CN1834642A - 液相色谱法分析装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种液相色谱法分析装置，包括：用于储存宏程序的宏储存部分，该宏程序具有与清洗操作有关的各种命令；用于读取宏程序并分析和执行这样读出的程序的宏执行部分；以及一溶剂数据库，其中储存关于溶剂的特性的信息。根据使用者输入的信息和储存在溶剂数据库中的信息，确定一最优条件值。这样，提供一种用于创建具有根据该最优条件值的操作命令的宏程序的宏创建功能。此外，可通过操作附在装置主体上的开关来即刻执行该宏程序。

Description

液相色谱法分析装置及方法

本申请要求基于2005年3月18日提交的日本专利申请2005-079714的外国优先权，其公开的全部内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种液相色谱法分析装置以及一种液相色谱法分析方法。

背景技术

在液相色谱法分析装置中，当开始分析或替换溶剂时，必须要执行清洗操作用于替换在管中液体或者除去进入到管中的气泡。在现有技术中，在作这样的清洗操作的时候，进行分析的使用者需要手动操作开关阀以在用于分析的主流路和用于清洗的排出流路之间切换。对使用者来说，这样的手动清洗操作是较麻烦的，对用液相色谱法实现完全自动化的分析而言也是一个巨大的阻碍。

然而，在做清洗操作时，必须以大约等于或大于在主流路中的流速来供应液体。因此，在装置自动转变该开关阀以在用于分析的主流路和用于清洗的排出流路之间切换的情况中，流路压力可能会达到压力上限值使得系统在清洗中停止。为了避免这种麻烦，发展了一种使用专用于管理流路长度和管道口径的硬件的系统(例如，参考JP-A-2001-255316)。

然而，在如上所述的使用该专用硬件的系统的情况中，有一个问题即流路结构被限制以便简化控制。另外，难以根据分析目的在期望的流路结构中实现自动清洗。此外，在使用该专用硬件的系统中，可以被自动清洗的流路和不能被自动清洗的流路都被提供了。

还有，通常，在液相色谱法分析装置中，先由使用者创造限定样品数量、分析次序、对每个样品的分析条件等等的分析档案。根据该分析档案通过控制装置的各个部分，依照期望的过程和条件来进行分析。因此，即使在没有装备有上述专用硬件的液体色谱仪中，通过使用这样的功能，也可以创造包括用于在连续样品分析的开始和结束时清洗的操作命令的分析档案。清洗操作可以通过执行分析档案来完成。然而，由于在这种情况中的清洗操作是作为分析的一部分来完成，在最大程度上，使用者也不能根据需要调用用于清洗的命令以立刻执行该命令。另外，由于在进行清洗操作时也产生了测量数据，需要时间和劳动来删除不必要的测量数据，可能会发生问题从而忘记删除该数据。

此外，在使用溶解有离子化合物作为溶剂的缓冲溶液的分析中，经常利用其中使用两或三种液体的梯度系统，以及一或两种液体用作清洁流体。在这种情况中，当系统长时间保持在这样的状态即缓冲溶液留在流路中，离子化合物可能会沉淀而阻塞流路或者沉淀的晶体可能会损害驱动系统的密封等。另外，管可能会被腐蚀。为了避免这种麻烦，通常在使用缓冲溶液之后没有进行分析时，会将缓冲溶液替换为非离子液体以储存。在这种情况中，当离子化合物对替换液体的溶解度较低时，直接替换缓冲溶液可能导致离子化合物的沉淀，而可能阻塞流路。因此，需要进行使用多种液体的清洗。在这种情况中，使用者需要适当地设定清洗次序和多种液体的混合比例。这要求特定的知识和考虑。结果是，只有熟练的使用者可以完成适当的设定。

此外，在通常的清洗操作中，可以在流路中在液体传递部分的出口和在流路中直到分析柱前，进行液体的替换。然而，在相互不易混合且彼此特性完全不同的液体之间替换时，用直接替换不能充分替换液体。因此，在用具有对两种液体而言具有中间特性的液体，对所有流路都完成替换后，需要进行向目标液体的替换。这样，在这种情况中，在清洗操作中在所有流路中都需要完成通常的液体供应操作。因此，难以实现液体替换的自动化。

