JP7548066B2

JP7548066B2 - 分取液体クロマトグラフ

Info

Publication number: JP7548066B2
Application number: JP2021032290A
Authority: JP
Inventors: 史織上田; 知広舎川; 宗一朗玉置; 智之山崎; 祥平佐藤
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2021-03-02
Filing date: 2021-03-02
Publication date: 2024-09-10
Anticipated expiration: 2041-03-02
Also published as: US12222340B2; US20220283132A1; JP2022133555A; CN114994191A

Description

本発明は、分取液体クロマトグラフに関する。

高速液体クロマトグラフを始めとするクロマトグラフを利用して、サンプルに含まれる複数の成分を分離して捕集する分取液体クロマトグラフが知られている（特許文献１参照）。分取液体クロマトグラフは、分離流路を流れる移動相中に注入されたサンプル中の成分を分離カラムによって分離し、分離された成分のピークを検出器の信号に基づいて検出し、検出したピークを検出器の後段に設けられたフラクションコレクタにより個別の捕集容器に分画して捕集するシステムである。

分取液体クロマトグラフによって分離及び分取されるサンプルは貴重であることが多い。そのため、分取条件の設定ミス等によって捕集対象成分が取りこぼされることは極力避けたい。捕集対象成分の取りこぼしを防止するために、フラクションコレクタのさらに下流に廃液ボトルを設けておき、分離カラムからの溶出液のうち捕集対象成分を含まない廃液部分を廃液ボトルに貯留しておくという方法も提案されている（特許文献２参照）。

国際公開第２０１８／１８５８７２号特開２０１０－０１４５５９号公報

上記のように、フラクションコレクタの下流に設けた廃液ボトルに廃液部分を貯留する方法では、大量の廃液が同じ容器内に貯留されることになるため、廃液側へ流れた捕集対象成分が大きく希釈されてしまい、廃液ボトルに貯留された廃液を再利用する際に捕集対象成分の濃縮に長時間を要することになる。

そこで、廃液部分を複数の廃液ボトルに分けて貯留することも考えられる。その場合、フラクションコレクタの下流にマルチポートバルブを設け、廃液部分を回収する廃液ボトルをマルチポートバルブによって選択するという構成が考えられる。しかし、その場合には、マルチポートバルブのポート数が廃液ボトルの設置数の上限となり、廃液を分ける数にも限界がある。

また、フラクションコレクタの下流にマルチポートバルブを設けると、装置の構成が複雑化して装置コストが増大するだけでなく、不具合の発生率の増加を招く。例えば、フラクションコレクタの下流のマルチポートバルブにおいて流路の閉鎖が発生すると、それよりも上流の流路内の圧力が上昇して他の要素（切替バルブ等）を破損させる虞がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、装置の構成を複雑化させることなく、廃液を高効率に再利用することができるようにする。

本発明に係る分取液体クロマトグラフは、サンプル中の成分の分離及び分取を行なう分取液体クロマトグラフであって、移動相が流れる分離流路と、前記移動相中に前記サンプルを注入するインジェクタと、前記分離流路上における前記インジェクタの下流に設けられ、前記移動相中に注入されたサンプル中の成分を分離させるための分離カラムと、前記分離カラムにより分離された成分のピークを検出するための検出器と、前記検出器の下流において前記分離カラムからの溶出液を複数の捕集容器に分画して捕集するためのフラクションコレクタと、前記フラクションコレクタの動作を制御するためのコントローラと、を備え、前記フラクションコレクタには、前記溶出液のうち前記検出器により検出された捕集対象ピークを含む前記ピーク部分を捕集するためのピーク用捕集容器、及び、前記溶出液のうち前記捕集対象ピークを含まない廃液部分を捕集するための廃液用捕集容器が設けられ、前記コントローラは、前記溶出液のうち前記検出器により検出された捕集対象ピークを含むピーク部分を前記ピーク用捕集容器に捕集し、前記廃液部分のうちの少なくとも一部を前記廃液用捕集容器に捕集するように構成されている。

本発明に係る分取液体クロマトグラフによれば、フラクションコレクタには、分離カラムからの溶出液のうち検出器により検出された捕集対象ピークを含むピーク部分を捕集するためのピーク用捕集容器、及び、前記溶出液のうち前記捕集対象ピークを含まない廃液部分を捕集するための廃液用捕集容器が設けられ、コントローラは、前記溶出液のうち前記検出器により検出された捕集対象ピークを含むピーク部分を前記ピーク用捕集容器に捕集し、前記廃液部分のうちの少なくとも一部を前記廃液用捕集容器に捕集するように構成されているので、装置の構成を複雑化させることなく、廃液を高効率に再利用することができる。

