JP7156401B2 - クロマトグラフィーシステム - Google Patents

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Description

本発明は、クロマトグラフィーシステムに関する。
分析対象である移動相を分析カラムによって複数の成分、すなわち、分析物に分離するクロマトグラフィーシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
一般的に、クロマトグラフィーシステムでは、移動相の種類や、分析カラムに充填されている固定相の種類等のような分析条件に応じて、分析カラムを適宜交換している。
特開2008-209327号公報
しかしながら、所定の分析条件で移動相を分析する際に、例えば作業者が誤って、当該分析条件に適さない分析カラムをクロマトグラフィーシステムに交換して取り付けてしまう場合がある。そして、このまま分析を開始すると、正確な分析結果が得られないという問題が生じる。
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、試料に対して分析を行う際、その分析を正確に行うことができるクロマトグラフィーシステムを提供することにある。
本発明の第1の態様は、液体の試料が通過する流路を有する装置本体と、前記流路の途中に配置され、前記試料を複数の成分に分離する分析カラムとを備え、複数の分析条件で前記試料の分析が可能なクロマトグラフィーシステムであって、前記分析条件を複数設定する分析条件設定部と、前記分析条件設定部で分析条件が設定された際、前記流路の途中に配置されている前記分析カラムが、設定された前記分析条件に適合して使用され得るか否かの良否を判断する判断部とを備え、前記判断部での判断結果が良の場合、前記設定された分析条件での前記分析の開始が可能となるクロマトグラフィーシステムに関する。
本発明によれば、所定の分析条件で分析を行う際に、当該分析に先立って、判断部が分析カラムの良否の判断を行うことができる。そして、判断部での判断結果が良の場合には、当該分析の開始が可能となる。これにより、当該分析に適合した分析カラムを用いて、試料に対する分析を正確に行うことができ、よって、信頼性の高い分析結果が得られる。
図1は、発明のクロマトグラフィーシステムの第1実施形態を示す概略図(ブロック図)である。 図2は、本発明のクロマトグラフィーシステムの第1実施形態を示す概略図(ブロック図)である。 図3は、図1および図2に示すクロマトグラフィーシステムが備えるシステム管理装置の制御プログラムを示すフローチャートである。 図4は、本発明のクロマトグラフィーシステムの第2実施形態を示す発明のクロマトグラフィーシステムの実施形態を示す概略図(ブロック図)である。 図5は、本発明のクロマトグラフィーシステムの第3実施形態を示す発明のクロマトグラフィーシステムの実施形態を示す概略図(ブロック図)である。
以下、本発明のクロマトグラフィーシステムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1および図2は、それぞれ、本発明のクロマトグラフィーシステムの第1実施形態を示す概略図(ブロック図)である。図3は、図1および図2に示すクロマトグラフィーシステムが備えるシステム管理装置の制御プログラムを示すフローチャートである。
以下では、一例として、クロマトグラフィーシステム1を、液体の試料(移動相)Qに対して複数の分析条件で分析を行う液体クロマトグラフィーシステムに適用した場合についてを説明するが、クロマトグラフィーシステム1は、超臨界流体クロマトグラフィーシステムやガスクロマトグラフィーシステムに対しても同様に適用することができる。
図1および図2に示すように、クロマトグラフィーシステム1は、当該クロマトグラフィーシステム1での装置本体11を構成する送液装置2、オートサンプラ4、カラムオーブン6、検出器8およびシステム管理装置10と、装置本体11に対して着脱自在に交換される分析カラム121とを備えている。
送液装置2、オートサンプラ4、カラムオーブン6および検出器8は、試料Qが流れる方向に沿って、すなわち、上流側から下流側に向かって、この順に配置されている。また、送液装置2、オートサンプラ4、カラムオーブン6および検出器8は、流路13を構成する配管を介して、接続されている。試料Qは、流路13を通過することができる。
