JP2019144156A

JP2019144156A - 分析用液監視装置

Info

Publication number: JP2019144156A
Application number: JP2018029665A
Authority: JP
Inventors: 卓哉磯井; Takuya Isoi
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2019-08-29
Anticipated expiration: 2038-02-22
Also published as: US20190257731A1; CN110186531B; CN110186531A; US11054354B2; JP7069812B2

Abstract

【課題】分析用液の設置や配管接続に間違いがあったときにそれを異常として検知することができるようにする。【解決手段】分析用液視装置は、分析に使用すべき分析用液としての液が収容されている容器の重量を計測する重量計と、前記分析用液の密度ρを記憶する密度記憶部と、前記分析用液を減少させる減少動作の前後における前記容器の重量の変化量ΔＭを前記重量計の計測値に基づいて求め、求めた前記変化量ΔＭ、前記減少動作における前記容器内の液の減少した体積Ｖ、及び前記密度記憶部に記憶されている前記分析用液の密度ρに基づいて、前記減少動作において前記分析用液の使用が正常になされたか否かを判定するように構成されている分析用液判定部と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、液体クロマトグラフなどの分析装置で使用される分析用液を監視するための分析用液監視装置に関するものである。

液体クロマトグラフなどの分析装置では、従来から、分析に使用される液（以下、分析用液）の残量を液面センサ等によって検知することがよく行なわれている（特許文献１参照。）。分析用液の残量を検知することによって、分析用液の補充・交換のタイミングを知るだけでなく、分析用液が予定された量だけ正確に使用されているか否か、すなわち分析用液を用いた所定の動作が正常に行なわれたか否かの検証を行なうことができる。

また、分析用液を送液する送液ポンプの動作量から送液の総量を計算し、その結果に基づいて分析用液の残量や廃液容器内の液量を監視することも行なわれている（特許文献２参照。）。

特開平１１−１９２４２４号公報特開２０００−２９８１２２号公報

分析装置では複数種類の分析用液が一般的に使用される。ユーザは、分析用液を収容した複数の容器をそれぞれ所定の位置に設置したり所定の配管と接続したりする必要がある。設置する分析用液の種類や分析用液への配管接続が間違っていると、移動相の組成が本来のものと異なってしまったり本来使用すべき分析用液とは別の液が使用されたりして、分析を正常に実施することができなくなる。

特許文献１や特許文献２に示されているような液量の監視方法では、分析用液の設置や配管接続が正しくなされているか否かを考慮していない。そのため、分析用液の設置や配管接続に間違いがあっても、液の減少量が予定された使用量と一致していれば異常として検知されない。

また、分析用液を収容している容器の形状によっては、容器内の液面高さと収容されている分析用液の体積量とが比例しない場合があり、そのような場合には液面センサで正確な残量を測定することが不可能である。

そこで、本発明は、分析用液の設置や配管接続に間違いがあったときにそれを異常として検知することができるようにすることを目的とするものである。

既述のように、分析に関する動作である液を使用したときにその液の減少量をその体積にのみ基づいて監視しても、その液が本来使用されるべき分析用液であったか否かについては判断することはできない。しかし、分析用液はその種類によって密度が異なることがほとんどであり、ある一定の体積だけ使用されたときに減少する重量は分析用液の種類によって異なる。このことを利用すれば、正しい種類の分析用液が正しい量だけ使用されたか否かを判断することが可能となる。本発明はこのような知見に基づいてなされたものであり、分析用液としての液が収容されている容器の重量に関する情報と分析用液の密度ρの情報を用いて、分析用液が正常に使用されているか否かを判定することを特徴とする。

すなわち、本発明に係る分析用液視装置は、分析に使用すべき分析用液としての液が収容されている容器の重量を計測する重量計と、前記分析用液の密度ρを記憶する密度記憶部と、前記分析用液を減少させる減少動作の前後における前記容器の重量の変化量ΔＭを前記重量計の計測値に基づいて求め、求めた前記変化量ΔＭ、前記減少動作における前記容器内の液の減少した体積Ｖ、及び前記密度記憶部に記憶されている前記分析用液の密度ρに基づいて、前記減少動作において前記分析用液の使用が正常になされたか否かを判定するように構成されている分析用液判定部と、を備えている。

