JP3854716B2

JP3854716B2 - 液体クロマトグラフ

Info

Publication number: JP3854716B2
Application number: JP10898198A
Authority: JP
Inventors: 宜昭山田; 喜三郎出口; 正弘滝; 貴通小野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-04-20
Filing date: 1998-04-20
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2018-04-20
Also published as: JPH11304781A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体クロマトグラフに係るものであり、特に複数のカラムを用いて一方のカラムで分析中に他方のカラムの再生（洗浄および再安定化）を行う液体クロマトグラフに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液体クロマトグラフにおいて、分析用ポンプ・再生用ポンプ・バルブおよび複数のカラムを用いて、一方のカラムで分析中に他方のカラムの再生（洗浄および再安定化）を行う方式がある。この様な構成の液体クロマトグラフでは、それぞれのポンプにおいての目的の操作（分析・洗浄・再安定化）を分解し、ポンプの動作・バルブの動作についてタイムチャートを作成し、更にそれぞれのポンプのタイムチャートの整合性を考慮して調整を行い、全体のグラジエントプログラムを作成する必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、個々のポンプおよびバルブのタイムチャートを考慮したグラジエントプログラムの作成は、オペレータによる手作業で行われていたため、プログラムの作成にあたっては経験を積んだ熟練者により行われていた。従って、プログラムの作成を行えるオペレータが限られてしまうとの問題点があった。また、複数のポンプなどのプログラムに展開する際に間違いを生じ易く、あらかじめ何度か確認した後でないと分析が開始できないとの問題点もあった。本発明の目的は、単独カラムにおける一連の操作（分析・洗浄・再安定化）の入力により、複数のポンプおよびバルブのプログラムを自動的に作成する液体クロマトグラフを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的において本発明の特徴は、分析用の溶離液を送液する第１のポンプ、カラムの再生・再安定化用の溶離液を送液する第２のポンプ、分析すべき試料を注入する試料注入部、前記試料を成分毎に分離を行い前記第１のポンプに対して並列に設けられた少なくとも２本のカラム、当該カラムによって分離された試料の検出を行う検出部および前記各機器を制御する制御部より構成され、前記カラムの内一方のカラムで試料分析中に他のカラムに前記第２のポンプより別組成の溶離液を供給する液体クロマトグラフにおいて、前記制御部に、任意に設定された前記第１のポンプに対するグラジエントプログラムから第２のポンプも含めたグラジエントプログラムを作成するグラジエントプログラム作成手段を有することである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。
【０００６】
図１は本発明の液体クロマトグラフの第１の実施例の構成を示したものである。ポンプ１はプロポーショニングバルブ２を切り替えることにより溶離液３と溶離液４をその組成比を変化させながら液体を加圧して定流量で送液を行う。試料注入装置５は試料注入ポートおよび試料注入用高圧流路切り替えバルブを有し、試料を流路に注入する。注入された試料はカラム１９により単一成分に分離され、カラム充填剤との相互作用の小さい成分から順に溶出される。溶出液中の各成分は、紫外光を光源とした複数の検出流路を備える検出器９でピークとして検出される。各ユニットの条件はコントローラ１３により設定される。
【０００７】
コントローラ１３の構成例を図２に示す。コントローラ１３は、演算装置１４，表示装置１５，入力装置１６，記憶装置１７および入出力装置１８で構成されており、入出力装置１８を介して接点制御あるいは通信制御によりポンプ・試料注入装置およびバルブを制御している。
【０００８】
