JPH07275601A - 固相抽出カラム再生機能付き自動固相抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】自動固相抽出装置において、再生工程およびそ
の評価機構を設けることにより、ランニングコストの低
減，信頼性の向上，固相抽出の完全自動化を目的とす
る。 【構成】固相抽出装置Ａのバルブ６にグラジェントポン
プ１とオートサンプラ部Ｂそしてアスピレーター４が接
続され、カートリッジカラムのコンディショニング，目
的成分の吸着，洗浄，水分除去が順次行われ、バルブ８
にグラジェントポンプ２及び測定部Ｃ，グラジェントポ
ンプ３及び評価部Ｄが接続され、カートリッジカラムの
目的成分の脱着，測定，カートリッジカラムの再生また
その評価が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体クロマトグラフ用
試料の自動的前処理に関するもので特に固相抽出カラム
再生機構を設けて固相抽出カラムを再利用しランニング
コストを低減する自動固相抽出装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】固相抽出は試料前処理法の一つとして知
られている。固相抽出の方法には、固相抽出カラムをチ
ャンバーなどに固定し、そのチャンバーを吸引ポンプや
アスピレーターなどに接続して吸引法により試料中の目
的成分を固相抽出カラムに吸着させる方法や、オートサ
ンプラを用いて自動で固相抽出カラムのコンディショニ
ングから目的成分の脱着，分離カラムへの注入を行える
もの。または、回転するリング状のラックに固相抽出カ
ラムを並べ二つのバルブの使用によりコンディショニン
グから目的成分の吸着と脱着および分離カラムへの注入
が順次行えるものがある。前記の吸引法を用いる方法で
は、個人差、その時の流速の状態などにより、回収率や
再現性などに影響を与える可能性がある。また、固相抽
出カラムはランニングコストの主な部分を占める。充填
剤により再生可能なものもあるが、コンディショニング
から分離カラムへの注入を行える装置でも固相抽出カラ
ムを再生する機構は設けられていない。プレラベリング
装置において回転体を用いた装置で、再生工程を行うも
のがある（特開昭62−56460 号公報）。しかし再生後の
評価を行う機構は設けられているものはない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の吸引法
による固相抽出法では、自動化されていないため個人差
やその時の状態などにより回収率や再現性に影響が出る
という問題がある。また、自動化された固相抽出装置に
は、固相抽出カラムを再生する機構がないため、連続運
転に限界がある。また、固相抽出カラムを交換しなくて
はならないため、高価な固相抽出カラムを多数使用する
ことになりランニングコストがかかるという問題があ
る。さらにプレラベル装置では、再生された固相抽出カ
ラムを評価していないために、使用可能な状態であるか
否かは判断できず、さらには誤った結果を与えている可
能性も考えられるという問題がある。場合によっては再
測定を必要としなければならないなどのロスが多い。本
発明では、固相抽出カラムの再生工程さらにその評価を
する機構を設けた装置を使用し、コンディショニングか
ら再生工程までの完全自動化及び評価機構による信頼性
の向上，固相抽出カラム再利用によるランニングコスト
の低減を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】一般的な固相抽出におけ
る操作ステップとしては、１コンディショニング工程，
２吸着工程，３洗浄工程，４水分除去工程，５脱着工程
である。上記目的を達成するために本発明ではこれに６
再生工程を追加し、さらに７６の再生工程において固相
抽出カラムの再利用が可能であるか否かを評価しさらに
評価された状況を表示する機能を設けた。

【０００５】機構としては、再生工程を行うため２種の
再生液を切り換えて順次固相抽出カラムに通す。新たに
固相抽出カラムの再生を行うポンプおよび流路切り換え
バルブを設ける。また評価用に光学的検出器または圧力
センサを設ける。再生工程を受けた固相抽出カラムのベ
ースラインおよび再生状態を示すためのモニタを設け
る。

