では、ピストン位置曲線の傾斜が非常に大きく、これは溶剤Ａの流量が大きいことに対応する。溶剤勾配を発生するために、溶剤Ａの流量を連続的に減少させる一方、溶剤Ｂの流量を直線的に増加させることが必要である。溶剤Ａの流量の直線的減少を可能にするために、ピストン位置の傾斜を連続的に減少させる。
【００５５】
次に、図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示された振動挙動の機構（メカニズム）について論じる。溶剤Ｂの量が８５％（図６（Ｃ）の参照符号４３を参照）から９５％（図６（Ｃ）の参照符号４４を参照）まで増加すると考えよう。修正溶剤組成が分離カラムのヘッドに伝播するとすぐに、溶剤圧力が修正組成粘度に従って変化するであろう。したがって、複合溶剤の圧力の対応の減少が、図６（Ａ）の参照符号４５と参照符号４６との間の時間間隔で観察される。このとき、溶剤送出ライン１内の溶剤Ａの体積及び溶剤送出ライン５内の溶剤Ｂの体積の両方が、この圧力降下に応じて膨張する。溶剤Ａ及び溶剤Ｂのそれぞれの圧縮率κA及びκBに応じて、溶剤Ａ及び溶剤Ｂの追加体積が自由に設定され得る。これらの追加体積は、複合溶剤の組成に影響を及ぼす。領域４１では、溶剤Ａの絶対流量が溶剤Ｂの流量よりはるかに小さいので、溶剤Ａの流量の相対的増加は溶剤Ｂの流量の相対的増加より重要であろう。その結果、溶剤Ｂの割合は、たとえば９５％から約８７％（図６（Ｃ）の参照符号４７を参照）に減少するであろう。溶剤混合物の修正組成が分離カラムに達すると、複合溶剤の圧力の対応の増加が観察される（図６（Ａ）の参照符号４８を参照）。
【００５６】
次の繰り返しの中で、溶剤圧力のこの増加が、溶剤送出ライン内の溶剤Ａ及び溶剤Ｂの体積の対応の圧縮をもたらし、これが修正溶剤組成を生じさせる、などである。
【００５７】
上記説明から、振動挙動は、溶剤組成及び溶剤圧力間の相互作用によるものであり、これらの振動の期間が、混合ユニットから分離カラムへ進むときの複合溶剤の伝播遅れによって決定されることは明らかである。
【００５８】
本発明の実施形態によれば、ピストン移動Ａは、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）に示されている振動挙動も回避されるように修正される。特に、ピストンの移動に対応の補正変位を重ねることによって、溶剤送出ライン内に含まれる溶剤体積の、溶剤の圧力の変動による圧縮及び膨張を補償することが提案される。
【００５９】
図７（Ｄ）は、ピストンＡのピストン位置対時間を示す。図７（Ｄ）から、ピストンＡのピストン移動をいかに修正するかがわかるであろう。曲線４９は、従来技術の解法に従ったピストン移動を示す一方、曲線５０では、圧力変動による影響が考慮されている。
【００６０】
圧力が増加し、供給流路内の溶剤体積が圧縮されるとき、この圧縮を補償するために、前向き方向の補正移動がピストン移動に重ねられる。複合溶剤の圧力が減少するとき、供給流路内の溶剤体積が膨張し、この膨張を補償するために、後向き変位がピストン移動に重ねられる。このように、供給流路内に押し込まれる、又はこの供給流路から引き出される溶剤の追加量が補償される。
【００６１】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）の３つのグラフは、図７（Ｄ）の曲線５０に従った圧力補正ピストン移動に関する。図７（Ａ）は、溶剤勾配を分離カラムに加えるときのシステム圧力を時間の関数として表す。補正ピストン移動は、複合溶剤の粘度プロファイルに影響を及ぼさず、したがって、領域５１では、圧力曲線はまだ図５に示された圧力曲線に符合する。しかしながら、補正ピストン移動により、圧力振動（図６（Ａ）の領域３６を参照）が抑えられる。
【００６２】
図７（Ｂ）は、分離カラムのカラム流量を時間の関数として示す。図７（Ｂ）のカラム流量を図６（Ｂ）のカラム流量と比べると、修正ピストン移動が流れの乱れを均すのを助けることは明らかである。図６（Ｂ）の領域３９に現れていたカラム流量の振動が、完全に抑えられている。
【００６３】
図７（Ｃ）は、溶剤Ｂの割合を時間の関数として表している。曲線５２は直線５３に近く、したがって、溶剤Ｂの量は、時間の関数として直線的に増加する。図６（Ｃ）と比べると、溶剤Ｂの量の振動が観察されない。最大値に達した後、溶剤Ｂの割合は一定のままである。
【００６４】
図８（Ａ）は、ピストンＡの速度を時間の関数として示す。曲線５４は、補正が加えられない場合に対応する一方、曲線５５では、補正移動がピストンの通常移動に重ねられている。領域５６では、圧力が時間の関数として上昇し（図７（Ａ）を参照）、溶剤供給流路内の溶剤Ａの体積が圧縮される。この溶剤Ａの圧縮を補償するために、前向き方向の補正がピストン移動に重ねられる。領域５６では、補正曲線５５が非補正曲線５４の上方に位置する。システム圧力がその最大値に達した後、圧力は時間の関数として低下し始める。図８（Ａ）の領域５７は、この圧力低下に関係づけられる。供給流路内に含まれる溶剤Ａ及び溶剤Ｂのそれぞれの体積が膨張する。この膨張を補償するために、後向き方向の補正がピストン移動に重ねられる。したがって、領域５７では、補正曲線５５が非補正曲線５４の下方に位置する。
【００６５】
