JP2018529966A - クロマトグラフィシステムおよびそのための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、クロマトグラフィシステムおよびそのための方法に関する。クロマトグラフィシステムは、サンプルを受け取るための入口ポート（１０２）と、サンプルを送達するための出口ポート（１０６）と、検出器（２０１）と、カラム（１０４）と、入口ポート、出口ポート、検出器、およびカラムと流体連通するバルブ（２０２）と、を含む。バルブ（２０２）は、入口ポートが、検出器およびカラムを含む第１の流体経路を介して出口ポートと流体連通する第１の位置（３０４）を含み、検出器はカラムの上流に配置される。バルブは、入口ポートが検出器およびカラムを含む第２の流体経路を介して出口ポートと流体連通する第２の位置（４０４）を含み、検出器はカラムの下流に配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、クロマトグラフィシステムおよびそのための方法に関する。特に、本発明は、検出器による測定のためのクロマトグラフィシステムおよび方法に関する。

例えば周期的向流（ＰＣＣ）クロマトグラフィなどの連続クロマトグラフィでは、サンプル装填を停止するタイミングを正確に決定し、ＰＣＣプロセスの次のステップに進むことが非常に重要である。

サンプル装填を停止する最適なタイミングを決定するために、カラムに入る前にサンプルの特性を測定するためのプレカラム検出器を利用することが知られている。カラムからの出力は、カラム内のプロセスに起因する特性を検出するために、ポストカラム検出器を通過する。プレカラム検出器信号とポストカラム検出器信号との間の差は、カラム内のプロセスを示す。しかし、プロセス時間が長い場合には、検出器のドリフトおよび較正の問題により測定誤差が発生し、最適でないサンプル装填が行われることがある。

米国特許出願公開第２０１５／２３３４７９号明細書

検出された特性は、多くの場合、サンプルの光学特性であって、光検出器を用いて検出することができる。当技術分野では、吸光度を決定するために、紫外線（ＵＶ）光源および受光強度用の検出器を使用することが一般的である。この吸光度の検出には、較正された光源および検出器が必要である。しかしながら、これらの検出器および光源は、例えば温度および時間に起因してドリフトする傾向がある。これは、ドリフトしやすいプレカラム検出器およびポストカラム検出器を使用する公知の構成において問題を引き起こす。ドリフトの問題は、カラム内での処理の前後の吸光度差が小さい場合に顕著である。

本発明の目的は、上記の問題の少なくとも一部を解決するクロマトグラフィシステムを提供することである。

さらなる目的は、改善された精度を有するクロマトグラフィシステムおよび方法を提供することである。

さらなる目的は、改善された較正を有するクロマトグラフィシステムおよび方法を提供することである。

上記の目的の１つまたは複数、および以下の開示から解釈され得るさらなる可能な目的は、クロマトグラフィシステムによって構成される本発明の第１の態様によって満たされ、クロマトグラフィシステムは、サンプルを受け取るための入口ポートと、サンプルを送達するための出口ポートと、検出器と、カラムと、入口ポート、出口ポート、検出器、およびカラムと流体連通するバルブと、を含む。バルブは、入口ポートが第１の流体経路を介して出口ポートと流体連通する第１の位置を含む。第１の流体経路は、検出器およびカラムを含む。検出器は、カラムの上流に配置される。バルブは、入口ポートが第２の流体経路を介して出口ポートと流体連通する第２の位置をさらに含む。第２の流体経路は検出器およびカラムを含み、検出器はカラムの下流に配置される。

上記の目的およびさらなる可能な目的は、クロマトグラフィシステムのための方法によって構成された本発明の第２の態様によってさらに満たされ、システムは入口ポートおよび出口ポートを含む。本方法は、入口ポートと出口ポートとの間に第１の流路を接続するステップを含む。第１の流路は、検出器およびカラムを含み、検出器はカラムの上流に配置される。本方法は、第１の流路を接続して、第１の検出値を測定するステップをさらに含む。本方法は、入口ポートと出口ポートとの間に第２の流路を接続するステップを含み、第２の流路は検出器およびカラムを含む。検出器は、カラムの下流に配置される。本方法は、第２の流路を接続して、第２の検出値を測定するステップをさらに含む。

