CN107615058B - 制备色谱仪 - Google Patents

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Abstract

一种制备色谱仪，将在色谱仪的柱(14)中在时间上分离出的试样中的目标成分提取到各制备容器(26)，该制备色谱仪具备：检测部(21)，其具有被收容在壳体内的流通池(212)和对通过该流通池(212)的成分进行检测的检测器(213)；第一配管(15)，其将所述柱(14)与所述流通池(212)的入口端相连接；流路切换部(24)，其被收容在所述壳体内，使通过了所述流通池(212)的成分选择性地流向作为连接于所述制备容器(26)的流路的制备流路或废液流路；以及第二配管(27)，其被收容在所述壳体内，将所述流通池(212)的出口端与所述流路切换部(24)相连接。

Description

制备色谱仪
技术领域
本发明涉及一种利用馏分收集器提取在液相色谱仪的柱中分离出的目标成分的制备色谱仪。
背景技术
制备色谱仪包括液相色谱仪部、设置于该液相色谱仪部的后级的检测器及馏分收集器、以及控制它们的动作的控制部。在制备色谱仪中，在液相色谱仪部的柱中在时间上分离并洗脱出的试样中的成分在通过检测器时被检测出，被导入馏分收集器而被提取到制备容器(例如专利文献1、2)。
液相色谱仪部例如由送液泵、试样注入部以及柱等构成，从柱洗脱出的成分经由配管被导入吸光分光光度计等检测器的流通池。在检测器中，除了流通池以外，氘灯等光源、衍射光栅以及驱动该衍射光栅的电动机被收容在一个壳体内，通过了流通池的成分经由配管被导入馏分收集器。在馏分收集器中，连接药瓶等制备容器的制备流路、连接废液容器的废液流路以及使通过检测器而来的成分选择性地流向制备流路或废液流路的流路切换部等被收容在一个壳体内。
在制备色谱仪中，当检测器检测出通过流通池的目标成分时，在考虑了该目标成分从流通池到达馏分收集器的流路切换部所需要的时间(延迟时间)的定时切换流路切换部，使目标成分被提取到制备容器。具体地说，在从目标成分的检测开始时刻起经过了延迟时间的时刻，流路切换部将流路切换到制备流路侧，由此目标成分的提取开始，在从目标成分的检测结束时刻起经过了延迟时间的时刻，流路切换部将流路切换到废液流路侧，由此目标成分的提取结束。例如通过将从检测器的流通池到馏分收集器的流路切换部的配管的容量除以流动相的流量(每单位时间的送液量)来计算该延迟时间(例如专利文献3)。
专利文献1：日本特开2000-214151号公报
专利文献2：日本特开2007-183173号公报
专利文献3：日本专利第3268820号说明书
非专利文献1：松下至著《液体クロマトグラフィーQ&A100》技报堂，2000年6月，ISBN4-7655-0387-9，pp.229
发明内容
发明要解决的问题
在以往的制备色谱仪中，以用检测器检测到的目标成分在经过了延迟时间的时刻到达流路切换部的情况为前提，切换流路切换部来提取目标成分。但是，配管的直径和截面积等在公差的范围内存在制造上的误差。由于基于由配管的直径(截面积)与长度的积决定的配管容量来计算所述延迟时间，因此配管越长，则配管的直径的误差的影响越大，延迟时间越不准确。
另外，通过了流通池的目标成分一边在流动相中扩散一边在配管内流动而到达流路切换部。由此，在到达流路切换部的时刻，目标成分的峰起始点延迟，峰宽度也变宽。其结果是存在以下问题：目标成分没有足量地到达就开始进行制备，或者目标成分的峰还在持续就结束了制备。利用将配管容量除以流量所计算出的单纯的延迟时间是无法彻底掩盖这些问题的。
本发明要解决的问题在于提供一种能够可靠地提取目标成分的制备色谱仪。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题而完成的本发明涉及一种制备色谱仪，将在色谱仪的柱中在时间上分离出的试样中的目标成分提取到各制备容器，该制备色谱仪的特征在于，具备：
a)检测部，其具有被收容在壳体内的流通池和对通过该流通池的成分进行检测的检测器；
b)第一配管，其将所述柱与所述流通池的入口端相连接；
c)流路切换部，其被收容在所述壳体内，使通过了所述流通池的成分选择性地流向制备流路或废液流路，该制备流路是连接于所述制备容器的流路；以及
d)第二配管，其被收容在所述壳体内，将所述流通池的出口端与所述流路切换部相连接。
