JPH02150768A

JPH02150768A - 液体クロマトグラフ分析装置

Info

Publication number: JPH02150768A
Application number: JP63303746A
Authority: JP
Inventors: Kozo Takashima; 高島　公三
Original assignee: Fuji Chemical Co Ltd
Current assignee: Fuji Chemical Co Ltd
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1990-06-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業−１−の利用分野］この発明は液体クロマトグラフ分析装置に関するもので
ある。

［従来の技術］近年、分析化学等を担う産業界では、分離分析の手法の
一つとして、液体クロマトグラフィーが注口されている
。

一般に、分離・分析しようとする試料を含有した混合溶
液を、ガラス管（カラムという）などにつめた吸着剤（
固定相という）に成骨させ、つぎに前記カラムの上端開
口部から展開溶媒（移動相という）を流すと、吸着剤と
親和性が弱く展開溶媒との親和性の強い物質はど早く出
口側に移動し、吸着剤と親和性の強いものほどゆつ（り
と出口側に移動する。

そのため、展開溶媒を流し続けると、混合溶液中の各物
質は暖管剤中の異なった位置にそれぞれ分別帯（クロマ
トグラム）となって分離する。

そして、さらにカラムの上端開口部から展開溶媒を流す
と、さらに展開（分別）が進んで、カラムの下端に開口
した出口に到達した順に溶出する。

このような方法で試料中の各物質を分離する方法をクロ
マトグラフィーといい、カラムの出口から溶出した物質
を順次分析することによって、試料中の各成分を分析す
ることができる。

このようなりロマトグラフィーは、その操作方法によっ
て、幾つかに分類することができるが、その内で、移動
相として液体を使用し、固定相として固体担体上に担持
された固体または液体を使用するものを、液体クロマト
グラフィーという。

そして、液体クロマトグラフィーによって試料を分離分
析するための装置を液体クロマトグラフ分析装置といい
、固定相を詰めたカラム、カラムの上端開口部から展開
溶媒を流入させるための溶媒供給手段、カラムの出口か
ら溶出した液を分析するためにカラムの出口側に取り付
けられる検出器等をｆ目ｉｉｉ　Ｌ、た構成とされてい
る。

さて、液体クロマトグラフィーにおいて、カラ！、に流
し込む展開溶媒の流ｍ値は、クロマトグラ！、上におい
て測定成分の固有値を決定する重要な役割を担っている
ため、正確に、かつ、リアルタイムにａｌｌ定すること
が望まれる。

ところが、移動相として使用される展開溶媒の流量゛は
、一般に、毎分０．５ｍ（！〜ｌＯｍ（Ｊ程度の範囲で
あり、既存の流量計にはこのような微小流量を測定でき
るものがない。

そこで、従来の装置では、次のような対策を講じていた
。

その一つは、カラムの出口に溶出ｉ＋Ｍを受けるメスシ
リンダーを設置するものである。

また、池の一つは、カラム内の固定相の入口に加わる圧
力を検出する圧力検出器を設けておいて、該圧力検出器
の検出した圧力値を流量に換算するようにしたものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ところが、メスシリンダーを使う場合では、リアルタイ
ムに流量を求めるという要件に十分に応えることができ
ず、また、一定時間毎にメスシリンダーの交換が必要に
なるため装置利用者に係る負担が大きく、作業性が悪い
という問題があった。

また、固定相の人口における圧力を検出して換算する場
合では、換算するために予め多量のデータを採っておく
必要があり、準６ｉｆｆに手間がかかるという問題があ
った。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、微小流量
である展開溶媒の流■を正確に、かつリアルタイムに測
定することができ、しかも換算等のための予め多量のデ
ータを採る必要がなく、また、器具の交換等のために装
置利用者に余分な負担がかかるようなこともなく、シた
がって、分離・分析処理を正確かつ迅速に行うことので
きる液体クロマトグラフ分析装置を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］本発明に係る液体クロマトグラフ分析装置は、カラトの
１１冒１側で検出器よりも下流となる位置に流ｉＩｔ測
定装置を設けたものである。

そして、前記流量測定装置は、流路断面積が一定に設定
されて前記検出器を経た溶出液を流す測定管と、該測定
管内を流れる溶出液に流速検出用の媒体を混入させる媒
体供給手段と、前記溶出液の流れ方向に沿って離間した
前記測定管上の２位置において媒体の通過を検出する二
つのセンサと、これらの二つのセンサの検出信号を受け
て一定の演算処理をする演算処理機能を備えた制御回路
とを具備した構成をなす。

