JP2001099822A - 高速液体クロマトグラフィー装置 - Google Patents

高速液体クロマトグラフィー装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料の濃度のばらつきに起因する高濃度成分
の測定誤差を解消できると同時に、拡散コイルに起因す
る低濃度成分の分析能力の低下や溶出成分の分析時間の
増加をなくすことができる結果、正確かつ迅速な測定を
行なえる高速液体クロマトグラフィー装置を提供する。 【解決手段】 検出器は、カラムからの被検液が流入す
る供給流路５６と、この供給流路５６を通った被検液を
測定流路５５に流入させる渦流生成路５８とを有してお
り、渦流生成路５８は、測定流路５５に流入する被検液
に渦流を生じさせることにより流路断面における濃度を
均一化させる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速液体クロマト
グラフィー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速液体クロマトグラフィー装置の一例
として、血液中のヘモグロビンにおけるヘモグロビンＡ
１ｃ（以下「ＨｂＡ１ｃ」と記す）の割合を測定するこ
とにより、糖尿病の診断に資する糖化ヘモグロビン測定
装置が存在する。この糖化ヘモグロビン測定装置におい
ては、従来、検体としての血液を希釈液で希釈してなる
試料の濃度によってＨｂＡ１ｃの測定値が変動し、正確
な測定値が得られなかった。すなわち、全ヘモグロビン
中のＨｂＡ１ｃの割合が同じ血液であっても、試料の濃
度によって測定値が異なっていた。
【０００３】この原因としては、カラムから検出器とし
ての分光光度計の測定流路に至るまでの管路中で、カラ
ムから流出する被検液が層流になり、測定流路において
被検液に流路半径方向の濃度勾配が生じる結果、ヘモグ
ロビンの大部分を占めるヘモグロビンＡ０（以下「Ｈｂ
Ａ０」と記す）を正確に測定することができず、ヘモグ
ロビン全体の測定量に誤差が生じるためと考えられる。
【０００４】すなわち、カラムによって成分別に分離さ
れた試料と溶離液とからなる被検液は、管路の管壁抵抗
によって、管断面の中心部と比較して周縁部の流速が遅
くなっており、この状態が測定流路においても維持され
るため、測定流路において流路断面の中心から周縁に向
かう方向に被検液の濃度勾配を生じ、管壁近傍が液置換
せずに濃度の薄い液になる結果、正確な測定が行なえな
いのである。特に、このような層流の影響は、被検液の
濃度が濃いほど大きいので、ヘモグロビンの大部分を占
めるＨｂＡ０の測定値に影響を及ぼし、ＨｂＡ０の測定
値が真値よりも小さくなってしまう。
【０００５】この考察は、試料の濃度が濃いほどＨｂＡ
１ｃの測定値が高くなってしまうという経験則と一致す
る。すなわち、試料の濃度が濃いほど層流の影響が大き
く、ＨｂＡ０の測定値が真値よりも小さくなってしまう
結果、全ヘモグロビンの測定結果が真値よりも小さくな
り、それによって全ヘモグロビン中のＨｂＡ１ｃの割合
が計算上大きくなってしまうのである。
【０００６】また、カラムによる分離に充分長い時間を
かければ、被検液の濃度が低下し、層流の影響を軽減で
きるのであるが、高速液体クロマトグラフィーを利用し
た糖化ヘモグロビン測定装置においては、多数の検体を
短時間で測定する必要があり、カラムによる分離に長時
間をかけることは不可能である。
【０００７】そこで、従来、カラムから検出器に至るま
での管路であって、検出器付近の位置に、拡散コイルと
呼称される螺旋状の配管を設け、この拡散コイルによっ
て被検液を混合し、層流における流路半径方向の濃度勾
配を緩和することができ、また、本来溶出されている成
分のピークを鈍くすることによって、被検液の濃度変化
を緩和させ、これによってＨｂＡ０の測定値を真値に近
づけるように工夫した糖化ヘモグロビン測定装置が提案
されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、拡散コイルを
