JP6414323B2

JP6414323B2 - モジュラー型分析システム

Info

Publication number: JP6414323B2
Application number: JP2017509119A
Authority: JP
Inventors: 祐介横井; 高橋　和也; 和也高橋
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2015-04-03
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2035-04-03
Also published as: JPWO2016157517A1; WO2016157517A1; CN107360727B; CN107360727A; US20180093201A1

Description

本発明は、各々異なる機能を有する複数のユニットを組み合わせることによって所定の分析を実施することが可能であるモジュラー型の分析システムに関する。

分析機器には、分析に必要な機能が一つの筐体に組み込まれた一体型の装置のほかに、それぞれ異なる機能を有する複数のユニットを組み合わせることでシステムを構成するモジュラー型の装置もある。例えば非特許文献１に開示された液体クロマトグラフでは、送液ユニット、オートサンプラ（オートインジェクタ）ユニット、カラムオーブンユニット、各種の検出方式による検出器ユニット、フラクションコレクタユニットなど、様々な機能を有する、又は基本的な機能は同じでも性能や付加的な機能が相違するユニットが用意されている。また、それら各ユニットを統括的に制御するためのシステムコントロールユニットも用意されている。ユーザーは目的に応じてそれらユニットを適当に組み合わせることによって、無駄な機能を付加することなく適切な測定が行える、コストパフォーマンスの良い液体クロマトグラフ（ＬＣ）システムを構築することができる。

ところで、こうした分析機器には数多くの精密機構部品や電気回路部品が使用されており、それら部品は装置の使用に伴って劣化するだけでなく、装置が使用されない場合であっても劣化が徐々に進行し、所望の機能を果たすことができなくなったり破損や損壊に至ったりすることがある。そのため、分析機器の性能を維持するとともに安全性を確保するには、機器の実際の稼働時間に拘わらず、定期的な点検と整備とが不可欠である。こうしたことから、分析機器のユーザーは、或る分析機器を新たに購入して据え付けた時点から規定の年月（例えば１０年）が経過したならば定期点検や整備を実施し（通常は、装置メーカー等に点検や整備を依頼し）、また前回の定期点検の実施からさらに規定の年月が経つ毎に定期点検や整備を繰り返し行うことが望ましい。

こうして定期点検を確実に行うために、ユーザーは、分析機器の据付時点からの経過年月を管理する必要があるものの、こうした管理は面倒であり、おろそかにされがちである。そこで、ユーザーによる使用年数管理の面倒さを解消するために、分析機器に内蔵されたメモリに据付日時等を記録しておき、その時点から所定の年月が経過したときに定期点検の必要性を報知する機能を持たせることが考えられる。しかしながら、上述したようなモジュラー型の分析装置においては、次のような理由で使用年数管理はかなり煩雑である。

（１）モジュラー型の分析装置では、分析の目的によってユニットを組み替えたり、一部のユニットのみを交換したりすることもよくある。そのため、システムを構成している複数のユニットの購入時期や据付時期が異なることがしばしばあるため、システム全体としての使用年数の管理はあまり意味がなく、個々のユニット毎に据付時点等からの経過年数を管理する必要がある。
（２）各ユニットにおける実際の稼働時間の自動的な管理は、例えば特許文献１に開示されているように、各ユニットにおいて経過時間を計測可能なタイマを利用すれば実現可能である。一方、上述したような稼働していない期間も含めた使用年数管理を自動的に行うには、リアルタイムクロックが必要である。しかしながら、例えば上述したＬＣシステムを構成するユニットはシステムコントロールユニットから送られてくる制御信号に応じて動作するだけであるので現在時刻は不要であり、通常、リアルタイムクロックは各ユニットに搭載されていない。そのため、各ユニットにおいて使用年数管理を行うことはできない。

特開平１１−１０８９０９号公報

「液体クロマトグラフ（HPLC）」、[online]、株式会社島津製作所、[平成２７年３月２０日検索]、インターネット＜URL: http://www.an.shimadzu.co.jp/hplc/hplc.htm＞

