JPH0262819B2

JPH0262819B2 -

Info

Publication number: JPH0262819B2
Application number: JP56137501A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamamoto; Kenichi Nishimura
Original assignee: Kyoto Daiichi Kagaku KK
Current assignee: Arkray Inc
Priority date: 1981-08-31
Filing date: 1981-08-31
Publication date: 1990-12-26
Also published as: JPS5838856A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、自動化された液体クロマト装置に関
するものである。

［従来の技術及びその課題］液体クロマト装置は、ガスクロマト装置と同様
に混合物の分析手段として広く用いられ、被分析
物に最適な固定相と移動相を選ぶことにより極め
て正確な分析をなしうるが、操作が煩雑なため多
数の試料を迅速に分析するには不向きなものであ
つた。これは、例えば試料の注入や溶離液の切り
換え、溶離液の有無の確認、更に異常圧の監視や
液漏れチエツク等の管理を操作者の手に委ねてい
たことに起因する。

以下、最近糖尿病患者の長期的血糖コントロー
ル指標として注目されているグリコヘモグロビン
（HbA_1c）を測定する場合につき説明するが、本
発明装置の被測定物質はHbA_1cに限定されるもの
ではないことは言うまでもない。

HbA_1cの測定には、これまでも高速液体クロマ
ト装置が用いられてきたが、それらは汎用の装置
の応用であつて、上述の如く多検体を迅速に且つ
自動的に測定するには適当なものではなかつた。

即ち、個々に独立したオートサンプラー、グラ
ジエント装置およびインテグレータ等を汎用の高
速液体クロマト装置と組み合わせて自動測定を行
なうシステムを組むことはできるが、これらは
個々が汎用なものであるため、特定の項目、例え
ばHbA₁cを多検体且つ迅速に処理するための最
適な条件を設定することが非常に手間であつたり
場合によつては設定不能となり、また各装置間の
タイミング調整や条件設定等その作業は極めて煩
雑であつた。

更に、別な問題として、装置を無人状態で自動
測定するには、オートサンプラー機構等を用いて
多数の検体を処理するが、その際カラム内への試
料の導入は確実且つ正確でなければならず、カラ
ム保護のために、空気をカラム内に注入すること
は絶対にさけなければならない。また、溶離液が
なくなれば送液を中止しなければならず、更に、
送液系に液漏れが生じ一定の流量が得られなかつ
たり、目詰りのために圧力が異常に上昇した場合
にも警報を発して炭液を自動的に中止する必要が
ある。しかもこれらの機構は相互の動きが統一さ
れていることが必要である。

また、最近、非イオン系の硬質ゲルを用いた高
速液体クロマトグラフイー法も招介されており、
例えば、血液を試料とした場合、従来の陽イオン
交換樹脂を用いたクロマトグラフイー法の如くや
つかいで時間のかかる試料の前処理が不要とな
り、全血を用いて迅速な測定が可能になつた。し
かし、この種のカラムを用いた場合でも、カラム
の分離能力を安定に保つには、前もつて適当な緩
衝液でカラムを平衡状態にしておく必要があり、
測定に先立つて数十分の予備送液を必要とする等
の問題がある。

［課題を解決するための手段］上記のような現状に鑑み、本発明者等は鋭意研
究の結果本発明装置を完成させたものであり、そ
の特徴とするところは、吸引ノズルとその駆動機
構、吸引ポンプおよび吸引ノズルからドレインタ
ンクに至る送液系から構成される試料導入手段
と、複数の試料カツプを載置して吸引ノズルの吸
引位置に順次供給する試料載置具と、上記送液系
の中間に組み込まれる試料注入バルブと、複数の
溶離液を切り換えるための切換バルブと、溶離液
用送液ポンプ、カラム、およびカラムから分画排
出される溶出液を測定する手段を備えた液体クロ
マト装置において、該吸引ノズルの吸引位置近傍
に洗浄槽を設け、該吸引ノズル内には、試料及び
洗浄液が空気層によつて分断される形で挿入され
るものであり、上記送液系の試料注入バルブ近傍
に試料液又は洗浄液と空気の電導度の差から該試
料注入バルブ内に液が充たされているか否かを検
知するべく該試料注入バルブを跨ぐ形で設置され
る一対の電極と検知回路より構成される導通検知
手段を設け、該導通検知手段からの信号を受ける
マイクロコンピユーターの指令により試料注入バ
ルブを自動的に切り換えるよう構成し、且つ該マ
イクロコンピユーターは吸引ノズルによつて、各
資料液を導通検知手段の電極間隔よりも長く吸引
し、更に各試料液を吸引する中間において、該洗
浄槽中の洗浄液を導通検知手段の電極間隔より短
く且つ空気層で分断して吸引するようその動きを
制御する機能を有するものである点にある。

