CN102753970A - 高速液体色谱分析装置以及高速液体色谱分析装置的液体输送方法 - Google Patents

Abstract

本发明的高速液体色谱分析装置可以获得与定速梯度洗脱法同样的分离效果，并且能够缩短测定时间。在通过数据处理装置（13）基于轨迹将过去的压力值变换为定压梯度程序的情况下，选择存储在压力轨迹存储部（13a）中的压力值轨迹文件并显示在显示器中，设定压力值。通过电压梯度程序变换部（13b）将存储在定速梯度程序存储部（13c）中的定速梯度程序变换为定压梯度程序，显示变换后的定压梯度程序的数值。按照被画面显示出的定压梯度程序，通过流速指示部（13d）、混合比例指示部（13c）来控制送液泵（4）的送液部（5、6）。

Description

高速液体色谱分析装置以及高速液体色谱分析装置的液体输送方法

技术领域

本发明涉及使用梯度洗脱法的高速液体色谱分析装置。

背景技术

在高速液体色谱分析中，出于缩短测定时间等目的，使用一边使两种以上的溶离液的混合比例变化一边输送液体的梯度洗脱法，但是，为使峰形状不变差，一般以恒定流速进行。

专利文献1中记载了使用梯度洗脱法的液体色谱分析装置的例子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2003/079000号公报

发明内容

发明要解决的课题

近年来，开发出了填充剂的粒子直径比现有产品小，平均粒子直径约为2.5微米以下的分离柱。填充剂的粒子直径大（5微米左右）的现有产品，当提高流速时峰形状变差，而填充剂的粒子直径小的分离柱具有峰形状几乎不变差的特征。

填充剂的粒子直径小的分离柱，只要在不超过分离柱的耐压的范围内，越提高流速越可以在维持峰形状的同时缩短测定时间。

但是，在现有技术的分离柱中，针对每个柱设定最佳的流速，几乎不在与其相差很大的流速下使用。

在此，将水溶液和有机溶剂等作为溶离液来进行梯度洗脱法时，由于各种液体的粘性不同，因此在测定过程中压力值根据混合比例而变化。

在现有技术中，在梯度洗脱法也使用了填充剂的粒子直径小的分离柱，但是以恒定的流速来进行。

此时的恒定流速，以测定中压力值达到最高的时刻为基准来调整，以便不超过分离柱的耐压。

即，在现有技术中未考虑将流速提高到调整后的流速以上来缩短测定时间。

本发明的目的在于，实现能够获得与定速梯度洗脱法相同的分离效果，并且能够缩短测定时间的高速液体色谱分析装置以及高速液体色谱分析装置的液体输送方法。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明如下这样构成。

本发明的高速液体色谱分析装置，具备：一边使2种以上的溶离液的混合比例变化一边输送溶离液的送液单元；在输送的溶离液中注入试样的试样注入单元；被供给注入了试样的溶离液，分离试样中的目标成分的分离柱；分析分离的目标成分的检测器；以及控制上述送液单元、上述试样注入单元、上述分离柱以及上述检测器的动作的控制单元。

上述控制单元具有：存储用于一边使2种以上的溶离液的混合比例变化一边以恒定速度输送溶离液的定速梯度程序的定速梯度程序存储部；将定速梯度程序变换成用于一边使2种以上的溶离液的混合比例变化一边以恒定压力输送溶离液的定压梯度程序的定压梯度程序变换部；以及按照变换后的定压梯度程序控制被输送的溶离液的流速的流速指示部。

