液体クロマトグラフィーのための試料注入システム
注入装置１０は、キャリア入口４０、試料入口４６、廃棄物出口４４、および分離カラム６６に取り付けられたチャンバ出口６４を含む。バルブ５２、５４、５６を用いて流れを制御し、試料がチャンバ２２に流れ込み、チャンバ出口４２に輸送される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００４年１月２３日に出願された米国特許仮出願第６０／５３８，６８３号の優先権を主張する。これらの出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に、液体クロマトグラフィーに関し、より詳細には、液体クロマトグラフィーを高圧、超高圧、および極超高圧で作動することに関する。
【背景技術】
【０００３】
本明細書で使用するとき、用語「高圧液体クロマトグラフィー」（ＨＰＬＣ）は、最大４０００ｐｓｉの圧力下で実行されるクロマトグラフィーを意味する。毎平方インチ当たり（ｐｓｉ）６０００ポンドから２００００ポンドでの超高圧液体クロマトグラフィー（ＶＨＰＬＣ）、および２００００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉでの極超高圧液体クロマトグラフィー（ＵＨＰＬＣ）など、高圧で液体クロマトグラフィーを実行することに関心が集まっている。６０００ｐｓｉよりも高い圧力では、ＨＰＬＣ用途で一般的に用いられる注入バルブは、漏洩が原因で故障する。
【０００４】
液体クロマトグラフィーの分離カラムを用いてオンライン作動を実行すると、機器は、カラムに溶質を供給することとと、カラムに試料を供給することとの間で切り換えなければならない。バルブは、溶質と試料との間を切り換えるために使用される主要な手段であった。１つの機構は回転注入バルブであり、このバルブでは、溶質が、バルブのある位置でカラムに導かれ、また溶質は、バルブの他の位置で試料を含むループを通して導かれ、したがって試料を個別のプラグとして流れに導入する。この機構は、注入するのに必要な圧力が５０００ｐｓｉ未満であるときに有効に作用する。しかし、直径がより小さい粒子が充填されたカラム（カラムを通して液体を移動させるのにより高い圧力を必要とする）のクロマトグラフの分解能が向上したため、産業界では高圧力が必要なカラムの方に移行している。回転注入器に結合されたバルブを強化すると、最大１５０００ｐｓｉまで回転注入バルブを作動させることができるが、磨耗が過大となり、バルブの寿命がより短くなる。
【０００５】
ナノスケールの毛細管およびチャネル（ナノスケールの毛細管およびチャネルとは、内径が２００μ未満のものである）内の流体を利用して、その液体を凍結融解することによってオン／オフバルブとして作用させる方法が、当技術分野で知られている。例えば、米国特許第６，１５９，７４４号および米国特許第５，７９５，７８８号を参照されたい。チューブまたはチャネルのナノスケール部分内に含まれる液体を単に凍結および融解することによって、液体の流れを停止するか、または別のチャネルまたはチャンバに逸らすことができることが判明している。この、「凍結融解バルブ」と呼ばれる流量切換装置は、何ら可動部を必要とせず、もっとも重要なことに、分析システム内に無駄な容積を生じない。凍結融解バルブシステムは、４０００ｐｓｉより高い圧力を伴う液体クロマトグラフィー内の流体接続およびカラムに一般に用いられる溶融シリカ毛細管で作動する、本質的にはオン／オフ流体バルブである。これらバルブの起動時間は、１秒以下の範囲内にあるが、開くときよりも閉じるときの方が遅い（典型的には５秒）。凍結融解バルブに関するさらなる情報は、本出願人の米国で出願した国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ／０３／２８９１０号、および米国特許第６，５５７，５７５号において見ることができる。これらは、全内容が参照により明らかに本明細書に組み込まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
試料をカラムに充填する別の手段は、充填目的に専用の高圧容器を用いる、手動プロセスである。ＨＰＬＣカラムの一端は、大気圧であるこの容器のチャンバ内に置かれている。チャンバは試料で充填され、次に容器内を高圧にし、それによって試料の一部がカラムの先端に押しやられる。既知量の試料をカラムに充填するのに必要な時間長さの間、高圧が維持される。充填作業の後、圧力は大気圧に戻され、その後、充填されたカラムが充填容器から取り外される。充填されたカラムは、即座に分離機器に手で取り付けられるか、または保存されて後に分離されてもよい。分離機器では、高圧ポンプがカラムに直接接続され、カラムを通して、溶離液を質量分析計などの検出装置に向かって押し出す。この一連の動作は、分析されるそれぞれの試料について繰り返す必要がある。
【０００７】
自動化された方法で、試料をカラムに置き、高圧でカラムによって分離できる機器を実現する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ＨＰＬＣカラムを通して１つ以上の流体を推進させる装置に関する。装置は、多数の開口を備えるハウジングと、開口内の導管と、導管内の流れを制御する少なくとも１つのバルブ手段とを備える。ＨＰＬＣカラムは、装置から出る導管に接続されている。
【０００９】
ハウジングは、加圧下で１つ以上の流体を収容および／または保持するチャンバと、外面とを有する。ハウジングは、第１の出口開口と、第１の入口開口と、第２の出口開口と、第２の入口開口とを少なくとも有している。各開口は、チャンバから外面へと延びている。各開口は、導管を受け入れることができる。
【００１０】
第１の出口導管手段、第１の出口開口によって受け入れられる。第１の出口導管手段は、チャンバに連通され、チャンバから第１の出口開口の外に流体を輸送する。第１の出口導管手段は、ＨＰＬＣカラムなどの分析装置と接続するために使用される。第１の入口開口は、第１の入口導管手段を受け入れる。第１の入口導管手段は、チャンバに連通され、第１の流体をチャンバ内に輸送する。第１の入口導管手段は、ポンプなどの第１の供給装置と接続するために使用される。
【００１１】
第２の入口開口は、第２の入口導管手段を受け入れる。第２の入口導管手段は、チャンバに連通され、第２の流体をチャンバ内に輸送する。第２の入口導管手段は、貯蔵器またはポンプなど第２の供給装置に接続するために使用される。第２の出口導管手段は、第２の出口開口によって受け入れられる。第２の出口導管手段は、チャンバに連通され、チャンバから第２の出口開口の外に流体を輸送する。第２の出口導管手段は、廃棄物容器またはリサイクル手段に接続するために用いられる。
【００１２】
少なくとも１つのバルブ手段が、第１の出口導管手段、第２の出口導管手段、および第２の入口導管手段の少なくとも１つに配置されている。少なくとも１つのバルブ手段はそれぞれ、最大１２００００ｐｓｉのバルブ手段に加わる圧力差でも動作可能である。各バルブ手段は、流体がバルブ手段を通って流れるのを防ぐ閉位置と、流体がバルブ手段を通って流れることが可能な開位置とを有する。各バルブ手段は、信号に応答して一方の位置をとる。したがって、チャンバは、第１の入口導管手段と第２の入口導管手段のそれぞれから流体を受け入れ、かつ第１の出口導管手段と第２の出口導管手段を通して流体を排出するように構成される。好ましくは、第１の流体は溶質であり、一方第２の流体は試料流体である。
【００１３】
一実施形態において、少なくとも１つのバルブ手段は、凍結融解バルブである。特に、この実施形態は、第１の出口導管手段に挿置された第１の出口導管バルブ手段を有する。第１の出口導管手段は、第１の出口開口内の第１の端部と、ハウジングの外側の中央部分と、入力端と出力端とを備える液体クロマトグラフィーカラムとして形成された第２の端部とを有する、毛細管とすることができる。第１の出口導管バルブ手段は、第１の出口導管手段の中央部分に置かれている。別の実施形態において、毛細管の第１の端部が、チャンバ内に延び、毛細管の第１の端部の先端は、チャンバ内で第２の入口開口と第２の出口開口との間に位置する。
【００１４】
一実施形態において、第２の出口導管バルブ手段が、第２の出口導管手段に挿置されている。好ましくは、第２の入口導管バルブ手段は、第２の入口導管手段に挿置されている。第２の流体源を第２の入口導管に接続して、第２の流体を供給することができる。一実施形態において、装置は、また、第１の入口導管手段に接続された第１の供給装置を備える。第１の供給装置は、第１の流体を最大圧力までの圧力で供給する供給状態を有する。第１の供給装置は、また、第１の流体を供給しない停止状態を有する。第１の供給装置は、供給信号に応答して状態の一方をとる。
【００１５】
一実施形態において、装置は、さらに制御手段を備え、開位置と閉位置の一方をとるように、信号をバルブ手段に送って少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれを制御する。好ましくは、制御手段はさらに、供給状態と停止状態のうちの一方をとるように、供給信号を供給装置に送ることによって第１の供給装置を制御する。
【００１６】
一実施形態において、制御手段は、供給信号を第１の供給装置に送って、第１の供給装置の供給状態を実現する。制御手段はさらに、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送り、全ての導管バルブ手段の閉位置を実現して、チャンバを充填し加圧する。さらに、制御手段は、供給信号を第１の供給装置に送って第１の供給装置の停止状態を実現し、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送って、第１の出口導管バルブ手段の閉位置と、第２の入口導管バルブ手段と第２の出口導管手段の開位置とを実現することにより、現在チャンバ内にある流体を第２の流体に置き換える。装置は、第２の出口導管手段を通って流れる流体を監視する流体モニタを備えることもできる。流体モニタは、チャンバを出る流体の成分についての情報を制御手段に与えるためのものである。制御手段は、第２の出口導管における流体を監視し、第２の流体の濃度を決定する。
【００１７】
好ましくは、制御手段は、供給信号を第１の供給装置に送って第１の供給装置の停止状態を実現し、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送って、第１の出口バルブ手段と第２の入口バルブ手段の閉位置と、第２の出口バルブ手段の開位置とを実現することにより、チャンバから流体を排出する。さらに、制御手段は、供給信号を第１の供給装置に送って第１の供給装置の供給状態を実現し、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送って、第２の入口バルブ手段と第２の出口バルブ手段の閉位置と、第１の出口バルブ手段の開位置とを実現することにより、第１の出口導管手段を通して加圧流体を推進させる。
【００１８】
一実施形態において、チャンバは、略大気圧と最大圧力との間の圧力で流体を保持するよう設計および構成される。一実施形態において、最大圧力は、約５０００ｐｓｉにまで及んでもよい。別の実施形態において、最大圧力は、約１５０００ｐｓｉまで及んでもよい。第３の実施形態において、最大圧力は、約１２００００ｐｓｉまで及んでもよく、特にチャンバ内の圧力は、流体が第１の出口開口を通して推進される場合には、約３００００ｐｓｉから１０００００ｐｓｉの間にある。
【００１９】
好ましくは、実施形態はさらに、ハウジング内でチャンバから外面に延びた、ベント導管手段を受け入れるベント開口を備える。ベント開口で受け入れられるベント導管手段は、チャンバと連通し、流体をチャンバからベント開口を出るように輸送する。ベント導管手段を、ベント導管バルブ手段に接続することもできる。ベント導管手段に挿置されるベント導管バルブ手段は、流体がベント導管バルブ手段を通って流れることが可能な開位置と、流体がベント導管バルブ手段を通って流れるのを防ぐ閉位置とを有する。ベント導管バルブ手段は、信号に応答して位置の一方をとる。
【００２０】
一実施形態において、制御手段は、供給信号を第１の供給装置に送って、第１の供給装置の停止状態を実現する。制御装置はさらに、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送り、第１の出口バルブ手段と第２の入口導管バルブ手段の閉位置と、第２の出口導管バルブ手段とベント導管バルブ手段の開位置とを実現することにより、流体をチャンバから排出する。
【００２１】
好ましくは、実施形態はさらに、導管手段を開口内で高圧に保持するために、開口と開口に結合される導管手段との間に配置された少なくとも１つの嵌合部を備える。嵌合部は、開口と結合される導管手段との間で流体密封を形成し、チャンバ内の圧力が上昇した場合に、結合される導管手段を開口内で保持する。好ましくは、嵌合部は、１５０００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉの間のチャンバ圧力で導管手段を開口内で保持する。
【００２２】
一実施形態において、チャンバは、円筒壁と、第１の端壁と、第２の端壁とを有する。この実施形態において、第１の入口開口は、第１または第２の端壁のいずれかに位置し、第１の出口開口は、他方の端壁に位置している。第２の入口開口は、第１の出口開口と隣接した円筒壁を貫通して位置し、第２の出口開口は、第１の入口開口に隣接した円筒壁を貫通して位置している。ベント開口がある場合には、ベント開口は、第２の入口開口のほぼ正反対側の円筒壁を貫通して位置している。
【００２３】
チャンバを囲むハウジングは、ステンレス鋼、チタニウム、または使用される流体に対して不活性な他の金属であってよい、不活性材料からできている。
【００２４】
１つ以上の流体を高圧で出口導管に注入する方法は、多数の開口を有するハウジング、開口内の導管、および導管内の流れを制御する少なくとも１つのバルブ手段とを備える装置を利用する。この方法は、加圧下で１つ以上の流体を収容および／または保持するチャンバと外面とを有する、ハウジングを提供することを含んでいる。ハウジングは、第１の出口開口と、第１の入口開口と、第２の出口開口と、第２の入口開口とを少なくとも有する。各開口は、チャンバから外面に延びている。各開口は、導管を受け入れることができる。
【００２５】
第１の出口導管手段は、第１の出口開口によって受け入れられる。第１の出口導管手段は、チャンバと連通し、チャンバから第１の出口開口の外に流体を輸送する。第１の出口導管手段は、ＨＰＬＣカラムなど分析装置との接続のために用いられている。好ましくは、第１の出口導管手段は、毛細管である。第１の入口開口は、第１の入口導管手段を受け入れる。第１の入口導管手段は、チャンバに連通し、第１の流体をチャンバ内に輸送する。第１の入口導管手段は、ポンプなどの第１の供給装置に接続するために用いられる。
【００２６】
第２の入口開口は、第２の入口導管手段を受け入れる。第２の入口導管手段は、チャンバと連通し、第２の流体をチャンバ内に輸送する。第２の入口導管手段は、貯蔵器またはポンプなどの第２の供給装置との接続のために用いられる。好ましくは、第１の流体は溶質であり、第２の流体は試料流体である。第２の出口導管手段は、第２の出口開口により受け入れられる。第２の出口導管手段は、チャンバと連通し、チャンバから第２の出口開口の外に流体を輸送する。第２の出口導管手段は、廃棄物容器またはリサイクル手段と接続するために用いられる。
【００２７】
少なくとも１つのバルブ手段が、第１の出口導管手段、第２の出口導管手段、および第２の入口導管手段の少なくとも１つに配置されている。少なくとも１つのバルブ手段はそれぞれ、１５０００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉの間のバルブ手段に加わる圧力差で作動可能である。バルブ手段は、流体がバルブ手段を流れるのを防ぐ閉位置と、流体がバルブ手段を流れることができる開位置とを有している。バルブ手段は、信号に応答し一方の位置をとる。好ましくは、バルブ手段は、凍結融解バルブである。
【００２８】
この方法は、第１の入口導管手段と第２の入口導管手段のそれぞれから流体を受け入れることと、第１の出口導管手段と第２の出口導管手段とから流体を排出することとを含む。
【００２９】
好ましくは、この方法はさらに、第１の供給装置、第２の流体源、および制御手段を提供することを含む。第１の供給装置は、第１の入口導管手段に接続されている。第１の供給装置は、第１の流体が最大圧力までの圧力で供給される供給状態と、第１の流体が供給されない停止状態とを有する。第１の供給装置は、供給信号に応答して状態の一方をとる。第１の供給装置は、ポンプであってもよい。第２の流体源は、第２の入口導管手段と流体連通している。制御手段は、開位置および閉位置の一方をとるように信号をバルブ手段に送って、少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれを制御し、供給および停止状態の一方を取るように第１の供給装置に供給信号を送って、第１の供給装置を制御する。
【００３０】
この方法は、制御手段が、第１の出口導管手段を通して１つ以上の流体を移動させるために、１つ以上の信号をバルブ手段と第１の供給装置に送って一連の位置と状態を実現することを含む。ある量の第１の流体を出口導管手段に注入するために、制御手段は、ａ．信号を全ての導管バルブ手段に送って閉状態を実現して、チャンバを密封する動作と、ｂ．供給信号を第１の供給装置に送って供給状態を実現して、第１の流体を供給し、かつ第１の流体の圧力をチャンバ内で推進圧にまで高める動作と、ｃ．信号を第１の出口導管バルブ手段に送って開位置を実現して、ある一定量の第１の流体を第１の出口導管手段に注入する動作とを実行する。
【００３１】
第１の流体をチャンバから除去し、第２の流体を出口導管手段に注入するために、制御手段が、チャンバ内の圧力を低減することによって始動する。制御手段は、信号を第１の出口導管バルブ手段に送って閉位置を実現する動作と、供給信号を第１の供給装置に送って停止状態を実現する動作と、信号を第２の出口導管バルブ手段に送って開位置を実現する動作とを実行する。その後、チャンバ内の圧力が大気圧に達すると、制御手段は、信号を第２の入口導管バルブ手段に送って開位置を実現する。制御手段によって、第２の流体が第１の流体に置き換わるまで、第２の流体がチャンバに供給される。その後、制御手段は、信号を第２の入口導管バルブ手段と第２の出口導管バルブ手段に送ることによって閉位置を実現し、かつ供給信号を第１の供給装置に送ることによって供給状態を実現することにより、チャンバ内の圧力を推進圧にまで高める。チャンバ内の圧力を推進圧に維持している間、制御手段は、信号を第１の出口導管バルブ手段に送って所定期間の間の開位置を実現して、第２の流体を第１の出口導管手段に注入する。
【００３２】
装置が、第２の出口導管を流れる流体を監視する流体モニタをさらに備えている場合、モニタは、チャンバを出る流体の成分についての情報を制御手段に供給する。流体モニタ情報を用いて、流体モニタからの情報が、第２の流体が第１の流体に置き換わったことを示すまでの間だけ、第２の流体をチャンバに供給することによって、制御手段は第２の流体を節約する。これは、第１の流体が確実に置き換えられるのに十分な期間だけ、第２の流体を流す方法より、第２の流体を節約する。
【００３３】
チャンバ内の圧力を低減し、かつ流体をチャンバから排出するために、制御手段は、信号を第１の出口導管バルブ手段に送って閉位置を実現し、信号を第２の出口導管バルブ手段に送って開位置を実現する。装置が、ハウジング内のベント開口と、ベント導管手段と、ベント導管バルブ手段とをさらに備える場合、制御手段はまた、信号をベント導管バルブ手段に送って開位置を実現する。これによって、流体をチャンバからより迅速に排出できる。ベント開口は、チャンバから外面へと延びて、ベント導管手段を受け入れる。ベント導管手段は、ベント開口によって受け入れられ、チャンバに連通して、チャンバからベント開口の外に流体を輸送する。ベント導管手段は、廃棄物収集手段と接続するためのものである。ベント導管バルブ手段は、ベント導管手段に挿置されている。ベント導管バルブ手段は、開位置および閉位置を有する、先に述べた種類の手段である。バルブ手段は、信号に応答して一方の位置をとる。
【００３４】