［実施例］以下、本発明を図面に示す実施例に基づいてよ
り詳細に説明する。

第１図は、装置全体を示すブロツク図の１例で
あり、本装置は吸引ノズル１１、該吸引ノズル１
１からドレインタンク１２に至る送液系１３を含
む試料導入部１、試料供給部２、送液系１３の中
間に組み込まれる試料注入バルブ３、溶離液４
１，４２、溶離液用送液ポンプ４７等を含む溶離
液供給部４、カラム５、カラム５から分画排出さ
れる溶出液を測定する光学系６、各部各装置の作
動や信号を集中管理するとともに測定結果を演算
処理するマイクロコンピユーター７等から構成さ
れる。そして、本装置による測定は以下の如く行
なわれる。

まず、試料供給部２の試料テーブル２１に、試
料液２２…の入つた試料カツプ２３…を載置し、
マイクロコンピユーター７に連なる入力装置７１
により、日付や検体数等を入力指定したのち、ス
タートスイツチ７２を押して測定を開始する。マ
イクロコンピユーター７からの指示により、モー
ター２４ひいては試料テーブル２１が間欠回転
し、第１の試料液２２を入れた試料カツプ２３が
吸引ノズル１１の吸引位置に移動する。

吸引ノズル１１は、吸引ポンプ１４によりまず
空気を吸入したのち、空気層で分断しながら洗浄
槽８１中の洗浄液８２を吸引し、吸引ノズル１１
及び流路即ち送液系１３の洗浄を行なう。なお洗
浄槽８１は、洗浄液供給ポンプ８３により常時新
鮮な洗浄液で満たされており、あふれた洗浄液は
ドレインポンプ８４によりドレインタンク１２に
排出される。図中８５，８６は、洗浄液用パイプ
であり、各ポンプ８３，８４は一体に駆動される
チユーブポンプである。なお、ドレインポンプ８
４は用いず自然排液させてもよい。また吸引ポン
プ１４もチユーブポンプである。

次いで、吸引ノズル１１は試料吸引位置（第１
図）へ移動し、試料液２３を一定時間連続して吸
引する。これら吸引ノズル１１とその駆動機構１
５、吸引ポンプ１４及び送液系１３から構成され
る試料導入手段（試料導入部）１や試料テーブル
２１、ポンプ８３，８４の動作はマイクロコンピ
ユーター７により制御されており、自動的になさ
れる。その後吸引ノズル１１は、次の試料を吸引
する指令が来るまで再び洗浄液と空気を所定の動
作で吸引している。

吸引された試料液２３は送液系１３を通つて試
料注入バルブ３に流入するが、この際カラムに空
気層が混入しないように、送液系１３には導通検
知手段１６が設けられている。これは一対の電極
１７（図示のものは試料注入バルブ３の前後にわ
たつて設けられている）と検知回路１８よりなり
両電極１７，１７間の導通を監視しており、その
信号をマイクロコンピユーター７に送つている。
そして、第２図に示すように、両電極１７，１７
に導通がある、即ち両電極間が試料液２３で満た
されていれば、試料注入バルブ３のループＡ〜Ｂ
間も一定量の試料で満ちていることとなる。従つ
て両電極間に導通ありの信号をマイクロコンピユ
ーター７が受けて試料注入バルブ３を矢印の方向
に60度回転させて切り換えれば、一定量の試料液
（ループＣ〜Ｄ間に封入されている液）が確実に
カラム５に注入でき、決して空気がカラム５に送
られることはない（第３図）。この導通検知を確
実なものにするために、試料液２３には前もつて
必要量の電解質を希釈液や緩衝液に混入した形で
含ませておくようにするとよい。一方、送液系１
３中を洗浄液８２が通過中は、導通ありの信号を
出させないために洗浄液を空気層で分断して送
る。この空気層は、また送液系１３をより効果的
に洗浄する機能をも有している。空気層のうち少
なくとも１つが両電極間にあると導通はおこらず
バルブ３の切換えも行なわれない。なお、一対
（２個）の電極１７，１７は、共に試料注入バル
ブ３の前もしくは後に配置されていてもよく、そ
の場合には電極間を一定時間連続して液体が通過
することを検知回路１８で確認してから導通信号
を発するようにする。両電極１７，１７が試料注
入バルブ３の前にある場合には、この導通信号を
受けてからループＡ〜Ｂ内に試料液が確実に充ち
る時間を管理すれば良い。更に試料注入バルブ３
の前と後に一組ずつ電極を配置してもよい。本例
の導通検知手段１６は、導電性の円筒からなる２
つの電極１７，１７に各々非導電性の送液チユー
ブを接続し、電極間に電圧を負荷して抵抗値をモ
ニターするものであつて、所定の抵抗値以上の場
合には空気層がその間にあり、所定の抵抗値以下
の場合には両電極間が試料液で充たされていると
判断する。従つて、洗浄液の場合および気泡を含
んだ試料液の場合には試料注入バルブ３は切り換
えられない。電極としては他の形状例えば針状の
ものを送液系のチユーブに差し込んで用いるよう
にしてもよいし、導通のチエツクも他の形式のも
のを用いても良い。