用いた従来の糖化ヘモグロビン測定装置では、高濃度成
分であるＨｂＡ０の測定値を真値に近づけることができ
るものの、カラムによって分離された成分が拡散コイル
によって混合される結果、低濃度成分のピークも鈍って
しまい、分析能力が低下するという課題があった。ま
た、カラムによって一旦分離した成分を拡散コイルによ
って混合するので、クロマトグラムにおけるピークの半
値幅が広がる結果、溶出した成分を分析するために、分
離に要した時間以上に分析時間がかかってしまうという
課題もあった。
【０００９】
【発明の開示】本発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、試料の濃度のばらつきに起因する
高濃度成分の測定誤差を解消できると同時に、拡散コイ
ルに起因する低濃度成分の分析能力の低下や溶出成分の
分析時間の増加をなくすことができる結果、正確かつ迅
速な測定を行なえる高速液体クロマトグラフィー装置を
提供することを、その目的とする。
【００１０】上記の課題を解決するため、本発明では、
次の技術的手段を講じている。
【００１１】本発明の第１の側面によれば、検体を希釈
液により希釈してなる試料と、移動相としての溶離液と
をカラムに供給し、カラムによって分離された成分と前
記溶離液とからなる被検液を検出器に供給して、この検
出器の測定流路を流れる前記被検液の吸光度を測定する
ことによって、前記検体中の任意の成分の成分比率を測
定する高速液体クロマトグラフィー装置であって、検出
器は、前記カラムからの前記被検液が流入する供給流路
と、この供給流路を通った前記被検液を前記測定流路に
流入させる渦流生成路とを有しており、渦流生成路は、
前記測定流路に流入する前記被検液に渦流を生じさせる
ことにより流路断面における濃度を均一化させる構成と
したことを特徴とする、高速液体クロマトグラフィー装
置が提供される。
【００１２】好ましい実施の形態によれば、検体は、血
液であり、血液中のヘモグロビンにおける糖化ヘモグロ
ビンの比率を測定する構成とした。
【００１３】他の好ましい実施の形態によれば、渦流生
成路は、前記供給流路および前記測定流路よりも流路断
面積が小さく、かつ、前記渦流生成路の軸芯は、前記測
定流路の軸芯を外れた方向に向かって延びている。
【００１４】他の好ましい実施の形態によれば、渦流生
成路の軸芯は、前記供給流路の軸芯と交差する。
【００１５】他の好ましい実施の形態によれば、渦流生
成路の軸芯は、前記供給流路の軸芯および前記測定流路
の軸芯とねじれの位置にある。
【００１６】他の好ましい実施の形態によれば、渦流生
成路は、前記供給流路側から前記測定流路側にかけて次
第に流路断面積が小さくなっている。
【００１７】このように、測定流路直前の渦流生成路
を、測定流路に流入する被検液に渦流を生じさせること
により流路断面における濃度を均一化させる構成とした
ので、測定流路に流入する被検液を短時間で拡散させる
ことができる。したがって、測定流路の流路断面におい
て被検液の濃度勾配を生じないことから、試料の濃度の
ばらつきに起因する高濃度成分の測定誤差を解消でき
る。しかも、被検液の拡散を必要最小限に抑えることが
できることから、拡散コイルに起因する低濃度成分の分
析能力の低下や溶出成分の分析時間の増加をなくすこと
ができる。この結果、正確かつ迅速な測定を行なえる。
【００１８】本発明のその他の特徴および利点は、添付
図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明
らかとなろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２０】図１は、本発明に係る高速液体クロマトグ
ラフィー装置の一例としての糖化ヘモグロビン測定装置
の概略構成図であって、この糖化ヘモグロビン測定装置
は、試料前処理部１、分析部２、インジェクションバル
ブ３、制御装置４、および排液部５を備えている。試料
前処理部１は、試料調製部１１、および送液ポンプ１２