发明内容

本发明的目的是提供一种液相色谱法分析装置，其能在适当的根据流路结构例如流路长度、管的直径和流路数量，以及溶剂特性的条件下容易地完成自动的清洗操作。

在一些实施例中，本发明的液相色谱仪分析装置包括：用于输入信息的输入部分；用于根据输入信息来创建宏程序的宏创建部分，该宏程序确定在清洗操作中的操作次序和每次操作的条件值，至少在高压流路和低压流路其中之一进行清洗操作；用于储存宏程序的宏储存部分；用于从宏储存部分中读取宏程序并分析和执行宏程序的宏执行部分。

依照根据本发明的具有上述结构的液相色谱法分析装置，先创建一宏程序，其具有在清洗操作期间与清洗操作例如流速、流速加速度、压力上限值和对流路切换阀的控制有关的各种命令，并执行这样创建出来的宏程序。因此，可以与样品分析分开而自动完成清洗操作。顺便提及，可以对每个要清洗的流路创建这样的宏程序。另外，可以对每个流路，创建包括确定清洗操作的程序和条件的命令的宏程序，并可执行该宏程序，由此，允许在多种类型的流路中进行清洗。

本发明的液相色谱法分析装置还包括：用于测量在至少高压流路和低压流路的其中之一中的压力的压力测量部分；清洗测试部分，其用于对根据清洗操作中的每次操作的条件值的清洗操作进行测试，所述条件值是基于输入信息而设定；及条件值确定部分，其用于在清洗测试部分中完成清洗操作的测试时根据在压力测量部分的测量结果，来确定所述条件值是否合适。

此外，如上所述，当液相色谱法分析装置包括压力测量部分、清洗测试部分和条件值确定部分时，根据由进行分析的使用者输入的信息，通过设定适当的条件值例如在清洗期间的流速加速度，及通过在该条件值上测试清洗操作，根据在那时的流路中的压力，可以确定该条件值是否合适。在这种情况中，在具有多个流路结构的系统中，根据由流路长度、管直径和要在液相色谱法分析装置中使用的液体决定的流路阻力，可以容易地创建出最优条件下的宏程序。

本发明的液相色谱法分析装置还包括：用于储存与溶剂特性有关的信息的溶剂数据库，其中所述宏创建部分根据输入信息和储存在溶剂数据库中的信息确定在清洗操作中的最优操作次序和最优条件值。

另外，当液相色谱法分析装置包括如上所述的溶剂数据库时，该装置可根据使用者输入的信息和储存在溶剂数据库中的信息自动决定最优操作次序和最优条件值。在这种情况中，考虑到缓冲溶液的沉淀条件和溶剂之间的互溶性，可以容易地创建出具有与多种液体的清洗次序以及溶剂的混合比例有关的命令的宏程序。

在本发明的液相色谱仪分析装置中，输入部分执行一向导(wizard)，用该向导，使用者通过交互式窗口输入信息。

另外，当输入部分具有向导功能时，使用者只要执行该宏创建向导和回答以交互式方式显示在窗口上的问题，以创建该宏程序。

本发明的液相色谱法分析装置还包括：用于指示该液相色谱法分析装置开始清洗操作的开关，该开关可为机械上提供或由软件提供，其中使用者操作该开关使得宏执行部分读取、分析和执行该宏程序。

另外，当液相色谱法分析装置包括用于调用用于清洗的宏程序的开关时，该开关可为机械上提供或由软件提供，使用者可根据需要操作该开关由此使装置立刻进行清洗操作。

在一些实施例中，本发明的液相色谱法分析方法包括：输入信息；根据输入信息创建宏程序，该宏程序确定在清洗操作中每次操作的操作次序和条件值，至少在高压流路和低压流路其中之一中完成该清洗操作；及从宏储存部分中读取该宏程序，并分析和执行该宏程序。

附图说明

图1为示出根据本发明的液相色谱法分析装置的实施例的示意图；

图2A和2B为示出根据本发明一实施例的液相色谱法分析装置中的总体上的流路结构的示意图；

图3为示出在根据本发明一实施例的液相色谱法分析装置中创建宏程序的方法的一个示例的流程图；

图4为示出在根据本发明一实施例的液相色谱法分析装置中创建宏程序的方法的另一示例的流程图；

图5A和5B为示出根据本发明的液相色谱法分析装置的另一实施例的示意图。

具体实施方式

现在，参考实施例，给出对用于实现本发明的最佳方式的解释。

图1示出根据本发明一实施例的液相色谱法分析装置的概略结构。图2A和2B示出根据该实施例的液相色谱法分析装置中的流路的概略结构。根据本发明该实施例的液相色谱法分析装置主要包括用于完成分析操作的分析部分10和用于完成对分析部分10的控制及处理测量数据的控制/处理部分20。

