JP2006284469A - 液体クロマトグラフ分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な構成でありながら、イソクラティック送液法でも分析カラムの再生又は洗浄が短時間に可能な液体クロマトグラフ分析装置を実現する。
【解決手段】オートサンプラを利用し、分析カラムへの試料導入期間中に、シリンジ１４内に再生液又は洗浄液等を充填し、分析カラムの対象成分以外の成分除去工程、対象成分の検出器への導入工程実行期間中に、シリンジ１４内に充填した洗浄液等をサンプルループ内に充填する。そして、次の、分析カラムの再生工程時に、サンプルループ内に充填した再生液を分析カラムに導入するように構成している。したがって、高価なグラジエントシステムを使用することなく、安価な構成でありながら、分析カラムの再生又は洗浄が短時間に可能な液体クロマトグラフ分析装置を実現することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体クロマトグラフ分析装置に係わり、特に、分析カラムの再生又は洗浄を行う液体クロマトグラフ分析装置に関する。

液体クロマトグラフ分析装置においては、分析毎の分析カラムの再生又は洗浄が行なわれ、分析精度の向上が図られている。この分析カラムの再生又は洗浄方法としては、一般的に溶離液として、カラムの再生又は洗浄用を目的とした溶媒を含む溶離液を送液するためのグラジエントシステムを用いたグラジエント送液法が使用されている。

また、特許文献１には、イオンクロマトグラフィーに使用する分析カラムを効率良く洗浄するための洗浄方法が記載されている。この特許文献１記載の技術は、ピロメリット酸と２−アミノ−２−ヒドロキシメチル−１、３−プロパンジオールとの混合液で分析カラムを洗浄する方法である。

特開平６-３１７５７２号公報

ところで、グラジエント送液法を用いて分析カラムの再生又は洗浄を行う場合、特許文献１記載の洗浄方法を使用したとしても、分析カラム再生時間の他、カラムを初期状態に戻してから測定を開始するまでの時間（コンディショニングに要する時間）が必要であり、近年、望まれているハイスループット分析には適用しにくい。

また、医薬品の品質管理等のルーチン分析としては、イソクラティック送液法（１液送液）が理想であり、分析カラム再生又は洗浄を目的とした場合、ポンプとは別に、上述したように、溶離液の送液用にグラジエントシステムを購入しなければならず、システムとして高価になってしまう問題があった。

本発明の目的は、安価な構成でありながら、イソクラティック送液法でも分析カラムの再生又は洗浄が短時間に可能な液体クロマトグラフ分析方法及び装置を実現することである。

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
（１）液体クロマトグラフ分析装置において、溶液を送液する送液手段と、溶液を一定量保持することができるとともに、測定対象試料を溶液中に導入する試料導入手段と、測定対象試料を吸着、溶離する分析カラムと、上記分析カラムから溶離された測定対象試料を検知する検知手段と、洗浄液または再生液を吸引して、一定量保持できるとともに、吐出することができる溶液吸引吐出手段と、上記送液手段から送液された溶液を上記試料導入手段を介して上記分析カラムに供給する第１の流路状態と、上記上記送液手段から送液された溶液を上記分析カラムに供給するとともに上記吸引吐出手段から吐出された洗浄液又は再生液を上記試料導入手段に供給する第２の流路状態とを切り替える第１の流路切替手段と、洗浄液又は再生液を上記吸引吐出手段に吸引させる第３の流路と、上記吸引吐出から吐出された洗浄液又は再生液を上記第１の流路切替手段に供給する第４の流路とを切り替える第２の流路切替手段と、上記送液手段、試料導入手段、溶液吸引吐出手段、第１の流路切替手段及び第２の流路切替手段の動作を制御する制御手段とを備える。

（２）好ましくは、上記（１）において、上記制御手段は、第１の流路切り替え手段の流路が上記第１の流路状態のときに、上記第２の流路切替手段の流路を上記第３の流路状態とし、第１の流路切り替え手段の流路が上記第２の流路状態のときに、上記第２の流路切替手段の流路を上記第４の流路状態とする。

（３）液体クロマトグラフ分析方法において、液を一定量保持することができるとともに、測定対象試料を溶液中に導入する試料導入手段に、溶液を送液する送液手段からの溶液を導入し、上記測定対象試料を溶液と共に上記試料導入手段から分析カラムに供給し、上記試料導入手段から上記測定対象試料及び溶液を上記分析カラムに供給する期間に、洗浄液または再生液を吸引して、一定量保持できるとともに吐出することができる溶液吸引吐出手段に、洗浄液又は再生液を一定量吸引させて保持させ、上記送液手段からの溶液を直接上記分析カラムに供給すると共に、上記溶液吸引吐出手段に保持された洗浄液又は再生液を、上記試料導入手段に供給して保持させ、上記試料導入手段に保持された洗浄液又は再生液を上記分析カラムに供給して、この分析カラムの洗浄又は再生を行なう。