を備えている。分析部２は、溶離液調製部２１、送液ポ
ンプ２２、カラム２３、および検出器２４を備えてい
る。インジェクションバルブ３は、インジェクションル
ープ３１を備えているとともに、６個のポート３ａ〜３
ｆを有している。ポート３ａはカラム２３に接続され、
ポート３ｂは送液ポンプ２２に接続され、ポート３ｃは
インジェクションループ３１の一端に接続され、ポート
３ｄ，３ｅは試料調製部１１に接続され、ポート３ｆは
インジェクションループ３１の他端に接続されている。
【００２１】試料前処理部１は、試料を調製してインジ
ェクションループ３１に導入する。分析部２は、インジ
ェクションループ３１から注入された試料を成分分離し
て測定する。インジェクションバルブ３は、インジェク
ションループ３１を試料前処理部１の試料調製部１１に
接続する状態と分析部２のカラム２３に接続する状態と
に切り替わる。制御装置４は、マイクロコンピュータな
どを備えており、試料前処理部１の送液ポンプ１２、分
析部２の送液ポンプ２２、インジェクションバルブ３、
および排液部５のポンプやバルブなどを駆動制御すると
ともに、検出器２４からの検出信号に基づいて測定結果
を図外の記録部に印刷させ、また図外の表示部に表示さ
せる。排液部５は、試料前処理部１および分析部２から
の排液を処理する。
【００２２】試料調製部１１は、検体としての血液を図
外の検体収容容器から所定量吸引し、希釈液により希釈
することによって試料を調製する。調製された試料は、
試料調製部１１に内蔵されている希釈槽に貯留される。
送液ポンプ１２は、試料調製部１１により調製された試
料を希釈槽からインジェクションループ３１に送り込
む。
【００２３】溶離液調製部２１は、移動相としての溶離
液を調製する。溶離液調製部２１には、相互に濃度の異
なる溶離液を貯留する複数の溶離液槽や、これら溶離液
槽からの溶離液の流路を合流させるマニホールドなどが
備えられている。送液ポンプ２２は、溶離液調製部２１
によって調製された溶離液をインジェクションバルブ３
を介してカラム２３に送り込む。カラム２３は、溶離液
とともに供給される試料を目的成分毎に分離する。検出
器２４は、分光光度計などを備えており、カラム２３に
より分離された成分と溶離液とからなる被検液の吸光度
を測定する。
【００２４】インジェクションループ３１は、試料を所
定量貯留する。
【００２５】なお、試料前処理部１や分析部２の全体的
な構成は周知であるので、これ以上の具体的な説明は省
略する。
【００２６】図２は、検出器２４の一部切欠斜視図であ
って、検出器２４は、セル４１、発光素子収容部４２、
および受光素子収容部４３を備えている。セル４１と発
光素子収容部４２との間には、円板状の透明板４５、お
よび円形のレンズ４６が設置されており、セル４１と受
光素子収容部４３との間には、円板状の透明板４７、お
よび円形のレンズ４８が設置されている。発光素子収容
部４２とレンズ４６との間には、レンズ押えとしてのＯ
リング５１が介装されており、受光素子収容部４３とレ
ンズ４８との間には、レンズ押えとしてのＯリング５２
が介装されている。Ｏリング５１，５２は、半径方向の
断面が円形である。なお図示していないが、発光素子収
容部４２には、発光素子としてのたとえばハロゲンラン
プが設置され、受光素子収容部４３には、受光素子とし
てのたとえばホトダイオードあるいはホトトランジスタ
が設置される。また、セル４１と発光素子収容部４２と
の間には、パッキンが介装されている。また、セル４１
と受光素子収容部４３との間には、パッキンが介装され
ている。透明板４５および透明板４７は、全体が透明で
あってもよいし、測定流路５５に対応する部分すなわち
中央部付近だけが透明であってもよい。
【００２７】セル４１には、カラム２３からの被検液と
測定用の光とが通過する測定流路５５と、カラム２３か
らの被検液が流入する供給流路５６と、測定流路５５を
通過した被検液を検出器２４の外部に導く排出流路５７
とが形成されている。
【００２８】図３は、セル４１の正面図、図４は、図３