第１の態様の追加的または代替的な特徴を以下に説明する。

検出器は、吸光度検出器であってもよい。これは、サンプルの特性がサンプルと直接接触することなく間接的に測定することができることを意味する。

吸光度検出器は、ＵＶ検出器であってもよい。これは、サンプルのいくつかの重要な特性が容易に得られるという効果を有する。

クロマトグラフィシステムは、入口ポートとバルブとの間に接続されたさらなる検出器を含んでもよい。これは、検出器とさらなる検出器とを直列に接続し、較正測定を行うことによって、較正が容易に行われるという効果を有することができる。

バルブは、回転バルブであってもよい。これは、クロマトグラフィシステムが不要な配管および継手なしに効率的に統合することができるという効果を有する。さらに、回転バルブは、ステッパモータまたはサーボドライブなどの駆動機構によって容易に操作することができる。

以下では、第２の態様の代替的または追加的な特徴が提示される。

本方法は、第１の検出値と第２の検出値との差を決定するステップをさらに含むことができる。これは、相対的な検出値が得られるという効果を有する。

システムは、入口ポートの上流に配置されたさらなる検出器を含むことができ、本方法は、第１の流路を接続して、さらなる検出器によって第３の検出値を測定するステップをさらに含むことができる。本方法は、第２の流路を接続して、さらなる検出器によって第４の検出値を測定するステップをさらに含むことができる。これは、第１の流路が接続されたときに、検出器とさらなる検出器の両方が処理前にサンプルの測定値を提供するという効果を有し、これはそれらが互いに較正することができることを意味する。第２の流路が接続されると、さらなる検出器はプレカラム検出器として構成され、検出器はポストカラム検出器として構成される。

クロマトグラフィシステムのための方法は、第３の検出値と第１の検出値との差を計算するステップをさらに含むことができる。これは、較正が検出器とさらなる検出器との間で容易に実行されるという効果を有する。

クロマトグラフィシステムのための方法は、第４の検出値と第２の検出値との差を計算するステップをさらに含むことができる。これは、光学特性の変化を計算することができるという効果を有する。

本発明の実施形態の以下の説明では、添付の図面を参照する。

プレカラム検出器、カラム、およびポストカラム検出器を有する従来技術のクロマトグラフィシステムを示す図である。 第１の実施形態によるクロマトグラフィシステムを示す図である。 第１の位置にある第１の実施形態によるクロマトグラフィシステムを示す図である。 第２の位置にある第１の実施形態によるクロマトグラフィシステムを示す図である。 第２の実施形態によるクロマトグラフィシステムのための方法を示す図である。 例示的なシステムを示す図である。

本開示の例示的実施形態を、さまざまな実施形態を示す添付の図面を参照しながら、以下により完全に説明する。これらの例示的実施形態は、本開示が綿密かつ完全であるが、限定目的ではないように提供される。図面において、同様の符号は同様の要素を示す。

図１には、全体として符号１０１で示す、従来技術のクロマトグラフィシステム１０１が概略的に示されている。クロマトグラフィシステム１０１は、サンプルを受け取るように構成された入口ポート１０２を含む。入口ポート１０２は、プレカラム検出器１０３と流体連通している。プレカラム検出器１０３は、吸光度検出器であってもよく、一実施形態ではＵＶ検出器であってもよい。プレカラム検出器１０３は、カラム１０４内の処理前のサンプルの吸光度を検出するように構成されている。カラム１０４は、ポストカラム検出器１０５と流体連通しており、ポストカラム検出器１０５は、カラム１０４内の処理後のサンプルの吸光度を検出するように構成されている。ポストカラム検出器１０５は、出口ポート１０６と流体連通しており、出口ポート１０６は処理されたサンプルを送達するために設けられている。プレカラム検出器によって検出された光吸収とポストカラム検出器によって検出された光吸収との差は、カラム１０４内のプロセスを示す。

