JP5533805B2 - 液体クロマトグラフ及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、複数の溶媒容器の中から任意の溶媒を吸引し、試料と共にカラムに導入することによりクロマトグラフ分析を行う液体クロマトグラフ及びプログラムに関する。

液体クロマトグラフは、オートサンプラ、ポンプ、カラムオーブン等の複数のユニットから構成されており、制御装置からの制御信号に従って各ユニットの動作が制御される。

近年、こうした液体クロマトグラフにおいても、各分析ユニットを統括的に制御したり採取されたデータを処理したりするために、パーソナルコンピュータに所定の制御／処理プログラムをインストールした制御装置が広く利用されている。こうした制御装置では、分析の開始に先立ってスケジュールテーブルを作成しておくことにより、多検体の連続分析などを自動的に行うことができるようになっている（例えば特許文献１を参照）。

図６は液体クロマトグラフ分析におけるスケジュールテーブルの一例である。このテーブル上では１行が１回の分析に対応しており、１行中に、その分析を実行するのに必要な情報として、試料名、試料注入量、メソッドファイル名、及び分析結果を保存する際のデータファイル名などが記述される。なお、メソッドファイルとは、液体クロマトグラフを構成する各ユニットの動作条件（以下、「分析メソッド」と呼ぶ）を規定したファイルであり、例えば、分析時に使用する移動相やカラムの種類、分析時におけるポンプの流量やカラムオーブンの温度といった各種のパラメータが記述されている。

以上のようなスケジュールテーブルが作成された上で分析の開始が指示されると、そのスケジュールに従って順次試料が選択されるとともに分析条件が設定され、多数の試料の分析が自動的に実行される。

こうした液体クロマトグラフにおいて、１つの試料に対して様々な条件での分析を行って該試料に最適な分析条件を探索することが行われることがある。これをメソッドスカウティングと呼ぶ。こうしたメソッドスカウティングでは、ユーザが予め上記の各種パラメータを様々に組み合わせた複数種類のメソッドファイルを作成し、更に、図６のようなスケジュールテーブルの各行でそれぞれ異なるメソッドファイルを指定し、各行の試料名および試料注入量は同一として分析の開始を指示する。これにより、各行のメソッドファイルの記述に従った種々の条件での分析が順次実行される。また、分析結果であるクロマトグラムデータは分析毎にそれぞれ１つのデータファイルに格納され、ハードディスクドライブ等の記憶装置に保存される。ユーザは該記憶装置に保存されたクロマトグラムデータを参照し、最適な分析結果が得られた時の分析条件を該試料の分析に適用する分析メソッドとして決定する。

メソッドスカウティングを行う際に利用される液体クロマトグラフの分析手法の１つとしてグラジエント送液法がある。これは、例えば水と有機溶媒といった性質の異なる複数の溶媒を混合し、その混合比率を時間経過に伴って変化させた移動相液をカラムに送るものであり、多成分を含む試料の各成分の分離を良好に行うのに特に有用である。

特開2005-127814号公報

ところで、従来の液体クロマトグラフにおいて、グラジエント送液法を利用してメソッドスカウティングを行う際は、表示部に表示される設定画面で、移動相として用いる溶媒の種類やカラムの種類、分析開始からの時間経過に伴う移動相組成の目標値等を入力する。メソッドスカウティングでは、多種多様な分析条件の検討を行うため、使用する溶媒やカラムの種類が多くなる傾向がある。そのため、設定画面上で入力した溶媒やカラムの種類が、実際の溶媒容器に収容されている溶媒の種類やカラムに合致しているかどうかを把握することが難しいという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、複数の溶媒や複数のカラムの中から選択した任意の溶媒及びカラムを用いてクロマトグラフ分析を行う場合において、使用する溶媒やカラムの種類を正しく選択することができる液体クロマトグラフ及びプログラムを提供することである。

上記課題を解決するために成された本発明に係る液体クロマトグラフは、送液ポンプに溶媒流路を介して接続された溶媒容器から移動相を構成する溶媒を吸引し、試料と共にカラムに導入することによりクロマトグラフ分析を行う液体クロマトグラフであって、
a)前記送液ポンプの送出側にカラム切替バルブを介して接続された複数のカラムと、
b)前記送液ポンプの吸引側に溶媒切替バルブを介して接続された、複数の溶媒容器から溶媒を吸引するための複数の溶媒流路と、
c)前記送液ポンプによって溶媒が吸引される溶媒容器、及び前記移動相が導入されるカラムをユーザに選択させる条件選択手段と、
d)前記条件選択手段による選択内容に基づいて前記溶媒切替バルブ及び前記カラム切替バルブを制御する制御手段とを備え、
前記条件選択手段が、少なくとも前記複数の溶媒容器、及び前記複数のカラムのそれぞれを示すシンボルを用いた条件選択画面を表示する表示手段と、前記条件選択画面上でユーザに溶媒容器及びカラムを選択させるための操作手段とを備え、
前記表示手段が、前記条件選択画面上の前記複数の溶媒容器を示すシンボルを互いに異なる色で表示し、前記複数のカラムを示すシンボルを互いに異なる色で表示することを特徴とする。

