JP2021173527A - 液体クロマトグラフおよび液体クロマトグラフの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に試料の適切な分析を行うことが可能な液体クロマトグラフおよび液体クロマトグラフの制御方法を提供する。【解決手段】移動相の残量を監視する移動相モニタ１３に当該移動相についての情報が移動相情報として登録される。試料の分析条件が記述されたメソッドファイルがメソッドファイル取得部５１により取得される。移動相モニタ１３から移動相情報が移動相情報取得部５２により取得される。メソッドファイル取得部５１により取得されたメソッドファイルと、移動相情報取得部５２により取得された移動相情報とに基づいて、移動相を供給するポンプ１２を制御するための制御情報が制御情報生成部５３により生成される。【選択図】図３

Description

本発明は、液体クロマトグラフおよび液体クロマトグラフの制御方法に関する。

試料に含まれる物質を異なる成分ごとに分離する分析装置として、液体クロマトグラフが知られている。液体クロマトグラフにおいては、試料の分析条件等が記述されたメソッドファイルが作成される。作成されたメソッドファイルに基づいてポンプ等の液体クロマトグラフの種々の構成要素が制御される。

特許文献１には、液体クロマトグラフまたは超臨界流体クロマトグラフを制御可能なメソッドファイルを作成するクロマトグラフ装置制御装置が記載されている。このクロマトグラフ装置制御装置においては、ユーザが表示部に表示された所定の画面上で、移動相およびカラムについての設定を行う。また、ユーザは、予め標準的な分析条件が記述されたベースメソッドファイルを指定する。設定された移動相およびカラムならびに指定されたベースメソッドファイルに基づいてメソッドファイルが作成される。

国際公開第２０１８／１３１０６８号

液体クロマトグラフにおいては、分析対象の試料に応じて使用される移動相が頻繁に交換される。そのため、移動相が交換されるごとに当該移動相に対応したメソッドファイルを作成する必要がある。しかしながら、特許文献１のクロマトグラフ装置制御装置においては、メソッドファイルの作成作業の際にユーザがミスすることがある。この場合、試料の適切な分析を行うことができない。

本発明の目的は、容易に試料の適切な分析を行うことが可能な液体クロマトグラフおよび液体クロマトグラフの制御方法を提供することである。

本発明の一態様は、移動相の残量を監視するとともに、当該移動相についての情報が移動相情報として登録される移動相モニタと、移動相を供給するポンプと、試料の分析条件が記述されたメソッドファイルを取得するメソッドファイル取得部と、前記移動相モニタから移動相情報を取得する移動相情報取得部と、前記メソッドファイル取得部により取得されたメソッドファイルと移動相情報取得部により取得された移動相情報とに基づいて前記ポンプを制御するための制御情報を生成する制御情報生成部とを備える、液体クロマトグラフに関する。

本発明の他の態様は、試料の分析条件が記述されたメソッドファイルを取得するステップと、移動相の残量を監視しかつ当該移動相についての情報が移動相情報として登録された移動相モニタから移動相情報を取得するステップと、取得されたメソッドファイルと取得された移動相情報とに基づいて移動相を供給するポンプを制御するための制御情報を生成するステップとを含む、液体クロマトグラフの制御方法に関する。

本発明によれば、容易に試料の適切な分析を行うことができる。

本発明の一実施の形態に係る液体クロマトグラフの構成を示す図である。 メソッドファイルの一例を示す図である。 図１の制御装置の構成を示す図である。 移動相情報の一例を示す図である。 移動相情報の他の例を示す図である。 図３の制御装置により実行される制御処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。

（１）液体クロマトグラフの構成
以下、本発明の実施の形態に係る液体クロマトグラフおよび液体クロマトグラフの制御方法について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る液体クロマトグラフの構成を示す図である。図１に示すように、液体クロマトグラフ１００は、移動相供給部１０、試料供給部２０、カラムオーブン３０、検出器４０および制御装置５０を備える。

移動相供給部１０は、１個以上のボトル１１、１個以上のポンプ１２、１個以上の移動相モニタ１３およびミキサ１４を含む。移動相供給部１０がポンプ１２を１個のみ含む場合には、移動相供給部１０はミキサ１４を含まなくてもよい。本例では、移動相供給部１０は、４個のボトル１１、４個のポンプ１２、４個の移動相モニタ１３およびミキサ１４を含む。

