JPS5942448A - Cartridge - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a cartridge which permits easy exchanging of a carrier liquid, enables the constant volume feeding of the liquid without pulsation and is easy to manufacture by forming a chamber for contg. the carrier liquid of a cylindrical cylinder which can be deformed by stress and a piston which can be moved forward in the cylinder. CONSTITUTION:A cylindrical cylinder 2 which has an ejecting port 1 for a carrier liquid at one end and has the opened other end is formed of a material such as polycarbonate, PE, PP or the like which can be deformed by stress. Said cylinder is so formed that at least one of an inside and an outside diameter changes slightly axially. The carrier liquid 5 is filled in the chamber enclosed of the piston 3 which has an O-ring 4 for holding airtightness with the inside surface of the cylinder 2 and can move forward and the cylinder 2.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体クロマトグラフづ−に用いられるキャリ
アー液を収容する為のカートリッジに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a cartridge for containing a carrier liquid used in a liquid chromatograph.

従来より、液体クロマトグラフィーとくに高速液体クロ
マトグラフィーにおいては、キャリア液を分離カラムに
送り込む為の手段として、高圧ポンプが用いられること
が多かった。かかる高圧ポンプとして、例えばシリンジ
方式のものが市販されたことがある。このものはキャリ
ア液を交換づ−るに際しては、シリンダー内に残留した
キャリア液を除去する為に洗浄を数回繰り返さなければ
ならないという欠点を有するものであった。高Ｈニポン
プの他の方式のものとして、往復動プランジャー力式の
ものが各種市販されている。これらのものはプランジャ
ーの往復と同期して脈流カ伴い、脈流が太きいとぎは、
分離カラムによって展開分離して得もｉｌだ試料成分を
検出するとぎにノイズを伴うことがあるのみならず、高
価な分離カラムを損傷することもあり、またシリンダー
内部が外気に対して気密を保った状態でプランジャーが
往復し得るよう高圧シールするために必要な部材は、プ
ランジャーの往復運動に伴って摩耗し、液もれを生じる
ことがしばしばあった。Conventionally, in liquid chromatography, particularly high-performance liquid chromatography, a high-pressure pump has often been used as a means for feeding a carrier liquid into a separation column. As such a high-pressure pump, for example, a syringe type pump has been commercially available. This device has the disadvantage that when replacing the carrier liquid, cleaning must be repeated several times to remove the carrier liquid remaining in the cylinder. As other types of high-H pumps, various types of reciprocating plunger force type pumps are commercially available. These things produce a pulsating flow in synchronization with the reciprocation of the plunger.
Not only can noise be generated when detecting extremely ill sample components that are developed and separated using a separation column, but the expensive separation column may be damaged, and the inside of the cylinder must be kept airtight from the outside air. The members necessary for high-pressure sealing so that the plunger can reciprocate in a state where the plunger is reciprocated wear out as the plunger reciprocates, often resulting in liquid leakage.

これらの問題点を解決する新しいポンプとして、カート
リッジ方式のポンプが提案されている（特願昭５６−２
０３４３４号および特願昭５６２０’９８５９号θ呑云
囃）３、カートリッジ方式の一ポンプにおいては、カー
トリッジは例えばポリマー等を材質としてインジェクシ
ョン成型等により製遺すれ、使い捨てのものとされるこ
とが使用上便利であり好ましいが、しかしプエがも細長
いカートリッジを、特に内径か一定のものを製造するた
めに、ポリマー等を利質と′してインジェクション成型
等を行うことは必ずしも容易でない。A cartridge type pump has been proposed as a new pump to solve these problems (Japanese Patent Application No. 56-2
03434 and Japanese Patent Application No. 5620'9859 θ Drinking Music) 3. In a cartridge-type pump, the cartridge is made of a material such as a polymer and left behind by injection molding, etc., and is used to be disposable. Although convenient and preferable, it is not always easy to perform injection molding using a polymer or the like in order to manufacture an elongated cartridge, especially one with a constant inner diameter.

不発り」の目的は、カートリッジとして特にこの開鎖が
解決された新しいカートリッジを得ることにある。The purpose of the "misfire" is to obtain a new cartridge in which this open chain problem is specifically resolved.