本発明によれば、安価な構成でありながら、イソクラティック送液法でも分析カラムの再生又は洗浄が短時間に可能な液体クロマトグラフ分析方法及び装置を実現することができる。

つまり、本発明によれば、任意のカラム再生液または洗浄用溶液を選択し、一時的に保持しておいたカラム再生液または洗浄液を分析流路内に導入することで、グラジエントシステムなしで、分析カラムを短時間に自動再生または洗浄をすることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態である液体クロマトグラフ分析装置において、分析カラムに試料を導入する期間に、分析カラムの再生液をシリンジ内に導入するための流路図である。

図１において、ポンプ（図示せず）及び分析カラム（図示せず）は、インジェクションバルブ１１に接続されている。このインジェクションバルブ１１は、ポート１１１〜１１６を有し、流路の切り替えが可能となっている。そして、インジェクションバルブ１１のポート１１１が、上記ポンプに接続され、ポート１１２は上記分析カラムに接続される。

また、インジェクションバルブ１１のポート１１６は、サンプルループ１０、ニードル１７、注入ポート１６を介してポート１１３に接続されている。

また、シリンジバルブ１２は、ポートＳ１〜Ｓ６を有し、流路の切り替えが可能となっている。そして、シリンジバルブ１２のポートＳ２は、インジェクションバルブ１１のポート１１４に接続され、シリンジバルブ１２のポートＳ３はインジェクションバルブ１１のポート１１５に接続されている。

また、シリンジバルブ１２のポートＳ４は洗浄ポート１５に接続され、ポートＳ５はポンプ洗浄のための流路に接続される。また、シリンジバルブ１２のポートＳ６はシリンジ１４に接続され、ポートＳ１は溶媒切替バルブ１３に接続される。

溶媒切替バルブ１３は、洗浄液１８、再生液１９、ニードル洗浄液２０のうちのいずれかをシリンジバルブ１３に供給可能となっている。

また、図示は省略したが、インジェクションバルブ１１、シリンジバルブ１２、シリンジ１４、溶媒切り替えバルブ１３、ポンプ等の動作を制御する制御手段を、液体クロマトグラフ装置は備えている。

上記構成において、ポンプ（図示せず）からの溶離液は、インジェクションバルブ１１のポート１１１、ポート１１６、サンプルループ１０、ニードル１７、注入ポート１６、インジェクションバルブ１１のポート１１３、ポート１１２を通って分析カラム（図示せず）に導入される。

ポンプからの溶離液を分析カラムに導入している期間に、切替バルブ１３は再生液１９側に切替られており、シリンジバルブ１２のポートＳ１とＳ６とが接続された流路が選択されている。そして、上述したようにポンプからの溶離液を分析カラムに導入している期間に、シリンジ１４を吸引し、再生液１９が溶媒切替バルブ１３を介してシリンジ１４内に充填する。

図２は、再生液１９がシリンジ１４内に充填された後、ポンプからの溶液がサンプルループ１０を介することなく分析カラムに供給される期間に、サンプルループ内にシリンジ１４から再生液を導入する流路図である。

シリンジバルブ１２に接続されたポートＳ６とＳ１をポートＳ６とＳ２に切替え後、インジェクションバルブ１１のポジションをＬｏａｄ側に切り替える。

これにより、ポンプからの溶液は、ポート１１１、１１２を介して分析カラムに供給される。また、シリンジ１４に接続されたシリンジバルブ１２のポートＳ６、ポートＳ２、インジェクションバルブ１１のポート１１４、ポート１１３、注入ポート１６、ニードル１７、サンプルループ１０、ポート１１６、ポート１１５、シリンジバルブ１２のポートＳ３、ポートＳ４、洗浄ポート１５を通る流路が形成される。この状態では、サンプルループ１０内は溶離液である。

上記流路において、シリンジ１４内の再生液１９を押し出し、サンプルループ１０内を再生液１９に置き換えることができる。

図３は、サンプルループ１０内を再生液１９に置き換えた後、ループ内のカラム再生液を分析カラムに導入するための流路図である。基本的には、図１に示した流路と同じ流路である。

シリンジバルブ１２のポートＳ２とＳ３とが連通するように切替え後、インジェクションバルブ１１のポジションをＩｎｊｅｃｔ側に切り替える。

これにより、ループ内の再生液１９は、インジェクションバルブ１１のポート１１６、サンプルループ１０、ニードル１７、注入ポート１６、ポート１１３、ポート１１２を通ってカラム内に再生液１９が導入される。