さらに、前記本発明に係る液体クロマトグラフは、
e)前記複数の溶媒容器又は溶媒流路に取り付けるための、互いに異なる色を有する複数の溶媒識別部材と、
f)前記複数のカラム又はカラムの配管に取り付けるための、互いに異なる色を有する複数のカラム識別部材と、
を備え、
前記表示手段が、前記条件選択画面上の前記複数の溶媒容器を示すシンボルを対応する前記溶媒識別部材と同じ色で表示し、前記複数のカラムを示すシンボルを対応する前記カラム識別部材と同じ色で表示することが望ましい。

また、前記溶媒容器が、有機系の溶媒を収容する複数の有機系溶媒容器と水系の溶媒を収容する複数の水系溶媒容器を含む場合には、
前記表示手段が、前記条件選択画面上の有機系溶媒容器を示すシンボル及び前記水系溶媒容器を示すシンボルのうちの一方を暖色系の色で、他方を寒色系の色で表示することが望ましい。
ここで、暖色系の色とは、赤色や橙色、黄色、赤紫色、茶色等をいい、寒色系の色とは青色や紺色、水色、青紫色等をいう。

上記構成から成る本発明に係る液体クロマトグラフによれば、条件選択画面上に溶媒容器やカラムをシンボル表示すると共にこれらのシンボルを互いに異なる色で表示したため、溶媒の種類やカラムの種類の違いを色で認識することができる。この場合、溶媒容器やカラムを示すシンボルの色と同じ色の識別部材（溶媒識別部材、カラム識別部材）を溶媒容器や溶媒流路、カラムやカラムの配管に取り付けておけば、条件選択画面上のシンボルと実際の溶媒の種類やカラムの種類との関係が一目で分かるため、溶媒の種類やカラムの種類を正しく選択することができる。

本発明の一実施例に係る制御装置を備えた液体クロマトグラフの概略構成図。 同実施例における溶媒Ａ用の溶媒識別部材の例を示す図。 同実施例における溶媒Ｂ用の溶媒識別部材の例を示す図。 同実施例におけるカラム識別部材の例を示す図。 同実施例における移動相・カラム選択画面を示す図。 従来のスケジュールテーブルを示す図。

本発明に係る液体クロマトグラフ用制御装置の一実施例を、図面を参照して説明する。図１は本実施例による制御装置を備えた液体クロマトグラフの概略構成図である。

この液体クロマトグラフは、送液部１０、オートサンプラ２０、カラムオーブン３０、検出部４０、これら各部をそれぞれ制御するシステムコントローラ５０、システムコントローラ５０を通して分析作業を管理したり検出部４０で得られたデータを解析・処理したりする制御装置６０、制御装置６０に接続されたキーボードやマウスから成る操作部７１、ディスプレイから成る表示部７２などを備える。

送液部１０は、送液ポンプＰ_Ａによって吸引された溶媒Ａと、送液ポンプＰ_Ｂによって吸引された溶媒Ｂとをグラジエントミキサー１７によって混合した上でカラムへと送出するものであり、更に、送液ポンプＰ_Ａ、Ｐ_Ｂにはそれぞれ溶媒切替バルブ１５、１６及び脱気ユニット１３、１４を介して４つの溶媒容器が接続されている。このうち、送液ポンプＰ_Ａに接続された溶媒容器１１ａ〜１１ｄには例えば水系の溶媒（水を主成分とする溶媒）が収容されており、溶媒切替バルブ１５の切り替えにより、これら４つの溶媒容器１１ａ〜１１ｄの内の１つが選択されて該容器内の溶媒が前記溶媒Ａとして送液ポンプＰ_Ａにより吸引される。一方、送液ポンプＰ_Ｂに接続された溶媒容器１２ａ〜１２ｄには例えば有機系の溶媒（有機溶媒を主成分とする溶媒）が収容されており、溶媒切替バルブ１６の切り替えにより４つの溶媒容器１２ａ〜１２ｄの内の１つが選択されて該容器内の溶媒が前記溶媒Ｂとして送液ポンプＰ_Ｂにより吸引される。これら送液ポンプＰ_Ａ、Ｐ_Ｂの流量は時間経過に伴ってそれぞれ変化するように制御することが可能であり、これによって溶媒Ａ、Ｂの混合比率が時間的に変化するグラジエント方式の送液を行うことができる。カラムオーブン３０は、６つのカラム３２ａ〜３２ｆ、及びこれらのカラムのいずれか１つを選択的に移動相の流路に接続するための流路切替部３１、３３を内装している。検出部４０には例えばＰＤＡ検出器などの検出器４１が設けられている。