发明的效果

根据本发明，可以实现能够获得与定速梯度洗脱法相同的分离效果，并且能够缩短测定时间的高速液体色谱分析装置以及高速液体色谱分析装置的液体输送方法。

附图说明

图1是应用本发明的高速液体色谱分析装置的概要结构图。

图2是表示进行本发明的定压梯度程序的设定的数据处理装置的显示画面例的图。

图3是执行本发明的定压梯度程序的数据处理装置的内部概要功能结构图。

图4是表示在本发明中应用的定速梯度程序的模型的图。

图5是表示本发明中的定压梯度程序的模型的图。

图6是表示在本发明中使用的定速梯度程序的例子的图。

图7是表示通过图6的定速梯度程序测定时的色谱的图。

图8是通过图6的定速梯度程序测定时的压力值轨迹。

图9是对图6的定速梯度程序进行细分，从图8提取并记载了每个时间的压力值的图。

图10是表示将图9的定速梯度程序变换为定压梯度程序后的数据。

图11是表示通过图10的定压梯度程序测定时的色谱的图。

图12是表示通过图10的定压梯度程序测定时的压力值轨迹的图。

图13是本申请的发明的实施例1的全体动作流程图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。

实施例

图1是应用本发明的高速液体色谱分析装置的概要图。在图1中，在试剂盒1中放置的溶离液A2和溶离液B3分别通过在送液泵4中安装的送液部A5和送液部B6被输送到试样注入装置8。送液部5、6例如使用注射器。

在进行梯度洗脱法的情况下，通过变更送液部5、6的动作速度等来调整混合比例。通常，在送液泵4的排出侧，为了判断送液不良或流路内的堵塞而内置了压力传感器7。注入到试样注入装置8的试样，通过在用于保持恒定温度的柱温箱9内设置的分离柱10来分离目标成分，通过检测器11检测该目标成分。

数据处理装置13通过信号电缆12与各个单元（送液泵4、试样注入装置8、柱温箱9、检测器11）连接，不仅进行各单元的动作控制，还记录保存检测器11的信号强度和压力传感器7的压力值。另外，数据处理装置13具备显示器（显示装置），在该显示器中显示必要的事项。

在分离柱10中使用由平均粒子直径约为2.5微米以下的多个粒子构成的填充材料。

图2是表示使用定压梯度程序时的数据处理装置13的设定画面例的图。

在图2中，在项目1和项目2中输入了使用者任意输入的定速梯度程序。在图2所示的例子中能够设定溶离液A和B的比例与时间经过的关系以及流速。

通过使用者在项目3中添加选中记号，可以选择定压梯度程序的利用。同样地，可以在项目4中输入任意的数值，决定从定速梯度程序的哪个阶段（时刻）开始应用定压梯度程序。

在基于通过定压梯度程序在过去测定时的压力值轨迹变换为定压梯度程序的情况下，在项目5中添加选中记号，在项目6中选择作为基础的压力轨迹的文件。接着，输入项目7或项目8，可以决定成为基准的压力值、过去的压力轨迹中最高的压力值。

图3在数据处理装置13的内部将本发明中的实施例的动作功能进行了模块化。

在图3中，在基于通过定速梯度程序在过去测定时的压力值轨迹来变换为定压梯度程序的情况下，把在压力值轨迹存储部13a中保存的压力值轨迹和在定速梯度程序存储部13c中保存的定速梯度程序的信息传递到定压梯度程序变换部13b。

经由流速指示部13d和混合比例指示部13e，由送液部5、6执行变换后的定压梯度程序的动作。

图4是表示将定速梯度程序细分，记载了其针对每个时间实际测定的压力值的模型的表，图5是表示变换为定压梯度程序后的模型的表。

在图4、图5中，首先使用以下式（1）计算定压梯度程序的流速f_m。

f_m=F·{(P_sor P_max)/P_m}    (1)

其中，在上述式（1）中，m是0以上的数，F表示恒定流速，P_s表示基于柱耐压保证值等由使用者决定的任意的压力值，P_max表示定速梯度程序中的最大压力值，P_m表示实测的压力值。

接着，使用以下式（2）计算定压梯度程序的时间t_n。

t_n=t_n-1+F·(T_n-T_n-1)/{(f_n-1+f_n)/2}    (2)

其中，在上述式（1）中，n是1以上的数，T_n、T_n-1是定速梯度程序中的时间，f_n-1，f_n是变换为定压梯度程序后的流速。

最好以尽可能短的时间间隔来进行定速梯度程序的细分。另外，不仅以每个时间，也可以以每个压力变化量来进行细分。

图6是表示通过定速梯度程序测定的具体例的表，图7是通过图6的定速梯度程序测定的色谱。并且，图8表示此时的压力值轨迹。

另外，图9是以0.5分间隔细分图6的定速梯度程序，从图8中提取其各个时刻的压力值并记载的表。

图10表示以0.5分以后压力值轨迹中最高的压力值作为基准，使用上述式（1）、（2）将定速梯度程序变换为定压梯度程序。如图9所示，在定速梯度程序中花费10分钟的测定，如图10所示在定压梯度程序中缩短到8.15分钟。