ベント開口、ベント導管手段、およびベント導管バルブ手段を組み込んでいる装置では、制御手段が、異なるシーケンスを実行して、第１の流体をハウジングから除去し、第２の流体を出口導管手段に注入することもできる。制御手段は、信号を第１の出口導管バルブ手段に送って閉位置を実現する動作と、供給信号を第１の供給装置に送って停止状態を実現する動作と、信号を第２の出口導管バルブ手段とベント導管バルブ手段に送って開位置を実現する動作とを実行することによって、ハウジングの圧力を低減することで始まる。その後、ハウジング内の圧力が大気圧に達すると、制御手段は、信号をベント導管バルブ手段に送って閉位置を実現し、信号を第２の入口導管バルブ手段に送って開位置を実現する。制御手段によって、第２の流体が第１の流体と置き換わるまで、第２の流体をチャンバに供給できる。その後、制御手段は、信号を第２の入口導管バルブ手段と第２の出口導管バルブ手段とに送ることによって閉位置を実現し、かつ供給信号を第１の供給装置に送ることによって供給状態を実現することによって、チャンバ内の圧力を推進圧にする。チャンバ内の圧力が推進圧に達すると、制御手段は、信号を第１の出口導管バルブ手段に送って所定の期間の開位置を実現し、第２の流体を毛細管に注入する。
【００３５】
ベント開口、ベント導管手段、およびベント導管バルブ手段を組み込んでいる装置では、ハウジング内の圧力を低減し、かつ第２の流体をチャンバから排出するために、制御手段は、信号を第１の出口導管バルブ手段に送って閉位置を実現し、信号を第２の出口導管バルブ手段とベント導管バルブ手段に送って開位置を実現する。
【００３６】
本発明の他のシステム、方法、特徴および利点は、以下の図面と詳細な説明を考察することによって、当業者に明らかであるかまたは明らかとなるであろう。全てのそのような追加的なシステム、方法、特徴および利点は、本明細書の説明に含まれ、本発明の範囲内にあり、添付の特許請求の範囲によって保護されるものとする。
【００３７】
本発明の多くの態様は、以下の図面を参照することでより詳細に理解できる。図面の構成要素は、必ずしも縮尺通りではなく、本発明の原理をより明確に示すことに重点が置かれている。さらに、図面においては、同一参照符号は、複数の図面を通して類似の部品を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明は、一般に、液体クロマトグラフィーに関し、より詳細には、１つ以上の流体を高圧の液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）カラムを通して推進させる装置に関する。ＨＰＬＣカラムは、装置から出る導管に接続されている。装置は、多数の開口を備えるハウジングと、開口内の導管と、導管の流れを制御する少なくとも１つのバルブ手段とを備える。
【００３９】
図１に概略的に示されているように、装置１０は、加圧下で１つ以上の流体を収容および／または保持するチャンバ２２と、外面２４とを有する、ハウジング２０を備えている。ハウジング２０は、第１の出口開口３２と、第１の入口開口３０と、第２の出口開口３４と、第２の入口開口３６とを少なくとも有する。各開口は、チャンバ２２から外面２４に延びている。各開口は、導管手段を受け入れるように構成されている。
【００４０】
第１の出口導管手段４２は、第１の出口開口３２によって受け入れられている。第１の出口導管手段４２は、チャンバ２２から第１の出口開口３２の外に流体を輸送するため、チャンバ２２に連通している。第１の出口導管手段４２は、ＨＰＬＣカラム（図示せず）などの分析装置との接続のために用いられる。第１の入口開口３０は、第１の入口導管手段４０を受け入れている。第１の入口導管手段４０は、第１の流体をチャンバ２２に輸送するために、チャンバ２２に連通している。第１の入口導管手段の内径は、約１２０μｍから１８０μｍの間である。第１の入口導管手段４０は、ポンプなど第１の供給装置（図示せず）と接続するため用いられている。
【００４１】
第２の入口開口３６は、第２の入口導管手段４６を受け入れる。第２の入口導管手段４６は、第２の流体をチャンバに輸送するために、チャンバ２２と連通している。第２の入口導管手段４６は、貯蔵器またはポンプなど第２の供給装置（図示せず）と接続するために用いられる。第２の出口導管手段４４は、第２の出口開口３４によって受け入れられている。第２の出口導管手段４４は、チャンバ２２から第２の出口開口３４の外に流体を輸送するために、チャンバ２２に連通している。第２の出口導管手段４４は、廃棄物容器またはリサイクル手段（図示せず）との接続のために用いられる。
【００４２】
チャンバ２２は、第１の入口導管手段４０と第２の入口導管手段４６から流体を受け入れ、第１の出口導管手段４２と第２の出口導管手段４４とから流体を排出するように構成される。好ましくは、第１の流体は溶質であり、一方第２の流体は試料流体である。チャンバ２２はさらに、高圧、超高圧、および／または極超高圧で流体を保持するように構成される。
【００４３】
少なくとも１つのバルブ手段が、第１の出口導管手段４２、第２の出口導管手段４４、および第２の入口導管手段４６の少なくとも１つに配置されている。各バルブ手段は、約１５０００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉのバルブ手段に加わる圧力差で動作可能である。バルブ手段は、流体がバルブ手段を通って流れるのを防ぐ閉位置と、流体がバルブ手段を通って流れることが可能な開位置とを有する。バルブ手段は、信号に応答して位置の一方をとる。好ましい実施形態において、少なくとも１つのバルブ手段は、凍結融解バルブである。このようなバルブには可動部がなく、分離のための無駄な容積を生じることなく、それによってインライン環境における再現動作が可能になる。凍結融解バルブ手段は、装置の充填と加圧とを制御するために用いられる。
【００４４】
ここで図２を参照すると、第１の出口導管バルブ手段５２が、第１の出口導管手段４２に挿置されている。図示するように、第１の出口導管手段４２は、第１の出口開口３２を貫通する第１の端部６２と、ハウジング２０の外側の中央部分６４と、入力端６３と出力端６７とを有する液体クロマトグラフィーカラム６５として形成された第２の端部６６とを有する、毛細管である。第１の出口導管手段４２とカラム６５の内径は、約１５μｍから１５０μｍの間である。第１の出口導管バルブ手段５２は、第１の出口導管手段４２の中央部分６４に置かれている。図示するように、第１の出口導管手段４２の第１の端部６２が、チャンバ２２内に突き出ており、第１の出口導管手段４２の第１の端部６２の先端６８は、チャンバ２２内で第２の入口開口３６と第２の出口開口３４との間に位置する。この位置付けによって、第２の流体が、第２の入口開口３６内を流れて第２の出口開口３４を出るときに、第１の出口導管手段４２の先端６８の周りの領域が、押し流され、チャンバ内の第１の流体のいずれもが、第１の出口導管手段４２近くで保持されない。
【００４５】
図３に示すように、第２の出口導管バルブ手段５４が、第２の出口導管手段４４に挿置されている。好ましくは、第２の入口導管バルブ手段５６が、第２の入口導管手段４６に挿置されている。第２の流体を供給するために、第２の流体源９５が、第２の入口導管４６に接続されている。第２の入口開口および第２の出口開口は、内径が約１５μｍから５０μｍの間の導管手段４６、４４を収容している。
【００４６】
装置１０が、第１の入口導管手段４０によって第１の供給装置７０に接続されていることが示されている。第１の供給装置７０は、第１の流体が最大圧力までの圧力で供給される供給状態を有する。第１の供給装置７０はさらに、第１の流体が供給されない停止状態を有する。第１の供給装置７０は、供給信号７２に応答して、状態の一方をとる。
【００４７】
図示するように、装置１０は、さらに制御手段８０を備え、開位置および閉位置の一方をとるように、信号８２、８４、８６をバルブ手段に送ることによって少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれを制御する。図示するように、制御手段８０はさらに、供給および停止状態の一方をとるように、供給信号７２を供給装置７０に送ることによって第１の供給装置７０を制御する。
【００４８】
チャンバ２２を充填および加圧するために、制御手段８０は、第１の供給装置７０に供給信号７２を送って、第１の供給装置７０の供給状態を実現する。制御手段８０はさらに、チャンバ２２を充填および加圧するために、少なくとも１つのバルブ手段に１つ以上の信号を送って、全ての導管バルブ手段５２、５４、５６の閉位置を実現する。
【００４９】
チャンバ２２内に存在する流体を第２の流体と置き換えるために、制御手段８０は、第１の供給装置７０に供給信号７２を送って第１の供給装置７０の停止状態を実現し、チャンバ２２内の流体を第２の流体と置き換えるために、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送ることによって、第１の出口導管バルブ手段５２の閉位置と、第２の入口導管バルブ手段５６と第２の出口導管手段５４の開位置とを実現する。好ましくは、図示するように、装置１０は、流体が第２の出口導管手段４４を通るのを監視する流体モニタ９０を備えている。流体モニタは、チャンバ２２を出る流体の成分を示す監視信号９２を、制御手段８０に供給する。好ましくは、制御手段８０は、前記監視信号９２によって第２の出口導管４４において流体を監視し、かつ排出流体中の第２の流体の濃度を決定する。
【００５０】
チャンバ２２から流体を排出するために、制御手段８０は、第１の供給装置７０に供給信号７２を送って、第１の供給装置７０の停止状態を実現し、チャンバ２２から流体を排出するために、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送ることによって、第１の出口バルブ手段５２と第２の入口バルブ手段５６の閉位置と、第２の出口バルブ手段５４の開位置を実現する。
【００５１】
加圧流体を第１の出口導管手段４２を通して推進させるために、制御手段８０は、第１の供給装置７０に供給信号７２を送って、第１の供給装置７０の供給状態を実現し、加圧流体を第１の出口導管手段４２を通して推進させるために、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送って、第２の入口バルブ手段５６と第２の出口バルブ手段５４の閉位置と、第１の出口バルブ手段５２の開位置を実現する。
【００５２】
一実施形態において、第１の供給装置７０は、チャンバ２２の内部圧力を最大圧力まで上げることが可能なポンプである。最大圧力は、１５０００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉの間にあるのが好ましい。ポンプは、最大圧力でグラディエントを生成できるバイナリポンプであってもよい。ポンプが供給状態になる時点で、チャンバに第２の流体が充填されると、ポンプは、圧力を上げて存在する流体を圧縮する。ただし、流体がチャンバを出ない限り、第１の流体は、必ずしも第２の流体に置き換える必要はない。
【００５３】
一実施形態において、チャンバ２２は、略大気圧と最大圧力との間の圧力で流体を保持するよう設計および構成されている。一実施形態において、最大圧力は、約５０００ｐｓｉまでに及ぶ。別の実施形態において、最大圧力は、約１５０００ｐｓｉにまで及ぶ。第３の実施形態において、最大圧力は、約１２００００ｐｓｉにまで及び、特に、流体が第１の出口開口３２を通して推進されるときは、チャンバ内の圧力は、約３００００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉの間である。
【００５４】
図４に示されるように、装置１１０はさらに、ハウジング１２０にチャンバ１２２から外面１２４に延びるベント開口１３８を備え、この開口１３８がベント導管手段１４８を受け入れていることを示している。ベント開口１３８によって受け入れられるベント導管手段１４８は、チャンバ１２２と連通して、チャンバ１２２からベント開口１３８の外に流体を輸送する。１つのベント導管手段１４８の内径は、約２５μｍから１５０μｍの間である。図示するように、ベント導管手段１４８は、その中に配置されたベント導管バルブ手段１５８を有する。ベント導管手段１４８に挿置されたベント導管バルブ手段１５８は、流体がベント導管バルブ手段１５８を通って流れることができる開位置と、流体がベント導管バルブ手段１５８を通って流れるのを防ぐ閉位置とを有する。ベント導管バルブ手段１５８は、信号１８８に応答して一方の位置をとる。
【００５５】
通常、第２の入口導管手段１４６と第２の出口導管手段１４４の内径は、装置１１０で用いられる最小の直径である。第１の出口導管手段１４２は、次に大きく、ベント導管手段１４８と第１の入口導管手段１４０とは、装置１１０で用いられる導管手段のうち最も大きい。この序列によって、利用される第２の流体の量の制御と、カラム（図示せず）を推進される流体の制御とを最大限で可能にすると同時に、プロセスの工程間でチャンバ１２２内の圧力を使い果たすのに費やす時間を最小にする。
【００５６】
流体をチャンバ１２２から排出するために、図４の装置は、第１の供給装置１７０に供給信号１７２を送って第１の供給装置１７０の停止状態を実現する、制御手段１８０を有する。制御手段１８０はさらに、チャンバ１２２から流体を排出するために、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送って、第１の出口バルブ手段１５２と第２の入口導管バルブ手段１５６の閉位置と、第２の出口導管バルブ手段１５４とベント導管バルブ手段１５８の開位置とを実現する。装置１１０は、ベント導管手段１４８の直径がより大きく、ベント導管バルブ手段１５８と第２の導管出口バルブ手段１５４の両方を同時に開くことができるため、より迅速に圧力を散逸させ、チャンバ１２２からより迅速に流体を排出する。
【００５７】
装置、例えば装置２１０を実現する際に、図５に示すように、実施形態はさらに、開口とそれに結合される導管手段との間に配置された、嵌合部２４３などの、少なくとも１つの嵌合部を備えることができる。このような嵌合部は、その全内容が参照により本明細書に明らかに組み込まれる、同時係属出願第６０／４１０，３４６号に記載されている。この嵌合部２４３は、特に導管手段が溶融シリカで形成されている場合に、開口と結合される導管手段との間で流体密封を形成するためのものである。溶融シリカは、極めてもろく、フェルール２４１など標準的な高圧フェルールで加えられる力に耐えることができない。嵌合部２４３は、チャンバ内の圧力が上昇すると、結合される導管手段を開口内で保持するためのものでもある。嵌合部２４３は、約１５０００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉの間のチャンバ圧力まで、導管手段を開口内で保持する。導管手段が、ステンレス鋼、チタニウム、または他の不活性金属などの金属材料でできている場合は、第１の入口導管手段２４０で示されるように、嵌合部２４１などのより簡単な高圧嵌合部が用いられてもよい。この嵌合部２４１は、高圧フェルールであってもよい。ハウジング２２０は、ステンレス鋼、チタニウム、または使用される流体に対して不活性な他の金属であってもよい、最大圧力に耐えることが可能な不活性材料を含む。
【００５８】
ハウジングは、好ましくは長さが１ｃｍから３ｃｍで、直径が３５ｍｍから６０ｍｍのチャンバ周りに配置されている。このような寸法によって、使用される試料と溶質の量を少なくすることができる。利用した１つのチャンバの長さは約１．７ｃｍで、直径は約４５ｍｍであった。このようなチャンバを囲むハウジング２２０は、長さが１インチから２インチ（約２．５ｃｍから約５．１ｃｍ）で、幅が０．５インチから１．０インチ（約１．３ｃｍから約２．５ｃｍ）で、高さが０．３５インチから０．７インチ（約０．９ｃｍから約１．８ｃｍ）であることが好ましい。実現された１つのハウジングは、１．５インチ×０．７インチ×０．４インチ（約３．８ｃｍ×約１．８ｃｍ×約１．０ｃｍ）であった。
【００５９】
一実施例で、上述のハウジング２２０は、図６Ａで示されるように、長さが約０．６５インチ（約１．７ｃｍ）で、直径が約０．０１８インチ（約０．０５ｃｍ）、したがって容積が０．３０６立方インチの内部円筒形チャンバ２２２を備えて製造された。ハウジング２２０は、ステンレス鋼で製造された。チャンバ２２２は、チャンバ２２２周りの側壁２２３を有し、開放端を有していた。第１の入口開口２３０は、チャンバ２２２の第１の端部２２５に接続された。第１の入口開口２３０は、Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．社（マサチューセッツ州、ミルフォード）製のＺ−ディテールステンレスフェルール嵌合部を受け入れるように構成された。第２の出口開口２３４が、チャンバ２２２の側壁２３３に設けられ、第２の出口開口２３４の中心は、チャンバ２２２の第１の端部２３５から側壁２３３に沿っておよそ０．０１７インチ（約０．０４ｃｍ）であった。第２の出口開口２３４は、第２の流体を第１の流体と置き換える際に、残留する第１の流体を最小限にするために、チャンバ２２２の第１の端部２３５の極めて近くに置かれた。第２の端部開口２３４は、図６Ｃに詳細に示されるように、＃６−４０のフェルールを受け入れるように構成された。第１の出口開口２３２は、図６Ｂで詳細に示されるように、チャンバ２２２の開放された第２の端部２２７に接続されて設けられた。第２の入口開口２３６とベント開口２３８は、チャンバ２２２の第２の端部２２７から約０．０３５インチ（約０．０９ｃｍ）の位置に、側壁２３３を通ってチャンバ２２２の両側に設けられた。第１の出口開口２３２、第２の入口開口２３６、およびベント開口２３８はそれぞれ、図６Ｃに示されるように、６−４０のフェルールを受け入れるように構成された。
【００６０】
一実施形態において、チャンバ２２２を見せるために図６Ａのハウジング２２０が透明とされている図７Ａに示すように、装置は、図示されたハウジングから構成されている。第１の入口開口２３０は、フェルール２３１と嵌合して、第１の入口導管手段２４０を開口内で保持する。第１の入口導管手段２４０は、導管手段の中で最も大きい内径を有し、効果的な圧力の生成とチャンバの流れを可能にする。第１の入口導管手段２４０の内径は、１２０μｍから１８０μｍであるのが好ましく、外径は約３６０μｍである。一例では、第１の入口導管手段の内径は、１５０μｍで、外径は３６０μｍであった。第１の入口導管手段２４０は、ステンレス鋼製であることが好ましく、Ｗａｔｅｒｓ Ａｌｌｉａｎｃｅ ＨＰＬＣシステム（マサチューセッツ州、ミルフォードのＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．社製）で使用されたＷａｔｅｒｓ Ｚ−ディテールなどの圧縮嵌合部２４１によって保持された。代替としては、同一サイズ範囲の溶融シリカ毛細管を、第１の入口導管手段２４０に用いることができる。溶融シリカ導管手段の保持機構は、毛細管を損傷せずに、溶融シリカ毛細管を保持するために、上述のようにフェルール２３１と結合するように構成された高圧毛細管嵌合部とするのがよい。
【００６１】
第１の出口開口２３２は、フェルール２３３と嵌合して、第１の出口導管手段２４２を開口内に保持する。第１の出口導管手段２４２は、第１の入口導管手段２４０の内径よりも小さい、実行されるクロマトグラフィープロセスに適合する内径を有する。典型的には、第１の出口導管手段２４２の内径は、１５μｍから１５０μｍであり、外径は約３６０μｍである。一例では、第１の出口導管手段２４２の内径は７０μｍであり、ハウジング２２０の外側で、ハウジングの外側のカラムを形成する媒体粒子で充填された。フェルール２３３と結合するように構成された高圧毛細管嵌合部２４３は、毛細管を損傷せずに、第１の出口開口２３２内で溶融シリカ毛細管を保持する。
【００６２】
第２の入口開口２３６は、第１の出口開口２３２に隣接して位置している。第２の入口開口２３６は、フェルール２３７と嵌合して、第２の入口導管手段２４６を開口内に保持している。第２の入口導管手段２４６の内径は、１５μｍから５０μｍで、外径は約３６０μｍである。一例では、第２の入口導管手段２４６の内径は２５μｍである。フェルール２３７に結合するように構成された高圧毛細管嵌合部２４７は、毛細管を損傷せずに、第２の入口開口２３６内に溶融シリカ毛細管を保持する。
【００６３】
第２の出口開口２３４は、第１の入口開口２３０に隣接して位置している。第２の出口開口２３４は、フェルール２３５と嵌合して、第２の出口導管手段２４４を開口内に保持している。第２の出口導管手段２４４の内径は１５μｍから５０μｍで、外径は約３６０μｍである。一例では、第２の出口導管手段２４４の内径は２５μｍである。フェルール２３５に結合するように構成された高圧毛細管嵌合部２４５は、毛細管を損傷せずに、第２の出口開口２３４内に溶融シリカ毛細管を保持する。
【００６４】