【０００６】

【作用】上記改良した固相抽出装置では、使用済み固相
抽出カラムを再生するため、第１ステップとして固相抽
出カラムに水を流し、固相抽出カラムに付着している親
水性物質を取り去る。第２ステップとしてアセトニトリ
ルを流し疎水性物質を取り去る。カラムに残留している
物質は親水性物質または疎水性物質のいずれかであるの
でこの処理により固相抽出カラムが再利用できる状態に
なる。また、再生状態の評価は次のように行う。再生工
程を受ける固相抽出カラムについて、光学的検出器によ
りベースラインを確認する。このときベースライン上に
ピークのような形状が現れたとき、または、ベースライ
ンレベルが高いときには、固相抽出カラムに目的成分ま
たはそれ以外の不純物などが固相抽出カラム内に残留し
ていたことが把握できる。またベースラインのノイズが
大きくなったときは、カラム内に気泡が侵入したことも
考えられ固相抽出カラムの異常が確認できる。また圧力
センサを評価手段として取り付けたときは、次の項目の
異常が検知できる。目詰まりが発生した場合は圧力が正
常値よりも上昇する。固相抽出カラムが破損し液漏れが
ある場合は、圧力が正常値よりも低下する。気泡が侵入
した場合は不安定な圧力の変動がある。以上のように固
相抽出カラムの異常が検出できる。検出された異常を表
示することにより、オペレーターに知らせることがで
き、またデータの信頼性が向上する。

【０００７】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
説明する。

【０００８】実施例１ 図１は本発明の一実施例による自動固相抽出装置を備え
た液体クロマトグラフの系統図である。固相抽出装置Ａ
とオートサンプラ部Ｂおよび測定部Ｃ，評価部Ｄより構
成されている。１のグラジェントポンプには溶液ａ，ｂ
が接続されＢオートサンプラ部のバルブ５から固相抽出
装置Ａのバルブ６に接続されバルブ６により送液管７に
接続される。またバルブ６にはアスピレーター４等の吸
引装置の接続もされている。グラジェントポンプ２には
溶液ｃ，ｄが接続されバルブ８により送液管９に接続さ
れる。グラジェントポンプ３は溶液ｅ，ｆが接続されバ
ルブ８により送液管９に接続される。固相カラム部Ｅは
試料中の目的成分を吸着する充填剤を充填した多数のカ
ートリッジカラムがカートリッジリング上に等間隔で配
置されカートリッジカラムは送液管７及び９の接続部分
に接続されたとき上部固定クランプ１１および下部固定
クランプ１２によってシールされる。送液管７に接続さ
れた任意のカートリッジカラムはバルブ６により排液管
１３またはアスピレーター４に切り換え接続される。送
液管９に接続された任意のカートリッジカラムはバルブ
８により測定部Ｃまたは評価部Ｄに切り換え接続され
る。なお測定部Ｃは分離カラム，検出器，データ処理装
置などから構成される。また、評価部Ｄは検出器，モニ
タなどから構成される。図２は図１における装置の固相
抽出方法の一例を示すフロー図である。