制御装置６０は、記憶部６１、分析条件設定部６２、スケジュールテーブル作成部６３、分析制御部６４、及びデータ処理部６５を機能ブロックとして含んでいる。制御装置６０の実体はパーソナルコンピュータであり、パーソナルコンピュータにインストールした専用の制御／処理ソフトウエアを実行することにより各種機能が達成される。なお、前記の分析制御部６４が本発明における制御手段に相当し、分析条件設定部６２が本発明における条件選択手段に相当する。また、操作部７１が本発明における操作手段、表示部７２が本発明における表示手段として機能する。

上記の液体クロマトグラフを用いた１回のグラジエント分析における標準的な分析動作は次の通りである。即ち、制御装置６０の分析制御部６４から指示を受けたシステムコントローラ５０の制御の下で、溶媒切替バルブ１５、１６がそれぞれ１つの溶媒容器を選択し、送液ポンプＰ_Ａ、Ｐ_Ｂが前記溶媒容器から所定の流量で以て溶媒を吸引する。送液ポンプＰ_Ａで吸引された溶媒Ａと送液ポンプＰ_Ｂで吸引された溶媒Ｂは、グラジエントミキサー１７によって均一に混合され、混合後の移動相は、オートサンプラ２０を介してカラムへと流入する。オートサンプラ２０には１つ以上の試料瓶（バイアル）が搭載されたラックがセットされており、システムコントローラ５０の制御の下に所定の試料を選択してこれを採取し、所定のタイミングで以て該試料を移動相中に注入する。この試料は移動相に乗ってカラム３２ａ〜３２ｆのいずれかに導入される。

このとき、試料の注入から所定の時間が経過するまでの間は、溶媒Ｂの比率が低く、溶媒Ａの比率が高い状態となるように送液ポンプＰ_Ａ、Ｐ_Ｂの流量が制御される（試料導入工程）。溶媒Ａとしては、溶出力の弱い溶媒が用いられるため、これにより試料中の各成分が一旦カラムに吸着する。続いて、送液ポンプＰ_Ａ、Ｐ_Ｂの流量を時間経過に従って変化させて溶媒Ｂの比率を上げていく（グラジエント工程）。溶媒Ｂとしては、溶出力の強い溶媒が用いられるため、これによりカラムに吸着していた各成分がその極性に応じて順次カラムから溶出されて検出部４０に導入される。

そして、検出部４０に設けられた検出器４１によって各成分が順次検出され、その濃度に応じた検出信号をデジタル化したデータがシステムコントローラ５０を介して制御装置６０へ送られる。制御装置６０では受け取ったデータをハードディスク等の記憶装置上に設けられた記憶部６１に格納するとともに、データ処理部６５で所定の処理を行ってクロマトグラムを作成し表示部７２の画面上に表示する。その後、溶媒Ｂを一定時間高濃度で送液することによりカラムを洗浄し（洗浄工程）、再び初期の移動相組成に戻してカラムを一定時間平衡化する（平衡化工程）。

次に、本実施例の液体クロマトグラフ装置における特徴的な構成について、メソッドファイル作成時の動作と併せて説明する。
図２及び図３は溶媒容器１１ａ〜１１ｄと脱気ユニット１３をつなぐ４本の溶媒流路、溶媒容器１２ａ〜１２ｄと脱気ユニット１４をつなぐ４本の溶媒流路に取り付けられる溶媒識別部材の例を示す図である。また、図４は６つのカラム３２ａ〜３２ｆと流路切替部３１をつなぐ６本の配管に取り付けられるカラム識別部材８３を示す図である。これら識別部材はいずれもプレート９０と結束バンド９１から成り、結束バンド９１の基部（プレート９０側の端部）に挿通孔が設けられている。前記結束バンド９１を溶媒流路及び配管に巻き付けた後、該結束バンド９１を挿通孔に挿通して締め付けることにより識別部材が溶媒流路及び配管に取り付けられる。これら識別部材は取り付けられる溶媒流路や配管の種類を区別できるようするための部材であり、以下に述べるような特徴的な色を有している。

