JP2007212277A - 液体クロマトグラフィ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】環境温度の変動などに起因する溶離液中の溶存酸素が分析結果に与える影響を適切に抑制する。
【解決手段】充填剤を保持したカラム60と、溶離液を保持した溶離液保持部12A,12B,12Cと、溶離液保持部12A,12B,12Cからカラム60に溶離液を供給するための配管80A〜80C,81A〜81C,84,85,86と、を備えた液体クロマトグラフィ装置Xにおいて、配管80A〜80C,81A〜81C,84,85,86は、酸素透過性の低い材料により形成された酸素難透過部を有している。
【選択図】図2
【解決手段】充填剤を保持したカラム60と、溶離液を保持した溶離液保持部12A,12B,12Cと、溶離液保持部12A,12B,12Cからカラム60に溶離液を供給するための配管80A〜80C,81A〜81C,84,85,86と、を備えた液体クロマトグラフィ装置Xにおいて、配管80A〜80C,81A〜81C,84,85,86は、酸素透過性の低い材料により形成された酸素難透過部を有している。
【選択図】図2
Description
本発明は、カラムに導入される溶離液中の溶存酸素の影響を低減することができる液体クロマトグラフィ装置に関する。
血液などの生体試料を用いて生体成分を分離分析する場合には、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)を利用した高速液体クロマトグラフィ装置(HPLC装置)が広く用いられている(たとえば特許文献1参照)。一般的なHPLC装置は、図6に示したように、分析カラム90に生体成分を含んだ試料をインジェクションして分析カラムの充填剤に生体成分を吸着させた後に、送液ポンプ91にて分析カラム90に送られた溶離液によって生体成分を脱着させ、配管95を介して脱着液を連続的に供給するとともに測光機構92によって脱着液の吸光度を連続的に測定することにより、分離分析を行なうものである。
多くのHPLC装置9では、分離分析を安定して行なうため、送液ポンプの上流に脱気装置93を設置している(たとえば特許文献2参照)。脱気装置93は、溶離液中に存在する酸素等の気体を除去するためのものである。この脱気装置93を設けることにより、溶溶離液に溶存する気体が気泡となることが抑制され、送液ポンプ91の流量が不安定になるのを防止することができる。これにより、HPLC装置9において分離分析を安定して行なうことができるようになる。
脱気装置93と分析カラム90および測光機構92との間を繋ぐ配管94,95としては、脱気装置93や分析カラム90に対する接続操作性、流路抵抗、耐薬品性あるいは耐久性を考慮して、テフロン(登録商標)製のものが一般に使用されている(先の特許文献2参照)。しかしながら、テフロン(登録商標)は、ガス透過性が比較的に高いものである。そのため、脱気装置93において溶離液中の溶存気体を除去したとしても、溶離液がテフロン(登録商標)製の配管94,95を移動する間に装置内の気体が溶離液に再吸収されてしまう。
そして、溶離液への気体の溶解量は溶離液の温度によって異なる一方で、溶離液の温度は環境温度の影響を受けるため、配管94,95における再吸収量は、環境温度によって異なったものとなる。そのため、装置外部の温度(環境温度)が変動した場合、あるいは環境温度が異なる状態で生体成分の分析を行なった場合には、溶離液中の溶存気体の状態(溶解量)が異なったものとなる。その結果、配管94,95がテフロン(登録商標)などのガス透過性の高い材質により形成されている場合には、分析カラム90および測光機構92に供給される溶離液中の溶存気体の状態が異なったものとなり、環境温度の変化が大きな環境化では、HPLC装置9において分離分析を安定して行なうことが困難となる。
また、血液試料中のグリコヘモグロビン濃度を測定する場合には、グリコヘモグロビンは、ヘモグロビン総量におけるグリコヘモグロビンの割合として把握される。しかしながら、溶離液中の溶存酸素濃度が環境温度の変動などに伴って変動した場合には、ヘモグロビン中のオキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンとの比率が変動する。その一方で、測光機構92においては、血液試料を希釈して酸素が比較的多い状態で分析カラム90に導入することから、オキシヘモグロビンの最大吸収波長である415nmを測定波長として使用している。そのため、環境温度の変化が大きな環境下では、オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンとの比率が変動することとなるため、正確な測定が困難となる。