図８（Ｂ）では、ピストンＢの速度が、時間の関数として表されている。図８（Ｂ）の時間尺度は、図８（Ａ）の時間尺度と一致している。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を比較すると、流量補正のほとんどが、ピストンＡの速度を修正することによって行われることがわかるであろう。しかしながら、領域５８の場合である、ピストンＡの補正速度がゼロより低くなる場合、ピストンＢの速度を追加的に修正することが必要になるであろう。したがって、領域５８では、ピストンＢの修正速度を表す補正曲線６０が非補正曲線５９からずれる。領域５８は、図８（Ｂ）においてピストンＢの速度が修正される唯一の領域である。これは、溶剤Ａ用の流路が溶剤Ｂ用の流路より相当に弱い場合にのみ当てはまり、これは、溶剤Ａ用の流路内に組み込まれた仮想的なダンパー作用に当てはまる。
【００６６】
図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は、本発明の代替実施形態に関する。図９（Ａ）は、システム圧力を時間の関数として表し、図９（Ｂ）は、カラム流量の時間依存度を表し、図９（Ｃ）では、溶剤Ｂの割合が時間の関数として描かれている。時間間隔６１では、溶剤送出システムは非補正状態で実行される。したがって、領域６２、６３、６４に安定した振動が起きる。これらの領域では、システム挙動が、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）に示された挙動に符合する。次に、時点６５で、補正アルゴリズムを作動させて、補正変位をピストン移動に重ねる。これを図９（Ｄ）に見ることができ、これは、溶剤Ａ用の計量装置のピストン位置を時間の関数として示している。時間間隔６１では、非補正ピストン移動は、図６（Ｄ）のピストン移動と一致する。時点６５から、補正変位がピストン移動に重ねられる。図９（Ｄ）の領域６６の小さい波が、この補正を表す。この補正移動に応答して、振動挙動が領域６７、６８、６９で減衰され、ほぼ同時に安定性が達成される。
【００６７】
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、図９（Ａ）〜図９（Ｄ）の実施形態に関連し、ピストンＡ及びピストンＢのそれぞれの速度を時間の関数として表している。図１０（Ａ）は、ピストンＡの速度に関する。時間間隔７０の間、ピストンＡの速度には補正がまったく加えられない。次に、時点７１に、振動挙動を中和する急激な変化７２がある。図１０（Ｂ）は、ピストンＢの速度に関する。時間間隔７０の間、ピストンＢの速度はまったく修正されない。次に、流量補正が時点７１で開始された後、補正のほとんどが、溶剤Ａ用の溶剤送出ラインの計量装置によって行われる。しかしながら、ピストンＡの速度がゼロより低くなるときはいつも、ピストンＢの速度を修正することが必要であろう。たとえば、領域７３では、ピストンＡの速度がゼロより低くなる時間間隔に対応する、ピストンＢの速度に重なる補正７４、７５が存在する。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示された流量補正は、溶剤組成及びカラム流量の安定化を実現する。
【００６８】
上述の実施形態に即して、本発明を説明すると、本発明は、溶剤を計量するようになっている、ピストン（４）を設けた計量装置（２）と、計量装置のピストン移動を溶剤圧力に従って制御するようになっている制御ユニットとを有する、供給流路（１）を備える溶剤供給システムであって、溶剤圧力の変動が、供給流路（１）又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させ、また、制御ユニットは、ピストン（４）の対応の補正移動により、溶剤体積の変動を補償するようになっていることを特徴とする溶剤供給システムを提供する。
【００６９】
好ましくは、供給流路の出口での溶剤圧力を決定するようになっている圧力決定ユニットを備えること、制御ユニットは、供給流路の出口での流量を安定させるようにピストンの移動を制御するようになっていること、制御ユニットは、供給流路に押し込まれる、又は供給流路から引き出される溶剤の追加量を補償するように計量装置のピストン移動を修正することにより、溶剤圧力の変動による追加的な圧縮又は膨張流を補償するようになっていること、制御ユニットは、対応する前向き変位をピストン移動に重ねることによって溶剤圧力の増加を補償し、且つ対応する後向き変位をピストン移動に重ねることによって溶剤圧力の減少を補償するようになっていること、又は、ピストンの前向き変位は、供給流路内の溶剤の体積圧縮に対応し、またピストンの後向き変位は、供給流路内の溶剤の体積膨張に対応すること、のうち少なくとも１つの特徴を備える。
【００７０】
好ましくは、供給流路のうち、第１の供給流路は、第１溶剤を混合ユニット（３）に供給するようになっており、さらに、ピストン（７）を設けた第２計量装置（６）を有して、第２溶剤を混合ユニット（３）に供給するようになっている第２供給流路（５）を備えており、混合ユニット（３）は、第１溶剤及び第２溶剤を混合し、且つ第１溶剤及び第２溶剤をある混合比率で混ぜた複合溶剤を供給するようになっており、制御ユニットは、混合比率が複合溶剤の溶剤圧力の変動にほぼ無関係になるように、計量装置となる第１計量装置（２）及び第２計量装置（６）のピストン移動を制御するようになっている。
【００７１】