ベント開口がある場合は、ベント開口２３８は、第２の入力開口２３６のほぼ正反対側に位置している。ベント開口２３８は、フェルール２３９と嵌合して、ベント導管手段２４８を開口内で保持している。ベント導管手段２４８の内径は２５μｍから１５０μｍで、外径は約３６０μｍである。一例では、ベント導管手段２４８の内径は５０μｍであった。フェルール２３９に結合されるように構成された高圧毛細管嵌合部２４９は、毛細管を損傷せずに、ベント開口２３８で溶融シリカ毛細管を保持している。バルブ手段（図示せず）は、第１の出口導管手段、第２の入口導管手段、第２出口導管手段、およびハウジングの外側のベント導管手段の周りに配置されている。
【００６５】
図７Ｂは、第１の出口導管手段２４２に加えられる第２の流体の量が、第１の出口導管手段２４２の先端２６８の位置によってどのように制御されるかを示している。第１の出口導管手段２４２は、第１の出口開口２３２を通してチャンバ２２２に挿入される。第１の出口導管手段２４２の先端２６８は、第２の入口開口２３６と第２の出口開口２３４との間に、端壁２２５から距離「ｄ」で配置されている。チャンバ２２２が第２の流体で充填されると、第２の入口導管手段２４６を通って第２の出口導管手段２４４を出る第２の流体を流すことによって、第１の出口導管手段２４２の先端２６８と端壁２２５との間の容積が、第２の流体で充填される。この第２の流体の容積は、
Ｖ＝ｄπｒ２
によって求められる。なお、「ｒ」はチャンバの半径である。チャンバ２２２を密封した後、第２の流体のこの容積は、先端２６８とチャンバ２２５の端部との間に残る。第１の入口導管手段２４０に接続されたポンプが、供給状態に置かれている場合、ポンプは、第１の流体をチャンバ２２２に注入しようとする。しかし、チャンバ２２２は第２の流体で充填されているため、ポンプは、第２の流体の圧力を高めるだけである。圧力が十分に高い場合、第１の出口導管バルブ手段（図示せず）が開かれ、ある一定量の第２の流体が、第１の出口導管手段２４２内に推進され、一方で、同量の第１の流体が、第２の流体に置き換わる。この第１の流体の量は、チャンバ２２５の端部に接して含まれている。上述の式によって決定される容積内の第２の流体全てが、移動されるまでの間だけ、装置２１０は、第１の出口導管手段２４２の端部２６８に第２の流体を推進させることができる。その後、第１の供給装置で供給される第１の流体は、導管手段まで推進される。上記で算出された流体の容積が、注入され得る第２の流体の量の上限であるが、通常は、チャンバ２２２が加圧されている間に、第１の出口バルブ手段が開いている時間によって、注入される第２の流体の量が決定される。
【００６６】
図４の相互接続を図６および図７の装置に用いた一実施形態において、第１の入力導管２４０、すなわちスチール製の１５０μＩＤ×１／１６”ＯＤ導管が、金属フェルール嵌合部（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．社製のＺディテールフェルール）によって、第１の入口開口２３０と、第１の供給装置１７０として作用する超高圧バイナリグラディエントポンプとの間に接続された。第１の出口導管２４２、すなわち７５μＩＤ×３６０μＯＤ溶融シリカ毛細管が、６−４０のフェルール開口と結合される高圧毛細管管嵌合部によって第１の出口開口２３２で保持された。第２の入口導管２４６および出口導管２４４、すなわち２５μＩＤ×３６０μＯＤ毛細管が、６−４０のフェルール開口と結合される高圧毛細管嵌合部によって、第２の入口開口２３６および第２の出口開口２３４のそれぞれで保持された。ベント導管２４８、すなわち２５μＩＤ×３６０μＯＤ毛細管が、６−４０のフェルール開口と結合される高圧毛細管嵌合部によって、ベント開口２３８で保持された。第１の出口導管２４２は、導管の端部がチャンバ２２２の第１の端部２３５から約５００μｍ離れて位置するまで、高圧嵌合部を通して供給された。
【００６７】
導管が所定の位置に保持されている装置が、筺体内に取り付けられた。凍結融解バルブアセンブリが、第１の出口導管２４２、第２の入力２４６、出口導管２４４、およびベント導管２４８周りにそれぞれ置かれた。一実施形態において、１つの凍結融解バルブを、第２の入口導管２４６と第２の出口導管２４４の両方の周りに配置し、これらの導管の流れを同時に制御した。この実施を用いると、第２の入口導管２４６と第２の出口導管２４４は、チャンバに第２の流体を充填するのに専用に用いられた。ベント導管２４８は、加圧流体の減圧およびチャンバ２２２からの排出に用いられた。
【００６８】
１つ以上の流体を高圧で出口導管に注入する方法は、図３に示す装置を利用する。装置は、多数の開口を備えるハウジング３０と、開口内の導管と、上述のように導管の流れを制御するための少なくとも１つのバルブ手段とを備えている。第１の出口開口３２内の第１の出口導管手段４２は、ＨＰＬＣカラムなどの分析装置と接続するために用いられている。第１の出口導管手段４２は、毛細管であってもよい。第１の入口開口３０内の第１の入口導管手段４０は、第１の流体をチャンバ２２に輸送するために、チャンバ２２に連通している。第１の入口導管手段４０は、溶質などの第１の流体を供給する、例えばポンプのような第１の供給装置７０に接続するために用いられる。
【００６９】
第２の入口開口３６内の第２の入口導管手段４６は、第２の流体をチャンバ２２に輸送するために、チャンバ２２に連通されている。第２の入口導管手段４６は、試料などの第２の流体を供給する貯蔵器またはポンプなどの、第２の供給装置９５と接続するために用いられている。第２の出口開口３４内の第２の出口導管手段４４は、流体をチャンバ２２から輸送するために、チャンバ２２に連通されている。第２の出口導管手段４４は、廃棄物容器またはリサイクル手段と接続するために用いられる。
【００７０】
少なくとも１つのバルブ手段が、第１の出口導管手段４２、第２の出口導管手段４４、および第２の入口導管手段４６の少なくとも１つに配置されている。少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれは、最大１２００００ｐｓｉのバルブ手段に加わる圧力差で動作可能である。バルブ手段は、流体がバルブ手段を通って流れるのを防ぐ閉位置と、流体がバルブ手段を通って流れるのを可能にする開位置とを有する。バルブ手段は、信号に応答して一方の位置をとる。好ましくは、バルブは、凍結融解バルブである。チャンバ２２が、第１の入口導管手段４０と第２の入口導管手段４６のそれぞれから流体を受け入れ、第１の出口導管手段４２と第２の出口導管手段４４とを通して流体を排出する。
【００７１】
上述の装置に加えて、別の方法では、第１の供給装置７０、第２の流体源９５、および制御手段８０を利用している。第１の供給装置７０は、第１の入口導管手段４０に接続されている。第１の供給装置７０は、第１の流体が最大圧力までの圧力で供給される供給状態と、第１の流体が供給されない停止状態とを有する。第１の供給装置７０は、供給信号７２に応答して、供給状態または停止状態をとる。第１の供給装置７０は、ポンプ、バイナリポンプ、またはグラディエントポンプであってもよい。第２の流体源９５は、第２の入口導管手段４６と流体連通されている。制御手段８０は、信号８２、８４、８６をバルブ手段５２、５４、５６に送ることによって、少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれを制御して、開位置と閉位置の一方をとるようにするためのものである。制御手段はまた、供給信号７２を第１の供給装置７０に送り、供給状態および停止状態の１つをとることによって第１の供給装置７０を制御する。
【００７２】
この方法は、制御手段７０が、１つ以上の信号をバルブ手段と第１の供給装置７０へ送り、出口導管手段４２、４４を通して１つ以上の流体を移動させるための一連の位置と状態とを実現させることを含む。ある一定量の第１の流体を出口導管手段４２に注入するために、制御手段７０は、ａ．チャンバ２２を密封するために、信号を全ての導管バルブ手段へ送って閉状態を実現する動作と、ｂ．第１の流体を供給し、かつ第１の流体の圧力をチャンバ２２内の推進圧まで上げるために、供給信号７２を第１の供給装置７０に送って供給状態を実現する動作と、ｃ．ある一定量の第１流体を第１の出口導管手段４２に注入するために、信号８２を第１の出口導管バルブ手段５２に送って、開位置を実現する動作とを実行する。
【００７３】
第１の流体をチャンバ２２から除去し、第２の流体を出口導管手段４２へ注入するために、チャンバ２２内の圧力を低減することによって制御手段８０が始動する。制御手段８０は、信号８２を第１の出口導管バルブ手段５２に送って閉位置を実現する動作と、供給信号７２を第１の供給装置７０に送って停止状態を実現する動作と、信号８４を第２の出口導管バルブ手段５４に送って開位置を実現する動作とを実行する。その後、チャンバ２２内の圧力が大気圧に達すると、制御手段８０が、信号８６を第２の入口導管バルブ手段５６に送って開位置を実現する。制御手段８０によって、第２の流体が第１の流体と置き換わるまで、第２の流体をチャンバ２２内に供給することができる。その後、制御手段８０は、信号８６、８４を第２の入口導管バルブ手段５６と第２の出口導管バルブ手段５４に送り閉位置を実現し、供給信号７２を第１の供給装置７０に送り供給状態を実現することによって、チャンバ２２内の圧力を推進圧まで高める。チャンバ２２内の圧力を推進圧に維持している間、制御手段８０は、信号８２を第１の出口導管バルブ手段５２に送って、第２の流体を第１の出口導管手段４２に注入する所定期間、開位置を実現する。
【００７４】
装置１０がさらに、第２の出口導管手段４４を通る流体を監視する流体モニタ９０を備える場合、流体モニタ９０は、監視信号９２によってチャンバ２２を出る流体の成分についての情報を制御手段８０に供給する。監視信号９２の流体情報を用いると、制御手段８０は、第２の流体が第１の流体に置き換わったことを監視信号９２の情報が示すまでの間だけ、第２の流体をチャンバ２２に供給することによって、置き換え作業の間に第２の流体を節減することができる。
【００７５】
チャンバ２２内の圧力を低減し、かつ流体をチャンバ２２から排出するために、制御手段８０は、第１の出口導管バルブ手段５２に信号８２を送って閉位置を実現し、第２の出口導管バルブ手段５４に信号８４を送って開位置を実現する。図４に示すように、装置１１０がさらに、ハウジング１２０内のベント開口１３８、ベント導管手段１４８、およびベント導管バルブ手段１５８を備える場合、制御手段１８０は、ベント導管バルブ手段１５８に信号１８８を送ることによって開位置を実現して、排出を行なう。これによって、流体をチャンバ１２２からより迅速に排出できる。ベント開口１３８は、ベント導管手段１４８を受け入れるために、チャンバ１２２から外面１２４に延びている。ベント導管手段１４８は、ベント開口１３８に受け入れられ、チャンバ１２２からベント開口１３８の外に流体を輸送するために、チャンバ１２２と連通している。ベント導管バルブ手段１５８は、ベント導管手段１４８に挿置されている。ベント導管バルブ手段１５８は、開位置および閉位置を有する、先に記載した種類である。ベント導管バルブ手段１５８は、信号１８８に応答して一方の位置をとる。
【００７６】
ベント開口１３８、ベント導管手段１４８、およびベントバルブ手段１５８を組み込んだ装置１１０では、制御手段１８０が、第１の流体をチャンバ１２２から除去し、かつ異なった動作シーケンスを用いて第２の流体を出口導管手段１４２に注入する。制御手段１８０は、第１の出口導管バルブ手段１５２に信号１８２を送って閉位置を実現する動作と、第１の供給装置１７０に供給信号１７２を送って停止状態を実現する動作と、第２の出口導管バルブ手段１５４とベント導管バルブ手段１５８に信号１８４、１８８を送って開位置を実現する動作とを実行することによって、チャンバ１２２内の圧力を低減する。あるいは、ベント導管手段１４８が、第２の出口導管手段１４４よりもかなり大きい直径を有する場合には、ベント導管バルブ手段１５８だけを開位置に置いて、圧力を低減することができる。チャンバ１２２内の圧力が大気圧に達すると、制御手段１８０は、ベント導管バルブ手段１５８に信号１８８を送って閉位置を実現し、第２の出口導管バルブ手段１５４と第２の入口導管バルブ手段１５６に信号１８４、１８６を送って開位置を実現する。制御手段１８０によって、第２の流体が第１の流体に置き換わるまで、チャンバ１２２に第２の流体を供給することができる。その後、制御手段１８０が、第２の入口導管バルブ手段１５６と第２の出口導管バルブ手段１５４とに信号１８６、１８４を送って閉位置を実現し、かつ第１の供給装置７０に供給信号１７２を送って供給状態を実現することによって、チャンバ１２２内の圧力を推進圧まで上昇させる。チャンバ１２２内の圧力が推進圧に達すると、制御手段１８０が、第１の出口導管バルブ手段１５２に信号１８２を送って、第２の流体が出口導管手段１４２に注入される所定期間、開位置を実現する。
【００７７】
チャンバ１２２内の圧力を低減し、かつベント開口１３８、ベント導管手段１４８、およびベントバルブ手段１５８を組み込んだ装置１１０のチャンバ１２２から第２の流体を排出するために、制御手段１８０が、第１の出口導管バルブ手段１５２に信号１８２を送って閉位置を実現し、第２の出口導管バルブ手段１５４とベント導管バルブ手段１５８に信号１８４を送って開位置を実現する。
【００７８】
当業者であれば、日常的な実験を行なうだけで、本明細書に記載された特定の手順、実施形態、特許請求の範囲、および例の多数の均等物を、認識または確認することができよう。このような均等物は、本発明の範囲内にあり、本明細書に添付する特許請求の範囲によって包括されていると見なされる。本出願を通して引用された全ての文献、発行特許、および公開特許出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００７９】
例
ここで、本発明の装置の形態を具体化する方法が、以下の例に関して述べられる。
【００８０】
１μｍＣ１８（マサチューセッツ州ミルフォードのＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．社製）の粒子が充填された、７５μｍＩＤ×２０ｃｍ長さのカラムが、７５μｍＩＤ毛細管と流体連通して置かれた。毛細管は、第１の出口導管凍結融解バルブ２５２を通され、次に第１の出口導管開口内に取り付けられた第１の出口高圧毛細管嵌合部を通された。毛細管の先端が、チャンバ２２２の第１の端部２３５から約５００μｍ離れるまで、毛細管は、開口内に挿入された。その後、毛細管は、高圧毛細管嵌合部を締め付けることによって所定位置に固定された。
【００８１】
第１の出口バルブ２５２が開位置で、他の全てのバルブが閉位置において、１０分間、チャンバ２２２を通してポンプから３０ｋｐｓｉの圧力を加えることによって、９５％の水と５％のＡＣＮの溶液でカラムが最初に流された。その後、第１の出口バルブ２５２が閉位置に置かれ、ベントバルブ２５８が開位置に置かれ、圧力が大気圧に減圧された。その後、ベントバルブ２５８が閉位置に置かれ、第２の入口バルブ２５６および出口バルブ２５４が開位置に置かれた。第２の出口導管手段２４４の出力のモニタ出力が、チャンバ２２２が試料で充填されたことを示すまで、第２の入口導管手段２４６から第２の出口導管手段２４４に、試料８ｕＭ ＢＳＡ ｄｉｇｅｓｔが流れ、溶質と置き換わった。第２の入口バルブ２５６および出口バルブ２５４が閉位置に置かれ、ポンプが起動して、チャンバ２２２の試料に１０ｋｐｓｉの圧力を加えた。第１の出口バルブ２５２が開位置に置かれ、０．７分間、１０ｋｐｓｉで試料がカラムに注入され、約１ｆｍｏｌの試料をカラムに置いた。第１の出口バルブ２５２が閉位置に置かれ、ベントバルブ２５８が開位置に置かれて、試料がチャンバ２２２から除去された。ベントバルブ２５８が閉位置に置かれ、ポンプは、さらにチャンバ２２２内の流体を３０ｋｐｓｉに加圧するよう作動された。その後、ポンプは、２０分間のグラディエント（５％のＡ−＞９５％のＢ）を行った。なお、Ａは５％のＡＣＮ、Ｂは７０％のＡＣＮであり、それぞれ０．１％の蟻酸であった。カラムの出力が、狭いガウス形のペプチドのピークを伴う分離を生じる、Ｗａｔｅｒｓ Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ Ｑ−ＴＯＦ質量分析計（マサチューセッツ州、ミルフォードのＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．社製）を用いて分析され、特徴の明らかな試料帯がカラムに注入されていたことが示された。
【００８２】
上述の注入装置は、１つのカラムを通る一連の試料およびその後の溶質に対して、手動介入せずに、自動化された方法で用いこともできる。上述の装置は、高圧注入から超高圧注入までの範囲の用途において用いることができる。装置は、別個の充填および分離装置で実行される分離に比べて良好な再現性を示す。この改善点は、注入された試料の量をより高精度で制御することに起因する。
【００８３】
当業者であれば、上述の実施形態に基づいて本発明の追加の特徴および利点を理解するであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲で示されている場合を除き、詳細に図示され説明された内容に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の装置の一実施形態の図である。
【図２】装置に接続されたカラムを示した、図１の装置の図である。
【図３】状態と制御信号の接続を示した、図１の装置の図である。
【図４】本発明の装置の別の実施形態の図である。
【図５】図５の装置の斜視図である。
【図６Ａ】図５の装置の一実施形態のハウジングの上面図である。
【図６Ｂ】図６Ａのハウジング内の開口の詳細図である。
【図６Ｃ】図６Ａのハウジングの１つの形態の詳細図である。
【図７Ａ】図５の装置の斜視図であって、本実施形態の相互接続の詳細を示すために、図６Ａのハウジングは透明に表わされている。
【図７Ｂ】図７Ａの装置のチャンバ内部の図である。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００４年１月２３日に出願された米国特許仮出願第６０／５３８，６８３号の優先権を主張する。これらの出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に、液体クロマトグラフィーに関し、より詳細には、液体クロマトグラフィーを高圧、超高圧、および極超高圧で作動することに関する。
【背景技術】
【０００３】
本明細書で使用するとき、用語「高圧液体クロマトグラフィー」（ＨＰＬＣ）は、最大４０００ｐｓｉの圧力下で実行されるクロマトグラフィーを意味する。毎平方インチ当たり（ｐｓｉ）６０００ポンドから２００００ポンドでの超高圧液体クロマトグラフィー（ＶＨＰＬＣ）、および２００００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉでの極超高圧液体クロマトグラフィー（ＵＨＰＬＣ）など、高圧で液体クロマトグラフィーを実行することに関心が集まっている。６０００ｐｓｉよりも高い圧力では、ＨＰＬＣ用途で一般的に用いられる注入バルブは、漏洩が原因で故障する。
【０００４】
液体クロマトグラフィーの分離カラムを用いてオンライン作動を実行すると、機器は、カラムに溶質を供給することとと、カラムに試料を供給することとの間で切り換えなければならない。バルブは、溶質と試料との間を切り換えるために使用される主要な手段であった。１つの機構は回転注入バルブであり、このバルブでは、溶質が、バルブのある位置でカラムに導かれ、また溶質は、バルブの他の位置で試料を含むループを通して導かれ、したがって試料を個別のプラグとして流れに導入する。この機構は、注入するのに必要な圧力が５０００ｐｓｉ未満であるときに有効に作用する。しかし、直径がより小さい粒子が充填されたカラム（カラムを通して液体を移動させるのにより高い圧力を必要とする）のクロマトグラフの分解能が向上したため、産業界では高圧力が必要なカラムの方に移行している。回転注入器に結合されたバルブを強化すると、最大１５０００ｐｓｉまで回転注入バルブを作動させることができるが、磨耗が過大となり、バルブの寿命がより短くなる。
【０００５】
