JP3317826B2 - 化学分析装置 - Google Patents

化学分析装置

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体クロマトグラ
フィ装置等の試料に含まれている物質の定量分析、定性
分析を行う化学分析装置に係り、特に流路切り換え器の
切り換えタイミングに関する。
【0002】
【従来の技術】液体クロマトグラフィ装置は、通常図4
に示すような構成を備えている。図4はニンヒドリン試
薬による吸光度検出法を用いた液体クロマトグラフィ装
置本体の構成を流系図で示したものである。なお、以下
においては流路切り換え器をバルブと称することにす
る。
【0003】図4において、20はRLVバルブ、21
は溶離液や試薬のボトル群を示している。図においては
サンプリングバッファ(S.BF)のボトルからニンヒドリ
ン試薬(NIN )のボトルまでの9個のボトルが配置され
ている。そして、ニンヒドリン試薬のボトルはボトルク
ーラ22によって冷却されている。
【0004】23はガス除去部(ガスエリミネータ)で
ある。24は溶離液バルブ群を示し、図ではEV1 〜E
6 の6個のバルブを有している。25はコントロール
バルブ、26はサンプリングポンプである。
【0005】27は試薬バルブであり、水(H2O )ま
たはニンヒドリン試薬のいずれかを選択して下流に流す
バルブである。28は溶離液を送液するための送液ポン
プであり、ピストン往復動式ポンプを用いて吐出工程と
吸入工程を一定周期で繰り返すことによって一定量の液
を送液するものである。
【0006】29は試薬を送液するための試薬ポンプで
あり、この試薬ポンプで送液された試薬はカラム33の
送出口側で試料に混合される。
【0007】30はサンプリングバルブであり、31は
試料台である。試料台31には試料あるいはその他の液
が入ったサンプルカップが搭載されている。そして、試
料台31はサンプルクーラ32によって冷却されてい
る。
【0008】33はカラム、34はカラム33を加熱す
るためのカラムヒータ、35はリアクタ、36はリアク
タ35を加熱するためのリアクションヒータ、37は検
出器、38はドレインバルブ、39は廃液ボトルを示
す。また、40はサンプルカップから吸い込んだ試料を
一時的に保持しておくためのコイルである。なお、これ
ら各部のそれぞれについては周知であるので詳細な説明
は省略する。
【0009】図4に示す構成において試料が検出器37
に送液されるときの動作は概略次のようである。
【0010】溶離液バルブ群24の6個のバルブEV1
〜EV6 の組み合わせによって選択されたボトルからの
バッファが送液ポンプ28によってサンプリングバルブ
30に送られる。図4においては溶離液バルブ群24の
バルブEV1 〜EV6 の組み合わせによって選択される
ボトルは、「1ST」〜「5TH」の5つのボトル、
「REG」のボトル及び「H2O 」のボトルの7種類で
あり、いま例えば「5TH」のボトルの液をバッファと
して用いるものとすると、バルブEV3 は「5TH」の
ボトルからのバッファを流すように切り換えられ、バル
ブEV4 はバルブEV3 からのバッファを流すように切
り換えられ、バルブEV5 はバルブEV4からのバッフ
ァを流すように切り換えられ、バルブEV6 はバルブE
5 からのバッファを流すように切り換えられている。
【0011】一方、サンプルカップ内の試料はサンプリ
ングポンプ26によって吸引され、コイル40内に一時
的に保持される。即ち、このときサンプリングバルブ3
0は図5に示す接続状態にあり、サンプリングポンプ2
6の吸引動作によってサンプルカップ41内の試料はコ
イル40に保持されることになる。なおこのとき送液ポ
ンプ28から送液されたバッファはサンプリングバルブ
30からカラム33に送られ、更にリアクタ35を通っ
て検出器37で検出されることになる。
【0012】試料がコイル40に保持されると、次にサ
ンプリングバルブ30は図6に示す接続状態に切り換え
られ、コイル40内に保持された試料は送液ポンプ28
からのバッファと共にカラム33に送られ、更にリアク
タ35を通って検出器37で検出されることになる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ところで、分析を行っ
ているときには当該分析のシーケンスに応じてサンプリ
ングバルブ30は所定のタイミングで図5の状態と図6
の状態とが切り換えられ、また使用するバッファが変更
される場合には溶離液バルブ群24の各バルブが切り換
えられる。
【0014】このようなサンプリングバルブ30の接続
状態の切り換え、及び溶離液バルブ群24の各バルブの
切り換えはマイクロプロセッサを用いた制御装置(図4
には図示せず)によって行われるのであるが、従来にお
いてはサンプリングバルブ30の切り換え、及び溶離液
バルブ群24の各バルブの切り換えは送液ポンプ28の
動作とは関係なく、それぞれのバルブの切り換えが要求
されたタイミングで行われていたので、溶離液バルブ群
24のバルブやサンプリングバルブ30の切り換え時に
検出器37に流れ込む液の流れに脈動を生じ、その結果
検出器37で検出される吸光度(O.D )が大きく変動す