さらに、HPLC装置9では、通常、1つの検体の測定につき、複数種類の溶離液を使用し、それらの溶離液相互で流量を異ならせて分析カラム90に供給している。そのため、複数種類の溶離液ごとに配管94を通過する時間(滞留時間)が異なったものとなるため、分析カラム90では、1つの検体の測定において、溶離液の溶存酸素濃度が変化することなる。その結果、配管94での気体の再吸収に起因して、測定結果が真値からズレてしまう。
また、複数のHPLC装置9相互では、配管94,95のガス透過性について製造間差が生じることも想定され、その場合には、装置間で配管94,95での再吸収量が異なったものとなるため、複数のHPLC装置9相互での測定精度に差が生じてしまう。
本発明は、環境温度の変動などに起因する溶離液中の溶存酸素が分析結果に与える影響を適切に抑制することを課題としている。
本発明においては、充填剤を保持したカラムと、溶離液を保持した1または複数の溶離液保持部と、上記溶離液保持部から上記カラムに上記溶離液を供給するための配管と、を備えた液体クロマトグラフィ装置であって、上記配管は、酸素透過性の低い材料により形成された酸素難透過部を有していることを特徴とする、液体クロマトグラフィ装置が提供される。
本発明の液体クロマトグラフィ装置は、たとえば溶離液保持部からカラムに溶離液を供給するまでの間に溶離液を脱気するための脱気装置をさらに備え、配管が溶離液保持部と脱気装置との間を接続する第1配管と、脱気装置とカラムとの間を接続する第2配管と、を含んだものとされる。この場合の酸素難透過部は、たとえば第2配管の全部または一部に設けられる。
本発明の液体クロマトグラフィ装置は、たとえばカラムを含み、かつ一定温度に温調された分析ユニットを備えたものとされる。この場合の酸素難透過部は、たとえば少なくとも第2配管における分析ユニットから延出する部分に設けられる。
分析ユニットは、たとえば第2配管の途中に設けられたマニホールドをさらに備えたものとされる。この場合の酸素難透過部は、第2配管における脱気装置とマニホールドとの間に設けるが好ましい。
本発明の液体クロマトグラフィ装置は、カラムからの脱離液に基づいて、試料中の特定成分を検出するための検出機構と、カラムと検出機構との間を接続する追加の配管と、をさらに備えたものとされる。この場合、追加の配管は、酸素透過性の低い材料により形成された酸素難透過部を有するものとするのが好ましい。
酸素難透過部は、たとえばナイロン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエチレン、またはステンレス(SUS)により形成される。
本発明の液体クロマトグラフィ装置は、たとえば血液試料に含まれるグリコヘモグロビンの濃度を測定するように構成される。
以下、本発明の具体的な例について、図1ないし図4を参照して説明する。
図1に示したHPLC装置Xは、ラック10に保持させた採血管11をテーブル20にセットして、全血中のグリコヘモグロビン濃度を自動で測定するように構成されたものである。このHPLC装置Xは、複数の溶離液ボトル12A,12B,12C(図面上は3つ)、および装置本体2を備えている。
各溶離液ボトル12A,12B,12Cは、後述する分析カラム60に供給すべき溶離液を保持したものであり、装置本体2におけるホルダ部21に配置されている。溶離液としては、たとえばpHや塩濃度の異なるバッファが使用される。
装置本体2は、上述のテーブル20およびホルダ部21の他に、筐体3の内部に収容された、脱気ユニット4、試料調製ユニット5、分析ユニット6、および測光ユニット7を有している(図2参照)。
テーブル20は、所定部位にセットされたラック10を移動させることにより、ラック10に保持させた採血管11を、後述する試料調製ユニット5におけるノズル51(図2参照)により採取可能な位置に移動させるように構成されている。
筐体3には、操作パネル30および表示パネル31が設けられている。操作パネル30は、複数の操作ボタン32が設けられたものであり、操作ボタン32を操作することにより、各種の動作(分析動作や印字動作など)を行わせるための信号を生成させ、あるいは各種の設定(分析条件の設定や被験者のID入力など)を行うことができる。表示パネル31は、分析結果やエラーである旨を表示するとともに、設定時における操作手順や操作状況などを表示するためのものである。
図2に示したように、脱気ユニット4は、分析ユニット6(分析カラム60)に溶離液を供給する前に、溶離液から溶存気体を除去するためのものであり、配管80A,80B,80Cを介して溶離液ボトル12A,12B,12Cに、配管81A,81B,81Cを介して分析ユニット6のマニホールド61に連結されている。図3に示したように、脱気ユニット4は、温度測定部40A,40B,40C、チャンバ41、複数のスパイラル管42A,42B,42C(図面上は3つ)、ポンプ43、演算部44および制御部45を有している。