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数のユニットから構成されるモジュラー型の分析システムにおいて、各ユニットの据付時期が異なる場合や各ユニットがリアルタイムクロックを搭載していない場合であっても、各ユニットの使用年数が規定の年数を経過したときに定期点検の必要性を確実にユーザーに通知することができるモジュラー型分析システ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は、各々独立した筐体を有する複数のユニットを組み合わせて分析を実行するためのシステムを構成するモジュラー型の分析システムであって、前記複数のユニットとは別のユニットに独立に、又は前記複数のユニットのうちの一つの内部に、分析を実行するために前記複数のユニットの動作をそれぞれ制御する統括制御部を具備するモジュラー型分析システムにおいて、
a)前記複数のユニットのそれぞれに設けられた、当該ユニットの定期点検を実施する年月を計時する基準となる基準日時情報、又は、次回の定期点検通知予定日時に関する情報の少なくともいずれかを記憶しておく日時情報記憶部と、
b)前記統括制御部に含まれ、各ユニットにおける前記日時情報記憶部に記憶されている情報を収集し、該情報に基づいてユニット毎に定期点検通知日時になったか否かを判定し、定期点検通知日時に達しているユニットがあった場合には該ユニットに対して定期点検通知要求を送る定期点検処理部と、
c)前記複数のユニットのそれぞれに設けられ、前記定期点検処理部からの定期点検通知要求を受けて定期点検の実施を促す情報を表示する表示処理部と、
を備えることを特徴としている。

本発明に係るモジュラー型分析システムにおいて、統括制御部は一つの独立したユニットであってもよいし、他のいずれか一つのユニットに内蔵されていてもよい。いずれの形態でも、基本的な処理動作は同じである。

また、上記「ユニットの定期点検を実施する年月を計時する基準となる基準日時情報」とは、例えば、そのユニットを据え付けた日時や、直近で定期点検を実施した日時などである。

本発明に係るモジュラー型分析システムでは、システムを構成する各ユニットにそれぞれに日時情報記憶部が設けられ、該記憶部にそのユニットの定期点検を実施する年月を計時する基準となる基準日時情報、又は、次回の定期点検通知予定日時に関する情報が記憶される。記憶部へのこれら情報の書き込みは、例えばシステム（又はユニット）の据え付けにあたった又は定期点検を実施した装置メーカーの担当者などが行うようにすればよい。また、装置メーカーがユニットをユーザーに納入する時点で上記基準日時情報を記憶部に書き込んでおいてもよい。これによって、異なるユーザー間でユニットが譲渡されたり販売されたりしたために、装置メーカーが該ユニットの据付けに関与しない場合でも、初期的な基準日時情報を記憶部に格納しておくことができる。

統括制御部に含まれる定期点検処理部は、例えばシステムの電源投入時など所定のタイミングで、又は、電源投入中に定期的に、そのシステムを構成している各ユニットにおける日時情報記憶部に記憶されている情報を収集する。統括制御部は各ユニットの動作を制御するためにリアルタイムクロックを備えており、定期点検処理部はこのリアルタイムクロックを利用してユニット毎に定期点検通知日時になったか否かを判定する。そして、定期点検通知日時に達しているユニットがあった場合には、該ユニットに対して定期点検通知要求を送出する。この定期点検通知要求を受けたユニットでは、表示処理部が、定期点検の実施を促す情報を表示部に表示することで、ユーザーの注意を喚起する。定期点検が必要なユニットにおける表示部にのみ定期点検の実施を促す情報が表示されるから、ユーザーは定期点検が必要であるユニットを容易に把握することができる。

