JPH06273403A - 液体クロマトグラフィ自動測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】試料を自動的に分析ラインに導入する試料導入
手段を有する液体クロマトグラフィ自動測定装置であっ
て、前記試料導入手段に試料を吸入吐出するシリンジが
設けられ、該シリンジにより吸入された試料と気泡を検
出する気泡検出手段が分析ラインの試料の分離カラムの
上流に設けられており、前記シリンジの動作と分析ライ
ンに設けられた切換バルブの動作を制御する制御手段を
有し該制御手段は前記気泡検出手段からの検出信号に基
づき分離カラムへ導入する試料量と希釈剤量とを制御で
きるよう構成した液体クロマトグラフィ自動測定装置。 【効果】分析試料量が不足の容器がセットされていても
自動的に希釈剤で補充して分析を行い測定結果も自動補
償される。また、空試料の場合はそれをメッセージとし
てアウトプットするので安心して自動分析ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体試料の分析を行う
液体クロマトグラフィ自動測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）
をはじめ、フローインジェクション分析法（ＦＩＡ）な
どの分析法は、医療等の産業分野、研究開発分野に広く
普及している。

【０００３】近年、ますます増加する測定対象に対応す
るために、各種の自動装置を備えた自動分析装置が提案
されている。そのなかでも、特に、分析試料を自動供給
するオートサンプラを付加したものでは、多数の試料容
器が載置できるオートサンプラの試料台に分析試料容器
をセットすれば、自動的に試料を順次分析部に移動させ
て測定が行われるものが広く用いられている。該オート
サンプラには、試料容器の有無を検出する検出手段を備
えているものもある。

【０００４】一方、分析ラインに注入される試料の検出
手段としては、シリンジにより吸入された試料に少量の
気泡を吸入して、その通過を光検出することにより試料
の吸入を確認する方法が特開昭６２−１６７４７０号公
報に開示されている。また、オートサンプラのニードル
に透明なチューブを接続し、試料が気泡を含むものかあ
るいは気体であるか光検出手段により確認する方法（特
開平２−６１５５７号公報）や、切換えバルブの上流に
気泡の光検出手段を設けて気泡や気体によるカラムの分
離性能の低下を防ぐ方法（特開平３−２２６３７１号公
報）が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の各方法で自動分
析を行う場合に、もし試料容器内の試料量が不十分なも
のがあった場合、その試料の測定ができない。即ち、試
料の入れ忘れ等による空の試料容器をセットした場合
や、試料容器内の試料量が不十分（多重測定を繰返すこ
とによる試料の不足等）な場合、見かけ上はオートサン
プラをはじめ分析装置は正常に動作するため、分析結果
には誤った値が出されると云うことである。分析結果か
ら試料導入行程でエラーがあったことが判断できる場合
もあるが、必ずそのエラーが判別できるとは云えず、誤
ったまゝの結果を出してしまうことになる。

【０００６】こうした自動分析上のエラーを無くすため
には、試料が分析部に確実に導入されたか否かを監視す
ることが必要である。

【０００７】更に、その監視結果を分析者に知らせ、誤
った分析結果を利用させないことも必要がある。

【０００８】また、前記エラーの発生頻度から装置の点
検を要求するシステムも必要である。

【０００９】最も重要なことは、試料の量が不足してい
るものは、その不足分に見合った溶離液等の希釈剤を自
動的に補充して分析カラムに導入し、その測定結果を出
す際に自動補償して正確な分析結果が得られるようにす
る必要がある。

【００１０】本発明の目的は、上記の課題を解決した液
体クロマトグラフィ自動測定装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】試料が実際に導入された
か否かを常に監視するには、オートサンプラからの試料
の導入部に検出器を置き試料の通過を検出できるように
し、この検出信号をＣＰＵで演算処理し、導入された試
料の量が十分か否かを判断し、不十分の場合はその不足
分に見合った溶離液等の希釈剤を自動的に補充して分析
できるようにすることである。本発明はこうした前記課
題を解決するもので、その要旨は下記のとおりである。

【００１２】（１） 試料を自動的に分析ラインに導入
する試料導入手段を有する液体クロマトグラフィ自動測
定装置であって、前記試料導入手段に試料を吸入吐出す
るシリンジが設けられ、該シリンジにより吸入された試
料と気泡を検出する気泡検出手段が分析ラインの試料の
分離カラムの上流に設けられており、前記シリンジの動
作と分析ラインに設けられた切換バルブの動作を制御す
る制御手段を有し、該制御手段は前記気泡検出手段から
の検出信号に基づき、分離カラムへ導入する試料量と希
釈剤量とを制御できるよう構成したことを特徴とする液
体クロマトグラフィ自動測定装置。

