[发明专利]场流分离装置

说明书

本发明涉及的场流分离装置具备分离通道、载液供给部、分离膜、废液腔、交叉流流量调节部以及载液追加部。载液追加部构成为，在设定于交叉流流量调节部的上游侧的载液追加位置处，对通过了分离膜的载液的液流追加其它载液的液流，从而使流入交叉流流量调节部的载液的流量变得比通过了分离膜的载液的流量大。

技术领域

本发明涉及用于利用场流分离(Field-Flow)对流体中包含的微粒子进行分离、分馏的场流分离装置。

背景技术

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，以往以知有所谓的交叉流方式的场流分离(例如，参照专利文献1)。

采用非对称通道结构的交叉流方式的场流分离装置具有用于分离样品的分离通道。形成分离通道的壁面之一是RC(再生纤维素)、PES(聚醚砜)等具有细孔的半透膜(也称为分离膜)，进而在该半透膜的外侧设置有被称为玻璃料(frit)的多孔质的平板。通过使被导入通道内的载液通过该壁面，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)。以下，将分离通道中设置有玻璃料的壁面侧定义为下侧。

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)。从形成分离通道的壁面的分离膜通过的载液从分离通道的与出口端口不同的出口端口(排出端口)排出。来自玻璃料的排出量由设置在排出端口侧的MFC(mass flow controller:质量流量控制器)来控制。

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)。

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)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-000724号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

一般来说，交叉流的流量是通过调节来自废液腔的排出流量来控制的，其中该废液腔供通过了分离膜的载液流动。作为控制该排出流量的方法，有主动泵方式和被动阀方式。场流分离装置中所要求的交叉流流量为0-10mL/min左右。因此，在采用阀方法的场流分离装置中，为了控制交叉流流量，一般使用具备不需要频繁校准的科里奥利式流量计的液体用质量流量控制器。

在这样的场流分离装置中，将交叉流的流量设为恒定来运用的情况较少，通常为了可靠地排出洗脱很费时间的微粒子和难以洗脱的较大的微粒子，采取了将交叉流的流量减小至极限的方式。交叉流的流量变小时，其流量控制依存于质量流量控制器的性能，能够使交叉流连续地降低的流量下限成为比0mL/min大的值。

在能够用液体用质量流量控制器控制的流量被限制为例如液体用质量流量控制器的前后的流量比为50：1的情况下，若满刻度为5mL/min，则下限为0.1mL/min。即使使用这样的质量流量控制器想要将流量控制为小于0.1mL/min，也不能进行正确的流量控制，或存在阀完全关闭而使交叉流流量成为0mL/min的情况。像这样，若不能在低流量范围中正确地控制交叉流，则存在可分级的粒径范围变窄的问题。