ナノスケールの毛細管およびチャネル（ナノスケールの毛細管およびチャネルとは、内径が２００μ未満のものである）内の流体を利用して、その液体を凍結融解することによってオン／オフバルブとして作用させる方法が、当技術分野で知られている。例えば、米国特許第６，１５９，７４４号および米国特許第５，７９５，７８８号を参照されたい。チューブまたはチャネルのナノスケール部分内に含まれる液体を単に凍結および融解することによって、液体の流れを停止するか、または別のチャネルまたはチャンバに逸らすことができることが判明している。この、「凍結融解バルブ」と呼ばれる流量切換装置は、何ら可動部を必要とせず、もっとも重要なことに、分析システム内に無駄な容積を生じない。凍結融解バルブシステムは、４０００ｐｓｉより高い圧力を伴う液体クロマトグラフィー内の流体接続およびカラムに一般に用いられる溶融シリカ毛細管で作動する、本質的にはオン／オフ流体バルブである。これらバルブの起動時間は、１秒以下の範囲内にあるが、開くときよりも閉じるときの方が遅い（典型的には５秒）。凍結融解バルブに関するさらなる情報は、本出願人の米国で出願した国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ／０３／２８９１０号、および米国特許第６，５５７，５７５号において見ることができる。これらは、全内容が参照により明らかに本明細書に組み込まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
試料をカラムに充填する別の手段は、充填目的に専用の高圧容器を用いる、手動プロセスである。ＨＰＬＣカラムの一端は、大気圧であるこの容器のチャンバ内に置かれている。チャンバは試料で充填され、次に容器内を高圧にし、それによって試料の一部がカラムの先端に押しやられる。既知量の試料をカラムに充填するのに必要な時間長さの間、高圧が維持される。充填作業の後、圧力は大気圧に戻され、その後、充填されたカラムが充填容器から取り外される。充填されたカラムは、即座に分離機器に手で取り付けられるか、または保存されて後に分離されてもよい。分離機器では、高圧ポンプがカラムに直接接続され、カラムを通して、溶離液を質量分析計などの検出装置に向かって押し出す。この一連の動作は、分析されるそれぞれの試料について繰り返す必要がある。
【０００７】
自動化された方法で、試料をカラムに置き、高圧でカラムによって分離できる機器を実現する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ＨＰＬＣカラムを通して１つ以上の流体を推進させる装置に関する。装置は、多数の開口を備えるハウジングと、開口内の導管と、導管内の流れを制御する少なくとも１つのバルブ手段とを備える。ＨＰＬＣカラムは、装置から出る導管に接続されている。
【０００９】
ハウジングは、加圧下で１つ以上の流体を収容および／または保持するチャンバと、外面とを有する。ハウジングは、第１の出口開口と、第１の入口開口と、第２の出口開口と、第２の入口開口とを少なくとも有している。各開口は、チャンバから外面へと延びている。各開口は、導管を受け入れることができる。
【００１０】
第１の出口導管手段、第１の出口開口によって受け入れられる。第１の出口導管手段は、チャンバに連通され、チャンバから第１の出口開口の外に流体を輸送する。第１の出口導管手段は、ＨＰＬＣカラムなどの分析装置と接続するために使用される。第１の入口開口は、第１の入口導管手段を受け入れる。第１の入口導管手段は、チャンバに連通され、第１の流体をチャンバ内に輸送する。第１の入口導管手段は、ポンプなどの第１の供給装置と接続するために使用される。
【００１１】
第２の入口開口は、第２の入口導管手段を受け入れる。第２の入口導管手段は、チャンバに連通され、第２の流体をチャンバ内に輸送する。第２の入口導管手段は、貯蔵器またはポンプなど第２の供給装置に接続するために使用される。第２の出口導管手段は、第２の出口開口によって受け入れられる。第２の出口導管手段は、チャンバに連通され、チャンバから第２の出口開口の外に流体を輸送する。第２の出口導管手段は、廃棄物容器またはリサイクル手段に接続するために用いられる。
【００１２】
少なくとも１つのバルブ手段が、第１の出口導管手段、第２の出口導管手段、および第２の入口導管手段の少なくとも１つに配置されている。少なくとも１つのバルブ手段はそれぞれ、最大１２００００ｐｓｉのバルブ手段に加わる圧力差でも動作可能である。各バルブ手段は、流体がバルブ手段を通って流れるのを防ぐ閉位置と、流体がバルブ手段を通って流れることが可能な開位置とを有する。各バルブ手段は、信号に応答して一方の位置をとる。したがって、チャンバは、第１の入口導管手段と第２の入口導管手段のそれぞれから流体を受け入れ、かつ第１の出口導管手段と第２の出口導管手段を通して流体を排出するように構成される。好ましくは、第１の流体は溶質であり、一方第２の流体は試料流体である。
【００１３】
一実施形態において、少なくとも１つのバルブ手段は、凍結融解バルブである。特に、この実施形態は、第１の出口導管手段に挿置された第１の出口導管バルブ手段を有する。第１の出口導管手段は、第１の出口開口内の第１の端部と、ハウジングの外側の中央部分と、入力端と出力端とを備える液体クロマトグラフィーカラムとして形成された第２の端部とを有する、毛細管とすることができる。第１の出口導管バルブ手段は、第１の出口導管手段の中央部分に置かれている。別の実施形態において、毛細管の第１の端部が、チャンバ内に延び、毛細管の第１の端部の先端は、チャンバ内で第２の入口開口と第２の出口開口との間に位置する。
【００１４】
一実施形態において、第２の出口導管バルブ手段が、第２の出口導管手段に挿置されている。好ましくは、第２の入口導管バルブ手段は、第２の入口導管手段に挿置されている。第２の流体源を第２の入口導管に接続して、第２の流体を供給することができる。一実施形態において、装置は、また、第１の入口導管手段に接続された第１の供給装置を備える。第１の供給装置は、第１の流体を最大圧力までの圧力で供給する供給状態を有する。第１の供給装置は、また、第１の流体を供給しない停止状態を有する。第１の供給装置は、供給信号に応答して状態の一方をとる。
【００１５】
一実施形態において、装置は、さらに制御手段を備え、開位置と閉位置の一方をとるように、信号をバルブ手段に送って少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれを制御する。好ましくは、制御手段はさらに、供給状態と停止状態のうちの一方をとるように、供給信号を供給装置に送ることによって第１の供給装置を制御する。
【００１６】
一実施形態において、制御手段は、供給信号を第１の供給装置に送って、第１の供給装置の供給状態を実現する。制御手段はさらに、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送り、全ての導管バルブ手段の閉位置を実現して、チャンバを充填し加圧する。さらに、制御手段は、供給信号を第１の供給装置に送って第１の供給装置の停止状態を実現し、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送って、第１の出口導管バルブ手段の閉位置と、第２の入口導管バルブ手段と第２の出口導管手段の開位置とを実現することにより、現在チャンバ内にある流体を第２の流体に置き換える。装置は、第２の出口導管手段を通って流れる流体を監視する流体モニタを備えることもできる。流体モニタは、チャンバを出る流体の成分についての情報を制御手段に与えるためのものである。制御手段は、第２の出口導管における流体を監視し、第２の流体の濃度を決定する。
【００１７】
好ましくは、制御手段は、供給信号を第１の供給装置に送って第１の供給装置の停止状態を実現し、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送って、第１の出口バルブ手段と第２の入口バルブ手段の閉位置と、第２の出口バルブ手段の開位置とを実現することにより、チャンバから流体を排出する。さらに、制御手段は、供給信号を第１の供給装置に送って第１の供給装置の供給状態を実現し、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送って、第２の入口バルブ手段と第２の出口バルブ手段の閉位置と、第１の出口バルブ手段の開位置とを実現することにより、第１の出口導管手段を通して加圧流体を推進させる。
【００１８】
一実施形態において、チャンバは、略大気圧と最大圧力との間の圧力で流体を保持するよう設計および構成される。一実施形態において、最大圧力は、約５０００ｐｓｉにまで及んでもよい。別の実施形態において、最大圧力は、約１５０００ｐｓｉまで及んでもよい。第３の実施形態において、最大圧力は、約１２００００ｐｓｉまで及んでもよく、特にチャンバ内の圧力は、流体が第１の出口開口を通して推進される場合には、約３００００ｐｓｉから１０００００ｐｓｉの間にある。
【００１９】
好ましくは、実施形態はさらに、ハウジング内でチャンバから外面に延びた、ベント導管手段を受け入れるベント開口を備える。ベント開口で受け入れられるベント導管手段は、チャンバと連通し、流体をチャンバからベント開口を出るように輸送する。ベント導管手段を、ベント導管バルブ手段に接続することもできる。ベント導管手段に挿置されるベント導管バルブ手段は、流体がベント導管バルブ手段を通って流れることが可能な開位置と、流体がベント導管バルブ手段を通って流れるのを防ぐ閉位置とを有する。ベント導管バルブ手段は、信号に応答して位置の一方をとる。
【００２０】
一実施形態において、制御手段は、供給信号を第１の供給装置に送って、第１の供給装置の停止状態を実現する。制御装置はさらに、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送り、第１の出口バルブ手段と第２の入口導管バルブ手段の閉位置と、第２の出口導管バルブ手段とベント導管バルブ手段の開位置とを実現することにより、流体をチャンバから排出する。
【００２１】
好ましくは、実施形態はさらに、導管手段を開口内で高圧に保持するために、開口と開口に結合される導管手段との間に配置された少なくとも１つの嵌合部を備える。嵌合部は、開口と結合される導管手段との間で流体密封を形成し、チャンバ内の圧力が上昇した場合に、結合される導管手段を開口内で保持する。好ましくは、嵌合部は、１５０００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉの間のチャンバ圧力で導管手段を開口内で保持する。
【００２２】
一実施形態において、チャンバは、円筒壁と、第１の端壁と、第２の端壁とを有する。この実施形態において、第１の入口開口は、第１または第２の端壁のいずれかに位置し、第１の出口開口は、他方の端壁に位置している。第２の入口開口は、第１の出口開口と隣接した円筒壁を貫通して位置し、第２の出口開口は、第１の入口開口に隣接した円筒壁を貫通して位置している。ベント開口がある場合には、ベント開口は、第２の入口開口のほぼ正反対側の円筒壁を貫通して位置している。
【００２３】
チャンバを囲むハウジングは、ステンレス鋼、チタニウム、または使用される流体に対して不活性な他の金属であってよい、不活性材料からできている。
【００２４】
１つ以上の流体を高圧で出口導管に注入する方法は、多数の開口を有するハウジング、開口内の導管、および導管内の流れを制御する少なくとも１つのバルブ手段とを備える装置を利用する。この方法は、加圧下で１つ以上の流体を収容および／または保持するチャンバと外面とを有する、ハウジングを提供することを含んでいる。ハウジングは、第１の出口開口と、第１の入口開口と、第２の出口開口と、第２の入口開口とを少なくとも有する。各開口は、チャンバから外面に延びている。各開口は、導管を受け入れることができる。
【００２５】
第１の出口導管手段は、第１の出口開口によって受け入れられる。第１の出口導管手段は、チャンバと連通し、チャンバから第１の出口開口の外に流体を輸送する。第１の出口導管手段は、ＨＰＬＣカラムなど分析装置との接続のために用いられている。好ましくは、第１の出口導管手段は、毛細管である。第１の入口開口は、第１の入口導管手段を受け入れる。第１の入口導管手段は、チャンバに連通し、第１の流体をチャンバ内に輸送する。第１の入口導管手段は、ポンプなどの第１の供給装置に接続するために用いられる。
【００２６】
第２の入口開口は、第２の入口導管手段を受け入れる。第２の入口導管手段は、チャンバと連通し、第２の流体をチャンバ内に輸送する。第２の入口導管手段は、貯蔵器またはポンプなどの第２の供給装置との接続のために用いられる。好ましくは、第１の流体は溶質であり、第２の流体は試料流体である。第２の出口導管手段は、第２の出口開口により受け入れられる。第２の出口導管手段は、チャンバと連通し、チャンバから第２の出口開口の外に流体を輸送する。第２の出口導管手段は、廃棄物容器またはリサイクル手段と接続するために用いられる。
【００２７】
少なくとも１つのバルブ手段が、第１の出口導管手段、第２の出口導管手段、および第２の入口導管手段の少なくとも１つに配置されている。少なくとも１つのバルブ手段はそれぞれ、１５０００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉの間のバルブ手段に加わる圧力差で作動可能である。バルブ手段は、流体がバルブ手段を流れるのを防ぐ閉位置と、流体がバルブ手段を流れることができる開位置とを有している。バルブ手段は、信号に応答し一方の位置をとる。好ましくは、バルブ手段は、凍結融解バルブである。
【００２８】
この方法は、第１の入口導管手段と第２の入口導管手段のそれぞれから流体を受け入れることと、第１の出口導管手段と第２の出口導管手段とから流体を排出することとを含む。
【００２９】
好ましくは、この方法はさらに、第１の供給装置、第２の流体源、および制御手段を提供することを含む。第１の供給装置は、第１の入口導管手段に接続されている。第１の供給装置は、第１の流体が最大圧力までの圧力で供給される供給状態と、第１の流体が供給されない停止状態とを有する。第１の供給装置は、供給信号に応答して状態の一方をとる。第１の供給装置は、ポンプであってもよい。第２の流体源は、第２の入口導管手段と流体連通している。制御手段は、開位置および閉位置の一方をとるように信号をバルブ手段に送って、少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれを制御し、供給および停止状態の一方を取るように第１の供給装置に供給信号を送って、第１の供給装置を制御する。
【００３０】
この方法は、制御手段が、第１の出口導管手段を通して１つ以上の流体を移動させるために、１つ以上の信号をバルブ手段と第１の供給装置に送って一連の位置と状態を実現することを含む。ある量の第１の流体を出口導管手段に注入するために、制御手段は、ａ．信号を全ての導管バルブ手段に送って閉状態を実現して、チャンバを密封する動作と、ｂ．供給信号を第１の供給装置に送って供給状態を実現して、第１の流体を供給し、かつ第１の流体の圧力をチャンバ内で推進圧にまで高める動作と、ｃ．信号を第１の出口導管バルブ手段に送って開位置を実現して、ある一定量の第１の流体を第１の出口導管手段に注入する動作とを実行する。
【００３１】
第１の流体をチャンバから除去し、第２の流体を出口導管手段に注入するために、制御手段が、チャンバ内の圧力を低減することによって始動する。制御手段は、信号を第１の出口導管バルブ手段に送って閉位置を実現する動作と、供給信号を第１の供給装置に送って停止状態を実現する動作と、信号を第２の出口導管バルブ手段に送って開位置を実現する動作とを実行する。その後、チャンバ内の圧力が大気圧に達すると、制御手段は、信号を第２の入口導管バルブ手段に送って開位置を実現する。制御手段によって、第２の流体が第１の流体に置き換わるまで、第２の流体がチャンバに供給される。その後、制御手段は、信号を第２の入口導管バルブ手段と第２の出口導管バルブ手段に送ることによって閉位置を実現し、かつ供給信号を第１の供給装置に送ることによって供給状態を実現することにより、チャンバ内の圧力を推進圧にまで高める。チャンバ内の圧力を推進圧に維持している間、制御手段は、信号を第１の出口導管バルブ手段に送って所定期間の間の開位置を実現して、第２の流体を第１の出口導管手段に注入する。
【００３２】
装置が、第２の出口導管を流れる流体を監視する流体モニタをさらに備えている場合、モニタは、チャンバを出る流体の成分についての情報を制御手段に供給する。流体モニタ情報を用いて、流体モニタからの情報が、第２の流体が第１の流体に置き換わったことを示すまでの間だけ、第２の流体をチャンバに供給することによって、制御手段は第２の流体を節約する。これは、第１の流体が確実に置き換えられるのに十分な期間だけ、第２の流体を流す方法より、第２の流体を節約する。
【００３３】
チャンバ内の圧力を低減し、かつ流体をチャンバから排出するために、制御手段は、信号を第１の出口導管バルブ手段に送って閉位置を実現し、信号を第２の出口導管バルブ手段に送って開位置を実現する。装置が、ハウジング内のベント開口と、ベント導管手段と、ベント導管バルブ手段とをさらに備える場合、制御手段はまた、信号をベント導管バルブ手段に送って開位置を実現する。これによって、流体をチャンバからより迅速に排出できる。ベント開口は、チャンバから外面へと延びて、ベント導管手段を受け入れる。ベント導管手段は、ベント開口によって受け入れられ、チャンバに連通して、チャンバからベント開口の外に流体を輸送する。ベント導管手段は、廃棄物収集手段と接続するためのものである。ベント導管バルブ手段は、ベント導管手段に挿置されている。ベント導管バルブ手段は、開位置および閉位置を有する、先に述べた種類の手段である。バルブ手段は、信号に応答して一方の位置をとる。
【００３４】
ベント開口、ベント導管手段、およびベント導管バルブ手段を組み込んでいる装置では、制御手段が、異なるシーケンスを実行して、第１の流体をハウジングから除去し、第２の流体を出口導管手段に注入することもできる。制御手段は、信号を第１の出口導管バルブ手段に送って閉位置を実現する動作と、供給信号を第１の供給装置に送って停止状態を実現する動作と、信号を第２の出口導管バルブ手段とベント導管バルブ手段に送って開位置を実現する動作とを実行することによって、ハウジングの圧力を低減することで始まる。その後、ハウジング内の圧力が大気圧に達すると、制御手段は、信号をベント導管バルブ手段に送って閉位置を実現し、信号を第２の入口導管バルブ手段に送って開位置を実現する。制御手段によって、第２の流体が第１の流体と置き換わるまで、第２の流体をチャンバに供給できる。その後、制御手段は、信号を第２の入口導管バルブ手段と第２の出口導管バルブ手段とに送ることによって閉位置を実現し、かつ供給信号を第１の供給装置に送ることによって供給状態を実現することによって、チャンバ内の圧力を推進圧にする。チャンバ内の圧力が推進圧に達すると、制御手段は、信号を第１の出口導管バルブ手段に送って所定の期間の開位置を実現し、第２の流体を毛細管に注入する。
【００３５】
ベント開口、ベント導管手段、およびベント導管バルブ手段を組み込んでいる装置では、ハウジング内の圧力を低減し、かつ第２の流体をチャンバから排出するために、制御手段は、信号を第１の出口導管バルブ手段に送って閉位置を実現し、信号を第２の出口導管バルブ手段とベント導管バルブ手段に送って開位置を実現する。
【００３６】
本発明の他のシステム、方法、特徴および利点は、以下の図面と詳細な説明を考察することによって、当業者に明らかであるかまたは明らかとなるであろう。全てのそのような追加的なシステム、方法、特徴および利点は、本明細書の説明に含まれ、本発明の範囲内にあり、添付の特許請求の範囲によって保護されるものとする。
【００３７】
本発明の多くの態様は、以下の図面を参照することでより詳細に理解できる。図面の構成要素は、必ずしも縮尺通りではなく、本発明の原理をより明確に示すことに重点が置かれている。さらに、図面においては、同一参照符号は、複数の図面を通して類似の部品を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明は、一般に、液体クロマトグラフィーに関し、より詳細には、１つ以上の流体を高圧の液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）カラムを通して推進させる装置に関する。ＨＰＬＣカラムは、装置から出る導管に接続されている。装置は、多数の開口を備えるハウジングと、開口内の導管と、導管の流れを制御する少なくとも１つのバルブ手段とを備える。
【００３９】
図１に概略的に示されているように、装置１０は、加圧下で１つ以上の流体を収容および／または保持するチャンバ２２と、外面２４とを有する、ハウジング２０を備えている。ハウジング２０は、第１の出口開口３２と、第１の入口開口３０と、第２の出口開口３４と、第２の入口開口３６とを少なくとも有する。各開口は、チャンバ２２から外面２４に延びている。各開口は、導管手段を受け入れるように構成されている。
【００４０】