また、さらに、前記制御回路における演算処理機能は、
まず各センサからの検出信号の時間差から媒体が測定管
上の２位置間を通過するのに要した時間′Ｉ゛を算出し
、この通過時間Ｔと前記２位置の離間距離■、とから媒
体の移動速度Ｖを算出し、この移動速度Ｖと測定管の流
路断面積Ａとから溶出液の流量を算出する構成をなす。

［作用］本発明に係る液体クロマトグラフ分析装置において使用
する流量測定装置は、流速と流路断面積とから流量を演
算して求めるもので、このような流量測定装置によれば
、微小流量である溶出液の流量を正確に、かつリアルタ
イムに測定することができる。

ここに、溶出液の流量は、カラムの上端開口部から流入
させる展開溶媒の流量と一致する。

したがって、本発明の液体クロマトグラフ分析装置にお
いては、微小流■である展開溶媒の流ｆｉｔを正確に、
かつリアルタイムに測定することができる。

また、前記流量測定装置の場合には、カラムの固定相人
口の圧力値を流ｎ１に換算する従来の場合と異なり、予
め多数の換算用データを収集する必要がない。しかも、
メスシリンダーを使った従来の場合とも異なり、一定時
間毎に器具を交換する必要もない。

したがって、装置利用者に余分な負担がかかるようなこ
ともなく、分離・分析処理を迅速かつ正確に行うことが
できる。

また、前述のように流量測定装置を検出器よりも下流側
に設けた構成では、流量測定の対象である溶出液は既に
分離・分析が終了したものとなるため、流量測定のため
の処理が分離・分析等の処理に影響を及ぼすことがなく
、流速検出用に溶出ｉｔ＆に混入させる媒体の選定の自
由度が高くなるという効果も得られる。

［実施例］以下、本発明に係る液体クロマトグラフ分析装置の−・
実施例を第１図に基づいて説明する。

この一実施例のｉｔｋ体クロマトグラフ分析装°置装、
分析装置本体ｌと、流量測定装置２とから構成されてい
る。

前記分析装置本体ｌは、固定相を詰めたカラム４と、こ
のカラム４の上端開口部４ａに展開溶媒を流入させる溶
媒供給手段（図示路）と、本体ケース５と、前記カラム
４の出口４ｂから流出する溶出液を分析するためにカラ
ム４の出口４ｂに取り付けられた検出器６とを具備した
構成とされている。

前記カラム４は、上下に開口部４ａ、４ｂを持った細径
のガラス管で、螺旋状を呈しており、上端開口部４ａは
前記溶媒供給手段に接続されている。また、このカラム
４内には、例えば、シリカゲル、炭酸カルシウム、アル
ミナ、セルロースなどの吸青剤の粉末を均一に充填し、
さらに、その吸首剤を適当な４１機溶媒でうるおすこと
によって、固定相４Ｃが形成されている。

前記検出器６は、溶出液中の物質を分析するもので、具
体的には、光度計や、吸首熱検知器、ボーログラフなど
を利用するものが知られている。

この実施例の場合は、カラム４の出口から流出する溶出
液に対して、紫外吸収スペクトルや赤外吸収スペクトル
を調べることによって、溶出液中の物質を検知する。

一方、前記流量測定装置２は、微小流量を測定するため
に新規に開発されたもので、カラム４の出口４ｂから流
出した溶出液を流すために前記検出器６を介してカラム
４の出口４ｂに接続された測定管８と、該測定管８内を
流れる溶出液中に流速検出１１１の媒体を混入させる媒
体供給手段９と、前記測定管８内における媒体の通過を
検出するための第１および第２のセンサ１０，１１と、
制御回路１２と、表示回路１３と、前記測定管８を経た
溶Ｉ唇ｔ’ｉ、を処理するための処理槽１４とを具備し
てなる。

前記測定管８は、流路となる内径が一定の透明なガラス
製の円筒管で、流路断面積が八に設定されている。

前記媒体供給手段９によって測定管８内に送り込む流速
検出用の媒体９ａは、溶出液に混入°させても測定管８
の外部から存在を識別することができ、かつ、溶出液よ
りも比重が小さく、溶出液の流れに乗って移動し得るも
ので、この実施例では、気泡を使っている。しかし、そ
の他にも、例えば、磁気粉末、合成樹脂の粉末等、種々
の物質を利用することができる。

この媒体供給手段９は、気泡を流速検出用の媒体９ａと
したため、気泡を測定管８内に送り込むための媒体導入
管９ｂと、気泡を発生するためのフィーダポンプ９Ｃと
を具備した構成になっており、単一の気泡を一定の周期
毎に発生する。

