フロースルー式測定装置
【課題】 複数の溶液が流通する方式のフロースルー式測定装置において、溶液切替時にも検出素子において溶液温度が変化しないフロースルー式測定装置を実現すること、特に、高感度ＱＣＭフロースルー式測定装置において、測定対象溶液容器からフロースルー式セルまでの流路部分の温度を同等とすること、また、更に、サンプル循環式装置の場合、循環の際にサンプル溶液がポンプ等により加熱されやすいため、その温度を一定化することを課題とする。
【解決手段】 移動相容器及び試料容器と、圧電素子を備えたフロースルー式セルとをバルブを備えた流路を介して接続することにより構成されたフロースルー式測定装置において、前記移動相容器、前記試料容器、前記フロースルー式セル、前記流路及び前記バルブを一体で温度調整するための温度調整装置を備えたことを特徴とする。
【解決手段】 移動相容器及び試料容器と、圧電素子を備えたフロースルー式セルとをバルブを備えた流路を介して接続することにより構成されたフロースルー式測定装置において、前記移動相容器、前記試料容器、前記フロースルー式セル、前記流路及び前記バルブを一体で温度調整するための温度調整装置を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶液中の物質検知或いは測定に用いるためのフロースルー式測定装置に関し、特に検出方式が水晶振動子マイクロバランス法（以降、「ＱＣＭ」と略称する。）である測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フロースルー式の測定装置は、一般的には測定対象たる試料溶液を測定環境溶液（以下、「移動相溶液」という。）を満たした流路に注入・流動することにより計測を行うが、この際、移動相溶液を主ポンプにより流動させ、その下流にサンプルインジェクタを配置するのが通例である。（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
上記構成とすることにより、ポンプ内を試料により汚染することなく計測の実施が可能であるが、長時間を要する結合・解離反応を計測する場合には、流速を極端に遅くするか、大量の試料溶液を流通させるために内部容量の大きいサンプルループを装着する必要があったため、フロースルー式セル素子からの廃液を、サンプル容器に戻す提案がなされてきている（特許文献１参照）。これにより、長時間連続測定を少量のサンプルで測定可能となった。
更に、本出願人は、先に、上記循環型フロースルー装置を格段に小型化が可能とするため、２方弁等を複数用いその複数の弁の間に残留した空気ないしは別種の溶液を除去するため、副ポンプを用いる流路制御についての提案をした（特許文献２参照）。
【０００４】
しかしながら、高感度なＱＣＭによる測定を行う場合に、水晶自体の温度特性のため、計測対象たる溶液の僅かな温度変化によって、計測値が大きく変化してしまう欠点があり、複雑な流路構成においては検出器に流通する各溶液の温度を厳密に同等としないと、微小変化の反応が温度変化による計測値変動に隠れ検出できないという難点があった。
【０００５】
このような従来技術の状況下において、上記温度変化の対策としては、比較的感度の低いセンサを使用することが一般的であったこともあり、特許文献２記載の発明も含め、フロースルー式セル周囲のみを温度調整を行うようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１８３４７９号公報（第８頁、図１）
【特許文献２】特願２００９−２８７３９０号
【特許文献３】特表２００４−５２７３８３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「JISK-01242002、高速液体クロマトグラフィー通則 日本工業規格最新改正年月日2002/03/20」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このため複数の溶液が流通する方式のフロースルー式測定装置において、溶液切替時にも検出素子において溶液温度が変化しないフロースルー式測定装置を実現すること、特に、高感度ＱＣＭフロースルー式測定装置において、測定対象溶液容器からフロースルー式セルまでの流路部分の温度を同等とすること、また、更に、サンプル循環式装置の場合、循環の際にサンプル溶液がポンプ等により加熱されやすいため、その温度を一定化することが課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明者等は鋭意検討の結果、各容器からフロースルー式セルまでを一体で温度調整することにより上記課題を解決できることを知見し、以下の通り解決手段を見いだした。
