JP2007163435A

JP2007163435A - 分取クロマトグラフ装置

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Publication number: JP2007163435A
Application number: JP2005363758A
Authority: JP
Inventors: Toshinobu Yanagisawa; 年伸柳沢
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2025-12-16
Also published as: JP4816060B2

Abstract

【課題】自動分取における分画条件の設定が容易な分取クロマトグラフ装置を提供する。
【解決手段】カラム１４によって分離させた試料を検出器１５とフラクションコレクタ１６とに導入し、検出器１５からの信号に基づきフラクションコレクタ１６で各成分を分画して採取する分取液体クロマトグラフ装置において、分画条件として、従来の波形処理パラメータに加えて基準となるクロマトグラムデータを登録できるようにすると共に、現在分析中の試料について信号処理部２１で作成されたクロマトグラムと記憶部２４に記憶された基準クロマトグラムとを比較して両者の一致度を算出するための一致度算出部２２を設ける。該一致度に基づいて分取決定部２３において対象クロマトグラムにおける分画開始点及び終了点が決定され、該決定に基づいてフラクションコレクタ１６で試料成分の分画が行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、分取クロマトグラフ装置に関する。

従来より、高速液体クロマトグラフ（HPLC）を始めとするクロマトグラフ装置を利用して、試料に含まれる複数の成分を分離して採取する、いわゆる分取クロマトグラフ装置が知られている（例えば特許文献１等を参照）。

このような分取クロマトグラフ装置は、送液ポンプやカラムを有する分離部と、その後段に設けられた検出器、フラクションコレクタ、及びこれらを制御する制御部を備えており、前記カラムによって時間的に分離されて溶出した試料成分が紫外可視分光光度計等の検出器によって検出され、その検出信号に基づいてフラクションコレクタによる分画動作が制御される。

このとき、フラクションコレクタによる分画の開始及び終了のタイミングは、該クロマトグラムの波形を所定のプログラムによって解析することで決定される。すなわち、予め登録されたピーク認識に関する種々の設定値（分画パラメータ）を用いてクロマトグラム上に出現するピークが検出され、該ピークの開始及び終了に合わせてフラクションコレクタの電磁弁等を開閉することによって、溶出液が成分毎に異なるバイアル瓶に分取される。

特開2000-214151号公報（[0002],[0003]、図１）

しかし、上記のような従来の分取クロマトグラフ装置においてプログラムによる自動分取を行う際には、分析開始前にピーク幅や検出感度等の複数の分画パラメータを含む分画条件を予め設定しておく必要があり、設定操作が煩雑でオペレータの負担となっていた。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、自動分取における分画条件の設定が容易な分取液体クロマトグラフ装置を提供することである。

上記課題を解決するために成された本発明に係る分取クロマトグラフ装置の第１の態様のものは、液体クロマトグラフで時間方向に成分分離させた試料を検出器とフラクションコレクタとに導入し、該検出器による検出情報に基づき前記フラクションコレクタで各成分を分画して採取する分取クロマトグラフ装置において、
a) 基準データとなるクロマトグラムを分画条件として予め登録するための基準クロマトグラム登録手段と、
b) 前記検出器からの検出信号に基づいてクロマトグラムを生成するクロマトグラム生成手段と、
c) 前記クロマトグラム生成手段によって生成されたクロマトグラムと前記基準クロマトグラムとの一致度を算出する一致度算出手段と、
d) 前記一致度に基づいて分画対象となる区間を決定する分画区間決定手段と、
e) 前記分画区間決定手段による決定に基づいてフラクションコレクタの動作を制御する分画制御手段と、
を有することを特徴としている。

また、本発明に係る分取クロマトグラフ装置の第２の態様のものは、液体クロマトグラフで時間方向に成分分離させた試料を検出器とフラクションコレクタとに導入し、該検出器による検出情報に基づき前記フラクションコレクタで各成分を分画して採取する分取液体クロマトグラフ装置において、
a) 基準データとなるクロマトグラムを分画条件として登録するための基準クロマトグラム登録手段と、
b) 分析済み試料のクロマトグラムを記憶する分析済みクロマトグラム記憶手段と、
c) 前記分析済みクロマトグラム記憶手段に記憶されたクロマトグラムと前記基準クロマトグラムとの一致度を算出する一致度算出手段と、
d) 前記一致度算出手段によって算出された一致度をグラフ化して前記分析済みクロマトグラム記憶手段に記憶されたクロマトグラム及び前記基準クロマトグラムと共に表示する一致度表示手段と、
を有することを特徴としている。

上記本発明の第１の態様に係る分取クロマトグラフ装置によれば、フラクションコレクタによる分画条件として予め基準となるクロマトグラムデータを登録しておき、クロマトグラフ分析時に、現在分析中の試料に関して生成されるクロマトグラムと前記基準クロマトグラムとの一致度に基づいて分画を行う区間を自動的に判定することができる。したがって、従来のような波形解析のための複雑な分画パラメータを設定する手間を省くことができ、分画条件の設定に掛かるオペレータの負担を軽減することができる。

