JP5509087B2

JP5509087B2 - 分析装置およびその制御方法

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Publication number: JP5509087B2
Application number: JP2010531921A
Authority: JP
Inventors: 敏克酒井; 明瀬崎; 毅高木
Original assignee: Arkray Inc
Current assignee: Arkray Inc
Priority date: 2008-10-03
Filing date: 2009-10-02
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2029-10-02
Also published as: EP2343549A4; WO2010038853A1; US20110185797A1; EP2343549A1; CN102171560B; EP2343549B1; JPWO2010038853A1; US8939018B2; CN102171560A

Description

本発明は、生化学、医科学等の分野で分析手段として用いられる分析装置およびその精度確認を行う際の制御方法に関する。特に液体クロマトグラフィに関係する。

有機化学、生化学、医学などの分野において、近年、試料の分析方法として液体クロマトグラフィ装置が多用されている。液体クロマトグラフィ装置としては、たとえば特許文献１に記載のものなどが知られている。図５には、代表的な液体クロマトグラフィ装置の構成を示している。図に示す液体クロマトグラフィ装置Ｘは、カラム９１、検出器９２、送液ポンプ９３、インジェクションバルブ９４、試料吸引ノズル９５、および、吸引器９６を備えている。送液ポンプ９３は、溶離液などの移動相が収容される移動相容器Ｂに取り付けられており、インジェクションバルブ９４を介して溶離液をカラム９１に送り出すことができる。試料吸引ノズル９５は、試料が収容された試料容器Ｃに取り付けられている。吸引器９６は、インジェクションバルブ９４内に試料を吸引するのに用いられる。

この液体クロマトグラフィ装置Ｘは、図示しない制御手段により制御されている。この制御手段は、インジェクションバルブ９４内に吸引された試料をカラム９１内の充填材に吸着させた後に、送液ポンプ９３を用いて溶離液をカラム９１内に送り込み、検出器９２による測定を行うように制御を行う。充填材に吸着された試料は溶離液により脱着され、カラム９１内で各成分に分離される。検出器９２は、たとえば吸光度を測定することにより、分離された各成分を検出することができる。

このような液体クロマトグラフィ装置Ｘでは、定期的に装置の安定性を図るために精度確認を行う必要がある。この精度確認は、たとえば、既知濃度の試料が入った試料容器Ｃを高濃度・低濃度の２種類用意し、それぞれについて上記の制御手段の制御に従って測定を行い、それぞれの測定結果が既知の濃度と一致するかを確認することによって行われる。たとえば臨床現場においては、このような精度確認を業務が集中する朝に行う必要があり、迅速に精度確認を行うことが求められている。しかしながら、従来の液体クロマトグラフィ装置Ｘでは、精度確認のための測定において、試料を取り替えるごとにノズルなどの洗浄作業が必要となることがあり、時間がかかる作業となっていた。

また、精度確認のための既知濃度の試料測定は、より精度を高めるために各濃度で３回測定など複数回の測定が行われている。しかしながら、従来の液体クロマトグラフィ装置Ｘでは、毎回複数回の測定を行うには、さらに複数個の試料容器が必要であり、試料を用意する時間も多く必要であり、費用のかかる作業であった。

特開平１０−９６７１５号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、速やかに精度確認を行うことができ、かつ精度確認に必要なコストを削減できる分析装置およびその制御方法を提供することをその課題としている。特に分析装置の中でも液体クロマトグラフィ装置の課題に関するものである。