なお、本願における「分析用液」とは、分析装置において使用される種々の液の総称であり、移動相として送液される溶媒、洗浄液、試料に添加される試薬などが含まれる。

分析用液の使用が正常な場合とは、その分析用液を減少させる減少動作（例えば、移動相溶媒としての送液動作や洗浄液としての送液動作、試料への試薬の添加動作）において本来使用されるべき分析用液が予定通りに使用されている場合である。逆にいえば、分析用液の使用が正常でない場合とは、その分析用液を減少させる減少動作において実際に使用された液が本来使用されるべき分析用液とは異なる液であった場合や、分析装置が正常に動作していなかった場合などである。実際に使用された液が本来使用されるべき分析用液とは異なる液となってしまう原因としては、ユーザによる分析用液の設置や配管接続の間違いなどが考えられる。

分析用液の使用が正常になされたか否かを判定するために、前記分析用液判定部が、分析用液としての液が収容されている容器の重量の変化量ΔＭ、及び分析用液の密度ρをどのように用いるかについては、種々の態様が考えられる。その一例として、前記分析用液判定部は、前記減少動作の前後における前記容器の重量の変化量ΔＭを前記減少動作における前記容器内の液の減少した体積Ｖで除算して前記容器に収容されている液の密度ρ’を求め、求めた密度ρ’と前記密度記憶部に記憶されている前記分析用液の密度ρとを比較し、両者が一致するか否かにより前記減少動作において前記分析用液の使用が正常になされたか否かを判定するように構成されている態様が挙げられる。

また、前記分析用液判定部の別の態様として、前記減少動作の前後における前記容器の重量の変化量ΔＭを前記密度記憶部に記憶されている前記分析用液の密度ρで除算して前記減少動作における前記容器内の液の減少した体積Ｖ’を求め、求めた体積Ｖ’と前記減少動作における前記容器内の液の減少した体積Ｖとを比較し、両者が一致するか否かによって前記減少動作において前記分析用液の分析用液が正常になされたか否かを判定するように構成されている態様が挙げられる。

これらの態様は、分析用液を減少させる減少動作において減少すべき分析用液の体積Ｖを予め設定された分析プログラム等から割り出すことができる場合に有効である。例えば、分析装置が送液ポンプの動作量に基づいて分析用液の送液量を計算する機能を有する場合には、ある減少動作において消費される分析用液の体積Ｖを分析装置の機能を用いて割り出すことができる。

また、分析用液を減少させる減少動作において消費される分析用液の体積Ｖを正確に把握できないような場合もある。そのような場合でも、複数種類の分析用液を用いるグラジエント送液などでは、その動作で消費される分析用液の体積比率を分析プログラムから割り出すことができ、その比率を用いて分析用液の使用が正常になされたか否かを判定することができる。

すなわち、前記重量計は前記複数の容器のそれぞれの重量を計測するものであり、前記密度記憶部はそれぞれの前記分析用液の密度ρを記憶するものであり、前記分析用液判定部は、前記減少動作の前後における前記複数の容器のそれぞれの重量の変化量ΔＭを前記密度記憶部に記憶されているそれぞれの前記分析用液の密度ρで除算して前記減少動作にける前記複数の容器内の液の計算上の（実際のものと一致するとは限らない）減少した体積Ｖ’の比率を求め、求めた計算上の体積Ｖ’の比率と、前記減少動作における前記複数の容器内の液の減少した体積Ｖの比率、すなわち、前記減少動作において規定されている各分析用液の使用比率と、を比較し、両者が一致するか否かにより前記減少動作において前記分析用液の使用が正常になされたか否かを判定するように構成されている。これにより、前記減少動作における各分析用液の減少体積Ｖを正確に割り出すことができなくても、各容器の重量の変化量ΔＭと各分析用液の密度ρによって求められる各容器内の液の計算上の減少体積の比率を、分析プログラム上の分析用液の使用比率と比較することによって、分析用液が正常に使用されているか否かを判定できる。