分取液体クロマトグラフの一実施例を示す概略構成図である。同実施例の動作の一例を示すフローチャートである。同実施例の動作の他の例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る分取液体クロマトグラフの一実施例について、図面を参照しながら説明する。

図１に示されているように、分取液体クロマトグラフは、分離流路２、送液ポンプ４（ＰＵＭ）、インジェクタ６（ＩＮＪ）、分離カラム８（ＣＯＬ）、検出器１０（ＤＥＴ）、フラクションコレクタ１２（ＦＲＡ）、及びコントローラ１４を備えている。

送液ポンプ４は分離流路２中で移動相を送液する。インジェクタ６は、分離流路２を流れる移動相中にサンプルを注入する装置である。分離カラム８は分離流路２上におけるインジェクタ６の下流に設けられており、インジェクタ６により移動相中に注入されたサンプルの各成分が分離カラム８において互いに分離される。検出器１０は分離流路２上における分離カラム８の下流に設けられており、検出器１０の検出信号に基づいて分離カラム８において分離された各成分のピークが検出される。

フラクションコレクタ１２は、検出器１０の下流において分離カラム８からの溶出液を複数の容器に分画して捕集するための装置である。フラクションコレクタ１２は、移動式のプローブ１６と、検出器１０の出口側の流路をプローブ１６側へ導くかドレイン側へ導くかを切り替えるための切替バルブ１８と、を備えている。また、フラクションコレクタ１２には、分離カラム８からの溶出液のうち捕集対象成分のピークを含む部分（ピーク部分）を捕集するための複数のピーク用捕集容器２０のほかに、捕集対象ピークを含まない廃液部分を捕集するための複数の廃液用捕集容器２２が設置されている。

フラクションコレクタ１２の動作はコントローラ１４によって制御される。コントローラ１４は、この分取液体クロマトグラフの動作管理を行なうためのコンピュータ装置によって実現することができる。コントローラ１４は、予めユーザにより設定された分取条件に従って、検出器１０の検出信号から得られるクロマトグラムから捕集対象ピークを検出し、その捕集対象ピークを含むピーク部分を個別のピーク用捕集容器２０に分画して捕集するように構成されている。さらに、コントローラ１４は、捕集対象成分の取りこぼしを防止するために、捕集対象ピークを含まない廃液部分の少なくとも一部を廃液用捕集容器２２に捕集するように構成されている。

ユーザは、例えばコントローラ１４と通信可能なディスプレイに表示された、サンプルについて予め取得されたクロマトグラムを参照しながら、ピーク用捕集容器２０に捕集すべき少なくとも１つの捕集対象ピークを指定することができる。コントローラ１４は、ユーザにより指定された捕集対象ピークを含むピーク部分を個別のピーク用捕集容器に捕集するように、検出器１０の検出信号に基づいてフラクションコレクタ１２を制御する。

ところで、ピーク用捕集容器２０に捕集しきれなかった捕集対象成分は、その前後の廃液部分に含まれている可能性が高い。そのため、コントローラ１４は、ユーザによって捕集対象ピークが指定されたときに、指定された捕集対象ピークの前後の廃液部分を廃液用捕集容器２２に捕集すべき廃液部分として設定するように構成されていてもよい。その場合、捕集対象ピークの前後の廃液部分をどれだけ廃液用捕集容器２２に捕集するかは、ユーザが任意に指定できるようになっていてもよい。

この実施例におけるサンプルの分離及び分取の動作の一例について、図１とともに図２のフローチャートを用いて説明する。

インジェクタ６によってサンプルが分離流路２を流れる移動相中に注入されると、サンプル中の成分が分離カラム８において時間的に分離され、分離された各成分が検出器１０に導入されることによって各成分の濃度に基づく検出信号が取得される。コントローラ１４は、検出器１０の検出信号に基づき、予めユーザによって指定された捕集対象ピークが分離カラム８から溶出したことを検知する（ステップ１０１）。なお、ピークの検出には、例えば、クロマトグラムにおける傾きを予め設定されたしきい値と比較してピークの開始点及び終了点を検出する方法を使用することができる。