本発明の第１の側面によって提供される分析装置は、試料が収容された容器に連結され、上記容器から上記試料を吸引し、上記試料を送給する送給手段と、上記送給手段から測定部へ上記試料を供給する制御を行う制御手段と、を備えており、上記試料を測定する際に、上記制御手段は、上記試料が収容された１つの上記容器に対して、当該容器を取り替えずに複数回の測定結果を得る制御を行うことを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記送給手段は、２回以上の測定に必要な量の上記試料を保持することが可能な管状部を有しており、上記制御手段は、まず、上記送給手段が保持する上記試料の一部を、上記測定部へ供給する制御を行い、１回の測定が行われた後にさらに、上記送給手段が保持する上記試料の残りの少なくとも一部を、上記測定部へ供給する制御を行う。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記測定部が、充填材を保持するカラムと、上記カラムに一定量の試料を導入可能であり、かつ、上記カラムに移動相を供給可能なインジェクションバルブと、を具備しており、上記充填材に吸着した上記試料を上記移動相により脱着し、その際に生じる脱着液の測定を行うことにより測定結果を得るように構成されており、上記送給手段は、上記インジェクションバルブに上記試料を供給するように構成されており、上記制御手段が、上記試料として既知濃度の試料を用いて精度確認を行う際に、上記既知濃度の試料が収容された１つの上記容器に対して、当該容器を取り替えずに複数回の測定結果を得る制御を行うように構成された、液体クロマトグラフィ装置である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記送給手段は、２回以上の測定に必要な量の上記試料を保持することが可能な管状部を有しており、上記制御手段は、まず、上記送給手段が保持する上記試料の一部を、上記インジェクションバルブを介して上記カラムに供給する制御を行い、１回の測定が行われた後にさらに、上記送給手段が保持する上記試料の残りの少なくとも一部を、上記インジェクションバルブを介して上記カラムに供給する制御を行う。

本発明の第２の側面によって提供される分析装置の制御方法は、試料が収容された容器に連結され、上記容器から上記試料を吸引し、上記試料を送給する送給手段と、その送給手段から上記試料が供給される測定部と、を備えた分析装置を対象として、上記試料を測定する際に、上記試料が収容された１つの上記容器に対して、当該容器を取り替えずに複数回の測定結果を得る制御を行うことを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記送給手段は、２回以上の測定に必要な量の上記試料を保持することが可能な管状部を有しており、まず、上記送給手段が保持する上記試料の一部を、上記測定部へ供給する制御を行い、１回の測定が行われた後にさらに、上記送給手段が保持する上記試料の残りの少なくとも一部を、上記測定部へ供給する制御を行う。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記分析装置は、上記測定部が、充填材を保持するカラムと、上記カラムに一定量の試料を導入可能であり、かつ、上記カラムに移動相を供給可能なインジェクションバルブと、を具備しており、上記充填材に吸着した上記試料を上記移動相により脱着し、その際に生じる脱着液の測定を行うことにより測定結果を得るように構成されており、上記送給手段が、上記インジェクションバルブに上記試料を供給するように構成されている液体クロマトグラフィ装置であり、上記試料として既知濃度の試料を用いて精度確認を行う際に、上記既知濃度の試料が収容された１つの上記容器に対して、当該容器を取り替えずに複数回の測定結果を得る制御を行う。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記送給手段は、２回以上の測定に必要な量の上記試料を保持することが可能な管状部を有しており、まず、上記送給手段が保持する上記試料の一部を、上記インジェクションバルブを介して上記カラムに供給する制御を行い、１回の測定が行われた後にさらに、上記送給手段が保持する上記試料の残りの少なくとも一部を、上記インジェクションバルブを介して上記カラムに供給する制御を行う。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明にかかる液体クロマトグラフィ装置の一例を示す構成図である。図１に示す液体クロマトグラフィ装置が試料を吸引した状態を示す構成図である。図１に示す液体クロマトグラフィ装置のカラムに試料を送る状態を示す構成図である。図１に示す液体クロマトグラフィ装置の２回目の測定時の状態を示す構成図である。従来の液体クロマトグラフィ装置の一例を示す構成図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明にかかる液体クロマトグラフィ装置の一例を示す構成図である。図１に示す液体クロマトグラフィ装置Ａは、カラム１、検出器２、送液ポンプ３、インジェクションバルブ４、送給手段５、および、制御手段６を備えている。この液体クロマトグラフィ装置Ａは、移動相である溶離液８を用いて試料７を分離し成分分析を行う。