在以往的制备色谱仪中，馏分收集器(流路切换部和制备容器)和检测部分别被收容在不同的壳体内，将流通池与流路切换部相连接的配管被配设为将这些壳体相连接。因此，由于两个壳体的配置而导致用于将这些壳体相连接的配管的长度变长，延迟时间的误差和配管内的成分的扩散变大。与此相对地，在本发明所涉及的制备色谱仪中，检测部(流通池)和流路切换部被收容在同一壳体内，因此能够在标准上使第二配管的长度比以往短。由此，与以往的制备色谱仪相比能够减小配管容量的误差，能够使延迟时间比以往更加准确。另外，能够通过缩短第二配管来将目标成分的扩散抑制得较小，因此与以往相比能够更可靠地提取目标成分。
在所述检测部中能够适合使用将LED作为光源的吸光光度计。在以往的制备色谱仪的吸光分光光度计中使用了氘灯等白色光源。因此，需要使用具有用于取出期望的波长的光的衍射光栅和用于驱动该衍射光栅的电动机的分光部，难以将整个吸光分光光度计收容在馏分收集器的壳体内。另一方面，当使用发光波长的范围窄的LED光源时，不需要分光部(衍射光栅和电动机)。因而，能够使检测器整体小型化地收容在所述壳体内。
此外，在与以往同样地使用具有氘灯等光源和分光部的检测器的情况下，只要仅将流通池收容在上述壳体内，使用光纤输送来自光源的照射光和通过了流通池的测定光即可。
在制备色谱仪中，通常将收容有多个制备容器的支架配置在所述壳体内。另外，设置有分馏头和驱动机构，其中，该分馏头安装有制备流路的出口端，该驱动机构用于使该分馏头沿水平方向和垂直方向移动，从而使制备流路的出口端位于规定的制备容器的上方。
在此，在本发明所涉及的制备色谱仪中，优选还具备：
e)分馏头，其安装有所述制备流路的出口端，搭载有所述流通池、所述第二配管以及所述流路切换部；
f)驱动机构，其用于使所述制备流路的出口端在所述各制备容器之间移动。
在上述方式的制备色谱仪中，在分馏头搭载有流通池和流路切换部。即，流通池及流路切换部同分馏头一起移动，因此不需要考虑分馏头的移动，能够进一步缩短第二配管。另外，如果将流通池与流路切换部邻接地配置，就能够无延迟时间地制备目标成分。
发明的效果
通过使用本发明所涉及的制备色谱仪，能够缩短从流通池到流路切换部的配管的长度，能够抑制延迟时间的误差和目标成分的扩散来可靠地提取目标成分。
附图说明
图1是本发明所涉及的制备色谱仪的一个实施例的主要部分结构图。
图2是与本实施例的制备色谱仪的分馏头有关的说明图。
图3是本实施例的制备色谱仪的吸光光度计的主要部分结构图。
图4是本实施例的制备色谱仪和以往的制备色谱仪的配管等的比较。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明所涉及的制备色谱仪的实施例进行说明。
在图1中示出本实施例的制备色谱仪的主要部分结构。另外，在图2中示出制备色谱仪的馏分收集器20的主要部分结构。本实施例的制备液相色谱仪大致由将试样中含有的目标成分进行分离的液相色谱仪部10、提取在液相色谱仪部10中分离出的目标成分的馏分收集器20以及控制这些部件的动作的控制部30构成。
在液相色谱仪部10中通过送液泵12抽吸流动相容器11内的流动相并将该流动相以规定的流量送入柱14中。含有目标成分的试样在从试样注入部13被注入后随着流动相的流动被输送到柱14。试样中的目标成分在柱14内部在时间上进行分离并洗脱。液相色谱仪部10的各单元被收容在各自的壳体内并分别利用配管进行连接。
馏分收集器20具备吸光光度计21、分馏头22、该分馏头22的移动机构(导轨23、电动机等)以及电磁阀24，吸光光度计21具备发光波长不同的三个LED211a、211b、211c作为光源。吸光光度计21和电磁阀24通过第二配管27相连接并被收容于分馏头22的内部，与该分馏头22一起沿着导轨23进行移动。另外，在馏分收集器20中载置有被收容在支架25内的多个制备容器26。馏分收集器20的各部被收容在一个壳体内。
在液相色谱仪部10的柱14中分离出的成分经由第一配管15被导入吸光光度计21的流通池212。在图3中示出吸光光度计21的主要部分结构。在吸光光度计21中，三个LED211a、211b、211c是发出能够被要制备的三种目标成分吸收的波长范围的光的光源，基于来自后述的制备控制部32的控制信号来以时分方式(即，从三个LED发出的光依次)向流通池212照射。然后，利用第一光电二极管213对通过了流通池212的测定光进行检测。另外，利用第二光电二极管214对从各LED 211a、211b、211c发出的光的一部分进行检测。来自第一光电二极管213和第二光电二极管214的检测信号被发送到控制部30。在控制部30中计算出三种波长的光的吸光度之后制作色谱图，并在后述的显示部50的画面中显示该色谱图。