好ましくは、制御ユニットは、それぞれの供給流路に押し込まれる、又は供給流路から引き出される溶剤量を補償するように、第１供給流路及び第２供給流路の各々の内部での計量装置のピストン移動を修正することにより、溶剤圧力の変動による追加的な圧縮又は膨張流を補償するようになっていること、制御ユニットは、補償移動をピストン移動に重ねることによって、溶剤圧力の変動による供給流路内の溶剤体積の膨張又は圧縮を中和する（counteracting：相殺する）ようになっていること、制御ユニットは、対応の前向き変位をピストン移動に重ねることによって溶剤圧力の増加を補償し、且つ対応の後向き変位をピストン移動に重ねることによって溶剤圧力の減少を補償するようになっていること、制御ユニットは、第１計量装置及び第２計量装置のピストン移動の少なくとも一方に補償刺激パルスを重ねることによって、複合溶剤の圧力の変動による複合溶剤の混合比率の変動分を相殺するようになっていること、制御ユニットは、複合溶剤が一定流量で与えられるように第１計量装置及び第２計量装置のピストン移動を制御するようになっていること、制御ユニットは、第１溶剤及び第２溶剤の比率を時間の関数として連続的に変化させるようになっていること、制御ユニットは、複合溶剤内の第１溶剤及び第２溶剤の比率を勾配に従って変化させるようになっていること、又は、制御ユニットは、複合溶剤の粘度を決定する第１溶剤及び第２溶剤の比率から複合溶剤の溶剤圧力を導き出すようになっていること、のうち少なくとも１つの特徴を備える。
【００７２】
好ましくは、制御ユニットは、以下のパラメータ、すなわち、第１溶剤、第２溶剤及び複合溶剤の少なくとも１つの実際の圧力、供給流路構成部品のシステム弾性、第１供給流路及び第２供給流路内のそれぞれの圧縮性、及び、第１供給流路及び第２供給流路内に含まれるそれぞれの溶剤体積を決定する、計量装置の実際のピストン位置、の１つ又は複数から追加的な膨張又は圧縮流を導き出すようになっている。
【００７３】
好ましくは、混合ユニットは、混合Ｔ継手であること、ピストンの前向き変位は、第１供給流路及び第２供給流路内の第１溶剤及び第２溶剤の体積圧縮に対応し、且つピストンの後向き変位は、第１供給流路及び第２供給流路内の第１溶剤及び第２溶剤の体積膨張に対応すること、混合ユニットの出口の下流側に位置して、複合溶剤の圧力を決定するようになっている圧力決定ユニット、混合比率は、時間依存混合比率であること、第１供給流路及び第２供給流路の各々に対して、それぞれの第１及び第２圧縮性を決定すること、溶剤圧力の変動は、複合溶剤の粘度の変動に対応すること、第１供給流路及び第２供給流路の少なくとも一方が、減衰ユニットをさらに有すること、溶剤供給システムは、マイクロ流体装置の一部として実現されること、混合ユニットの出口は、分離装置に接続され、複合溶剤は、流体試料の化合物を分離するための移動相として使用されること、又は、第１溶剤は水であり、第２溶剤は、エタノール及びアセトニトリルのいずれか一方であること、のうち少なくとも１つの特徴を有する。
【００７４】
好ましくは、複合溶剤を供給するようになっており、流体試料の化合物を分離するようになっている分離装置（１０）をさらに有し、溶剤供給システムの出口は、分離装置の入口に接続されている。
【００７５】
好ましくは、溶剤供給システムの下流側に位置して、流体試料を分離システムに導入するようになっている試料注入ユニットを有すること、複合溶剤は、流体試料の化合物を分離するための移動相として使用されること、又は、分離システムは、液体クロマトグラフィシステム、電気泳動システム及び電気クロマトグラフィシステムの１つであること、のうち少なくとも１つの特徴を有する。
【００７６】
本発明は、さらに、ピストン（４）を設けた第１計量装置（２）を有する第１供給流路（１）であって、第１溶剤を混合ユニット（３）に供給するようになっている第１供給流路（１）と、ピストン（７）を設けた第２計量装置（６）を有する第２供給流路（５）であって、第２溶剤を混合ユニット（３）に供給するようになっている第２供給流路（５）と、を備えており、混合ユニット（３）は、第１溶剤及び第２溶剤を混合し、且つ第１溶剤及び第２溶剤をある混合比率で混ぜた複合溶剤を供給するようになっており、さらに、混合比が複合溶剤の溶剤圧力の変動にほぼ無関係になるように、第１計量装置及び第２計量装置（２、６）のピストン移動を制御するようになっている制御ユニット、を備えることを特徴とする溶剤供給システムを提供する。
【００７７】
さらに、本発明は、溶剤を供給する方法であって、供給流路（１）の一部である計量装置（２）を使用して溶剤を与えること、溶剤圧力を監視することであって、溶剤圧力の変動が、供給流路（１）又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させる、監視すること、及び、計量装置（２）のピストン移動を溶剤圧力に従って制御し、且つ、ピストン（４）の対応の補正移動によって溶剤体積の変動を補償すること、を含むことを特徴とする溶剤を供給する方法を提供する。
【００７８】
好ましくは、ピストン移動に補償移動を重ねることによって、溶剤圧力の変動による供給流路内の溶剤体積の膨張又は圧縮を中和することをさらに含む。
【００７９】
