JP7259946B2 - 液体クロマトグラフ - 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ィー分析においては、カラムによる分離能が分析結果に大きな影響を与える。カラム内に充填されている分離媒体は累積使用時間の増加に伴って劣化し分離能が低下していくため、カラムの使用状況が適切に管理される必要がある。

そのため、カラムに関する情報管理が適切かつ容易になされるように、カラムの最終使用日時、累積使用時間、使用回数といった使用情報を記憶するメモリモジュールを個々のカラムに付属させることが提案され、実施もなされている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８－２０９３２７号公報

液体クロマトグラフのシステムに複数のカラムが組み込まれる場合がある。その場合、すべてのカラムが直列に接続されたパターンや、切替バルブによって分析に使用されるカラムが切り替えられるように構成されたパターンなど、種々のシステム構成パターンが存在する。

これまでの液体クロマトグラフのシステムでは、上記のように複数のカラムがシステムに組み込まれた場合に、各カラムの使用情報をどのように管理するのかといったことが考慮されていない。そのため、システムに複数のカラムが組み込まれたときに、分析でどのカラムが使用され、どのカラムが使用されていないのかといったことを把握して各カラムの使用情報を正確に管理することが不可能であった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、液体クロマトグラフのシステムに複数のカラムが組み込まれた場合にも、各カラムの使用情報を正確に管理できるようにすることを目的とするものである。

本発明に係る液体クロマトグラフは、移動相を送液する送液ポンプと、前記送液ポンプの下流に流体的に接続され、前記送液ポンプからの移動相が流れる分析流路中に試料を注入する試料注入部と、前記分析流路上における前記試料注入部の下流に流体的に接続される少なくとも１つのカラムを有し、前記カラムの数および前記カラム同士の接続方法によって複数種類の構成パターンを取り得る試料分離部と、前記分析流路上における前記試料分離部の下流に流体的に接続され、前記試料分離部において分離された試料成分を検出する検出器と、前記試料分離部が有する前記カラムのそれぞれについての分析への使用情報を記憶するカラム情報記憶部と、予め用意された複数のパターン候補の中から選択された１つのパターン候補を、前記試料分離部の構成パターンとして設定する構成パターン設定部と、前記構成パターン設定部により設定されたパターン候補を前記構成パターンとして保持する構成パターン保持部と、前記構成パターン保持部に保持されている前記構成パターンを用いて分析に使用された前記カラムを特定し、前記分析に使用された前記カラムについて前記カラム情報記憶部に記憶されている前記使用情報を更新するように構成されたカラム情報更新部と、を備えている。

ここで、前記試料分離部を構成している前記カラムの「構成パターン」とは、前記試料分離部の前記カラムがどのように設けられているかを意味する。

本発明に係る液体クロマトグラフでは、システム側が、前記試料分離部を構成している前記カラムの構成パターンを保持するようになっており、その構成パターンを用いて分析に使用された前記カラムを認識するようになっている。そのため、前記分析に使用された前記カラムについての前記使用情報を正確に更新することができる。これにより、システムに複数のカラムが組み込まれた場合にも、各カラムの使用情報を正確に管理することができる。

液体クロマトグラフの一実施例を示す概略構成図である。 同実施例の試料分離部の構成パターンの一例を概略的に示す図である。 同実施例の試料分離部の構成パターンの他の例を概略的に示す図である。 同実施例の試料分離部の構成パターンのさらに他の例を概略的に示す図である。 同実施例の試料分離部の構成パターンのさらに他の例を概略的に示す図である。 同実施例の試料分離部の構成パターンのさらに他の例を概略的に示す図である。 同実施例におけるカラムの使用情報の更新動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る液体クロマトグラフの一実施例について、図面を参照しながら説明する。

図１に示されているように、この実施例の液体クロマトグラフは、送液ポンプ２、試料注入部６、試料分離部８、検出器１０、制御装置１２及びカラム情報記憶部１４を備えている。