本発明の第１の実施形態を図２に概略的に示す。この第１の実施形態は、入口ポート１０２と、出口ポート１０６と、バルブ２０２と、カラム１０４と、検出器２０１と、を含む。入口ポート１０２は、バルブ２０２を介して出口ポート１０６と流体連通している。検出器２０１はバルブ２０２と流体連通しており、カラム１０４はバルブ２０２と流体連通している。

検出器２０１は、ＵＶ検出器などの吸光度検出器であってもよい。

ここで、図３を参照してバルブ２０２について説明する。

バルブ２０２は、
・入口ポート１０２をＵＶ検出器２０１の入力に接続する第１の流体接続部３０１と、
・ＵＶ検出器２０１からの出力をカラム１０４の入力に接続する第２の流体接続部３０２と、
・カラム１０４を出口ポート１０６に接続する第３の流体接続部３０３と、を有する第１の位置３０４を含む。

さらに、バルブ２０２は、
・入口ポート１０２をカラム１０４の入口に接続する第４の流体接続部４０１と、
・カラム１０４からの出力をＵＶ検出器２０１の入力に接続する第５の流体接続部４０２と、
・ＵＶ検出器２０１の出力を出口ポート１０６に接続する第６の流体接続部４０３と、を有する、図４に示す第２の位置４０４を含む。

本発明は、入口ポートが検出器およびカラムを含む第１の流体経路を介して出口ポートと流体連通する第１の位置であって、検出器がカラムの上流に配置される、第１の位置を含むバルブを提供することによる洞察に基づいている。この第１の位置は、ＵＶ検出器をプレカラム検出器として構成させる。

バルブは、入口ポートが検出器およびカラムを含む第２の流体経路を介して出口ポートと流体連通する第２の位置であって、検出器がカラムの下流に配置される、第２の位置をさらに含む。第２の位置は、ＵＶ検出器をポストカラム検出器として構成させる。

したがって、バルブ２０２を第１の位置と第２の位置との間で操作することによって、ＵＶ検出器はプレカラム検出器またはポストカラム検出器として働くことができる。これらの２つの位置の間を切り替えることにより、吸光度測定をプレカラム構成とポストカラム構成の両方で短時間の間隔で実行することができ、ドリフトに関連する問題を最小限に抑えることができる。

好ましい実施形態では、バルブ２０２は回転バルブであり、それは、このようなバルブが、第１の流体経路および第２の流体経路を確立するのに必要な配管の量を最小にすることができるからである。さらに、回転バルブは、ステッピングモータまたはサーボモータなどの駆動機構によって容易に制御することができる。

入口ポート１０２の上流にさらなる検出器を接続することにより、いくつかの異なる構成が可能である。

バルブ２０２が第１の位置にある場合には、さらなる検出器および検出器２０１は両方ともカラム１０４の上流にあり、これは検出器２０１およびさらなる検出器がいわゆる交差較正で互いに構成され得ることを意味している。

バルブ２０２が第２の位置に操作された場合には、さらなる検出器はプレカラム位置になり、検出器２０１はポストカラム位置になる。

したがって、さらなる検出器を追加することにより、さらなる検出器および検出器の信頼性のある迅速な交差較正が可能になる。

図５には、本発明による方法を示すフローチャートが開示されている。本方法は、以下のステップを含む。

・入口ポートと出口ポートとの間に第１の流路を接続するステップ５０１であって、第１の流路は検出器およびカラムを含み、検出器はカラムの上流に配置される、ステップ５０１。

・第１の流路を接続して、第１の検出値を測定するステップ５０２。

・入口ポートと出口ポートとの間に第２の流路を接続するステップ５０３であって、第２の流路は検出器およびカラムを含み、検出器はカラムの下流に配置される、ステップ５０３。