さらに、本発明は、時間依存溶剤組成を有する複合溶剤を生成する方法であって、第１供給流路（１）の一部である第１計量装置（２）を使用して第１溶剤を与えること、第２供給流路（５）の一部である第２計量装置（６）を使用して第２溶剤を与えること、第１溶剤及び第２溶剤を混合し、且つ第１溶剤及び第２溶剤をある時間依存混合比率で混ぜた複合溶剤を生成すること、複合溶剤の溶剤圧力を監視すること、及び、混合比率が、複合溶剤の溶剤圧力の変動にほぼ無関係になるように、第１計量装置（２）及び第２計量装置（６）のピストン移動を制御すること、を含むことを特徴とする時間依存溶剤組成を有する複合溶剤を生成する方法を提供する。
【００８０】
好ましくは、ピストン移動に補償移動を重ねることによって、溶剤圧力の変動による第１供給流路及び第２供給流路内の溶剤体積の膨張又は圧縮を中和すること、第１計量装置のピストン移動に対応の補正を重ねることによって、圧力変動による第１供給流路内の第１溶剤の膨張又は圧縮を補償し、且つ第２計量装置のピストン移動に対応の補正を重ねることによって、圧力変動による第２供給流路内の第２溶剤の膨張又は圧縮を補償すること、又は、第１及び第２計量装置のピストン移動の少なくとも一方に補償刺激パルスを重ねることによって、複合溶剤の圧力の変動による複合溶剤の混合比率の振動を相殺すること、のうち少なくとも１つを有する。
【００８１】
さらに、本発明は、コンピュータなどのデータ処理システムで実行するとき、供給流路（１）の一部である計量装置（２）を使用して溶剤を与えること、溶剤圧力を監視することであって、溶剤圧力の変動が、供給流路（１）又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させる、監視すること、及び、計量装置（２）のピストン移動を溶剤圧力に従って制御し、且つ、ピストン（４）の対応の補正移動によって溶剤体積の変動を補償すること、を含むことを特徴とする、溶剤を供給する方法を制御するための（好ましくはデータキャリア内に記憶された）ソフトウェアプログラム又は製品を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】溶剤Ａ用の溶剤送出ライン及び溶剤Ｂ用の溶剤送出ラインを有する溶剤送出システムを示す図である。
【図２】溶剤Ｂの量が時間の関数として直線的に増加する溶剤勾配を示すグラフである。
【図３】２つの計量型ポンプを直列に接続して設けた二重ピストンポンプを示す図である。
【図４】複合溶剤の粘度を複合溶剤の混合比率の関数として示すグラフである。
【図５】溶剤勾配を分離装置に加えるときの複合溶剤の圧力の時間依存度を表すグラフである。
【図６】（ａ）は、非補正ピストン移動の場合の溶剤圧力の時間依存度を示すグラフであり、（ｂ）は、非補正ピストン移動の場合のカラム流量の時間依存度を示すグラフであり、（ｃ）は、非補正ピストン移動の場合の溶剤組成の時間依存度を示すグラフであり、（ｄ）は、非補正ピストン移動の場合のピストン押し退け量の時間依存度を示すグラフである。
【図７】（ａ）は、補正ピストン移動の場合の溶剤圧力の時間依存度を示すグラフであり、（ｂ）は、補正ピストン移動の場合のカラム流量の時間依存度を示すグラフであり、（ｃ）は、補正ピストン移動の場合の溶剤組成の時間依存度を示すグラフであり、（ｄ）は、補正ピストン移動の場合のピストン押し退け量の時間依存度を示すグラフである。
【図８】（ａ）は、補正ピストン移動の場合のピストンＡの押し退け速度を時間の関数として示すグラフであり、（ｂ）は、補正ピストン移動の場合のピストンＢの押し退け速度を時間の関数として示すグラフである。
【図９】（ａ）は、ピストン移動が補正パルスによって補正されている場合に溶剤圧力を時間の関数として示すグラフであり、（ｂ）は、ピストン移動が補正パルスによって補正される場合にカラム流量を時間の関数として示すグラフであり、（ｃ）は、ピストン移動が補正パルスによって補正される場合に溶剤組成を時間の関数として示すグラフであり、（ｄ）は、ピストン移動が補正パルスによって補正される場合にピストン押し退け量を時間の関数として示すグラフである。
【図１０】（ａ）は、ピストン移動が補正パルスによって補正される場合にピストンＡの押し退け速度を時間の関数として示すグラフであり、（ｂ）は、ピストン移動が補正パルスによって補正される場合にピストンＢの押し退け速度を時間の関数として示すグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１ 供給流路
２ 計量装置
４ ピストン
５ 第２供給流路
６ 第２計量装置
７ ピストン
１０ 分離装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶剤を計量するようになっている、ピストンを設けた計量装置と、該計量装置のピストン移動を溶剤圧力に従って制御するようになっている制御ユニットとを有する、供給流路を備える溶剤供給システムであって、
前記溶剤圧力の変動が、前記供給流路又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させ、また、前記制御ユニットは、前記ピストン対応の補正移動により、前記溶剤体積の前記変動を補償するようになっていることを特徴とする溶剤供給システム。
【請求項２】
前記供給流路の出口での前記溶剤圧力を決定するようになっている圧力決定ユニットを備えること、