送液ポンプ２は分析流路４中で移動相を送液するためのものである。試料注入部６は、送液ポンプ２によって送液される移動相が流れる分析流路４中に試料を注入する。

試料分離部８は、分析流路４上における試料注入部６の下流に設けられている。試料分離部８は、少なくとも１つのカラム２２（図２から図６を参照）及びカラム２２の温度を所定温度に調節するためのカラムオーブン（図示は省略）を有する。試料注入部６により分析流路４中に注入された試料は試料分離部８において成分ごとに分離される。

なお、試料分離部８に設けられるカラムオーブンは１台であるとは限らない。試料分離部８が複数のカラム２２を有する場合、すべてのカラム２２が１台のカラムオーブン内に収容されていてもよいが、各カラム２２が複数台のカラムオーブン内に分散して収容されていてもよい。

検出器１０は、分析流路４上における試料分離部８の下流に設けられている。試料分離部８において分離された試料成分は検出器１０により検出される。

制御装置１２は、送液ポンプ２、試料注入部６、試料分離部８及び検出器１０の動作制御を行なうためのものである。制御装置１２は、１台のコンピュータで実現されるものであってもよいし、２台以上のコンピュータ（例えば、システムコントローラとそれに電気的に接続されたパーソナルコンピュータ）によって実現されるものであってもよい。

カラム情報記憶部１４は、試料分離部８に設けられている各カラム２２の使用情報をそれぞれ記憶するためのものである。使用情報とは、主にそのカラム２２が分析に使用された回数であるが、そのカラム２２の累積使用時間を含んでいてもよい。カラム情報記憶部１４は、カラム２２に個別に付属するメモリモジュールによって実現することができる。その場合、各カラム２２に付属するメモリモジュールは、そのメモリモジュールが付属しているカラム２２を収容しているカラムオーブンに設けられた通信ポートに接続され、カラムオーブンとの間で電気的な通信が行われる。なお、カラム情報記憶部１４は、制御装置１２に設けられている情報記憶装置の一部の記憶領域又はカラムオーブンに設けられている情報記憶装置の一部の記憶領域によって実現することもできる。

制御装置１２は、構成パターン設定部１６、構成パターン保持部１８及びカラム情報更新部２０を備えている。構成パターン設定部１６及びカラム情報更新部２０は、制御装置１２において所定のプログラムが実行されることにより得られる機能である。構成パターン保持部１８は、制御装置１２に設けられている情報記憶装置の一部の記憶領域によって実現される機能である。

構成パターン設定部１６は、試料分離部８におけるカラム２２の構成パターンをユーザ（システム構築者）から入力される情報に基づいて設定するように構成されている。試料分離部８におけるカラム２２の構成パターンとは、試料分離部８においてカラム２２がどのように設けられているか、複数のカラムオーブンが設けられている場合にどのカラム２２がどのカラムオーブン内にどのように収容されているかを意味するものである。代表的なカラム２２の構成パターンとして、図２から図６に示されているものが存在する。構成パターン設定部１６は、図２から図６に示されているような複数の構成パターンをユーザに候補（以下、パターン候補）として示し、それらのパターン候補の中からユーザによって選択されたパターン候補を構成パターンとして設定するように構成されている。

構成パターン保持部１８は、構成パターン設定部１６により設定された構成パターンを試料分離部８の構成パターンとして保持するように構成されている。

カラム情報更新部２０は、試料の分析が実行されたときに、構成パターン保持部１８に保持されている構成パターンに基づいて分析に使用されたカラム２２を特定し、分析に使用されたカラム２２の使用情報を更新する。使用情報を更新するとは、使用情報が分析への使用回数であるときは、分析に使用されたカラム２２の使用回数を１回分増加させること、さらに使用情報に累積使用時間を含んでいる場合は分析に使用されたカラム２２の累積使用時間を使用された時間分だけ増加させること、を意味する。カラム情報記憶部１４が各カラム２２に個別に付属するメモリモジュールであるときは、分析に使用されたカラム２２を収容しているカラムオーブンの通信ポートを通じてカラム情報記憶部１４の使用情報を更新する。

図２から図６に示された試料分離部８の代表的な構成パターンについて説明する。

図２の構成パターンは、複数のカラム２２がすべて直列に接続された直列構成パターンである。このような直列接続パターンでは、１回の分析が実行されるとすべてのカラム２２が使用される。そのため、カラム情報更新部２０は、１回の分析が実行されたときに、すべてのカラム２２についてカラム情報記憶部１４に記憶されている使用情報を更新する。

