JP4654088B2 - 液体クロマトグラフ装置 - Google Patents

Description

本発明は液体クロマトグラフに関する。

液体クロマトグラフ分析装置では、分析される検体の性質と求められる分析精度によって分析条件が設定される。良好な分析結果を得るためには、分析装置の起動時に徐々に目的の環境に装置を誘導するシステム起動条件，検体分析前に分析装置の状態を安定化させる平衡化条件，検体の分析を行う検体分析条件がそれぞれ関連付けられ適時に実行されることが必要である。

特開平５−３２２８７０号公報

液体クロマトグラフ装置では、自動化がひとつの重要課題である。近年のユーザ層には、液体クロマトグラフィーに関する特別な教育訓練を受けなくとも、比較的簡単に装置を運転したいというニーズが高まってきている。

しかし、分析の目的からシステム起動条件や平衡化条件，検体分析条件を決定するのは経験者の知識によるところが大きく、経験の少ない分析作業者が作成，選択することは困難な場合がある。

適切な手順と時期にシステム起動条件，平衡化条件，検体分析が分析作業者によって実行することの全てを有識な経験者が指示，監督することは困難である。

分析作業者の誤認識，誤作業の少ない指示によって、分析装置の起動から検体分析の終了までを行える手段が必要である。

本発明は、作業者が最低一つの分析方法を示す代表名を入力することにより、分析装置の起動時に徐々に目的の環境に装置を誘導するシステム起動条件，検体分析前に分析装置の状態を安定化させる平衡化条件，検体の分析を行う検体分析条件および装置の保守のための洗浄，停止工程を指定，実行することができる。

好ましくは、装置の停止状態において、分析作業者が分析の目的を示す代表名を入力装置で選択し、制御装置に選択を通知すると、制御装置は作業者の指示を必要とせず以下の一連の作業を自動的に実行する。

まず、制御装置は代表名に関連付けられたシステム起動条件の制御を開始する。システム起動条件が終了したことを制御装置が判断すると制御装置は代表名に関連付けられた平衡化条件の実行を開始する。平衡化条件が終了したことを制御装置が判断すると代表名に関連付けられた検体分析条件が実行される。全検体の分析が終了すると洗浄条件が実行され洗浄が終了すると装置を停止状態とする。この停止状態は分析作業者が作業を開始できる状態と同じである。

分析作業者の作業の開始を常に同じ状態から始められるように自動化することで、システム起動条件を検体の分析条件から決定する事が可能となる。同様に、システム起動条件が自動で実行されることにより平衡化条件は、システム起動条件の終了状態と検体の分析条件から決定することが可能となる。

分析する検体や環境に従って有識な経験者が作成した検体分析条件及び、検体分析条件から派生されるシステム起動条件および平衡化条件を代表名で管理できる入力を制御装置に設け、入力された情報は記憶装置内に保存される。

分析作業者が分析作業開始時に記憶された代表名の中から目的とする分析方法を選択することにより、以下、一連の作業が制御装置で自動的に行う。

本発明により、自動化が強化された液体クロマトグラフ装置を提供することができる。

以下、上記及びその他の本発明の新規な特徴と効果について図面を参酌して説明する。

本発明の実施例として、アミノ酸分析計を挙げる。本分析計は、たん白加水分解物アミノ酸，血清，尿などの生体液等に含まれるアミノ酸類縁物等を自動的に定性，定量する装置である。その分析原理を図１の流路図を用いて示す。溶離液３は、窒素ガス４で加圧された試薬ビンから脱気装置を経て電磁弁でいずれか１つが選ばれ、溶離液ポンプ１によりカラム１１に送られる。カラム１１はカラム恒温装置１０により一定温度に恒温される。またカラム温度については、分析法に応じてタイムプログラムによる設定が可能である。カラム１１の直前にあるオートサンプラ９には多数のサンプルがセットされ、一定時間ごとに自動的に分離カラム１１に導入される。アミノ酸分析の場合、溶離液３中のアンモニアが検出を妨害するため溶離液ポンプ１直後にアンモニアフィルタカラム８を設置する。イオン交換クロマトグラフィーによってそれぞれのアミノ酸成分に分離展開され時間差を伴い溶出される。その後、反応液ポンプ２により送液される反応試薬ニンヒドリン６と混合され、反応装置１２で加熱される。洗浄液７は、反応系流路洗浄用の蒸留水または５％エタノール水溶液である。発色したアミノ酸は、色素（ルーエマンパープル）になり、順次に可視検出器１４に送られ、５７０ｎｍ，４４０ｎｍの波長で比色される。可視吸光度がＰＣデータ処理部にとり入れられ、計算処理されてレポート出力される。