温度測定部40A,40B,40Cは、チャンバ41に導入される溶離液の温度を測定するためのものであり、配管80A,80B,80Cにおけるチャンバ41の近傍に設けられている。この温度測定部40A,40B,40Cは、配管80A,80B,80Cの内部に配置されたサーミスタ(図示略)を備えており、配管80A,80B,80Cに存在する溶離液の温度を直接測定できるように構成されている。この温度測定部40A,40B,40Cにおける測定結果は、演算部44に出力される。
チャンバ41は、複数の減圧空間41A,41B,41C(図面上は3つ)を規定するとともに、スパイラル管42A,42B,42Cを収容するためのものである。
スパイラル管42A,42B,42Cは、内部において溶離液を流通させるものであるとともに、溶離液中の溶存気体を透過させるものであり、シリコンなどの公知のガス透過膜により中空に形成されている。このスパイラル管42A,42B,42Cは、スパイラル状とされることにより、減圧空間41A,41B,41C内での流路長が大きく確保されており、減圧空間41A,41B,41Cにおける気体との接触面積を大きく確保しつつ、減圧空間41A,41B,41Cにおける溶離液の滞留時間を大きく確保できるように構成されている。
ポンプ43は、配管82を介して減圧空間41A,41B,41Cの気体を排出し、減圧空間41A,41B,41Cを減圧するためのものである。このポンプ43は、制御部45によって、その動作が制御されている。
演算部44は、温度測定部40A,40B,40Cから送信されてくる溶離液の温度データに基づいて、ポンプ43に対する制御量を演算するためのものである。この演算部44は、たとえば予め定めておいた溶離液の温度とポンプ43の吸引圧力との関係式にしたがって、ポンプ43に対する制御量を演算するように構成される。吸引圧力は、たとえばポンプ43における弁(図示略)の開放状態あるいはポンプ43の駆動電力(駆動電圧)により調整される。
制御部45は、演算部44において演算された制御量にしたがってポンプ43の動作を制御するためのものである。
演算部44および制御部45は、たとえばCPU、ROMおよびRAMにより構成される。
図2に示したように、試料調製ユニット5は、採血管11から採取した血球成分から、分析カラム60に導入する試料を調製するためのものである。この試料調製ユニット5は、ノズル51、調製液タンク52および希釈槽53を有している。
ノズル51は、採血管11の血液試料13をはじめとする各種の液体を採取するためのものであり、液体の吸引・吐出が可能であるとともに、上下方向および水平方向に移動可能とされている。このノズル51の動作は、図外の制御手段によって制御されている。
調製液タンク52は、血液試料13をもとに、分析カラム60に導入する導入用試料を調製するための調製液を保持したものである。この調製液タンク52には、調製液として、赤血球の溶血させるための溶血液、溶血液を希釈するための希釈液などが保持されている。調製液タンク52からの調製液の採取には、ノズル51が使用される。
希釈槽53は、血液試料中の赤血球を溶血させ、かつ溶血液を希釈して導入用試料を調整する場を提供するためのものである。この希釈槽53は、後述する分析ユニット6におけるインジェクションバルブ63に配管83を介して接続されており、希釈槽53において調製された導入用試料がインジェクションバルブ63を介して分析カラム60に導入できるように構成されている。
分析ユニット6は、分析カラム60の充填剤に対する生体成分の吸着・脱着をコントロールし、各種の生体成分を測光ユニット7に供するためのものであり、図外の温調機構により温度コントロールされている。分析ユニット6における設定温度は、たとえば40℃程度とされる。分析カラム60は、試料中のヘモグロビンを選択的に吸着させるための充填剤を保持させたものである。充填剤としては、たとえばメタクリル酸エステル共重合体が使用される。
分析ユニット6は、分析カラム60の他に、マニホールド61、送液ポンプ62、およびインジェクションバルブ63を有している。
マニホールド61は、複数の溶離液ボトル12A,12B,12Cのうちの特定の溶離液ボトル12A,12B,12Cから、インジェクションバルブ63に選択的に溶離液を供給させるためのものである。このマニホールド61は、配管81A,81B,81Cを介して脱気ユニット4の減圧空間41A,41B,41C(スパイラル管42A,42B,42C)に接続され、配管84を介してインジェクションバルブ63に接続されている。