サンプルの分離及び分取が開始された当初は、フラクションコレクタ１２の切替バルブ１８が、検出器１０の出口側の流路をドレイン側に接続する状態にされている。コントローラ１４は、分離カラム８からの捕集対象ピークの溶出を検知すると、その捕集対象ピークの前の所定量の廃液部分が切替バルブ１８に到達するタイミングで、検出器１０の出口側の流路がプローブ１６に接続する状態となるように切替バルブ１８を切り替える（ステップ１０２）。これにより、分離カラム８からの溶出液がプローブ１６の先端から滴下される状態となる。コントローラ１４は、フラクションコレクタ１２に、捕集対象ピークの前の所定量の廃液部分を廃液用捕集容器２２に捕集させ（ステップ１０３）、その後、捕集対象ピークを含むピーク部分をピーク用捕集容器２０に捕集させ（ステップ１０４）、さらに、捕集対象ピークの後の所定量の廃液部分を廃液用捕集容器２２に捕集させる（ステップ１０５）。捕集対象ピークの前の廃液部分と捕集対象ピークの後の廃液部分は、互いに異なる廃液用捕集容器２２に捕集する。

捕集対象ピークの後の廃液部分を廃液用捕集容器２２に捕集した後、コントローラ１４は、検出器１０の出口をドレイン側に接続するように切替バルブ１８を切り替える（ステップ１０６）。その後、次の捕集対象ピークが存在する場合には、ステップ１０１に戻って、次の捕集対象ピークが分離カラム８から溶出するまで待機し、ステップ１０２～１０６を繰り返す。

上記の動作では、分離カラム８からの溶出液のうち捕集対象ピークの前後の廃液部分のみを廃液用捕集容器２２に捕集しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、サンプルの分離及び分取が開始されてから終了するまでのすべての廃液部分を廃液用捕集容器２２に捕集してもよい。サンプルの分離及び分取が開始されてから終了するまでのすべての廃液部分を捕集用捕集容器２２に捕集する動作の一例について、図１とともに図３のフローチャートを用いて説明する。

インジェクタ６によってサンプルが分離流路２を流れる移動相中に注入されると、この時点で、コントローラ１４は、フラクションコレクタ１２の切替バルブ１８を、検出器１０の出口側の流路をプローブ１６側に接続する状態に切り替え（ステップ２０１）、フラクションコレクタ１２に、廃液用捕集容器２２への廃液部分の捕集を実行させる（ステップ２０２）。コントローラ１４は、捕集対象ピークが分離カラム８から溶出したことを検知すると（ステップ２０３）、そのピーク部分が切替バルブ１８に到達するタイミングで、プローブ１６を空のピーク用捕集容器２０上の位置へ移動させて当該ピーク用捕集容器２０にピーク部分を捕集する（ステップ２０４）。

ピーク用捕集容器２０へのピーク部分の捕集が終了すると、再びプローブ６を廃液用捕集容器２２上へ移動させて廃液部分を廃液用捕集容器２２に捕集する（ステップ２０５）。その後、コントローラ１４は、当該サンプルの分離及び分取が終了するまでステップ２０２～２０５を繰り返し実行し、サンプルの分離及び分取が終了すると、切替バルブ１８をドレイン側へ切り替える（ステップ２０７）。なお、廃液部分を捕集するために複数の廃液用捕集容器２２を使用することができる。

以上において説明した実施例は本発明に係る分取液体クロマトグラフの実施形態の一例に過ぎない。本発明に係る分取液体クロマトグラフの実施形態は以下のとおりである。

本発明に係る分取液体クロマトグラフの一実施形態では、サンプル中の成分の分離及び分取を行なう分取液体クロマトグラフであって、移動相が流れる分離流路と、前記移動相中に前記サンプルを注入するインジェクタと、前記分離流路上における前記インジェクタの下流に設けられ、前記移動相中に注入されたサンプル中の成分を分離させるための分離カラムと、前記分離カラムにより分離された成分のピークを検出するための検出器と、前記検出器の下流において前記分離カラムからの溶出液を複数の捕集容器に分画して捕集するためのフラクションコレクタと、前記フラクションコレクタの動作を制御するためのコントローラと、を備え、前記フラクションコレクタには、前記溶出液のうち前記検出器により検出された捕集対象ピークを含むピーク部分を捕集するためのピーク用捕集容器、及び、前記溶出液のうち前記捕集対象ピークを含まない廃液部分を捕集するための廃液用捕集容器が設けられ、前記コントローラは、前記溶出液のうち前記検出器により検出された捕集対象ピークを含む前記ピーク部分を前記ピーク用捕集容器に捕集し、前記廃液部分のうちの少なくとも一部を前記廃液用捕集容器に捕集するように構成されている。