また、システム管理装置10は、送液装置2、オートサンプラ4、カラムオーブン6および検出器8と電気的に接続されている。このシステム管理装置10は、例えば、論理演算を実行するCPU、送液装置2等の制御に必要な動作プログラムが格納されたROM、制御時にデータ等が一時的にストアされるRAM等から構成され、クロマトグラフィーシステム1全体を制御することができる。
送液装置2は、例えば送液ポンプを有し、この送液ポンプによって、流路13内で試料Qを下流側に向かって移送することができる。また、送液ポンプの回転数を変更することにより、試料Qの移送速度を調整することができる。
オートサンプラ4は、流路13に試料Qを注入するためのものである。
カラムオーブン6には、分析カラム121を装填することができる。これにより、分析カラム121は、流路13の途中に配置された状態となり、オートサンプラ4から注入された試料Qを複数の成分に分離することができる。
また、カラムオーブン6は、例えば通電により発熱するヒータを有し、このヒータによって、分析カラム121を試料Qごと加熱することができる。これにより、試料Qの温度を所定の温度に調節することができる。
検出器8は、分析カラム121で分離された成分を検出するためのものである。
前述したように、クロマトグラフィーシステム1は、カラムオーブン6に分析カラム121を装填して用いられる。クロマトグラフィーシステム1では、試料Qの種類や、分析カラム121に充填されている固定相の種類等のような分析条件に応じて、分析カラム121が適宜交換される。また、分析カラム121に経時的な劣化が生じた場合にも、新たな分析カラム121に交換される。
そして、分析カラム121の交換に際して、例えば作業者が誤って所定の分析条件に適さない分析カラム121をカラムオーブン6に装填するおそれがある。この場合、試料Qの分析を行っても、正確な分析結果が得られないという不具合が生じる。
そこで、クロマトグラフィーシステム1は、このような不具合を解消可能に構成されている。以下、この構成および作用について説明する。
図1および図2に示すように、クロマトグラフィーシステム1は、システム管理装置10を備える。このシステム管理装置10は、分析条件設定部14と、判断部15と、入力部17と、報知部18と、第1記憶部16とをを備える。
また、クロマトグラフィーシステム1では、分析カラム121は、分析カラム121に付された第2記憶部122とともにカラムユニット12を構成する。分析カラム121が交換される際には、第2記憶部122ごと、その交換が行われる。
分析条件設定部14は、分析条件を複数設定することができる。分析条件には、例えば、試料Qの種類、分析カラム121に充填されている固定相の種類等が含まれる。これにより、クロマトグラフィーシステム1は、試料Qの分析を複数の分析条件で行うことができる。
例えば、分析対象である試料Qが2種類がある場合、一方の試料Qの分析を行うときには、分析条件設定部14によって第1分析条件が設定され、他方の試料Qの分析を行うときには、分析条件設定部14によって第2分析条件が設定される。第1分析条件では、一方の試料Qの分析に適合した分析カラム121(以下「分析カラム121A」という)が用いられ、第2分析条件では、他方の試料Qの分析に適合した分析カラム121(以下「分析カラム121B」という)が用いられる。分析カラム121Aと分析カラム121Bとは、内部に充填されている固定相の種類が互いに異なる。また、分析カラム121Aは、カラムユニット12Aを構成し、分析カラム121Bは、カラムユニット12Bを構成する。
第1記憶部16には、第1情報が記憶されている。第1情報は、各分析条件下で使用されるべき分析カラム121に関する情報である。例えば、本実施形態での第1情報としては、第1分析条件で使用される分析カラム121が分析カラム121Aであり、第2分析条件で使用される分析カラム121が分析カラム121Bであるという情報となる。
第2記憶部122には、第2情報が記憶されている。第2情報は、分析カラム121の個体情報である。例えば、本実施形態では、分析カラム121は、内部に充填されている固定相の種類によって特定される。そして、第2情報は、分析カラム121自体を特定する情報である。この第2情報により、分析カラム121は、分析カラム121Aであるのか、または、分析カラム121Bであるのかが特定される。