におけるＡ−Ａ矢視断面図であって、測定流路５５は、
セル４１のほぼ中心部を厚み方向に貫通する直線状に形
成されている。供給流路５６は、セル４１の右端面から
測定流路５５の下方まで直線状に延び、そこで直角に屈
曲して、セル４１の正面まで直線状に延びている。供給
流路５６と測定流路５５とは渦流生成路５８を介して連
通している。排出流路５７は、測定流路５５の終端から
セル４１の背面を上面側に延び、直角に屈曲してセル４
１の正面側に延び、さらに直角に屈曲してセル４１の上
面まで直線状に延びている。
【００２９】図５は、セル４１における渦流生成路５８
付近の拡大図であって、セル４１の正面には、供給流路
５６の終端から測定流路５５の始端に至る溝５９が形成
されており、この溝５９によって渦流生成路５８が構成
されている。すなわち、セル４１と透明板４７とを当接
させることにより、溝５９の部分が両端を除いて閉塞さ
れた空間となり、この空間が渦流生成路５８を構成す
る。溝５９は、供給流路５６側から測定流路５５側にか
けて先細り状になっており、かつ、供給流路５６の軸芯
５６ａと測定流路５５の軸芯５５ａとを結ぶ線分Ｂに対
して傾斜する方向に延びている。渦流生成路５８の被検
液流れ方向と直交する方向の溝５９の断面形状は、半円
形である。
【００３０】次に動作を説明する。いま、インジェクシ
ョンバルブ３のポート３ｂとポート３ｃとが連通し、ポ
ート３ｄとポート３ｅとが連通し、ポート３ｆとポート
３ａとが連通しているものとする。送液ポンプ２２によ
り溶離液調製部２１からインジェクションバルブ３のポ
ート３ｂに供給された溶離液は、ポート３ｃ、インジェ
クションループ３１、ポート３ｆ、およびポート３ａを
通ってカラム２３に流入する。したがって、インジェク
ションループ３１に貯留されている所定量の試料は、溶
離液調製部２１からの溶離液とともにカラム２３に流入
し、試料の注入が行われる。
【００３１】この後、送液ポンプ１２により試料調製部
１１からインジェクションバルブ３のポート３ｅに洗浄
液が送出され、この洗浄液は、排液としてポート３ｄか
ら試料調製部１１の希釈槽に至る。これにより、試料前
処理部１における試料の流路に残留した試料が洗浄液に
より除去される。
【００３２】この後、試料調製部１１の各部が制御装置
４によって制御されることにより、検体収容容器から所
定量の血液が吸引され、所定の希釈液により希釈され
て、試料の調製が行われる。
【００３３】この後、制御装置４によってインジェクシ
ョンバルブ３の接続状態が切り替えられ、ポート３ａと
ポート３ｂとが連通し、ポート３ｃとポート３ｄとが連
通し、ポート３ｅとポート３ｆとが連通する。そして、
送液ポンプ１２により試料が試料調製部１１からインジ
ェクションバルブ３のポート３ｅに送出される。インジ
ェクションバルブ３のポート３ｅはポート３ｆに接続さ
れた状態であるので、試料はインジェクションループ３
１に流入し、インジェクションループ３１に所定量の試
料が導入される。インジェクションループ３１から溢れ
た試料は、排液としてポート３ｃ，３ｄを通って試料調
製部１１の希釈槽に戻る。なお、溶離液調製部２１から
インジェクションバルブ３のポート３ｂに送出された溶
離液は、インジェクションループ３１を通らずにポート
３ａから流出し、カラム２３に供給される。
【００３４】一方、溶離液とともにカラム２３に注入さ
れた試料は、カラム２３により分離され、分離された成
分と溶離液とからなる被検液が検出器２４に供給され
て、検出器２４の測定流路５５を通る被検液の吸光度が
検出器２４により測定され、検出器２４からの検出信号
が制御部４に入力されて、ＨｂＡ１ａｂ，ＨｂＦ，Ｈｂ
Ａ１ｃ，ＨｂＡ０などのクロマトグラムや各成分の比率
などが測定結果として表示されるとともに記録用紙上に
印刷される。
【００３５】このとき、供給流路５６と測定流路５５と
の間に渦流生成路５８が設けられているので、被検液に
渦流が生じ、流路断面における濃度が均一化される。す
なわち、渦流生成路５８が先細り状であるので、被検液