すなわち本発明のカートリッジは、液体クロマトグラフ
ィーに用いられるキャリア液を収容する為のカートリッ
ジであって、内径と外径の少くとも一方か軸方向にわず
かに変化している応力変形口」能な材質製の円部形シリ
ンダと、該シリンダ内を往動しうるピストンとよりなり
、キャリア液の吐出口を翁しており、該シリンダと該ピ
ストンとで形成づ−４室内にキャリア液ケ収容し、剛体
ケース内に収容されて該ピストンに外力が加えられたと
ぎにキャリア液を吐出しつる様になされているカートリ
ッジである。In other words, the cartridge of the present invention is a cartridge for containing a carrier liquid used in liquid chromatography, and is made of a material capable of stress deformation in which at least one of the inner diameter and outer diameter is slightly changed in the axial direction. It consists of a circular cylinder made of steel and a piston that can reciprocate within the cylinder, and has a discharge port for the carrier liquid, and the four chambers formed by the cylinder and the piston accommodate the carrier liquid. This is a cartridge that is housed in a rigid case and that discharges carrier liquid when an external force is applied to the piston.

前記わずかに変形しているとは、その内径および／−！
たは外径が先端部に向って軸方向に直線的あるいは曲線
的に、わずかに増加あるいは減少していることをいう。Said slightly deformed means its inner diameter and/-!
This means that the outer diameter slightly increases or decreases linearly or curved in the axial direction toward the tip.

前記シリンダの円筒部の内径ｄ　Ｏ，）軸方回変化鉦△
ｄ／△Ｘの平均値は、少な（とも０．００１、好ましく
は０．００２〜０．１１史に好ましくは０．００５〜０
０５でｋ）す、この場合にはシリンダ部分がポリマー等
の材質であるとぎ、インジェクション成型等が容易かつ
低コストどなる。The inner diameter of the cylindrical portion of the cylinder d O, ) Axial rotation angle △
The average value of d/ΔX is small (both 0.001, preferably 0.002 to 0.11, preferably 0.005 to 0
05 k) In this case, since the cylinder part is made of a material such as polymer, injection molding etc. are easy and low cost.

また前記シリンダの円筒部において、任意の２つの断面
Ａ、Ｂにおける内径ｄＡ、ｄＢと外径り、　ｌ　ＤＢと
の間に、ｏ、　ｓ　４　（ＤＡ２−　ｄＡ２）／　（Ｄ
Ｂ”　−ａＢ”　）≦１２好ましくは０．９．４　（Ｄ
Ａ２−　ｄＡ”　）／　（ＤＢ”　−ｄＢ’　）≦１１
さらに望ましくは、０．９５．４（ＤＡ’　−ｄＡ”　
）／Ｕ）Ｂ’　−ｄＢ’）≦１０５なる関係があり、こ
のカートリッジを内径一定の剛体ケース内に収容してピ
ストン部に外力を加えた＠合には、カートリッジ内に収
容されているキャリア液の内圧Ｐによって、カートｌ）
ッジのシリンダの円筒部分の外周が剛体ケースの内面に
押しつけられるユでふ（らみ、その内径も太きくなり、
内断面積が、はぼ一様になり５る為、ピストンの送りも
スムーズに行なうことができ、かつキャリア液り送液の
定流量性の確保も容易になる。In addition, in the cylindrical part of the cylinder, between the inner diameters dA and dB and the outer diameter lDB in any two cross sections A and B, o, s 4 (DA2- dA2)/(D
B"-aB")≦12 preferably 0.9.4 (D
A2-dA")/(DB"-dB')≦11
More preferably, 0.95.4(DA'-dA"
)/U)B'-dB')≦105, and when this cartridge is housed in a rigid case with a constant inner diameter and an external force is applied to the piston part, the carrier housed in the cartridge Depending on the internal pressure P of the liquid, the cart l)
As the outer periphery of the cylindrical part of the cylinder of the edge is pressed against the inner surface of the rigid case, its inner diameter also becomes thicker.
Since the internal cross-sectional area is uniform, the piston can be smoothly fed, and it is also easy to ensure a constant flow rate of the carrier liquid.

前記の応力変形可能な材質とは、その縦弾性係数Ｆ、＜
ｋｆｔ／ｃｉ）の値が０．０５Ｘ　１　ｏ’、６ｇ＝、
４】（ＩＸ　１０’、さらに象牙しくは０．１Ｘ１０’
≦Ｅ６５　×ｌ　Ｑ’の材質のものであり、ポリカーボ
ネイ（・、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂がこ
れに相半する。The stress-deformable material mentioned above has a longitudinal elastic modulus F, <
kft/ci) value is 0.05X 1 o', 6g=,
4] (IX 10', more ivory 0.1X10'
≦E65 ×l Q', and resins such as polycarbonate, polyethylene, and polypropylene are compatible with this material.

以１、不発１シ１をし１面を用い一〇１１旨、明−、＋
４．　。1, dud 1 shi 1, use 1 page, 1011 effect, clear -, +
4. .

第１図は、本発明のカートリッジの好ましい一例の垂直
前ｍ１を足す概略図であ４ン。FIG. 1 is a schematic diagram showing a vertical front m1 of a preferred example of the cartridge of the present invention.

