场流分离装置 |
|||||||
| 申请号 | CN201980046231.7 | 申请日 | 2019-07-05 | 公开(公告)号 | CN112384302A | 公开(公告)日 | 2021-02-19 |
| 申请人 | 株式会社岛津制作所; | 发明人 | 堀池重吉; 老川幸夫; 中矢麻衣子; | ||||
| 摘要 | 分离池具备分离通道形成片及排出通道形成片。该分离池具备：分离通道形成板，设置于分离通道形成片，具有划定分离通道的平面；排出通道形成板，设置于排出通道形成片，具有划定排出通道的平面；分离膜，设置于划定分离通道的平面，介于分离通道和排出通道之间，比分离通道形成板小而比分离通道大，以封闭分离通道的方式固定，选择性地使载液透过；多孔质的支承板，设置于划定排出通道的平面，具有供载液透过的性质，比排出通道形成板小而与分离膜相同或比其大，以封闭排出通道开口的方式安装； 定位 结构，以特定的 位置 关系将分离通道形成片和排出通道形成片彼此定位，使两者由定位结构定位在特定的位置关系，由此分离膜整体由支承板支承。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种场流分离装置用的分离池，是具备分离通道形成片以及排出通道形成片的场流分离装置用的分离池，其特征在于，具备： |
||||||
| 说明书全文 | 场流分离装置技术领域背景技术[0002] 作为用于将分散在溶液中的粒径为1nm～50μm左右的较宽范围的微粒子分离并进行检测或分馏的方法，以往已知有所谓的交叉流方式的场流分离(Flow·Field Flow Fractionation：也称为FlowFFF或者F4)(例如，参照专利文献1)。 [0003] 交叉流方式的场流分离装置具备分离池，该分离池在内部具有作为用于分离样品的空间的分离通道。分离池内的形成分离通道的壁面之一是RC(再生纤维素)、PES(聚醚砜)等多孔质的分离膜，通过使被导入通道内的载液通过该分离膜，从而产生相对于从分离通道的入口端口流向出口端口的顺方向的液流(channel flow:通道流)垂直的方向的液流(cross flow:交叉流)。在分离池内设置有用于将通过了分离膜的载液导向排出用的端口(排出端口)的排出通道。分离通道和排出通道设为夹着分离膜而彼此对向。 [0004] 在分离通道中，根据需要形成与通道流对向的液流(focus flow:聚集流)。样品从入口端口经由样品注射器被导入分离通道内。此时，在分离通道内，形成了从入口端口供给的载液的通道流、以及从与入口端口不同的出口端口侧的端口供给的载液的对向流(聚集流)，被导入分离通道内的样品被收集至通道流和聚集流的边界部分。这被称为聚集(Focusing)。 [0005] 通过聚集被收集到对向流的边界部分的样品粒子由于流体力学上的半径的差而产生扩散系数的差，所以越容易扩散的粒子越被汇集在分离通道的上侧。这被称为松弛(Relaxation)。其后，若聚集流停止，分离通道内的液流变为只有通道流和交叉流，则由于斯托克斯流动使得从较小的样品粒子开始依次经由出口端口从分离通道被排出。在分离通道的出口端口连接有紫外线吸光度检测器等检测器，例如从在紫外线区域(190nm～280nm)中的吸光度小的样品粒子开始利用检测器依次进行测量，能够得到分离图(fractogram)。 [0006] 现有技术文献 [0007] 专利文献 [0008] 专利文献1：日本特开2008-000724号公报 发明内容[0009] 发明要解决的技术问题 [0010] 上述的场流分离装置的分离池由包含用于形成分离通道的分离通道形成板和用于形成排出通道的排出通道形成板的多个平板层叠构成。分离通道形成板和排出通道形成板以在彼此之间夹入分离膜和用于支承该分离膜的多孔质的支承板的状态层叠。进而，在分离通道形成板和排出通道形成板之间，以包围分离膜以及支承板的周围的方式夹入O形环等密封部件。该密封部件用于防止被导入分离通道内的载液通过分离膜、支承板而向周围漏出。 [0011] 为了防止污染(contamination)，在进行多个样品的分析的情况下，通常每次改变样品都要更换分离膜。为了更换分离膜，需要进行以下操作：将层叠的多个平板拆解，在将分离通道形成板和排出通道形成板之间夹入的分离膜更换为新的分离膜后，再次将那些平板层叠紧固。