CN104111300B - 液相色谱装置和液相色谱分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液相色谱装置以及液相色谱分析方法。实现了自动取样器的试样注入、流路切换的动作的压力变动不会对送液泵的控制造成影响的分析方法。该液相色谱分析在改变2种以上洗提液的混合比例的同时将洗提液送液，基于该被送液的洗提液的流路中在预定时间内取得的压力来调整送液量，将试样注入到所述流路中，将该注入的洗提液供给至分离柱，分离试样中的目标成分，并检测该分离出的目标成分，所述液相色谱分析进行如下控制：使对所述洗提液进行送液的周期与所述试样注入动作同步，同时以与该压力的取得时间不同的定时执行所述试样注入动作。

Description

液相色谱装置和液相色谱分析方法

技术领域

本发明涉及液相色谱装置和液相色谱分析方法。

背景技术

在使用液相色谱装置的分析中，存在将多种洗提液混合，并通过使其浓度在分析中变化的梯度方式来检测试样中的多种成分的方法。根据本方式，能够使用送液速度不同的多台送液装置，利用各自的速度差异制造出目标混合浓度。

专利文献1中公开了一种技术，其中为了提高分析再现性，具备将多个泵到达了送液周期的一定的定时的情况传达给自动取样器、控制装置的单元，通过传达送液周期最迟的泵的信息，实现了与分析周期的同步。

专利文献2中记载了如下技术：为了缩短泵启动时的启动时间，在启动运转模式下仅使两个泵中的一方工作，以及在流体的吐出压力达到预定值之后，使此前工作的泵停止，并切换为使另一方工作的固定运转模式。

专利文献3中公开了通过监视流体的压缩工序，并对得到了准确的系统压力的情况进行检测，由此判定开始向系统内供给流体的定时。

专利文献4中记载了在高压梯度送液方式中，基于使电动机动作的凸轮的位置以及多个泵内的压力的差分值，来控制电动机的旋转速度的方法。

专利文献5中记载了为了抑制试样注入引起的流体压力的下降，在注入动作之前或注入动作中控制泵的动作而使压力变化的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本特开2012-58264号公报

专利文献2日本特开2006-17590号公报

专利文献3日本特开平7-72130号公报

专利文献4WO2003/079000号公报

专利文献5日本特表2008-511002号公报

发明内容

发明要解决的课题

在进行长时间送液的送液装置中，需要吸引洗提液的工序和将其吐出的工序。理想的是包括各工序的连接区间，根据预先设定的条件保持恒定压力地控制送液，但是由于实际的各种要因，被送液的液体的压力可能会改变。

在该要因中存在伴随向流路内的试样注入、流路的切换等、分析周期中的预定动作而招致送液压力中的暂时性变化的要因。

在专利文献1至5记载的方法中，如上述，有时在由于向流路内的试样注入、流路切换动作等导致送液流体的压力暂时性变化的情况下，通过基于发生变化后的压力来控制送液装置，反倒不能得到准确的分析结果。

本发明的目的在于，提供一种能够抑制由于向送液流体的试样注入或流路的变更而产生的压力变化的影响，并能够进行高精度且高再现性的分析的液相色谱装置以及液相色谱分析方法。

用于解决课题的手段

作为用于实现上述目的一种实施方式，本发明中提供了一种装置，其具备：用于对液体进行送液的送液泵；向该被送液的液体的流路中注入试样，并切换流路的自动取样器；用于取得该流路中的压力的压力取得部；基于该取得的压力来控制该液体的送液量的控制部，其中，所述控制部控制所述自动取样器，以使所述送液部的送液周期与试样注入动作同步，同时在与所述压力取得部的压力取得区间不同的定时进行所述试样注入动作，本发明还提供了一种使用该装置的方法。

