JP3356266B2 - 温度プログラム式液体クロマトグラフ - Google Patents

温度プログラム式液体クロマトグラフ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は温度プログラム式液
体クロマトグラフ、特に分離カラムの温度制御に改良を
加えた温度プログラム式液体クロマトグラフに関する。
【0002】
【従来の技術】温度プログラム式液体クロマトグラフの
典型例としてアミノ酸分析計が知られている。これによ
れば、溶離液としての緩衝液が分離カラムに供給され、
その状態で試料が分離カラムに注入されると、試料が分
離カラムを通過する間に試料中のアミノ酸成分が互いに
分離される。分離されたアミノ酸はニンヒドリン試薬と
発色反応し、その反応したアミノ酸は光学的に検出さ
れ、それにもとづいてクロマトグラムやその他の必要な
デ−タが得られる。
【0003】分離カラムは恒温槽中に収納され、予め定
められた温度プログラムにしたがっていくつかの一定設
定温度に切り替えられ、恒温制御される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】分離カラムを設定され
た一定温度に保つための現在の温度制御は満足に値す
る。しかし、分析時の外気温が異なる場合、分離カラム
の温度が現在の一定の設定温度から次ぎの一定の設定温
度に至るまでの間は外気温の影響を受け、そのため、リ
テンションタイムの再現性が損なわれるという問題があ
る。
【0005】本発明の目的は分析時の外気温が異なる場
合でもリテンションタイムの再現性が損なわれないよう
にするのに適した温度プログラム式液体クロマトグラフ
を提供することにある。
【0006】本発明のもう一つの目的はリテンションタ
イムを長くまたは短くするのに適した温度プログラム式
液体クロマトグラフを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、分離カラムの
温度を温度プログラムに従って制御しながら試料中の成
分を前記分離カラムにより分離し、その分離された成分
を検出する温度プログラム式液体クロマトグラフであっ
て、前記分離カラムの温度をある一定の設定温度から別
の一定の設定温度に切り替わるその過渡期間中の温度変
化率を制御するようにしたことを特徴とする。
【0008】本発明は、もう一つの観点によれば、前記
温度変化率を任意の関数にもとづいて制御することを特
徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明にもとづく温度プロ
グラム式液体クロマトグラフの一種であるアミノ酸分析
計の一実施例のシステム構成を示す。第1〜第4緩衝液
1〜4、カラム再生液5の中から電磁弁シリ−ズ6によ
って一つの緩衝液または再生液が選ばれ、ポンプ7によ
ってアンモニアフイルタ8、オ−トサンプラ9を介して
温度制御機能を有するカラム恒温槽20内の分離カラム
10に供給される。第1〜第4緩衝液は液体クロマトグ
ラフでは一般的には溶離液と呼ばれるものである。
【0010】分離カラム10に緩衝液が供給された状態
でオ−トサンプラ9から分離カラム10に試料が注入さ
れると、試料が分離カラム10を通過する間に試料中の
アミノ酸成分は互いに分離される。分離されたアミノ酸
はニンヒドリンポンプ12によって供給されるニンヒド
リン試薬11およびニンヒドリン緩衝液17とミキサ1
3において混合され、反応管14を通る間に反応する。
反応によって発色したアミノ酸は検出器15のフロ−セ
ル18を流れる過程で時系列的に光学的に測定され、検
出されて、電気信号に変換される。その電気信号はデ−
タ処理装置16により処理されて、クロマトグラムやそ
の他の必要なデ−タが得られ、記録、保存される。
【0011】図2はカラム恒温槽20の概略を示す。カ
ラム恒温槽20は分離カラム10、その温度制御を行う
温度制御部27、加熱または冷却用のペルチェ素子2
5、および温度検出用のフィ−ラ26を含む。30はヒ
−トブロックで、これには分離カラム20、ペルチェ素
子25および温度検出用のフイ−ラ26が取り付けられ
ている。温度制御部27には上位コントロ−ラ(図示せ
ず)から信号線28を介して温度プログラムにしたがっ
た温度設定信号が与えられ、また温度制御部27からは
信号線29を介して上位コントロ−ラに温度モニタ信号
が与えられる。分離カラム10の温度はフィ−ラ26に
よって検出され、温度制御部27はそれに応答してペル
チェ素子25の電流を制御し、それによって分離カラム
10は温度プログラムにしたがったいくつかの一定の設
定温度になるよう温度制御される。
【0012】図3は従来例及び本発明にもとづく温度プ
ログラムにしたがった分離カラム10の温度と時間の関