此外，定速梯度程序以及定压梯度程序中的测定结束的判断，是预定流液量全部流过的时刻。即，预定流液量全部流过的时刻，在定速梯度程序中为10分，在定压梯度程序中为8.15分。

图9、图10所示的表可以显示在数据处理装置13的显示器中，以便能够判断在将定速梯度程序变换为定压梯度程序的情况下的测定经过时间预定。

图11是表示从定速梯度程序变换而得的定压梯度程序中测定时的色谱的图，图12是表示此时的、即通过变换后的定压梯度程序测定时的压力值轨迹的图表。如图12所示，虽然存在少量的脉动，但是压力值始终大体恒定，获得了与定速梯度程序同样的分离效果（图11）。

在此，在等加速送液中，送液量以二次函数方式变化。若能够通过高速液体色谱分析装置进行控制，则为了更严格地将定速梯度程序变换为定压梯度程序，优选例如通过以下式（3）使定压梯度程序的t_p和t_p+1间（预定时间间隔）的溶液混合比例B_x以二次函数方式变化。

B_x=B_p+[f_p·(t_x-t_p)+(t_x-t_p)·{(f_p+1-f_p)/(t_p+1-t₁)}·(t_x-t_p)/2]/

{F·(T_p+1-T_p)}·(B_p+1-B_p)    (3)

其中，在式（3）中，B_p、B_p+1是定速梯度程序中的溶液混合比例，f_p、f_p+1是变换后的流速，t_x是此时的时间，T_p、T_p+1是定速梯度程序中的时间，t₁是从测定开始起经过一定时间后的时间（例如0.5分）。

接着，说明不基于过去的压力值轨迹数据来变换为定压梯度程序，而基于实时测定的压力值进行调整（进行程序变换）的情况。

在实时调整的情况下，在图2的项目9中添加选中记号，输入项目10（指定压力值）或项目11（测定开始时的压力值）来决定作为基准的压力值。

说明这种情况下的动作。

通过图3所示的压力传感器7测量的当前时刻的压力值和在定速梯度程序存储部13c中保存的定速梯度程序的信息被传递到定压梯度程序变换部13b。

定压梯度程序变换部13b经由流速指示部13d调整送液部5、6的流速，以便达到在图2的项目10或项目11中设定的作为基准的压力值。

定压梯度程序变换部13b并行地根据送液泵4的电动机转速等计算开始测定后的总送液量。例如在总送液量为10mL的情况下，在流速1mL/min的定速梯度程序中，经由混合比例指示部13e调整送液部5、6以便达到10分时的混合比例。

图13表示以上的动作的全体动作流程图。通过数据处理装置13向各部指示控制，并执行该动作。

在图13的步骤S1中，在图2的项目1、2中输入数据。然后，在步骤S2中判断是否利用定压梯度程序，在不利用定压梯度程序的情况下，前进到步骤S12，执行定速梯度程序。

在步骤S2中利用定压梯度程序的情况下，前进到步骤S3，输入图2所示的项目4的数据，在步骤S4中选择是基于轨迹将过去的压力值变换为定压梯度程序（项目5），还是基于实时测定的压力值变换为定压梯度程序（项目9）。

在步骤S4中选择了基于轨迹将过去的压力值变换为定压梯度程序（项目5）的情况下，在步骤S5中选择过去的压力值轨迹文件，在显示器中显示所选择的轨迹文件（步骤S6），设定压力值（步骤S7）。