ここで、配管81A,81B,81Cとしては、全体が酸素透過性の低い材料、たとえばナイロン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエチレン、またはステンレス(SUS)により形成されたものを使用することができる。これらの材料は、ガス透過性の低い材料であり、配管81A,81B,81Cとして先に例示したものを用いた場合には、脱気ユニット4において脱気された状態を適切に維持して分析ユニット6(マニホールド61)に溶離液を供給することができる。また、配管81A,81B,81Cは大きな圧力がかからない部分であるために、ステンレス(SUS)のように強度の大きなものではなくポリエチレンおよびナイロンのような材料であっても必要な強度を確保できる。その一方で、ポリエチレンおよびナイロンは、加工性が良く、可撓性が高いために配管81A,81B,81Cの取り回しが容易であり、また安価に入手できるという利点を有している。
送液ポンプ62は、溶離液をインジェクションバルブ63に移動させるための動力を付与するためのものであり、配管84の途中に設けられている。送液ポンプ62は、たとえば溶離液の流量が1.0〜2.0ml/minとなるように動作させられる。
インジェクションバルブ63は、一定量の導入用試料を採取するとともに、その導入用試料を分析カラム60に導入可能とするものであり、複数の導入ポートおよび排出ポート(図示略)を備えている。このインジェクションバルブ63には、インジェクションループ64が接続されている。このインジェクションループ64は、一定量(たとえば数μL)の液体を保持可能なものであり、インジェクションバルブ63を適宜切り替えることにより、インジェクションループ64が希釈槽53と連通して希釈槽53からインジェクションループ64に導入用試料が供給される状態、インジェクションループ64が配管85を介して分析カラム60と連通してインジェクションループ64から導入用試料が分析カラム60に導入される状態、あるいはインジェクションループ64に図外の洗浄槽から洗浄液が供給される状態を選択することができる。このようなインジェクションバルブ63としては、たとえば六方バルブを使用することができる。
図4に示したように、測光ユニット7は、分析カラム60からの脱着液に含まれるヘモグロビンを光学的に検出するためのものであり、測光セル70、光源71、ビームスプリッタ72、測定用受光系73および参照用受光系74を有している。
測光セル70は、測光エリアを規定するためのものである。この測光セル70は、導入流路70A、測光流路70Bおよび排出流路70Cを有しており、これらの流路70A,70B,70Cが一連に連通している。導入流路70Aは、分析カラム60(図2参照)からの脱離液を測光流路70Bに導入するためのものであり、分析カラム60に配管86を介して接続されている。配管86としては、 先に説明した配管81A,81B,81Cと同様に、全体が酸素透過性の低い材料、たとえばナイロン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエチレンまたはステンレス(SUS)により形成されたものが使用される。測光流路70Bは、測光対象となる脱離液を流通させ、かつ脱離液を測光するための場を提供するものであり、直線状に形成されている。この測光流路70Bは、両端が開放しているとともに、両端部が透明カバー75により塞がれている。排出流路70Cは、測光流路70Bの脱離液を排出するためのものであり、配管87を介して廃液槽88に接続されている(図2参照)。
光源71は、測光流路70Bを流通する脱離液に光を照射するためのものである。この光源71は、光軸Lが測光流路70Bの中心を通過するように、測光流路70Bの端面70Ba(透明カバー75)に対面した状態で配置されている。光源71としては、オキシヘモグロビンの最大吸収波長である415nmおよび参照波長である500nmの光を含んだ波長範囲の光を出射可能なもの、たとえばハロゲンランプが使用されている。もちろん、光源71としては、ハロゲンランプ以外のもの、たとえば1または複数のLED素子を備えたものを使用することもできる。
ビームスプリッタ72は、光源71から出射された光のうち、測光流路70Bを透過した光を分割して測定用受光系73および参照用受光系74に入射させるためのものであり、光軸L上において、45度傾斜した状態で配置されている。ビームスプリッタ72としては、ハーフミラーなどの公知の種々のものを使用することができる。