係を示したグラフである。従来例によるグラフを示す図
3(1)において、実線は分析時の外気温が常温時にお
ける分離カラム10の温度曲線、破線は分析時の外気度
が常温より低いのときの分離カラム10の温度曲線、一
点鎖線は分析時の外気温が常温より高いときの分離カラ
ム10の温度曲線を表わしている。この図から、分離カ
ラム10の温度が互いに異なる一定の設定温度S1及び
S2の一方から他方へ到達する時間が外気温の差により
ばらついていることがわかる。これはリテンションタイ
ムの再現性を損なう大きな要因となる。
【0013】本発明の実施例では、分離カラム10の現
時点の一定の設定温度値から次の一定の設定温度値への
到達時間が一定となるように制御される。その手段とし
て、分離カラム10の温度が現時点の一定の設定温度値
から次の一定の設定温度値へ切り替わるその過渡期間に
おいても温度制御が行われる。具体的には、現在の一定
の設定温度値から次の一定の設定温度値へ向かって昇温
もしくは降温する過渡区間を分割し、段階的に温度を変
化させるように温度制御を行うことでその過渡区間の時
間を一定にするものである。
【0014】この点について本発明にもとづくグラフを
示す図3(2)を用いて説明する。現在の一定の設定温
度値から次の一定の温度設定値に到達する時間(過渡時
間)をT(一定)とし、その時間区間の分割数をNとす
る。実施例では、昇温を行う区間において一定の設定温
度S1から次の一定の設定温度S2までの到達時間をT
1、分割数Nを4として、その区間をt1a、t1b、
t1c、t1d(t1a=t1b=t1c=t1d)に
分割する。また、降温を行う区間において一定の設定温
度S2から次の一定の設定温度S3までの到達時間をT
2、分割数Nを2として、この区間をt2a、t2b
(t2a=t2b)に分割する。
【0015】図4及び図5は昇温を行う区間の温度制御
のフローチャートを示す。これはその区間の温度変化率
を直線的な関数にもとづいて温度制御を行う例について
のもので、昇温開始時に、到達時間T1、昇温終了時の
設定温度値S2を設定する(ステップ1)。段階的に設
定温度を変化させるため、到達時間T1に応じた分割数
Nを選択し(スップ2)、昇温温度分(S2−S1)、温
度設定値の段階的な変化分(S2−S1)/Nを算出す
る(ステップ3、4)。分割数Nは区間T1/N以内
に、(S2−S1)/Nの昇温が可能であり、昇温終了
時までの各温度設定値において温度制御が可能となるも
のとし、NはT1の値に応じて予め決めておくものとす
る。
【0016】前述の各パラメータを算出後、区間t1a
にて設定温度値S1に(S2−S1)/Nを加え、S2
a=S1+(S2−S1)/Nを新たな設定温度値とす
る(ステップ5)。昇温開始からT1/N経過したかど
うか(つまり、t1a時であるかどうか)を判断し(ス
テップ6)、その結果YESならば分離カラム10の温
度がS2aに到達しているかどうかを確認し(ステップ
7)、YESならば設定温度がS2かどうかを判断し
(ステップ8)、NOならば設定温度がS2になるまで
区間t1b、t1c、t1dにおいて、区間t1aと同
様の動作を行う。ステップ7において判断結果がNOな
らばエラ−処理が行われる。降温を行う区間では、図4
において、昇温を降温、T1をT2、S1をS2、S2
をS3と置換え、区間t2a、t2bにおいて温度制御
を行う。
【0017】以上の制御により、現温度設定値から次の
温度設定値への到達時間が一定となり、したがって、リ
テンションタイムの再現性が維持されることになる。
【0018】図6は温度変化率を任意の関数にもとづき
温度制御する場合のフローチャートを示す。昇温もしく
は降温開始時に到達時間T1、経過時間tをパラメータ
とした設定温度の関数f(t)(直線関数または非直線
関数)を設定し(ステップ1)、到達時間T1に応じた
分割数Nを選択する(ステップ2)。関数f(t)とし
ては予め複数の関数を用意(記憶)しておき、その中か
ら希望の関数を選択し、設定するようにしてもよい。開
始時にt=T1/Nを設定し(ステップ2)、f(T1
/N)を設定温度とする(ステップ3)。開始からT1
/N経過したかどうか(つまり、t1a時であるかどう
か)を判断し(ステップ4)、その結果、温度がf(T
1/N)に到達しているならば(つまり、YESなら
ば)、新たな設定温度f(2T1/N)を設定する(ス
テップ5)。以下設定温度がf(T1)となるまで区間
t1b、t1c、t1dにおいてtにT1/Nを加えて
新たにTを設定し(ステップ6)、区間t1aと同様の
動作を行う。
【0019】以上の制御により、リテンションタイムを
短くまたは長くすることが可能となる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、分析時の外気温が異な