また、本発明に係る分析用液監視装置では、前記分析用液判定部によって前記減少動作において前記分析用液の使用が正常になされていないと判定されたときに、ユーザに対する警告を発するように構成された警告発生部をさらに備えていることが好ましい。そうすれば、分析用液の設置や配管接続の間違いや分析装置の異常動作が発生していることをユーザが容易に認識することができ、迅速に対応することが可能となる。

本発明に係る分析用液監視装置では、分析用液としての液が収容されている容器の重量に関する情報と分析用液の密度ρの情報を用いるので、例えば、移動相溶媒や洗浄液としての送液動作、試料への試薬の添加動作といった分析用液の減少動作において本来使用されるべき液が予定通りに使用されているか否かを判定することができる。

分析用液監視装置の一実施例を示す概略構成図である。分析用液の監視動作の一例を示すフローチャートである。分析用液の監視動作の他の例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る分析用液監視装置の一実施例について、図面を参照しながら説明する。

図１は、分析システム１に組み込まれた分析用液監視装置の構成の一例を示している。分析システム１は分析装置２とシステム管理装置１０によって構成されている。システム管理装置１０は専用のコンピュータ又は汎用のパーソナルコンピュータによって実現される。

分析装置２は、例えば液体クロマトグラフのように複数の液を用いて分析を行なうものである。分析装置２には、分析に用いられる分析用液Ａ〜Ｄとしての液を収容した容器６ａ〜６ｄが規定されたとおりに設置されるようになっている。分析用液Ａ〜Ｄを収容した容器６ａ〜６ｄが正しく設置されていれば、分析装置２が、送液ポンプを用いて又はサンプリングニードルを用いて、分析に関する動作においてそれぞれ必要な分析用液を容器６ａ〜６ｄのいずれかから吸入して使用することができる。容器６ａ〜６ｄを設置するとは、容器６ａ〜６ｄのそれぞれを所定の位置に設置したり、又は所定の配管と接続したりすることである。

容器６ａ〜６ｄに収容されるべき分析用液Ａ〜Ｄとしては、例えば、液体クロマトグラフの分析流路中で送液される移動相としての溶媒のほか、分析流路内を洗浄するための洗浄液、試料に添加される試薬や希釈液等が挙げられる。

分析システム１は、移動相の送液といった分析用液を減少させるような動作において、正しい分析用液が予定通り使用されているか否かを監視するための分析用液監視装置４を備えている。この実施例では、分析用液監視装置４が、重量計８ａ〜８ｄとシステム管理装置１０によって実現される。重量計８ａ〜８ｄはそれぞれ、容器６ａ〜６ｄの重量を計測するものであり、例えば電子天秤によって実現される。

システム管理装置１０には、密度記憶部１２、分析用液判定部１４、及び警告発生部１６が設けられている。密度記憶部１２は、システム管理装置１０に設けられた記憶装置の一部の記憶領域によって実現される機能であり、分析用液判定部１４及び警告発生部１６は、マイクロコンピュータなどの演算素子がプログラムを実行することによって得られる機能である。

密度記憶部１２は、分析装置２に設置されるべき各分析用液Ａ〜Ｄの密度に関する情報を記憶する。

分析用液判定部１４は、ある分析用液を減少させる減少動作（例えば、移動相の送液動作や洗浄液による洗浄動作）があったときに、その分析用液に対応する容器のある時点における重量Ｍ１とその容器内の液の減少を測定するのに十分な時間が経過した時点における重量Ｍ２との差分ΔＭ、その減少動作において使用されるべき分析用液の密度ρ、及びその減少動作において消費された分析用液の体積Ｖ（若しくはその比率）を用いて、当該減少動作において正しい分析用液が予定通りに使用されたか否かについて判定を行なうように構成されている。