るという問題があった。
【0015】例えば、いま送液ポンプ28が吐出の動作
を行っているときにサンプリングバルブ30が図5に示
す状態から図6に示す状態に切り換えられたとすると、
その切り換えの際に送液ポンプ28から送液されたバッ
ファは一旦せき止められることになる。
【0016】従ってこのときには検出器37に流れ込む
液の量は通常よりも少なくなるが、試薬ポンプ29から
カラム33の送出口側で試料に混合される試薬の量は一
定であるので、試薬の濃度が高くなり、その結果検出器
37で検出される吸光度が非常に高くなってしまうので
ある。
【0017】その後図6に示す状態になるとコイル40
内の試料がバッファと共にカラム33を介して検出器3
7に送られるのであるが、このときにはバッファが一旦
せき止められた際に圧力が上昇しているので、図6の状
態になって液が流れ始めるときには通常よりも多くの量
が流れることになり、その結果カラム33の送出口側で
混合される試料の濃度が通常よりも低くなるので、検出
器37で検出される吸光度は低くなってしまう。
【0018】このことはサンプリングバルブ30が図6
に示す状態から図5に示す状態に切り換えられた場合に
も同様である。
【0019】このように検出器37の検出出力である吸
光度が大きく変動することが望ましいものでないことは
明らかである。なぜなら、検出器37の検出出力が大き
く変動したときのデータを定量分析あるいは定性分析に
用いることはできないからである。
【0020】また、送液ポンプ28が吸入の動作を行っ
ているときに溶離液バルブ群24が切り換えられた場合
は次のようである。いま例えば、現在行っている分析の
シーケンスによって使用するバッファを「5TH」のボ
トルの液から「REG」のボトルの液への変更が要求さ
れたとすると、制御装置はそのバッファの変更に応じて
バルブEV3 を「5TH」のボトル側から「REG」の
ボトル側へ切り換えるが、このとき一旦送液ポンプ28
に流れ込むバッファの流れが止まるので、送液ポンプ2
8は通常の量のバッファを吸入することができなくな
る。
【0021】その結果カラム33の送出口側で混合され
る試薬の濃度が高くなり、検出器37で検出される吸光
度が非常に高くなってしまう。
【0022】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、溶離液バルブ群24及びサンプリングバルブ30
の切り換え時に検出器37の検出出力が大きく変動する
ことを防止できる化学分析装置を提供することを目的と
するものである。
【0023】
【課題を解決するための手段及びその効果】上記の目的
を達成するために、本発明の化学分析装置は、送液ポン
プの上流側に配置されている流路切り換え器の切り換え
は送液ポンプの吐出のタイミングに同期して行われ、送
液ポンプの下流側に配置されている流路切り換え器の切
り換えは送液ポンプの吸入のタイミングに同期して行わ
れることを特徴とする。
【0024】これによれば、送液ポンプの上流側の流路
切り換え器は送液ポンプの吐出のタイミングに同期して
行われ、送液ポンプが吸入動作を行う際には切り換えが
完了しており、従って送液ポンプは常に定められた一定
量の液を吸入することができるので、液の流れに脈動が
生じることはない。
【0025】また、送液ポンプの下流側の流路切り換え
器は送液ポンプの吸入のタイミングに同期して行われ、
送液ポンプが吐出動作を行う際には切り換えが完了して
おり、従って送液ポンプは常に定められた一定量の液を
吐出することができるので、液の流れに脈動が生じるこ
とはない。
【0026】以上のようであるので、従来の分析装置の
ように流路切り換え器の切り換え時に検出器の検出出力
が大きく変動することを防止することができ、このこと
によって検出出力のベースラインの変動が抑制され、ま
た検出出力のS/Nが改善される。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明をニンヒドリ
ン試薬による吸光度検出法を用いた液体クロマトグラフ
ィ装置に適用した場合の一実施形態を示す図であり、図
中、50は制御装置を示す。なお、図4と同等な構成要
素については同一の符号を付す。
【0028】制御装置50はマイクロプロセッサ及びそ
の周辺回路で構成されており、当該液体クロマトグラフ
ィ装置の動作を統括して管理するものである。即ち、制
御装置50は、設定された分析のシーケンスに基づい
て、溶離液バルブ群24、コントロールバルブ25、サ
ンプリングバルブ30の各バルブの切り換えの制御を行
い、サンプリングポンプ26、送液ポンプ28、試薬ポ
ンプ29の各ポンプの動作を制御し、クーラ22、32
及びヒータ34、36の温度を制御し、検出器37の検
出出力を取り込む。
【0029】上述した制御動作以外にも制御装置50は
各部の異常の検知等の処理を行うが本発明においては本
質的な事項ではないので省略する。
【0030】従って、図1の構成においては溶離液ポン
プ群24は送液ポンプ28の上流側に配置されている流
路切り換え器であり、サンプリングバルブ30は送液ポ
ンプ28の下流側に配置されている流路切り換え器とい
うことになる。
【0031】さて、いまある分析を行っているとき、当