の流速が高速化され、しかも、渦流生成路５８が測定流
路５５の直前に位置し、かつ渦流生成路５８は線分Ｂに
対して傾斜する方向に延びているので、測定流路５５の
始端において被検液が軸芯５５ａから外れた方向に流入
することから、測定流路５５の始端部において被検液が
瞬間的に螺旋状を描くように流れ、この結果、被検液が
短時間で拡散される。したがって、測定流路５５の被検
液は、流路断面における濃度が均一化され、濃度勾配を
生じることがない。
【００３６】検出器２４を通過した被検液は、機外の排
液収容設備に至る。また、排液部５に吸引された排液
は、機外の排液収容設備に排出される。
【００３７】図６は、血液の希釈倍率と糖化ヘモグロビ
ン測定装置によるＨｂＡ１ｃの測定結果との関係を示す
説明図であって、横軸は血液の希釈倍率の逆数、縦軸は
全ヘモグロビン中のＨｂＡ１ｃの割合である。図６にお
いて、実線は上記実施形態における糖化ヘモグロビン測
定装置による測定結果を表しており、破線は拡散コイル
を備えていない従来の糖化ヘモグロビン測定装置による
測定結果を表している。図６から明らかなように、上記
実施形態における糖化ヘモグロビン測定装置によれば、
血液の希釈倍率の変化に対するＨｂＡ１ｃの測定値の変
化が、拡散コイルを備えていない従来の糖化ヘモグロビ
ン測定装置と比較して格段に少ない。なお、拡散コイル
を備えた従来の糖化ヘモグロビン測定装置によれば、血
液の希釈倍率の変化に対するＨｂＡ１ｃの測定値の変化
は比較的小さいものの、低濃度成分の分析能力が大幅に
低下するとともに、溶出成分の分析時間が大幅に増加す
ることが、実験により確認されている。
【００３８】このように、供給流路５６と測定流路５５
との間に渦流生成路５８を設けたので、測定流路５５に
流入する被検液を短時間で拡散させて、測定流路５５の
流路断面における被検液の濃度を均一化できることか
ら、試料の濃度のばらつきに起因するＨｂＡ０の測定誤
差を解消できる。しかも、被検液の拡散を必要最小限に
抑えることができることから、従来の糖化ヘモグロビン
測定装置における拡散コイルに起因する低濃度成分の分
析能力の低下や溶出成分の分析時間の増加をなくすこと
ができる。この結果、正確かつ迅速な測定を行なえる。
【００３９】なお、上記実施形態においては、図５に示
すように、供給流路５６側から測定流路５５側にかけて
次第に先細り状になる渦流生成路５８を設けたが、図７
に示すように、供給流路５６側から測定流路５５側にか
けて次第に先太り状になる渦流生成路６１を設けてもよ
い。
【００４０】あるいは、図８に示すように、供給流路５
６の終端から測定流路５５の始端に至るまで、一様な流
路断面積の渦流生成路６２を設けてもよい。渦流生成路
６２の半径は、測定流路５５の半径および供給流路５６
の半径よりも小さい。渦流生成路６２の軸芯は、供給流
路５６の軸芯５６ａと測定流路５５の軸芯５５ａとを結
ぶ線分Ｂと平行である。すなわち、渦流生成路６２の軸
芯は、供給流路５６の軸芯５６ａおよび測定流路５５の
軸芯５５ａとねじれの位置にある
【００４１】また、図９〜図１４に示すようなセルを用
いてもよい。すなわち、図９は、別の実施形態における
セルの正面図、図１０は、図９におけるＣ−Ｃ矢視断面
図、図１１は、図９におけるＤ−Ｄ矢視断面図、図１２
は、図９におけるＥ−Ｅ矢視断面図、図１３は、同背面
図、図１４は、渦流生成路付近の拡大図であって、この
セル７１においては、供給流路７２と渦流生成路７３と
が直交しておらず、ほぼ４５度の角度をなしている。そ
の他の構成はセル４１とほぼ同様である。もちろん、渦
流生成路７３は測定流路７４に連通しており、測定流路
７４は排出流路７５に連通している。
【００４２】なお、糖化ヘモグロビン測定装置の全体構
成、検出器２４およびセル４１，７１の具体的構成、な
らびに渦流生成路５８，７３の具体的形状などは、上記
各実施形態のように限定されるものではない。
【００４３】また、上記各実施形態においては、本発明
の高速液体クロマトグラフィー装置を糖化ヘモグロビン