次に溶離液供給部４は、溶離液（本例では２種
類）４１，４２を入れる容器４３，４４、デガツ
サー４５、切換えバルブ４６・送液ポンプ４７、
圧力計４８よりなる。そして、送液ポンプ４７は
吸入側４７ａに切換バルブ４６およびデガツサー
４５を介して各溶離液容器４３，４４に接続さ
れ、吐出側４７ｂは圧力計４８を介して試料注入
バルブ３に接続されている。溶離液切換えバルブ
４６は、低圧側に配置されているので通常の簡単
な構造のピンチバルブ等を用いることができ、ま
たその切り換えのタイミングはマイクロコンピユ
ーター７の指令により自動的に行なわれる。デガ
ツサー４５は、各溶離液４１，４２を加熱して発
生したガスを上方のポートから逃がす仕方で溶存
空気を除去する。また、デカツサー４５内の非導
電性の各溶液溜り４５ａ，４５ａには一対の針状
電極４５ｂ，４５ｂが差し込まれており、各溶離
液の有無を検知している。溶離液の有無検知の方
式は先述の試料液の検知方式と同様で、導電性の
溶離液もしくは電解質物質を混入した溶離液の導
通を１対の電極４５ｂと検知回路（図示略）で監
視し、その信号をマイクロコンピユーターに送
り、１つでも溶離液無しの信号を得た場合には送
液ポンプ４７を停止させる。従つてカラム５へ空
気を送り込むことは完全に防がれる。電極の形状
や導通のチエツク方式は他のものを用いても良い
ことは勿論である。圧力計は、例えば、ひずみゲ
ージを利用したもので、ブリツジ回路を通して送
液ポンプ４７以降の圧力を監視し、その信号をマ
イクロコンピユーターに送り、設定された圧力を
越えた場合には、直ちに送液ポンプ４７を停止さ
せる。

一方溶離液は、例えばHbA₁c測定の場合、PH
あるいはイオン強度等の異なつた及びの２種
を用い、液４１でHbA₁a、HbA₁b、HbA₁c等
の分画を溶出させ、液４２でメジヤーコンポネ
ントHbA₀を溶出させる。スタートスイツチ７２
が押されると、試料液２３が試料注入バルブ３内
に導入されると共に、マイクロコンピユーター７
の指示により切換えバルブ４６が液側に切り換
わり、溶離液４１を一定時間送液し、試料注入
バルブ３に試料液２３が導入されていることを確
認してから自動的に注入バルブ３が切り換わり試
料液２３がカラム５内に注入される（第２図、第
３図）。試料注入バルブ３内に試料液が充たされ
ていなかつた場合には試料注入バルブ３は切り換
わらず、試料テーブル２１が回転して次の試料液
がサンプリングされる。この場合、No.の測定が
行なわれなかつたことがプリンター等の表示部９
に記録される。試料注入バルブ３が切り換わつて
カラム５に試料液を注入してから一定時間経つ
と、試料注入バルブ３は再び元の位置に切り換え
られ、次の試料液注入に備えるのである。

カラム５内に試料液を注入した後は、マイクロ
コンピユーター７の指示により、液４１を約３
〜５分間送液し、（第１ステツプ）、切換えバルブ
４６を切り換えて液４２を約２〜５分間送液し
（第２ステツプ）、更に切換えバルブ４６を液側
にして約５〜８分間送液し（第３ステツプ）一つ
の試料液の分析を終了する。引き続き次の試料液
を分析する場合は、第３ステツプに入つた時点で
試料テーブル２１を回転させ次の試料液を試料注
入バルブ３内に導入する。以下試料の数だけ第１
ステツプから第３ステツプまでの動作を繰り返
す。

カラム５としては、検体（血液）の前処理がい
らず全血で測定できることや、カラムの再生が不
要なこと、更には寿命がイオン交換樹脂カラムに
比して長いこと等を考慮して、前記非イオン系の
硬質ゲルカラムを用いることが好ましい。また、
このカラムの寿命を監視する手段として、試料注
入バルブ３に計数器（図示略）を接続し、該バル
ブ３が何回切り換えられたかを積算し、試料液が
何回カラム５に注入されたかによつてモニターす
ることもできる。この場合用いる計数器は通常の
どのようなタイプのものでもよい。