該分析のシーケンスにより図2(A)のt0 のタイミン
グで溶離液バルブ群24の切り換え要求があったとする
と、制御装置50はこのとき送液ポンプ28が吸入動作
を行っているか、吐出の動作を行っているかを判断し、
図2(B)に示すように吐出の動作を行っている場合に
は即座に溶離液バルブ群24の所定のバルブを切り換え
る。
【0032】しかし、溶離液バルブ群24の切り換え要
求があったときに送液ポンプ28が図2(C)に示すよ
うに吸入の動作を行っている場合には、制御装置50は
切り換えを待機し、次の吐出の動作の期間tT 中に所定
のバルブを切り換える。このとき送液ポンプ28の吐出
動作のどの時点で溶離液バルブを切り換えるかは任意に
設定することができる。
【0033】制御装置50は送液ポンプ50の動作を制
御しているから現在吸入の動作を行っているか、吐出の
動作を行っているかを認識しているので上記のような溶
離液バルブ群24の切り換え制御を行うことができるこ
とは明らかである。
【0034】このような制御が行われることによって、
溶離液バルブ群24の各バルブの切り換えは常に送液ポ
ンプ28の吐出動作中に行われるので、送液ポンプ28
は常に所定の一定量の液を吸入することができ、その結
果従来のように溶離液バルブ群24の各バルブの切り換
えに伴って検出器37の検出出力が変動することはない
ものである。
【0035】また、ある分析を行っているとき、当該分
析のシーケンスにより図3(A)のt1 のタイミングで
サンプリングバルブ30の切り換え要求があったとする
と、制御装置50はこのとき送液ポンプ28が吸入動作
を行っているか、吐出の動作を行っているかを判断し、
図2(B)に示すように吸入の動作を行っている場合に
は即座にサンプリングバルブ30を切り換える。
【0036】しかし、サンプリングバルブ30の切り換
え要求があったときに送液ポンプ28が図2(C)に示
すように吐出の動作を行っている場合には、制御装置5
0は切り換えを待機し、次の吸入の動作の期間tK 中に
サンプリングバルブ30を切り換える。このとき送液ポ
ンプ28の吸入動作のどの時点でサンプリングバルブ3
0を切り換えるかは任意に設定することができる。
【0037】制御装置50は送液ポンプ50の動作を制
御しているから現在吸入の動作を行っているか、吐出の
動作を行っているかを認識しているので上記のようなサ
ンプリングバルブ30の切り換え制御を行うことができ
ることは明らかである。
【0038】このような制御が行われることによって、
サンプリングバルブ30の切り換えは常に送液ポンプ2
8の吸入動作中に行われるので、送液ポンプ28からは
常に所定の一定量の液を吐出することができ、ひいては
一定量の液をカラム33に送液することができるので、
その結果従来のようにサンプリングバルブ30の切り換
えに伴って検出器37の検出出力が変動することはない
ものである。
【0039】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は上記実施形態に限定されるものではな
く、種々の変形が可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明をニンヒドリン試薬による吸光度検出
法を用いた液体クロマトグラフィ装置に適用した場合の
一実施形態を示す図である。
【図2】 図1に示す構成において、溶離液バルブ群2
4の切り換えタイミングを説明するためのタイミングチ
ャートである。
【図3】 図1に示す構成において、サンプリングバル
ブ30の切り換えタイミングを説明するためのタイミン
グチャートである。
【図4】 ニンヒドリン試薬による吸光度検出法を用い
た液体クロマトグラフィ装置の一構成例を示す図であ
る。
【図5】 サンプリングバルブ30の接続状態を示す図
である。
【図6】 サンプリングバルブ30の接続状態を示す図
である。
【符号の説明】
20…RLVバルブ、21…溶離液や試薬のボトル群、
22…ボトルクーラ、23…ガス除去部、24…溶離液
バルブ群、25…コントロールバルブ、26…サンプリ
ングポンプ、27…試薬バルブ、28…送液ポンプ、2
9…試薬ポンプ、30…サンプリングバルブ、31…試
料台、32…サンプルクーラ、33…カラム、34…カ
ラムヒータ、35…リアクタ、36…リアクションヒー
タ、37…検出器、38…ドレインバルブ、39…廃液
ボトル、40…コイル、50…制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 30/32 G01N 30/20 G01N 30/26 G01N 30/34

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】送液ポンプの上流側に配置されている流路
    切り換え器の切り換えは送液ポンプの吐出のタイミング
    に同期して行われ、送液ポンプの下流側に配置されてい
    る流路切り換え器の切り換えは送液ポンプの吸入のタイ
    ミングに同期して行われることを特徴とする化学分析装
    置。
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