前記制御ユニットは、前記供給流路の出口での流量を安定させるように前記ピストンの移動を制御するようになっていること、
前記制御ユニットは、前記供給流路に押し込まれる、又は該供給流路から引き出される前記溶剤の追加量を補償するように前記計量装置のピストン移動を修正することにより、前記溶剤圧力の前記変動による追加的な圧縮又は膨張流を補償するようになっていること、
前記制御ユニットは、対応する前向き変位を前記ピストン移動に重ねることによって前記溶剤圧力の増加を補償し、且つ対応する後向き変位を前記ピストン移動に重ねることによって前記溶剤圧力の減少を補償するようになっていること、又は、
前記ピストンの前向き変位は、前記供給流路内の前記溶剤の体積圧縮に対応し、また前記ピストンの後向き変位は、前記供給流路内の前記溶剤の体積膨張に対応すること、
のうち少なくとも１つを備えることを特徴とする、請求項１に記載の溶剤供給システム。
【請求項３】
前記供給流路のうち、第１の供給流路は、第１溶剤を混合ユニットに供給するようになっており、
さらに、
ピストンを設けた第２計量装置を有して、第２溶剤を前記混合ユニットに供給するようになっている第２供給流路を備えており、
前記混合ユニットは、前記第１溶剤及び前記第２溶剤を混合し、且つ前記第１溶剤及び前記第２溶剤をある混合比率で混ぜた複合溶剤を供給するようになっており、
前記制御ユニットは、前記混合比率が前記複合溶剤の前記溶剤圧力の変動にほぼ無関係になるように、前記計量装置となる第１計量装置及び第２計量装置の前記ピストン移動を制御するようになっていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の溶剤供給システム。
【請求項４】
前記制御ユニットは、それぞれの前記供給流路に押し込まれる、又は該供給流路から引き出される溶剤量を補償するように、前記第１供給流路及び前記第２供給流路の各々の内部での前記計量装置のピストン移動を修正することにより、前記溶剤圧力の前記変動による追加的な圧縮又は膨張流を補償するようになっていること、
前記制御ユニットは、補償移動を前記ピストン移動に重ねることによって、前記溶剤圧力の変動による前記供給流路内の前記溶剤体積の膨張又は圧縮を中和するようになっていること、
前記制御ユニットは、対応の前向き変位を前記ピストン移動に重ねることによって前記溶剤圧力の増加を補償し、且つ対応の後向き変位を前記ピストン移動に重ねることによって前記溶剤圧力の減少を補償するようになっていること、
前記制御ユニットは、前記第１計量装置及び第２計量装置のピストン移動の少なくとも一方に補償刺激パルスを重ねることによって、前記複合溶剤の圧力の変動による前記複合溶剤の混合比率の変動分を相殺するようになっていること、
前記制御ユニットは、前記複合溶剤が一定流量で与えられるように前記第１計量装置及び第２計量装置の前記ピストン移動を制御するようになっていること、
前記制御ユニットは、前記第１溶剤及び前記第２溶剤の比率を時間の関数として連続的に変化させるようになっていること、
前記制御ユニットは、前記複合溶剤内の前記第１溶剤及び前記第２溶剤の比率を勾配に従って変化させるようになっていること、又は
前記制御ユニットは、前記複合溶剤の粘度を決定する前記第１溶剤及び前記第２溶剤の比率から前記複合溶剤の前記溶剤圧力を導き出すようになっていること、
のうち少なくとも１つを備えることを特徴とする、請求項３に記載の溶剤供給システム。
【請求項５】
前記制御ユニットは、以下のパラメータ、すなわち、
前記第１溶剤、前記第２溶剤及び前記複合溶剤の少なくとも１つの実際の圧力、
供給流路構成部品のシステム弾性、
前記第１供給流路及び前記第２供給流路内のそれぞれの圧縮性、及び、
前記第１供給流路及び第２供給流路内に含まれるそれぞれの溶剤体積を決定する、前記計量装置の実際のピストン位置、
の１つ又は複数から前記追加的な膨張又は圧縮流を導き出すようになっていることを特徴とする、上の請求項のいずれか１項に記載の溶剤供給システム。
【請求項６】
前記混合ユニットは、混合Ｔ継手であること、
前記ピストンの前向き変位は、前記第１供給流路及び前記第２供給流路内の前記第１溶剤及び前記第２溶剤の体積圧縮に対応し、且つ前記ピストンの後向き変位は、前記第１供給流路及び前記第２供給流路内の前記第１溶剤及び前記第２溶剤の体積膨張に対応すること、
前記混合ユニットの出口の下流側に位置して、前記複合溶剤の前記圧力を決定するようになっている圧力決定ユニット、
前記混合比率は、時間依存混合比率であること、
前記第１供給流路及び前記第２供給流路の各々に対して、それぞれの第１及び第２圧縮性を決定すること、
前記溶剤圧力の前記変動は、前記複合溶剤の粘度の変動に対応すること、
前記第１供給流路及び前記第２供給流路の少なくとも一方が、減衰ユニットをさらに有すること、
該溶剤供給システムは、マイクロ流体装置の一部として実現されること、
前記混合ユニットの出口は、分離装置に接続され、前記複合溶剤は、流体試料の化合物を分離するための移動相として使用されること、又は、
前記第１溶剤は水であり、前記第２溶剤は、エタノール及びアセトニトリルのいずれか一方であること、
のうち少なくとも１つを有することを特徴とする、上の請求項のいずれか１項に記載の溶剤供給システム。
【請求項７】
複合溶剤を供給するようになっており、