【００１３】（２） 前記分離カラムに導入する試料と
希釈剤との量比から分析結果を補償し出力する補償手段
を備えた前記液体クロマトグラフィ自動測定装置。

【００１４】（３） 前記気泡検出手段が計量管を備え
た切換えバルブの直前に設けられている前記液体クロマ
トグラフィ自動測定装置。

【００１５】（４） 前記気泡検出手段が光学的な検出
手段である前記液体クロマトグラフィ自動測定装置。

【００１６】（５） 前記シリンジにより吸入された試
料を挾んでその前後に挿入された２個の気泡の通過時間
を、前記気泡検出手段によって計測することにより試料
量を演算計量するＣＰＵを備え、該ＣＰＵからの指令に
基づき切換えバルブの動作を自動制御して分離カラムに
導入する希釈剤量を調節する手段を備えた前記液体クロ
マトグラフィ自動測定装置。

【００１７】前記において、希釈剤としては溶離液を用
いることができる。

【００１８】上記検出手段として、光学的な検出器は試
料に直接触れることがないので汚染等の心配もなく検出
できるので好ましい。なお、本発明はこれに限定され
ず、他の手段、例えば電気的に検出する検出器でもよ
い。

【００１９】上記光学的検出器の光学セル部は、化学的
に安定で、かつ、透明な素材からなるチューブが望まし
く、例えば、テトラフルオロエチレンや石英ガラス等の
チューブを用いることができる。

【００２０】上記検出器で検出された信号はＣＰＵに送
られ、ＣＰＵ内のメモリ装置に予め入力されたデータと
比較演算処理され、シリンジと分析ライン上の必要な切
換えバルブの動作を制御するシステムコントローラにフ
ィードバックさせて、上記シリンジと必要な切換えバル
ブを駆動することにより、量不足の試料には溶離液等の
希釈剤を補充して、自動分析を行うようにしたものであ
る。

【００２１】また、本発明においては、試料量の不足等
による誤った分析結果を利用させないようにすると共
に、再測定の要求をコントローラの操作面上または出力
結果中に表示して分析者に知らせるようにする。これに
は、前記の検出結果をＣＰＵで演算処理した結果をそれ
ぞれに送り、表示することで達成できる。

【００２２】また、上記の異常の発生頻度が所定の回数
を超えた場合に、装置の点検を要請するには、予めＣＰ
Ｕのメモリ装置に設定した異常発生の許容値と実際の異
常発生頻度とを比較し、設定されている許容値を超えた
ときに、前記と同様にメッセージを表示することで達成
できる。

【００２３】次に、本発明の液体クロマトグラフィ自動
測定装置のオートサンプラ（試料自動導入装置）の動作
を説明する。

【００２４】液体クロマトグラフィ装置の基本構成は試
料導入装置、溶離液移送ポンプ、分離カラムおよび検出
器で構成される。自動測定装置の場合、試料導入装置に
はオートサンプラが用いられる。オートサンプラは複数
の試料容器が載置できるテーブルを備えており、その所
定の位置にされた載置た試料容器に、シリンジに設けた
ノズルを挿入して所定量の試料を吸入し、これを自動切
換えができる計量管を備えた切換えバルブ（インジェク
ションバルブ）内に注入する。このとき、ノズルに吸入
された試料の前後には気泡（空気）が挿入されるよう吸
入する。インジェクションバルブにはこのまゝ試料と気
泡が送られる。従って、インジェクションバルブの直前
に気泡検出器を設けておけば、ここを気泡、試料液、気
泡の順に通過するので、これから試料導入が正常か否か
容易に判断できる。

【００２５】検出器には、透明チューブからなる検出部
を設け、その部分を通過する気泡と試料液との透過光強
度の差を計測できる光検出素子を備えておけば試料液を
容易に検出することができる。該試料液の定量も最初の
気泡が通過して次の気泡が来るまでの時間を計測すれ
ば、２個の気泡間の通過時間と検出部の流路の断面積お
よび流速とから知ることができる。流速は、シリンジの
吐出速度から求めることができる。

【００２６】なお、試料容器が空の場合は気泡しか検出
されないので容易に判別でき、逆に試料液中に気泡が混
在する場合には、第三の気泡として検出されるので、こ
れまた容易に判別することができる。

【００２７】こうした識別には学習能力のあるニューロ
素子の使用、または、パターン認識による識別、あるい
は注入直後から一定時間内の変化を数値化して識別する
など各種の識別法が利用できる。

【００２８】試料導入部以外の分析ラインにおいても気
泡検出は有用な情報を与える。例えば、移送ポンプに導
入される溶離液中の気泡混入状態を見ることにより、ポ
ンプの動作状況が診断される。また、分離カラムの上流
と下流とに検出器を設ければ、分離カラムの異常等の診
断が可能である。これらによっても分析装置の異常が診
断できるので、より分析装置の信頼性を向上することが
できる。