此时，各平板通过设置于彼此的对向面的突起和孔的嵌入或者螺栓的贯通这样的方法进行相互的位置对齐，但分离膜的位置对齐需要用户任意地进行，不容易将分离膜位置对齐至规定位置。 [0012] 分离通道和分离通道形成板优选为在形成分离通道的贯通槽的周围均等地相接，但是分离膜的位置偏离规定位置时，分离通道和分离通道形成板之间的接触面积变得不均匀，变为不能在面内均匀地施加由层叠的平板的紧固所产生的压缩载荷。因此，由压缩载荷导致的分离膜的厚度的变形量变得不均匀，分离通道的流路高度产生偏差，有时会发生洗脱峰的形状劣化。 [0013] 此外，若分离膜偏离至靠到其周围的密封部件上这样的位置，则存在分离通道的流路高度产生偏差或者发生漏液的问题。 [0014] 因此，本发明的目的在于，能够容易地进行场流分离装置用的分离池中的分离膜的位置对齐。 [0015] 用于解决上述技术问题的方案 [0016] 本发明作为对象的分离池是场流分离装置用的分离池，具备分离通道形成片以及排出通道形成片。该分离池具备：分离通道形成板，设置于所述分离通道形成片，具有划定具有长度方向的分离通道的平面；排出通道形成板，设置于所述排出通道形成片，具有划定沿着所述分离通道的长度方向延伸的排出通道的平面；分离膜，设置于在所述分离通道形成片中划定所述分离通道的所述平面，介于所述分离通道和所述排出通道之间，比所述分离通道形成板小而比所述分离通道大，以封闭所述分离通道的方式固定，用于选择性地使载液透过；多孔质的支承板，设置于在所述排出通道形成片中划定所述排出通道的所述平面，具有供所述载液透过的性质，比所述排出通道形成板小而与所述分离膜相同或者比所述分离膜大，以封闭所述排出通道的开口的方式安装；定位结构，用于以特定的位置关系将所述分离通道形成片和所述排出通道形成片彼此定位，所述分离通道形成片和所述排出通道形成片通过所述定位结构被定位在所述特定的位置关系，由此，所述分离膜的整体由所述支承板支承。 [0017] 分离通道的流路高度根据分离通道形成板和分离膜之间的粘接部分的厚度而变化。在通过粘接剂粘接分离通道和分离膜的情况下，若粘接剂层的厚度存在偏差，则分离通道的流路高度的再现性变差。因此，可以设为粘接剂不介于分离通道形成板和分离膜之间。这样，能够提高分离通道的流路高度的再现性。 [0018] 因此，作为本发明的分离池的实施方式的第1具体方案而例举通过分子粘接对所述分离通道形成板和所述分离膜进行粘接的方案。分子粘接是指如下粘接方法，通过对供粘接的材料的表面实施电晕(corona)放电处理等处理从而活性化，由此将材料彼此粘接。 [0019] 此外，作为本发明的分离池的实施方式的第2具体方案，考虑使有机硅膜介于分离通道形成板和分离膜之间的方案。也考虑到根据分离通道形成板和分离膜的材质的不同，无法通过分子粘接直接粘接分离通道形成板和分离膜的情况。在那种情况下，使有机硅膜介于分离通道形成板和分离膜之间，利用分子粘接分别在有机硅膜的一面侧粘接分离通道形成板、在另一面侧粘接分离膜，由此能够不使用粘接剂而对分离通道形成板和分离膜进行粘接。此外，由于有机硅膜的厚度是恒定的，所以可确保分离通道的流路高度的再现性。 [0020] 作为本发明的分离池的实施方式的第3具体方案，可例举以下方案：所述定位结构构成为，具备分别设置于所述分离通道形成板以及所述排出通道形成板的螺栓贯通用的贯通孔和贯通那些贯通孔的螺栓，使共用的螺栓贯通所述分离通道形成板以及所述排出通道形成板的各自的所述贯通孔，由此所述分离通道形成片以及所述排出通道形成片彼此以所述特定的位置关系被定位。通过这样的方案，仅通过使共用的螺栓贯通设置于所述分离通道形成板以及所述排出通道形成板的贯通孔，就可将所述分离通道形成板以及所述排出通道形成板定位以使所述分离膜的整体由所述支承板支承，因此能够正确且容易地进行分离膜的位置对齐。该第3具体方案能够与上述第1具体方案以及第2具体方案中的任一个组合实施。 [0021] 发明效果 [0022] 本发明的场流分离装置用的分离池具备分离通道形成片以及排出通道形成片，在具有划定分离通道的平面的分离通道形成板的所述平面固定有分离膜，在具有划定排出通道的平面的排出通道形成板的所述平面安装有支承板，所述分离通道形成板和所述排出通道形成板通过定位结构而彼此以特定的位置关系被定位，由此，由于具备所述分离膜的整体由所述支承板支承的结构，因此仅通过利用所述定位结构对所述分离通道形成片和所述排出通道形成片进行定位，就可将所述分离膜自动地相对于所述支承板进行定位。