測定用受光系73は、ビームスプリッタ72を透過した光のうち、オキシヘモグロビンの最大吸収波長である415nmの光を選択的に受光するものであり、光軸L上に配置されている。この測定用受光系73は、415nmの光を選択的に透過させる干渉フィルタ73Aと、干渉フィルタ73Aを透過した光を受光するための受光素子73Bと、を備えている。受光素子73Bとしては、フォトダイオードを使用することができる。
参照用受光系74は、ビームスプリッタ72において反射して光路が変えられた光のうち、参照波長である500nmの光を選択的に受光するものである。この測定用受光系74は、500nmの光を選択的に透過させる干渉フィルタ74Aと、干渉フィルタ74Aを透過した光を受光するための受光素子74Bと、を備えている。受光素子74Bとしては、フォトダイオードを使用することができる。
次に、HPLC装置Xの動作について説明する。
HPLC装置Xを用いてグリコヘモグロビンを測定する場合には、まず血液試料13が入った採血管11をラック10に保持させた状態で、ラック10をテーブル20の所定の部位にセットする。採血管11の血液試料13は、予め血漿層と血球層に分離させられる。このような分離は、遠心分離機を用いて、あるいは血球成分を自然沈降させることにより行なうことができる。
HPLC装置Xにおいては、測定開始の指示が確認された場合には、テーブル20においてラック10を移動させ、目的とする採血管11から血液試料13を採取する。測定開始の指示は、使用者がHPLC装置Xの所定の操作ボタン32を操作することにより行なわれる。
採血管11からの血液試料13の採取は、ノズル51を動作させることにより、血球層において行なわれる。ノズル51によって採取された血液試料13は、ノズル51を動作させることによって希釈槽53に供給される。希釈槽53にはさらに、調製液タンク52から溶血剤および希釈液が順次供給され、ノズル51を利用したピペッティング操作によって希釈槽53内の液体を混合することによって導入用試料が調製される。希釈槽53において調製された導入用試料は、インジェクションループ64に供給され、インジェクションループ64において保持される。
HPLC装置Xにおいてはさらに、測定開始の指示が確認された場合には、インジェクションバルブ63に対して溶離液が供給される。溶離液は、送液ポンプ62の動力により、溶離液ボトル12A,12B,12Cから脱気ユニット4、マニホールド61を介してインジェクションバルブ63に供給される。複数の溶離液ボトル12A,12B,12Cのうちのいずれの溶離液ボトル12A,12B,12Cの溶離液を供給するかは、マニホールド61を制御することによって選択される。
脱気ユニット4では、溶離液が配管80A,80B,80Cを流通する間に温度測定部40A,40B,40Cにおいて溶離液の温度が測定される。この温度測定部40A,40B,40Cにおける測定結果は演算部44に出力され、演算部44において、温度測定部40A,40B,40Cから送信されてくる溶離液の温度データに基づいて、ポンプ43の制御量が演算される。この演算部44は、たとえば予め定めておいた溶離液の温度とポンプ43の吸引力(たとえばポンプ43における弁(図示略)の開放状態あるいはポンプ43の駆動電力(駆動電圧)との関係式にしたがって、ポンプ43に対する制御量の演算を行なう。演算部44においてポンプ43の制御量が演算された場合には、制御部45は、演算部44において演算された制御量にしたがってポンプ43の動作を制御する。これにより、配管82を介して減圧空間41A,41B,41Cから排気される気体の量が、溶離液の温度(溶存酸素濃度)に応じて調整される、その結果、脱気ユニット4では、溶離液の温度(溶存酸素濃度)に応じてポンプ43によって減圧空間41A,41B,41Cの減圧度が調整される。
一方、配管80A,80B,80Cを流通する溶離液は、減圧空間41A,41B,41Cの内部においてスパイラル管42A,42B,42Cを流通した後に、スパイラル管42A,42B,42Cから排出される。このとき、スパイラル管42A,42B,42Cがガス透過性の高い材質により形成されているとともに、減圧空間41A,41B,41Cがポンプ43によって減圧されているため、溶離液がスパイラル管42A,42B,42Cを流通する間に、溶離液からは溶存酸素を含めた溶存ガスが除去される。そして、脱気ユニット4では、溶離液の温度に応じて減圧空間41A,41B,41Cの減圧度が調整されるため、溶離液が減圧空間41A,41B,41Cから排出される際には、溶離液の温度に関係なく、溶離液の溶存酸素濃度が一定とされる。ここで、溶離液の温度は、HPLC装置Xの外部の温度(環境温度)の影響を受けるが、脱気ユニット4においては、環境温度に関係なく溶存酸素濃度が一定の溶離液を排出することが可能となる。これにより、環境温度の変動が生じた場合、あるいは異なる環境温度下で測定が行なわれる場合であっても、脱気ユニット4から排出される溶離液の溶存酸素濃度を一定なものとすることができる。