流体試料の化合物を分離するようになっている分離装置をさらに有し、該溶剤供給システムの前記出口は、前記分離装置の入口に接続されていることを特徴とする、上の請求項のいずれか１項に記載の溶剤供給システム。
【請求項８】
該溶剤供給システムの下流側に位置して、流体試料を前記分離システムに導入するようになっている試料注入ユニットを有すること、
前記複合溶剤は、流体試料の化合物を分離するための移動相として使用されること、又は、
前記分離システムは、液体クロマトグラフィシステム、電気泳動システム及び電気クロマトグラフィシステムの１つであること、
のうち少なくとも１つを有することを特徴とする、請求項７に記載の溶剤供給システム。
【請求項９】
ピストンを設けた第１計量装置を有する第１供給流路であって、第１溶剤を混合ユニットに供給するようになっている第１供給流路と、
ピストンを設けた第２計量装置を有する第２供給流路であって、第２溶剤を前記混合ユニットに供給するようになっている第２供給流路と、
を備えており、
前記混合ユニットは、前記第１溶剤及び前記第２溶剤を混合し、且つ前記第１溶剤及び前記第２溶剤をある混合比率で混ぜた複合溶剤を供給するようになっており、さらに、
前記混合比が前記複合溶剤の溶剤圧力の変動にほぼ無関係になるように、前記第１計量装置及び前記第２計量装置の前記ピストン移動を制御するようになっている制御ユニット、
を備えることを特徴とする溶剤供給システム。
【請求項１０】
溶剤を供給する方法であって、
供給流路の一部である計量装置を使用して前記溶剤を与えること、
溶剤圧力を監視することであって、前記溶剤圧力の変動が、前記供給流路又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させる、監視すること、及び、
前記計量装置の前記ピストン移動を前記溶剤圧力に従って制御し、且つ、前記ピストンの対応の補正移動によって前記溶剤体積の変動を補償すること、
を含むことを特徴とする溶剤を供給する方法。
【請求項１１】
前記ピストン移動に補償移動を重ねることによって、前記溶剤圧力の変動による前記供給流路内の前記溶剤体積の膨張又は圧縮を中和することをさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の溶剤を供給する方法。
【請求項１２】
時間依存溶剤組成を有する複合溶剤を生成する方法であって、
第１供給流路の一部である第１計量装置を使用して第１溶剤を与えること、
第２供給流路の一部である第２計量装置を使用して第２溶剤を与えること、
前記第１溶剤及び前記第２溶剤を混合し、且つ前記第１溶剤及び前記第２溶剤をある時間依存混合比率で混ぜた複合溶剤を生成すること、
前記複合溶剤の前記溶剤圧力を監視すること、及び、
前記混合比率が、前記複合溶剤の前記溶剤圧力の変動にほぼ無関係になるように、前記第１計量装置及び前記第２計量装置のピストン移動を制御すること、
を含むことを特徴とする、時間依存溶剤組成を有する複合溶剤を生成する方法。
【請求項１３】
前記ピストン移動に補償移動を重ねることによって、溶剤圧力の変動による前記第１供給流路及び前記第２供給流路内の前記溶剤体積の膨張又は圧縮を中和すること、
前記第１計量装置のピストン移動に対応の補正を重ねることによって、前記圧力変動による前記第１供給流路内の前記第１溶剤の膨張又は圧縮を補償し、且つ前記第２計量装置のピストン移動に対応の補正を重ねることによって、前記圧力変動による前記第２供給流路内の前記第２溶剤の膨張又は圧縮を補償すること、及び、
前記第１及び第２計量装置のピストン移動の少なくとも一方に補償刺激パルスを重ねることによって、前記複合溶剤の圧力の変動による前記複合溶剤の混合比率の振動を相殺すること、
のうち少なくとも１つを有することを特徴とする、請求項１２に記載の時間依存溶剤組成を有する複合溶剤を生成する方法。
【請求項１４】
コンピュータなどのデータ処理システムで実行するとき、
供給流路の一部である計量装置を使用して前記溶剤を与えること、
溶剤圧力を監視することであって、前記溶剤圧力の変動が、前記供給流路又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させる、監視すること、及び、
前記計量装置の前記ピストン移動を前記溶剤圧力に従って制御し、且つ、前記ピストンの対応の補正移動によって前記溶剤体積の変動を補償すること、
を含むことを特徴とする、溶剤を供給する方法を制御するためのソフトウェアプログラム又は製品。
【請求項１】
溶剤を計量するようになっている、ピストンを設けた計量装置と、該計量装置のピストン移動を溶剤圧力に従って制御するようになっている制御ユニットとを有する、供給流路を備える溶剤供給システムであって、
前記溶剤圧力の変動が、前記供給流路又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させ、また、前記制御ユニットは、前記ピストン対応の補正移動により、前記溶剤体積の前記変動を補償するようになっていることを特徴とする溶剤供給システム。
【請求項２】
前記供給流路の出口での前記溶剤圧力を決定するようになっている圧力決定ユニットを備えること、
前記制御ユニットは、前記供給流路の出口での流量を安定させるように前記ピストンの移動を制御するようになっていること、