即ち、本発明のフロースルー式測定装置は、請求項１に記載の通り、移動相容器及び試料容器と、圧電素子を備えたフロースルー式セルとをバルブを備えた流路を介して接続することにより構成されたフロースルー式測定装置において、前記移動相容器、前記試料容器、前記フロースルー式セル、前記流路及び前記バルブを一体で温度調整するための温度調整装置を備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記流路を１個の樹脂成形体内に形成し、前記樹脂成形体に形成された前記流路に前記試料容器を接合したことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記フロースルー式セルの下流側の流路を、前記移動相容器又は前記試料容器に接続する他の流路を備え、他の流路も含めて前記温度調整装置により温度調整することを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の発明において、前記圧電素子は、水晶振動子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、フロースルー式セルに流入する溶液を、移動相溶液と試料溶液とで切り換えても、移動相容器からフロースルー式セルまでの流路内、及び、試料容器からフロースルー式セルまでの流路内に含まれる溶液温度が同等なるので、フロースルー式セル内に流入する溶液温度の変化による計測値の変化を抑えることが可能となる。
また、バルブを備えた流路とフロースルー式セルとを１個の樹脂形成体内に形成し、これを温調することによって、装置周囲の温度変化が移動相溶液、もしくは試料溶液の温度に変化を与えることをより効果的に抑制し計測値の安定化が図れた。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態を示す測定装置の流路図
【図２】同実施の形態の概略図
【図３】同実施の形態の測定装置を使用した測定例を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明のフロースルー式測定装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１の測定装置の液体の流路を示す流路図であって、移動相溶液を収容する移動相容器１、試料溶液を収容する試料容器２，３、圧電素子を備えたフロースルー式セル４、溶液を吸引するポンプ５，６、クリーナーやリンス溶液を収容するクリーナー等容器７及び廃液を収容するための廃液容器８を備えている。
また、移動相容器１及び試料容器２，３は、フロースルー式セル４と細管により接続され、フロースルー式セルへの溶液の供給と遮断を行うために、バルブＶ１〜Ｖ３，Ｖ６，Ｖ７が設けられている。
そして、図１において領域Ｒ内のもので、ポンプ５，６を除くものを全て温度調整できるようにした。
具体的には、図２に示すように、移動相容器１、試料容器２，３、フロースルー式セル４並びに領域Ｒに含まれる流路及びバルブＶ１〜Ｖ３，Ｖ６，Ｖ７の全てを装置の側周面側から被覆し、装置の下面側に温度調整装置としてペルチェ素子９を配置して温度調整を可能としている。尚、図中の符号１０は放熱フィンであり、符号１１は、移動相容器１及び試料容器２，３のカバーである。
上記構成とすることにより、移動相容器１からフロースルー式セル４までの流路内、及び、試料容器２，３からフロースルー式セル４までの流路内に含まれる溶液温度が同等なるので、フロースルー式セル４内に流入する溶液温度の変化による計測値の変化を抑えることが可能となる。
尚、図２に示したように、温度調整すべき流路は、ゴム乃至は樹脂等で形成された管で形成してもよいが、アクリル等の樹脂成形品内に細管を配置した一体構造とし、これに試料容器２，３を弾性を備えたパッキン、Ｏリング等を介して接合することが好ましい。希少サンプルのデッドボリュームを極小にできるためである。尚、移動相容器１は、上記の一体構造に対して、他の配管等を介して接続するか、或いは、試料容器２，３と同様に接続してもよい。また、移動相容器１は、容量が大きくなるため、これにリザーバータンク等を設けるようにしてもよい。
【００１３】
また、本実施の形態では、フロースルー式セル４の下流側の流路を、フロースルー式セル４の上流側に位置する試料容器１に接続して、試料を循環して利用する構造をしたものとしているが、このような構造の場合には、循環させる流路自体も合わせて温度調整することにより、循環の際の溶液温度の変化による計測値の変化を抑えることができる。
【００１４】
また、フロースルー式セル４に使用される圧電素子は、計測に使用することができるものであれば特に制限するものではないが、高感度の水晶振動子を使用した場合に、特に本発明が有効に機能する。
また、上記実施の形態において、温度調整のためにペルチェ素子を使用したが、温度調整することができるものであれば特にその手段は問わない。また、調整される温度域に関しても、測定に応じて適宜変更するものとする。
【実施例】
【００１５】