分析用液判定部１４は、上記の判定を、例えば分析開始時に実行することができる。分析用液判定部１４は、予め設定された分析プログラムから各分析用液Ａ〜Ｄの使用割合を取得する。分析において、例えば分析用液ＡとＢを用いてグラジエント送液が行われる場合、分析用液判定部１４は、グラジエント送液の開始時点の容器６ａ、６ｂのそれぞれの重量Ｍ_Ａ０、Ｍ_Ｂ０の計測値を取得し、メモリー素子等に記憶させておく。そして、グラジエント送液が開始されてから一定の時間が経過した後で、容器６ａ、６ｂのそれぞれの重量Ｍ_Ａ１、Ｍ_Ｂ１の計測値を取得し、それぞれの差分Ｍ_Ａ０−Ｍ_Ａ１、Ｍ_Ｂ０−Ｍ_Ｂ１を計算することで、各容器６ａ、６ｂの重量の変化量ΔＭ_Ａ、ΔＭ_Ｂを求める。

分析装置２が各移動相の送液量を測定する機能を備えている場合や分析プログラムから各容器６ａ、６ｂ内の液の消費量を割り出すことができる場合、分析用液判定部１４は、各容器６ａ、６ｂ内の液の減少した実際の体積Ｖ_Ａ，Ｖ_Ｂを割り出す。さらに、分析用液判定部１４は、各容器６ａ，６ｂの重量の変化量ΔＭ_Ａ、ΔＭ_Ｂをそれぞれ減少した体積Ｖ_Ａ，Ｖ_Ｂで除算することにより、各容器６ａ、６ｂ内の液の密度ρ’_Ａ、ρ’_Ｂを求め、それらを密度記憶部１２に記憶されている分析用液Ａ、Ｂの密度ρ_Ａ、ρ_Ｂと比較する。容器６ａ、６ｂにそれぞれ分析用液Ａ、Ｂが正しく収容されている場合はρ’_Ａ＝ρ_Ａ、ρ’_Ｂ＝ρ_Ｂとなるので、分析用液判定部１４はρ’_Ａ＝ρ_Ａ、ρ’_Ｂ＝ρ_Ｂとなったときに「正常」と判定する。一方で、ρ’_Ａ≠ρ_Ａ及び／又はρ’_Ｂ≠ρ_Ｂとなった場合には、密度の不一致となった容器に本来設置されるべき分析用液とは別の液が収容されていると判断することができる。このような場合、分析用液判定部１４は「異常」と判定する。なお、密度が一致するか否かは、各分析用液の密度に誤差を加味して設定された範囲（例えば、分析用液の密度ρ±１０％）内に計算で求めた密度ρ’が入っているか否かによって判断することができる。

また、各容器６ａ、６ｂ内の液の使用量を割り出すことができない場合、分析用液判定部１４は、分析プログラムから分析用液Ａ、Ｂの使用比率Ｖ_Ａ：Ｖ_Ｂを取得し、その使用比率を用いて分析用液の使用が正常か否かを判定することができる。この場合、分析用液判定部１４は、各容器６ａ，６ｂの重量の変化量ΔＭ_Ａ、ΔＭ_Ｂをそれぞれ分析用液Ａ、Ｂの密度ρ_Ａ、ρ_Ｂで除算し、各容器６ａ、６ｂ内の液の減少した計算上の体積Ｖ’_Ａ、Ｖ’_Ｂを求める。そして、その比率Ｖ’_Ａ：Ｖ’_Ｂを分析プログラムから取得した分析用液Ａ、Ｂの使用比率Ｖ_Ａ：Ｖ_Ｂと比較し、両者が一致するか否かにより「正常」か「異常」かを判定する。

警告発生部１６は、分析用液判定部１４によって「異常」と判定されたときにユーザに対して警告を発するように構成されている。警告は、例えばシステム管理装置１０に接続されているモニタに異常がある旨を表示させることで行なってもよいし、警告音を発生させることによって行なってもよい。