・第２の流路を接続して、第２の検出値を測定するステップ５０４。

本方法は、以下のステップをさらに含むことができる。

・第１の検出値と第２の検出値との差を決定するステップ。

システムは、入口ポートの上流に配置されたさらなる検出器をさらに含むことができ、本方法は以下のステップをさらに含む。

・第１の流路を接続して、さらなる検出器によって第３の検出値を測定するステップ。

・第２の流路を接続して、さらなる検出器によって第４の検出値を測定するステップ。

本方法は、以下のステップをさらに含むことができる。

・第３の検出値と第１の検出値との差を計算するステップ。

クロマトグラフィシステムのための方法は、以下のステップをさらに含むことができる。

・第４の検出値と第２の検出値との差を計算するステップ。

図５を参照して開示される方法は、較正を容易にし、ドリフトの問題を低減させる。

次に、図６を参照して、例示的なシステムについて説明する。例示的なシステムは、全体として符号６０１で示され、提供されたサンプルをバルブ６０４にポンピングするように構成されたサンプルポンプ６０２を含む。第１のＵＶ検出器６０５は、バルブ６０４と流体連通している。バルブ６０４は第１のカラム６０６と流体連通し、第１のカラム６０６の出口はバルブ６０４と流体連通している。第２のカラム６０７はバルブと流体連通し、第２のカラムの出口は第２のＵＶ検出器６０９を介して第１のシステム出口６１１と流体連通している。バルブは、第３のカラム６０８とさらに流体連通し、第３のカラム６０８は、第３のＵＶ検出器６１０を介して第２のシステム出口６１２にさらに接続されている。バルブ６０４は、バッファポンプ６０３とさらに流体連通している。

ここで、この例示的なシステムについて、バルブ６０４の２つの例示的な位置によって説明する。

第１の位置では、バルブ６０４は、サンプルポンプ６０２から、第１のＵＶ検出器６０５、第１のカラム６０６、第２のカラム６０７、および第２のＵＶ検出器を介して、第１のシステム出力６１１に第１の流路を提供するように構成される。この第１の位置では、第１のＵＶ検出器６０５を第１のカラム６０６の上流に配置することができる。あるいは、第１のＵＶ検出器６０５を第１のカラム６０６の下流に接続してもよい。これにより、バルブ６０４によって第１のＵＶ検出器６０５のプレカラム構成およびポストカラム構成を実現することができる。バルブ６０４はまた、バッファポンプ６０３から、第３のカラム６０８および第３のＵＶ検出器６１０を介して第２のシステム出口６１２へ流路を提供するように構成することができ、それによって第３のカラム６０８を洗浄および／または溶出することができる。

プレカラム位置またはポストカラム位置における第１のＵＶ検出器６０５の配置は、バルブ６０４によって制御することができる。

第２の位置では、バルブは、サンプルポンプ６０２から、第１のＵＶ検出器６０５、第１のカラム６０６、第３のカラム６０８、および第３のＵＶ検出器６１０を介して、第２のシステム出力６１２へ第２の流路を提供するように構成される。この第２の位置では、第１のＵＶ検出器６０５を第１のカラム６０６の上流に配置することができる。あるいは、第１のＵＶ検出器６０５を第１のカラム６０６の下流に接続してもよい。これにより、バルブ６０４によって第１のＵＶ検出器６０５のプレカラム構成およびポストカラム構成を実現することができる。バルブ６０４はまた、バッファポンプ６０３から、第２のカラム６０７および第２のＵＶ検出器６０９を介して第１のシステム出口６１１へ流路を提供するように構成することができ、それによって第２のカラム６０７を洗浄および／または溶出することができる。

このように、プレカラム位置またはポストカラム位置における第１のＵＶ検出器６０５の配置は、バルブ６０４によって制御することができる。

上記から、システム６０１の一実施形態におけるバルブ６０４は、以下の位置の任意の組み合わせを含むことができると結論づけられる。

・プレカラムＵＶ検出器を備えた第１の流路。

・ポストカラムＵＶ検出器を備えた第１の流路。

・プレカラムＵＶ検出器を備えた第２の流路。

・ポストカラムＵＶ検出器を備えた第２の流路。

１０１ クロマトグラフィシステム
１０２ 入口ポート
１０３ プレカラム検出器
１０４ カラム
１０５ ポストカラム検出器
１０６ 出口ポート
２０１ ＵＶ検出器
２０２ バルブ
３０１ 第１の流体接続部
３０２ 第２の流体接続部
３０３ 第３の流体接続部
３０４ 第１の位置
４０１ 第４の流体接続部
４０２ 第５の流体接続部
４０３ 第６の流体接続部
４０４ 第２の位置
６０１ システム
６０２ サンプルポンプ
６０３ バッファポンプ
６０４ バルブ
６０５ 第１のＵＶ検出器
６０６ 第１のカラム
６０７ 第２のカラム
６０８ 第３のカラム
６０９ 第２のＵＶ検出器
６１０ 第３のＵＶ検出器
６１１ 第１のシステム出口／出力
６１２ 第２のシステム出口／出力