図1に示すように、カラムユニット12Aでは、分析カラム121Aに、当該分析カラム121Aを特定する第2情報を担持した第2記憶部122Aが付されている。一方、図2に示すように、カラムユニット12Bでは、分析カラム121Bに、当該分析カラム121Bを特定する第2情報を担持した第2記憶部122Bが付されている。
入力部17は、第1情報を第1記憶部16に記憶させるとともに、第2情報を第2記憶部122に記憶させる入力操作を行うことができる。
入力部17は、例えば、第1分析条件を行うのに際して、第1識別番号(ID)を発行する。そして、第1記憶部16には、第1識別番号が第1情報として入力され、第2記憶部122には、第1情報と共通の第1識別番号が第2情報として入力される。これにより、第1分析条件での第1情報と第2情報とが関係付けられる。
これと同様に、入力部17は、第2分析条件を行うのに際して、第1識別番号と異なる第2識別番号(ID)を発行する。そして、第1記憶部16には、第2識別番号が第1情報として入力され、第2記憶部122には、第1情報と共通の第2識別番号が第2情報として入力される。これにより、第2分析条件での第1情報と第2情報とが関係付けられる。このように入力部17は、各分析条件での第1情報と第2情報とを関係付ける「関係付け部」として機能すると言うこともできる。
なお、入力部17から第1記憶部16および第2記憶部122に入力される情報としては、本実施形態では識別番号であるが、これに限定されず、例えば、分析カラム121の内径、分析カラム121の長さ、固定相の粒子径や官能基等の分析カラム121に関するスペックであってもよい。
また、上記の手法に限定されず、第2記憶部122には第2情報が予め登録されており、第2記憶部122が接続されることにより入力部17が第2記憶部122に登録されている第2情報を読み出して、第1記憶部16に登録するようにすることができる。この際に、入力部17は複数のカラムの各第2記憶部122から読み出して第1記憶部16に記憶しておいた各第2情報の中から、ユーザ操作に基づいて今回の分析条件に使用する第2情報を選択することにより、第1情報として登録することもできる。
システム管理装置10では、分析条件設定部14で設定可能な分析条件のうち、所定の分析条件が設定された際、流路13の途中に配置されている分析カラム121が、所定の分析条件に適合して使用され得るか否かの良否を判断することができる。この判断プログラムは、システム管理装置10に予め記憶されており、判断部15で実行される。
以下、分析カラム121の良否判断を行う判断プログラムについて、図3に示すフローチャートを参照しつつ説明する。ここでは、一例として、第1分析条件で分析を行う場合について説明する。また、判断プログラムは、第1分析条件での分析を開始するのに先立って実行される。
また、図1および図2も適宜参照する。図1に示す状態では、分析カラム121Aが配置され、第2記憶部122Aが判断部15と電気的に接続されている。図2に示す状態では、分析カラム121Bが配置されており、第2記憶部122Bが判断部15と電気的に接続されている。
まず、分析条件設定部14によって分析条件を「第1分析条件」に設定する(ステップS101)。
次いで、判断部15は、第1記憶部16から第1情報を呼び出すとともに(ステップS102)、第2記憶部122から第2情報を呼び出す(ステップS103)。なお、ステップS102とステップS103とは、前後関係が逆転して実行されてもよいし、同時に並行して実行されてもよい。
次いで、判断部15は、第1情報と第2情報とを比較して、第1情報と第2情報とが同じか否かを判断する(ステップS104)。ステップS104での判断は、図1に示す状態と、図2に示す状態とで異なる。図1に示す状態では、第1情報と第2情報とは、いずれも第1識別番号となっている。図2に示す状態では、第1情報は、第1識別番号となっているが、第2情報は、第2識別番号となっている。
そして、ステップS104での判断の結果、第1情報と第2情報とが同じである、すなわち、第1情報と第2情報とがいずれも第1識別番号である場合には、流路13に配置されている分析カラム121は、分析カラム121Aであり、第1分析条件に適合している旨を報知部18を介して報知する(ステップS105)。