【００２９】なお、前記気泡の検出器としては、米国特
許第５,０８３,８６２号に開示されているものや、市販
の液検出センサＴＫ−０１０（東横化学社製），液体用
基準流量計ＢＦ−１０００型（エステック社製）等が利
用できる。

【００３０】

【作用】本発明の液体クロマトグラフィ自動測定装置
が、試料不足の場合でも測定可能なのは、気泡検出手段
により試料量を計測し、それに基づき溶離液等の希釈剤
を導入，希釈して、分離カラムへ移送するようにしたこ
とにある。これらはＣＰＵにより自動制御され、測定結
果も試料の希釈状態に基づき自動補償してアウトプウト
することにより高信頼性の測定結果が得られる。

【００３１】

【実施例】本発明の液体クロマトグラフィ自動測定装置
の一例を図１により説明する。

【００３２】試料採取用のノズル８に所定量の気泡（空
気）１１を吸入してからオートサンプラ１３上の試料容
器３３に挿入し、シリンジ９で試料を吸入する。シリン
ジ９には、バルブ３５が付属し、制御部３６により、バ
ルブ３５の開閉と連動させてシリンジ９の吸入、吐出動
作、洗浄操作を行なうことができるる。

【００３３】試料の吸入後に試料液面からノズルを引き
上げ所定量の気泡１２を吸入する。その結果、吸入され
た試料４０は気泡１１と気泡１２で挟まれた形でノズル
８内に導入される。ノズル８は移動装置３２によって注
入ポート１上に移動し接続されて、前記気泡と試料とが
注入される。

【００３４】上記気泡１１，１２は、インジェクション
バルブ２の上流に設けた気泡の検出器３で検出される。
気泡検出部には透明なテトラフルオレチレン製のチュー
ブ２０が接続されており、光源２１からの照射光は上記
チューブ２０を透過して、フォトセンサ２２でその変化
を検出し、その検出信号は増幅器３８を介してＣＰＵ３
９に送られる。なお、光源２１には発光ダイオードＬＥ
Ｄを、フォトセンサ２２には半導体光検出器を用いた。
また、フォトセンサ２２には絞り３７が設けてある。

【００３５】上記フォトセンサ２２は、フローセルであ
るテトラフルオレチレン製のチューブ２０（内径０.５
ｍｍ）を透過してくる光を検出する。液体にはその吸光
度に相当する信号が得られ、気泡は透過光が散乱される
ので、その両者の差違によって試料検出ができるよう調
整されている。なお、テトラフルオレチレンは吸収が大
きいので、光源２１の検出光の波長としては３００〜７
００ｎｍ、好ましくは、３５０〜５５０ｎｍがよい。

【００３６】上記フォトセンサ２２による検出信号は、
ＣＰＵ３９内のメモリ装置に予め設定，格納されたデー
タと比較演算処理され、それに基づく制御信号が制御部
３６に送られて、試料移送用のシリンジ９，各切換えバ
ルブおよびポンプ３０の動作を制御する。これによっ
て、試料が分析に必要な量より不足していると判断され
た場合は、試料の不足分に応じ溶離液２９がポンプ３０
によって吸入され、不足分に相当する量の溶離液を試料
に加えて計量ループ７内に導入し、次いで、分離カラム
３１へ移送される。

【００３７】前記インジェクションバルブ２は、制御部
３６によって電動切換え弁とロータ４を回転し、ステー
タ５に設けられた接続口６の接続状態を切換えることに
より、注入された試料を計量ループ７に導入，計量後、
分離カラム３１に接続し、分析が開始する。

【００３８】分析はこれまでの公知の方法と同様にして
行う。即ち、分離カラムで分離された各成分は検出器５
０で順次検出され、システムコントローラ４１で処理さ
れて、コントロール画面４３あるいはプリンタ（または
プリンタ／プロッタ）５１等によりアウトプットされ
る。なお、図１ではシステムコントローラ４１を別個に
設けているが、ＣＰＵ３９が兼ねるようにしてもよい。

【００３９】また、上記において、試料濃度は導入した
試料量または希釈補充した溶離液量の計測結果に基づき
ＣＰＵで演算処理し、測定結果（クロマトグラムのピー
ク高さ、ピーク面積）を補償して、アウトプットする。

【００４０】図２は各試料状態による光検出器３の信号
の一例（試料の過不足によるパターンの違い）を示した
ものである。（ａ）は試料量が十分で正常に注入された
場合を示し、２個の気泡とその間の試料の通過が検出さ
れた場合、（ｂ）は試料が不足している場合で気泡の部
分が長くなった場合、（ｃ）は試料容器が空の場合で気
泡が１個として検出された場合、（ｄ）は試料の代わり
に水を注入した場合をそれぞれ示す。