以下、４個のボトル１１を区別する場合には、４個のボトル１１をそれぞれボトル１１Ａ〜１１Ｄと呼ぶ。４個のポンプ１２を区別する場合には、４個のポンプ１２をそれぞれポンプ１２Ａ〜１２Ｄと呼ぶ。４個の移動相モニタ１３を区別する場合には、４個の移動相モニタ１３をそれぞれ移動相モニタ１３Ａ〜１３Ｄと呼ぶ。

ボトル１１Ａ〜１１Ｄは、異なる種類の水溶液または有機溶媒をそれぞれ移動相として貯留する。本例では、ポンプ１２Ａ〜１２Ｄは、ボトル１１Ａ〜１１Ｄにそれぞれ接続される。なお、ポンプ１２とボトル１１との対応関係は本例に限定されない。１個のポンプ１２が２個以上のボトル１１に接続されてもよいし、２個以上のポンプ１２が１個のボトル１１に接続されてもよい。各ポンプ１２は、対応するボトル１１に貯留された移動相を下流に供給する。

移動相モニタ１３Ａ〜１３Ｄは、ボトル１１Ａ〜１１Ｄにそれぞれ対応する。各移動相モニタ１３は、対応するボトル１１に貯留された移動相の残量を計測する。移動相の残量が所定値以下まで減少した場合には、制御装置５０により使用者への警告または液体クロマトグラフ１００の動作停止等が行われる。また、各移動相モニタ１３には、対応するボトル１１に貯留された移動相についての情報（以下、移動相情報と呼ぶ。）が登録される。移動相情報の詳細については後述する。ミキサ１４は、ポンプ１２Ａ〜１２Ｄからの移動相を混合して下流に供給する。

試料供給部２０は、例えばオートインジェクタを含み、移動相供給部１０からの移動相に分析対象の試料を混合する。カラムオーブン３０は、１以上の分離カラム３１を収容し、分離カラム３１を所定の温度に調整する。試料供給部２０により試料が混合された移動相は、いずれかの分離カラム３１に導入される。分離カラム３１は、導入された移動相中の試料の各成分と、当該分離カラム３１および移動相との親和性に依存して異なる時間だけ試料の成分を保持する。

検出器４０は、例えば吸光度検出器またはＲＩ（Refractive Index）検出器を含み、分離カラム３１による保持時間の経過後、分離カラム３１から溶出される試料の成分を順次検出する。制御装置５０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）および記憶部を含み、移動相供給部１０、試料供給部２０、カラムオーブン３０および検出器４０の動作を制御する。また、制御装置５０は、液体クロマトグラフ１００の外部のデータベース記憶装置２００に接続される。制御装置５０の詳細については後述する。

データベース記憶装置２００は、試料の分析条件が記述された複数のメソッドファイルを予め記憶する。図２は、メソッドファイルの一例を示す図である。図２の例では試料の分析条件として、ポンプによる総流量、カラムオーブン３０の温度および試料供給部２０による試料の注入量がメソッドファイルに記述される。試料のグラジエント分析が行われる場合には、複数のポンプによる流量比がメソッドファイルにさらに記述される。分離カラム３１の識別情報または分析結果の出力形式等がメソッドファイルにさらに記述されてもよい。

（２）制御装置
図３は、図１の制御装置５０の構成を示す図である。図３に示すように、制御装置５０は、機能部として、メソッドファイル取得部５１、移動相情報取得部５２、制御情報生成部５３、装置制御部５４、分析結果取得部５５および報告書作成部５６を含む。制御装置５０のＣＰＵが記憶部に記憶された制御プログラムを実行することにより、制御装置５０の機能部が実現される。制御装置５０の機能部の一部または全部が電子回路等のハードウエアにより実現されてもよい。

メソッドファイル取得部５１は、データベース記憶装置２００からいずれかのメソッドファイルを取得する。使用者は、メソッドファイル取得部５１に取得されるべき所望のメソッドファイルを指定することができる。制御装置５０の記憶部に複数のメソッドファイルが予め記憶されている場合には、メソッドファイル取得部５１は、当該記憶部からメソッドファイルを取得してもよい。