发明效果

根据上述实施方式，能够抑制由于试样注入、流路切换的动作引起的送液压力的变动对分析结果的影响，进行高精度且高再现性的分析。

附图说明

图1是表示使用本发明实施方式的多个送液泵来混合洗提液的液相色谱装置的结构的图。

图2是表示以往的动作流程图的图。

图3是表示在本发明实施方式的送液泵中调整试样注入动作开始的定时的动作流程图的图。

图4是表示在本发明实施方式的送液泵中调整流路切换动作开始的定时的动作流程图的图。

图5是表示在本发明实施方式的自动取样器中对试样注入或流路切换动作开始的定时进行判定的动作流程图的图。

图6是表示在本发明实施方式的数据处理装置中对试样注入或流路切换动作开始的定时进行判定的动作流程图的图。

图7是表示本发明实施方式的自动取样器的全体结构的图。

图8是表示本发明实施方式的各工序中流路切换阀的结构的图。

图9是表示本发明实施方式的送液泵、自动取样器的信号电缆连接例的图。

图10是表示本发明实施方式的送液泵、自动取样器、与数据处理装置的信号电缆连接例的图。

图11是表示本发明实施例3的执行控制的数据处理装置的内部概要结构的图。

图12是表示本发明实施方式的送液泵的结构的图。

符号说明

101送液泵

101A送液泵A

101B送液泵B

102自动取样器

103柱式加热炉

104检测器

105数据处理装置

106输出装置

107输入装置

108、707废液容器

701探针

702注射器

703注入口

704流路切换阀

705柱

706送液泵

708缓冲管

801分析流路

802试样导入流路

1101存储部

1102运算部

1103指示部

1104压力取得部

1201柱塞

1202a单向阀（吸引侧）

1202b单向阀（吐出侧）

1203压力传感器

1204柱塞密封垫

1205柱塞导向装置

1206促动器

1207电动机

1208电动机控制部

具体实施方式

以下，使用附图来说明本发明的实施方式。

此外，作为能够最佳地说明本发明实施方式的结构，通过具备图1的送液泵A、送液泵B、自动取样器、柱式加热炉、包括检测器的色谱单元、以及用于控制色谱单元的数据处理装置的液相色谱装置进行了例示。

图1说明本实施方式的液相色谱装置的结构。洗提液A、洗提液B分别通过送液泵101A、送液泵101B被吸引，并在混合后，经由自动取样器102而送液至柱式加热炉103。

这里，进一步说明送液泵。图12是表示本发明实施方式的送液泵的结构的图。

本实施方式的送液泵由2个泵单元组成，各个泵单元由1个汽缸、与其关联地设置的柱塞1201、单向阀（止回阀）1202、压力传感器1203、柱塞密封垫1204、柱塞导向装置1205、柱塞的促动器（滚珠丝杠）1206以及电动机1207构成。这里，汽缸指的是具备关联的柱塞和柱塞密封垫的单一汽缸。

用于驱动柱塞1201的驱动力由电动机1207导出。电动机1207的旋转运动通过促动器1206而转换为直线运动，并传递至柱塞1201。

通过设置在柱塞1201的流体吐出侧的压力传感器1203检测被送液的洗提液的压力，检测结果经由送液控制部12081被发送到图1所示的数据处理装置105。

送液泵控制部1208单独地、或者通过与图1所示的数据控制部105的信号交换来控制送液泵101A、101B的动作。

具体地，通过送液泵控制部1208，使用送液压力，来驱动控制送液泵101A、送液泵101B。这时，关于送液流量等的送液条件，通过接收来自数据处理装置105的指示信号来设定。

自动取样器102注入的试样，通过送液泵101A、送液泵101B送液后的洗提液的混合液而与洗提液一起被送至柱式加热炉103。利用具有由加热炉103维持恒温的分离柱的柱式加热炉103，按照各成分分离试样。

分离后的各成分通过检测器104进行检测，并通过废液容器108被废弃。通过数据处理装置105取入由检测器104检测出的各成分的测定值，求出色谱峰的高度、面积，其结果被显示在显示器等输出装置106中。

将键盘、鼠标等输入装置107与数据处理装置105连接，用于装置结构信息的设定输入、分析条件的设定输入。此外，数据处理装置105控制自动取样器102，控制试样的输入量或者控制柱式加热炉103的温度。

此外，如图9所示，送液泵101和自动取样器102通过信号电缆等单元可通信地连接。作为该单元，能够适用硬的电气信号或软的通信单元。即，能够从送液泵101、自动取样器102的任意一个输出同步信号，并能够通过与一方的周期一致地将输出信号供给至他方来使动作同步。

此外，如通过实施例3的后述说明，为了使在数据处理装置105中也能够检测送液泵101A、送液装置101B以及自动取样器102输出的信号，而将信号电缆等与数据处理装置105连接，并能够接收信号。

接着，使用图7来说明自动取样器102。经由探针（needle）701通过注射器702计量试样。探针701连接至注入口703，试样被注入到流路切换阀704侧。

注入后的试样被导入至流路切换阀704内的试样导入流路。通过切换流路切换阀704，从试样导入流路切换至分析流路（从柱705尾流），试样被导入至柱侧。

图8分别表示了试样导入流路连接时、流路切换时、分析流路连接时的流路切换阀801的位置结构。如该图所示，从设置于阀体的沟连接至试样导入流路的状态经过通过旋转的切换动作而连接至分析流路。这里，由于流路切换阀801，在切换动作期间（约100～300ms）沟被暂时性堵塞，因此液体无法从送液泵101侧流至分析流路。然后，在刚与分析流路的连接之后，在液体的压力上升后的状态下流入。