前記制御ユニットは、前記供給流路に押し込まれる、又は該供給流路から引き出される前記溶剤の追加量を補償するように前記計量装置のピストン移動を修正することにより、前記溶剤圧力の前記変動による追加的な圧縮又は膨張流を補償するようになっていること、
前記制御ユニットは、対応する前向き変位を前記ピストン移動に重ねることによって前記溶剤圧力の増加を補償し、且つ対応する後向き変位を前記ピストン移動に重ねることによって前記溶剤圧力の減少を補償するようになっていること、又は、
前記ピストンの前向き変位は、前記供給流路内の前記溶剤の体積圧縮に対応し、また前記ピストンの後向き変位は、前記供給流路内の前記溶剤の体積膨張に対応すること、
のうち少なくとも１つを備えることを特徴とする、請求項１に記載の溶剤供給システム。
【請求項３】
前記供給流路のうち、第１の供給流路は、第１溶剤を混合ユニットに供給するようになっており、
さらに、
ピストンを設けた第２計量装置を有して、第２溶剤を前記混合ユニットに供給するようになっている第２供給流路を備えており、
前記混合ユニットは、前記第１溶剤及び前記第２溶剤を混合し、且つ前記第１溶剤及び前記第２溶剤をある混合比率で混ぜた複合溶剤を供給するようになっており、
前記制御ユニットは、前記混合比率が前記複合溶剤の前記溶剤圧力の変動にほぼ無関係になるように、前記計量装置となる第１計量装置及び第２計量装置の前記ピストン移動を制御するようになっていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の溶剤供給システム。
【請求項４】
前記制御ユニットは、それぞれの前記供給流路に押し込まれる、又は該供給流路から引き出される溶剤量を補償するように、前記第１供給流路及び前記第２供給流路の各々の内部での前記計量装置のピストン移動を修正することにより、前記溶剤圧力の前記変動による追加的な圧縮又は膨張流を補償するようになっていること、
前記制御ユニットは、補償移動を前記ピストン移動に重ねることによって、前記溶剤圧力の変動による前記供給流路内の前記溶剤体積の膨張又は圧縮を中和するようになっていること、
前記制御ユニットは、対応の前向き変位を前記ピストン移動に重ねることによって前記溶剤圧力の増加を補償し、且つ対応の後向き変位を前記ピストン移動に重ねることによって前記溶剤圧力の減少を補償するようになっていること、
前記制御ユニットは、前記第１計量装置及び第２計量装置のピストン移動の少なくとも一方に補償刺激パルスを重ねることによって、前記複合溶剤の圧力の変動による前記複合溶剤の混合比率の変動分を相殺するようになっていること、
前記制御ユニットは、前記複合溶剤が一定流量で与えられるように前記第１計量装置及び第２計量装置の前記ピストン移動を制御するようになっていること、
前記制御ユニットは、前記第１溶剤及び前記第２溶剤の比率を時間の関数として連続的に変化させるようになっていること、
前記制御ユニットは、前記複合溶剤内の前記第１溶剤及び前記第２溶剤の比率を勾配に従って変化させるようになっていること、又は
前記制御ユニットは、前記複合溶剤の粘度を決定する前記第１溶剤及び前記第２溶剤の比率から前記複合溶剤の前記溶剤圧力を導き出すようになっていること、
のうち少なくとも１つを備えることを特徴とする、請求項３に記載の溶剤供給システム。
【請求項５】
前記制御ユニットは、以下のパラメータ、すなわち、
前記第１溶剤、前記第２溶剤及び前記複合溶剤の少なくとも１つの実際の圧力、
供給流路構成部品のシステム弾性、
前記第１供給流路及び前記第２供給流路内のそれぞれの圧縮性、及び、
前記第１供給流路及び第２供給流路内に含まれるそれぞれの溶剤体積を決定する、前記計量装置の実際のピストン位置、
の１つ又は複数から前記追加的な膨張又は圧縮流を導き出すようになっていることを特徴とする、上の請求項のいずれか１項に記載の溶剤供給システム。
【請求項６】
前記混合ユニットは、混合Ｔ継手であること、
前記ピストンの前向き変位は、前記第１供給流路及び前記第２供給流路内の前記第１溶剤及び前記第２溶剤の体積圧縮に対応し、且つ前記ピストンの後向き変位は、前記第１供給流路及び前記第２供給流路内の前記第１溶剤及び前記第２溶剤の体積膨張に対応すること、
前記混合ユニットの出口の下流側に位置して、前記複合溶剤の前記圧力を決定するようになっている圧力決定ユニット、
前記混合比率は、時間依存混合比率であること、
前記第１供給流路及び前記第２供給流路の各々に対して、それぞれの第１及び第２圧縮性を決定すること、
前記溶剤圧力の前記変動は、前記複合溶剤の粘度の変動に対応すること、
前記第１供給流路及び前記第２供給流路の少なくとも一方が、減衰ユニットをさらに有すること、
該溶剤供給システムは、マイクロ流体装置の一部として実現されること、
前記混合ユニットの出口は、分離装置に接続され、前記複合溶剤は、流体試料の化合物を分離するための移動相として使用されること、又は、
前記第１溶剤は水であり、前記第２溶剤は、エタノール及びアセトニトリルのいずれか一方であること、
のうち少なくとも１つを有することを特徴とする、上の請求項のいずれか１項に記載の溶剤供給システム。
【請求項７】
複合溶剤を供給するようになっており、
流体試料の化合物を分離するようになっている分離装置をさらに有し、該溶剤供給システムの前記出口は、前記分離装置の入口に接続されていることを特徴とする、上の請求項のいずれか１項に記載の溶剤供給システム。
【請求項８】