当在吸光光度计21中检测出目标成分时，利用后述的制备控制部32切换电磁阀24，通过了流通池212的该目标成分经由制备流路被提取到制备容器。在目标成分通过之后，再次利用制备控制部32切换电磁阀24，通过了流通池212的成分被引导至废液流路。
控制部30具备存储部31和制备控制部32。制备控制部32是控制液相色谱仪部10和馏分收集器20的各部的动作的功能模块。另外，输入部40与显示部50相连接。
制备控制部32在显示部50中显示制备条件输入画面，来让使用者输入第二配管27的配管容量和送液泵12的送液流量。当输入这些参数时，根据该配管容量和送液流量计算延迟时间并将该延迟时间保存到存储部31。延迟时间是在吸光光度计21中检测到的(目标)成分到达电磁阀24所需要的时间。制备控制部32在从吸光光度计21中的目标成分的检测开始时刻起经过了上述延迟时间的时刻将电磁阀24的流路切换到制备流路侧来开始提取目标成分，另外，在从目标成分的检测结束时刻起经过了延迟时间的时刻将电磁阀24的流路切换到废液流路侧来结束目标成分的提取。
本实施例的吸光光度计21如上述那样将发出能够被目标成分吸收的波长的光的LED 211a、211b、211c用作光源。因此，不需要如以往的使用了水银灯等白色光源的吸光光度计那样设置分光部。因而，吸光光度计21是小型的，能够收容在分馏头22的内部。另外，在本实施例中，在分馏头22的内部还收容有电磁阀24，因此将吸光光度计21的流通池212与电磁阀24相连接的第二配管27的配管长度比以往短。因而，能够使由在制造时产生的配管直径的偏差引起的延迟时间的误差减小，从而能够可靠地提取目标成分。并且，还能够将吸光光度计21的流通池212与电磁阀24直接连接(在该情况下，本发明所涉及的第二配管为其分界部)，能够无延迟时间地提取目标成分。此外，在图2中示出了将吸光光度计21和电磁阀24收容在分馏头22的内部的例子，但也能够将吸光光度计21和电磁阀24搭载于分馏头22的上表面、侧面。
下面，对针对上述实施例的结构和以往使用的结构(比较例)各结构求取取决于从检测器到电磁阀为止的配管容量的延迟时间和取决于从柱到电磁阀为止的配管容量的扩散容量所得到的结果进行说明。图4是将本实施例与比较例的结构进行比较的图。在本实施例和比较例中均将流量设为1,000μL/min。
如图4所示，本实施例的制备色谱仪的第一配管15(柱14～流通池212)的直径是
Figure GDA0001489369830000061
长度是1000mm，其容量是7.9μL。另外，第二配管27(流通池212～电磁阀24)的直径是长度是50mm，其容量是0.4μL。另一方面，在以往的制备色谱仪中，第一配管(柱～流通池)的直径是
Figure GDA0001489369830000073
长度是300mm，其容量是2.4μL。另外，第二配管(流通池～电磁阀)的直径是
Figure GDA0001489369830000074
长度是1000mm，其容量是70.7μL。此外，以往的第二配管的直径之所以与其它配管的直径不同(比其它配管粗)，是由于检测器的流通池的耐压性低。也就是说，是由于如果对检测器的流通池的出口端连接细长的配管，则背压变得过高而会发生漏液。另一方面，在本实施例的制备色谱仪中，第二配管27短，因此即使配管直径小也不担心对流通池施加过度的背压。
在上述的条件下，将第二配管的容量除以流量来求取延迟时间所得到的结果是，比较例的延迟时间是4.24sec，与此相对地，本实施例的延迟时间为0.024sec。也就是说，可知能够实质上无延迟时间地可靠地提取目标成分。
另外，对于本实施例和比较例各例子，通过非专利文献1中记载的下式来求出从柱到电磁阀为止的扩散容量。
【数式1】
在上式(1)中，σv是扩散容量(μL)，d是配管的直径(mm)，L是配管的长度(mm)，Fv是流量(μL/sec)，Dm是扩散系数(0.002mm2/sec，一般值)。