図４は、図２に示す状態でサンプルループ内に導入したカラム再生液のみではその量が十分ではない場合に、カラム再生液を、追加してシリンジ１４内に導入する場合の流路図である。分析カラムのサイズによって、その分析カラムの再生液の量が変化するために、サンプルループ１０の容量を大きくし、かつ、シリンジ１４からの再生液１９を複数回導入することにより、大量の再生液１９を分析流路内に導入することができる。

つまり、図３に示した流路で、シリンジ１４を吸引し、再生液１９をシリンジ１４内に充填する。

次に、図３に示した流路から図２に示す流路に切り替え、シリンジバルブ１２のポートＳ６とポートＳ２とが連通するよう切り替え後、インジェクションバルブ１１のポジションをＬｏａｄ側に切り替える。

これにより、シリンジ１４、ポートＳ６、ポートＳ２、ポート１１４、ポート１１３、注入ポート１６、ニードル１７、サンプルループ１０、１１６、ポート１１５、ポートＳ３、ポートＳ４、洗浄ポート１５を通る流路になる。

この状態では、サンプルループ１０内は溶離液であるため、シリンジ１４内の再生液１９を押し出し、サンプルループ１０内を再生液１９に置き換える。

その後、図３に示す流路とし、分析カラムを再生する。

なお、上述した説明では、溶媒切替バルブ１３からシリンジバルブ１２に供給するのは再生液であったが、溶媒切替バルブ１３を切り替えることにより、洗浄液１８、ニードル洗浄液２０をシリンジバルブ１２に供給することが可能である。

なお、洗浄ポート１５は、ニードル１７の外壁を洗浄するためのポートである。

図５は、本発明の一実施形態である液体クロマトグラフ分析装置の概略構成図である。
図５において、液体クロマトグラフ装置は、溶離液２１を送液するためのポンプ２２と、試料を流路に導入するためのオートサンプラ２３と、成分を分離するため分析カラム３０と、この分析カラム３０を恒温するためのカラムオーブン２４と、カラム３０からの溶出成分を検出するための検出器２５とを備えている。

また、カラムの洗浄液２７、再生液２８、サンプルの洗浄を行うためのニードル洗浄液２９等がオートサンプラ２３により分析カラム３０等に供給される。

図１〜図４に示した構成は、図５に示した構成のオートサンプラ２３に対応する図である。なお、図１に示した、インジェクションバルブ１１、シリンジバルブ１２、シリンジ１４、溶媒切り替えバルブ１３の動作を制御する制御手段は、このオートサンプラ２３に備えられている。また、検出器２５からは廃液２６が排出される。

図６は、一般的な液体クロマトグラフ分析装置により得られたクロマトグラムと、本発明による液体クロマトグラフ装置により得られたクロマトグラムとを比較するグラフである。この図６に示したグラフの縦軸は信号強度を示し、横軸は保持時間を示す。図６の（Ａ）は、従来技術における液体クロマトグラフ装置により得られたクロマトグラムであり、図６の（Ｂ）と（Ｃ）は、本発明による液体クロマトグラフ装置により得られたクロマトグラムである。図６の（Ｃ）に示したクロマトグラムは、図６の（Ｂ）に示したクロマトグラムが得られたカラム再生液導入タイミングより、早いタイミングでカラム再生液を導入した場合に得られた結果である。

イソクラティック溶出法の場合、目的ピーク成分溶出後においても不純物が溶出することがある。図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のそれぞれは、そのことを示している。分析の終了は、その不純物の検出が終了したと判断可能な時点である。

図６の（Ａ）に示したクロマトグラムでは、分析終了時点はｔ３、図６の（Ｂ）では、ｔ２、図６の（Ｃ）では、ｔ１であり、本発明による液体クロマトグラフ装置の分析終了時点ｔ１、ｔ２は、従来技術による液体クロマトグラフ装置の分析終了時点ｔ３より短く、分析時間の短縮化が図られている。

これは、本発明においては、目的ピークの溶出確認後、カラム内に再生液を導入することで、分析サイクルを早めているからである。つまり、一回の分析中で、その動作を停止することなく、分析カラムへの試料導入、洗浄、カラムの再生が実行されているため、分析サイクルを短縮可能となっている。

ここで、図６の（Ｃ）に示したクロマトグラムは、上述したように、カラム再生液を導入するタイミングを早く設定した場合のシュミレーションしたクロマトグラムである。インジェクションバルブ１１から検出器２５までのデッドボリューム分を計算することで、目的ピークの溶出を確認しなくても、カラムの再生液を分析流路内に導入することにより、さらに、分析サイクルの短縮が可能となる例である。