上記本発明の第１の態様に係る分取クロマトグラフ装置には、更に、上記分画区間決定手段による決定に基づいて、フラクションコレクタの動作を制御するための分画プログラムを作成する分画プログラム作成手段と、該分画プログラムを記憶する分画プログラム記憶手段とを設けることが望ましい。これにより、一旦条件が確定した後は、該分画プログラムを用いることにより、基準データとの比較を行うことなく同等の分画処理を行うことができるようになる。

また、上記本発明の第２の態様に係る分取クロマトグラフ装置によれば、過去の分析によって生成されたクロマトグラムと上記基準クロマトグラムとを比較し、両者の一致度をグラフ化してクロマトグラム上に表示させることができる。これにより、オペレータが該一致度を参照することによって分画条件の検討を容易に行えるようになるという効果を奏する。

上記本発明の第２の態様に係る分取クロマトグラフ装置には、更に、上記一致度に基づいて上記分析済み試料のクロマトグラムにおける分画対象として適した区間を決定する分画区間決定手段と、前記分画区間決定手段による決定に基づいてフラクションコレクタの動作を制御するための分画プログラムを作成する分画プログラム作成手段と、該分画プログラムを記憶する分画プログラム記憶手段とを設けることが望ましい。これにより、過去のクロマトグラム分析の結果を基に適切な分画プログラムを容易に作成できるようになり、必要に応じて該プログラムを呼び出すことによって、複雑な分画条件の設定を行うことなく分取処理を行うことが可能となる。

なお、上記本発明の第１及び第２の態様に係る分取クロマトグラフ装置は、分画条件として上記の基準クロマトグラムに加えて、従来と同様に波形解析のためのパラメータを設定できるようにすることが望ましい。この場合、必要に応じて両者を組み合わせることで、より自由度の高い条件設定を行うことが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明する。

図１は、本実施例に係る分取液体クロマトグラフ装置（以下、「分取LC」と称する）の要部構成を示すブロック図である。溶離液槽１１に貯留されている溶離液（移動相）はポンプ１２により吸引され、一定流量で試料導入部１３を介してカラム１４に流される。試料導入部１３において移動相中に注入された試料溶液は移動相に乗ってカラム１４に導入され、カラム１４を通過する間に時間方向に成分分離されて溶出する。紫外可視分光光度計である検出器（以下「UV検出器」と称す）１５はカラム１４から溶出する成分を順次検出し、検出信号を信号処理部２１へと送る。UV検出器１５を通った溶出液はその全量又は一部がフラクションコレクタ１６に導入される。

信号処理部２１はUV検出器１５から得られる検出信号に基づいてクロマトグラムを作成し、一致度算出部２２は予め設定された演算式に基づいて該クロマトグラム（以下、対象クロマトグラムと呼ぶ）と記憶部２４から読み出された基準クロマトグラムの一致度を算出し、その結果を分取決定部２３に送出する。分取決定部２３は、上記一致度及び／又は対象クロマトグラムの形状に基づいて分取開始点及び終了点を決定する。分取制御部１７は分取決定部２３の決定に基づいて分取のための制御信号をフラクションコレクタ１６に与える。フラクションコレクタ１６はその制御信号に基づき電磁弁（分取バルブ）等を開閉し、溶出液を成分毎に異なるバイアル瓶に分取する。なお、上記信号処理部２１、一致度算出部２２、分取決定部２３、及び記憶部２４は所定の処理プログラムが搭載されたパーソナルコンピュータ（図中では「PC」と略す）２０によって具現化されており、該パーソナルコンピュータ２０にはオペレータが分析条件等を入力するための入力部２５とクロマトグラム等を表示するためのモニタを備えた表示部２６が付設されている。

以下、本実施例の分取LCの動作について説明する。まず、オペレータは入力部２５を用いてカラム温度やポンプの流量等のクロマトグラフ分析条件の設定を行うと共に、フラクションコレクタにおける分画条件の設定を行って記憶部２４に記憶させる。

図３に、上記分画条件を入力するために表示部２６のモニタ上に表示される分画条件設定画面３０を示す。該分画条件設定画面３０は、任意の測定時間域を指定して、各時間域毎に使用する基準クロマトグラムや一致度の判定条件、フラクションコレクタの動作等を設定できるものであり、開始欄３２及び終了欄３３はそれぞれ、各時間域の開始時刻及び終了時刻を示し、基準クロマトグラム欄３１は、各時間域において基準データとして使用するクロマトグラムデータのファイル名を指定するものである。ここで、基準クロマトグラムとしては、記憶部２４に格納された既存のクロマトグラムデータの中から任意のものを選択できるほか、以降に実行予定の分析において生成されるクロマトグラムデータのファイル名を指定することもできる。後者の場合、例えば、一連のバッチ分析を行う場合に最初の分析によって生成されるクロマトグラムをそれ以降の分析における基準クロマトグラムとして用いるよう設定することなどが可能である。