カラム１は、導入された試料７を吸着させるための充填材を保持している。充填材に試料７を吸着させた後に、カラム１に溶離液８を注入させると、吸着された試料７は溶離液８によって脱着される。さらに、脱着された試料７と溶離液８とは、脱着液としてカラム１内を流れた後に排出される。

検出器２は、たとえば、カラム１内を流れる脱着液の吸光度を測定することにより試料７の成分を分析するように構成されている。

送液ポンプ３は、移動相容器Ｂに取り付け可能であり、制御手段６の制御に従って、移動相容器Ｂからカラム１に溶離液８を送り出すことができるように構成されている。また、この送液ポンプ３は、インジェクションバルブ４内の試料７をカラム１に送り込む際にも使用される。

インジェクションバルブ４は、たとえば六方バルブからなり、ポート４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｆ，４ｇおよびインジェクションループ４ｅを備えている。さらに、ポート４ａ，４ｂ間、ポート４ｃ，４ｆ間、およびポート４ｄ，４ｇ間には、それぞれ独立した流路が設けられている。このインジェクションバルブ４のインジェクションループ４ｅを除く部分は、制御手段６の制御に従って回転し、ポート４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｆ，４ｇの接続先を変更可能に構成されている。送液ポンプ３が溶離液８をカラム１に送り出す際には、ポート４ａが送液ポンプ３に連結され、ポート４ｂがカラム１に連結される。このとき、溶離液８はポート４ａ，４ｂ間の流路を通ってカラム１に流れ込む。インジェクションループ４ｅは、ポート４ｆ，４ｄまたはポート４ａ，４ｇを繋ぐように形成されている。このインジェクションループ４ｅは、１回の測定に必要な一定量の試料７を蓄積可能なように形成されている。なお、この１回の測定に必要な試料７の量は、たとえば、５μＬである。

送給手段５は、制御手段６の制御に従って、試料容器Ｃからインジェクションバルブ４に試料７を供給するためのものであり、試料吸引ノズル５ａ、管状部５ｂ、および、吸引器５ｃを備えている。試料容器Ｃには、たとえば４００μＬの試料７が収容されている。試料吸引ノズル５ａは、試料容器Ｃに取り付けられており、試料７を管状部５ｂに引き込むように構成されている。図１に示された状態においては、ポート４ｃが管状部５ｂに連結され、ポート４ｄが吸引器５ｃに連結される。管状部５ｂは、少なくとも３回の測定に必要な量の試料７を蓄積可能なように形成されており、その容積はたとえば４００μＬ程度である。吸引器５ｃは、制御手段６の制御に従い、試料吸引ノズル５ａを通して管状部５ｂに試料７を引き込むことが可能なように構成されている。またさらに、吸引器５ｃは、管状部５ｂに蓄積された試料７をインジェクションバルブ４のポート４ｆ，４ｇに接続されたインジェクションループ４ｅに吸引することも可能なように構成されている。

制御手段６は、通常の測定時とは別に、液体クロマトグラフィ装置Ａの精度確認を行うための特別な制御方法を実行可能に構成されている。この精度確認は、既知濃度の試料７を３回測定し、その結果が既知濃度と一致するかを確認することにより行われる。この精度確認のための制御方法について、以下、図２〜図４を用いて説明を行う。

まず、図２に示すように、制御手段６は、試料容器Ｃから試料吸引ノズル５ａを通して管状部５ｂに３回の測定に必要な量の試料７を引き込むように吸引器５ｃの制御を行う。次に、制御手段６は、管状部５ｂから試料７の一部をインジェクションループ４ｅに引き込むように吸引器５ｃの制御を行う。このとき、管状部５ｂには２回分の測定に必要な量の試料７が残る。