制御装置であるＰＣでは溶離液ポンプ１，反応液ポンプ２の送液制御と流路制御，カラム恒温装置１０，反応装置１２の温度制御，窒素ガス４の流路バルブ制御，オートサンプラ９のサンプル導入制御が可能である。

ユーザ操作を図２を用いて説明する。ユーザは、ＰＣデータ処理部を起動し本体の電源を投入する（開始２１）。分析動作を選択し、検体数を設定し候補サンプルテーブルを作成する。修正がなければ、確定したサンプルテーブルを登録する（条件設定工程４１）。試薬の消費量および消耗部品の消耗度がＰＣによって管理され、保守が必要な場合は操作者の保守を案内し、先の工程を実行しない。

一連の動作は、ＰＣにより自動制御され、まずコンディショニング（準備工程４３の準備運転工程３０）を開始する。コンディショニング工程３０は、「自動バブリング」(Ｎ₂ガスバブリング工程２６) から「自動ポンプパージ」（排出工程２９）に遷移し、ポンプ流量を徐々に上げていくウォーミングアップ工程を実施する。次にカラム再生（ＲＧ）工程へ移行し、登録検体数に従い分析シーケンスを周期的に繰り返す。分析が終わると、カラムが自動的に洗浄され（洗浄工程４５の洗浄３４）、一定時間後、ポンプ等が停止する（（洗浄工程４５のポンプ停止３５）。

図３は条件設定工程４１において分析作業者が分析に使用する条件を選択，確認する画面である。メソッドで示された欄に選択された分析条件の代表名が表示されている。分析作業者が指定する最小の項目は分析条件の代表名と分析シーケンスで測定される検体の数である総検体数のふたつだけである。分析条件の代表名の選択は、図３でルーチンメソッドの選択ボタンを操作すると、管理されている代表名のリストが表示されるため、分析作業者はその中から選択することができる（図４）。

代表名と分析工程，準備工程，再生工程のそれぞれの動作条件を関連付ける操作は図５の画面で行う。ここで代表名とは、分析法全体を統合する代表的な分析法の工程を意味する。図５で示す画面を用いる対応付け操作により、ユーザが好ましいと考える各工程条件を割り付けることができる。この画面は分析作業者が通常操作する工程からは隔離された場所に存在し、動作条件の作成，指示ができるレベルの有識者であることを示すパスワードを入力操作することによって表示される。本発明では、代表名に任意の工程条件をユーザが指定できるため、いわゆる有識者によるカスタマイズ化が可能となる。また、パスワードを用いることにより、権限のあるものとないものを識別する機能をもたせることができる。昨今では、権限識別を目的として、パスワード指紋承認や声紋承認などバイオメトリックス技術も応用することができる。特に液体クロマトグラフ装置の場合、熟練者や専門家でなければ分析工程に対して望ましい準備工程や再生工程を選択することができない。例えば、再生工程の再生液を送液する時間を５分間延長し、カラムの洗浄効果を十分にする、あるいは、準備工程の液量を８０％に低減し、カラムにかかる負荷圧力を下げ、カラムの劣化を抑えるなどのカスタマイズが考えられるが、いずれも有識者に実施させるべき設定変更内容である。

図５の画面において代表名にそれぞれの動作条件を関連付ける場合は、追加，変更ボタン入力を操作すると、図６−１の各分析情報の設定画面が表示され、さらに選択ボタンの入力操作によって図６−２の現在作成されている分析条件のリストから目的とする分析条件を選択により設定することが可能である。

図６において準備運転工程と再生工程の条件は設定しないことが可能である。準備運転工程が設定されない場合、分析の指示者はこの代表名を指定した分析においての準備運転工程は一般的な準備運転工程として用意された固定の条件によって動作することを指示したことになる。また、再生工程を設定していない場合は、分析工程の条件から自動的に作成された再生工程条件によって動作することを指示したことになる。

図７準備工程，再生工程，分析工程の動作条件の例を示す。各工程の動作条件は溶離液ポンプ１，反応液ポンプ２の送液制御と流路制御，カラム恒温装置１０の温度制御を基準時間から刻々と変化させるタイムテーブルで示される。

準備工程動作条件では、装置の起動直後であるため急激な変化によるカラムの消耗等を防止し、徐々に目的状態に装置を誘導する。５１において装置を起動直後の負荷の低い状態で一旦安定させ、次に５２で徐々に流量及び温度を上昇させることで分析可能な状態に時間をかけて近づかせる。最終的に準備工程の最後である５３では分析の開始状態と同一の条件で安定するように動作条件が設定される。