作为具体的一例，考虑目标成分以与1.0sec(半峰全宽)的峰相当的扩散度通过柱的情况。根据上述的流量Fv＝1,000μL/min，如果用流量表示目标成分的峰的半峰全宽则为16.67μL。目标成分的扩散度通常以高斯分布来表示，在高斯分布中半峰全宽＝2.35σv，因此目标成分的扩散容量σv＝7.09μL。
接着，对于本实施例和比较例各例子，使用图4所示的配管直径和配管长度、流量Fv＝1,000μL/min以及扩散系数Dm＝0.002mm2/sec，并根据上式(1)来计算σv。于是，本实施例的第一配管的σv＝2.61μL，第二配管的σv＝0.58μL。另外，比较例的第一配管的σv＝1.43μL，第二配管的σv＝23.46μL。最后，当通过平方平均来根据三个σv的值(从柱出来的时刻的σv、第一配管的σv以及第二配管的σv)计算整体的σv时，在本实施例中σv＝7.58μL，在比较例中σv＝24.55μL。当基于流量Fv将这些值变换为秒数时，在本实施例中σv＝0.45sec，在比较例中σv＝1.47sec。最后，当将它们变换为半峰全宽时，在本实施例中为1.07sec，在比较例中为3.46sec。也就是说，在比较例中目标成分扩散至3.46sec(半峰全宽)的峰，与此相对地，在本实施例中目标成分被抑制成1.07sec(半峰全宽)的峰。因而，在本实施例的制备色谱仪中，不使目标成分在流动相中扩散，从而能够可靠地提取目标成分。
上述实施例是一例，能够按照本发明的宗旨适当地进行变更。例如，在上述实施例中，在吸光光度计21中以时分方式向流通池212照射了三种来自LED 211a、211b、211c的光，但在预先获知了吸收各波长的光的目标成分的洗脱顺序的情况下，按该顺序切换使用LED即可。另外，所使用的LED的数量也可以适当地变更。另外，也可以与LED同样地使用窄光谱的水银灯来代替LED。
另外，在上述实施例中，使用了吸光光度计21作为检测器，但也能够使用其它检测器(荧光检测器、电导率检测器、示差折射率检测器等)作为检测器。另外，还能够将多个检测器组合地进行使用。
并且，也能够与以往同样地使用利用了白色光源的吸光分光光度计。在该情况下，仅将流通池配置于馏分收集器的制备头，从由该光源发出的白色光取出单色光的分光部(例如衍射光栅)配置在馏分收集器的壳体内外的任意的位置。然后，利用光纤输送在分光部中取出的单色光来向流通池进行照射即可。
此外，在上述实施例中将吸光光度计21收容于分馏头22的内部，但如果在馏分收集器的壳体内，则也可以配置在其它位置。
附图标记说明
10：液相色谱仪部；11：流动相容器；12：送液泵；13：试样注入部；14：柱；15：第一配管；20：馏分收集器；21：流通池；21：吸光光度计；211a～211c：LED；212：流通池；213：第一光电二极管；214：第二光电二极管；22：分馏头；23：导轨；24：电磁阀；25：支架；26：制备容器；27：第二配管；30：控制部；31：存储部；32：制备控制部；40：输入部；50：显示部。

Claims (4)

1.一种制备色谱仪，将在色谱仪的柱中在时间上分离出的试样中的目标成分提取到各制备容器，该制备色谱仪的特征在于，具备：
a)检测部，其具有被收容在壳体内的流通池和对通过该流通池的成分进行检测的检测器；
b)第一配管，其将所述柱与所述流通池的入口端相连接；
c)流路切换部，其被收容在所述壳体内，使通过了所述流通池的成分选择性地流向制备流路或废液流路，该制备流路是连接于所述制备容器的流路；
d)第二配管，其被收容在所述壳体内，将所述流通池的出口端与所述流路切换部相连接；以及
e)分馏头，其搭载有所述流通池、所述第二配管以及所述流路切换部。
2.根据权利要求1所述的制备色谱仪，其特征在于，
所述检测部是具备LED光源的吸光光度计。
3.根据权利要求1所述的制备色谱仪，其特征在于，
所述检测部具备光纤，该光纤用于输送从配置在所述壳体外的光源发出并向所述流通池照射的照射光。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的制备色谱仪，其特征在于，所述分馏头安装有所述制备流路的出口端，所述制备色谱仪还具备：
f)驱动机构，其用于使所述制备流路的出口端在所述各制备容器之间移动。
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