第１の出口導管手段４２は、第１の出口開口３２によって受け入れられている。第１の出口導管手段４２は、チャンバ２２から第１の出口開口３２の外に流体を輸送するため、チャンバ２２に連通している。第１の出口導管手段４２は、ＨＰＬＣカラム（図示せず）などの分析装置との接続のために用いられる。第１の入口開口３０は、第１の入口導管手段４０を受け入れている。第１の入口導管手段４０は、第１の流体をチャンバ２２に輸送するために、チャンバ２２に連通している。第１の入口導管手段の内径は、約１２０μｍから１８０μｍの間である。第１の入口導管手段４０は、ポンプなど第１の供給装置（図示せず）と接続するため用いられている。
【００４１】
第２の入口開口３６は、第２の入口導管手段４６を受け入れる。第２の入口導管手段４６は、第２の流体をチャンバに輸送するために、チャンバ２２と連通している。第２の入口導管手段４６は、貯蔵器またはポンプなど第２の供給装置（図示せず）と接続するために用いられる。第２の出口導管手段４４は、第２の出口開口３４によって受け入れられている。第２の出口導管手段４４は、チャンバ２２から第２の出口開口３４の外に流体を輸送するために、チャンバ２２に連通している。第２の出口導管手段４４は、廃棄物容器またはリサイクル手段（図示せず）との接続のために用いられる。
【００４２】
チャンバ２２は、第１の入口導管手段４０と第２の入口導管手段４６から流体を受け入れ、第１の出口導管手段４２と第２の出口導管手段４４とから流体を排出するように構成される。好ましくは、第１の流体は溶質であり、一方第２の流体は試料流体である。チャンバ２２はさらに、高圧、超高圧、および／または極超高圧で流体を保持するように構成される。
【００４３】
少なくとも１つのバルブ手段が、第１の出口導管手段４２、第２の出口導管手段４４、および第２の入口導管手段４６の少なくとも１つに配置されている。各バルブ手段は、約１５０００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉのバルブ手段に加わる圧力差で動作可能である。バルブ手段は、流体がバルブ手段を通って流れるのを防ぐ閉位置と、流体がバルブ手段を通って流れることが可能な開位置とを有する。バルブ手段は、信号に応答して位置の一方をとる。好ましい実施形態において、少なくとも１つのバルブ手段は、凍結融解バルブである。このようなバルブには可動部がなく、分離のための無駄な容積を生じることなく、それによってインライン環境における再現動作が可能になる。凍結融解バルブ手段は、装置の充填と加圧とを制御するために用いられる。
【００４４】
ここで図２を参照すると、第１の出口導管バルブ手段５２が、第１の出口導管手段４２に挿置されている。図示するように、第１の出口導管手段４２は、第１の出口開口３２を貫通する第１の端部６２と、ハウジング２０の外側の中央部分６４と、入力端６３と出力端６７とを有する液体クロマトグラフィーカラム６５として形成された第２の端部６６とを有する、毛細管である。第１の出口導管手段４２とカラム６５の内径は、約１５μｍから１５０μｍの間である。第１の出口導管バルブ手段５２は、第１の出口導管手段４２の中央部分６４に置かれている。図示するように、第１の出口導管手段４２の第１の端部６２が、チャンバ２２内に突き出ており、第１の出口導管手段４２の第１の端部６２の先端６８は、チャンバ２２内で第２の入口開口３６と第２の出口開口３４との間に位置する。この位置付けによって、第２の流体が、第２の入口開口３６内を流れて第２の出口開口３４を出るときに、第１の出口導管手段４２の先端６８の周りの領域が、押し流され、チャンバ内の第１の流体のいずれもが、第１の出口導管手段４２近くで保持されない。
【００４５】
図３に示すように、第２の出口導管バルブ手段５４が、第２の出口導管手段４４に挿置されている。好ましくは、第２の入口導管バルブ手段５６が、第２の入口導管手段４６に挿置されている。第２の流体を供給するために、第２の流体源９５が、第２の入口導管４６に接続されている。第２の入口開口および第２の出口開口は、内径が約１５μｍから５０μｍの間の導管手段４６、４４を収容している。
【００４６】
装置１０が、第１の入口導管手段４０によって第１の供給装置７０に接続されていることが示されている。第１の供給装置７０は、第１の流体が最大圧力までの圧力で供給される供給状態を有する。第１の供給装置７０はさらに、第１の流体が供給されない停止状態を有する。第１の供給装置７０は、供給信号７２に応答して、状態の一方をとる。
【００４７】
図示するように、装置１０は、さらに制御手段８０を備え、開位置および閉位置の一方をとるように、信号８２、８４、８６をバルブ手段に送ることによって少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれを制御する。図示するように、制御手段８０はさらに、供給および停止状態の一方をとるように、供給信号７２を供給装置７０に送ることによって第１の供給装置７０を制御する。
【００４８】
チャンバ２２を充填および加圧するために、制御手段８０は、第１の供給装置７０に供給信号７２を送って、第１の供給装置７０の供給状態を実現する。制御手段８０はさらに、チャンバ２２を充填および加圧するために、少なくとも１つのバルブ手段に１つ以上の信号を送って、全ての導管バルブ手段５２、５４、５６の閉位置を実現する。
【００４９】
チャンバ２２内に存在する流体を第２の流体と置き換えるために、制御手段８０は、第１の供給装置７０に供給信号７２を送って第１の供給装置７０の停止状態を実現し、チャンバ２２内の流体を第２の流体と置き換えるために、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送ることによって、第１の出口導管バルブ手段５２の閉位置と、第２の入口導管バルブ手段５６と第２の出口導管手段５４の開位置とを実現する。好ましくは、図示するように、装置１０は、流体が第２の出口導管手段４４を通るのを監視する流体モニタ９０を備えている。流体モニタは、チャンバ２２を出る流体の成分を示す監視信号９２を、制御手段８０に供給する。好ましくは、制御手段８０は、前記監視信号９２によって第２の出口導管４４において流体を監視し、かつ排出流体中の第２の流体の濃度を決定する。
【００５０】
チャンバ２２から流体を排出するために、制御手段８０は、第１の供給装置７０に供給信号７２を送って、第１の供給装置７０の停止状態を実現し、チャンバ２２から流体を排出するために、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送ることによって、第１の出口バルブ手段５２と第２の入口バルブ手段５６の閉位置と、第２の出口バルブ手段５４の開位置を実現する。
【００５１】
加圧流体を第１の出口導管手段４２を通して推進させるために、制御手段８０は、第１の供給装置７０に供給信号７２を送って、第１の供給装置７０の供給状態を実現し、加圧流体を第１の出口導管手段４２を通して推進させるために、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送って、第２の入口バルブ手段５６と第２の出口バルブ手段５４の閉位置と、第１の出口バルブ手段５２の開位置を実現する。
【００５２】
一実施形態において、第１の供給装置７０は、チャンバ２２の内部圧力を最大圧力まで上げることが可能なポンプである。最大圧力は、１５０００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉの間にあるのが好ましい。ポンプは、最大圧力でグラディエントを生成できるバイナリポンプであってもよい。ポンプが供給状態になる時点で、チャンバに第２の流体が充填されると、ポンプは、圧力を上げて存在する流体を圧縮する。ただし、流体がチャンバを出ない限り、第１の流体は、必ずしも第２の流体に置き換える必要はない。
【００５３】
一実施形態において、チャンバ２２は、略大気圧と最大圧力との間の圧力で流体を保持するよう設計および構成されている。一実施形態において、最大圧力は、約５０００ｐｓｉまでに及ぶ。別の実施形態において、最大圧力は、約１５０００ｐｓｉにまで及ぶ。第３の実施形態において、最大圧力は、約１２００００ｐｓｉにまで及び、特に、流体が第１の出口開口３２を通して推進されるときは、チャンバ内の圧力は、約３００００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉの間である。
【００５４】
図４に示されるように、装置１１０はさらに、ハウジング１２０にチャンバ１２２から外面１２４に延びるベント開口１３８を備え、この開口１３８がベント導管手段１４８を受け入れていることを示している。ベント開口１３８によって受け入れられるベント導管手段１４８は、チャンバ１２２と連通して、チャンバ１２２からベント開口１３８の外に流体を輸送する。１つのベント導管手段１４８の内径は、約２５μｍから１５０μｍの間である。図示するように、ベント導管手段１４８は、その中に配置されたベント導管バルブ手段１５８を有する。ベント導管手段１４８に挿置されたベント導管バルブ手段１５８は、流体がベント導管バルブ手段１５８を通って流れることができる開位置と、流体がベント導管バルブ手段１５８を通って流れるのを防ぐ閉位置とを有する。ベント導管バルブ手段１５８は、信号１８８に応答して一方の位置をとる。
【００５５】
通常、第２の入口導管手段１４６と第２の出口導管手段１４４の内径は、装置１１０で用いられる最小の直径である。第１の出口導管手段１４２は、次に大きく、ベント導管手段１４８と第１の入口導管手段１４０とは、装置１１０で用いられる導管手段のうち最も大きい。この序列によって、利用される第２の流体の量の制御と、カラム（図示せず）を推進される流体の制御とを最大限で可能にすると同時に、プロセスの工程間でチャンバ１２２内の圧力を使い果たすのに費やす時間を最小にする。
【００５６】
流体をチャンバ１２２から排出するために、図４の装置は、第１の供給装置１７０に供給信号１７２を送って第１の供給装置１７０の停止状態を実現する、制御手段１８０を有する。制御手段１８０はさらに、チャンバ１２２から流体を排出するために、１つ以上の信号を少なくとも１つのバルブ手段に送って、第１の出口バルブ手段１５２と第２の入口導管バルブ手段１５６の閉位置と、第２の出口導管バルブ手段１５４とベント導管バルブ手段１５８の開位置とを実現する。装置１１０は、ベント導管手段１４８の直径がより大きく、ベント導管バルブ手段１５８と第２の導管出口バルブ手段１５４の両方を同時に開くことができるため、より迅速に圧力を散逸させ、チャンバ１２２からより迅速に流体を排出する。
【００５７】
装置、例えば装置２１０を実現する際に、図５に示すように、実施形態はさらに、開口とそれに結合される導管手段との間に配置された、嵌合部２４３などの、少なくとも１つの嵌合部を備えることができる。このような嵌合部は、その全内容が参照により本明細書に明らかに組み込まれる、同時係属出願第６０／４１０，３４６号に記載されている。この嵌合部２４３は、特に導管手段が溶融シリカで形成されている場合に、開口と結合される導管手段との間で流体密封を形成するためのものである。溶融シリカは、極めてもろく、フェルール２４１など標準的な高圧フェルールで加えられる力に耐えることができない。嵌合部２４３は、チャンバ内の圧力が上昇すると、結合される導管手段を開口内で保持するためのものでもある。嵌合部２４３は、約１５０００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉの間のチャンバ圧力まで、導管手段を開口内で保持する。導管手段が、ステンレス鋼、チタニウム、または他の不活性金属などの金属材料でできている場合は、第１の入口導管手段２４０で示されるように、嵌合部２４１などのより簡単な高圧嵌合部が用いられてもよい。この嵌合部２４１は、高圧フェルールであってもよい。ハウジング２２０は、ステンレス鋼、チタニウム、または使用される流体に対して不活性な他の金属であってもよい、最大圧力に耐えることが可能な不活性材料を含む。
【００５８】
ハウジングは、好ましくは長さが１ｃｍから３ｃｍで、直径が３５ｍｍから６０ｍｍのチャンバ周りに配置されている。このような寸法によって、使用される試料と溶質の量を少なくすることができる。利用した１つのチャンバの長さは約１．７ｃｍで、直径は約４５ｍｍであった。このようなチャンバを囲むハウジング２２０は、長さが１インチから２インチ（約２．５ｃｍから約５．１ｃｍ）で、幅が０．５インチから１．０インチ（約１．３ｃｍから約２．５ｃｍ）で、高さが０．３５インチから０．７インチ（約０．９ｃｍから約１．８ｃｍ）であることが好ましい。実現された１つのハウジングは、１．５インチ×０．７インチ×０．４インチ（約３．８ｃｍ×約１．８ｃｍ×約１．０ｃｍ）であった。
【００５９】
一実施例で、上述のハウジング２２０は、図６Ａで示されるように、長さが約０．６５インチ（約１．７ｃｍ）で、直径が約０．０１８インチ（約０．０５ｃｍ）、したがって容積が０．３０６立方インチの内部円筒形チャンバ２２２を備えて製造された。ハウジング２２０は、ステンレス鋼で製造された。チャンバ２２２は、チャンバ２２２周りの側壁２２３を有し、開放端を有していた。第１の入口開口２３０は、チャンバ２２２の第１の端部２２５に接続された。第１の入口開口２３０は、Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．社（マサチューセッツ州、ミルフォード）製のＺ−ディテールステンレスフェルール嵌合部を受け入れるように構成された。第２の出口開口２３４が、チャンバ２２２の側壁２３３に設けられ、第２の出口開口２３４の中心は、チャンバ２２２の第１の端部２３５から側壁２３３に沿っておよそ０．０１７インチ（約０．０４ｃｍ）であった。第２の出口開口２３４は、第２の流体を第１の流体と置き換える際に、残留する第１の流体を最小限にするために、チャンバ２２２の第１の端部２３５の極めて近くに置かれた。第２の端部開口２３４は、図６Ｃに詳細に示されるように、＃６−４０のフェルールを受け入れるように構成された。第１の出口開口２３２は、図６Ｂで詳細に示されるように、チャンバ２２２の開放された第２の端部２２７に接続されて設けられた。第２の入口開口２３６とベント開口２３８は、チャンバ２２２の第２の端部２２７から約０．０３５インチ（約０．０９ｃｍ）の位置に、側壁２３３を通ってチャンバ２２２の両側に設けられた。第１の出口開口２３２、第２の入口開口２３６、およびベント開口２３８はそれぞれ、図６Ｃに示されるように、６−４０のフェルールを受け入れるように構成された。
【００６０】
一実施形態において、チャンバ２２２を見せるために図６Ａのハウジング２２０が透明とされている図７Ａに示すように、装置は、図示されたハウジングから構成されている。第１の入口開口２３０は、フェルール２３１と嵌合して、第１の入口導管手段２４０を開口内で保持する。第１の入口導管手段２４０は、導管手段の中で最も大きい内径を有し、効果的な圧力の生成とチャンバの流れを可能にする。第１の入口導管手段２４０の内径は、１２０μｍから１８０μｍであるのが好ましく、外径は約３６０μｍである。一例では、第１の入口導管手段の内径は、１５０μｍで、外径は３６０μｍであった。第１の入口導管手段２４０は、ステンレス鋼製であることが好ましく、Ｗａｔｅｒｓ Ａｌｌｉａｎｃｅ ＨＰＬＣシステム（マサチューセッツ州、ミルフォードのＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．社製）で使用されたＷａｔｅｒｓ Ｚ−ディテールなどの圧縮嵌合部２４１によって保持された。代替としては、同一サイズ範囲の溶融シリカ毛細管を、第１の入口導管手段２４０に用いることができる。溶融シリカ導管手段の保持機構は、毛細管を損傷せずに、溶融シリカ毛細管を保持するために、上述のようにフェルール２３１と結合するように構成された高圧毛細管嵌合部とするのがよい。
【００６１】
第１の出口開口２３２は、フェルール２３３と嵌合して、第１の出口導管手段２４２を開口内に保持する。第１の出口導管手段２４２は、第１の入口導管手段２４０の内径よりも小さい、実行されるクロマトグラフィープロセスに適合する内径を有する。典型的には、第１の出口導管手段２４２の内径は、１５μｍから１５０μｍであり、外径は約３６０μｍである。一例では、第１の出口導管手段２４２の内径は７０μｍであり、ハウジング２２０の外側で、ハウジングの外側のカラムを形成する媒体粒子で充填された。フェルール２３３と結合するように構成された高圧毛細管嵌合部２４３は、毛細管を損傷せずに、第１の出口開口２３２内で溶融シリカ毛細管を保持する。
【００６２】
第２の入口開口２３６は、第１の出口開口２３２に隣接して位置している。第２の入口開口２３６は、フェルール２３７と嵌合して、第２の入口導管手段２４６を開口内に保持している。第２の入口導管手段２４６の内径は、１５μｍから５０μｍで、外径は約３６０μｍである。一例では、第２の入口導管手段２４６の内径は２５μｍである。フェルール２３７に結合するように構成された高圧毛細管嵌合部２４７は、毛細管を損傷せずに、第２の入口開口２３６内に溶融シリカ毛細管を保持する。
【００６３】
第２の出口開口２３４は、第１の入口開口２３０に隣接して位置している。第２の出口開口２３４は、フェルール２３５と嵌合して、第２の出口導管手段２４４を開口内に保持している。第２の出口導管手段２４４の内径は１５μｍから５０μｍで、外径は約３６０μｍである。一例では、第２の出口導管手段２４４の内径は２５μｍである。フェルール２３５に結合するように構成された高圧毛細管嵌合部２４５は、毛細管を損傷せずに、第２の出口開口２３４内に溶融シリカ毛細管を保持する。
【００６４】
ベント開口がある場合は、ベント開口２３８は、第２の入力開口２３６のほぼ正反対側に位置している。ベント開口２３８は、フェルール２３９と嵌合して、ベント導管手段２４８を開口内で保持している。ベント導管手段２４８の内径は２５μｍから１５０μｍで、外径は約３６０μｍである。一例では、ベント導管手段２４８の内径は５０μｍであった。フェルール２３９に結合されるように構成された高圧毛細管嵌合部２４９は、毛細管を損傷せずに、ベント開口２３８で溶融シリカ毛細管を保持している。バルブ手段（図示せず）は、第１の出口導管手段、第２の入口導管手段、第２出口導管手段、およびハウジングの外側のベント導管手段の周りに配置されている。
【００６５】
図７Ｂは、第１の出口導管手段２４２に加えられる第２の流体の量が、第１の出口導管手段２４２の先端２６８の位置によってどのように制御されるかを示している。第１の出口導管手段２４２は、第１の出口開口２３２を通してチャンバ２２２に挿入される。第１の出口導管手段２４２の先端２６８は、第２の入口開口２３６と第２の出口開口２３４との間に、端壁２２５から距離「ｄ」で配置されている。チャンバ２２２が第２の流体で充填されると、第２の入口導管手段２４６を通って第２の出口導管手段２４４を出る第２の流体を流すことによって、第１の出口導管手段２４２の先端２６８と端壁２２５との間の容積が、第２の流体で充填される。この第２の流体の容積は、
Ｖ＝ｄπｒ２
によって求められる。なお、「ｒ」はチャンバの半径である。チャンバ２２２を密封した後、第２の流体のこの容積は、先端２６８とチャンバ２２５の端部との間に残る。第１の入口導管手段２４０に接続されたポンプが、供給状態に置かれている場合、ポンプは、第１の流体をチャンバ２２２に注入しようとする。しかし、チャンバ２２２は第２の流体で充填されているため、ポンプは、第２の流体の圧力を高めるだけである。圧力が十分に高い場合、第１の出口導管バルブ手段（図示せず）が開かれ、ある一定量の第２の流体が、第１の出口導管手段２４２内に推進され、一方で、同量の第１の流体が、第２の流体に置き換わる。この第１の流体の量は、チャンバ２２５の端部に接して含まれている。上述の式によって決定される容積内の第２の流体全てが、移動されるまでの間だけ、装置２１０は、第１の出口導管手段２４２の端部２６８に第２の流体を推進させることができる。その後、第１の供給装置で供給される第１の流体は、導管手段まで推進される。上記で算出された流体の容積が、注入され得る第２の流体の量の上限であるが、通常は、チャンバ２２２が加圧されている間に、第１の出口バルブ手段が開いている時間によって、注入される第２の流体の量が決定される。
【００６６】
図４の相互接続を図６および図７の装置に用いた一実施形態において、第１の入力導管２４０、すなわちスチール製の１５０μＩＤ×１／１６”ＯＤ導管が、金属フェルール嵌合部（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．社製のＺディテールフェルール）によって、第１の入口開口２３０と、第１の供給装置１７０として作用する超高圧バイナリグラディエントポンプとの間に接続された。第１の出口導管２４２、すなわち７５μＩＤ×３６０μＯＤ溶融シリカ毛細管が、６−４０のフェルール開口と結合される高圧毛細管管嵌合部によって第１の出口開口２３２で保持された。第２の入口導管２４６および出口導管２４４、すなわち２５μＩＤ×３６０μＯＤ毛細管が、６−４０のフェルール開口と結合される高圧毛細管嵌合部によって、第２の入口開口２３６および第２の出口開口２３４のそれぞれで保持された。ベント導管２４８、すなわち２５μＩＤ×３６０μＯＤ毛細管が、６−４０のフェルール開口と結合される高圧毛細管嵌合部によって、ベント開口２３８で保持された。第１の出口導管２４２は、導管の端部がチャンバ２２２の第１の端部２３５から約５００μｍ離れて位置するまで、高圧嵌合部を通して供給された。