这里，图2是表示与来自送液泵101的输出信号同步的自动取样器102的试样注入动作的以往的流程图。

首先，设定为通过从送液泵101A、送液泵101B输出同步信号来控制自动取样器102的试样注入动作的定时（S201）。

送液泵101A、送液泵101B开始送液动作（S202），并根据各个送液周期向自动取样器102输出同步信号（S203）。所谓同步信号，即表示成为允许自动取样器102的试样注入或流路切换动作的指示的信号。

这里，如果自动取样器102是同步信号等待状态（S204），则如上述那样根据由泵输出的信号来进行试样注入动作（S205）。这里，同步信号等待状态是指例如自动取样器的探针701、流路切换阀704等位于预定位置，接收到来自泵的信号就能够开始动作的状态。另一方面，如果自动取样器102不是同步信号等待状态，则在该定时不开始动作而接收下次以后的同步信号。

根据上述流程，在泵的送液压力取得区间和进行上述试样导入动作、流路切换动作的定时重复的情况下，泵根据由于这些动作导致的暂时性变化的压力改变送液速度，因此无法得到准确的分析结果。

因此，在本发明的实施方式中，说明了进行控制以便在使利用送液压力进行驱动的送液泵的送液周期与自动取样器的试样注入动作同步的同时，在与取得送液泵的送液压力的区间不同的定时进行试样注入动作。

在上述实施方式中，存在（1）以送液泵的动作为基准来控制各动作定时的情况，（2）以自动取样器的动作为基准来控制各动作定时的情况，以及（3）根据数据处理装置存储的信息来控制各功能的动作定时的情况。以下，分别进行说明。

[实施例1]

在本实施方式中，使用图3、图4来说明以送液泵的动作为基准来控制各动作定时的情况。

图3是表示在本发明实施方式的送液泵中调整试样动作开始的定时的动作流程图的图。

首先，送液泵101A、101B需要从传感器取得用于驱动控制的送液压力，但是进行设定以便设置不读入预定时间、压力数据的区间（S301）。

将该区间的长度设定为大于基于自动取样器102的试样注入动作或流路切换动作而从送液泵101A、送液泵101B产生的压力的变动时间宽度。

接着，设定成通过从送液泵101A、送液泵101B输出同步信号，来进行包括自动取样器102的注射动作和流路切换动作的功能的控制（S302）。这样，通过使送液泵101的送夜周期与包含自动取样器102的分析单元的分析周期同步，能够使在一次分析中以相同次数、在相同定时发生送液泵101的噪音，并使分析间的送液泵101的噪音影响恒定从而提高分析再现性。

在设定上述事项之后，开始送液泵101A、送液泵101B的送液动作（S303）。

送液泵101A、送液泵101B基于送液压力的取得区间的信息，来调整向自动取样器102输出的同步信号的定时（S304）。即，在与送液周期一致地输出了同步信号时，为了不使自动取样器102的试样注入动作与送液压力的取得区间重复，而从信号输出的定时中除去该情况。

在进行了上述调整之后，基于送液泵101A、送液泵101B中与分析周期同步的一方的泵（例如，流量大的泵）的送液周期，向自动取样器102输出同步信号（S305）。

这里，如果自动取样器102是同步信号等待状态（S306），则如上述那样基于由泵输出的信号来进行试样注入动作（S307）。另一方面，如果自动取样器102不是同步信号等待状态，则在该定时不开始动作而接收下次以后的同步信号。

这样，通过使自动取样器102的试样注入动作与送液泵101的动作同步，能够如上述那样提高分析再现性，并通过使进行自动取样器102的试样注入动作的定时不与送液压力数据的取得区间重复地输出送液泵101的同步信息，能够降低对送液泵101的驱动控制造成的压力变动的影响。即，能够同时实现高分析精度的再现性和送液控制的准确性。

图4是表示在本发明实施方式的送液泵中对流路切换定时进行调整的动作流程图的图。与图3的流程图不同的是，在步骤406中，自动取样器102根据自动取样器的状态是否是流路切换等待状态来进行动作（S406、S407）。

根据本实施方式，能够进行使送液泵101中泵本身的驱动控制用的送液压力数据的取得、自动取样器102的试样注入动作、以及包括流路切换的功能动作开始的定时管理，因此无需在其他模件（module）中具有除了同步信号以外的关于送液装置的控制的信息。因此，相对于其他模件，适用范围变宽。