【０００９】以下図２のフロー図に従い図３〜図１１を
参考に本装置の動きを説明する。

【００１０】ステップ１９でオペレーターにより装置が
作動しはじめると、ステップ２０に進み、コンディショ
ニング工程を行う図３に示すように１０のカートリッジ
カラムをクランプ１１−１および１２−１で挾む。次に
グラジェントポンプ１によりコンディショニング液であ
るａ液をカートリッジカラムに通し活性化させる。ここ
でａ液は有機溶媒である。ポンプを切り換え水であるｂ
液を通し有機溶媒を追い出す。この間にステップ２１に
進み図４に示す流路でオートサンプラ部Ｂのバルブ５の
サンプルループに試料を注入する。ステップ２２に進み
図５に示すように、オートサンプラのバルブ５を切り換
え、グラジェントポンプ１はｂ液を流したまま、サンプ
ルループにトラップされている試料をカートリッジカラ
ム１０に通し目的成分を吸着させる。続いてステップ２
３で図６に示すようにグラジェントポンプ１でｂ液を流
しつづけカートリッジ１０を洗浄する。ステップ２４に
進み図７のように固相抽出装置Ａのバルブ６を切り換え
アスピレーター４によって１０のカートリッジカラム内
の水分を除去する。上部固定クランプ１１−１および下
部固定１２−１をカートリッジカラム１０から外しステ
ップ２５でカートリッジリングを次のカートリッジカラ
ム位置まで回転させる。クランプ１１−２および１２−
２でカートリッジカラム１０を挾み、オートサンプラの
バルブ５と固相抽出装置のバルブ６を切り換える。ステ
ップ２６に進み図８の流路でグラジェントポンプ２によ
り脱着液であるｃ液をカートリッジカラム１０に通しカ
ートリッジカラムにトラップされていた目的成分を脱着
させ測定部Ｃの入口流路まで目的成分を運ぶ。ステップ
２７に進み固相抽出装置のバルブ８を切り換え、図９に
示すようにグラジェントポンプ２により溶離液であるｄ
液を流し測定部Ｃで測定する。この間にステップ２８の
再生工程および２９の評価工程に進み図１０に示す流路
でグラジェントポンプ３により再生液であるｅ液をカー
トリッジカラム１０に通す。ここでｅ液は水でありカー
トリッジカラム内の塩などの親水性物質の除去を行う。
次いでグラジェントポンプ３を切り換え再生液であるｆ
液を通す。ここでｆ液はアセトニトリルなどの有機溶媒
でありカートリッジカラム内の疎水性物質の除去を行
う。図１１でｅ液もしくはｆ液を流しているときに評価
部Ｄによりベースラインの確認をする。ベースラインの
変動によりカートリッジカラムの異常を検知する。変動
の目安は単位時間当たりの変化にもとづいて正常値に対
してノイズやドリフトが大きくなった時異常と判断す
る。なお単位時間の設定は再生液の通水時間などを考慮
し各測定者により適宜設定し正常値も確認する。この時
ｅ液からｆ液に切り換えるときはベースラインが変動す
るので注意する。ステップ３０で評価部Ｄにより、カー
トリッジカラムが再利用可能と判断された場合、評価部
Ｄのモニタ画面にカートリッジカラムナンバーおよびカ
ートリッジカラム使用回数また再利用可能の表示がされ
る。また再利用不可能と判断された場合には、評価部Ｄ
のモニタ画面にカートリッジカラムナンバーおよびカー
トリッジカラム使用回数また再利用不可能，再洗浄要，
データチェック要の表示がでる。カートリッジカラムナ
ンバーは測定者がカートリッジカラム数およびカートリ
ッジリングのカートリッジカラムセット穴数を確認し適
宜設定しておく。クランプ１１−２および１２−２をカ
ートリッジカラム１０から外しカートリッジリングを次
のカートリッジカラム位置まで回転させる。固相抽出装
置のバルブ８を切り換える。

【００１１】実施例２ 図１２は固相抽出装置のバルブを３つにした場合の固相
抽出装置を備えた液体クロマトグラフの系統図である。
図１と違う点は洗浄までを固相抽出装置のバルブ６で行
い水分除去から測定までをバルブ１５，カートリッジカ
ラムの再生及び評価をバルブ８によって行うことであ
る。バルブが一つ増えることにより一つのバルブに対す
る役割が減り、バルブ２つに比べ同時に行える工程が増
える。

【００１２】図１３から図２１を参考に本装置を説明す
る。図１３はコンディショニング工程を示す。カートリ
ッジカラム１０−３をクランプ１１−１および１２−１
で挾む。次にグラジェントポンプ１によりａ液をカート
リッジカラムに通しポンプを切り換えｂ液を通す。図１
４は試料の注入である。オートサンプラ部Ｂのバルブ５
のサンプルループに試料を注入する。図１５は目的成分
の吸着の工程である。オートサンプラのバルブ５を切り
換え、グラジェントポンプ１はｂ液を流したままサンプ
ルループにトラップされている試料をカートリッジカラ
ム１０−３に通し目的成分を吸着させる。図１６は洗浄
工程を示し、グラジェントポンプ１でｂ液を流し続け、
カートリッジカラムを洗浄する。クランプ１１−１およ
び１２−１をカートリッジカラム１０−３から外しカー
トリッジリングを次のカートリッジカラムの位置まで回
転させる。図１７は水分除去工程を示す。カートリッジ
カラム１０−３をクランプ１１−２及び１２−２で挾
む。アスピレーター４によりカートリッジカラム内の水
分除去を行う。図１８は脱着工程を示す。バルブ１５を
グラジェントポンプ２によりｃ液を流し目的成分を脱着
させ測定部Ｃの入口流路まで目的成分を運ぶ。図１９は
測定状態を表す流路を示す。バルブ１５をグラジェント
ポンプ２によりｄ液を流し測定部Ｃで測定する。クラン
プ１１−２およびクランプ１２−２をカートリッジカラ
ム１０−３から外しカートリッジリングを次のカートリ
ッジカラムの位置まで回転させる。図２０は再生工程を
示す。グラジェントポンプ３によりｅ液をカートリッジ
カラム１０−３に通す。次いでグラジェントポンプ３を
切り換えｆ液を通しカートリッジカラムの再生を行う。
図２１は再生されたカートリッジカラムの評価を行う工
程である。判断基準は実施例１に示したステップ２７お
よび２８の通りである。評価工程を終えるとクランプ１
１−３および１２−３をカートリッジカラム１０−３か
ら外す。