【００６７】
導管が所定の位置に保持されている装置が、筺体内に取り付けられた。凍結融解バルブアセンブリが、第１の出口導管２４２、第２の入力２４６、出口導管２４４、およびベント導管２４８周りにそれぞれ置かれた。一実施形態において、１つの凍結融解バルブを、第２の入口導管２４６と第２の出口導管２４４の両方の周りに配置し、これらの導管の流れを同時に制御した。この実施を用いると、第２の入口導管２４６と第２の出口導管２４４は、チャンバに第２の流体を充填するのに専用に用いられた。ベント導管２４８は、加圧流体の減圧およびチャンバ２２２からの排出に用いられた。
【００６８】
１つ以上の流体を高圧で出口導管に注入する方法は、図３に示す装置を利用する。装置は、多数の開口を備えるハウジング３０と、開口内の導管と、上述のように導管の流れを制御するための少なくとも１つのバルブ手段とを備えている。第１の出口開口３２内の第１の出口導管手段４２は、ＨＰＬＣカラムなどの分析装置と接続するために用いられている。第１の出口導管手段４２は、毛細管であってもよい。第１の入口開口３０内の第１の入口導管手段４０は、第１の流体をチャンバ２２に輸送するために、チャンバ２２に連通している。第１の入口導管手段４０は、溶質などの第１の流体を供給する、例えばポンプのような第１の供給装置７０に接続するために用いられる。
【００６９】
第２の入口開口３６内の第２の入口導管手段４６は、第２の流体をチャンバ２２に輸送するために、チャンバ２２に連通されている。第２の入口導管手段４６は、試料などの第２の流体を供給する貯蔵器またはポンプなどの、第２の供給装置９５と接続するために用いられている。第２の出口開口３４内の第２の出口導管手段４４は、流体をチャンバ２２から輸送するために、チャンバ２２に連通されている。第２の出口導管手段４４は、廃棄物容器またはリサイクル手段と接続するために用いられる。
【００７０】
少なくとも１つのバルブ手段が、第１の出口導管手段４２、第２の出口導管手段４４、および第２の入口導管手段４６の少なくとも１つに配置されている。少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれは、最大１２００００ｐｓｉのバルブ手段に加わる圧力差で動作可能である。バルブ手段は、流体がバルブ手段を通って流れるのを防ぐ閉位置と、流体がバルブ手段を通って流れるのを可能にする開位置とを有する。バルブ手段は、信号に応答して一方の位置をとる。好ましくは、バルブは、凍結融解バルブである。チャンバ２２が、第１の入口導管手段４０と第２の入口導管手段４６のそれぞれから流体を受け入れ、第１の出口導管手段４２と第２の出口導管手段４４とを通して流体を排出する。
【００７１】
上述の装置に加えて、別の方法では、第１の供給装置７０、第２の流体源９５、および制御手段８０を利用している。第１の供給装置７０は、第１の入口導管手段４０に接続されている。第１の供給装置７０は、第１の流体が最大圧力までの圧力で供給される供給状態と、第１の流体が供給されない停止状態とを有する。第１の供給装置７０は、供給信号７２に応答して、供給状態または停止状態をとる。第１の供給装置７０は、ポンプ、バイナリポンプ、またはグラディエントポンプであってもよい。第２の流体源９５は、第２の入口導管手段４６と流体連通されている。制御手段８０は、信号８２、８４、８６をバルブ手段５２、５４、５６に送ることによって、少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれを制御して、開位置と閉位置の一方をとるようにするためのものである。制御手段はまた、供給信号７２を第１の供給装置７０に送り、供給状態および停止状態の１つをとることによって第１の供給装置７０を制御する。
【００７２】
この方法は、制御手段７０が、１つ以上の信号をバルブ手段と第１の供給装置７０へ送り、出口導管手段４２、４４を通して１つ以上の流体を移動させるための一連の位置と状態とを実現させることを含む。ある一定量の第１の流体を出口導管手段４２に注入するために、制御手段７０は、ａ．チャンバ２２を密封するために、信号を全ての導管バルブ手段へ送って閉状態を実現する動作と、ｂ．第１の流体を供給し、かつ第１の流体の圧力をチャンバ２２内の推進圧まで上げるために、供給信号７２を第１の供給装置７０に送って供給状態を実現する動作と、ｃ．ある一定量の第１流体を第１の出口導管手段４２に注入するために、信号８２を第１の出口導管バルブ手段５２に送って、開位置を実現する動作とを実行する。
【００７３】
第１の流体をチャンバ２２から除去し、第２の流体を出口導管手段４２へ注入するために、チャンバ２２内の圧力を低減することによって制御手段８０が始動する。制御手段８０は、信号８２を第１の出口導管バルブ手段５２に送って閉位置を実現する動作と、供給信号７２を第１の供給装置７０に送って停止状態を実現する動作と、信号８４を第２の出口導管バルブ手段５４に送って開位置を実現する動作とを実行する。その後、チャンバ２２内の圧力が大気圧に達すると、制御手段８０が、信号８６を第２の入口導管バルブ手段５６に送って開位置を実現する。制御手段８０によって、第２の流体が第１の流体と置き換わるまで、第２の流体をチャンバ２２内に供給することができる。その後、制御手段８０は、信号８６、８４を第２の入口導管バルブ手段５６と第２の出口導管バルブ手段５４に送り閉位置を実現し、供給信号７２を第１の供給装置７０に送り供給状態を実現することによって、チャンバ２２内の圧力を推進圧まで高める。チャンバ２２内の圧力を推進圧に維持している間、制御手段８０は、信号８２を第１の出口導管バルブ手段５２に送って、第２の流体を第１の出口導管手段４２に注入する所定期間、開位置を実現する。
【００７４】
装置１０がさらに、第２の出口導管手段４４を通る流体を監視する流体モニタ９０を備える場合、流体モニタ９０は、監視信号９２によってチャンバ２２を出る流体の成分についての情報を制御手段８０に供給する。監視信号９２の流体情報を用いると、制御手段８０は、第２の流体が第１の流体に置き換わったことを監視信号９２の情報が示すまでの間だけ、第２の流体をチャンバ２２に供給することによって、置き換え作業の間に第２の流体を節減することができる。
【００７５】
チャンバ２２内の圧力を低減し、かつ流体をチャンバ２２から排出するために、制御手段８０は、第１の出口導管バルブ手段５２に信号８２を送って閉位置を実現し、第２の出口導管バルブ手段５４に信号８４を送って開位置を実現する。図４に示すように、装置１１０がさらに、ハウジング１２０内のベント開口１３８、ベント導管手段１４８、およびベント導管バルブ手段１５８を備える場合、制御手段１８０は、ベント導管バルブ手段１５８に信号１８８を送ることによって開位置を実現して、排出を行なう。これによって、流体をチャンバ１２２からより迅速に排出できる。ベント開口１３８は、ベント導管手段１４８を受け入れるために、チャンバ１２２から外面１２４に延びている。ベント導管手段１４８は、ベント開口１３８に受け入れられ、チャンバ１２２からベント開口１３８の外に流体を輸送するために、チャンバ１２２と連通している。ベント導管バルブ手段１５８は、ベント導管手段１４８に挿置されている。ベント導管バルブ手段１５８は、開位置および閉位置を有する、先に記載した種類である。ベント導管バルブ手段１５８は、信号１８８に応答して一方の位置をとる。
【００７６】
ベント開口１３８、ベント導管手段１４８、およびベントバルブ手段１５８を組み込んだ装置１１０では、制御手段１８０が、第１の流体をチャンバ１２２から除去し、かつ異なった動作シーケンスを用いて第２の流体を出口導管手段１４２に注入する。制御手段１８０は、第１の出口導管バルブ手段１５２に信号１８２を送って閉位置を実現する動作と、第１の供給装置１７０に供給信号１７２を送って停止状態を実現する動作と、第２の出口導管バルブ手段１５４とベント導管バルブ手段１５８に信号１８４、１８８を送って開位置を実現する動作とを実行することによって、チャンバ１２２内の圧力を低減する。あるいは、ベント導管手段１４８が、第２の出口導管手段１４４よりもかなり大きい直径を有する場合には、ベント導管バルブ手段１５８だけを開位置に置いて、圧力を低減することができる。チャンバ１２２内の圧力が大気圧に達すると、制御手段１８０は、ベント導管バルブ手段１５８に信号１８８を送って閉位置を実現し、第２の出口導管バルブ手段１５４と第２の入口導管バルブ手段１５６に信号１８４、１８６を送って開位置を実現する。制御手段１８０によって、第２の流体が第１の流体に置き換わるまで、チャンバ１２２に第２の流体を供給することができる。その後、制御手段１８０が、第２の入口導管バルブ手段１５６と第２の出口導管バルブ手段１５４とに信号１８６、１８４を送って閉位置を実現し、かつ第１の供給装置７０に供給信号１７２を送って供給状態を実現することによって、チャンバ１２２内の圧力を推進圧まで上昇させる。チャンバ１２２内の圧力が推進圧に達すると、制御手段１８０が、第１の出口導管バルブ手段１５２に信号１８２を送って、第２の流体が出口導管手段１４２に注入される所定期間、開位置を実現する。
【００７７】
チャンバ１２２内の圧力を低減し、かつベント開口１３８、ベント導管手段１４８、およびベントバルブ手段１５８を組み込んだ装置１１０のチャンバ１２２から第２の流体を排出するために、制御手段１８０が、第１の出口導管バルブ手段１５２に信号１８２を送って閉位置を実現し、第２の出口導管バルブ手段１５４とベント導管バルブ手段１５８に信号１８４を送って開位置を実現する。
【００７８】
当業者であれば、日常的な実験を行なうだけで、本明細書に記載された特定の手順、実施形態、特許請求の範囲、および例の多数の均等物を、認識または確認することができよう。このような均等物は、本発明の範囲内にあり、本明細書に添付する特許請求の範囲によって包括されていると見なされる。本出願を通して引用された全ての文献、発行特許、および公開特許出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００７９】
例
ここで、本発明の装置の形態を具体化する方法が、以下の例に関して述べられる。
【００８０】
１μｍＣ１８（マサチューセッツ州ミルフォードのＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．社製）の粒子が充填された、７５μｍＩＤ×２０ｃｍ長さのカラムが、７５μｍＩＤ毛細管と流体連通して置かれた。毛細管は、第１の出口導管凍結融解バルブ２５２を通され、次に第１の出口導管開口内に取り付けられた第１の出口高圧毛細管嵌合部を通された。毛細管の先端が、チャンバ２２２の第１の端部２３５から約５００μｍ離れるまで、毛細管は、開口内に挿入された。その後、毛細管は、高圧毛細管嵌合部を締め付けることによって所定位置に固定された。
【００８１】
第１の出口バルブ２５２が開位置で、他の全てのバルブが閉位置において、１０分間、チャンバ２２２を通してポンプから３０ｋｐｓｉの圧力を加えることによって、９５％の水と５％のＡＣＮの溶液でカラムが最初に流された。その後、第１の出口バルブ２５２が閉位置に置かれ、ベントバルブ２５８が開位置に置かれ、圧力が大気圧に減圧された。その後、ベントバルブ２５８が閉位置に置かれ、第２の入口バルブ２５６および出口バルブ２５４が開位置に置かれた。第２の出口導管手段２４４の出力のモニタ出力が、チャンバ２２２が試料で充填されたことを示すまで、第２の入口導管手段２４６から第２の出口導管手段２４４に、試料８ｕＭ ＢＳＡ ｄｉｇｅｓｔが流れ、溶質と置き換わった。第２の入口バルブ２５６および出口バルブ２５４が閉位置に置かれ、ポンプが起動して、チャンバ２２２の試料に１０ｋｐｓｉの圧力を加えた。第１の出口バルブ２５２が開位置に置かれ、０．７分間、１０ｋｐｓｉで試料がカラムに注入され、約１ｆｍｏｌの試料をカラムに置いた。第１の出口バルブ２５２が閉位置に置かれ、ベントバルブ２５８が開位置に置かれて、試料がチャンバ２２２から除去された。ベントバルブ２５８が閉位置に置かれ、ポンプは、さらにチャンバ２２２内の流体を３０ｋｐｓｉに加圧するよう作動された。その後、ポンプは、２０分間のグラディエント（５％のＡ−＞９５％のＢ）を行った。なお、Ａは５％のＡＣＮ、Ｂは７０％のＡＣＮであり、それぞれ０．１％の蟻酸であった。カラムの出力が、狭いガウス形のペプチドのピークを伴う分離を生じる、Ｗａｔｅｒｓ Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ Ｑ−ＴＯＦ質量分析計（マサチューセッツ州、ミルフォードのＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．社製）を用いて分析され、特徴の明らかな試料帯がカラムに注入されていたことが示された。
【００８２】
上述の注入装置は、１つのカラムを通る一連の試料およびその後の溶質に対して、手動介入せずに、自動化された方法で用いこともできる。上述の装置は、高圧注入から超高圧注入までの範囲の用途において用いることができる。装置は、別個の充填および分離装置で実行される分離に比べて良好な再現性を示す。この改善点は、注入された試料の量をより高精度で制御することに起因する。
【００８３】
当業者であれば、上述の実施形態に基づいて本発明の追加の特徴および利点を理解するであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲で示されている場合を除き、詳細に図示され説明された内容に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の装置の一実施形態の図である。
【図２】装置に接続されたカラムを示した、図１の装置の図である。
【図３】状態と制御信号の接続を示した、図１の装置の図である。
【図４】本発明の装置の別の実施形態の図である。
【図５】図５の装置の斜視図である。
【図６Ａ】図５の装置の一実施形態のハウジングの上面図である。
【図６Ｂ】図６Ａのハウジング内の開口の詳細図である。
【図６Ｃ】図６Ａのハウジングの１つの形態の詳細図である。
【図７Ａ】図５の装置の斜視図であって、本実施形態の相互接続の詳細を示すために、図６Ａのハウジングは透明に表わされている。
【図７Ｂ】図７Ａの装置のチャンバ内部の図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出口導管を通して１つ以上の流体を推進させる装置であり、
ハウジングを備え、該ハウジングが、加圧下で１つ以上の流体を受け入れおよび／または保持するためのチャンバと、外面とを備え、前記ハウジングが、第１の出口開口と、第１の入口開口と、第２の出口開口と、第２の入口開口とを少なくとも有し、各開口が、導管手段を受け入れるために前記チャンバから前記外面に延び、前記装置がさらに、
分析装置と接続するための第１の出口導管手段を備え、該第１の出口導管手段が、前記チャンバから前記第１の出口開口の外に流体を輸送するために、前記チャンバと連通した前記第１の出口開口によって受け入れられ、前記装置がさらに、
第１の供給装置と接続するための第１の入口導管手段を備え、該第１の入口導管手段が、前記チャンバに第１の流体を輸送するために、前記チャンバと連通した前記第１の入口開口によって受け入れられ、前記装置がさらに、
第２の供給装置と接続するための第２の入口導管手段を備え、該第２の入口導管手段が、前記チャンバに第２の流体を輸送するために、前記チャンバと連通した前記第２の入口開口によって受け入れられ、前記装置がさらに、
廃棄物容器と接続するための第２の出口導管手段を備え、該第２の出口導管手段が、前記チャンバから前記第２の出口開口の外に流体を輸送するために、前記チャンバと連通した前記第２の出口開口によって受け入れられ、前記装置がさらに、
前記第１の出口導管手段、前記第２の出口導管手段、および前記第２の入口導管手段の少なくとも１つに配置される少なくとも１つのバルブ手段を備え、前記バルブ手段は、流体が前記バルブ手段を通って流れるのを防ぐ閉位置と、前記流体が前記バルブ手段を通って流れることを可能にする開位置とを有し、前記バルブ手段が、信号に応答して前記位置のうちの一方をとり、
前記チャンバが、前記第１の入口導管手段と前記第２の入口導管手段のそれぞれから流体を受け入れ、かつ前記第１の出口導管手段と前記第２の出口導管手段とを通って流体を排出するためのものである、装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのバルブ手段が、凍結融解バルブである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の流体が、溶質である、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第２の流体が、試料流体である、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の出口導管手段に挿置された第１の出口導管バルブ手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の出口導管手段が、毛細管であり、該毛細管が、前記第１の出口開口内の第１の端部と、前記ハウジングの外側の中央部分と、入力端と出力端とを有する液体クロマトグラフィーカラムとして形成された第２の端部とを有し、前記第１の出口導管バルブ手段が、前記中央部分に配置されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記毛細管の前記第１の端部が、前記チャンバ内に延びている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記毛細管の前記第１の端部の先端が、前記チャンバ内で前記第２の入口開口と前記第２の出口開口との間に位置している、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記毛細管の内径が、約１５μｍから１５０μｍの間である、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれが、最大１２００００ｐｓｉの前記バルブ手段に加わる圧力差で動作可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の入口導管手段に接続された第１の供給装置をさらに備え、
前記第１の供給装置が、前記第１の流体が最大圧力までの圧力で供給される供給状態と、前記第１の流体が供給されない停止状態とを有し、前記第１の供給装置が、供給信号に応答して前記状態の一方をとる、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記開位置および閉位置のうちの一方をとるために、前記バルブ手段に信号を送ることによって前記少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれを制御する制御手段をさらに備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記供給状態および停止状態の一方をとるために、前記供給装置に供給信号を送ることによって第１の供給装置を制御する制御手段をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御手段が、前記チャンバを充填および加圧するために、前記第１の供給装置に供給信号を送って第１の供給装置の供給状態を実現し、前記少なくとも１つのバルブ手段に１つ以上の信号を送って、全ての導管バルブ手段の閉位置を実現する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記制御手段が、前記チャンバ内の流体を前記第２の流体と置き換えるために、前記第１の供給装置に供給信号を送って前記第１の供給装置の停止状態を実現し、前記少なくとも１つのバルブ手段に１つ以上の信号を送って、前記第１の出口導管バルブ手段の閉位置と、前記第２の入口導管バルブ手段と前記第２の出口導管手段の開位置とを実現する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記制御手段に前記チャンバを出る流体の成分に関する情報を与えるために、前記第２の出口導管手段を通る流体を監視する流体モニタをさらに備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記制御手段が、濃度を決定するために、前記第２の出口導管において前記流体を監視する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記制御手段が、前記チャンバから流体を排出するために、前記第１の供給装置に供給信号を送って前記第１の供給装置の停止状態を実現し、前記少なくとも１つのバルブ手段に１つ以上の信号を送って、前記第１の出口バルブ手段と前記第２の入口バルブ手段の閉位置と、前記第２の出口バルブ手段の開位置とを実現する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記制御手段が、前記第１の出口導管手段を通して加圧流体を推進させるために、前記第１の供給装置に供給信号を送って前記第１の供給装置の供給状態を実現し、前記少なくとも１つのバルブ手段へ１つ以上の信号を送って、前記第２の入口バルブ手段と前記第２の出口バルブ手段の閉位置と、前記第１の出口バルブ手段の開位置とを実現する、請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の供給装置が、前記最大圧力まで前記チャンバの内部の圧力に対して流体を供給できるポンプである、請求項１１に記載の装置。