図３は、コントローラ１３における溶離液組成を変化させるグラジエントプログラム作成初期設定画面の例である。なお本実施例においては、コントローラ
１３はパーソナルコンピュータを使用している。
【０００９】
次に本実施例におけるグラジエントプログラムの作成例を示す。
【００１０】
まず、グラジエントを行う時間、カラムを洗浄して再安定化させる時間及び流量が、それぞれ「Gradient Time」「Regeneration Time」および「Flow Rate」として入力が求められる。溶媒を混合するミキサの容量などによる「Deley Volume（流路安定化容量）」はあらかじめシステム構成時に入力された値が示されており、特に必要がない限りここで入力する必要はない。
【００１１】
ここで例として「Gradient Time」に６分，「Regeneration Time」に６分を入力しＯＫボタンを押すと、図４の画面が表示される。本実施例においては、初期表示としては、グラジエント開始時およびカラム安定化時の溶離液Ｂの組成は２０％、グラジエント終了時の溶離液Ｂの組成は８０％、カラム洗浄時の溶離液Ｂの組成は１００％、カラム洗浄時間は入力された再安定化時間（RegenerationTime）の１／２と規定されている。
【００１２】
図４に示される画面の右側は、設定されているグラジエントプログラムを時間とＡ・Ｂ溶離液の組成の表で示している。画面左側は溶離液Ｂの組成比を時間軸に対するグラフで表している。画面左側のグラジエントプログラムのグラフフィカル表示により、どのようなグラジエントプログラムが作成されているのかを視覚的に確認でき、目的とするプログラムが作成されているか否かを簡単に確認可能である。
【００１３】
以下に、コントローラ１３におけるグラジエントプログラムの作成方法を画面例により説明する。
【００１４】
図５は時間０における溶離液組成比の設定を変化させる場合の例である。溶離液組成比を示すグラフの時間０と交わる点をクリックすると、クリックしたグラフ上の点が選択され、選択されていることを確認する四角のマークが入る。この点をマウスでドラッグすることによりグラジエントプログラムの初期溶離液組成比が設定可能となる。なお時間０の点が選択された場合には、この点は溶離液Ｂの組成比軸上のみを移動する。現在のポインタの位置は、カーソルポジションとして画面下部に表示される。図６は、時間０における溶離液組成を示す点が４０％でドロップされた場合の画面例である。ポインタの位置に合わせて、画面右側の表によるグラジエントプログラム表示の時間０の行も、Ｂ液の組成比が同じ数値、即ち「４０」に変更される。また、カラム安定化時のＢ液の組成比も同様に「４０」に変更される。
【００１５】
同様にグラジエント終了時の初期溶離液組成もグラフ上から変更可能であり、変更を行うと併せて画面右側の表によるグラジエントプログラム表示の対応する時間の数値が変更される。
【００１６】
図７は、カラム洗浄時の溶離液組成を設定する場合の例である。グラフ表示の洗浄部をクリックすると、洗浄部分の線（実施例では１００％Ｂの部分の線）が選択され、選択されたことを示す太線表示となる。この線をドラッグすることで洗浄時のＢ液の組成比を変更することができる。なおドラッグによりこの線は時間軸と垂直に動く。図８はＢ液の組成比が９０％の点でドロップされた場合の例である。グラフからＢ液の組成比が９０％に変更されたことに併せて、画面右側の表によるグラジエントプログラム表示の時間６.１および９.０の行において、Ｂ液の組成比が「９０」に変更される。
【００１７】
図９は、カラム洗浄時間と再安定化時間の割合を変更する場合の例である。グラフ表示の洗浄部と再安定化部の境界線（９分時の垂直線）をクリックすると、境界線が選択され、選択されたことを示す太線表示となる。この線をドラッグすることでカラム洗浄時間と再安定化時間の割合を変更することができる。なおドラッグによりこの線は時間軸と水平に動く。図１０は境界線が８分でドロップされた場合の例である。グラフから境界線が８分に変更されたことに併せて、画面右側の表によるグラジエントプログラム表示の時間「９.０」および「９.１」が、「８.０」および「８.１」に変更される。
【００１８】
上記に、グラフによりグラジエントプログラムを変更する例を示したが、この際に画面右側の表は必ずしも表示される必要はなく、表が表示されていない状態でもプログラムの変更は可能である。
【００１９】