っても、リテンションタイムの再現性が損なわれないよ
うにするのに適した温度プログラム式液体クロマトグラ
フが提供される。
【0021】本発明によればまた、リテンションタイム
を短くまたは長くするのに適した温度プログラム式液体
クロマトグラフが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にもとづく温度プログラム式液体クロマ
トグラフの一種であるアミノ酸分析計の一実施例のシス
テム構成図。
【図2】図1のカラム恒温槽の概略図。
【図3】従来例及び本発明にもとづく温度プログラムに
したがった分離カラムの温度と時間の関係を示したグラ
フ。
【図4】本発明にもとづく昇温を行う区間の温度制御の
フローチャートの一部。
【図5】本発明にもとづく昇温を行う区間の温度制御の
フローチャートの残部。
【図6】本発明のもとづく、温度変化率を任意の関数に
もとづき温度制御する場合のフローチャート。
【符号の説明】
1〜4:第1〜第4緩衝液、5:カラム再生液、6:電
磁弁シリ−ズ、7:ポンプ、、8:アンモニアフイル
タ、9:オ−トサンプラ、10:分離カラム、11:ニ
ンヒドリン試薬、12:ニンヒドリンポンプ、13:ミ
キサ、14:反応管、15:検出器、16:デ−タ処理
装置、17:ニンヒドリン緩衝液、18:フロ−セル、
20:分離カラム、25:ペルチェ素子、26:フイ−
ラ、27:温度制御部、30:ヒ−トブロック。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 芳雄 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株式会社 日立製作所 計測器事業部内 (72)発明者 関 貴和夫 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株式会社 日立製作所 計測器事業部内 (72)発明者 筒田 恒治 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株式会社 日立製作所 計測器事業部内 (56)参考文献 特開 昭64−16963(JP,A) 特開 昭55−26435(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 30/54

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分離カラムの温度を温度プログラムにした
    がって制御しながら試料中の成分を前記分離カラムによ
    り分離し、その分離された成分を検出する温度プログラ
    ム式液体クロマトグラフであって、前記カラムをあらか
    じめ定められた温度に保持する恒温槽と、前記恒温槽は
    前記分離カラムの温度をある設定温度から他の設定温度
    に切り替わる過渡区間の到達時間を設定し、前記設定さ
    れた到達時間をさらに複数の期間に分割し、前記分割さ
    れた期間ごとに目標温度設定し、順次前記目標温度に制
    御し、前記分割カラム温度を前記他の設定温度に切り替
    える制御をおこなう温度制御部を有することを特徴とす
    る温度プログラム式液体クロマトグラフ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記温度制御部は、前
    記過渡区間の到達時間が外気温度にかかわらずあらかじ
    め定められた値になるように前記過渡区間の温度制御を
    行う温度制御部であることを特徴とする温度プログラム
    式液体クロマトグラフ。
  3. 【請求項3】 請求項2において、前記温度制御部は、前
    記到達時間に応じて分割数を定め、前記分割された複数
    の期間ごとに順次温度制御を行う温度制御部であること
    を特徴とする温度プログラム式液体クロマトグラフ。
  4. 【請求項4】 請求項1において、前記恒温槽は分離カラ
    ムを加熱あるいは冷却する手段としてペルチェ素子を使
    用したことを特徴とする温度プログラム式液体クロマト
    グラフ。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4において、前記温度制御にお
    ける温度変化率制御は、直線関数あるいは非直線関数を
    含むあらかじめ定められた複数の関数を用意し、その中
    から任意の関数を選択し、前記選択された関数に基づい
    て前記温度変化率を制御する温度制御部であることを特
    徴とする温度プログラム式液体クロマトグラフ。
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