以上のように、本発明によれば、オートサンプラ装置を利用し、分析カラムへの試料導入期間中に、シリンジ１４内に再生液又は洗浄液等を充填し、分析カラムの対象成分以外の成分除去工程、対象成分の検出器への導入工程実行期間中に、シリンジ１４内に充填した洗浄液等をサンプルループ内に充填する。そして、次の、分析カラムの再生工程時に、サンプルループ内に充填した再生液を分析カラムに導入するように構成している。

したがって、高価なグラジエントシステムを使用することなく、安価な構成でありながら、分析カラムの再生又は洗浄が短時間に可能な液体クロマトグラフ分析方法及び装置を実現することができる。

本発明の一実施形態である液体クロマトグラフ分析装置において分析カラムに試料を導入する期間に分析カラムの再生液をシリンジ内に導入するための流路図である。 本発明の一実施形態である液体クロマトグラフ分析装置において再生液がシリンジ内の充填された後、サンプルループ内にシリンジから再生液を導入する流路図である。 本発明の一実施形態である液体クロマトグラフ分析装置においてサンプルループ内を再生液に置き換えた後ループ内のカラム再生液を分析カラムに導入する流路図である。 本発明の一実施形態である液体クロマトグラフ分析装置においてカラム再生液を、追加してシリンジ内に導入する場合の流路図である。 本発明の一実施形態である液体クロマトグラフ分析装置の概略構成図である。 一般的な液体クロマトグラフ装置により得られたクロマトグラムと、本発明による液体クロマトグラフ装置により得られたクロマトグラムとを比較するグラフである。

符号の説明

１０ サンプルループ
１１ インジェクションバルブ
１２ シリンジバルブ
１３ 溶媒切替バルブ
１４ シリンジ
１５ 洗浄ポート
１６ 注入ポート
１７ ニードル
１８、２７ 洗浄液
１９、２８ 再生液
２０、２９ ニードル洗浄液
２１ 溶離液
２２ ポンプ
２３ オートサンプラ
２４ カラムオーブン
２５ 検出器
２６ 廃液
３０ 分析カラム

Claims (3)

1. 液体クロマトグラフ分析装置において、
   溶液を送液する送液手段と、
   溶液を一定量保持することができるとともに、測定対象試料を溶液中に導入する試料導入手段と、
   測定対象試料を吸着、溶離する分析カラムと、
   上記分析カラムから溶離された測定対象試料を検知する検知手段と、
   洗浄液または再生液を吸引して、一定量保持できるとともに、吐出することができる溶液吸引吐出手段と、
   上記送液手段から送液された溶液を上記試料導入手段を介して上記分析カラムに供給する第１の流路状態と、上記送液手段から送液された溶液を上記分析カラムに供給するとともに上記吸引吐出手段から吐出された洗浄液又は再生液を上記試料導入手段に供給する第２の流路状態とを切り替える第１の流路切替手段と、
   洗浄液又は再生液を上記吸引吐出手段に吸引させる第３の流路と、上記吸引吐出から吐出された洗浄液又は再生液を上記第１の流路切替手段に供給する第４の流路とを切り替える第２の流路切替手段と、
   上記送液手段、試料導入手段、溶液吸引吐出手段、第１の流路切替手段及び第２の流路切替手段の動作を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする液体クロマトグラフ分析装置。
2. 請求項１記載の液体クロマトグラフ装置において、上記制御手段は、
   第１の流路切り替え手段の流路が上記第１の流路状態のときに、上記第２の流路切替手段の流路を上記第３の流路状態とし、
   第１の流路切り替え手段の流路が上記第２の流路状態のときに、上記第２の流路切替手段の流路を上記第４の流路状態とすることを特徴とする液体クロマトグラフ分析装置。
3. 液体クロマトグラフ分析方法において、
   溶液を一定量保持することができるとともに、測定対象試料を溶液中に導入する試料導入手段に、溶液を送液する送液手段からの溶液を導入し、
   上記測定対象試料を溶液と共に上記試料導入手段から分析カラムに供給し、
   上記試料導入手段から上記測定対象試料及び溶液を上記分析カラムに供給する期間に、洗浄液または再生液を吸引して、一定量保持できるとともに吐出することができる溶液吸引吐出手段に、洗浄液又は再生液を一定量吸引させて保持させ、
   上記送液手段からの溶液を直接上記分析カラムに供給すると共に、上記溶液吸引吐出手段に保持された洗浄液又は再生液を、上記試料導入手段に供給して保持させ、
   上記試料導入手段に保持された洗浄液又は再生液を上記分析カラムに供給して、この分析カラムの洗浄又は再生を行なうことを特徴とする液体クロマトグラフ分析方法。

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