分析部分10，如图2A和2B所示，包括：具有溶剂瓶31a到31e、液体供应泵32a到32c等等的液体传递部分12；具有自动取样器34的测量部分13，该自动取样器装备有测量泵、取样针等等；具有柱35和柱炉36的分离部分14；具有检测器37的检测部分15，用于检测在分离部分14中按照时间分开的组分；及具有清洁泵的清洁部分11，用于清洁管等等。

附带的，图2A示出高压梯度系统，其中对液体供应泵32a、32b分别提供多个溶剂瓶31a、31b，并通过控制泵32a、32b的各自的流速使溶剂以预定的混合比例混合。图2B示出低压梯度系统，其中设置了多个溶剂瓶31c到31e及一个液体供应泵32c，通过分别控制提供给溶剂瓶31c到31e的阀38a到38c的开/关时间在预定时间周期内，将溶剂以预定混合比例混合。

在液体供应泵32a到32c和自动取样器34之间，设置一电控的流路切换阀33。使用该切换阀33，流路在用于分析的主流路和用于清洗的排出流路之间改变。另外，在液体供应泵32a到32c和开关阀33之间，分别设置了压力传感器39。附带提及，在图2A和2B中，仅示出了用于分析的高压流路。然而，当开关阀在每个流路中为清洗的目的在主流路和排出流路之间切换时，根据本发明的液相色谱法分析装置的自动清洗不仅可应用到高压流路上也可应用到低压流路上例如测量部分和清洁部分。

控制/处理部分20包括用于控制如上所述的各个部分的控制部分21、用于根据从检测部分15上测得的信号完成预定的算法处理的数据处理部分22、储存部分23和宏执行部分24。控制部分21连接到显示部分25例如监视器，和输入部分26例如键盘和鼠标。来自进行分析的使用者的指示被从输入部分26传递到控制部分21。

储存部分23包括：溶剂数据库231，其储存了与缓冲溶液的沉淀条件有关的以及与溶剂的特性例如每种溶剂的粘性和溶剂之间的互溶性有关的各种信息；及宏储存部分232，其储存了包括用于清洗操作的各种命令的宏程序。宏执行部分24分析从宏储存部分232读取的宏程序，并让控制部分21执行该宏程序。附带的，控制/处理部分20的功能可通过安装了预定计算机程序的通用计算机等来实现。

控制部分21控制液体传递部分12、测量部分13或清洁部分11以便完成清洗操作。控制部分21驱动设置在期望的流路上(用于分析的高压流路，或者在测量部分或清洁部分中的低压流路)的流路切换阀，以将流路从主流路上转换到用于清洗的排出流路上。此后，控制部分21驱动液体供应泵、清洁泵或测量泵以传递用于清洗的液体。在这种情况中，必须以预定流路加速度增大流速以便流路压力不会在高压流路中猛烈地增大。另外，为了防止由于管的阻塞等造成压力增加过快。必须设定一压力上限值对应依赖于系统的流路的长度或管的直径，以及要用的溶剂的种类的流路阻力。当压力超过上限值时，必须停止用于清洗的液体的传递。此外，当在每个流路的清洗中使用多种液体时，通过考虑液体特性之间的差异，必须确定清洗次序及其混合比例。

在根据该实施例的液相色谱法分析装置中，在先创建的宏程序中确定了与上述清洗操作有关的操作程序以及与每次操作有关的条件值。该宏程序包括，例如，与流路相关的阀的控制命令、设定在清洗中的压力上限值的命令以及，设定清洗流速和流速加速度的命令。另外，当使用多种液体完成清洗时，宏程序还可包括设定最优清洗次序和通过考虑液体特性的差异而确定的最优混合比例的命令。附带提及，在设定在使用多种液体的清洗中的清洗次序和混合比例中，装置根据与缓冲溶液的沉淀条件及所用的液体的特性有关的信息，自动决定最优清洗次序和最优混合比例，上述信息储存在溶剂数据库中，按照使用者输入的要用的溶液的类型等。

根据该实施例的液相色谱法分析装置具有向导功能，用于创建上述宏程序。在宏程序的创建中，使用者通过来自输入部分26的预定操作开始宏创建向导，并按照显示在监视器25上的交互式窗口中的指示输入预定数据。根据使用者输入的信息和储存在溶剂数据库231中的信息，控制部分21决定对每个与上述清洗操作有关的各个参数的最优值，并创建宏程序。