なお、本発明に係るモジュラー型分析システムは分析や測定の手法に特に制約はないが、典型的な実施態様として、液体クロマトグラフ分析システムに適用することができる。即ち、本発明に係るモジュラー型分析システムは、前記複数のユニットとして、移動相を送給する送液ユニット、送られて来た移動相中に試料液を注入するインジェクタユニット、試料液中の成分を分離するカラムを温調するカラムオーブンユニット、及び、カラムから溶出した溶出液中の成分を検出する検出器ユニット、を少なくとも含む液体クロマトグラフとすることができる。
また、この場合、上記統括制御部は上記各ユニットとは別の独立したユニットに設けられた構成とするとよい。

本発明に係るモジュラー型分析システムによれば、ユーザーによるシステムの管理状況の如何に関わらず、システムを構成する各ユニットが所定の使用年数に達したときに自動的にユーザーに定期点検を実施するよう通知を行うことができる。特に、一つのシステムを構成するユニット毎に、据付時期が異なっていても或いは次回の定期点検までの使用年数が相違していても、定期点検が必要となる時期に的確にユーザーへ通知することができる。それによって、高い分析性能を維持することができるとともに、システムの安全性を確保することができる。

また、統括制御部以外の各ユニットはリアルタイムクロックを必要とせず、一般に、各ユニットは少なくとも日時情報記憶部として利用可能なメモリ（不揮発性メモリ）を含むマイクロコンピュータを搭載している。そして、本発明に係るモジュラー型分析システムにおける日時情報記憶部への情報の読み書きや表示処理部の機能はマイクロコンピュータを動作させるソフトウエアの書き換えによって実現が可能である。そのため、本発明に係るモジュラー型分析システムを実現するために、各ユニットとしては従来のハードウエアをそのまま利用することができ、新たなユニットを用意せずに済む。

さらにまた、本発明に係るモジュラー型分析システムでは、統括制御部が設けられたユニットを含んでシステムが構成されていれば、パーソナルコンピュータを該システムに接続することなく、ユーザーに定期点検を通知することができる。そのため、インターネット網などにパーソナルコンピュータを接続する環境が整っていない状況であっても、確実に定期点検の通知を行うことができる。

本発明の一実施例である液体クロマトグラフ（ＬＣ）システムの要部の外観正面図。本実施例のＬＣシステムの流路構成図。本実施例のＬＣシステムの制御系のブロック構成図。本実施例のＬＣシステムにおけるユニット間及び構成要素間での信号の授受を示す模式図。

以下、本発明に係るモジュラー型分析システムの一実施例であるＬＣシステムについて、添付図面を参照しつつ詳述する。
図１は本実施例のＬＣシステムの分析本体部の外観正面図、図２は本実施例のＬＣシステムの流路構成図、図３は本実施例のＬＣシステムの制御系のブロック構成図である。

本実施例のＬＣシステムは、送液ユニット３と、オートサンプラユニット４と、カラムオーブンユニット５と、検出器ユニット６と、システムコントロールユニット２と、から成る分析本体部１と、分析本体部１を制御したり分析本体部１で得られたデータを処理したりするためのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）７と、を含む。

図２に示すように、送液ユニット３は、移動相が収容される移動相容器３１と、該移動相容器３１から移動相を吸引して送給する送液ポンプ３２と、複数の移動相を混合するためのグラジエントミキサ３３と、を備える。移動相容器３１と送液ポンプ３２との数がさらに多い送液ユニットや、それらが一つずつでグラジエントミキサがない送液ユニットも考え得る。
オートサンプラユニット４は、それぞれ試料液が収容された多数のバイアルが収納される試料プレート４１と、選択された一つのバイアル中から一定量の試料液を吸引する吸引部４２と、吸引部４２により吸引された試料液を移動相中に注入するインジェクタ４３と、を備える。
カラムオーブンユニット５は、ヒータユニット（図示せず）等を含み、内部に装填されたカラム５１を温調することができる。
検出器ユニット６は、例えばフォトダイオードアレイ検出器、紫外可視吸光検出器、分光蛍光検出器、示差屈折率検出器など、いずれかの方式による検出器を含む。