センサ１０．１１は、いずれも、光を使って前記媒体９
ａの通過を測定管８の外部から検出するもので、媒体９
ａの通過を検出すると、一定の信号を出力する。測定管
８上には、検出用に２つの位置Ｘ、Ｙが流れ方向に距離
１．を隔てて設定されている。前記第１のセンサｌＯは
位置Ｘにおいて媒体９ａの通過を検出し、また、第２の
センサ１１は位置Ｙにおいて媒体９ａの通過を検出する
。

制御回路１２は、センサ制御回路１２ａ１クロック回路
１２ｂ、カウンタ回路１２Ｃ１記憶回路１２ｄ、中央処
理装置（ＣＩ’Ｕ）１２８などから構成されている。

前記センサ制御回路１２ａは、前記媒体供給手段９が媒
体９ａを発生するタイミングに合わせてセンサ１０．１
１を作動させるものである。具体的には、第１のセンサ
ｌＯが媒体９ａの通過を検出すると、次にその媒体９ａ
が第２のセンサ１１によって検出されるまで、第１のセ
ンサｌＯの検出機能を体１１−させる。そして、第１の
センサ１゜を通過した媒体９ａが第２のセンサ１１を通
過すると、それを合図に、再び第！のセンサｌＯの検出
機能を復帰させて、次の媒体９ａの検出に備える。

これは、例えば、媒体供給手段９による気泡の発生間隔
が本来の一定周期からずれて、連続して発生するような
不都合が生じた場合に、後に発生した気泡の検出を防止
することによって、それ以後の処理を容易にするためで
ある。従って、同様の趣旨から、第２のセンサ１１にお
いては、第１のセンサ１０が媒体９ａの通過を検出して
から一定時間後に検出機能を復帰させ、該第２のセンサ
１１自身によって媒体９ａの検出が終了した後には検出
機能を休止させるようにしても良い。

前記クロック回路１２ｂは、前記媒体９ａが検出用位置
Ｘ、Ｙの間を通過するまでの時間を計測するために、一
定周期でパルス信号を発生する回路である。

前記カウンタ回路１２ｃは、前記クロック回路１２ｂが
パルス信号を発振している間、そのパルスの数をカウン
トする回路である。

前記記憶回路１２ｄは、前記カウント回路１２Ｃのカウ
ントした値の記録、あるいは次に説明するＣＰＵ１２ｅ
の演算に必要なデータの記録、あるいは、ＣＰＵｌ２ｅ
の演算によって得たデータ（例えば、流量値など）の記
録に使われている。

前記ＣＰＵ１２ｅは、クロック回路制御機能と、カウン
タ回路制御機能と、記憶回路制御機ｆはと、一定の演算
処理を行う演算処理機能と、演算結果に基づいて流量表
示用に一定の信号を出力するための表示用データ出力機
能とを備えている。

ここに、クロック回路制御機能は、前記第１のセンサ１
０が媒体９ａを検出した時にはクロック回路１２ｂにお
けるパルス信号の発振を開始させ、一方、前記第２のセ
ンサ１１が媒体９ａを検出した時にはクロックロ路１２
ｂにおけるパルス信号の発振を停止させる。

前記カウンタ回路制御機能は、クロック回路１２ｂがパ
ルス信号の発振を開始する前に、カウント数を切期値で
ある「０」に戻しておき、パルス信号の発振が終了した
時には、その時のカウント数を読み出し、その後に、カ
ウント数をｒＯＪに戻す。

前記記憶回路制御機能は、諸データの記憶回路＋２ｄへ
の記録や、記憶回路１２ｄに記録されているデータの読
み出しを制御する。

前記演算処理機能は、次の処理を行う。

ま゛ず、カウンタ回路制御機能によって読み出したカウ
ント数から、媒体９ａが２位置Ｘ、Ｙ間を通過するまで
に要した時間Ｔを算出する。次に、２位置Ｘ、Ｙ間の距
離りと前述の時間Ｔとがら、媒体９ａの移動速度ｖ＝Ｌ
／Ｔを算出する。気泡である媒体９ａの移動速度Ｖは、
測定管８内の溶出液の流速に等しいと考えることができ
るため、この速度Ｖと測定管８の流路断面積Ａとがら、
溶Ｊｌｉ　ｒｌにの流量値Ｑ＝ｖＡを算出する。