また、閾値欄３４は後述する一致度の算出において用いられる閾値Nを設定するものであり、判定条件欄３５及びアクション欄３６は、得られた一致度を判定するための条件、及び該一致度が判定条件を満たす場合にフラクションコレクタ１６が行う動作を設定するものである。例えば、図３においてアクション欄３６に記載された「オート」とは、一致度が判定条件を満たす区間において、従来の波形解析パラメータに基づく対象クロマトグラムの解析を行い、その結果に基づいて分取動作を行うことを意味し、「分画ON」とは、一致度が判定条件を満たす区間では一律に分取動作を行うことを意味する。なお、「分画OFF」とした場合には、一致度が判定条件を満たす区間では一律に分画動作を無効にすることを意味する。

全ての条件設定が完了したら、入力部２５で所定の操作を行うことにより目的試料のクロマトグラフ分析の開始を指示する。カラム１４によって分離された試料成分は検出器１５によって検出され、その検出信号を基に信号処理部２１においてクロマトグラム（対象クロマトグラム）が生成される。

一致度算出部２２には、上記信号処理部２１から送出された対象クロマトグラムと記憶部２４から読み出された基準クロマトグラムとが入力され、以下の計算式に基づいて、両者の一致度が算出される。

ここで、A(t)：各時刻における対象クロマトグラムの信号強度
B(t)：各時刻における基準クロマトグラムの信号強度
N ：閾値
である。

このとき、上記計算式によって算出された両クロマトグラムの一致度を示すグラフ（以下、「比クロマトグラム」称す）が生成され、図４に示すように対象クロマトグラム４１及び基準クロマトグラム４２と共に、表示部２６のモニタ上に表示される。

次に、分取決定部２３において、上記判定条件欄３５に記載した条件に基づいて各時刻における比クロマトグラムの値が判定され、該判定条件を満たした区間において上記アクション欄３６で設定した動作が実行される。例えば、上記の例では、保持時間0.00〜4.00分の時間域については判定条件として「一致度＜0.55」が、アクションとして「オート」が設定されているため、一致度が0.55を下回る区間において従来と同様の波形解析パラメータに基づく分画動作が行われる。また、保持時間4.00〜7.00分の時間域については判定条件として「一致度≧0.55」が、アクションとして「分画ON」が設定されているため、該時間域においては一致度が0.55以上の区間に相当する成分が一律にフラクションコレクタによって分取される。

なお、フラクションコレクタによって実際に分取された区間（ここでは保持時間4.08〜4.49分の範囲）は、図５に示すように対象クロマトグラム４１のピーク内が塗りつぶされて表示されるため、オペレータが分画結果をクロマトグラム上で容易に確認することができる。

更に、本実施例の分取LCによれば、上記のような基準クロマトグラムとの比較に基づく分画を行った結果を基に、同様の分画処理を行うためのプログラムを自動的に作成し、記憶部２４に記憶させることができる。例えば、上記のように保持時間4.08〜4.49分の区間に相当する成分の分画が行われた場合、分画完了後にオペレータが所定の操作を行って図７に示すような分画プログラム設定画面５０を表示させると、保持時間が4.08分の時点でフラクションコレクタの分取バルブを開放し、保持時間が4.49分の時点でフラクションコレクタの分取バルブを閉鎖するように設定された分画プログラムが表示され、該画面５０上の適用ボタン５１を押下することにより、該プログラムが記憶部２４に記憶される。これにより、以降の分析においては該分画プログラムを呼び出すだけで、同様の分画動作を行うことができるようになり、分画条件の設定に掛かる手間を省くことができる。

なお、上記分画プログラムにおける分画の開始・終了時刻を変更したい場合には、上記分画プログラム設定画面５０上で上記分取バルブの開放時刻や閉鎖時刻を書き換えるほかに、図５のような分画区間を表示した対象クロマトグラム４１上で分画開始点、終了点の変更を指示することもできる。後者の場合、所定の操作を行うことで対象クロマトグラム４１上に、図６に示すような分画開始点及び終了点を示すポインタ４５a、４５bを表示させ、入力部２５を操作して該ポインタ４５a、４５bを移動させることにより、新たな分画開始／終了時刻を指定する。その後、更に所定の操作を行うことで該変更結果が上記分画プログラムに反映される。