また、分析用液判定部１４によって「異常」と判定されたときには、上記の警告に加えて又は警告に代えて、システム管理装置１０から分析装置２に対して実行中の動作を中断させる指令が送信されるように構成されていてもよい。

分析用液監視装置による分析用液監視動作の一例を、図１とともに図２のフローチャートを用いて説明する。この動作は、分析装置２の動作において消費される各分析用液Ａ〜Ｄの量を割り出すことができる場合に有効な動作である。ここでは、分析用液Ａを例に説明する。

まず、分析用液判定部１４は、分析用液Ａを消費する動作のある時点（例えば動作の開始時点）における分析用液Ａに対応する容器６ａの重量Ｍ１を重量計８ａから取得する（ステップＳ１）。その後、容器６ａの重量の減少を測定することが可能な程度に十分な時間が経過した時点での容器６ａの重量Ｍ２を重量計８ａから取得し（ステップＳ２）、容器６ａの重量の変化量ΔＭ_Ａを求める（ステップＳ３）。

分析用液判定部１４は、分析装置２の機能を用いて又は分析プログラムに基づく計算によって、容器６ａの重量がΔＭ_Ａだけ減少するまでの減少動作中に消費された容器６ａ内の液の量を求める（ステップＳ４）。求められた液の消費量は、減少動作中における容器６ａ内の液の減少した体積Ｖ_Ａに相当する。分析用液判定部１４は、重量減少量ΔＭ_Ａを求めた体積Ｖ_Ａで除算することにより、容器６ａ内の液の密度ρ’_Ａを求め（ステップＳ５）、求めた密度ρ’_Ａを密度記憶部１２に記憶されている分析用液Ａの密度ρ_Ａと比較する（ステップＳ６）。両者が一致していれば「正常」と判定し（ステップＳ７）、両者が一致しなければ「異常」と判定する（ステップＳ８）。

分析用液判定部１４が「異常」と判定した場合、警告発生部１６はユーザに対して「異常」であることを知らせるための警告を発する（ステップＳ９）。

分析用液監視装置による分析用液監視動作の他の例を、図１とともに図３のフローチャートを用いて説明する。この動作は、分析装置２の動作において消費される各分析用液Ａ〜Ｄの量を割り出すことができない場合に特に有効な動作である。ここでは、分析用液ＡとＢを使用する場合を例として説明する。

まず、分析用液判定部１４は、分析用液Ａ、Ｂを消費する動作のある時点（例えば動作の開始時点）における分析用液Ａ、Ｂに対応する容器６ａ、６ｂの重量Ｍ_Ａ１、Ｍ_Ｂ１を重量計８ａ、８ｂから取得する（ステップＳ１０１）。その後、容器６ａ、６ｂの重量の減少を測定することが可能な程度に十分な時間が経過した時点での容器６ａ、６ｂの重量Ｍ_Ａ２、Ｍ_Ｂ２を重量計８ａ、８ｂから取得し（ステップＳ１０２）、容器６ａ、６ｂの重量の変化量ΔＭ_Ａ、ΔＭ_Ｂを求める（ステップＳ１０３）。

次に、分析用液判定部１４は、各容器６ａ，６ｂの重量の変化量ΔＭ_Ａ、ΔＭ_Ｂをそれぞれ分析用液Ａ、Ｂの密度ρ_Ａ、ρ_Ｂで除算し、各容器６ａ、６ｂ内の液の減少した計算上の体積Ｖ’_Ａ、Ｖ’_Ｂを求め（ステップＳ１０４）、その比率Ｖ’_Ａ：Ｖ’_Ｂを求める（ステップＳ１０５）。さらに、分析用液判定部１４は、分析用液Ａ、Ｂの使用比率Ｖ_Ａ：Ｖ_Ｂを分析プログラムから取得し（ステップＳ１０６）、計算上の比率Ｖ’_Ａ：Ｖ’_Ｂを使用比率Ｖ_Ａ：Ｖ_Ｂと比較する（ステップＳ１０７）。両者が一致していれば「正常」と判定し（ステップＳ１０８）、両者が一致しなければ「異常」と判定する（ステップＳ１０９）。