なお、図２では６本のカラム２２が設けられているが、カラム２２の数は何本でもよい。また、すべてのカラム２２が共通のカラムオーブンに収容されている必要はなく、複数のカラムオーブンに分散して収容されていてもよい。

図３、図４及び図５の構成パターンはいずれも、切替機構によって分析に使用されるカラム２２が切り替えられるように構成されたカラム切替パターンである。

図３の構成パターンでは、試料注入部６の下流の流路がマルチポートバルブ２４（切替機構）の共通ポートに接続され、６本のカラム２２がそれぞれマルチポートバルブ２４の選択ポートに接続されている。この構成では、マルチポートバルブ２４のポジションによって分析に使用されるカラム２２が選択的に切り替えられる。制御装置１２の構成パターン保持部１８にこの構成パターンに関する情報が保持されている場合、カラム情報更新部２０は、分析が実行される度に、構成パターンに関する情報を用いてその分析時のマルチポートバルブ２４のポジションからどのカラム２２が使用されているかを認識し、分析に使用されたカラム２２についてカラム情報記憶部１４に記憶されている使用情報を更新する。

なお、図３では６本のカラム２２が設けられているが、カラム２２の数は何本でもよい。また、すべてのカラム２２が共通のカラムオーブンに収容されている必要はなく、複数のカラムオーブンに分散して収容されていてもよい。また、図３では、マルチポートバルブ２４の各選択ポートに１本ずつカラム２２が接続されているが、マルチポートバルブ２４の各選択ポートに直列に接続された複数のカラム２２が接続されてもよい。

図４の構成パターンでは、２ポジションバルブ２６と２つのマルチポートバルブ２８、３０からなる切替機構によって分析に使用されるカラム２２が選択的に切り替えられるように構成されている。マルチポートバルブ２８と３０のそれぞれの６つの選択ポートにカラム２２が接続されている。マルチポートバルブ２８と３０のそれぞれの共通ポートは２ポジションバルブ２６の１つのポートとそれぞれ接続されている。試料注入部６の下流の流路は２ポジションバルブ２６の１つのポートに接続されており、２ポジションバルブ２６のポジションによってマルチポートバルブ２８側又はマルチポートバルブ３０側のいずれか一方が選択される。マルチポートバルブ２８側が選択されたときは、マルチポートバルブ２８の選択ポートに接続されている６本のカラム２２のうちのいずれか１本のポートが分析に使用され、マルチポートバルブ３０側が選択されたときは、マルチポートバルブ３０の選択ポートに接続されている６本のカラム２２のうちのいずれか１本のポートが分析に使用される。制御装置１２の構成パターン保持部１８にこの構成パターンに関する情報が保持されている場合、カラム情報更新部２０は、分析が実行される度に、構成パターンに関する情報を用いてその分析時のマルチポートバルブ２６、２８、３０のポジションからどのカラム２２が使用されているかを認識し、分析に使用されたカラム２２についてカラム情報記憶部１４に記憶されている使用情報を更新する。

なお、図４ではマルチポートバルブ２８と３０のそれぞれに６本のカラム２２が接続されているが、マルチポートバルブ２８と３０にそれぞれ接続されるカラム２２の数は何本でもよい。また、すべてのカラム２２が共通のカラムオーブンに収容されていてもよいが、マルチポートバルブ２８に接続されているカラム２２とマルチポートバルブ３０に接続されているカラム２２とが別々のカラムオーブンに収容されていてもよい。また、図４では、マルチポートバルブ２８、３０の各選択ポートに１本ずつカラム２２が接続されているが、マルチポートバルブ２８、３０の各選択ポートに直列に接続された複数のカラム２２が接続されてもよい。

図５の構成パターンでは、２ポジションバルブ３２（切替機構）のポジションによって分析に使用されるカラム２２が選択的に切り替えられるように構成されている。制御装置１２の構成パターン保持部１８にこの構成パターンに関する情報が保持されている場合、カラム情報更新部２０は、分析が実行される度に、構成パターンに関する情報を用いてその分析時の２ポジションバルブ３２のポジションからどちら側のカラム２２が使用されているかを認識し、分析に使用されたカラム２２についてカラム情報記憶部１４に記憶されている使用情報を更新する。

