CN104897788B - 液相色谱仪和液相色谱仪分析方法 - Google Patents

液相色谱仪和液相色谱仪分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供液相色谱仪分析方法和液相色谱仪，其在通过切换柱和流动相进行一系列分析的情况下能够使分析时间最小化。用于根据计划表进行多次分析的液相色谱仪100包括：流动相切换部15和16，其用于切换多个流动相以选择将要在分析中使用的流动相；柱切换部31和33，其用于切换多个柱32a至32f以选择将要在分析中使用的柱；以及控制部60，其包括用于储存多个柱32a至32f中的每一个的平衡时间的存储器61和用于控制柱平衡的平衡控制器66。在两次相继执行的分析之间使用的柱或使用的流动相不同的情况下，平衡控制器66在从存储器61中读出的平衡时间内使在两次分析中的后一次中使用的柱平衡。

Description

液相色谱仪和液相色谱仪分析方法
技术领域
本发明涉及液相色谱仪，并且更具体涉及在其中切换使用多个柱和多个流动相的液相色谱仪，以及使用该液相色谱仪的液相色谱仪分析方法。
背景技术
液相色谱仪是一种分析装置，其中：通过泵等将液体的流动相(也被称为洗脱液)和注射至流动相中的样品加压而使其通过柱；并且基于柱中的固定相(也被称为填料)与流动相之间的相互作用(如吸附、分配、离子交换和尺寸排阻)的差异分离并检测样品中的组分。
在液相色谱仪中，在一些情况下，为了寻找用于样品的最佳分析条件，在各种条件下分析样品(在下文中，该操作被称为方法探索(method scouting))。在方法探索中，将流动相的类型、柱的类型、泵的流量、用于加热柱的柱热炉的温度等设为参数。因此，进行方法探索的液相色谱仪能够切换这些参数(参见专利文献1)。
在图4中说明了如上所述的液相色谱仪的实例。图4的液相色谱仪1包括：液体输送部10；自动进样器20；柱热炉30；检测部40；用于控制这些部中的每一个的系统控制器50；用于通过系统控制器50管理分析操作并且分析和处理通过检测部40得到的数据的控制系统60；包括键盘和鼠标的操作部71；以及包括显示单元的显示部72。操作部71和显示部72连接至控制系统60。多个柱32a至32f设置在柱热炉30中，并且所述多个柱32a至32f通过通道切换部31和33切换。在液体输送部10中，溶剂容器11a至11d和溶剂容器12a至12d分别通过脱气器13和14以及溶剂切换阀门15和16连接至液体输送泵PA和PB。在溶剂容器11a至11d中含有水性溶剂如水和通过将各种盐加入至水得到的水溶液，并且在溶剂容器12a至12d中含有有机溶剂如甲醇、乙腈和己烷。根据需要，通过梯度混合机17将水性溶剂和有机溶剂彼此混合，由此制备具有预定组成的流动相。
通过液体输送部10制备的具有预定组成的流动相通过自动进样器20，流至柱热炉30中的多个柱32a至32f之一中。在此之前，通过自动进样器20将样品注射至流动相中，并且样品在被流动相的流携带的同时通过柱。在该过程中，将样品中的组分暂时分离并且通过设置有检测器41如光电二极管阵列(PDA)检测器的检测部40依次检测。
通过具体表现为计算机的控制系统60控制在各种分析条件下的许多样品的分析，并且自动处理。各种分析条件描述于被称为“方法文件”的文件中，其通过控制系统60中的分析条件设定器62所管理，并且储存在控制系统60中的存储器61中。控制系统60中的计划表生成器63创建被称为“计划表”的数据文件，其为描述何种分析条件以何种顺序执行的表。在计划表中，待分析的样品和样品的分析条件描述于一行中，并且以栏方向列出一系列的行作为分析时间系列。引用方法文件作为分析条件。根据计划表，控制系统60中的分析控制器64控制液相色谱仪1中的每个部，从而在分析条件下在预定的时机执行一系列分析。控制系统60中的数据处理器65获得在每个分析条件下的分析结果并且进行如色谱图创建的过程。
引用列表
专利文献
[专利文献1]JP 2013-024603 A
发明内容
技术问题