これらの算出値は、いずれも、前記記憶回路１２ｄに記
録される。

前記表示回路１３は、光電素子あるいは液晶等を使って
データを流量を表示する表示部１３ａと、該表示部１３
ａを作動させる表示部ドライバー１３ｂとを具備したも
ので、ＣＩ’Ｕ１２ｅの算出した流ｍ値を表示する。こ
の表示部１３ａに表示された値は、次の新しい流ｍ値が
算出されるまで、そのまま表示されている。

以上のような流量測定装置２によれば、微小流量である
溶出液の流量を正確に、かつリアルタイムに測定し、表
示することができる。ここに、溶出液の流ｌｉｔは、カ
ラム４の上端開口部４ａから流入させる展開溶媒の流量
と一致する。

したがって、前記一実施例の液体クロマトグラフ分析装
置においては、微小流■である展開溶媒の流量を正確に
、かつリアルタイムに測定することができ、さらに表示
することもできる。

また、前述の流量測定装置２の場合には、カラム４の固
定相入口の圧力値を流量に換算する従来の場合と異なり
、予め多数の換算用データを収集する必要がない。しか
も、メスシリンダーを使った従来の場合とも異なり、一
定時間毎に器具を交換する必要もない。

また、前述のように流量測定装置２を検出器６よりも下
流側に設けた構成では、流量測定の対象である溶出液は
既に分離・分析が終了したものとなるため、流量測定の
ための２処理が分離・分析等の処理に影響を及ぼすこと
がなく、流速検出用に溶出ｉ（ｋに混入させる媒体９ａ
の選定の自由度が高くなるという効果も得られる。

なお、前述の一実施例では、流速検出用の媒体９ａに気
泡を使ったため、媒体を検出するセンサ１０．１１とし
ては光センサを用いたが、例えば、媒体９ａに磁気粉末
を使用した場合には、センサ１０．１１として近接セン
サ等を使用すると良い。

即ち、センサ１０．２は、媒体９ａの種類に応じて選定
すると良い。

また、前述の流量測定装置２は、分析装置本体１と切り
離して単体の流量測定装置として利用することが可能で
、種々の液体の微小流量を測定する場合に活用すること
ができ、汎用性が高い。

［発明の効果］以上の説明・から明らかなように、本発明に係る液クロ
マトグラフ分析装置は、カラム出口から流出する溶出液
の流速とその流路断面積とから溶出液の流量を演算して
求める流ｆｉｌ測定装置を具備していて、前記溶出液の
流量がカラムの上端開口部から流入させる展開溶媒の流
ｌｉｔと一致することから、微小流ｍである展開溶媒の
流量を正確に、かつリアルタイムに測定することができ
る。

また、前記流量測定装置においては、カラムの固定相入
口の圧力値を流量に換算する従来の場合と異なり、予め
多数の換算用データを収集する必要がない。しかも、メ
スシリンダーを使った従来の場合とも異なり、一定時間
毎に器具を交換する必要もない。

また、前記流量測定装置は検出器よりも下流側に設けた
構成としており、流ｍ測定の対象である溶出液は既に分
離・分析が終了したものとなるため、流量測定のための
処理が分離・分析等の処理に影響を及ぼすことがなく、
流速検出用に溶出液に混入させる媒体の選定の自由度が
高くなるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る液体クロマトグラフ分析装置の−
・実施例の概略構成図である。１・・・・・・分析装置本体、２・・・・・・流量測定
装置、４・・・・・・・カラム、５・・・・・・本体ケ
ース、６・・・・・・検出器、８・・・・・・測定管、
９・・・・・・媒体供給手段、１ｏ・旧・・第１のセン
サ、１１・・・・・・第２のセンサ、１２・旧・・制御
回路、Ｉ３・・・・・・表示回路。

Claims

【特許請求の範囲】カラムの出口側で検出器よりも下流となる位置に流量測
定装置を設けた液体クロマトグラフ分析装置であって、前記流量測定装置は、流路断面積が一定に設定されて前
記検出器を経た溶出液を流す測定管と、該測定管内を流
れる溶出液に流速検出用の媒体を混入させる媒体供給手
段と、前記溶出液の流れ方向に沿って離間した前記測定
管上の２位置において媒体の通過を検出する二つのセン
サと、これらの二つのセンサの検出信号を受けて一定の
演算処理をする演算処理機能を備えた制御回路とを具備
し、前記制御回路における演算処理機能は、まず各センサか
らの検出信号の時間差から媒体が測定管上の２位置間を
通過するのに要した時間Ｔを算出し、この通過時間Ｔと
前記２位置の離間距離Ｌとから媒体の移動速度ｖを算出
し、この移動速度ｖと測定管の流路断面積Ａとから溶出
液の流量を算出することを特徴とした液体クロマトグラ
フ分析装置。