【００４１】また、図３は、試料液の途中に気泡が混入
した場合の光検出信号の一例で、挿入気泡の大きさを変
えた試料を作成して測定した（気泡が観測される位置を
矢印で示す）ものである。

【００４２】光検出器３に気泡等が到達するまでの時間
は、接続されたチューブの太さと長さが分かれば、シリ
ンジの動作速度で規定できるので予測できる。従って、
この時間内での信号の変化に着目していればよい。制御
部３６より注入開始の信号をＣＰＵ３９で受け、予め設
定された待ち時間を経過後、測定を開始するようＣＰＵ
に設定した。

【００４３】上記信号はＣＰＵ３９でパターン認識し、
コード化してシステムコントローラ４１に送り、状況に
対応したメッセージをコントロール画面４３等に表示す
ることができる。例えば、図４〜６に示すように、異常
発生をメッセージ４２（試料不足エラー）や記号表示４
４で行ない、異常発生頻度を計測，表示４５する。異常
発生頻度がＣＰＵのメモリに予め設定した回数に達した
ときは、装置のチェックを要求する表示４６をコントロ
ール画面４３に表示することもできる。また、他の分析
結果と同時にプリンタ（またはプリンタ／プロッタ）５
１でアウトプットすることもできる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、分析試料の量が不十分
な試料容器がセットされていても自動的に希釈剤で希釈
補充して分析を行うことができる。また、分析不可能な
試料量（例えば空試料）の場合は、それをメッセージと
してコントロール画面に表示するか、または他の分析結
果と同時にアウトプットするようにしたことにより、誤
った結果の利用がなくなり、安心して自動分析を行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体クロマトグラフィ自動測定システ
ムの一例を示す構成図である。

【図２】検出信号の一例（試料の過不足によるパターン
の違い）を示すグラフである。

【図３】検出信号一の例（気泡混入の場合）を示すグラ
フである。

【図４】表示画面の一例を示す模式図である。

【図５】表示画面の一例を示す模式図である。

【図６】表示画面の一例を示す模式図である。

【符号の説明】

１…注入ポート、２…インジェクションバルブ、３…検
出器、４…ロータ、５…ステータ、６…接続口、７…計
量ループ、８…ノズル、９…シリンジ、１０…洗浄液、
１１，１２…気泡、１３…オートサンプラ、２０…テト
ラフルオレチレン製チューブ、２１…光源、２２…フォ
トセンサ、２９…溶離液、３０…ポンプ、３１…分離カ
ラム、３２…移動装置、３３…試料容器、３４…洗浄ポ
ート、３５…バルブ、３６…制御部、３７…絞り、３８
…増幅器、３９…ＣＰＵ、４０…試料、４１…システム
コントローラ、４３…コントロール画面、４７…クロマ
トグラム、４８…分析結果表、４９…測定試料リスト、
５０…検出器、５１…プリンタ、５２…キーボード。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料を自動的に分析ラインに導入する試
   料導入手段を有する液体クロマトグラフィ自動測定装置
   であって、前記試料導入手段は試料を吸入吐出するシリ
   ンジを有し、該シリンジにより吸入された試料と気泡を
   検出する気泡検出手段が分析ラインの試料の分離カラム
   の上流に設けられており、前記シリンジの動作と分析ラ
   インに設けられた切換バルブの動作を制御する制御手段
   を有し、該制御手段は前記気泡検出手段からの検出信号
   に基づき、分離カラムへ導入する試料量と希釈剤量とを
   制御できるよう構成したことを特徴とする液体クロマト
   グラフィ自動測定装置。
2. 【請求項２】 前記分離カラムに導入する試料と希釈剤
   との量比から分析結果を補償し出力する補償手段を備え
   た請求項１に記載の液体クロマトグラフィ自動測定装
   置。
3. 【請求項３】 前記気泡検出手段が計量管を備えた切換
   えバルブの直前に設けられている請求項１または２に記
   載の液体クロマトグラフィ自動測定装置。
4. 【請求項４】 前記気泡検出手段が光学的な検出手段で
   ある請求項１，２または３に記載の液体クロマトグラフ
   ィ自動測定装置。
5. 【請求項５】 前記シリンジにより吸入された試料を挾
   んでその前後に挿入された２個の気泡の通過時間を、前
   記気泡検出手段によって計測することにより試料量を演
   算計量するＣＰＵを備え、該ＣＰＵからの指令に基づき
   切換えバルブの動作を自動制御して分離カラムに導入す
   る希釈剤量を調節する手段を備えた請求項１〜４のいず
   れかに記載の液体クロマトグラフィ自動測定装置。
6. 【請求項６】 分離カラムに導入する溶離液の移送ポン
   プの前後に気泡検出器を備えた請求項１〜５のいずれか
   に記載の液体クロマトグラフィ自動測定装置。