再生工程動作条件のタイムテーブルは大きく２つの部位で示される。まず５４の流路及びカラムの洗浄工程である。例ではＢ６とＲ３の特別な試薬を指定時間流すことで洗浄を実行する。この時、再生工程の最初の条件と準備工程の最後の条件が一致していれば、動作条件の変更に伴う環境の変化が発生しないためカラムに対する負荷を軽減できる。５４の洗浄が終了後、５５において分析工程条件の最初の状態で一定時間を経過させることで装置の平衡化を行う。この条件が分析工程動作の最初の状態で行われることで、分析工程の実行時には最初の検体から安定した定常状態で分析ができる。再生工程動作条件は代表名に再生工程動作条件が関連付けられていない場合には分析工程動作条件から自動生成される。これは、分析工程動作条件のタイムテーブルが次の分析のための再生工程を含むからである。これは、図５画面での代表名と各工程の動作条件の関連付けの方法によって指示者が選択することができる。

図７の各動作条件の関連が図５画面の代表名で設定される。分析作業者は条件設定工程４１において図３画面で代表名のみを選択することで、制御装置は図２の分析工程動作に従って、代表名に関連付けられたシステム起動条件の制御を開始する。システム起動条件が終了したことを制御装置が判断すると制御装置は代表名に関連付けられた平衡化条件の実行を開始する。平衡化条件が終了したことを制御装置が判断すると代表名に関連付けられた検体分析条件が実行される。全検体の分析が終了すると洗浄条件が実行され洗浄が終了すると装置を停止状態とする。

本実施例によれば、次のような効果を得られる。

制御装置が自動的に適切な手順と時期にシステム起動条件，平衡化条件，検体分析が実施するため、分析作業における操作者の負担軽減と作業の確実性の確保に寄与する。

制御装置が自動的に適切な手順と時期にシステム起動条件，平衡化条件，検体分析を実施するため、分析結果の再現性と分析の安定性の向上に寄与する。

分析装置の起動時の環境誘導から検体分析までの一連の作業を、作業指示者は装置の実操作者に対して誤認識，誤作業の発生しにくい簡単な方法で指示を与えることができる。

また、ユーザがシステム起動条件，平衡化条件，検体分析などの設定をカスタマイズして実施できるため、フレキシブルなシステム条件の構築が可能となる。

アミノ酸分析計の流路原理図。 アミノ酸分析計の自動化処理工程図。 分析作業者が分析に使用する条件を選択，確認する画面。 分析条件の代表名をリストから選択する画面。 準備工程，再生工程，分析工程のそれぞれの動作条件を関連付ける画面。 準備工程，再生工程，分析工程のそれぞれの動作条件を選択する画面。 準備工程，再生工程，分析工程の動作条件の例。

符号の説明

１…溶離液ポンプ、２…反応液ポンプ、３…溶離液（緩衝液）、４…窒素ガス、５…再生液、６…反応試薬ニンヒドリン、７…（反応系）洗浄液、８…アンモニアフィルタカラム、９…オートサンプラ、１０…カラム恒温装置、１１…（分離）カラム、１２…反応装置、１３…反応カラム（反応管）、１４…可視検出器。

Claims (2)

1. ポンプ，カラム，検出器を含むクロマトグラフユニットと、及び前記クロマトグラフユニットを制御する制御装置とを備える液体クロマトグラフ装置において、
   前記制御装置は、分析条件の代表名と分析工程，準備工程，再生工程のそれぞれの動作条件を関連付ける対応付け操作を、分析作業者とは異なる有識者のパスワードの入力操作により実施し、
   前記分析作業者の前記分析条件の代表名と検体の数だけの指定に基づき、前記分析工程の動作に従って、前記分析条件の代表名に関連付けられた前記準備工程の動作条件の制御を開始し、
   前記準備工程の動作条件が終了したことを判断すると前記代表名に関連付けられた前記再生工程の動作条件の実行を開始し、
   前記再生工程の動作条件が終了したことを判断すると前記代表名に関連付けられた検体の前記分析条件を実行し、
   全検体の分析が終了すると前記カラムを自動的に洗浄し、前記クロマトグラフユニットを停止状態とする洗浄工程を実行することを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
2. 請求項１記載の液体クロマトグラフ装置であって、
   前記制御装置は、
   前記準備工程の動作条件では、前記クロマトグラフユニットを起動直後の負荷の低い状態で一旦安定させ、次に徐々に流量及び温度を上昇させることで分析可能な状態に近づかせ、次に分析の開始状態と同一の条件で安定するように動作条件を設定し、
   前記再生工程の動作条件では、前記分析工程の分析条件の最初の状態で一定時間を経過させることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。

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