然后，将定速梯度程序变换为定压梯度程序（步骤S8），对变换后的定压梯度程序的数值（图10）进行画面显示。

通过画面显示的定压梯度程序的数值判断是否执行（步骤S10），若可执行则前进到步骤S11并执行。

在步骤S10中，在不希望通过所显示的数值来执行时，返回步骤S5，从压力值轨迹文件的选择起重新开始。

在步骤S4中选择了项目9的情况下前进到步骤S13，输入基准压力值、测定开始压力值。然后进行实测（步骤S14），基于实测的结果将定速梯度程序变换为定压梯度程序（步骤S15）。

然后，在步骤S16中对实测值进行画面显示，通过画面显示的数值判断是否执行（步骤S17），若可执行则前进到步骤S18并执行。

在步骤S17中，在不希望以所显示的数值来执行时，返回步骤S13，从基准压力值等的输入起重新开始。

如上所述，根据本发明的实施例，为了获得最佳的最大压力而控制溶液的流速，因此在使用了粒子直径（平均粒子直径约为2.5微米）小的填充剂的分离柱的情况下，可以在最大压力内使溶液的流速上升，能够缩短分析时间。在填充剂的粒子直径小的分离柱的情况下，若是不超过分离柱的耐压的范围，则即使提高流速也能够维持一定以上的峰形状。

因此，根据本发明的实施例1可以实现能够获得与定速梯度洗脱法同样的分离效果，并且能够缩短测定时间的高速液体色谱分析装置以及高速液体色谱分析装置的液体输送方法。

此外，当分离柱持续使用时，试样和溶离液中的垃圾慢慢堵塞，即使以相同流速输送相同组成的溶离液，压力值也会上升。

因此，当实时地变换为定压梯度程序来进行测定时，峰的洗脱时间延长。为了获得洗脱时间的再现性，第一次时实时地进行变换，记录下此时的流速和混合比例的变化的情况，从第二次以后可以不反馈当前时刻的压力值，使以前所记录的流速和混合率比例的变化再现来进行测定。

另外，本发明最优选应用于使用填充剂的粒子直径小（平均粒子直径约为2.5微米）的分离柱的高速液体色谱分析装置，但是，也能够应用于使用填充剂的粒子直径为通常大小（平均粒子直径约为5.0微米）的分离柱的液体色谱分析装置。

在填充剂的粒子直径为通常大小的分离柱的情况下，当提高溶液的流速时，虽然有峰形状恶化的可能性，但是能够缩短测定时间。

因此，即使测定精度变差，但在希望能够以短时间进行测定的情况下，对于使用填充剂的粒子直径为通常大小的分离柱的情况是适合的。

此外，峰形状的恶化也能够通过软件处理来改善。

符号说明

1：试剂盒；2：溶离液A；3：溶离液B；4：送液泵；5：送液部A；6：送液部B；7：压力传感器；8：试样注入装置；9：柱温箱；10：分离柱；11：检测器；12：信号电缆；13：数据处理装置；13a：压力值轨迹存储部；13b：定压梯度程序变换部；13c：定速梯度程序存储部；13d：流速指示部；13e：混合比例指示部。

Claims (16)

1.一种高速液体色谱分析装置，其特征在于，包括：

送液单元（4），一边使2种以上的溶离液的混合比例变化一边输送溶离液；

试样注入单元（8），向从上述送液单元（4）输送的溶离液中注入试样；

分离柱（10），被供给通过上述试样注入单元（8）注入了试样的溶离液，分离试样中的目标成分；

检测器（11），分析通过上述分离柱（10）分离的目标成分；

控制单元（13），控制上述送液单元（4）、上述试样注入单元（8）、上述分离柱（10）以及上述检测器（11）的动作，其中

上述控制单元（13）具有：定速梯度程序存储部（13c），存储用于一边使2种以上的溶离液的混合比例变化一边以恒定速度输送溶离液的定速梯度程序；定压梯度程序变换部（13b），将上述定速梯度程序变换成用于一边使2种以上的溶离液的混合比例变化一边以恒定压力输送溶离液的定压梯度程序；流速指示部（13d），按照通过上述变换部（13b）变换后的定压梯度程序控制通过上述送液单元（4）输送的溶离液的流速。