下面将给出使用上述宏创建向导创建宏程序的方法的具体解释。图3示出创建根据流路阻力的宏程序的方法的流程图，所述流路阻力取决于系统中的流路长度或管的直径，以及要使用的溶剂的类型。首先，当使用者通过输入部分26完成预定操作以便开始该宏创建向导时，在监视器25上显示一窗口，其要求选择要清洗的流路。当使用者选择流路以进行清洗(S1)及进行预定操作时，随后，显示一窗口其要求设定流速。当使用者输入适当的流速(S2)时，则自动设定初始流速加速度(S3)。下面，使用者驱动要清洗的流路的流路切换阀使得流路被从主流路转换到用于清洗的排出流路上(S4)。然后，用上述设定的流速和初始流速加速度完成用于清洗的液体传递(S5)。此时，用压力传感器39测量流路的压力(S6)。通过向这样测得的流路压力上施加操作余量，计算出压力上限(S7)。另外，确定压力上限值是否是适当的(S8)。当压力上限值不合适时，宏创建处理再次返回到S2，并重复从设定流速到决定压力上限值的处理。当压力上限值变成合适的值时，则创建宏程序(S9)。

另外，在这样的分析中即溶解有离子化合物的缓冲溶液被用作溶剂时，由于随后要执行的清洗次序以及在主流路中没有进行清洗的部分中的与缓冲溶液的浓度差异，离子化合物可能沉淀，由此阻塞流路。因为这个原因，需要适当控制多种液体的清洗次序和多种液体的混合比例。

图4示出在上述情况中当使用溶解有离子化合物的缓冲溶液时宏程序的创建方法的流程图。在这种情况中，当使用者在如上所述创建宏程序之后通过输入部分26进行预定操作时，在监视器25上显示出一窗口，其要求选择替换前和替换后的液体。当使用者选择适当的液体后(S1)，随后，显示出一窗口其要求选择另一要使用的液体，以及一窗口其要求设定缓冲溶液的沉淀条件。当使用者在这些窗口中完成输入后(S2，S3)，根据储存在溶剂数据库231中的信息，上面选择的要使用的液体的特性和缓冲溶液的沉淀条件被检验(S4，S5)。根据检验的结果，确定适当的清洗次序(S6)。然后，还确定通过随时间过去改变混合比例，而稀释缓冲溶液的方法(S7)。这样，就创建了宏程序(S8)。另外，在这种情况中，希望有下面的处理。即，根据使用者输入的信息和储存在溶剂数据库中的信息，确定在替换液体时在所有流路中的替换的必要性。根据在所有流路中的替换的必要性，向宏程序中加入在用于分析的主流路和用于清洗的排出流路之间切换的命令。

另外，在这样的情况中，即在相互不混溶及彼此特性完全不同的液体之间进行替换时，除了上面的缓冲溶液，类似地，通过使用根据该实施例的宏创建向导，也可以创建能够设定最优参数的宏程序。

根据本实施例的液相色谱法分析装置设置有机械开关27，用于调用上述宏程序以执行该宏程序。当使用者压按该机械开关27时，可以容易地调用和执行宏程序。附带提及，用于调用和执行宏程序的开关不限于机械开关而是可以是在软件中实现的软件开关。在这种情况中，使用者通过连接到控制部分21上的输入部分26例如鼠标和键盘操作该软件开关例如显示在监视器25上的按钮。

当使用者操作机械开关或软件开关时，储存在宏储存部分232中的宏程序被宏执行部分24读取、分析和执行。宏执行部分24根据宏程序的时序执行嵌入在程序中的命令，由此指示控制部分21完成在用于分析的主流路和用于清洗的排出流路之间的切换、对每个流路中的流速、流速加速度和压力上限值的设定，以及多种液体的清洗次序，以及它们的混合比例的切换。根据该指示，控制部分21控制液体传递部分12、测量部分13或者清洁部分11，使得在合适的条件下完成清洗操作。

此外，根据本发明的液相色谱法分析装置不限于具有本实施例中的流路结构的系统，而是可以被应用到具有各种流路结构的系统中。例如，图5A和5B所示的系统，其具有的流路结构为设置了多个柱且在特定柱内进行分析而对另一柱进行清洗。