該溶剤供給システムの下流側に位置して、流体試料を前記分離システムに導入するようになっている試料注入ユニットを有すること、
前記複合溶剤は、流体試料の化合物を分離するための移動相として使用されること、又は、
前記分離システムは、液体クロマトグラフィシステム、電気泳動システム及び電気クロマトグラフィシステムの１つであること、
のうち少なくとも１つを有することを特徴とする、請求項７に記載の溶剤供給システム。
【請求項９】
ピストンを設けた第１計量装置を有する第１供給流路であって、第１溶剤を混合ユニットに供給するようになっている第１供給流路と、
ピストンを設けた第２計量装置を有する第２供給流路であって、第２溶剤を前記混合ユニットに供給するようになっている第２供給流路と、
を備えており、
前記混合ユニットは、前記第１溶剤及び前記第２溶剤を混合し、且つ前記第１溶剤及び前記第２溶剤をある混合比率で混ぜた複合溶剤を供給するようになっており、さらに、
前記混合比が前記複合溶剤の溶剤圧力の変動にほぼ無関係になるように、前記第１計量装置及び前記第２計量装置の前記ピストン移動を制御するようになっている制御ユニット、
を備えることを特徴とする溶剤供給システム。
【請求項１０】
溶剤を供給する方法であって、
供給流路の一部である計量装置を使用して前記溶剤を与えること、
溶剤圧力を監視することであって、前記溶剤圧力の変動が、前記供給流路又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させる、監視すること、及び、
前記計量装置の前記ピストン移動を前記溶剤圧力に従って制御し、且つ、前記ピストンの対応の補正移動によって前記溶剤体積の変動を補償すること、
を含むことを特徴とする溶剤を供給する方法。
【請求項１１】
前記ピストン移動に補償移動を重ねることによって、前記溶剤圧力の変動による前記供給流路内の前記溶剤体積の膨張又は圧縮を中和することをさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の溶剤を供給する方法。
【請求項１２】
時間依存溶剤組成を有する複合溶剤を生成する方法であって、
第１供給流路の一部である第１計量装置を使用して第１溶剤を与えること、
第２供給流路の一部である第２計量装置を使用して第２溶剤を与えること、
前記第１溶剤及び前記第２溶剤を混合し、且つ前記第１溶剤及び前記第２溶剤をある時間依存混合比率で混ぜた複合溶剤を生成すること、
前記複合溶剤の前記溶剤圧力を監視すること、及び、
前記混合比率が、前記複合溶剤の前記溶剤圧力の変動にほぼ無関係になるように、前記第１計量装置及び前記第２計量装置のピストン移動を制御すること、
を含むことを特徴とする、時間依存溶剤組成を有する複合溶剤を生成する方法。
【請求項１３】
前記ピストン移動に補償移動を重ねることによって、溶剤圧力の変動による前記第１供給流路及び前記第２供給流路内の前記溶剤体積の膨張又は圧縮を中和すること、
前記第１計量装置のピストン移動に対応の補正を重ねることによって、前記圧力変動による前記第１供給流路内の前記第１溶剤の膨張又は圧縮を補償し、且つ前記第２計量装置のピストン移動に対応の補正を重ねることによって、前記圧力変動による前記第２供給流路内の前記第２溶剤の膨張又は圧縮を補償すること、及び、
前記第１及び第２計量装置のピストン移動の少なくとも一方に補償刺激パルスを重ねることによって、前記複合溶剤の圧力の変動による前記複合溶剤の混合比率の振動を相殺すること、
のうち少なくとも１つを有することを特徴とする、請求項１２に記載の時間依存溶剤組成を有する複合溶剤を生成する方法。
【請求項１４】
コンピュータなどのデータ処理システムで実行するとき、
供給流路の一部である計量装置を使用して前記溶剤を与えること、
溶剤圧力を監視することであって、前記溶剤圧力の変動が、前記供給流路又はその一部の内部に含まれる溶剤体積の対応の変動を発生させる、監視すること、及び、
前記計量装置の前記ピストン移動を前記溶剤圧力に従って制御し、且つ、前記ピストンの対応の補正移動によって前記溶剤体積の変動を補償すること、
を含むことを特徴とする、溶剤を供給する方法を制御するためのソフトウェアプログラム又は製品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２８４５５６（Ｐ２００６−２８４５５６Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２１９４（Ｐ２００６−３２１９４）
【出願日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【出願人】（３９９１１７１２１）アジレント・テクノロジーズ・インク (710)
【氏名又は名称原語表記】ＡＧＩＬＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】３９５ Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【出願人】（３９９１１７１２１）アジレント・テクノロジーズ・インク (710)
【氏名又は名称原語表記】ＡＧＩＬＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】３９５ Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]