さらに次に、制御手段６は、図３に示すように、ポート４ｇがカラム１と、ポート４ｂが送給ポンプ３と、ポート４ｃが吸引器５ｃと、ポート４ｆが管状部５ｂと、ポート４ａ，４ｄがインジェクションループ４ｅと、それぞれ連結されるように、インジェクションバルブ４を６０°回転させる制御を行う。それにより、溶離液８と送給ポンプ３、インジェクションループ４ｅ、カラム１が流路で結ばれる。その後、制御手段６は、送給ポンプ３に移動相容器Ｂから吸い込んだ溶離液８を吐出させることにより、インジェクションループ４ｅ内の試料７をカラム１に送り込む。カラム１内の充填材に試料７が吸着された後に、制御手段６は、ポート４ｂがカラム１と、ポート４ａが送液ポンプ３と、ポート４ｄが吸引器５ｃと、ポート４ｃが管状部５ｂと、ポート４ｆ，４ｇがインジェクションループ４ｅと、それぞれ連結されるように、インジェクションバルブ４を６０°回転させる制御を行う。さらに、制御手段６は、引き続き移動相容器Ｂから溶離液８をカラム１に送り込むように送給ポンプ３の制御を行う。カラム１内に送り込まれた溶離液８により、試料７は充填材から脱着され、脱着液が生じる。この脱着液を検出器２で測定することにより１回目の測定結果が得られる。

さらにその次に、図４に示すように、制御手段６は、管状部５ｂから試料７の残りの一部をインジェクションループ４ｅに引き込むように吸引器５ｃの制御を行う。このとき、管状部５ｂには１回分の測定に必要な量の試料７が残る。なお、この際、新たに試料７を吸引するわけではないため、インジェクションループ４ｅの洗浄を行う必要はない。その後は、１回目の測定と同様の制御を行うことにより、２回目の測定結果を得ることができる。

同様に、管状部５ｂに残った試料７を用いて３回目の測定を行う。

次に、液体クロマトグラフィ装置Ａの作用について説明する。

本実施形態によれば、精度確認を行うための測定を、１つの試料容器Ｃを用いて３回行うことが可能である。このため、精度確認のために多数の試料容器Ｃを用意する必要がない。従って、液体クロマトグラフィ装置Ａでは、精度確認の手間を大幅に軽減することができ、かつ精度確認にかかる費用も軽減することができる。

さらに、本実施形態によれば、３回の測定結果を得る間に煩雑な洗浄作業を１度も行う必要がない。このため、精度確認に必要な時間と手間を大幅に軽減することができる。従って、液体クロマトグラフィ装置Ａでは、精度確認を速やかに行うことができる。

さらに、本実施形態によれば、試料７の吸引を１回行えば、再度吸引を行うことなく、３回の測定結果を得ることが可能である。このため、効率的に精度確認を行うことができ、精度確認に必要な時間を大幅に減らすことができる。従って、液体クロマトグラフィ装置Ａでは、精度確認をより速やかに行うことができ、かつ精度確認にかかる費用も軽減することができる。

またさらに、本実施形態によれば、管状部５ｂは、試料７の送液経路と精度確認の際に試料７を貯蔵するための部分とを兼ねている。このため、液体クロマトグラフィ装置Ａは、上記の精度確認を行うために特別な機材を必要としない。

本発明にかかる分析装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明にかかる分析装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。たとえば、上記実施形態では、管状部５ｂは３回の測定に必要な試料７を蓄積可能に形成されているが、２回分以上であれば何回分でも構わない。また、試料吸引ノズル５ａとインジェクションバルブ４との間の試料７を蓄積するための部分は管状に限定されず、たとえば貯蔵タンクが設けられていてもよい。