该液相色谱法分析装置包括用于分析的液体供应泵42a、清洁泵42b、两个柱45a、45b，以及两个六角形阀44a、44b。每个六角形阀44a、44b可位于图5A中示出的A位置和图5B中示出的B位置，该B位置为从A位置旋转60度。当六角形阀44a、44b在A位置时，柱45a连接在用于分析的液体供应泵42a和检测器46之间从而用柱45a进行分析。此时，柱45b连接在清洁泵42b和排出管47b之间从而清洁柱45b。另一方面，当六角形阀44a、44b在B位置时，与上面的情况相反，用柱45b进行分析而清洁柱45a。同样在具有这样的结构的液相色谱法分析中，与上述类似，通过先创建宏程序其包括用于控制阀44a、44b的命令、用于设定在清洗中的压力上限值的命令，以及设定清洗流速和流速加速度的命令，以及通过执行该宏程序，可以在合适的条件下容易地完成清洗操作。

显然，对本领域技术人员来说，可以不偏离本发明的精神和范围，对本发明的所述的优选实施例作出各种修改和变更。因而，应理解本发明覆盖与所附权利要求及其等同物的范围一致的所有的本发明的修改和变更。

Claims (12)

1.一种液相色谱法分析装置，包括：

用于输入信息的输入部分；

宏创建部分，其用于根据输入信息创建宏程序，该宏程序限定在清洗操作中的每次操作的操作次序和条件值，至少在高压流路和低压流路其中之一上进行该清洗操作；

用于储存该宏程序的宏储存部分；和

宏执行部分，其用于从宏储存部分读取宏程序，并分析和执行该宏程序。

2.如权利要求1所述的液相色谱法分析装置，还包括：

压力测量部分，其用于测量在至少高压流路和低压流路其中之一中的压力；

清洗测试部分，其用于根据清洗操作的每次操作的条件值进行清洗操作的测试，所述条件值根据输入信息来设定；及

条件值确定部分，其用于当在清洗测试部分中完成清洗操作的测试后，根据在压力测量部分中的测量结果，确定该条件值是否合适。

3.如权利要求1所述的液相色谱法分析装置，还包括：

溶剂数据库，其用于储存与溶剂特性有关的信息，

其中宏创建部分根据输入信息和储存在溶剂数据库中的信息来确定在清洗操作中的最优操作次序和最优条件值。

4.如权利要求2所述的液相色谱法分析装置，还包括：

溶剂数据库，其用于储存与溶剂特性有关的信息，

其中宏创建部分根据输入信息和储存在溶剂数据库中的信息来确定在清洗操作中的最优操作次序和最优条件值。

5.如权利要求1所述的液相色谱法分析装置，其中该输入部分执行一向导，借助该向导使用者通过交互式窗口输入信息。

6.如权利要求1所述的液相色谱法分析装置，还包括：

开关，其用于指示液相色谱法分析装置开始清洗操作，该开关为机械提供或由软件提供，

其中使用者操作该开关使得宏执行部分读取、分析和执行宏程序。

7.一种液相色谱法分析方法，包括：

输入信息；

根据该输入信息创建宏程序，该宏程序限定在清洗操作中的每次操作的操作次序和条件值，至少在高压流路和低压流路其中之一上进行该清洗操作；

在一宏储存部分中储存该宏程序；

从宏储存部分读取宏程序，并分析和执行该宏程序。

8.如权利要求7所述的液相色谱法分析方法，还包括：

测量在所述至少高压流路和低压流路其中之一中的压力；

根据清洗操作的每次操作的条件值进行清洗操作的测试，所述条件值根据输入信息来设定；及

当完成清洗操作的测试后，根据测得的压力，确定该条件值是否合适。

9.如权利要求7所述的液相色谱法分析方法，还包括：

根据输入信息和与溶剂的特性有关的信息，该信息储存在溶剂数据库中，来确定在清洗操作中的最优操作次序和最优条件值。

10.如权利要求8所述的液相色谱法分析方法，还包括：

根据输入信息和与溶剂的特性有关的信息，该信息储存在溶剂数据库中，来确定在清洗操作中的最优操作次序和最优条件值。

11.如权利要求7所述的液相色谱法分析方法，其中该信息是借助使用向导通过一交互式窗口而被输入。

12.如权利要求7所述的液相色谱法分析方法，还包括：

通过读取、分析和执行宏程序用一开关开始该清洗操作，所述开关为机械提供或由软件提供。

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