減圧空間41A,41B,41C(スパイラル管42A,42B,42C)から排出された溶離液は、配管81A,81B,81Cを介してマニホールド61に供給された後、配管84を介してインジェクションバルブ63に導入される。
ここで、配管81A,81B,81Cとしては、酸素透過率の低い材料により形成されたものが使用されている。そのため、マニホールド61に供給される溶離液が配管81A,81B,81Cを流通する間においては、溶離液に酸素などのガスが再吸収されることが抑制される。その結果、脱気ユニット4において溶存酸素濃度が一定なものとされた溶離液は、その状態を適切に維持したままマニホールド61に供給されることとなる。
インジェクションバルブ63に供給された溶離液は、配管85を介して分析カラム60に供給される。その一方で、インジェクションバルブ63の切替操作を行うことにより、インジェクションループ64の導入用試料が溶離液とともに分析カラム60に導入される。導入用試料の導入開始から一定時間経過した場合には、インジェクションバルブ63の切替操作を行うことにより、分析カラム60に対して引き続き溶離液を供給するとともに、インジェクションループ64の洗浄を行なう。一方、インジェクションループ64の洗浄と同時的に、先に説明したのと同様にして、先とは異なる採血管11の血液試料13から導入用試料を調製し、インジェクションループ64の洗浄後においては、再び導入用試料をインジェクションループ64に導入する。このような導入用試料の調製、導入、洗浄は、インジェクションバルブ63を適宜切り替えつつ、測定対象となる採血管11(血液試料)の数に応じて繰り返し行なわれる。
一方、分析カラム60においては、導入用試料が導入されることにより、充填剤にグリコヘモグロビンが吸着する。充填剤にグリコヘモグロビンを吸着させた後においては、マニホールド61によって、分析カラム60に供給する溶離液の種類を適宜切り替え、充填剤に吸着したグリコヘモグロビンを脱着させる。
このとき、複数の溶離液相互で流量を異ならせて分析カラム60に供給し、複数種類の溶離液ごとに配管81A,81B,81Cを通過する時間(滞留時間)が異なったものとなったとしても、配管81A,81B,81Cにおける酸素の再吸収が適切に抑制される。そのため、分析カラム60では、1つの血液試料の測定において、溶離液の種類(流量)を変えたとしても、分析カラム60を移動する溶離液における溶存酸素の量が変化することが適切に抑制される。その結果、配管81A,81B,81Cでの酸素の再吸収に起因して、測定結果が真値からズレてしまうことを抑制し、正確な測定を行なうことが可能となる。
また、複数のHPLC装置X相互では配管81A,81B,81Cの酸素透過性について製造間差が生じることも想定され、その場合には、複数のHPLC装置X相互で配管81A,81B,81Cでの再吸収量が異なったものとなるため、複数のHPLC装置X相互での測定精度に差が生じてしまうことが懸念されるが、配管81A,81B,81Cとして酸素透過性の低いものを使用することにより、配管81A,81B,81Cの製造間差の影響を極力抑制することが可能となる。
分析カラム60から排出されるグリコヘモグロビンを含む脱着液は、配管86を介して測光ユニット7の測光セル70に供給される。測光セル70に対しては、配管86および導入流路70Aを介して脱着液が導入され、この脱着液は測光流路70Bおよび排出流路70Cを通過した後に、配管87を介して廃液槽88に導かれる。
ここで、配管86としては、酸素透過率の低い材料により形成されたものが使用されている。そのため、配管86を介して分析カラム60から測光ユニット7(測光セル70)に脱離液が供給される間において、脱離液に酸素などのガスが再吸収されることが抑制される。その結果、測光ニット7に対しては、溶存酸素濃度が一定に維持されたままに分析カラム60から脱離液が供給されることとなる。また、配管81A,81B,81Cの場合と同様に、複数のHPLC装置X相互での配管86の酸素透過性について製造間差に起因する測定精度の低下を抑制することが可能となる。
測光ユニット7においては、脱離液が測光流路70Bを通過する際に、光源71によって脱離液に対して連続的に光が照射される。その一方で、測光流路70Bを透過した光は、ビームスプリッタ72において分割された後、測定用受光系73および参照用受光系74において受光される。測定用受光系73では、干渉フィルタ73Aを透過したオキシヘモグロビンの最大吸収波長である415nmの光が受光素子73Bにおいて選択的に受光される。一方、参照用受光系74では、干渉フィルタ74Aを透過した参照波長である500nmの光が受光素子74Bにおいて選択的に受光される。