これに対し、ステップS104での判断の結果、第1情報と第2情報とが同じではない、すなわち、第1情報が第1識別番号であり、第2情報が第2識別番号である場合には、流路13に配置されている分析カラム121は、第1分析条件に不適合である旨を報知部18を介して報知する(ステップS106)。
次いで、装置本体11に設けられている分析開始ボタン(図示せず)が操作されるまで(ステップS107)、ステップS105の状態を維持したまま待機する(ステップS109)。
一方、ステップS107において分析開始ボタンが操作された場合には、第1分析条件での分析を開始する(ステップS109)。
なお、判断プログラムでは、ステップS107を省略することができる。この場合、ステップS105実行後、第1分析条件での分析が自動的に開始されてもよい。
以上のように、クロマトグラフィーシステム1では、所定の分析条件で分析を行う際に、当該分析に先立って、判断部15が分析カラム121の良否の判断を行うことができる。そして、判断部15での判断結果が良の場合には、当該分析の開始が可能となり、否の場合には、当該分析の開始が制限される。これにより、当該分析に適合した分析カラム121を用いて、試料Qに対する分析を正確に行うことができ、よって、信頼性の高い分析結果が得られる。
前述したように、クロマトグラフィーシステム1では、分析カラム121が交換される際、第2記憶部122ごと、その交換が行われる。第2記憶部122は、判断部15に対して電気的に着脱自在に接続される。これにより、分析カラム121が交換される度に、当該分析カラム121の個体情報である第2情報に基づいて、分析カラム121の良否判断を正確に行うことができる。
図1および図2に示すように、報知部18は、判断部15での判断結果を報知する。報知部18は、液晶画面181を有する。判断部15での判断結果は、液晶画面181に表示されたメッセージ用のフォーム182を介して、報知される。
図2に示す状態では、フォーム182には、判断部15での判断結果の他に、分析カラム121の交換を促す旨も表示される。これにより、クロマトグラフィーシステム1を使用して分析作業を行う作業者は、分析カラム121を適したものに交換することができる。この交換後、判断プログラムを101から実行するのが好ましい。
なお、液晶画面181は、タッチパネル機能を有していてもよい。
また、報知部18による判断結果の報知は、画面表示による報知に限定されず、例えば、音声による報知、異なる色の光の組み合わせによる報知等であってもよい。
<第2実施形態>
図4は、本発明のクロマトグラフィーシステムの第2実施形態を示す発明のクロマトグラフィーシステムの実施形態を示す概略図(ブロック図)である。
以下、この図を参照して本発明のクロマトグラフィーシステムの第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、装置本体の構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
図4に示すように、本実施形態では、装置本体11は、流路13に複数のカラムユニット12(分析カラム121)を並列に配置することができる。カラムユニット12の配置数は、図4に示す構成では3つであるが、これに限定されず、2つまたは4つ以上であってもよい。
また、流路13には、分析カラム121よりも上流側に切換え弁19が配置されている。切換え弁19により、試料Qは、3つのカラムユニット12のうち、2つのカラムユニット12を通過したり、3つのカラムユニット12を通過することができる。すなわち、切換え弁19により、3つのカラムユニット12に対して試料Qを選択的に流すことができる。
このような構成の装置本体11を備えるクロマトグラフィーシステム1では、判断部15は、所定の分析条件が設定された際、3の分析カラム121うち、所定の分析条件下で使用される予定の全ての分析カラム121に対して、分析カラム121の良否の判断を行う(図3に示すフローチャートのステップS104)。例えば、3つのカラムユニット12のうち、2つのカラムユニット12を選択して用いる場合には、当該2つのカラムユニット12の分析カラム121に対してそれぞれ良否の判断を行う。これと同様に、全てのカラムユニット12を選択して用いる場合にも、当該全てのカラムユニット12の分析カラム121に対してそれぞれ良否の判断を行う。