上記実施の形態において説明した装置を使用し、試料容器１及び移動相容器３に同一のＰＢＳを注入し、試料容器１又は移動相容器３からフロースルー式セル４にＰＢＳ溶液を供給して測定を行った試験例を説明する。尚、フロースルー式セル４には、２７ＭＨｚの水晶振動子を装着した。
溶液の切換タイミングは、水晶振動子の発振周波数が安定した時点で切り換えるものとし、本実施例では、ペルチェ素子９の温度を２５度に設定して、領域Ｒ内に循環する溶液の温度を２４．５〜２５．５℃の範囲に保つようにした。
比較のために、温度調整をせずに行ったものを比較例として、図３に実施例及び比較例の周波数変動をグラフに表した。比較例のＰＢＳ溶液の温度は２７．６℃となっていた。
実施例と比較例とでは、本来同一の溶液を切り換えているために周波数変動に相違はないはずであるが、図３から明かなように、本実施例の場合には、周波数変動がないのに対して、比較例の場合には、温度変化により周波数が変動し続けることが分かった。
従って、本発明により、高感度のＱＣＭ装置において被検溶液を切替えた場合に、測定溶液温度差による測定値の変動が抑制され、実質的に検出しうる変化の下限が引き下げられるため、Ｓ／Ｎ比向上により実用感度が向上することになる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明によれば、分子間相互作用が、より広範囲な物質で計測可能となるために、創薬、食品衛生、環境ホルモン評価などの分野において、より有効・安全な製品開発の促進に対し評価手段として寄与するものと期待できる。
【符号の説明】
【００１７】
１ 移動相容器
２，３ 試料容器
４ フロースルー式セル
５，６ ポンプ
７ クリーナー等容器
８ 廃液容器
９ ペルチェ素子
１０ 放熱フィン
１１ カバー
Ｖ１〜Ｖ３，Ｖ６，Ｖ７ バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶液中の物質検知或いは測定に用いるためのフロースルー式測定装置に関し、特に検出方式が水晶振動子マイクロバランス法（以降、「ＱＣＭ」と略称する。）である測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フロースルー式の測定装置は、一般的には測定対象たる試料溶液を測定環境溶液（以下、「移動相溶液」という。）を満たした流路に注入・流動することにより計測を行うが、この際、移動相溶液を主ポンプにより流動させ、その下流にサンプルインジェクタを配置するのが通例である。（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
上記構成とすることにより、ポンプ内を試料により汚染することなく計測の実施が可能であるが、長時間を要する結合・解離反応を計測する場合には、流速を極端に遅くするか、大量の試料溶液を流通させるために内部容量の大きいサンプルループを装着する必要があったため、フロースルー式セル素子からの廃液を、サンプル容器に戻す提案がなされてきている（特許文献１参照）。これにより、長時間連続測定を少量のサンプルで測定可能となった。
更に、本出願人は、先に、上記循環型フロースルー装置を格段に小型化が可能とするため、２方弁等を複数用いその複数の弁の間に残留した空気ないしは別種の溶液を除去するため、副ポンプを用いる流路制御についての提案をした（特許文献２参照）。
【０００４】
しかしながら、高感度なＱＣＭによる測定を行う場合に、水晶自体の温度特性のため、計測対象たる溶液の僅かな温度変化によって、計測値が大きく変化してしまう欠点があり、複雑な流路構成においては検出器に流通する各溶液の温度を厳密に同等としないと、微小変化の反応が温度変化による計測値変動に隠れ検出できないという難点があった。
【０００５】
このような従来技術の状況下において、上記温度変化の対策としては、比較的感度の低いセンサを使用することが一般的であったこともあり、特許文献２記載の発明も含め、フロースルー式セル周囲のみを温度調整を行うようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１８３４７９号公報（第８頁、図１）
【特許文献２】特願２００９−２８７３９０号
【特許文献３】特表２００４−５２７３８３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「JISK-01242002、高速液体クロマトグラフィー通則 日本工業規格最新改正年月日2002/03/20」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このため複数の溶液が流通する方式のフロースルー式測定装置において、溶液切替時にも検出素子において溶液温度が変化しないフロースルー式測定装置を実現すること、特に、高感度ＱＣＭフロースルー式測定装置において、測定対象溶液容器からフロースルー式セルまでの流路部分の温度を同等とすること、また、更に、サンプル循環式装置の場合、循環の際にサンプル溶液がポンプ等により加熱されやすいため、その温度を一定化することが課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明者等は鋭意検討の結果、各容器からフロースルー式セルまでを一体で温度調整することにより上記課題を解決できることを知見し、以下の通り解決手段を見いだした。