即使分析相同的样品，根据流动相的类型，也得到不同的色谱图。因此，例如，在使用与前一次分析中使用的流动相不同类型的流动相分析样品的情况下，如果在前一次分析中使用的流动相残留在柱中，则不能准确地进行随后的分析。因此，在这种情况下，需要被称为“柱平衡”的操作，直到获得分析条件稳定并且可以开始随后的分析的状态。
“柱平衡”是用随后的流动相填充柱中的整个空间的操作。在这个操作中，在数分钟至数十分钟内将不含样品的流动相连续输送至柱，直到在前一次分析中使用并且残留在柱中的流动相的量变得可以忽略。
在进行一系列分析，如借助液相色谱仪的方法探索的情况下，当在相继的分析中柱和流动相改变时设置用于“柱平衡”的时间。通常，将“柱平衡”所需的时间设定为固定值。这简化了与“柱平衡”相关的设定操作，而使用户专注于设定许多分析条件。
在方法探索中使用的柱的数量和流动相的数量小的情况下，柱平衡的执行的数量也小，并且因此柱平衡所需的时间未成为特别的问题。然而，在使用许多柱和许多流动相进行方法探索的情况下，柱平衡的执行的数量也大，并且因此柱平衡所需的时间对进行整个方法探索所需的时间的影响大，导致分析时间增加。
已经考虑到以上内容做出的本发明的目的在于提供一种液相色谱仪分析方法以及一种液相色谱仪，其在通过切换柱和流动相进行一系列分析的情况下能够使分析时间最小化。
解决问题的方式
为了实现上述目的已经做出的根据本发明的液相色谱仪分析方法是这样的液相色谱仪分析方法，其中使用设置有切换多个柱和多个流动相的功能的液相色谱仪根据计划表分析样品，在所述计划表中描述了多次分析的分析条件和执行顺序，所述分析方法包括以下步骤：a)将所述多个柱中的每一个的平衡时间储存在存储器中；b)在所述计划表中相继执行的两次分析之间使用的柱或使用的流动相不同的情况下，从所述存储器中读出所述两次分析中的后一个中使用的柱的平衡时间；以及c)在即将进行所述后一次分析之前，在从所述存储器中读出的所述平衡时间内使在所述后一次分析中使用的所述柱平衡。
为了实现上述目的已经做出的根据本发明的液相色谱仪是一种用于根据计划表分析样品的液相色谱仪，在所述计划表中描述了多次分析的分析条件和执行顺序，所述液相色谱仪包括：a)流动相切换部，所述流动相切换部用于切换多个流动相以选择将要在分析中使用的流动相；b)柱切换部，所述柱切换部用于切换多个柱以选择将要在分析中使用的柱；以及c)控制部，所述控制部包括用于储存所述多个柱中的每一个的平衡时间的存储器和用于控制柱平衡的平衡控制器，其中，在所述计划表中相继执行的两次分析之间使用的柱或使用的流动相不同的情况下，所述平衡控制器从所述存储器中读出所述两次分析中的后一个中使用的柱的平衡时间，并且在即将进行所述后一次分析之前，经过从所述存储器中读出的所述平衡时间使在所述后一次分析中使用的柱平衡。
在所述后一次分析中使用的所述柱的所述平衡时间读出失败的情况下，所述平衡控制器可以将在所述后一次分析中使用的所述柱的所述平衡时间设定为默认值(defaultvalue)。
发明的有益效果
在根据本发明的如上所述配置的液相色谱仪分析方法和液相色谱仪中，在为每个柱事先储存的平衡时间内进行柱平衡。因此，可以使柱平衡时间最小化，并且与使用与常规情况中一样的固定的柱平衡时间的情况相比，可以缩短整个分析时间。
附图说明
图1是描述根据本发明的实施方案的液相色谱仪的图。
图2是描述根据本实施方案的液相色谱仪的分析顺序的流程图。
图3是说明在本实施方案中创建的计划表的图。
图4是描述常规液相色谱仪的图。
具体实施方式
在下文中，借助实施方案描述用于实施本发明的方式。
参照图1至图3描述本实施方案的液相色谱仪和使用该液相色谱仪的分析方法。与图4中的那些相同的构成元件由相同的附图标记表示，并且省略了对其的重复描述。
与常规液相色谱仪1类似，本实施方案的液相色谱仪100包括液体输送部10、自动进样器20、柱热炉30、检测部40、系统控制器50、控制系统60、操作部71和显示部72。与常规液相色谱仪1类似，控制系统60包括存储器61、分析条件设定器62、计划表生成器63、分析控制器64和数据处理器65。此外，控制系统60包括平衡控制器66。液体输送部10中的溶剂容器11a至11d和12a至12d以及溶剂切换阀门15和16对应于本发明的流动相切换部。此外，通道切换部31和33对应于本发明的柱切换部，并且控制系统60对应于本发明的控制部。