即ち、前記溶媒識別部材のうち送液ポンプＰ_Ａにより吸引される溶媒Ａの流路に取り付けられる溶媒識別部材８１Ａは、白色のプラスチック製のプレート及び結束バンドから成り、プレートには寒色系の色のシールが貼付されている。各プレートに貼付されるシールは全て異なる色から成り、それぞれ送液ポンプの種類を表す「Ａ／ＭＰ」の文字と、溶媒の種類を表す「Ａ」〜「Ｄ」の文字が印刷されている。

送液ポンプＰ_Ｂにより吸引される溶媒Ｂの流路に取り付けられる溶媒識別部材９１Ｂは白色のプラスチック製のプレート及び結束バンドから成り、各プレートには暖色系の色のシールが貼付されている。各プレートに貼付されるシールは全て異なる色から成り、それぞれ送液ポンプの種類を表す「Ｂ／ＭＰ」の文字と溶媒の種類を表す「Ａ」〜「Ｄ」の文字が印刷されている。

一方、カラム３２ａ〜３２ｆの配管に取り付けられるカラム識別部材９２は黒色のプラスチック製のプレート及び結束バンドから成り、各プレートには互いに異なる色のシールが貼付されている。カラム識別部材９２のプレートに貼付されるシールの色は溶媒識別部材のプレートに貼付されるシールの色と同じでも良く、異なっていても良い。各シールには、それぞれカラムを表す文字「ＣＯＬ」とカラムの種類を表す数字「１」〜「６」から成る記号が印刷されている。

これに対して、図５は表示部７２の画面上に表示される移動相・カラム選択画面１００の例を示す図である。移動相・カラム選択画面１００は、グラジエント分析によるメソッドスカウティングを行う際に、溶媒Ａとして使用する溶媒の種類、溶媒Ｂとして使用する溶媒の種類、及びカラムの種類をそれぞれ選択するための画面である。従って、前記移動相・カラム選択画面１００が本発明の条件選択画面に相当する。
前記移動相・カラム選択画面１００には、図１に示す本実施例の液体クロマトグラフのうち、送液部１０、オートサンプラ２０、カラムオーブン３０、検出部４０（検出器４１）の構成要素を示すシンボルが表示されている。
このとき、送液部１０を構成する送液ポンプを示すシンボルには、該送液ポンプが吸引する溶媒の種類を示す文字「Ａ」又は「Ｂ」が付されている。また、各溶媒容器及びカラムを示すシンボルには、それぞれ対応する識別部材のプレートに貼付されたシールの色と同じ色が付されている。

このような液体クロマトグラフにおける、メソッドファイルの作成時の動作は次の通りである。まず、ユーザが操作部７１を操作して、グラジエント分析によるメソッドスカウティングを行う旨を分析条件設定部６２に入力する。これにより、表示部７２の画面上に移動相・カラム選択画面１００が表示されるので、該画面１００上でユーザが溶媒Ａとして使用する溶媒の種類、溶媒Ｂとして使用する溶媒の種類、及びカラムの種類をそれぞれ選択する。選択作業は、操作部７１を操作して溶媒容器やカラムの側に対応して設けられているチェックボックスにチェックを入れることで行う。例えば図５は、溶媒Ａ及び溶媒Ｂとしてそれぞれ水とＡＣＮが選択され、カラムとしてＸＲＯＤＳが選択された状態を示している。

このような移動相・カラム選択画面１００での設定が完了すると、続いて分析条件設定部６２は表示部７２の画面上に基本設定画面やグラジエント詳細設定画面（いずれも図示略）等を表示させる。これらの設定画面でユーザが分析対象とする試料名とその注入量、及びグラジエント分析に適用するグラジエントプロファイル等を設定すると、スケジュールテーブル作成部６３によりそれぞれ異なる分析条件を記述した複数のメソッドファイルが作成されると共に、各メソッドファイルによる分析順序等を記述したスケジュールテーブルが作成される。その後、ユーザが所定の操作を行って分析の開始を指示すると、前記スケジュールテーブルに従った自動分析が開始され、各メソッドファイルの記述に従ったグラジエント分析が順次実行される。