即ち、本発明のフロースルー式測定装置は、請求項１に記載の通り、移動相容器及び試料容器と、圧電素子を備えたフロースルー式セルとをバルブを備えた流路を介して接続することにより構成されたフロースルー式測定装置において、前記移動相容器、前記試料容器、前記フロースルー式セル、前記流路及び前記バルブを一体で温度調整するための温度調整装置を備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記流路を１個の樹脂成形体内に形成し、前記樹脂成形体に形成された前記流路に前記試料容器を接合したことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記フロースルー式セルの下流側の流路を、前記移動相容器又は前記試料容器に接続する他の流路を備え、他の流路も含めて前記温度調整装置により温度調整することを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の発明において、前記圧電素子は、水晶振動子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、フロースルー式セルに流入する溶液を、移動相溶液と試料溶液とで切り換えても、移動相容器からフロースルー式セルまでの流路内、及び、試料容器からフロースルー式セルまでの流路内に含まれる溶液温度が同等なるので、フロースルー式セル内に流入する溶液温度の変化による計測値の変化を抑えることが可能となる。
また、バルブを備えた流路とフロースルー式セルとを１個の樹脂形成体内に形成し、これを温調することによって、装置周囲の温度変化が移動相溶液、もしくは試料溶液の温度に変化を与えることをより効果的に抑制し計測値の安定化が図れた。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態を示す測定装置の流路図
【図２】同実施の形態の概略図
【図３】同実施の形態の測定装置を使用した測定例を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明のフロースルー式測定装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１の測定装置の液体の流路を示す流路図であって、移動相溶液を収容する移動相容器１、試料溶液を収容する試料容器２，３、圧電素子を備えたフロースルー式セル４、溶液を吸引するポンプ５，６、クリーナーやリンス溶液を収容するクリーナー等容器７及び廃液を収容するための廃液容器８を備えている。
また、移動相容器１及び試料容器２，３は、フロースルー式セル４と細管により接続され、フロースルー式セルへの溶液の供給と遮断を行うために、バルブＶ１〜Ｖ３，Ｖ６，Ｖ７が設けられている。
そして、図１において領域Ｒ内のもので、ポンプ５，６を除くものを全て温度調整できるようにした。
具体的には、図２に示すように、移動相容器１、試料容器２，３、フロースルー式セル４並びに領域Ｒに含まれる流路及びバルブＶ１〜Ｖ３，Ｖ６，Ｖ７の全てを装置の側周面側から被覆し、装置の下面側に温度調整装置としてペルチェ素子９を配置して温度調整を可能としている。尚、図中の符号１０は放熱フィンであり、符号１１は、移動相容器１及び試料容器２，３のカバーである。
上記構成とすることにより、移動相容器１からフロースルー式セル４までの流路内、及び、試料容器２，３からフロースルー式セル４までの流路内に含まれる溶液温度が同等なるので、フロースルー式セル４内に流入する溶液温度の変化による計測値の変化を抑えることが可能となる。
尚、図２に示したように、温度調整すべき流路は、ゴム乃至は樹脂等で形成された管で形成してもよいが、アクリル等の樹脂成形品内に細管を配置した一体構造とし、これに試料容器２，３を弾性を備えたパッキン、Ｏリング等を介して接合することが好ましい。希少サンプルのデッドボリュームを極小にできるためである。尚、移動相容器１は、上記の一体構造に対して、他の配管等を介して接続するか、或いは、試料容器２，３と同様に接続してもよい。また、移動相容器１は、容量が大きくなるため、これにリザーバータンク等を設けるようにしてもよい。
【００１３】
また、本実施の形態では、フロースルー式セル４の下流側の流路を、フロースルー式セル４の上流側に位置する試料容器１に接続して、試料を循環して利用する構造をしたものとしているが、このような構造の場合には、循環させる流路自体も合わせて温度調整することにより、循環の際の溶液温度の変化による計測値の変化を抑えることができる。
【００１４】