移動相情報取得部５２は、各移動相モニタ１３に登録された移動相情報を取得する。移動相情報は、移動相モニタ１３に対応するボトル１１に貯留された移動相の名称、移動相の圧縮率、移動相の残量および移動相に対応するポンプ１２の識別情報を含む。使用者は、ボトル１１を交換等することにより移動相を変更した場合には、当該ボトル１１に対応する移動相モニタ１３に変更後の移動相の名称、移動相の圧縮率および移動相に対応するポンプ１２の識別情報を入力する。この場合、移動相モニタ１３に登録された移動相情報が更新される。

制御情報生成部５３は、メソッドファイル取得部５１により取得されたメソッドファイルにおける分析条件と、移動相情報取得部５２により取得された移動相情報における移動相の圧縮率とに基づいて制御情報を生成する。制御情報は、所定の分析条件および移動相の圧縮率で試料を分析するようにポンプ１２、ミキサ１４、試料供給部２０、カラムオーブン３０および検出器４０の動作を制御するための情報である。

装置制御部５４は、制御情報生成部５３により生成された制御情報に従ってポンプ１２、ミキサ１４、試料供給部２０、カラムオーブン３０および検出器４０の動作を制御する。分析結果取得部５５は、検出器４０による検出結果を処理することにより分析結果を取得する。分析結果は、分離カラム３１による試料の各成分の保持時間と検出強度との関係を示す液体クロマトグラムを含む。

報告書作成部５６は、使用された移動相の名称、分析条件および分析結果取得部５５による分析結果が記載された報告書を作成する。報告書には、移動相の圧縮率および移動相の残量がさらに記載されてもよい。

図４は、移動相情報の一例を示す図である。図４の例では、第１の移動相モニタ１３Ａに対応する移動相の名称、移動相の圧縮率、移動相の残量およびポンプの識別情報は、それぞれ「移動相Ａ」、「Ａ［／ＧＰａ］」、「Ａ［ｍＬ］」および「ポンプＡ」である。第２の移動相モニタ１３Ｂに対応する移動相の名称、移動相の圧縮率、移動相の残量およびポンプの識別情報は、それぞれ「移動相Ｂ」、「Ｂ［／ＧＰａ］」、「Ｂ［ｍＬ］」および「ポンプＢ」である。

第３の移動相モニタ１３Ｃに対応する移動相の名称、移動相の圧縮率、移動相の残量およびポンプの識別情報は、それぞれ「移動相Ｃ」、「Ｃ［／ＧＰａ］」、「Ｃ［ｍＬ］」および「ポンプＣ」である。第４の移動相モニタ１３Ｄに対応する移動相の名称、移動相の圧縮率、移動相の残量およびポンプの識別情報は、それぞれ「移動相Ｄ」、「Ｄ［／ＧＰａ］」、「Ｄ［ｍＬ］」および「ポンプＤ」である。なお、「ポンプＡ」〜「ポンプＤ」は、それぞれ第１〜第４のポンプ１２Ａ〜１２Ｄ（図１）の識別情報である。

図１の例では、第１〜第４のポンプ１２Ａ〜１２Ｄが第１〜第４のボトル１１Ａ〜１１Ｄに接続されるが、実施の形態はこれに限定されない。図５は、移動相情報の他の例を示す図である。図５の例では、第１〜第３のポンプ１２Ａ〜１２Ｃが、第１〜第３のボトル１１Ａ〜１１Ｃにそれぞれ接続される。第４のポンプ１２Ｄおよび図示しない第５のポンプ（識別情報「ポンプＥ」）が、第４のボトル１１Ｄに接続される。この場合、図５に示すように、第４の移動相モニタ１３Ｄに対応するポンプの識別情報は、「ポンプＤ」および「ポンプＥ」となる。

（３）制御処理
図６は、図３の制御装置５０により実行される制御処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。まず、メソッドファイル取得部５１は、メソッドファイルが指定されたか否かを判定する（ステップＳ１）。使用者は、データベース記憶装置２００または制御装置５０の記憶部に記憶された複数のメソッドファイルから所望のメソッドファイルを指定する。メソッドファイルが指定されていない場合、メソッドファイル取得部５１は、メソッドファイルが指定されるまで待機する。