分析用液判定部１４が「異常」と判定した場合、警告発生部１６はユーザに対して「異常」であることを知らせるための警告を発する（ステップＳ１１０）。

このように、以上において説明した分析用液監視装置４は、設置されている容器６ａ〜６ｄ内の液がある程度減少した時点で、その減少の前後における容器６ａ〜６ｄの重量の変化量ΔＭ、対応する分析用液の密度ρ、及びその減少動作における容器６ａ〜６ｄ内の液の消費量若しくはその使用比率に基づいて、その動作において使用されるべき分析用液が予定通り使用されているか否かを判定することができる。これにより、例えばユーザが分析用液Ａ〜Ｄの設置や配管接続を間違えていた場合でも、分析用液を消費する何らかの動作が開始されたときにそれを異常として検知することができる。

１，１−１〜１−ｎ分析システム
２分析装置
４分析用液監視装置
６ａ〜６ｄ容器
８ａ〜８ｄ重量計
１０システム管理装置
１２密度記憶部
１４分析用液判定部
１６警告発生部

Claims

分析に使用すべき分析用液としての液が収容されている容器の重量を計測する重量計と、
前記分析用液の密度ρを記憶する密度記憶部と、
前記分析用液を減少させる減少動作の前後における前記容器の重量の変化量ΔＭを前記重量計の計測値に基づいて求め、求めた前記変化量ΔＭ、前記減少動作における前記容器内の液の減少した体積Ｖ、及び前記密度記憶部に記憶されている前記分析用液の密度ρに基づいて、前記減少動作において前記分析用液の使用が正常になされたか否かを判定するように構成されている分析用液判定部と、を備えた分析用液視装置。
前記分析用液判定部は、前記減少動作の前後における前記容器の重量の変化量ΔＭを前記減少動作における前記容器内の液の減少した体積Ｖで除算して前記容器に収容されている液の密度ρ’を求め、求めた密度ρ’と前記密度記憶部に記憶されている前記分析用液の密度ρとを比較し、両者が一致するか否かにより前記減少動作において前記分析用液の使用が正常になされたか否かを判定するように構成されている、請求項１に記載の分析用液監視装置。
前記分析用液判定部は、前記減少動作の前後における前記容器の重量の変化量ΔＭを前記密度記憶部に記憶されている前記分析用液の密度ρで除算して前記減少動作における前記容器内の液の減少した体積Ｖ’を求め、求めた体積Ｖ’と前記減少動作における前記容器内の液の減少した体積Ｖとを比較し、両者が一致するか否かにより前記減少動作において前記分析用液の使用が正常になされたか否かを判定するように構成されている、請求項１に記載の分析用液監視装置。
複数の液が互いに異なる分析用液としてそれぞれ収容されている複数の容器があり、
前記重量計は前記複数の容器のそれぞれの重量を計測するものであり、
前記密度記憶部はそれぞれの前記分析用液の密度ρを記憶するものであり、
前記分析用液判定部は、前記減少動作の前後における前記複数の容器のそれぞれの重量の変化量ΔＭを前記密度記憶部に記憶されているそれぞれの前記分析用液の密度ρで除算して前記減少動作における前記複数の容器内の液の計算上の減少した体積Ｖ’の比率を求め、求めた計算上の体積Ｖ’の比率と前記減少動作における前記複数の容器内の液のそれぞれの減少した体積Ｖの比率とを比較し、両者が一致するか否かにより前記減少動作において前記分析用液の使用が正常になされたか否かを判定するように構成されている、請求項１に記載の分析用液監視装置。
前記分析用液判定部によって前記減少動作において前記分析用液の使用が正常になされていないと判定されたときに、ユーザに対する警告を発するように構成された警告発生部をさらに備えている、請求項１から４のいずれか一項に記載の分析用液監視装置。