なお、図５では２ポジションバルブ３２のポジションによって１本のカラム２２が分析に使用されるように構成されているが、２ポジションバルブ３２の少なくともいずれか一方のポジション時に直列に接続された複数のカラム２２が分析に使用されるように構成されていてもよい。また、すべてのカラム２２が共通のカラムオーブンに収容されていてもよいが、複数のカラムオーブンに分散して収容されていてもよい。

図６の構成パターンは、複数のカラム２２が異なる分析流路４ａ，４ｂ上に分散して設けられているパターンである。分析流路４ａ中を送液ポンプ２ａによって送液される移動相が流れており、分析流路４ｂ中を送液ポンプ２ｂによって送液される移動相が流れている。分析流路４ａ、４ｂ中への試料の注入は共通の試料注入部６によって行なわれるようになっている。分析流路４ａ，４ｂ上の試料分離部８の下流にそれぞれ、検出器１０ａ、１０ｂが設けられている。試料注入部６は、分析流路４ａ中へ試料を注入するための注入ポートと、分析流路４ｂ中へ試料を注入するための注入ポートを備えており、試料注入部６の試料注入動作によって分析流路４ａ、４ｂのいずれの分析流路で分析を実行するか、あるいは、試料注入部６の試料注入動作によって分析流路４ａ、４ｂの両方の分析流路で同一試料の同時分析を実行するかが選択されるように構成されている。制御装置１２の構成パターン保持部１８にこの構成パターンに関する情報が保持されている場合、カラム情報更新部２０は、分析が実行される度に、構成パターンに関する情報を用いてその分析が分析流路４ａ、４ｂのいずれにおいて実行されたか、あるいは、分析流路４ａ、４ｂの両方で実行されたかを認識し、分析を実行した分析流路上に設けられているカラム２２についてカラム情報記憶部１４に記憶されている使用情報を更新する。

なお、図６では、分析流路４ａ、４ｂのそれぞれに分離カラム２２が１本ずつ設けられているが、分析流路４ａ、４ｂの少なくともいずれか一方に複数の分離カラム２２が設けられていてもよい。また、分析流路４ａ、４ｂ上の分離カラム２２は共通のカラムオーブンに収容されていてもよいし、別々のカラムオーブンに収容されていてもよい。

図１とともに図７のフローチャートを用いて、試料分離部８のカラム２２の使用情報の更新動作の一例について説明する。

試料の分析を開始すべきタイミングとなったときに、制御装置１２は試料注入部８に対して分析開始指示を送信する。分析開始指示を受けた試料注入部８は分析流路４に対する試料注入を実行する（ステップ１０１）。このとき、制御装置１２のカラム情報更新部２０は、構成パターン保持部１８に保持されている試料分離部８の構成パターンから分析に使用される（又は使用された）カラム２２を特定し（ステップ１０２）、特定したカラム２２についてカラム情報記憶部１４に記憶されている使用情報を更新する（ステップ１０３）。例えば、構成パターンが図２に示されているような直列構成パターンである場合、カラム情報更新部２０は、すべてのカラム２２を分析に使用される（又は使用された）カラム２２として特定し、試料注入が実行される際、又は試料注入が実行された後で、すべてのカラム２２についての使用情報を更新する。また、構成パターンが図３から図５に示されているようなカラム選択パターンである場合には、カラム情報更新部２０は、切替機構を構成している各バルブのポジションから分析に使用される（又は使用された）カラム２２を特定し、試料注入が実行される際、又は試料注入が実行された後で、分析に使用される（又は使用された）カラム２２の使用情報を更新する。さらに、構成パターンが図６に示されているような分析流路選択パターンである場合には、カラム情報更新部２０は、試料注入部６において試料が注入された注入ポートから分析に使用される（又は使用された）カラム２２を特定し、試料注入が実行される際、又は試料注入が実行された後で、分析に使用される（又は使用された）カラム２２の使用情報を更新する。使用情報が分析に使用された回数である場合、そのカラム２２の使用回数を１回分増加させる。分析が終了した後、次に分析すべき試料がある場合には、次の分析においてステップ１０１～１０３の動作を実行する。