メソッドファイルが指定された場合、メソッドファイル取得部５１は、指定されたメソッドファイルをデータベース記憶装置２００または制御装置５０の記憶部から取得する（ステップＳ２）。移動相情報取得部５２は、各移動相モニタ１３から登録された移動相情報を取得する（ステップＳ３）。本例では、ステップＳ２が実行されることに応答してステップＳ３が実行されるが、ステップＳ３はステップＳ４よりも前のいずれの時点で実行されてもよい。

制御情報生成部５３は、ステップＳ２で取得されたメソッドファイルと、ステップＳ３で取得された移動相情報とに基づいて制御情報を生成する（ステップＳ４）。その後、装置制御部５４は、分析開始が指令されたか否かを判定する（ステップＳ５）。使用者は、装置制御部５４に分析開始を指令することができる。分析開始が指令されない場合（例えば、別のメソッドファイルが指定された場合）、装置制御部５４はステップＳ１に戻る。分析開始が指令されるまで、ステップＳ１〜Ｓ５が繰り返される。

分析開始が指令された場合、装置制御部５４は、ステップＳ４で生成された制御情報に基づいてポンプ１２、ミキサ１４、試料供給部２０、カラムオーブン３０および検出器４０の動作を制御することにより、分析を実行する（ステップＳ６）。分析結果取得部５５は、検出器４０による検出結果を処理することにより分析結果を取得する（ステップＳ７）。

報告書作成部５６は、ステップＳ２で取得されたメソッドファイルの分析条件、ステップＳ３で取得された移動相情報およびステップＳ７で取得された分析結果が記載された報告書を作成する（ステップＳ８）。これにより、制御処理が終了される。

図６の例では、制御処理はステップＳ５の処理を含むが、実施の形態はこれに限定されない。制御処理は、ステップＳ５の処理を含まなくてもよい。この場合、ステップＳ４で制御情報が生成された後、当該制御情報に基づいて分析が開始される。あるいは、ステップＳ４で制御情報が生成された後、分析が開始されることなく制御処理が終了されてもよい。この場合、使用者は、生成された制御情報に基づく分析の開始を所望の時点で指令することができる。

（４）効果
本実施の形態に係る液体クロマトグラフ１００においては、移動相の残量を監視する移動相モニタ１３に当該移動相についての情報が移動相情報として登録される。試料の分析条件が記述されたメソッドファイルがメソッドファイル取得部５１により取得される。移動相モニタ１３から移動相情報が移動相情報取得部５２により取得される。メソッドファイル取得部５１により取得されたメソッドファイルと、移動相情報取得部５２により取得された移動相情報とに基づいて、移動相を供給するポンプ１２を制御するための制御情報が制御情報生成部５３により生成される。

仮に、移動相の名称および移動相の圧縮率を液体クロマトグラフ１００の環境情報として制御装置５０に登録する場合、制御装置５０に登録された環境情報を用いてポンプ１２を制御するための制御情報を生成することが可能である。しかしながら、この場合、移動相が別の移動相に交換されるごとに、フィールドエンジニア等の技師により液体クロマトグラフ１００の据付および環境情報の登録が再度行われる必要がある。そのため、費用が高額になるとともに、液体クロマトグラフ１００の利便性が低下する。

これに対して、本実施の形態によれば、移動相モニタ１３から移動相の圧縮率が取得される。これにより、ポンプ１２を制御するための制御情報が自動的に生成される。そのため、使用者は、制御情報の生成の際に、移動相の圧縮率の入力操作を行う必要がない。したがって、使用者による情報の入力ミスまたは操作ミスが発生することを防止しつつ移動相の圧縮率を含む制御情報を生成することができる。その結果、容易に試料の適切な分析を行うことができる。また、費用の高額化および液体クロマトグラフ１００の利便性の低下を防止することができる。

移動相情報には、移動相と、当該移動相を供給するポンプ１２との対応関係がさらに含まれる。そのため、液体クロマトグラフ１００に複数のポンプ１２が設けられ、複数種類の移動相が分析に用いられる場合でも、制御情報を容易に生成することができる。