在通过本实施方案的液相色谱仪100进行方法探索中，将多个柱32a至32f中的每一个的平衡时间事先储存在本实施方案的液相色谱仪100的存储器61中。平衡时间可以通过基于如柱的容量、柱中填料的类型等信息的计算设定，并且可以通过标准样品的测量凭经验设定。由此储存在存储器61中的柱平衡时间对于每种柱来说都是不同的。
存储器61还储存多个在其中描述各种分析条件的方法文件。在每个方法文件中描述了液相色谱仪100的多个部的操作参数。操作参数的实例包括在分析中使用的柱的类型和流动相的类型、泵的流量以及柱热炉的温度。基于由用户通过操作部71提供的指令，方法文件由分析条件设定器62创建并且事先储存在存储器61中。
在执行方法探索中，首先，计划表生成器63在显示部72的屏幕上显示预定的设定屏幕(未示出)，并且接收由用户通过操作部71提供的输入数据。对于在方法探索中执行的多次分析中的每一个，用户输入待分析的样品的名称和样品的注入量以及分析中使用的方法文件名称和用于保存分析结果的数据文件名称(步骤S21)。
计划表生成器63基于步骤S21中用户的输入数据创建在其中描述多次分析的执行顺序的计划表(步骤S22)。作为结果，例如，创建如在图3中说明的这种计划表。
在计划表创建后，开始方法探索，并且从计划表中以分析编号1描述的分析开始依次执行根据指定方法文件的分析(步骤S23)。
平衡控制器66检查当在计划表中描述的一系列分析中改变分析条件时是否需要柱切换或流动相切换(步骤S24)。关于分析中使用的柱和流动相的信息不是直接描述于计划表中，而是描述于由计划表引用的方法文件中。因此，平衡控制器66访问每个方法文件以检查在分析中使用的柱和流动相。
在不需要柱切换或流动相切换的情况下，即在两次相继执行的分析之间使用的柱或使用的流动相相同的情况下，例如，在仅在使用的样品的类型方面改变分析条件的情况下，不需要柱平衡，并且因此省略与平衡有关的步骤S25至步骤S27(稍后将描述)中的过程。处理立刻转至步骤S28，并且分析样品。
同时，在需要柱切换或流动相切换的情况下，即在两次相继执行的分析之间使用的柱或使用的流动相不同的情况下，平衡控制器66从存储器61中读出两次分析中的后一个中使用的柱(在下文中，这个柱被称为“所选的柱”)的平衡时间(步骤S25)。例如，在图3中说明的计划表中推测：将柱32a描述为作为分别在分析编号1和2中引用的方法文件的“文件1”和“文件2”中的分析中使用的柱；并且将柱32b描述为在分析编号3中引用方法文件的“文件3”中的分析中使用的柱。在这种情况下，在从分析编号2的分析条件切换为分析编号3的分析条件时，需要切换在分析中使用的柱(柱32a→柱32b)。因此，平衡控制器66从存储器61中读出柱32b的平衡时间。例如，在将柱32a的平衡时间储存为10分钟以及在将柱32b的平衡时间储存为8分钟的情况下，平衡控制器66从存储器61中读出对应于所选柱的平衡时间的8分钟。
在由于未将所选柱的平衡时间储存在存储器61中的原因或其他原因而所选柱的平衡时间读出失败的情况下，平衡控制器66将所选柱的平衡时间设定为默认值(步骤S26)。默认值的实例包括可用于本实施方案的液相色谱仪100的柱平衡时间的最长值(例如，20分钟)。因为以这种方式提供了如何处理读出中的故障，可以进行连续处理而不中断计划表中描述的各种分析。
在切换时，平衡控制器66在对所选柱定义的平衡时间内使所选柱平衡(步骤S27)。在图3中说明的计划表中，在分析编号2的分析结束后切换为分析编号3的分析时，平衡控制器66在对应于对柱32b定义的平衡时间的8分钟内使柱32b平衡。假定常规上设定的固定柱平衡时间为20分钟，这个步骤可以将一系列分析所需的时间缩短12分钟。
在所选柱的平衡完成后，在使用所选柱的新的分析条件下，在分析控制器64的控制下，开始样品分析(步骤S28)。
在样品分析完成后，分析控制器64确定是否完成计划表中描述的全部分析(步骤S29)。如果未完成全部分析，处理返回至步骤S24，并且重复上述步骤。如果完成全部分析，结束根据计划表的一系列分析。