以上において説明した実施例は本発明に係る液体クロマトグラフの実施形態の一例を示したに過ぎない。本発明に係る液体クロマトグラフの実施形態は以下のとおりである。

本発明に係る液体クロマトグラフの実施形態では、移動相を送液する送液ポンプと、前記送液ポンプの下流に流体的に接続され、前記送液ポンプからの移動相が流れる分析流路中に試料を注入する試料注入部と、前記分析流路上における前記試料注入部の下流に流体的に接続される少なくとも１つのカラムを有する試料分離部と、前記分析流路上における前記試料分離部の下流に流体的に接続され、前記試料分離部において分離された試料成分を検出する検出器と、前記試料分離部が有する前記カラムのそれぞれについての分析への使用情報を記憶するカラム情報記憶部と、前記試料分離部を構成している前記カラムの構成パターンを保持する構成パターン保持部と、前記構成パターン保持部に保持されている前記カラムの構成パターンを用いて分析に使用された前記カラムを認識し、前記分析に使用された前記カラムについて前記カラム情報記憶部に記憶されている前記使用情報を更新するように構成されたカラム情報更新部と、を備えている。

本発明に係る液体クロマトグラフの上記実施形態の第１態様では、前記試料分離部を構成する前記カラムの構成パターンとして、予め用意された複数のパターン候補の中から選択された１つのパターン候補を設定するように構成された構成パターン設定部を備え、前記構成パターン保持部は、前記構成パターン設定部により設定されたパターン候補を前記構成パターンとして保持する。このような態様により、液体クロマトグラフのシステムを構築する際に、前記試料分離部の構成パターンのシステムへの登録作業が容易になる。

上記第１態様の第１局面では、前記パターン候補として、複数の前記カラムのすべてが直列に接続された直列構成パターンが存在し、前記カラム情報更新部は、前記構成パターン保持部に保持されている構成パターンが前記直列構成パターンであるときは、分析が実行されるごとにすべての前記カラムについて前記カラム情報記憶部に記憶されている前記使用情報を更新するように構成されている。

上記第１態様の第２局面では、前記パターン候補として、複数の前記カラムの中から分析に使用する前記カラムを切替機構によって切り替えるように構成されたカラム切替パターンが存在し、前記カラム情報更新部は、前記構成パターン保持部に保持されている構成パターンが前記カラム切替パターンであるときは、前記切替機構の切替え動作に基づいて分析に使用された前記カラムを認識し、分析に使用された前記カラムについて前記カラム情報記憶部に記憶されている前記使用情報を更新するように構成されている。

上記第１態様の第３局面では、前記パターン候補として、複数の前記分析流路があり、それらの前記分析流路のそれぞれに前記カラムが設けられており、前記試料注入部がいずれか１つの前記分析流路に試料を注入するように構成されている分析流路切替パターンが存在し、前記カラム情報更新部は、前記構成パターン保持部に保持されている構成パターンが前記分析流路切替パターンであるときは、前記試料注入部によって試料が注入された前記分析流路に設けられている前記カラムを分析に使用された前記カラムとして認識し、分析に使用された前記カラムについて前記カラム情報記憶部に記憶されている前記使用情報を更新するように構成されている。

上記第１態様の第１局面から第３局面は、互いに自在に組み合わせることができる。

本発明に係る液体クロマトグラフの上記実施形態の第２態様では、前記カラム情報記憶部は、前記カラムに個別に付属するメモリモジュールである。この第２態様は上記第１態様と組み合わせることができる。

上記第２態様の具体例として、前記カラムを内部に収容して前記カラムの温度を所定温度に調節するためのカラムオーブンを備え、前記カラムオーブンは、内部に収容されたすべての前記カラムに付属している前記メモリモジュールとの間で電気的な通信を行なうための通信ポートを備え、前記カラム情報更新部は、前記カラムオーブンの前記通信ポートを介して前記メモリモジュールに記憶されている前記使用情報の更新を行なうように構成されている例が挙げられる。