受光素子73A,74Aでの受光結果は、図外の演算回路に出力され、この演算回路においてヘモグロビンのクロマトグラム、グリコヘモグロビンの濃度(ヘモグロビン総量におけるグリコヘモグロビンの割合)が演算される。演算回路での演算結果は、表示パネル31に表示され、また自動的あるいは使用者のボタン操作によってプリントアウトされる。
このようなHPLC装置Xでは、溶離液の溶存酸素濃度は、脱気ユニット4において一定化されるとともに、酸素透過性の低い配管81A,81B,81Cにより脱気ユニット4からの溶離液を、溶存酸素濃度を略一定に維持したままマニホールド61に供給するようにしている。その一方で、マニホールド61は、インジェクションバルブ63や分析カラム60とともに分析ユニット6を構成するものであるとともに、分析ユニット6が一定温度に温調されている。そのため、マニホールド61から分析カラム60に供給される溶離液は、温度変化に起因する溶存酸素濃度の変化が生じない。その結果、分析カラム60に対しては、環境温度に関係なく、溶存酸素濃度が一定化された溶離液を供給することが可能となる。したがって、HPLC装置Xでは、溶離液の溶存酸素濃度の変動など起因する測定結果の不安定性を抑制することが可能となる。
一方、分析カラム60から測光ユニット7に供給される脱離液は、配管86を流通する際の酸素の再吸収が抑制されている。その結果、測光ユニット7に対しては、導入用試料ごとのオキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンとの比率のバラツキが抑制され、このバラツキに起因する測定結果のバラツキを抑制することが可能となる。
本発明は、上述した実施の形態には限定されず、種々に変更可である。たとえば、配管81A,81B,81Cの全体が酸素ガスの透過率の低い材料により形成されていたが、配管81A,81B,81Cの一部を酸素ガスの透過率の低い材料により形成してもよく、また配管81A,81B,81C以外の配管80A,80B,80C,84,85についても酸素ガスの透過率の低い材料により形成してもよい。
本発明はさらに、血液中のグリコヘモグロビン濃度を測定するためのHPLC装置に限らず、血液以外の検体を用いる場合、グリコヘモグロビン濃度以外の成分を測定する場合、あるいはHPLC装置以外の液体クロマトグラフィ装置についても適用することができる。
(参考例)
本参考例においては、脱気ユニットとマニホールドとの間を繋ぐ配管の材質が分析カラムに供給される溶離液の溶存酸素濃度に与える影響について検討した。
本参考例においては、脱気ユニットとマニホールドとの間を繋ぐ配管の材質が分析カラムに供給される溶離液の溶存酸素濃度に与える影響について検討した。
溶存酸素濃度の測定は、グリコヘモグロビン測定装置(「ADAMS A1c HA−8160」;アークレイ株式会社製)におけるマニホールドの入口に溶存酸素濃度測定装置を接続した状態とするとともに、脱気ユニットとマニホールドとの間を繋ぐ配管として下記表1に示すものを用い、通常の分析と同様にして分析カラムに溶離液を供給することにより、分析カラムに導入される溶離液中の溶存酸素濃度を測定した。
溶離液としては、商品名「61A」、「61B」および「61C」(アークレイ株式会社製)を用い、溶離液は、流量が1.7ml/minとなるようにして供給した。環境温度(装置外部の温度)は、30℃に設定した。溶存酸素濃度の測定結果については、下記表1に示した。表1においては、配管の酸素透過率を同時に示した。
表1から分かるように、環境温度が30℃の場合には、脱気ユニットとマニホールドとの間を繋ぐ配管の材質によって分析カラムに導入される溶離液中の溶存酸素濃度が異なっていた。より具体的には、配管の材質としてガス透過率の高いものを使用する場合ほど、溶離液中の溶存酸素濃度が高くなっている。これは、ガス透過性の高い材質の配管を用いると、より多くの酸素を再吸収し、それが溶離液中に溶存するためであると考えられる。したがって、酸素の再吸収の影響を抑制する観点からは、配管としてガス透過性の低い材質である、ポリエチレン、ピーク、ナイロンを用いるのが好ましい。
また、溶存酸素濃度は、溶離液の温度により変動するものである一方で、溶離液の温度は環境温度により変動するものである。そのため、ガス透過性の高い配管では、環境温度が変動した場合には、それに連動して溶離液中の溶存酸素濃度も変動する。したがって、ガス透過率の高い配管を用いる場合ほど、環境温度の変動により溶離液中の溶存酸素濃度も変動しやすくなる。したがって、環境温度の変動に起因する酸素の再吸収の影響を抑制する観点からも、配管としてガス透過性の低い材質である、ポリエチレン、ピーク、ナイロンを用いるのが好ましい。