如上所述，在本实施方案的液相色谱仪100中，在计划表中描述的一系列分析中需要柱切换或流动相切换的情况下，在对于每种柱事先定义的时间内进行柱平衡。因此，可以使柱平衡时间最小化，并且与使用固定柱平衡时间的情况相比，可以缩短整个分析时间。另外，不浪费在柱平衡期间使用的流动相。此外，可以缩短柱使用时间，并且因此可以防止柱的消耗。
此外，随着用于方法探索的计划表中描述的分析条件的数量变得更大，在如上所述的柱平衡期间缩短的全部时间变得更长，并且因此可以阻止方法探索所需的时间的增加并且可以使分析时间最小化。
在本实施方案中，以上给出了在计划表中描述的一系列分析中需要柱切换的情况的描述，并且其同样适用于需要流动相切换的情况。例如，在使用相同的柱32a的同时在图3中说明的计划表中描述的一系列分析中需要流动相切换(溶剂容器11a中的流动相→溶剂容器11b中的流动相)的情况下，平衡控制器66从存储器61中读出柱32a的平衡时间(10分钟)并且在所读出的平衡时间内使柱32a平衡。同样在这种情况下，假定常规上设定的固定柱平衡时间为20分钟，这个步骤可以将一系列分析所需的时间缩短10分钟。
此外，在本实施方案中，以上给出了在根据计划表的分析开始后每次改变分析条件时检查是否需要柱切换或流动相切换的实例的描述，但是检查柱切换或流动相切换的时机不限于此。例如，在创建计划表时，可以检查在计划表中描述的所有分析中使用的方法文件，并且可以在每次分析前检查是否需要柱切换或流动相切换。在这种情况下，在创建计划表时，如果用户指定使用其平衡时间未储存在存储器61中的柱的方法文件，可以给予用户对于该作用的警告。
附图标记列表
1、100...液相色谱仪
10...液体输送部
11a至11d、12a至12d...溶剂容器
13、14...脱气器
15、16...溶剂切换阀门
17...梯度混合机
20...自动进样器
30...柱热炉
31、33...通道切换部
32a至32f...柱
40...检测部
41...检测器
50...系统控制器
60...控制系统
61...存储器
62...分析条件设定器
63...计划表生成器
64...分析控制器
65...数据处理器
66...平衡控制器
71...操作部
72...显示部

Claims (4)

1.一种液相色谱仪分析方法，其中使用设置有切换多个柱和多个流动相的功能的液相色谱仪根据计划表分析样品，在所述计划表中描述了多次分析的分析条件和执行顺序，所述分析方法包括以下步骤：
a)将所述多个柱中的每一个的平衡时间储存在存储器中；
b)在所述计划表中相继执行的两次分析之间使用的柱或使用的流动相不同的情况下，从所述存储器中读出所述两次分析中的后一个中使用的柱的平衡时间；以及
c)在即将进行所述后一次分析之前，经过从所述存储器中读出的所述平衡时间使在所述后一次分析中使用的柱平衡。
2.根据权利要求1所述的液相色谱仪分析方法，所述液相色谱仪分析方法还包括在所述后一次分析中使用的柱的所述平衡时间读出失败的情况下，将在所述后一次分析中使用的所述柱的所述平衡时间设定为柱平衡时间的最长值。
3.一种用于根据计划表分析样品的液相色谱仪，在所述计划表中描述了多次分析的分析条件和执行顺序，所述液相色谱仪包括：
a)流动相切换部，所述流动相切换部用于切换多个流动相以选择将要在分析中使用的流动相；
b)柱切换部，所述柱切换部用于切换多个柱以选择将要在分析中使用的柱；以及
c)控制部，所述控制部包括用于储存所述多个柱中的每一个的平衡时间的存储器和用于控制柱平衡的平衡控制器，其中，
在所述计划表中相继执行的两次分析之间使用的柱或使用的流动相不同的情况下，所述平衡控制器从所述存储器中读出所述两次分析中的后一个中使用的柱的平衡时间，并且在即将进行所述后一次分析之前，经过从所述存储器中读出的所述平衡时间使在所述后一次分析中使用的柱平衡。
4.根据权利要求3所述的液相色谱仪，其中，在所述后一次分析中使用的柱的所述平衡时间读出失败的情况下，将在所述后一次分析中使用的柱的所述平衡时间设定为柱平衡时间的最长值。
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