本発明に係る液体クロマトグラフの上記実施形態の第３態様では、前記使用情報は、前記カラムが分析に使用された回数である。この第３態様は上記第１態様、上記第２態様と自在に組み合わせることができる。

２，２ａ，２ｂ 送液ポンプ
４，４ａ，４ｂ 分析流路
６ 試料注入部
８ 試料分離部
１０，１０ａ，１０ｂ 検出器
１２ 制御装置
１４ カラム情報記憶部
１６ 構成パターン設定部
１８ 構成パターン保持部
２０ カラム情報更新部
２２ カラム
２４，２８，３０ マルチポートバルブ（切替機構）
２６，３２ ２ポジションバルブ（切替機構）

Claims (7)

1. 移動相を送液する送液ポンプと、
   前記送液ポンプの下流に流体的に接続され、前記送液ポンプからの移動相が流れる分析流路中に試料を注入する試料注入部と、
   前記分析流路上における前記試料注入部の下流に流体的に接続される少なくとも１つのカラムを有する試料分離部と、
   前記分析流路上における前記試料分離部の下流に流体的に接続され、前記試料分離部において分離された試料成分を検出する検出器と、
   前記試料分離部が有する前記カラムのそれぞれについての分析への使用情報を記憶するカラム情報記憶部と、
   予め用意された複数のパターン候補であって、少なくとも、複数の前記カラムのすべてが直列に接続された直列構成パターン、及び、複数の前記カラムの中から分析に使用する前記カラムを切替機構によって切り替えるように構成されたカラム切替パターンを含むパターン候補の中から、ユーザ操作によって選択された１つのパターン候補を、前記試料分離部の構成パターンとして設定する構成パターン設定部と、
   前記構成パターン設定部により設定されたパターン候補を前記構成パターンとして保持する構成パターン保持部と、
   前記構成パターン保持部に保持されている前記構成パターンを用いて分析に使用された前記カラムを特定し、前記分析に使用された前記カラムについて前記カラム情報記憶部に記憶されている前記使用情報を更新するように構成されたカラム情報更新部と、を備えた液体クロマトグラフ。
2. 前記カラム情報更新部は、前記構成パターン保持部に保持されている構成パターンが前記直列構成パターンであるときは、分析が実行されるごとにすべての前記カラムについて前記カラム情報記憶部に記憶されている前記使用情報を更新するように構成されている、請求項１に記載の液体クロマトグラフ。
3. 前記カラム情報更新部は、前記構成パターン保持部に保持されている構成パターンが前記カラム切替パターンであるときは、前記切替機構の切替え動作に基づいて分析に使用された前記カラムを特定し、分析に使用された前記カラムについて前記カラム情報記憶部に記憶されている前記使用情報を更新するように構成されている、請求項１に記載の液体クロマトグラフ。
4. 前記パターン候補として、複数の前記分析流路があり、それらの前記分析流路のそれぞれに前記カラムが設けられており、前記試料注入部がいずれか１つ又は複数の前記分析流路に試料を注入するように構成されている分析流路切替パターンが存在し、
   前記カラム情報更新部は、前記構成パターン保持部に保持されている構成パターンが前記分析流路切替パターンであるときは、前記試料注入部によって試料が注入された前記分析流路に設けられている前記カラムを分析に使用された前記カラムとして認識し、分析に使用された前記カラムについて前記カラム情報記憶部に記憶されている前記使用情報を更新するように構成されている、請求項１に記載の液体クロマトグラフ。
5. 前記カラム情報記憶部は、前記カラムに個別に付属するメモリモジュールである、請求項１に記載の液体クロマトグラフ。
6. 前記カラムを内部に収容して前記カラムの温度を所定温度に調節するためのカラムオーブンを備え、
   前記カラムオーブンは、内部に収容されたすべての前記カラムに付属している前記メモリモジュールとの間で電気的な通信を行なうための通信ポートを備え、
   前記カラム情報更新部は、前記カラムオーブンの前記通信ポートを介して前記メモリモジュールに記憶されている前記使用情報の更新を行なうように構成されている、請求項５に記載の液体クロマトグラフ。
7. 前記使用情報は、前記カラムが分析に使用された回数である、請求項１に記載の液体クロマトグラフ。

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