【請求項２１】
前記最大圧力が、１２００００ｐｓｉである、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記ポンプが、前記最大圧力でグラディエントを生成できるバイナリポンプである、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記チャンバが、略大気圧と前記最大圧力との間の圧力で流体を保持するように設計されかつ構成されている、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
前記最大圧力が、最大で約５０００ｐｓｉである、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記最大圧力が、最大で約１５０００ｐｓｉである、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記最大圧力が、最大で約１２００００ｐｓｉである、請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
前記チャンバ内の前記圧力は、流体が前記第１の出口開口を通って推進されるときに、約３００００ｐｓｉから１０００００ｐｓｉの間である、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記第２の出口導管手段に挿置された第２の出口導管バルブ手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２９】
前記第２の入口導管手段に挿置された第２の入口導管バルブ手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３０】
前記第２の流体を供給するために、前記第２の入口導管バルブに接続された第２の流体源をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３１】
開口と結合される導管手段との間で流体密封を形成し、かつ前記チャンバ内の前記圧力が上昇すると前記開口内の前記結合される導管手段を保持するために、前記開口と前記開口に結合される導管手段との間に置かれた少なくとも１つの嵌合部をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３２】
前記嵌合部が、１５０００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉの間のチャンバ圧力で前記開口に前記導管手段を保持する、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
ベント導管手段を受け入れるために、前記チャンバから前記外面に延びる前記ハウジング内のベント開口と、
ベント導管バルブ手段と接続するためのベント導管手段とをさらに備え、ベント導管手段が、前記チャンバから前記ベント開口の外に流体を輸送するために、前記チャンバと連通する前記ベント開口によって受け入れられる、請求項３１に記載の装置。
【請求項３４】
流体がベント導管バルブ手段を通って流れることが可能な開位置と、流体が前記ベント導管バルブ手段を通って流れるのを防ぐ閉位置とを有する、前記ベント導管手段に挿置されたベント導管バルブ手段をさらに備え、前記ベント導管バルブ手段が、信号に応答して前記位置の一方をとる、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記制御手段が、前記チャンバから流体を排出するために、前記第１の供給装置に供給信号を送って前記第１の供給装置の停止状態を実現し、前記少なくとも１つのバルブ手段に１つ以上の信号を送って、前記第１の出口バルブ手段と前記第２の入口導管バルブ手段の閉位置と、前記第２の出口導管バルブ手段と前記ベント導管バルブ手段の開位置とを実現する、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記ベント導管手段の内径が、約２５μｍから１５０μｍの間である、請求項３３に記載の装置。
【請求項３７】
前記チャンバが、円筒壁、第１の端壁、および第２の端壁を有する、請求項３３に記載の装置。
【請求項３８】
前記第１の入口開口が、前記第１および第２の端壁から選ばれる壁の一方に位置し、前記第１の出口開口が、前記第１および第２の端壁から選ばれる他方の壁に位置する、請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記第２の入口開口が、前記第１の出口開口に近接した前記円筒壁を貫通して位置し、前記第２の出口開口が、前記第１の入口開口に近接した前記円筒壁を貫通して位置する、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記ベント開口が、前記第２の入力開口とほぼ正反対側の前記円筒壁を貫通して位置する、請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記ハウジングが、不活性材料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４２】
前記不活性材料が、ステンレス鋼またはチタニウムである、請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記第２の入口開口および前記第２の出口開口は、内径が約１５μｍから５０μｍの間の導管手段を収容している、請求項１に記載の装置。
【請求項４４】
１つ以上の流体を高圧で出口導管に注入する方法であって、
ハウジングを提供することを含み、該ハウジングが、加圧下で１つ以上の流体を受け入れおよび／または保持するチャンバと外面とを有し、前記ハウジングが、第１の出口開口と、第１の入口開口と、第２の出口開口と、第２の入口開口とを少なくとも有し、各開口が、導管手段を受け入れるために前記チャンバから前記外面に延び、前記方法がさらに、
分析装置と接続するための第１の出口導管手段を提供することを含み、該第１の出口導管手段が、前記チャンバから前記第１の出口開口の外に流体を輸送するために、前記チャンバと連通した前記第１の出口開口によって受け入れられ、前記方法がさらに、
第１の供給装置と接続するための第１の入口導管手段を提供することを含み、該第１の入口導管手段が、第１の流体を前記チャンバに輸送するために、前記チャンバと連通した前記第１の入口開口によって受け入れられ、前記方法がさらに、
第２の供給装置と接続するための第２の入口導管手段を提供することを含み、該第２の入口導管手段が、第２の流体を前記チャンバに輸送するために、前記チャンバと連通した前記第２の入口開口によって受け入れられ、前記方法がさらに、
廃棄物容器と接続するための第２の出口導管手段を提供することを含み、該第２の出口導管手段が、前記チャンバから前記第２の出口開口の外に流体を輸送するために、前記チャンバと連通した前記第２の出口開口によって受け入れられ、前記方法がさらに、
前記第１の出口導管手段、前記第２の出口導管手段、および前記第２の入口導管手段の少なくとも１つに配置された、少なくとも１つのバルブ手段を提供することを含み、前記バルブ手段が、流体が前記バルブ手段を通って流れるのを防ぐ閉位置と、前記流体が前記バルブ手段を通って流れることを可能にする開位置とを有し、前記バルブ手段が、信号に応答して、前記開位置と前記閉位置のうちの一方をとり、前記方法がさらに、
前記第１の入口導管手段と前記第２の入口導管手段のそれぞれから流体を受け入れることと、
前記第１の出口導管手段と前記第２の出口導管手段を通して流体を排出することとを含む、方法。
【請求項４５】
前記第１の入口導管手段に接続された第１の供給装置を提供することをさらに含み、前記第１の供給装置が、前記第１の流体が最大圧力までの圧力で供給される供給状態と、前記第１の流体が供給されない停止状態とを有し、前記第１の供給装置が、供給信号に応答して前記状態の一方をとる、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記第２の入口導管手段と流体連通した前記第２の流体源を提供することをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記開位置および閉位置の一方をとるように、前記バルブ手段に信号を送って前記少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれを制御し、かつ前記供給状態および停止状態の一方をとるように、第１の供給装置に供給信号を送って前記第１の供給装置を制御する制御手段を提供することをさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記出口導管手段を通して１つ以上の流体を移動させるために、前記制御手段が、１つ以上の信号を前記バルブ手段と前記第１の供給装置に送って、一連の位置と状態を実現させることをさらに含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記制御手段が、
ａ．前記導管バルブ手段の全てに信号を送って前記チャンバを密封する閉状態を実現する動作と、
ｂ．前記第１の流体を供給し、かつ前記第１の流体の圧力を前記チャンバ内の推進圧まで高めるために、前記第１の供給装置に供給信号を送って供給状態を実現する動作と、
ｃ．ある一定量の前記第１の流体を前記第１の出口導管手段に注入するために、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って開位置を実現する動作とを実行することによって、ある一定量の前記第１の流体を前記第１の出口導管手段に注入する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記制御手段が、
ａ．前記チャンバ内の圧力を低減するために、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って閉位置を実現し、前記第１の供給装置に供給信号を送って停止状態を実現し、前記第２の出口導管バルブ手段に信号を送って開位置を実現する動作と、
ｂ．前記チャンバ内の圧力が大気圧に達する場合に、前記第２の入口導管バルブ手段に信号を送って開位置を実現する動作と、
ｃ．前記第２の流体が前記第１の流体と置き換わるまで、前記第２の流体を前記チャンバに供給する動作と、
ｄ．前記チャンバ内の前記圧力を推進圧にまで高めるために、前記第２の入口導管バルブ手段と前記第２の出口導管バルブ手段に信号を送って閉位置を実現し、前記第１の供給装置に供給信号を送って供給状態を実現する動作と、
ｅ．前記チャンバ内の前記圧力を前記推進圧に維持し、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って、前記第２の流体が前記第１の出口導管手段に注入する所定時間の間、開位置を実現する動作とを実行することによって、前記第１の出口導管手段に前記第２の流体を注入する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記装置が、前記チャンバを出る前記流体の成分に関する情報を前記制御手段に与えるために、前記第２の出口導管手段を通る流体を監視する流体モニタをさらに備える、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
ステップｃが、前記流体モニタからの前記情報が前記第２の流体が前記第１の流体に置き換わったことを示すまで、前記チャンバに前記第２の流体を供給することと置き換えられる、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記制御手段が、前記チャンバ内の前記圧力を低減して前記チャンバから流体を流すために、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って閉位置を実現し、前記第２の出口導管バルブ手段に信号を送って開位置を実現することを含む動作を実行する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５４】
前記第１の流体が溶質であり、前記第２の流体が試料流体である、請求項４６に記載の方法。
【請求項５５】
前記第１の供給装置が、ポンプである、請求項４５に記載の方法。
【請求項５６】
前記第１の出口導管手段が、毛細管である、請求項４４に記載の方法。
【請求項５７】
前記装置が、
ベント導管手段を受け入れるために、前記チャンバから前記外面に延びる前記ハウジング内のベント開口と、
ベント導管バルブ手段と接続するためのベント導管手段とを備え、該ベント導管手段が、前記チャンバから前記ベント開口の外に流体を輸送するために、前記チャンバと連通した前記ベント開口によって受け入れられ、前記装置がさらに、
前記ベント導管手段に挿置されたベント導管バルブ手段を備え、前記バルブ手段が、流体が前記バルブ手段を通って流れることを防ぐ閉位置と、前記流体が前記バルブ手段を通って流れることを可能にする開位置とを有し、前記バルブ手段が、信号に応答して前記位置の一方をとる、請求項４８に記載の方法。
【請求項５８】
前記制御手段が、
ａ．前記チャンバを密封するために、前記導管バルブ手段の全てに信号を送って閉状態を実現する動作と、
ｂ．前記第１の流体を供給し、かつ前記第１の流体の圧力を前記ハウジング内で推進圧にまで高めるために、前記第１の供給装置に供給信号を送って供給状態を実現する動作と、
ｃ．ある一定量の前記第１の流体を前記第１の出口導管手段に注入するために、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って開位置を実現する動作とを実行することによって、ある一定量の前記第１の流体を前記第１の出口導管手段に注入する、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記制御手段が、
ａ．前記チャンバ内の圧力を低減するために、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って閉位置を実現し、前記第１の供給装置に供給信号を送って停止状態を実現し、前記第２の出口導管バルブ手段と前記ベント導管バルブ手段に信号を送って開位置を実現する動作と、
ｂ．前記ハウジング内の圧力が大気圧に達すると、前記ベント導管バルブ手段に信号を送って閉位置を実現し、前記第２の入口導管バルブ手段に信号を送って開位置を実現する動作と、
ｃ．前記第２の流体が前記第１の流体と置き換わるまで、前記第２の流体を前記チャンバに供給する動作と、
ｄ．前記チャンバ内の前記圧力を推進圧にするために、前記第２の入口導管バルブ手段と前記第２の出口導管バルブ手段とに信号を送って閉位置を実現し、前記第１の供給装置に供給信号を送って供給状態を実現する動作と、
ｅ．前記チャンバ内の前記圧力を前記推進圧に維持し、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って、前記第２の流体を前記第１の出口導管手段に注入する所定時間の間、開位置を実現する動作とを実行することによって、前記第１の出口導管手段に前記第２の流体を注入する、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記制御手段が、
前記ハウジング内の前記圧力を低減して、前記チャンバから第２の流体を流すために、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って閉位置を実現する動作と、前記第２の出口導管バルブ手段と前記ベント導管バルブ手段とに信号を送って開位置を実現する動作とを実行する、請求項５７に記載の方法。
【請求項６１】
前記バルブが、凍結融解バルブである、請求項４４に記載の方法。
【請求項１】
出口導管を通して１つ以上の流体を推進させる装置であり、
ハウジングを備え、該ハウジングが、加圧下で１つ以上の流体を受け入れおよび／または保持するためのチャンバと、外面とを備え、前記ハウジングが、第１の出口開口と、第１の入口開口と、第２の出口開口と、第２の入口開口とを少なくとも有し、各開口が、導管手段を受け入れるために前記チャンバから前記外面に延び、前記装置がさらに、
分析装置と接続するための第１の出口導管手段を備え、該第１の出口導管手段が、前記チャンバから前記第１の出口開口の外に流体を輸送するために、前記チャンバと連通した前記第１の出口開口によって受け入れられ、前記装置がさらに、
第１の供給装置と接続するための第１の入口導管手段を備え、該第１の入口導管手段が、前記チャンバに第１の流体を輸送するために、前記チャンバと連通した前記第１の入口開口によって受け入れられ、前記装置がさらに、
第２の供給装置と接続するための第２の入口導管手段を備え、該第２の入口導管手段が、前記チャンバに第２の流体を輸送するために、前記チャンバと連通した前記第２の入口開口によって受け入れられ、前記装置がさらに、
廃棄物容器と接続するための第２の出口導管手段を備え、該第２の出口導管手段が、前記チャンバから前記第２の出口開口の外に流体を輸送するために、前記チャンバと連通した前記第２の出口開口によって受け入れられ、前記装置がさらに、
前記第１の出口導管手段、前記第２の出口導管手段、および前記第２の入口導管手段の少なくとも１つに配置される少なくとも１つのバルブ手段を備え、前記バルブ手段は、流体が前記バルブ手段を通って流れるのを防ぐ閉位置と、前記流体が前記バルブ手段を通って流れることを可能にする開位置とを有し、前記バルブ手段が、信号に応答して前記位置のうちの一方をとり、
前記チャンバが、前記第１の入口導管手段と前記第２の入口導管手段のそれぞれから流体を受け入れ、かつ前記第１の出口導管手段と前記第２の出口導管手段とを通って流体を排出するためのものである、装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのバルブ手段が、凍結融解バルブである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の流体が、溶質である、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第２の流体が、試料流体である、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の出口導管手段に挿置された第１の出口導管バルブ手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の出口導管手段が、毛細管であり、該毛細管が、前記第１の出口開口内の第１の端部と、前記ハウジングの外側の中央部分と、入力端と出力端とを有する液体クロマトグラフィーカラムとして形成された第２の端部とを有し、前記第１の出口導管バルブ手段が、前記中央部分に配置されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記毛細管の前記第１の端部が、前記チャンバ内に延びている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記毛細管の前記第１の端部の先端が、前記チャンバ内で前記第２の入口開口と前記第２の出口開口との間に位置している、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記毛細管の内径が、約１５μｍから１５０μｍの間である、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれが、最大１２００００ｐｓｉの前記バルブ手段に加わる圧力差で動作可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の入口導管手段に接続された第１の供給装置をさらに備え、