なお、図１に示すように、システムコントロールユニット２、送液ユニット３、オートサンプラユニット４、カラムオーブンユニット５、及び、検出器ユニット６は、それぞれ独立した筐体を有するユニットであるが、それら筐体の幅や筐体正面のデザインは統一されており、視覚上の一体感が確保されるようになっている。

図３に示すように、ＰＣ７には、キーボードやポインティングデバイスである入力部８と、モニタである表示部９とが接続されている。ＰＣ７には、ＬＣの制御・処理専用のソフトウエアがインストールされており、該ソフトウエアがＰＣ７上で実行されることで、ＬＣ用制御・処理部７１の機能ブロックが具現化され、分析パラメータの設定やそのパラメータに基づく分析動作の制御、さらには分析本体部１で収集されたデータに対する演算処理などが実施されるようになっている。また、ＰＣ７にインストールされた別のソフトウエアにより、Ｗｅｂコンテンツ提供部７２の機能ブロックが具現化される。

ＰＣ７とネットワーク（例えばインターネットやイントラネット）を介して接続されたシステムコントロールユニット２は、各ユニット３〜６に対して制御信号を送る統括制御部２１のほか、ＰＣ７との間の相互の通信を担うＰＣ通信インターフェイス（ＩＦ）２２、他の各ユニット３〜６との間の相互の通信を担うユニット通信インターフェイス（ＩＦ）２３を含む。統括制御部２１は、後述する特徴的な処理を行うための機能ブロックとして、定期点検通知処理部２１１とリアルタイムクロック２１２とを備え、さらに入力部２４と表示部２５とが接続されている。また、送液ユニット３は、プランジャポンプやグラジエントミキサ等のポンプ本体を動作させるローカル制御部３４のほか、システムコントロールユニット２との間の通信を担うユニット通信インターフェイス（ＩＦ））３７を含む。入力部３６と表示部３５とが接続されているローカル制御部３４は、不揮発性記憶部３４１を含む。

なお、図３では記載を省略しているが、オートサンプラユニット４、カラムオーブンユニット５、及び検出器ユニット６は、送液ユニット３と同様に、ローカル制御部やユニット通信インターフェイスを備える。

本実施例のＬＣシステムでは、図４に示すような手順でユーザーに対する定期点検通知処理が実施される。図４は、ユニット間及び構成要素間での信号の授受を示す模式図である。

送液ユニット３のローカル制御部３４に設けられた不揮発性記憶部３４１には、図３中に示すように定期点検情報記憶領域が設けられており、その記憶領域には、該ユニット３の新規の据付日時、点検実施日時、及び、次回点検予定日時、が格納されるようになっている。例えば、装置メーカーの担当者は、新規の据付作業を実施したとき、入力部３６において所定の操作を行うことにより日時を入力する。すると、入力された情報は不揮発性記憶部３４１の定期点検情報記憶領域に据付日時として格納される。また、装置メーカーの担当者が定期点検及び整備を実施したとき、入力部３６において所定の操作を行うことにより日時を入力する。すると、入力された情報は不揮発性記憶部３４１の定期点検情報記憶領域に点検実施日時として格納される。送液ユニット３以外の他のユニット４〜６についても同様である。

次回点検予定日時はそのユニットに定められている使用年数に応じて、据付日時又は点検実施日時を基準として決められるものであり、据付日時又は点検実施日時が入力されるとその時点からの使用年数に基づいて自動的に算出されて書き込まれるようにするとよい。ただし、この次回点検予定日時はなくてもよい。

なお、据付日時のほかに、装置メーカーが本ユニットを工場等から出荷する段階で又はユーザーに納入する段階で、出荷日時等の情報を不揮発性記憶部３４１に格納しておき、据付日時の代わりに出荷日時を利用してもよい。これにより、据付け作業を装置メーカーの担当者が行わずユーザー自身が行う場合でも、確実に初期的な基準日時情報を不揮発性記憶部３４１に書き込んでおくことができる。