図１１は、表によるグラジエントプログラム表示によりグラジエントプログラム設定を変更する場合の例である。図１１は時間０.０分の行、即ちグラジエント開始点の溶離液組成を変更する場合の例で、表中の０.０分の行の溶離液Ｂの組成を表示しているカラムをクリックすると、そのカラムが反転表示となり数値入力が可能となる。０.０分におけるＢ溶離液の組成を入力装置１６を用いて「４０」と入力すると、画面は図１２のごとく変更される。即ち、Ａ溶離液の組成比のカラムには１００から４０を減じた「６０」が自動的に表示され、画面左側のグラフィカル表示も表による入力に合致するように４０％の位置に変更する。このとき０.０分の行はグラジエント開始点であるため、再安定化の組成比もグラジエント開始点の組成比と同じ４０％に変更される。
【００２０】
本実施例においては、上記に示したように、グラジエントプログラムをグラフィカル表示画面により作成・編集可能であるため、目的とする溶離液組成変化を設定するプログラムを感覚的に認識することができ、容易に作成可能となる効果がある。また表によるグラジエント作成・編集においても、溶離液組成変化のグラフィカル表示が同時に変化するため設定間違いを防止できる効果もある。
【００２１】
図１３は本発明の液体クロマトグラフの第２の実施例の構成を示したものである。本実施例は、１つの分析に対してカラムを複数設けたものであり、この様な構成の場合のグラジエントプログラム作成について示すものである。
【００２２】
図１３の構成では、２つの分析用ポンプ１は、プロポーショニングバルブ２を切り替えることにより溶離液３と溶離液４をその組成比を変化させながら液体を加圧して定流量で送液を行う。試料注入装置５は、複数の試料注入ポートおよび試料注入用高圧流路切り替えバルブを有し、それぞれ異なる試料を複数の流路に注入する。注入された試料は十方バルブ６に導かれる。十方バルブ６は現在実線で示された流路に設定されており、試料は７のカラムＡにより単一成分に分離され、カラム充填剤との相互作用の小さい成分の順に溶出される。溶出液中の各成分は、再び十方バルブ６を経て紫外光を光源とした複数の検出流路を備える検出器９でピークとして検出される。それぞれの溶出液流路はフラクションコレクタ１０と接続されており、各成分は成分毎に異なる試験管等の容器に収集される。この分析中に、再生用ポンプ１１は、プロポーショニングバルブ２を切り替えることにより溶離液３と溶離液４をその組成比を変化させ、洗浄液およびそれに続いて再安定液として加圧して定流量で送液する。洗浄液および再安定化液は２つに分岐され、２つの十方バルブ６を介して８のカラムＢを２本同時に洗浄・再安定化させる。洗浄液および再安定化液はドレイン瓶１２に回収される。
【００２３】
図１４は十方バルブ６の近傍を詳細に示したものである。十方バルブ６が実線で示された流路に設定されている場合は、分析用ポンプ１が７のカラムＡに、再生用ポンプ１１が７のカラムＢに連通されている。この時７のカラムＡで試料の分析が行われ、溶出液は検出器９に導かれる。８のカラムＢでは洗浄・再安定化が行われており、溶出液はドレイン瓶１２に導かれる。十方バルブ６を点線側に切り替えると８のカラムＢで分析が行われ、７のカラムＡの洗浄・再安定化が行われる。
【００２４】
分析用ポンプ１，再生用ポンプ１１，試料注入装置５および十方バルブ６は、コントローラ１３により制御されている。コントローラ１３の構成は、第１の実施例と同様に図３で示される。コントローラ１３は、演算装置１４，表示装置１５，入力装置１６，記憶装置１７および入出力装置１８で構成されており、入出力装置１８を介して接点制御あるいは通信制御によりポンプ・試料注入装置およびバルブを制御している。
【００２５】
図１５は、本第２の実施例において、コントローラ１３で第１の実施例と同様の手法にて作成されたグラジエントプログラムである。また同プログラムを表形式で表示したのが図１８である。本例では、分析時間は８分、洗浄時間は２分、再安定化時間は５分、流量は２ｍＬ／分と設定した場合を示している。また、主に流路中に設置された溶媒混合用のミキサ容量に起因する流路安定化容量は本実施例の系で４ｍＬである。
【００２６】