また、フロースルー式セル４に使用される圧電素子は、計測に使用することができるものであれば特に制限するものではないが、高感度の水晶振動子を使用した場合に、特に本発明が有効に機能する。
また、上記実施の形態において、温度調整のためにペルチェ素子を使用したが、温度調整することができるものであれば特にその手段は問わない。また、調整される温度域に関しても、測定に応じて適宜変更するものとする。
【実施例】
【００１５】
上記実施の形態において説明した装置を使用し、試料容器１及び移動相容器３に同一のＰＢＳを注入し、試料容器１又は移動相容器３からフロースルー式セル４にＰＢＳ溶液を供給して測定を行った試験例を説明する。尚、フロースルー式セル４には、２７ＭＨｚの水晶振動子を装着した。
溶液の切換タイミングは、水晶振動子の発振周波数が安定した時点で切り換えるものとし、本実施例では、ペルチェ素子９の温度を２５度に設定して、領域Ｒ内に循環する溶液の温度を２４．５〜２５．５℃の範囲に保つようにした。
比較のために、温度調整をせずに行ったものを比較例として、図３に実施例及び比較例の周波数変動をグラフに表した。比較例のＰＢＳ溶液の温度は２７．６℃となっていた。
実施例と比較例とでは、本来同一の溶液を切り換えているために周波数変動に相違はないはずであるが、図３から明かなように、本実施例の場合には、周波数変動がないのに対して、比較例の場合には、温度変化により周波数が変動し続けることが分かった。
従って、本発明により、高感度のＱＣＭ装置において被検溶液を切替えた場合に、測定溶液温度差による測定値の変動が抑制され、実質的に検出しうる変化の下限が引き下げられるため、Ｓ／Ｎ比向上により実用感度が向上することになる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明によれば、分子間相互作用が、より広範囲な物質で計測可能となるために、創薬、食品衛生、環境ホルモン評価などの分野において、より有効・安全な製品開発の促進に対し評価手段として寄与するものと期待できる。
【符号の説明】
【００１７】
１ 移動相容器
２，３ 試料容器
４ フロースルー式セル
５，６ ポンプ
７ クリーナー等容器
８ 廃液容器
９ ペルチェ素子
１０ 放熱フィン
１１ カバー
Ｖ１〜Ｖ３，Ｖ６，Ｖ７ バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動相容器及び試料容器と、圧電素子を備えたフロースルー式セルとをバルブを備えた流路を介して接続することにより構成されたフロースルー式測定装置において、前記移動相容器、前記試料容器、前記フロースルー式セル、前記流路及び前記バルブを一体で温度調整するための温度調整装置を備えたことを特徴とするフロースルー式測定装置。
【請求項２】
前記流路を１個の樹脂成形体内に形成し、前記樹脂成形体に形成された前記流路に前記試料容器を接合したことを特徴とする請求項１記載のフロースルー式測定装置。
【請求項３】
前記フロースルー式セルの下流側の流路を、前記移動相容器又は前記試料容器に接続する他の流路を備え、他の流路も含めて前記温度調整装置により温度調整することを特徴とする請求項１又は２に記載のフロースルー式測定装置。
【請求項４】
前記圧電素子は、水晶振動子であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のフロースルー式測定装置。
【請求項１】
移動相容器及び試料容器と、圧電素子を備えたフロースルー式セルとをバルブを備えた流路を介して接続することにより構成されたフロースルー式測定装置において、前記移動相容器、前記試料容器、前記フロースルー式セル、前記流路及び前記バルブを一体で温度調整するための温度調整装置を備えたことを特徴とするフロースルー式測定装置。
【請求項２】
前記流路を１個の樹脂成形体内に形成し、前記樹脂成形体に形成された前記流路に前記試料容器を接合したことを特徴とする請求項１記載のフロースルー式測定装置。
【請求項３】
前記フロースルー式セルの下流側の流路を、前記移動相容器又は前記試料容器に接続する他の流路を備え、他の流路も含めて前記温度調整装置により温度調整することを特徴とする請求項１又は２に記載のフロースルー式測定装置。
【請求項４】
前記圧電素子は、水晶振動子であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のフロースルー式測定装置。
【図２】
【図１】
【図３】
【図１】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−７５８２（Ｐ２０１３−７５８２Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８７７０（Ｐ２０１１−１３８７７０）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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