第１図のカートリッジは、一端にキャリア液の吐出口ｌ
をイＪし）他端は開放された円筒状シリンダ２と、該シ
リンダ２内を往動しつるヒストン３および該ヒストン３
と該シリンダ２の内面どの間の気密性を保持するための
０リング４とで構成され、ｈ亥シリンダ２と該ピストン
３と該Ｏリング４とで四重れるχ内にはキー＼・リア液
５が満されている。The cartridge shown in Fig. 1 has a carrier liquid discharge port l at one end.
) A cylindrical cylinder 2 whose other end is open, a histone 3 that moves forward in the cylinder 2, and a histone 3
and an O-ring 4 for maintaining airtightness between the inner surface of the cylinder 2, and a key/rear It is filled with liquid 5.

該シリンダは、ポリスチレンを拐質として、インジェク
ション成型にて製作されたものであり、シリンダ２０円
筒部の断面Ａ、Ｂ（シリンダ２０円筒部の左端より５１
１１ｍ右側を断面Ａ、右端より５間左側を断面Ｂどした
。）における各々の内径が、ｄＡ＝２０．０１１１１１
．　　ｄＢ：２０．６Ｅ１１１　外径がＩ）、＝２４．
５　ｒｒｒｔｎ、Ｄ８＝２５０朔となっており、ＡＢ間
の距離は−ｅ＝　２００簡であって、この間での内径お
よび外径は、軸にそって右方向へ直線的に増加するよう
になっており、このときの内径のテーバ角をα、外径の
テーバ角をβとすると、ｔａｎα＝　　　、ｔａｎβ＝
Ｏ，ＺＳと２００　　　　　　　　　　　２００ なっている。The cylinder is manufactured by injection molding using polystyrene as a material, and cross sections A and B of the cylindrical portion of the cylinder 20 (51
The 11m right side was section A, and the section 5 meters left from the right end was section B. ), each inner diameter is dA=20.011111
．． dB: 20.6E111 Outer diameter is I), = 24.
5 rrrtn, D8 = 250 mm, the distance between AB is -e = 200 mm, and the inner diameter and outer diameter between this distance increase linearly to the right along the axis. At this time, if the Taber angle of the inner diameter is α and the Taber angle of the outer diameter is β, then tanα= , tanβ=
O, ZS and 200 200.

第２図に示１のは、前記シリンダをインジェクション成
形で製作した時に使用した金型の垂直前１ｍ概略図であ
る。該金型の内接棒６の外周にはテーバ角αカｔａｒｌ
α＝ア、となっており、ボリスチレンが硬化した後で該
内接棒６を引き抜く作業は容易であり、また、成形品の
変形もほとんど生じなかった。1 shown in FIG. 2 is a schematic diagram of 1 m vertically in front of the mold used when manufacturing the cylinder by injection molding. The outer periphery of the internal rod 6 of the mold has a Taber angle α tarl.
α=A, and the work of pulling out the internal rod 6 after the polystyrene had hardened was easy, and there was almost no deformation of the molded product.

内径が先端に同って増加つる場合は、先端部の吐出口の
ある端板を別に製作し、ピストン及びキャリヤ液挿入後
に接着等により封止することによってカートリッジを作
ることができる。If the inner diameter increases along with the tip, a cartridge can be made by separately manufacturing an end plate with a discharge port at the tip and sealing it with adhesive or the like after inserting the piston and carrier liquid.

第３図は、前記カートリッジを剛体ケース内に収容して
液体クロマトグラフィー用のポンプとして用いたときの
、実施例の部分断面概略図である。FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view of the embodiment when the cartridge is housed in a rigid case and used as a pump for liquid chromatography.