上記一実施形態の第１態様では、前記コントローラは、前記ピーク用捕集容器に捕集すべき捕集対象ピークを、サンプルの予め取得されたクロマトグラム上でユーザに指定させ、ユーザにより指定された前記捕集対象ピークを含むピーク部分、及びそのピーク部分の前後の廃液部分を前記ピーク用捕集容器及び前記廃液用捕集容器にそれぞれ捕集するように構成されている。このような態様により、ピーク用捕集容器に捕集されたピーク部分の前後に流れた捕集対象成分を、大幅に希釈させることなく回収することができる。

上記第１態様において、前記コントローラは、前記廃液用捕集容器に捕集すべき前記前後の廃液部分の量をそれぞれユーザに指定させるように構成されていてもよい。これにより、ピーク部分の前後の廃液部分をどれだけ捕集しておくかを、予め取得されたクロマトグラム等に応じてユーザが任意に設定することが可能である。

上記一実施形態の第２態様では、前記コントローラは、サンプルが前記移動相中に注入されて当該サンプルの分離及び分取が開始されてから当該分離及び分取が終了するまでの間に、前記廃液部分のすべてを前記廃液用捕集容器に捕集するように構成されている。これにより、分取条件の設定にミスがあったとしても、廃液部分のすべてが廃液用捕集容器に回収されているため、貴重なサンプルの損失を防いで再利用することが可能である。

２分離流路
４送液ポンプ
６インジェクタ
８分離カラム
１０検出器
１２フラクションコレクタ
１４コントローラ
１６プローブ
１８切替バルブ
２０ピーク用捕集容器
２２廃液用捕集容器

Claims

サンプル中の成分の分離及び分取を行なう分取液体クロマトグラフであって、
移動相が流れる分離流路と、
前記移動相中に前記サンプルを注入するインジェクタと、
前記分離流路上における前記インジェクタの下流に設けられ、前記移動相中に注入されたサンプル中の成分を分離させるための分離カラムと、
前記分離カラムにより分離された成分のピークを検出するための検出器と、
前記検出器の下流において前記分離カラムからの溶出液を複数の捕集容器に分画して捕集するためのフラクションコレクタと、
前記フラクションコレクタの動作を制御するためのコントローラと、を備え、
前記フラクションコレクタには、前記溶出液のうち前記検出器により検出された捕集対象ピークを含むピーク部分を捕集するためのピーク用捕集容器、及び、前記溶出液のうち前記捕集対象ピークを含まない廃液部分を捕集するための廃液用捕集容器が設けられ、
前記コントローラは、前記溶出液のうち前記検出器により検出された捕集対象ピークを含む前記ピーク部分を前記ピーク用捕集容器に捕集し、前記廃液部分のうちの前記ピーク部分の前の所定量と前記ピーク部分の後の所定量を前記廃液用捕集容器に捕集するように構成され、前記ピーク部分の前の所定量と前記ピーク部分の後の所定量とは前記廃液部分の一部であり前記ピーク用捕集容器で捕集しきれなかった捕集対象成分を含む部分である、分取液体クロマトグラフ。
前記コントローラは、前記ピーク用捕集容器に捕集すべき捕集対象ピークを、サンプルの予め取得されたクロマトグラム上でユーザに指定させ、ユーザにより指定された前記捕集対象ピークを含むピーク部分、及びそのピーク部分の前後の廃液部分を前記ピーク用捕集容器及び前記廃液用捕集容器にそれぞれ捕集するように構成されている、請求項１に記載の分取液体クロマトグラフ。
前記コントローラは、前記廃液用捕集容器に捕集すべき前記前後の廃液部分の量をそれぞれユーザに指定させるように構成されている、請求項２に記載の分取液体クロマトグラフ。
前記コントローラは、サンプルが前記移動相中に注入されて当該サンプルの分離及び分取が開始されてから当該分離及び分取が終了するまでの間に、前記廃液部分のすべてを前記廃液用捕集容器に捕集するように構成されている、請求項１に記載の分取液体クロマトグラフ。