カラム５は、安定した分離能を維持するため
に、周囲温度の影響響を受けないよう恒温槽５１
内に保持されており、またその前方にプレフイル
ター５２を配置してある。カラム５から送り出さ
れる溶出液は、測定手段としての光学系６に導入
され、更に流量計８７、排出パイプ８８を経てド
レインタンク１２に排出される。流量計８７はマ
イクロコンピユーター７に接続されて排出液の流
量を監視しており、所定の流量以下になると液漏
れがあつたとして警報を発し送液ポンプ４７をス
トツプさせる。排出液の流量は極く少量であるた
め、流量計８７としては図の如くドロツプカウン
ターを用いている。

次に本例の測定手段としての光学系６は、２波
長の吸光度差を測定するもので、光源６１からの
光はフローセル６２を通つたのちビームスプリツ
ター６３で分割され、分光フイルター６４，６
４′を経て光検出器６５，６５′に入射する。光検
出器６５からの信号は電流電圧変換され、差動対
数アンプ６６に入り更にＡ／Ｄ変換器６７でＡ／
Ｄ変換される。このＡ／Ｄ変換された時系列信号
は平滑化処理を受けた後、ベースラインからの立
ち上がり点、更に各溶出ピークの谷点及びピーク
点が検出され、各溶出され、各溶出ピークの溶出
時間を予め設定した基準値と比較し、正常なクロ
マトグラムが得られたかどうかを判定する。異常
なクロマトグラムと判定すれば各ピークの面積計
算を行なわず、正常な場合には各ピークの面積を
所定の仕方で計算する。更に面積の比率を計算
し、溶出時間、ピーク面積、面積比率を表示部９
に表示する。これらの演算処理等は全てマイクロ
コンピユーター７により行なわれる。

このようにして１つの試料液の分析が終わる
と、続いて同様に各試料を分析する。

一連の指定した検体数の測定を全て終了した時
には、マイクロコンピユータ７の指示により、切
換えバルブ４６を測定中の切換え時間（約２〜８
分）に比べて短い時間（約５〜30秒）で交互に切
り換えながら送液ポンプ４７のデツドボリユーム
を利用して２液４１，４２を混合し、所定の時間
送液を行ない、カラム５内に液と液の混合液
を充たしたあと、送液ポンプ４７を停止させる。
この混合液はカラム５を安定な状態に保ち、測定
前の予備送液を不要にするものであり、緊急時の
測定を可能にする。尚、溶離液は試料の種類に応
じて１種類あるいは３種以上用いてもよく、測定
手段も図示のものに限定されないことはいうまで
もない。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明によれば、導通検
知手段によつて、試料液がなかつたり試料導入手
段の異常により試料注入バルブ内に試料液が充た
されていない時でも、誤つてカラム内に空気を注
入することがなく、カラムを損傷しない。

更に、簡単な操作で多数の検体を正確に且つ連
続して自動分析でき測定効率を大幅に上げること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１例を示すブロツク図、第２
図および第３図は試料注入バルブ部分の拡大図を
示す。１…試料導入部、１１…吸引ノズル、１３…送
液系、１６…導通検知手段、１７、電極、２…試
料供給部、３…試料注入バルブ、４…溶離液供給
部、４１，４２…溶離液、４５…デガツサー、４
６…切換バルブ、４７…送液ポンプ、４８…圧力
計、５…カラム、６…光学系、７…マイクロコン
ピユーター、８１…洗浄槽、８７…流量計、９…
表示部。

Claims

【特許請求の範囲】

１吸引ノズルとその駆動機構、吸引ポンプおよ
び吸引ノズルからドレインタンクに至る送液系か
ら構成される試料導入手段と、複数の試料カツプ
を載置して吸引ノズルの吸引位置に順次供給する
試料載置具と、上記送液系の中間に組み込まれる
試料注入バルブと、複数の溶離液を切り換えるた
めの切換バルブと、溶離液用送液ポンプ、カラ
ム、およびカラムから分画排出される溶出液を測
定する手段を備えた液体クロマト装置において、
該吸引ノズルの吸引位置近傍に洗浄槽を設け、該
吸引ノズル内には、試料及び洗浄液が空気層によ
つて分断される形で挿入されるものであり、上記
送液系の試料注入バルブ近傍に試料液又は洗浄液
と空気の電導度の差から該試料注入バルブ内に液
が充たされているか否かを検知するべく該試料注
入バルブを跨ぐ形で設置される一対の電極と検知
回路より構成される導通検知手段を設け、該導通
検知手段からの信号を受けるマイクロコンピユー
ターの指令により試料注入バルブを自動的に切り
換えるよう構成し、且つ該マイクロコンピユータ
ーは吸引ノズルによつて、各試料液を導通検知手
段の電極間隔よりも長く吸引し、更に各試料液を
吸引する中間において、該洗浄槽中の洗浄液を導
通検知手段の電極間隔より短く且つ空気層で分断
して吸引するようその動きを制御する機能を有す
るものであることを特徴とする自動化された液体
クロマト装置。