オートサンプラの注入方式(全量注入方式と部分注入方式の比較)
LC用オートサンプラ(オートインジェクタ)には,大きく分けて2種類の注入方式があります。 ひとつは,試料びん(バイアル)から計量した試料の全量を注入する「全量注入方式」,もうひとつは,試料びんから計量した試料の一部をサンプルループに充填し,注入を行う「部分注入方式」があります。 ここで,それぞれの注入方式について説明します。
(1)全量注入方式について ~SIL-HTのケース~

SIL-HT
全量注入方式では,試料びんからサンプリングニードルを介して計量した試料の全量をインジェクションポートから注入します。 流路図(図1)の高圧バルブ(右側のバルブ)の1番からサンプルループを経由して4番までの流路に漏れがない限り,計量した試料の全量が分析流路に注入できることがわかります。 そのため,試料計量部の計量精度を良くすれば,それにつれて,注入精度および,注入直線性が向上します。 また,サンプルループ,サンプリングニードルなど試料と接する流路部の内面は,分析時間中は常時移動相が高圧で流れていますので,注入した試料が流路内に残ることによるクロスコンタミネーションも低減することができます。 表1に全量注入方式による分析結果を示しますが,この表から,注入量が少ないときでも良好な再現性が得られ,各注入量での直線性も得られていることがわかります。

図1.SIL-HTの流路
注入量 | 面積値 | 再現性(%RSD) | 誤 差(%) |
1μL | 308461 | 0.43% | -1.50% |
2μL | 619707 | 0.24% | -1.06% |
5μL | 1568067 | 0.12% | 0.15% |
10μL | 3131589 | 0.05% | 0% |
(試料:ナフタレン)
(2)部分注入方式について SIL-10AFのケース
部分注入方式では,試料びんからサンプリングニードルを介して計量した試料の一部をサンプルループに充填し,これを分析流路に注入します。 部分注入方式の流路(図2)では,インジェクションポートから計量シリンジまでの流路が移動相流路と分かれているため,大きな流路圧力はかかりません。
そのため,部品交換などのメンテナンスが簡単で,また計量部がシンプルな構造にできる利点があります。
また,試料溶液を用いて試料びん中で希釈混合する自動前処理作業には,構造上このタイプの方が圧倒的に有利になります。

図2.SIL-10AFの流路

SIL-10AF
さて,部分注入方式では,試料を試料びんから計量するとき,洗浄液が満たされたFEP(四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体)チューブを介して,計量シリンジで計量しています。 このときのチューブの状態を図3に示します。 計量時およびサンプルループへの充填時に,試料びんから吸い出された試料溶媒はチューブの中を動きますが,このときにチューブ内の洗浄液と試料の界面で混合し希釈が起こることが考えられます。 この影響を小さくするために試料と洗浄液の間に空気を挟みこんでいます。<br>
さらに部分注入方式では,分析流路に注入する試料注入量に加え,注入量+α(エクセスボリューム)の量を試料びんから吸い出す工夫を行っています。 このエクセスボリュームを多くするほど,希釈度合いを低減することが可能です。 表2にマニュアルインジェクタでの試料注入時の注入面積値を基準にしたときの希釈度合いを,表3に全量注入方式と部分注入方式での面積値の違いを示します。<br>
部分注入方式では,全量注入方式あるいはマニュアルインジェクタと比較した場合,注入面積値がやや小さくなる傾向が見られます。
SIL-10AF 部分注入方式 |
SIL-HT 全量注入方式 |
|
1 | 3033842 | 3115424 |
2 | 3023367 | 3118628 |
3 | 3032162 | 3120098 |
4 | 3037083 | 3117847 |
5 | 3018029 | 3117300 |
6 | 3026067 | 3115781 |
7 | 3028584 | 3117899 |
8 | 3023704 | 3116096 |
9 | 3025484 | 3115593 |
10 | 3037102 | 3113487 |
平均値 | 3028539 | 3116815 |
誤差 | 97% | 100% |
%RSD | 0.21% | 0.06% |
表2.注入方式の比較(試料:ナフタレン)

図3.部分注入方式での液の状態

表3.マニュアルインジェクタと部分注入方式の
注入面積値の比較(試料:ナフタレン)
(3)まとめ
試料注入方式として,「全量注入方式」と「部分注入方式」を比較すると,「全量注入方式」のほうが,より良い注入精度が得られることがわかりますが,流路の気密性,計量機構の正確さが重要になります。 「部分注入方式」では,精度は劣りますが,移動相が流れる流路のように高圧がかかる部分が少ないためメンテナンスが容易になるなどの利点があります。
このように,各注入方式には長所/短所があるため,使用目的に応じて選択することも重要です。
最後に,表4に注入方式間での長所/短所をまとめましたので参照ください。
(Tm)
注入方式 | 長所 | 短所 |
全量注入方式 |
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部分注入方式 |
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