システムコントロールユニット２において定期点検通知処理部２１１は、例えば本システムの電源投入時や起動時（例えばスリープ状態からの復帰時など）などに、ユニット通信インターフェイス２３を介して各ユニット３〜６にそれぞれアクセスし（ステップＳ１）、各ユニット３〜６の不揮発性記憶部３４１の定期点検情報記憶領域に格納されている日時情報を読み出して収集する（ステップＳ２）。そのあと、定期点検通知処理部２１１はユニット３〜６それぞれについて、次回点検予定日時が記録されている場合にはそれをリアルタイムクロック２１２による現在の日時情報と比較することで、また次回点検予定日時が記録されていない場合には据付日時又は点検実施日時に使用年数を加算して得られる日時を現在の日時情報と比較することで、定期点検通知の要否を判定する（ステップＳ３）。現在の日時が次回点検日時に達していなければそのまま処理を終了する。

例えば送液ユニット３から収集した次回点検予定日時が現在日時を過ぎている場合には該ユニット３の定期点検通知が必要であると判断し、送液ユニット３に対して定期点検通知要求を送る（ステップＳ４）。この定期点検通知要求を受けた送液ユニット３のローカル制御部３４は、定期点検を行うよう促す所定の表示を表示部３５に出力する（ステップＳ５）。この表示はその送液ユニット３に設けられた入力部３６の操作によって解除されるようにしてもよいし、或いは、システムコントロールユニット２の入力部２４での所定の操作のみによって解除されるようにしてもよい。例えばシステムコントロールユニット２の入力部２４でその解除操作がなされたならば、定期点検通知処理部２１１は送液ユニット３に対し定期点検通知をクリアする要求を送り（ステップＳ６）、該要求を受けた送液ユニット３のローカル制御部３４は、定期点検を行うよう促す表示を解除する（ステップＳ７）。

ユーザーは上記表示を見たならば、該当する例えば送液ユニット３の定期点検を装置メーカーに依頼する。装置メーカーのサービス担当者は例えばユーザーの現場を訪れ、定期点検が必要な送液ユニット３について所定の点検及び整備を行い、それが終了したならば、入力部３６で所定の操作を行って不揮発性記憶部３４１に定期点検実施日時を書き込むとともに次回定期点検予定日時を書き換える。

以上は、分析本体部１のみにおいて、つまりはシステムコントロールユニット２とそれ以外の各ユニット３〜６のみで完結する定期点検通知処理であるが、図３に示したように、分析本体部１にネットワークを介してＰＣ７が接続されている場合には、以下に述べるように、このＰＣ７において定期点検通知処理を行うこともできる。図４ではＰＣ７による定期点検通知処理をＣで示す２点鎖線の囲みで示している。

即ち、システムコントロールユニット２は、或るユニットに対して定期点検通知が必要であることを認識すると、ＰＣ７のＷｅｂコンテンツ提供部７２へ定期点検が必要であるユニットを識別する情報を送るとともに定期点検通知ダイアログを表示する要求を出す（ステップＳ８）。Ｗｅｂコンテンツ提供部７２はその要求を受けて、予め作成され保持されている定期点検通知のためのＷｅｂページを用意する。このＷｅｂページはそのＰＣ７に標準的に備えられているＷｅｂブラウザによって表示部９の画面上で確認することができ（ステップＳ９）、ユーザーはこれを画面上で確認することで特定のユニットの定期点検が必要であることを認識する。

ユーザーがＰＣ７の入力部８で所定の操作を行って定期点検通知の解除を指示すると（ステップＳ１０）、その指示を受けたＬＣ用制御・処理部７１は分析本体部１のシステムコントロールユニット２に対し定期点検通知をクリアするよう指示を送る（ステップＳ１１）。これを受けてシステムコントロールユニット２はＰＣ７のＷｅｂコンテンツ提供部７２に定期点検通知ダイアログをクリアするように指示を出す（ステップＳ１２）。これによって、システムコントロールユニット２はＷｅｂコンテンツ提供部７２に対し点検通知ダイアログの表示を解除するよう指示し、Ｗｅｂコンテンツ提供部７２は表示部９の画面上に表示していた定期点検通知のためのＷｅｂページを閉じる（ステップＳ１３）。