なお、ここでは、分析中の試料について得られたクロマトグラムと基準クロマトグラムとの比較に基づいて試料成分の分画を行い、その結果を基に分画プログラムを作成する例について説明したが、このほかに、記憶部２４に記憶された分析済み試料のクロマトグラムを読み出して基準クロマトグラムとの比較を行い、両者の一致度等から該分析済み試料のクロマトグラムにおいて分画に適した区間を決定し、その結果に基づいて上記のような分画プログラムを作成することもできる。

以上、実施例を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が許容されるものである。例えば、上記実施例においては、本発明の分取LCにおける検出器としてUV検出器を使用したが、検出器の種類はこれに限定されるものではなく、例えば、質量分析装置（MS）を本発明の分取LCにおける検出器として用いることもできる。この場合には、図２に示すように、配管上にスプリッタ１８を設けてカラム１４から溶出する成分を二方に分岐させ、一方が検出器（MS）１９に、他方がフラクションコレクタ１６に導入されるようにする。

本発明の実施例に係る分取LCの要部構成を示すブロック図。本発明に係る分取LCの要部構成の別の例を示すブロック図。上記実施例の分取LCにおける分画条件設定画面を示す図。上記実施例の分取LCにおける各種クロマトグラムの表示例を示す図。上記実施例の分取LCにおける分画結果の表示例を示す図。上記実施例の分取LCにおける分画プログラムの変更方法を説明する図。上記実施例の分取LCにおける分画プログラム設定画面を示す図。

符号の説明

１１…溶離液槽
１２…ポンプ
１３…試料導入部
１４…カラム
１５…UV検出器
１６…フラクションコレクタ
１７…分取制御部
１８…スプリッタ
１９…質量分析装置
２０…パーソナルコンピュータ
２１…信号処理部
２２…一致度算出部
２３…分取決定部
２４…記憶部
２５…入力部
２６…表示部
３０…分画条件設定画面
３１…基準クロマトグラム欄
３２…開始欄
３３…終了欄
３４…閾値欄
３５…判定条件欄
３６…アクション欄
４１…対象クロマトグラム
４２…基準クロマトグラム
４３…比クロマトグラム
５０…分画プログラム設定画面
５１…適用ボタン

Claims

液体クロマトグラフで時間方向に成分分離させた試料を検出器とフラクションコレクタとに導入し、該検出器による検出情報に基づき前記フラクションコレクタで各成分を分画して採取する分取クロマトグラフ装置において、
a) 基準データとなるクロマトグラムを分画条件として予め登録するための基準クロマトグラム登録手段と、
b) 前記検出器からの検出信号に基づいてクロマトグラムを生成するクロマトグラム生成手段と、
c) 前記クロマトグラム生成手段によって生成されたクロマトグラムと前記基準クロマトグラムとの一致度を算出する一致度算出手段と、
d) 前記一致度に基づいて分画対象となる区間を決定する分画区間決定手段と、
e) 前記分画区間決定手段による決定に基づいてフラクションコレクタの動作を制御する分画制御手段と、
を有することを特徴とする分取クロマトグラフ装置。
更に、
f) 上記一致度算出手段によって算出された一致度をグラフ化して上記クロマトグラム生成手段によって生成されたクロマトグラム及び上記基準クロマトグラムと共に表示する一致度表示手段、
を有することを特徴とする請求項１に記載の分取クロマトグラフ装置。
更に、
g) 上記分画区間決定手段による決定に基づいて、フラクションコレクタの動作を制御するための分画プログラムを作成する分画プログラム作成手段と、
h) 該分画プログラムを記憶する分画プログラム記憶手段と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の分取クロマトグラフ装置。
液体クロマトグラフで時間方向に成分分離させた試料を検出器とフラクションコレクタとに導入し、該検出器による検出情報に基づき前記フラクションコレクタで各成分を分画して採取する分取液体クロマトグラフ装置において、
a) 基準データとなるクロマトグラムを分画条件として登録するための基準クロマトグラム登録手段と、
b) 分析済み試料のクロマトグラムを記憶する分析済みクロマトグラム記憶手段と、
c) 前記分析済みクロマトグラム記憶手段に記憶されたクロマトグラムと前記基準クロマトグラムとの一致度を算出する一致度算出手段と、
d) 前記一致度算出手段によって算出された一致度をグラフ化して前記分析済みクロマトグラム記憶手段に記憶されたクロマトグラム及び前記基準クロマトグラムと共に表示する一致度表示手段と、
を有することを特徴とする分取クロマトグラフ装置。
更に、
e) 上記一致度に基づいて上記分析済み試料のクロマトグラムにおける分画対象として適した区間を決定する分画区間決定手段と、
f) 前記分画区間決定手段による決定に基づいて、フラクションコレクタの動作を制御するための分画プログラムを作成する分画プログラム作成手段と、
g) 該分画プログラムを記憶する分画プログラム記憶手段と、
を有することを特徴とする請求項４に記載の分取クロマトグラフ装置。