Claims (10)

1. クロマトグラフィシステム（２００）であって、
   サンプルを受け取るための入口ポート（１０２）と、
   サンプルを送達するための出口ポート（１０６）と、
   検出器（２０１）と、
   カラム（１０４）と、
   前記入口ポート（１０２）、前記出口ポート（１０６）、前記検出器（２０１）、および前記カラム（１０４）と流体連通するバルブ（２０２）と、を含み、
   前記バルブ（２０２）は、
   前記入口ポート（１０２）が、前記検出器（２０１）および前記カラム（１０４）を含む第１の流体経路を介して前記出口ポート（１０６）と流体連通する第１の位置（３０４）であって、前記検出器（２０１）が前記カラム（１０４）の上流に配置される、第１の位置（３０４）と、
   前記入口ポート（１０２）が、前記検出器（２０１）および前記カラム（１０４）を含む第２の流体経路を介して前記出口ポート（１０６）と流体連通する第２の位置（４０４）であって、前記検出器（２０１）が前記カラム（１０４）の下流に配置される、第２の位置（４０４）と、を含む、クロマトグラフィシステム（２００）。
2. 前記検出器（２０１）は吸光度検出器である、請求項１に記載のクロマトグラフィシステム（２００）。
3. 前記吸光度検出器はＵＶ検出器（２０１）である、請求項２に記載のクロマトグラフィシステム（２００）。
4. 前記入口ポート（１０２）の上流に接続されたさらなる検出器を含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクロマトグラフィシステム（２００）。
5. 前記バルブ（２０２）は回転バルブである、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のクロマトグラフィシステム（２００）。
6. クロマトグラフィシステム（２００）のための方法であって、前記システムは入口ポート（１０２）および出口ポート（１０６）を含み、前記方法は、
   前記入口ポート（１０２）と前記出口ポート（１０６）との間に第１の流路を接続するステップ（５０１）であって、前記第１の流路は検出器（２０１）およびカラム（１０４）を含み、前記検出器（２０１）は前記カラム（１０４）の上流に配置される、ステップ（５０１）と、
   前記第１の流路を接続して、第１の検出値を測定するステップ（５０２）と、
   前記入口ポート（１０２）と前記出口ポート（１０６）との間に第２の流路を接続するステップ（５０３）であって、前記第２の流路は前記検出器（２０１）および前記カラム（１０４）を含み、前記検出器（２０１）は前記カラム（１０４）の下流に配置される、ステップ（５０３）と、
   前記第２の流路を接続して、第２の検出値を測定するステップ（５０４）と、を含む、クロマトグラフィシステム（２００）のための方法。
7. 前記第１の検出値と前記第２の検出値との差を決定するステップをさらに含む、請求項６に記載のクロマトグラフィシステム（２００）のための方法。
8. 前記システムは、前記入口ポート（１０２）の上流に配置されたさらなる検出器を含み、前記方法は、
   前記第１の流路を接続して、前記さらなる検出器によって第３の検出値を測定するステップと、
   前記第２の流路を接続して、前記さらなる検出器によって第４の検出値を測定するステップと、をさらに含む、請求項６に記載のクロマトグラフィシステム（２００）のための方法。
9. 前記第３の検出値と前記第１の検出値との差を計算するステップをさらに含む、請求項８に記載のクロマトグラフィシステム（２００）のための方法。
10. 前記第４の検出値と前記第２の検出値との差を計算するステップをさらに含む、請求項８または９に記載のクロマトグラフィシステム（２００）のための方法。