本実施例のコントローラ１３においては、分析用と再生用の２つのカラムを有していることから、上記のように設定されたグラジエントプログラムから、図１７で示すように、Ａ：分析時間，Ｂ：洗浄時間，Ｃ：再安定化時間，Ｄ：流量，Ｅ：流量安定化容量の五つのパラメータを求め、これらのパラメータから各演算を行い、分析用ポンプおよび再生用ポンプの条件を自動的に算出を行う。本例においては、Ａ＝８分，Ｂ＝２分，Ｃ＝５分，Ｄ＝２ｍＬ／分，Ｅ＝４ｍＬであるから、図１７に示す算出法により、分析用ポンプの最短周期は１０分、再生用ポンプの最短周期は７分と計算され、試料注入周期は１０分となる。ここから分析用ポンプの分析時間の流路安定化時間は２分、再生用ポンプの再安定化時間が８分と算出される。このように、本例で算出された各条件により作成された分析用ポンプ・再生用ポンプおよび十方バルブのプログラムは、図１６の如くなる。またこれを表形式で表示したのが図１９である。
【００２７】
本実施例のクロマトグラフを用いると、分析用と再生用の２つのカラムを有しているシステムにおいて、通常のグラジエントプログラムを入力するのみで分析用ポンプ・再生用ポンプおよびバルブのプログラムが作成されるため、一方のカラムでの分析中に他方のカラムの洗浄・再安定化を行いスループットを向上させることが容易に行えるという効果がある。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、複数系統のカラム及びそれぞれの系統に分析用と再生用の２つのカラムを有しているシステムにおいて、通常のグラジエントプログラムを入力するのみで分析用ポンプ・再生用ポンプおよびバルブのプログラムが作成されるため、一方のカラムでの分析中に他方のカラムの洗浄・再安定化を行いスループットを向上させることが容易に行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成図である。
【図２】本発明のシステムコントローラ構成図である。
【図３】本発明の初期入力画面例である。
【図４】本発明のグラジエントプログラム初期作成画面例である。
【図５】本発明のグラジエントプログラム作成画面例である。
【図６】本発明のグラジエントプログラム作成画面例である。
【図７】本発明のグラジエントプログラム作成画面例である。
【図８】本発明のグラジエントプログラム作成画面例である。
【図９】本発明のグラジエントプログラム作成画面例である。
【図１０】本発明のグラジエントプログラム作成画面例である。
【図１１】本発明のグラジエントプログラム作成画面例である。
【図１２】本発明のグラジエントプログラム作成画面例である。
【図１３】本発明の第２の実施例の流路構成図である。
【図１４】本発明の第２の実施例の十方バルブ近傍詳細図である。
【図１５】本発明の第２の実施例で設定されたグラジエントプログラムである。
【図１６】本発明の第２の実施例で自動作成されたタイムプログラムである。
【図１７】本発明の第２の実施例のプログラム自動作成方法である。
【図１８】本発明の第２の実施例で設定されたグラジエントプログラムである。
【図１９】本発明の第２の実施例で自動作成されたタイムプログラムである。
【符号の説明】
１…分析用ポンプ、２…プロポーショニングバルブ、３…溶離液Ａ、４…溶離液Ｂ、５…試料注入装置、６…十方バルブ、７…カラムＡ、８…カラムＢ、９…検出器、１０…フラクションコレクタ、１１…再生用ポンプ、１２…ドレイン瓶、１３…システムコントローラ、１４…演算装置、１５…表示装置、１６…入力装置、１７…記憶装置、１８…入出力装置、１９…カラム。

Claims

分析用の溶離液を送液する第１のポンプ，カラムの再生・再安定化用の溶離液を送液する第２のポンプ、分析すべき試料を注入する試料注入部、前記試料を成分毎に分離を行い前記第１のポンプに対して並列に設けられた少なくとも２本のカラム、当該カラムによって分離された試料の検出を行う検出部および前記各機器を制御する制御部より構成され、前記カラムの内一方のカラムで試料分析中に他のカラムに前記第２のポンプより別組成の溶離液を供給する液体クロマトグラフにおいて、
前記制御部に、任意に設定された前記第１のポンプに対するグラジエントプログラムから第２のポンプも含めたグラジエントプログラムを作成するグラジエントプログラム作成手段を有し、
前記制御部のグラジエントプログラム作成手段は、分析時間，洗浄時間，再安定化時間及び流路安定化容量をパラメータとして第２のポンプも含めたグラジエントプログラムを作成し、
分析時間と、流路安定化容量を第１のポンプの流量で除することにより得られる時間との合計時間、又は、洗浄時間と再安化時間との合計時間、のいずれか大きい方を試料注入周期とする
ことを特徴とする液体クロマトグラフ。