そして、いずれの場合も、否と判断された分析カラム121が1つも存在しない、すなわち、各分析カラム121が良と判断されたときに、分析の開始が可能となる。これにより、並列に配置された複数の分析カラム121を用いる場合も、試料Qに対する分析を正確に行うことができる。また、使用しない分析カラム121に対しては、良否判断を省略することができる。これにより、良否判断の処理速度を向上させることができる。
<第3実施形態>
図5は、本発明のクロマトグラフィーシステムの第3実施形態を示す発明のクロマトグラフィーシステムの実施形態を示す概略図(ブロック図)である。
以下、この図を参照して本発明のクロマトグラフィーシステムの第3実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、装置本体の構成が異なること以外は前記第2実施形態と同様である。
図5に示すように、本実施形態では、装置本体11は、流路13に複数のカラムユニット12(分析カラム121)を直列に配置することができる。カラムユニット12の配置数は、図5に示す構成では2つであるが、これに限定されず、3つ以上であってもよい。
このような構成の装置本体11を備えるクロマトグラフィーシステム1では、判断部15は、所定の分析条件が設定された際、所定の分析条件下で使用される予定の全ての分析カラム121、すなわち、前記2つカラムユニット12の分析カラム121に対して良否の判断を行う。
そして、全ての分析カラム121が良と判断されたときに、分析の開始が可能となる。これにより、直列に配置された複数の分析カラム121を用いる場合も、試料Qに対する分析を正確に行うことができる。
以上、本発明のクロマトグラフィーシステムを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、クロマトグラフィーシステムを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明のクロマトグラフィーシステムは、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
[態様]
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
(第1項)一態様に係るクロマトグラフィーシステム(1)は、
液体の試料(Q)が通過する流路(13)を有する装置本体(11)と、前記流路(13)の途中に配置され、前記試料(Q)を複数の成分に分離する分析カラム(121)とを備え、複数の分析条件で前記試料(Q)の分析が可能なクロマトグラフィーシステム(1)であって、
前記分析条件を複数設定する分析条件設定部(14)と、
前記分析条件設定部(14)で分析条件が設定された際、前記流路(13)の途中に配置されている前記分析カラム(121)が、設定された分析条件に適合して使用され得るか否かの良否を判断する判断部(15)とを備え、
前記判断部(15)での判断結果が良の場合、前記設定された分析条件での前記分析の開始が可能となる。
第1項に記載のクロマトグラフィーシステムによれば、所定の分析条件で分析を行う際に、当該分析に先立って、判断部が分析カラムの良否の判断を行うことができる。そして、判断部での判断結果が良の場合には、当該分析の開始が可能となり、否の場合には、当該分析の開始が制限される。これにより、当該分析に適合した分析カラムを用いて、試料に対する分析を正確に行うことができ、よって、信頼性の高い分析結果が得られる。
(第2項)第1項に記載のクロマトグラフィーシステム(1)において、
前記装置本体(11)に配置され、前記各分析条件下で使用されるべき前記分析カラム(121)に関する第1情報が記憶する第1記憶部(16)と、
前記分析カラム(121)に付され、該分析カラム(121)の個体情報である第2情報が記憶する第2記憶部(122)とを備え、
前記判断部(15)は、前記第1情報と前記第2情報とを比較して、前記良否の判断を行うことができる。
第2項に記載のクロマトグラフィーシステムによれば、これにより、分析カラムの良否の判断を容易に行うことができる。
(第3項)第2項に係るクロマトグラフィーシステム(1)において、