測定装置として利用したが、本発明の高速液体クロマト
グラフィー装置は、糖化ヘモグロビン測定装置以外の検
体測定装置としてもちろん利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高速液体クロマトグラフィー装置
の一例としての糖化ヘモグロビン測定装置の概略構成図
である。
【図２】図１に示す糖化ヘモグロビン測定装置に備えら
れた検出器の一部切欠斜視図である。
【図３】図２に示す検出器に備えられたセルの正面図で
ある。
【図４】図３におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図５】図３に示すセルにおける渦流生成路付近の拡大
図である。
【図６】血液の希釈倍率とＨｂＡ１ｃの測定値との関係
の説明図である。
【図７】他の実施形態における渦流生成路付近の拡大図
である。
【図８】さらに他の実施形態における渦流生成路付近の
拡大図である。
【図９】さらに他の実施形態におけるセルの正面図であ
る。
【図１０】図９におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図１１】図９におけるＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図１２】図９におけるＥ−Ｅ矢視断面図である。
【図１３】図９に示すセルの背面図である。
【図１４】図９に示すセルにおける渦流生成路付近の拡
大図である。
【符号の説明】
２３ カラム ２４ 検出器 ４１ セル ５５ 測定流路 ５６ 供給流路 ５７ 排出流路 ５８ 渦流生成路 ５９ 溝 ６１ 渦流生成路 ６２ 渦流生成路 ７１ セル ７２ 供給流路 ７３ 渦流生成路 ７４ 測定流路 ７５ 排出流路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 検体を希釈液により希釈してなる試料
    と、移動相としての溶離液とをカラムに供給し、カラム
    によって分離された成分と前記溶離液とからなる被検液
    を検出器に供給して、この検出器の測定流路を流れる前
    記被検液の吸光度を測定することによって、前記検体中
    の任意の成分の成分比率を測定する高速液体クロマトグ
    ラフィー装置であって、 前記検出器は、前記カラムからの前記被検液が流入する
    供給流路と、この供給流路を通った前記被検液を前記測
    定流路に流入させる渦流生成路とを有しており、 前記渦流生成路は、前記測定流路に流入する前記被検液
    に渦流を生じさせることにより流路断面における濃度を
    均一化させる構成としたことを特徴とする、高速液体ク
    ロマトグラフィー装置。
  2. 【請求項２】 前記検体は、血液であり、 前記血液中のヘモグロビンにおける糖化ヘモグロビンの
    比率を測定する構成とした、請求項１に記載の高速液体
    クロマトグラフィー装置。
  3. 【請求項３】 前記渦流生成路は、前記供給流路および
    前記測定流路よりも流路断面積が小さく、かつ、前記渦
    流生成路の軸芯は、前記測定流路の軸芯を外れた方向に
    向かって延びている、請求項１または２に記載の高速液
    体クロマトグラフィー装置。
  4. 【請求項４】 前記渦流生成路の軸芯は、前記供給流路
    の軸芯と交差する、請求項３に記載の高速液体クロマト
    グラフィー装置。
  5. 【請求項５】 前記渦流生成路の軸芯は、前記供給流路
    の軸芯および前記測定流路の軸芯とねじれの位置にあ
    る、請求項３に記載の高速液体クロマトグラフィー装
    置。
  6. 【請求項６】 前記渦流生成路は、前記供給流路側から
    前記測定流路側にかけて次第に流路断面積が小さくなっ
    ている、請求項３ないし５のいずれかに記載の高速液体
    クロマトグラフィー装置。
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