因此，所述分离池内的所述分离膜的位置对齐变得容易。附图说明 [0023] 图1是用于说明分离池的一实施例的结构的从斜上方观察的分解立体图。 [0024] 图2是该实施例的分离池组装完毕的状态的剖视图。 [0025] 图3是示出该实施例的分离通道形成板和分离膜的接合部分的剖视图。 具体实施方式[0026] 以下，参照附图对场流分离装置用的分离池的一实施例进行说明。 [0027] 如图1所示，分离池具备平板形状的以下部件：上侧按压板2、下侧按压板4、分离通道形成片6、排出通道形成片12。然后，从下层侧按照下侧按压板4、排出通道形成片12、分离通道形成片6、上侧按压板2的顺序层叠从而构成分离池。在这些平板的相互对应的位置设置有用于供固定用的螺栓26(参照图2)贯通的贯通孔。此外，在分离通道形成片6和排出通道形成片12之间夹入作为密封部件的O形环18。 [0028] 上侧按压板2和下侧按压板4例如是由铝等构成的平板状的部件。在上侧按压板2设置有贯通口20、22、24，该贯通口20、22、24分别构成用于使载液或者样品流入后述的分离通道3(参照图2)的入口端口、用于使经过了分离通道3的流体从分离通道3流出的出口端口、用于使在分离通道内形成聚集流的流体流入的中间入口端口。 [0029] 分离通道形成片6具备分离通道形成板8和分离膜10。分离通道形成板8例如是由PEEK(聚醚醚酮)树脂、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等构成的平板，具有设置有具有长度方向的贯通口8a的平面。贯通口8a成为后述的分离通道3(参照图2)。即，设置有贯通口8a的分离通道形成板8的平面是划定分离通道3的平面。在该实施例中，贯通口8a具有大致菱形形状。分离膜10是由RC(再生纤维素)、PES(聚醚砜)等构成的多孔质膜，比分离通道形成板8小而比贯通口8a大。分离膜10以封闭分离通道形成板8的贯通口8a的一方的开口(图中为下表面的开口)的方式固定于分离通道形成板8的平面(图中为下表面)的中央部。 [0030] 排出通道形成片12具备排出通道形成板14和支承板16。图1中虽未显示，但排出通道形成板14具有与设置有分离通道形成板8的贯通口8a的平面相对向的平面，在该平面上以与分离通道形成板14的贯通口8a相对向的方式设置有成为排出通道5的槽。支承板16以封闭排出通道形成板14的槽的开口的方式安装在排出通道形成板14的平面。形成有成为排出通道5的槽的排出通道14的平面是划定排出通道5的平面。 [0031] 支承板16用于支承分离通道形成片6的分离膜10，平面的大小与分离膜10大致相同或者略大于分离膜10。支承板16是由烧结体等构成的多孔质板。支承板16可以相对于排出通道形成板14固定，也可以不被完全固定。在排出通道形成板14的分离通道形成片6侧的一面以包围支承板16的周围的方式设置有用于嵌入O形环18的槽17。 [0032] 图2示出组装完毕状态的分离池。 [0033] 分离池通过以下方式构成：以在上侧按压板2和下侧按压板4之间夹入平板状的分离通道形成片6和排出通道形成片12的状态，在将分离通道形成片6和排出通道形成片12彼此以特定的位置关系定位的状态下固定。在该实施例中，可使用螺栓26和用于固定该螺栓的螺母作为用于使分离通道形成片6和排出通道形成片12彼此以特定的位置关系被定位的定位结构，该螺栓26贯通分别设置于上侧按压板2、分离通道形成片6的分离通道形成板8、排出通道形成片12的排出通道形成板14以及下侧按压板4的贯通孔。分离通道形成片6配置于上侧按压板2的正下方的位置，排出通道形成片12配置于下侧按压板4的正上方的位置。 [0034] 设置于分离通道形成板8的贯通口8a的一方的开口(图中上侧的开口)由上侧按压板2关闭，另一方的开口由分离膜10关闭，由此构成分离通道3。分离通道形成板8的贯通口20与分离通道3的一端部相通，构成用于使载液、样品注入的入口端口(以下称为入口端口 20)。分离通道形成板8的贯通口22与分离通道3的另一端部相通，构成使流体从分离通道3流出的出口端口(以下称为出口端口22)。分离通道形成板8的贯通口24与分离通道3的一端部和另一端部之间的中间部分相通，构成使聚集流形成用的流体流入的中间入口端口(以下称为中间入口端口24)。 [0035] 分离通道形成片6的分离膜10的下表面的整体由排出通道形成片12的支承板16支承。在支承板16的下方设置有排出通道5。排出通道5沿着分离通道3设置。此外，虽然该图中未显示，但在排出通道形成片12也设置有用于将排出通道5内的流体向外部排出的排出端口。 [0036] 分离膜10和支承板16介于分离通道3和排出通道5之间。分离膜10具有使载液(液体)通过而不使样品粒子通过的性质。支承板16具有在支承分离膜10的同时使通过了分离膜10的载液通过的性质。在分离通道形成片6和排出通道形成片12之间夹入O形环18，防止流入分离通道3内的流体向周围泄漏。 [0037] 作为分离对象的样品粒子或输送样品粒子的载液经由入口端口20被导入分离通道3内。若载液经由入口端口3被导入分离通道3内，则在分离通道3内产生沿着分离通道3向出口端口22侧方向的液流(通道流)、和通过分离膜10以及支承板16而朝向排出通道5方向的液流(交叉流)。此外，在样品粒子被导入分离通道3内后，通过从中间入口端口24供给载液，在分离通道3内产生与通道流相对向的方向的液流(聚集流)。 [0038] 在此，分离通道3的流路高度是分离通道形成板8的厚度、分离通道形成板8与分离膜10的粘接部分的厚度之和。若通过粘接剂粘接分离通道形成板8和分离膜10，则分离通道3的流路高度根据分离通道形成板8和分离膜10之间的粘接剂层的厚度发生变化。但是，难以始终恒定地再现分离通道形成板8和分离膜10之间的粘接剂层的厚度，结果为，分离通道 3的流路高度的再现性变低。因此，可以通过粘接剂的粘接以外的方法来粘接分离通道形成板8和分离膜10。 [0039] 作为不使用粘接剂的分离通道形成板8和分离膜10的粘接方法之一可例举分子粘接。在该情况下，可例举如图3所示地使具有恒定厚度的有机硅膜28介于分离通道形成板8和分离膜10之间的方法。在该方法中，例如通过电晕放电处理使有机硅膜28的表面活性化，在一面粘接分离通道形成板8，在另一面粘接分离膜10。 [0040] 这样，通过利用分子粘接对分离通道形成板8和分离膜10进行粘接，提高分离通道形成板8和分离膜10的粘接部分的厚度的再现性，提高分离通道3的流路高度的再现性。 [0041] 在该实施例的分离池中，分离通道形成片6成为消耗品，在需要更换分离膜10时，连同分离通道形成片6进行更换。由螺栓26等定位结构自动地决定分离通道形成片6与上侧按压板2、排出通道形成片12的相对位置关系。由于分离膜10被固定在分离通道形成板8的设置有贯通口8a的平面内的规定的位置，因此不需要单独地进行分离膜10的位置对齐。 [0042] 另外，在场流分离装置中，在分离池2内的比O形环18更靠内侧的空间被载液充满的状态下进行分析。即，从开始载液的供给直到比O形环18更靠内侧的空间被载液充满为止，无法开始分析。因此，若比O形环18更靠内侧的空间的容积较大，则相应地从开始供给载液直到开始分析为止的待机时间变长。 [0043] 在该实施例的分离池中，分离膜10与分离通道形成板8成为一体从而构成分离通道形成片6，因此不会发生分离膜10的位置偏离。因此，即使将O形环18配置在最靠近支承板16的位置，也不会发生分离膜10被配置为靠到支承板16的周围的O形环18上。因此，能够使比O形环18更靠内侧的空间的容积比以往更小。通过使比O形环18更靠内侧的空间的容积变小，能够缩短从开始供给载液直到开始分析为止的待机时间，进而提高分析效率。 [0044] 附图标记说明 [0045] 2 上侧按压板 [0046] 3 分离通道 [0047] 4 下侧按压板 [0048] 5 排出通道 [0049] 6 分离通道形成片 [0050] 8 分离通道形成板 [0051] 8a 贯通槽 [0052] 10 分离膜 [0053] 12 排出通道形成片 [0054] 14 排出通道形成板 [0055] 16 支承板 [0056] 17 槽 [0057] 18 O形环 [0058] 20 贯通口(入口端口) [0059] 22 贯通口(出口端口) [0060] 24 贯通口(中间入口端口) [0061] 26 螺栓 [0062] 28 有机硅膜。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