このようにして本実施例のＬＣシステムでは、制御やデータ処理を担うＰＣ７でも定期点検が必要になったユニットの定期点検通知を行うことができる。この場合、定期点検通知はＷｅｂページで提供されるため、ネットワークに他のユーザー端末が接続されている場合には、該ユーザー端末に搭載されているＷｅｂブラウザを使用して定期点検通知を受け取ることができる。

なお、上記実施例では、統括制御部２１の機能をシステムコントロールユニット２という独立したユニットに設けたが、統括制御部２１の機能は、別のユニット３〜６のうちの一つに設けるようにしてもよい。

また、上記実施例は本発明をＬＣシステムに適用した例であるが、本発明に係るモジュラー型分析システムはＬＣ以外の様々な分析装置、例えばガスクロマトグラフ、質量分析装置、分光測定装置、走査型プローブ顕微鏡などにも利用することができる。

また、上記実施例は本発明の一例であり、本発明の趣旨の範囲で適宜、変更、修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは明らかである。

１…分析本体部
２…システムコントロールユニット
２１…統括制御部
２１１…定期点検通知処理部
２１２…リアルタイムクロック
２３…ユニット通信インターフェイス
２４、３６…入力部
２５、３４…表示部
３…送液ユニット
３１…移動相容器
３２…送液ポンプ
３３…グラジエントミキサ
３４…ローカル制御部
３４１…不揮発性記憶部
４…オートサンプラユニット
４１…試料プレート
４２…吸引部
４３…インジェクタ
５…カラムオーブンユニット
５１…カラム
６…検出器ユニット
７…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
７１…ＬＣ用制御・処理部
７２…Ｗｅｂコンテンツ提供部
８…入力部
９…表示部

Claims

各々独立した筐体を有する複数のユニットを組み合わせて分析を実行するためのシステムを構成するモジュラー型の分析システムであって、前記複数のユニットとは別のユニットに独立に、又は前記複数のユニットのうちの一つの内部に、分析を実行するために前記複数のユニットの動作をそれぞれ制御する統括制御部を具備するモジュラー型分析システムにおいて、
a)前記複数のユニットのそれぞれに設けられた、当該ユニットの定期点検を実施する年月を計時する基準となる基準日時情報、又は、次回の定期点検通知予定日時に関する情報の少なくともいずれかを記憶しておく日時情報記憶部と、
b)前記統括制御部に含まれ、各ユニットにおける前記日時情報記憶部に記憶されている情報を収集し、該情報に基づいてユニット毎に定期点検通知日時になったか否かを判定し、定期点検通知日時に達しているユニットがあった場合には該ユニットに対して定期点検通知要求を送る定期点検処理部と、
c)前記複数のユニットのそれぞれに設けられ、前記定期点検処理部からの定期点検通知要求を受けて定期点検の実施を促す情報を表示する表示処理部と、
を備えることを特徴とするモジュラー型分析システム。
請求項１に記載のモジュラー型分析システムであって、
前記統括制御部はリアルタイムクロックを含み、前記定期点検処理部は、各ユニットから収集した情報と、前記リアルタイムクロックによる現在の日時情報とを用いて、該ユニット毎に定期点検通知日時になったか否かを判定することを特徴とするモジュラー型分析システム。
請求項１又は２に記載のモジュラー型分析システムであって、
前記複数のユニットとして、移動相を送給する送液ユニット、送られて来た移動相中に試料液を注入するインジェクタユニット、試料液中の成分を分離するカラムを温調するカラムオーブンユニット、及び、カラムから溶出した溶出液中の成分を検出する検出器ユニット、を少なくとも含む液体クロマトグラフであることを特徴とするモジュラー型分析システム。