[实施例2]

在本实施方式中，使用图5来说明以自动取样器的动作为基准来控制各动作定时的情况。

图5是表示本发明实施方式的对自动取样器中的试样注入动作、以及流路切换动作的开始定时进行调整的动作流程图的图。

首先，自动取样器102接收与从送液泵101取得送液压力的区间相关的信息（S501）。

接着，进行设定，以便通过从送液泵101A、送液泵101B输出同步信号，来进行包括自动取样器102的注射动作和流路切换动作的功能的控制（S502）。

在设定上述事项之后，开始送液泵101A、送液泵101B的送液动作（S503）。

这里，与实施例1不同，送液泵101A、送液泵101B以固定的周期被驱动，不管送液压力的取得区间如何，在与分析周期同步的一方的泵（例如，流量大的泵）的送液周期中，在所决定的控制相位的位置向自动取样器102输出同步信号（S504）。

自动取样器102在发出了同步信号时的自身状态为同步信号等待状态的情况下，取得同步信号（S505）。另一方面，如果不是同步信号等待状态，则在该定时不取得同步信号，而防备下次的输出定时。

自动取样器102基于取得的同步信号、以及压力取得区间信息，使试样注入动作或流路切换动作成为送液泵101的控制相位的相同位置，并求出不与压力取得区间重复的定时（S506）。然后，在求出的定时进行上述动作（S507）。

根据上述流程，能够一边维持分析再现性一边进行分析，而不会使自动取样器102的动作对送液的影响反映在送液泵101的控制中。

根据本实施方式，一旦从送液泵101接收了送液压力取得区间的信息、以及同步信号之后，能够对自动取样器102中试样注入动作或流路切换的定时进行调整，而不会受到其他单元的制约。

[实施例3]

在本实施方式中，使用图6来说明数据处理装置对送液泵、自动取样器的各动作定时进行控制的情况。

首先，数据处理装置105接收关于从送液泵101取得送液压力的区间的信息（S601）。

接着，设定成数据处理装置105通过从送液泵101A、送液泵101B输出同步信号，由此进行包括自动取样器102的试样注入动作以及流路切换动作的功能的控制（S602）。

在上述设定之后，开始送液泵101A、送液泵101B的送液动作（S603）。

这里，与实施例1不同地，送液泵101A、送液泵101B以固定的周期被驱动，不管送液压力的取得区间如何，在与分析周期同步的一方的泵的送液周期中，在所决定的控制相位的位置输出同步信号至数据处理装置105（S604）。

数据处理装置105基于取得的同步信号（S605）、以及压力取得区间的信息，来求出自动取样器102的试样注入动作或者流路切换动为送液泵101的控制相位的相同位置，且不与压力取得区间重叠，自动取样器102为指示信号等待状态的定时（S606）。然后，向自动取样器102发出指示，以便在求出的定时进行上述动作（S607）。

自动取样器102基于数据输出装置105输出的信号来进行试样注入动作或流路切换（S608）。

根据上述流程，能够一边维持分析再现性一边进行分析，而不使自动取样器102的动作对送液的影响反映在送液泵101的控制中。

图11是表示在数据处理装置105的内部，对本实施方式的动作功能进行示意化的图。

在图11中，数据处理装置105分别从送液泵101取得关于送液周期的信息，并存储于存储部1101。此外，关于压力取得部1104的压力取得区间信息，该存储部能够如图4所示进行预先存储，或者通过由压力取得部1104输入而进行存储。

运算部1102基于存储部1101中存储的这些信息，求出使自动取样器102与送液泵101的送液周期同步，并在不会与压力取得区间重复的定时开始动作的定时。

指示部1103生成对于自动取样器102的指示信号，并进行供给，以使自动取样器102在通过运算部1102求出的定时开始动作。

根据本实施方式，由于数据处理装置105对系统全体的状态进行管理，因此即使在多个送液泵101A、送液泵101B以不同的控制相位进行驱动的情况下，也能够一边除去用于进行各送液泵101的压力控制的区间，一边向自动取样器102给出指示来执行试样注入动作、流路切换等。此外，在由于多个送液泵101A、101B间的控制相位的差而各送液泵101中压力最稳定的区间在送液泵间不重复的情况下，通过与流量最多的泵一致地进行控制，来降低对送液控制的影响并保持分析的再现性。

此外，在上述的实施例1至3中，通过将分析数据收集的开始时间点，而不是在自动取样器102的试样注入动作之后，作为由送液泵101输出的同步信号，能够防止随着送液速度的升高而分析对象试样在数据收集时已经到达检测部的事态。