前記第１の供給装置が、前記第１の流体が最大圧力までの圧力で供給される供給状態と、前記第１の流体が供給されない停止状態とを有し、前記第１の供給装置が、供給信号に応答して前記状態の一方をとる、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記開位置および閉位置のうちの一方をとるために、前記バルブ手段に信号を送ることによって前記少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれを制御する制御手段をさらに備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記供給状態および停止状態の一方をとるために、前記供給装置に供給信号を送ることによって第１の供給装置を制御する制御手段をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御手段が、前記チャンバを充填および加圧するために、前記第１の供給装置に供給信号を送って第１の供給装置の供給状態を実現し、前記少なくとも１つのバルブ手段に１つ以上の信号を送って、全ての導管バルブ手段の閉位置を実現する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記制御手段が、前記チャンバ内の流体を前記第２の流体と置き換えるために、前記第１の供給装置に供給信号を送って前記第１の供給装置の停止状態を実現し、前記少なくとも１つのバルブ手段に１つ以上の信号を送って、前記第１の出口導管バルブ手段の閉位置と、前記第２の入口導管バルブ手段と前記第２の出口導管手段の開位置とを実現する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記制御手段に前記チャンバを出る流体の成分に関する情報を与えるために、前記第２の出口導管手段を通る流体を監視する流体モニタをさらに備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記制御手段が、濃度を決定するために、前記第２の出口導管において前記流体を監視する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記制御手段が、前記チャンバから流体を排出するために、前記第１の供給装置に供給信号を送って前記第１の供給装置の停止状態を実現し、前記少なくとも１つのバルブ手段に１つ以上の信号を送って、前記第１の出口バルブ手段と前記第２の入口バルブ手段の閉位置と、前記第２の出口バルブ手段の開位置とを実現する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記制御手段が、前記第１の出口導管手段を通して加圧流体を推進させるために、前記第１の供給装置に供給信号を送って前記第１の供給装置の供給状態を実現し、前記少なくとも１つのバルブ手段へ１つ以上の信号を送って、前記第２の入口バルブ手段と前記第２の出口バルブ手段の閉位置と、前記第１の出口バルブ手段の開位置とを実現する、請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の供給装置が、前記最大圧力まで前記チャンバの内部の圧力に対して流体を供給できるポンプである、請求項１１に記載の装置。
【請求項２１】
前記最大圧力が、１２００００ｐｓｉである、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記ポンプが、前記最大圧力でグラディエントを生成できるバイナリポンプである、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記チャンバが、略大気圧と前記最大圧力との間の圧力で流体を保持するように設計されかつ構成されている、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
前記最大圧力が、最大で約５０００ｐｓｉである、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記最大圧力が、最大で約１５０００ｐｓｉである、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記最大圧力が、最大で約１２００００ｐｓｉである、請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
前記チャンバ内の前記圧力は、流体が前記第１の出口開口を通って推進されるときに、約３００００ｐｓｉから１０００００ｐｓｉの間である、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記第２の出口導管手段に挿置された第２の出口導管バルブ手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２９】
前記第２の入口導管手段に挿置された第２の入口導管バルブ手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３０】
前記第２の流体を供給するために、前記第２の入口導管バルブに接続された第２の流体源をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３１】
開口と結合される導管手段との間で流体密封を形成し、かつ前記チャンバ内の前記圧力が上昇すると前記開口内の前記結合される導管手段を保持するために、前記開口と前記開口に結合される導管手段との間に置かれた少なくとも１つの嵌合部をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３２】
前記嵌合部が、１５０００ｐｓｉから１２００００ｐｓｉの間のチャンバ圧力で前記開口に前記導管手段を保持する、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
ベント導管手段を受け入れるために、前記チャンバから前記外面に延びる前記ハウジング内のベント開口と、
ベント導管バルブ手段と接続するためのベント導管手段とをさらに備え、ベント導管手段が、前記チャンバから前記ベント開口の外に流体を輸送するために、前記チャンバと連通する前記ベント開口によって受け入れられる、請求項３１に記載の装置。
【請求項３４】
流体がベント導管バルブ手段を通って流れることが可能な開位置と、流体が前記ベント導管バルブ手段を通って流れるのを防ぐ閉位置とを有する、前記ベント導管手段に挿置されたベント導管バルブ手段をさらに備え、前記ベント導管バルブ手段が、信号に応答して前記位置の一方をとる、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記制御手段が、前記チャンバから流体を排出するために、前記第１の供給装置に供給信号を送って前記第１の供給装置の停止状態を実現し、前記少なくとも１つのバルブ手段に１つ以上の信号を送って、前記第１の出口バルブ手段と前記第２の入口導管バルブ手段の閉位置と、前記第２の出口導管バルブ手段と前記ベント導管バルブ手段の開位置とを実現する、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記ベント導管手段の内径が、約２５μｍから１５０μｍの間である、請求項３３に記載の装置。
【請求項３７】
前記チャンバが、円筒壁、第１の端壁、および第２の端壁を有する、請求項３３に記載の装置。
【請求項３８】
前記第１の入口開口が、前記第１および第２の端壁から選ばれる壁の一方に位置し、前記第１の出口開口が、前記第１および第２の端壁から選ばれる他方の壁に位置する、請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記第２の入口開口が、前記第１の出口開口に近接した前記円筒壁を貫通して位置し、前記第２の出口開口が、前記第１の入口開口に近接した前記円筒壁を貫通して位置する、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記ベント開口が、前記第２の入力開口とほぼ正反対側の前記円筒壁を貫通して位置する、請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記ハウジングが、不活性材料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４２】
前記不活性材料が、ステンレス鋼またはチタニウムである、請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記第２の入口開口および前記第２の出口開口は、内径が約１５μｍから５０μｍの間の導管手段を収容している、請求項１に記載の装置。
【請求項４４】
１つ以上の流体を高圧で出口導管に注入する方法であって、
ハウジングを提供することを含み、該ハウジングが、加圧下で１つ以上の流体を受け入れおよび／または保持するチャンバと外面とを有し、前記ハウジングが、第１の出口開口と、第１の入口開口と、第２の出口開口と、第２の入口開口とを少なくとも有し、各開口が、導管手段を受け入れるために前記チャンバから前記外面に延び、前記方法がさらに、
分析装置と接続するための第１の出口導管手段を提供することを含み、該第１の出口導管手段が、前記チャンバから前記第１の出口開口の外に流体を輸送するために、前記チャンバと連通した前記第１の出口開口によって受け入れられ、前記方法がさらに、
第１の供給装置と接続するための第１の入口導管手段を提供することを含み、該第１の入口導管手段が、第１の流体を前記チャンバに輸送するために、前記チャンバと連通した前記第１の入口開口によって受け入れられ、前記方法がさらに、
第２の供給装置と接続するための第２の入口導管手段を提供することを含み、該第２の入口導管手段が、第２の流体を前記チャンバに輸送するために、前記チャンバと連通した前記第２の入口開口によって受け入れられ、前記方法がさらに、
廃棄物容器と接続するための第２の出口導管手段を提供することを含み、該第２の出口導管手段が、前記チャンバから前記第２の出口開口の外に流体を輸送するために、前記チャンバと連通した前記第２の出口開口によって受け入れられ、前記方法がさらに、
前記第１の出口導管手段、前記第２の出口導管手段、および前記第２の入口導管手段の少なくとも１つに配置された、少なくとも１つのバルブ手段を提供することを含み、前記バルブ手段が、流体が前記バルブ手段を通って流れるのを防ぐ閉位置と、前記流体が前記バルブ手段を通って流れることを可能にする開位置とを有し、前記バルブ手段が、信号に応答して、前記開位置と前記閉位置のうちの一方をとり、前記方法がさらに、
前記第１の入口導管手段と前記第２の入口導管手段のそれぞれから流体を受け入れることと、
前記第１の出口導管手段と前記第２の出口導管手段を通して流体を排出することとを含む、方法。
【請求項４５】
前記第１の入口導管手段に接続された第１の供給装置を提供することをさらに含み、前記第１の供給装置が、前記第１の流体が最大圧力までの圧力で供給される供給状態と、前記第１の流体が供給されない停止状態とを有し、前記第１の供給装置が、供給信号に応答して前記状態の一方をとる、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記第２の入口導管手段と流体連通した前記第２の流体源を提供することをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記開位置および閉位置の一方をとるように、前記バルブ手段に信号を送って前記少なくとも１つのバルブ手段のそれぞれを制御し、かつ前記供給状態および停止状態の一方をとるように、第１の供給装置に供給信号を送って前記第１の供給装置を制御する制御手段を提供することをさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記出口導管手段を通して１つ以上の流体を移動させるために、前記制御手段が、１つ以上の信号を前記バルブ手段と前記第１の供給装置に送って、一連の位置と状態を実現させることをさらに含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記制御手段が、
ａ．前記導管バルブ手段の全てに信号を送って前記チャンバを密封する閉状態を実現する動作と、
ｂ．前記第１の流体を供給し、かつ前記第１の流体の圧力を前記チャンバ内の推進圧まで高めるために、前記第１の供給装置に供給信号を送って供給状態を実現する動作と、
ｃ．ある一定量の前記第１の流体を前記第１の出口導管手段に注入するために、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って開位置を実現する動作とを実行することによって、ある一定量の前記第１の流体を前記第１の出口導管手段に注入する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記制御手段が、
ａ．前記チャンバ内の圧力を低減するために、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って閉位置を実現し、前記第１の供給装置に供給信号を送って停止状態を実現し、前記第２の出口導管バルブ手段に信号を送って開位置を実現する動作と、
ｂ．前記チャンバ内の圧力が大気圧に達する場合に、前記第２の入口導管バルブ手段に信号を送って開位置を実現する動作と、
ｃ．前記第２の流体が前記第１の流体と置き換わるまで、前記第２の流体を前記チャンバに供給する動作と、
ｄ．前記チャンバ内の前記圧力を推進圧にまで高めるために、前記第２の入口導管バルブ手段と前記第２の出口導管バルブ手段に信号を送って閉位置を実現し、前記第１の供給装置に供給信号を送って供給状態を実現する動作と、
ｅ．前記チャンバ内の前記圧力を前記推進圧に維持し、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って、前記第２の流体が前記第１の出口導管手段に注入する所定時間の間、開位置を実現する動作とを実行することによって、前記第１の出口導管手段に前記第２の流体を注入する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記装置が、前記チャンバを出る前記流体の成分に関する情報を前記制御手段に与えるために、前記第２の出口導管手段を通る流体を監視する流体モニタをさらに備える、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
ステップｃが、前記流体モニタからの前記情報が前記第２の流体が前記第１の流体に置き換わったことを示すまで、前記チャンバに前記第２の流体を供給することと置き換えられる、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記制御手段が、前記チャンバ内の前記圧力を低減して前記チャンバから流体を流すために、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って閉位置を実現し、前記第２の出口導管バルブ手段に信号を送って開位置を実現することを含む動作を実行する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５４】
前記第１の流体が溶質であり、前記第２の流体が試料流体である、請求項４６に記載の方法。
【請求項５５】
前記第１の供給装置が、ポンプである、請求項４５に記載の方法。
【請求項５６】
前記第１の出口導管手段が、毛細管である、請求項４４に記載の方法。
【請求項５７】
前記装置が、
ベント導管手段を受け入れるために、前記チャンバから前記外面に延びる前記ハウジング内のベント開口と、
ベント導管バルブ手段と接続するためのベント導管手段とを備え、該ベント導管手段が、前記チャンバから前記ベント開口の外に流体を輸送するために、前記チャンバと連通した前記ベント開口によって受け入れられ、前記装置がさらに、
前記ベント導管手段に挿置されたベント導管バルブ手段を備え、前記バルブ手段が、流体が前記バルブ手段を通って流れることを防ぐ閉位置と、前記流体が前記バルブ手段を通って流れることを可能にする開位置とを有し、前記バルブ手段が、信号に応答して前記位置の一方をとる、請求項４８に記載の方法。
【請求項５８】
前記制御手段が、
ａ．前記チャンバを密封するために、前記導管バルブ手段の全てに信号を送って閉状態を実現する動作と、
ｂ．前記第１の流体を供給し、かつ前記第１の流体の圧力を前記ハウジング内で推進圧にまで高めるために、前記第１の供給装置に供給信号を送って供給状態を実現する動作と、
ｃ．ある一定量の前記第１の流体を前記第１の出口導管手段に注入するために、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って開位置を実現する動作とを実行することによって、ある一定量の前記第１の流体を前記第１の出口導管手段に注入する、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記制御手段が、
ａ．前記チャンバ内の圧力を低減するために、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って閉位置を実現し、前記第１の供給装置に供給信号を送って停止状態を実現し、前記第２の出口導管バルブ手段と前記ベント導管バルブ手段に信号を送って開位置を実現する動作と、
ｂ．前記ハウジング内の圧力が大気圧に達すると、前記ベント導管バルブ手段に信号を送って閉位置を実現し、前記第２の入口導管バルブ手段に信号を送って開位置を実現する動作と、
ｃ．前記第２の流体が前記第１の流体と置き換わるまで、前記第２の流体を前記チャンバに供給する動作と、
ｄ．前記チャンバ内の前記圧力を推進圧にするために、前記第２の入口導管バルブ手段と前記第２の出口導管バルブ手段とに信号を送って閉位置を実現し、前記第１の供給装置に供給信号を送って供給状態を実現する動作と、
ｅ．前記チャンバ内の前記圧力を前記推進圧に維持し、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って、前記第２の流体を前記第１の出口導管手段に注入する所定時間の間、開位置を実現する動作とを実行することによって、前記第１の出口導管手段に前記第２の流体を注入する、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記制御手段が、
前記ハウジング内の前記圧力を低減して、前記チャンバから第２の流体を流すために、前記第１の出口導管バルブ手段に信号を送って閉位置を実現する動作と、前記第２の出口導管バルブ手段と前記ベント導管バルブ手段とに信号を送って開位置を実現する動作とを実行する、請求項５７に記載の方法。
【請求項６１】
前記バルブが、凍結融解バルブである、請求項４４に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【公表番号】特表２００７−５１９００７（Ｐ２００７−５１９００７Ａ）
【公表日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５５１４１８（Ｐ２００６−５５１４１８）
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／００２４０１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０７１３９６
【国際公開日】平成１７年８月４日（２００５．８．４）
【出願人】（５０４４３８２５５）ウオーターズ・インベストメンツ・リミテツド (80)
【公表日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／００２４０１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０７１３９６
【国際公開日】平成１７年８月４日（２００５．８．４）
【出願人】（５０４４３８２５５）ウオーターズ・インベストメンツ・リミテツド (80)
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