Claims

試料が収容された容器に連結され、上記容器から上記試料を吸引し、上記試料を送給する送給手段と、
上記送給手段から測定部へ上記試料を供給する制御を行う制御手段と、を備えており、
上記試料を測定する際に、上記制御手段は、上記試料が収容された１つの上記容器に対して、当該容器を取り替えずに複数回の測定結果を得る制御を行うとともに、
上記測定部が、充填材を保持するカラムと、上記カラムに一定量の試料を導入可能であり、かつ、上記カラムに移動相を供給可能であるとともに複数のポートを有するインジェクションバルブと、を具備しており、上記充填材に吸着した上記試料を上記移動相により脱着し、その際に生じる脱着液の測定を行うことにより測定結果を得るように構成されており、
上記送給手段は、上記インジェクションバルブに上記試料を供給するように構成されており、
上記制御手段が、上記試料として既知濃度の試料を用いて精度確認を行う際に、上記既知濃度の試料が収容された１つの上記容器に対して、当該容器を取り替えずに複数回の測定結果を得る制御を行うように構成された、液体クロマトグラフィ装置であって、
上記送給手段は、２回以上の測定に必要な量の上記試料を保持することが可能であり、かつ上記インジェクションバルブの上記複数のポートのいずれかに直接連結された管状部を有しており、
上記制御手段は、まず、上記送給手段が保持する上記試料の一部を、上記インジェクションバルブを介して上記カラムに供給する制御を行い、１回の測定が行われた後にさらに、上記送給手段が保持する上記試料の残りの少なくとも一部を、上記インジェクションバルブを介して上記カラムに供給する制御を行うことを特徴とする、分析装置。
上記送給手段は、上記容器と上記環状部とに連結された試料吸引ノズルと、上記インジェクションバルブの上記複数のポートのうち上記環状部が連結されたものとは異なるポートに連結され、上記制御手段の制御に従い、上記試料吸引ノズルを通して上記環状部および上記インジェクションバルブに上記試料を引き込む吸引器と、を有する、請求項１に記載の分析装置。
試料が収容された容器に連結され、上記容器から上記試料を吸引し、上記試料を送給する送給手段と、その送給手段から上記試料が供給される測定部と、を備えた分析装置を対象として、
上記試料を測定する際に、上記試料が収容された１つの上記容器に対して、当該容器を取り替えずに複数回の測定結果を得る制御を行うとともに、
上記分析装置は、
上記測定部が、充填材を保持するカラムと、上記カラムに一定量の試料を導入可能であり、かつ、上記カラムに移動相を供給可能であるとともに複数のポートを有するインジェクションバルブと、を具備しており、上記充填材に吸着した上記試料を上記移動相により脱着し、その際に生じる脱着液の測定を行うことにより測定結果を得るように構成されており、
上記送給手段が、上記インジェクションバルブに上記試料を供給するように構成されている液体クロマトグラフィ装置であり、
上記試料として既知濃度の試料を用いて精度確認を行う際に、上記既知濃度の試料が収容された１つの上記容器に対して、当該容器を取り替えずに複数回の測定結果を得る制御を行い、
上記送給手段は、２回以上の測定に必要な量の上記試料を保持することが可能であり、かつ上記インジェクションバルブの上記複数のポートのいずれかに直接連結された管状部を有しており、
まず、上記送給手段が保持する上記試料の一部を、上記インジェクションバルブを介して上記カラムに供給する制御を行い、１回の測定が行われた後にさらに、上記送給手段が保持する上記試料の残りの少なくとも一部を、上記インジェクションバルブを介して上記カラムに供給する制御を行うことを特徴とする、分析装置の制御方法。
上記送給手段は、上記容器と上記環状部とに連結された試料吸引ノズルと、上記インジェクションバルブの上記複数のポートのうち上記環状部が連結されたものとは異なるポートに連結され、上記制御手段の制御に従い、上記試料吸引ノズルを通して上記環状部および上記インジェクションバルブに上記試料を引き込む吸引器と、を有する、請求項３に記載の分析装置の制御方法。