以上のように、配管としてガス透過性の低い材質である、ポリエチレン、ピーク、ナイロンを用いた場合には、脱気装置から分析カラムに溶離液を供給するまでの間での酸素の再吸収を抑制でき、また環境温度の変動による溶存酸素濃度の変動も抑制できる。そのため、先の材質などにより形成したガス透過性の低い配管を用いた場合には、分析カラムから溶離されるグリコヘモグロビンにおけるオキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンとの比率が変動することを抑制し、安定した分析を行なうことが可能となる。
(実施例1)
本実施例では、溶離液の温度に基づいて脱気ユニットにおける減圧度を調整した場合について、環境温度がグリコヘモグロビン濃度の測定結果に与える影響について検討した。
本実施例では、溶離液の温度に基づいて脱気ユニットにおける減圧度を調整した場合について、環境温度がグリコヘモグロビン濃度の測定結果に与える影響について検討した。
グリコヘモグロビンの測定値は、グリコヘモグロビン測定装置(「ADAMS A1c HA−8160」;アークレイ株式会社製)を、図1ないし図4を参照して先に説明したHPLC装置と同様に、脱気ユニットを図3に示した構成とするとともに、脱気ユニットとマニホールドとの間を繋ぐ配管を、テフロン(登録商標)製のものからナイロン製(商品名「N2‐1−1/8(乳白色)」;ニッタ・ムアー株式会社製)に変更したものを用いて行なった。
脱気ユニットは、温度測定部としてサーミスタ(商品名「PB3−43−S2」;株式会社芝浦電子製)を用い、溶離液の温度に応じて、ポンプの圧力を下記数式1にしたがって調整するように構成した。
検体としては、健常人から採取した血液(健常人検体)および糖尿病患者から採取した血液(糖尿患者血液)を用いた。グリコヘモグロビンの測定結果については下記表2および図5に示した。
表2および図5から分かるように、溶離液の温度に応じて減圧チャンバの減圧度(ポンプの駆動電力)を調整して溶離液中の溶存酸素濃度を一定となるように試みた場合には、環境温度が異なっていても、健常人検体および糖尿病患者検体ともに、測定値が略同一なものとなった。すなわち、溶離液の温度、あるいは溶離液の温度に影響を与える環境温度に応じて、溶離液中の溶存酸素濃度を一定化した場合には、環境温度などの影響を受けることなく、測定値を安定化させることができる。
X HPLC装置
12A,12B,12C 溶離液ボトル
13 血液試料
4 脱気ユニット
6 分析ユニット
60 分析カラム
61 マニホールド
7 測光ユニット(検出機構)
80A,80B,80C 配管
81A,81B,81C 配管
84 配管
86 配管(追加の配管)
12A,12B,12C 溶離液ボトル
13 血液試料
4 脱気ユニット
6 分析ユニット
60 分析カラム
61 マニホールド
7 測光ユニット(検出機構)
80A,80B,80C 配管
81A,81B,81C 配管
84 配管
86 配管(追加の配管)
Claims (4)
- 充填剤を保持したカラムと、
溶離液を保持した1または複数の溶離液保持部と、
上記溶離液保持部から上記カラムに上記溶離液を供給するための配管と、
を備えた液体クロマトグラフィ装置であって、
上記配管は、酸素透過性の低い材料により形成された酸素難透過部を有していることを特徴とする、液体クロマトグラフィ装置。 - 上記溶離液保持部から上記カラムに上記溶離液を供給するまでの間に、上記溶離液を脱気するための脱気装置をさらに備えており、かつ、
上記配管は、上記溶離液保持部と上記脱気装置との間を接続する第1配管と、上記脱気装置と上記カラムとの間を接続する第2配管と、を含んでおり、
上記酸素難透過部は、上記第2配管の全部または一部に設けられている、請求項1に記載の液体クロマトグラフィ装置。 - 上記カラムからの脱離液に基づいて、試料中の特定成分を検出するための検出機構と、上記カラムと上記検出機構との間を接続する追加の配管と、をさらに備えており、
上記追加の配管は、酸素透過性の低い材料により形成された酸素難透過部を有している、請求項1または2に記載の液体クロマトグラフィ装置。 - 血液試料に含まれるグリコヘモグロビンの濃度を測定するように構成されている、請求項1ないし3のいずれかに記載の液体クロマトグラフィ装置。
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2006
- 2006-02-09 JP JP2006032138A patent/JP2007212277A/ja active Pending
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