該剛体はケースとしては、スデンレス製のケース８を用
い、該内径はｄ　＝　２５．Ｏｒｍｎである。定速回転
モーターＪ４を駆動させると、スライドシャフト１６が
一定運度で送り出され、ピストン３が、シリンダ２の先
端部へ向って往動させられろ。このとぎ、カートリッジ
内のキャリア液５が分離カラム１１へ送られるが、分鼎
カラム１１の抵抗と送液速度ｑに応じた内圧ｐがカート
リッジ内に生ずる。実験の結果によれば、ｑ＝１１混／
關のとさｐキ４０ｋｇ／ｄであり、これによってシリン
ダ２０円筒部は、円周方向応力σｔキ１８０り偵？　を
受けて膨らめ１、該シリンダ２の円筒部の外周がステン
レスケース８の内壁に押しつけられ、同時にカートリッ
ジのシリンダ２の内径も増大して、軸力回にほぼ一定の
内径のシリンダ内室を形成するようになる。従つ又、ピ
ストン３の送り量を一定にしておくだけで、キャリア液
の送液速度も一定となり、脈流のない定量送液が実現さ
れる。また、−回の測定が魅了した時点で、使い終った
カートリッジを、新たなキャリア液の充填されたカー１
−１／ツジｉ／ｉｃ又換するたけで、次の測定を即開始
１−ることか可能である。As a case for the rigid body, a case 8 made of stainless steel is used, and the inner diameter is d = 25. It is Ormn. When the constant speed rotation motor J4 is driven, the slide shaft 16 is sent out with a constant movement, and the piston 3 is moved forward toward the tip of the cylinder 2. At this point, the carrier liquid 5 in the cartridge is sent to the separation column 11, but an internal pressure p is generated in the cartridge depending on the resistance of the separation column 11 and the liquid sending rate q. According to the experimental results, q=11 mixture/
The height of the shaft is 40 kg/d, and as a result, the cylindrical portion of the cylinder 20 experiences a circumferential stress σt of 180 kg/d. In response to the expansion 1, the outer circumference of the cylindrical portion of the cylinder 2 is pressed against the inner wall of the stainless steel case 8, and at the same time, the inner diameter of the cylinder 2 of the cartridge increases, creating a cylinder inner chamber with an inner diameter that is approximately constant as the axial force rotates. begins to form. Therefore, simply by keeping the feed amount of the piston 3 constant, the carrier liquid feeding speed also becomes constant, and a fixed amount of liquid feeding without pulsation can be realized. In addition, when the -th measurement is completed, the used cartridge is replaced with a new one filled with carrier liquid.
It is possible to immediately start the next measurement just by changing the I/IC.

以上説明したように本発明によれば、キャリア液交換が
容易で、脈流の無い定量送液がｏＪ能な液体クロマトグ
ラフィー用のポンプを提供１−ることかでき、しかも、
ここに用いるカートリッジは、低コストで非常に容易に
大量生産できるものである。As explained above, according to the present invention, it is possible to provide a pump for liquid chromatography that allows easy carrier liquid exchange and is capable of delivering a fixed amount of liquid without pulsation.
The cartridge used here is low cost and very easy to mass produce.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

堵・１図は本発明のカートリッジの一実施例の垂直断面
図の概略図である。第２囚は該カーＩ・リンジのシリン
ダ部をインジェクション成形で製作したときの金型の垂
直断面概略図である。第３図は該カートリッジを液体ク
ロマトグラフィー用のポンプとして用いた実施例の部分
断面概略図である。 １：キャリア液の吐出口 ２：カートリッジのシリンダ ３；カートリッジのピストン ４；０リング ５：キャリア液 ６：金型の内接棒 ７：金型の外わ（ ８ニステンレスケース ９　＆　＋　９　ｊ＋　＋　９　Ｃ＊　９ｄ、　：配管
１０：インジェクター １］：分離カラム １２：検出器 １３；廃液溜 １４：モーター １５：連結機構 １６：スライドシャフト 第１図 第２図 第３図 ４Figure 1 is a schematic vertical sectional view of an embodiment of the cartridge of the present invention. The second figure is a schematic vertical cross-sectional view of a mold when the cylinder part of the car I-ring was manufactured by injection molding. FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view of an embodiment in which the cartridge is used as a pump for liquid chromatography. 1: Carrier liquid discharge port 2: Cartridge cylinder 3; Cartridge piston 4; O-ring 5: Carrier liquid 6: Mold internal rod 7: Mold outer wall (8 Ni stainless steel case 9 & + 9 j+ + 9 C* 9d, : Piping 10: Injector 1]: Separation column 12: Detector 13; Waste liquid reservoir 14: Motor 15: Connection mechanism 16: Slide shaft Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 液体クロマトグラフィー圧用いられるキャリア液を収容
する為のカートリッジでｋ）っ℃、内径と外径の少なく
とも一方が軸方向にわずかに変化しヤリア液の吐出口を
有しており、該シリンダと該ピストンとで形成する室内
にキャリア液を収容し、剛体ケース内に収容されて該ピ
ストンに外方が加えられたとぎにキャリア液を吐出しつ
る様に１．ｃされていることを特徴とするカートリッジA cartridge for containing a carrier liquid used in liquid chromatography.At least one of the inner diameter and outer diameter changes slightly in the axial direction, and has a discharge port for the carrier liquid, and the cylinder and the 1. A carrier liquid is stored in a chamber formed by a piston, and when the piston is housed in a rigid case and an external force is applied to the piston, the carrier liquid is discharged in a vertical manner. A cartridge characterized by c.