また、報告書には、分析結果が記載されるとともに、移動相モニタ１３に登録された移動相情報も記載される。そのため、使用者は、報告書の作成の際に、移動相情報の入力操作を行う必要がない。したがって、使用者による情報の入力ミスまたは操作ミスが発生することを防止しつつ報告書を作成することができる。これにより、分析に使用された移動相についての情報が正確に記録される。その結果、分析結果の信頼性を損なうことなく液体クロマトグラフ１００の利便性をより向上させることができる。

（５）他の実施の形態
制御装置５０は装置制御部５４、分析結果取得部５５および報告書作成部５６を含むが、実施の形態はこれに限定されない。制御情報が生成された後、制御処理が終了する場合には、制御装置５０は、装置制御部５４、分析結果取得部５５および報告書作成部５６を含まなくてもよい。また、報告書に移動相情報が記載されない場合には、制御装置５０は、報告書作成部５６を含まなくてもよい。

（６）態様
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）一態様に係る液体クロマトグラフは、
移動相の残量を監視するとともに、当該移動相についての情報が移動相情報として登録される移動相モニタと、
移動相を供給するポンプと、
試料の分析条件が記述されたメソッドファイルを取得するメソッドファイル取得部と、
前記移動相モニタから移動相情報を取得する移動相情報取得部と、
前記メソッドファイル取得部により取得されたメソッドファイルと移動相情報取得部により取得された移動相情報とに基づいて前記ポンプを制御するための制御情報を生成する制御情報生成部とを備えてもよい。

この液体クロマトグラフにおいては、移動相の残量を監視する移動相モニタに当該移動相についての情報が移動相情報として登録される。試料の分析条件が記述されたメソッドファイルがメソッドファイル取得部により取得される。移動相モニタから移動相情報が移動相情報取得部により取得される。メソッドファイル取得部により取得されたメソッドファイルと、移動相情報取得部により取得された移動相情報とに基づいて、移動相を供給するポンプを制御するための制御情報が制御情報生成部により生成される。

この構成によれば、移動相モニタから移動相情報が取得されることにより、ポンプを制御するための制御情報が自動的に生成される。そのため、使用者は、制御情報の生成の際に、移動相情報の入力操作を行う必要がない。したがって、使用者による情報の入力ミスまたは操作ミスが発生することを防止しつつ移動相情報を含む制御情報を生成することができる。その結果、容易に試料の適切な分析を行うことができる。

（第２項）第１項に記載の液体クロマトグラフにおいて、
前記移動相モニタに登録される移動相情報は、移動相の圧縮率を含み、
前記制御情報生成部は、前記メソッドファイル取得部により取得されたメソッドファイルと前記移動相情報取得部により取得された移動相の圧縮率とに基づいて制御情報を生成してもよい。

この場合、使用者による情報の入力ミスまたは操作ミスが発生することを防止しつつ移動相の圧縮率を含む制御情報を生成することができる。これにより、容易に試料の適切な分析を行うことができる。

（第３項）第１項または第２項に記載の液体クロマトグラフにおいて、
前記移動相モニタは、複数種類の移動相にそれぞれ対応するように複数設けられ、
前記ポンプは複数設けられ、
各移動相モニタに登録される移動相情報は、当該移動相モニタについての移動相と、当該移動相を供給するポンプとの対応関係をさらに含み、
前記制御情報生成部は、前記移動相情報取得部により取得された対応関係にさらに基づいて制御情報を生成してもよい。

この構成によれば、液体クロマトグラフに複数のポンプが設けられ、複数種類の移動相が分析に用いられる場合でも、制御情報を容易に生成することができる。

（第４項）第１項〜第３項のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフは、
前記制御情報生成部により生成された制御情報に基づいて前記ポンプの動作を制御する装置制御部と、
前記ポンプにより供給された移動相を用いた試料の分析結果を取得する分析結果取得部とをさらに備えてもよい。

この場合、生成された制御情報に基づいて、ポンプにより供給された移動相を用いた試料の分析を行うとともに、分析結果を取得することができる。

（第５項）第４項に記載の液体クロマトグラフは、
前記移動相モニタに登録された移動相情報と、前記分析結果取得部により取得された分析結果とが記載された報告書を作成する報告書作成部をさらに備えてもよい。