なお、上記の例では移動相・カラム選択画面１００において、溶媒Ａ、溶媒Ｂ及びカラムとして１種類のものを指定したが、２種類以上のものを指定してメソッドスカウティングを行うようにしても良い。例えば、移動相・カラム選択画面１００において溶媒Ａを１種類、溶媒Ｂを１種類、カラムを２種類指定し、６種類のグラジエントプロファイルでメソッドスカウティングを行う場合、これらの組合せから成る、１×１×２×６＝１２種類のメソッドファイルが作成される。移動相・カラム選択画面１００において溶媒Ａを２種類、溶媒Ｂを１種類、カラムを２種類指定し、６種類のグラジエントプロファイルでメソッドスカウティングを行う場合、これらの組合せから成る、２×１×２×６＝２４種類のメソッドファイルが作成される。

以上のように、本実施例では、移動相・カラム選択画面１００に表示される溶媒容器やカラムを示すシンボルの色と、実際のカラムや溶媒流路に取り付けられる識別部材のプレートの色を揃えたため、移動相・カラム選択画面１００上で移動相として使用する溶媒の種類やカラムの種類を正しく選択することができる。

なお、上記した実施例では、溶媒識別部材とカラム識別部材の両方をプレート及び結束バンドから構成したが、溶媒識別部材として、溶媒容器に直接貼付するシールを採用することもできる。また、溶媒容器に装着される蓋の色を異ならせることで、溶媒容器に収容されている溶媒の種類を区別することもできる。この場合、前記の蓋が溶媒識別部材に相当する。
また、カラム識別部材はカラムの配管だけでなくカラムに直接取り付けても良い。
さらに、上記実施例では溶媒の種類に応じて溶媒識別部材の色を暖色系と寒色系に色分けしたが、ランダムに異なる色に分けても良い。

１０…送液部
１１ａ〜１１ｄ、１２ａ〜１２ｄ…溶媒容器
Ｐ_Ａ、Ｐ_Ｂ…送液ポンプ
１５、１６…溶媒切替バルブ
１７…グラジエントミキサー
２０…オートサンプラ
３０…カラムオーブン
３２ａ〜３２ｆ…カラム
４０…検出部
４１…検出器
５０…システムコントローラ
６０…制御装置
６１…記憶部
６２…分析条件設定部
６３…スケジュールテーブル作成部
６４…分析制御部
６５…データ処理部
７１…操作部
７２…表示部
８１Ａ、８１Ｂ…溶媒識別部材
９２…カラム識別部材
２００…グラジエント詳細設定画面

Claims (4)

1. 送液ポンプに溶媒流路を介して接続された溶媒容器から移動相を構成する溶媒を吸引し、試料と共にカラムに導入することによりクロマトグラフ分析を行う液体クロマトグラフにおいて、
   a)前記送液ポンプの送出側にカラム切替バルブを介して接続された複数のカラムと、
   b)前記送液ポンプの吸引側に溶媒切替バルブを介して接続された、複数の溶媒容器から溶媒を吸引するための複数の溶媒流路と、
   c)前記送液ポンプによって溶媒が吸引される溶媒容器、及び前記移動相が導入されるカラムをユーザに選択させる条件選択手段と、
   d)前記条件選択手段による選択内容に基づいて前記溶媒切替バルブ及び前記カラム切替バルブを制御する制御手段とを備え、
   前記条件選択手段が、少なくとも前記複数の溶媒容器、及び前記複数のカラムのそれぞれを示すシンボルを用いた条件選択画面を表示する表示手段と、前記条件選択画面上でユーザに溶媒容器及びカラムを選択させるための操作手段とを備え、
   前記表示手段が、前記条件選択画面上の前記複数の溶媒容器を示すシンボルを互いに異なる色で表示し、前記複数のカラムを示すシンボルを互いに異なる色で表示することを特徴とする液体クロマトグラフ。
2. e)前記複数の溶媒容器又は溶媒流路に取り付けるための、互いに異なる色を有する複数の溶媒識別部材と、
   f)前記複数のカラム又はカラムの配管に取り付けるための、互いに異なる色を有する複数のカラム識別部材と、
   をさらに備え、
   前記表示手段が、前記条件選択画面上の前記複数の溶媒容器を示すシンボルを対応する前記溶媒識別部材と同じ色で表示し、前記複数のカラムを示すシンボルを対応する前記カラム識別部材と同じ色で表示することを特徴とする請求項１に記載の液体クロマトグラフ。
3. 前記溶媒容器が、有機系の溶媒を収容する複数の有機系溶媒容器と水系の溶媒を収容する複数の水系溶媒容器を含み、
   前記表示手段が、前記条件選択画面上の有機系溶媒容器を示すシンボル及び前記水系溶媒容器を示すシンボルのうちの一方を暖色系の色で、他方を寒色系の色で表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体クロマトグラフ。
4. コンピュータを、請求項１に記載の条件選択手段及び制御手段として機能させることを特徴とするプログラム。

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