2.根据权利要求1所述的高速液体色谱分析装置，其特征在于，

具备：测定从上述送液单元（4）输送的溶离液的压力的压力传感器（7），

上述控制单元（13）具有存储通过上述压力传感器（7）测定的压力值的压力值轨迹存储部（13a），上述控制单元（13）的上述变换部（13b）基于存储在上述压力值轨迹存储部（13a）中的压力值，将上述定速梯度程序变换为定压梯度程序。

3.根据权利要求1所述的高速液体色谱分析装置，其特征在于，

具备：测定从上述送液单元输送的溶离液的压力的压力传感器（7），

上述控制单元（13）基于通过上述压力传感器（7）测定的当前的压力值和上述送液单元（4）的送液量，将上述定速梯度程序变换为定压梯度程序。

4.根据权利要求2所述的高速液体色谱分析装置，其特征在于，

上述定速梯度程序存储部（13c）存储多个定速梯度程序，上述控制单元（13）具有指定多个定速梯度程序中的一个定速梯度程序和流速的指定部（13d），上述变换部（13b）基于通过指定部（13d）指定的定速梯度程序和流速，将定速梯度程序变换为定压梯度程序。

5.根据权利要求4所述的高速液体色谱分析装置，其特征在于，

在上述指定部（13d）中指定应用定压梯度程序的时间，上述控制单元（13）在所指定的时间以后按照上述变换后的定压梯度程序控制通过上述送液单元（4）输送的溶离液的流速。

6.根据权利要求2所述的高速液体色谱分析装置，其特征在于，

上述控制单元（13）具有显示部，在上述显示部中显示数据，该数据表示按照变换后的定压梯度程序的经过时间与溶离液混合比例以及流速的关系。

7.根据权利要求3所述的高速液体色谱分析装置，其特征在于，

上述控制单元（13）具有显示部，在上述显示部中显示通过上述压力传感器（7）测定的当前的压力值。

8.根据权利要求1所述的高速液体色谱分析装置，其特征在于，

上述分离柱（10）的填充剂是平均粒子直径约为2.5微米以下的多个粒子。

9.一种高速液体色谱分析装置的液体输送方法，一边使2种以上的溶离液的混合比例变化一边输送溶离液，向上述输送的溶离液中注入试样，向分离柱（10）供给注入了上述试样的溶离液，分离试样中的目标成分，通过检测器（11）分析分离出的目标成分，其特征在于，

存储用于一边使2种以上的溶离液的混合比例变化一边以恒定速度输送溶离液的定速梯度程序，将上述定速梯度程序变换成用于一边使2种以上的溶离液的混合比例变化一边以恒定压力输送溶离液的定压梯度程序，按照变换后的定压梯度程序控制所输送的溶离液的流速。

10.根据权利要求9所述的高速液体色谱分析装置的液体输送方法，其特征在于，

测定所输送的溶离液的压力，存储测定的压力值，基于存储的压力值，将上述定速梯度程序变换为定压梯度程序。

11.根据权利要求9所述的高速液体色谱分析装置的液体输送方法，其特征在于，

测定上述所输送的溶离液的压力，基于测定的当前的压力值和送液量，将上述定速梯度程序变换为定压梯度程序。

12.根据权利要求10所述的高速液体色谱分析装置的液体输送方法，其特征在于，

存储多个定速梯度程序，指定多个定速梯度程序中的一个定速梯度程序和流速，基于指定的定速梯度程序和流速，将定速梯度程序变换为定压梯度程序。

13.根据权利要求12所述的高速液体色谱分析装置的液体输送方法，其特征在于，

指定应用定压梯度程序的时间，在所指定的时间以后按照上述变换后的定压梯度程序控制通过送液单元（4）输送的溶离液的流速。

14.根据权利要求10所述的高速液体色谱分析装置的液体输送方法，其特征在于，

在显示部中显示数据，该数据表示按照变换后的定压梯度程序的经过时间与溶离液混合比例以及流速的关系。

15.根据权利要求11所述的高速液体色谱分析装置的液体输送方法，其特征在于，

在显示部中显示测定的当前的压力值。

16.根据权利要求9所述的高速液体色谱分析装置的液体输送方法，其特征在于，

上述分离柱（10）的填充剂是平均粒子直径约为2.5微米以下的多个粒子。

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