前記第2記憶部(122)は、前記判断部(15)に対して電気的に着脱自在に接続されることができる。
第3項に記載のクロマトグラフィーシステムによれば、分析カラムが交換される度に、当該分析カラムの個体情報である第2情報に基づいて、分析カラムの良否判断を正確に行うことができる。
(第4項)第4項に係るクロマトグラフィーシステム(1)において、
前記第1情報を前記第1記憶部(16)に記憶させるとともに、前記第2情報を前記第2記憶部(122)に記憶させる入力操作を行う入力部(17)を備えることができる。
第4項に記載のクロマトグラフィーシステムによれば、各分析条件での第1情報と第2情報とを関係付けることができる。
(第5項)第5項に係るクロマトグラフィーシステム(1)において、
前記装置本体(11)は、前記流路(13)に前記分析カラム(121)を複数配置可能であり、
前記判断部(15)は、前記所定の分析条件が設定された際、複数の前記分析カラム(121)うち、前記所定の分析条件下で使用される予定の全ての前記分析カラム(121)に対して、前記良否の判断を行うことができる。
第5項に記載のクロマトグラフィーシステムによれば、複数の分析カラムを用いる場合も、試料Qに対する分析を正確に行うことができる。また、使用しない分析カラムに対しては、良否判断を省略することができる。これにより、良否判断の処理速度を向上させることができる。
(第6項)第6項に係るクロマトグラフィーシステム(1)において、
前記判断部(15)での判断結果を報知する報知部(18)を備えることができる。
第6項に記載のクロマトグラフィーシステムによれば、判断部での判断結果を確認することができる。
1 クロマトグラフィーシステム
2 送液装置
4 オートサンプラ
6 カラムオーブン
8 検出器
10 システム管理装置
11 装置本体
12 カラムユニット
12A カラムユニット
12B カラムユニット
121 分析カラム
121A 分析カラム
121B 分析カラム
122 第2記憶部
122A 第2記憶部
122B 第2記憶部
13 流路
14 分析条件設定部
15 判断部
16 第1記憶部
17 入力部
18 報知部
181 液晶画面
182 フォーム
19 切換え弁
S101~S109 ステップ
Q 試料(移動相)

Claims (4)

  1. 液体の試料が通過する流路を有する装置本体と、前記流路の途中に配置され、前記試料を複数の成分に分離する分析カラムとを備え、複数の分析条件で前記試料の分析が可能なクロマトグラフィーシステムであって、
    前記装置本体に配置され、前記各分析条件下で使用されるべき前記分析カラムに関する第1情報を記憶する第1記憶部と、
    前記分析カラムに付され、該分析カラムの個体情報である第2情報を記憶する第2記憶部と、
    前記各分析条件での前記分析を行うのに際し、該分析に先行して、前記各分析条件で異なる識別番号を発行し、前記各分析条件のうちの1つの前記分析条件に関する共通の前記識別番号を、前記第1記憶部に前記第1情報として入力して記憶させ、前記第2記憶部に前記第2情報として入力して記憶させる入力部と、
    前記分析条件を複数設定する分析条件設定部と、
    前記分析条件設定部で分析条件が設定された際、前記識別番号が一致しているか否かに基づいて、前記流路の途中に配置されている前記分析カラムが、設定された前記分析条件に適合して使用され得るか否かの良否を判断する判断部とを備え、
    前記判断部での判断結果が良の場合、前記設定された分析条件での前記分析の開始が可能となるクロマトグラフィーシステム。
  2. 前記第2記憶部は、前記判断部に対して電気的に着脱自在に接続される請求項1に記載のクロマトグラフィーシステム。
  3. 前記装置本体は、前記流路に前記分析カラムを複数配置可能であり、
    前記判断部は、前記所定の分析条件が設定された際、複数の前記分析カラムのうち、前記所定の分析条件下で使用される予定の全ての前記分析カラムに対して、前記良否の判断を行う請求項1または2に記載のクロマトグラフィーシステム。
  4. 前記判断部での判断結果を報知する報知部を備える請求項1ないし3のいずれか1項に記載のクロマトグラフィーシステム。
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