这种情况下，数据处理装置105取得送液泵101的输出信号，并进行控制以便开始分析数据的收集。

Claims (9)

1.一种液相色谱装置，其具备：

送液部，其由用于对液体进行送液的送液泵和用于取得被送液的液体的压力的压力取得部构成；

自动取样器，其向该被送液的液体的流路中注入试样，并切换流路；以及

控制部，其基于该取得的压力来控制该液体的送液量，

所述液相色谱装置的特征在于，

所述控制部控制所述自动取样器，使所述送液泵的送液周期与该自动取样器的动作同步，同时在与所述压力取得部的压力取得区间不同的定时执行所述自动取样器的动作。

2.根据权利要求1所述的液相色谱装置，其特征在于，

所述控制部基于由所述送液泵输送的送液周期的信息和所述压力取得部的压力取得区间的信息，将控制信号供给至所述自动取样器，以使所述送液周期与该自动取样器的动作同步，同时在与所述压力取得部的压力取得区间不同的定时执行所述自动取样器的动作。

3.根据权利要求1所述的液相色谱装置，其特征在于，

所述送液泵至少具有一个送液周期，

在该送液周期中的预定的定时，将同步信号供给至所述控制部，

所述控制部基于与所述送液泵的送液周期以及所述压力取得部的压力取得区间相关的信息，求出动作开始时间，以使所述送液周期与该自动取样器的动作同步，同时在与所述压力取得部的压力取得区间不同的定时执行所述自动取样器的动作；并在供给所述送液泵的同步信号之后，将控制信号供给至所述自动取样器，以便在经过了该求出的动作开始时间时所述自动取样器开始动作。

4.根据权利要求1所述的液相色谱装置，其特征在于，

所述控制部具备：

存储部，其用于存储从所述送液泵输送的送液周期的信息以及所述压力取得部的压力取得区间的信息；

运算部，其基于该存储的信息，求出与所述送液周期同步、且与所述压力取得区间不同的定时；以及

指示部，其供给指示信号，以便在该求出的定时执行所述自动取样器的动作。

5.一种使用液相色谱装置的分析系统，所述液相色谱装置具备：

送液部，其由用于对液体进行送液的送液泵和用于取得被送液的液体的压力的压力取得部构成；

自动取样器，其向该被送液后的液体的流路中注入试样，并切换流路；以及

控制部，其基于该取得的压力来控制该液体的送液量，

所述分析系统的特征在于，

所述控制部控制所述自动取样器，以使所述送液部的送液周期与该自动取样器的动作同步，同时在与所述压力取得部的压力取得区间不同的定时执行所述自动取样器的动作。

6.根据权利要求5所述的分析系统，其特征在于，

所述控制部基于由所述送液部输送的送液周期的信息和所述压力取得部的压力取得区间的信息，将控制信号供给至所述自动取样器，以使所述送液周期与该自动取样器的动作同步，同时在与所述压力取得部的压力取得区间不同的定时执行所述自动取样器的动作。

7.根据权利要求5所述的分析系统，其特征在于，

所述送液泵至少具有一个送液周期，

在所述送液周期中的预定的定时，将同步信号供给至所述控制部，

所述控制部基于与所述送液泵的送液周期、以及从所述压力取得部输送的压力取得区间相关的信息，求出动作开始时间，以便在与所述压力取得部的压力取得区间不同的定时进行所述自动取样器的动作；并在通过所述送液泵的同步信号的供给之后，将控制信号供给至所述自动取样器，以便在经过了该求出的动作开始时间时所述自动取样器开始动作。

8.根据权利要求5所述的分析系统，其特征在于，

所述控制部具备：

存储部，其用于存储所述送液泵的送液周期的信息以及所述压力取得部的压力取得区间的信息；

运算部，其基于该存储的信息，求出与所述送液周期同步、且与所述压力取得区间不同的定时；以及

指示部，其供给指示信号，以便在该求出的定时执行所述自动取样器的动作。

9.一种液相色谱分析方法，其在改变2种以上洗提液的混合比例的同时对洗提液进行送液，基于在被送液的洗提液的流路中在预定时间内取得的压力来调整送液量，向所述流路中注入洗提液，将该注入的洗提液供给至分离柱，分离试样中的目标成分，并检测该分离出的目标成分，

所述液相色谱分析方法的特征在于，

进行控制，以使对所述洗提液进行送液的周期与所述试样注入动作同步，同时在与该压力的取得时间不同的定时执行所述试样注入动作。