この場合、報告書には、分析結果が記載されるとともに、移動相モニタに登録された移動相情報も記載される。そのため、使用者は、報告書の作成の際に、移動相情報の入力操作を行う必要がない。したがって、使用者による情報の入力ミスまたは操作ミスが発生することを防止しつつ報告書を作成することができる。これにより、分析に使用された移動相についての情報が正確に記録される。その結果、分析結果の信頼性を損なうことなく液体クロマトグラフの利便性を向上させることができる。

（第６項）他の態様に係る液体クロマトグラフの制御方法は、
試料の分析条件が記述されたメソッドファイルを取得するステップと、
移動相の残量を監視しかつ当該移動相についての情報が移動相情報として登録された移動相モニタから移動相情報を取得するステップと、
取得されたメソッドファイルと取得された移動相情報とに基づいて移動相を供給するポンプを制御するための制御情報を生成するステップとを含んでもよい。

この液体クロマトグラフの制御方法によれば、移動相モニタから移動相情報が取得されることにより、ポンプを制御するための制御情報が自動的に生成される。そのため、使用者は、制御情報の生成の際に、移動相情報の入力操作を行う必要がない。したがって、使用者による情報の入力ミスまたは操作ミスが発生することを防止しつつ移動相情報を含む制御情報を生成することができる。その結果、容易に試料の適切な分析を行うことができる。

１０…移動相供給部，１１，１１Ａ〜１１Ｄ…ボトル，１２，１２Ａ〜１２Ｄ…ポンプ，１３，１３Ａ〜１３Ｄ…移動相モニタ，１４…ミキサ，２０…試料供給部，３０…カラムオーブン，３１…分離カラム，４０…検出器，５０…制御装置，５１…メソッドファイル取得部，５２…移動相情報取得部，５３…制御情報生成部，５４…装置制御部，５５…処理部，５６…報告書作成部，１００…液体クロマトグラフ，２００…データベース記憶装置

Claims (6)

1. 移動相の残量を監視するとともに、当該移動相についての情報が移動相情報として登録される移動相モニタと、
   移動相を供給するポンプと、
   試料の分析条件が記述されたメソッドファイルを取得するメソッドファイル取得部と、
   前記移動相モニタから移動相情報を取得する移動相情報取得部と、
   前記メソッドファイル取得部により取得されたメソッドファイルと移動相情報取得部により取得された移動相情報とに基づいて前記ポンプを制御するための制御情報を生成する制御情報生成部とを備える、液体クロマトグラフ。
2. 前記移動相モニタに登録される移動相情報は、移動相の圧縮率を含み、
   前記制御情報生成部は、前記メソッドファイル取得部により取得されたメソッドファイルと前記移動相情報取得部により取得された移動相の圧縮率とに基づいて制御情報を生成する、請求項１記載の液体クロマトグラフ。
3. 前記移動相モニタは、複数種類の移動相にそれぞれ対応するように複数設けられ、
   前記ポンプは複数設けられ、
   各移動相モニタに登録される移動相情報は、当該移動相モニタについての移動相と、当該移動相を供給するポンプとの対応関係をさらに含み、
   前記制御情報生成部は、前記移動相情報取得部により取得された対応関係にさらに基づいて制御情報を生成する、請求項１または２記載の液体クロマトグラフ。
4. 前記制御情報生成部により生成された制御情報に基づいて前記ポンプの動作を制御する装置制御部と、
   前記ポンプにより供給された移動相を用いた試料の分析結果を取得する分析結果取得部とをさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフ。
5. 前記移動相モニタに登録された移動相情報と、前記分析結果取得部により取得された分析結果とが記載された報告書を作成する報告書作成部をさらに備える、請求項４記載の液体クロマトグラフ。
6. 試料の分析条件が記述されたメソッドファイルを取得するステップと、
   移動相の残量を監視しかつ当該移動相についての情報が移動相情報として登録された移動相モニタから移動相情報を取得するステップと、
   取得されたメソッドファイルと取得された移動相情報とに基づいて移動相を供給するポンプを制御するための制御情報を生成するステップとを含む、液体クロマトグラフの制御方法。

Images