【００１３】実施例３ 図２２及び図２３は評価部Ｄにコントローラーを付けた
ものである。再生工程時に再利用不可となったカートリ
ッジカラムはコントローラーから各ポンプを制御するこ
とにより、再生工程のみのポンプを動作させることによ
り再生工程を繰り返す。２回以上再生工程のみを行った
カートリッジカラムはコントローラーにより、どの工程
も行わないかもしくは装置を停止する。このことによ
り、誤ったデータを得ることが無くなる。

【００１４】実施例４ 図２４は評価装置としてカートリッジカラムの送排液管
に圧力センサを取り付けた図である。これはバルブ３つ
を使用した固相抽出装置の場合である。再生工程におい
てグラジェントポンプ３からｅ液が流出しているとき、
圧力センサ１７−２の出力からコントローラー１６にお
いてカートリッジカラム１０−３にかかる圧力値とその
単位時間当たりの変化を検出する。測定圧力が正常値を
超えて増加したときは目詰まりが発生したとし、また測
定圧力が正常値を超えて増加した後低下したときまたは
この繰返しの状態が起こったときは、気泡が侵入したと
して、さらに測定圧力が正常値よりも低下したときはカ
ラムが破損したとして、これらの異常の状態を自動的に
区別して検知する。目詰まりが検知されたときは図２５
のようにバルブ８を切り換えると共にポンプ１８を作動
させこれにより溶液ｅをカートリッジカラム内に逆流さ
せ目詰まりの原因である物質を排出する。この際、圧力
センサ１７−２の出力により圧力が正常値に戻ったか否
かを検出し、回復したときは、ポンプ１８を停止させバ
ルブ８を切り換え通常の流路に戻す。気泡の侵入が検知
されたときは、そのままもしくはより高速で溶液ｅを流
出するようにコントローラー１６によりグラジェントポ
ンプ３の動作を制御する。カートリッジカラムの破損が
検知されたときはコントローラー１６によりグラジェン
トポンプ１，２および３を制御しそのカートリッジカラ
ムのみ、次からの工程を受けないようにする。なお単位
時間の設定は再生液の通水時間などを考慮し各測定者に
より適宜設定し正常値も確認する。このことにより溶離
液に大きい吸収をもつものなどに有効である。またモニ
タなどが不要になる。

【００１５】バルブ２つの場合には流路の関係上バック
プレッシャーが掛けられないため目詰まりまたはカート
リッジカラムが破損したときはコントローラーにより装
置をストップさせるなどの動作が考えられる。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように固相カラ
ムのコンディショニングから再生までを自動的に行い再
生し固相抽出カラムを利用することによってランニング
コストの低減が可能になる。また、再生した固相抽出カ
ラムを評価し使用の可，不可を判断することで、得られ
たデータの信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による自動固相抽出装置を備え
たクロマトグラフの系統図である。

【図２】固相抽出法のフロー図である。

【図３】コンディショニング工程図である。

【図４】試料注入を示す図である。

【図５】吸着工程図である。

【図６】洗浄工程図である。

【図７】水分除去工程図である。

【図８】脱着工程図である。

【図９】測定を示す図である。

【図１０】再生工程図である。

【図１１】カートリッジカラムの評価を示す図である。

【図１２】装置の系統図である。

【図１３】コンディショニング工程図である。

【図１４】試料注入を示す図である。

【図１５】吸着工程図である。

【図１６】洗浄工程図である。

【図１７】水分除去工程図である。

【図１８】脱着工程図である。

【図１９】測定を示す図である。

【図２０】再生工程図である。

【図２１】カートリッジカラムの評価を示す図である。

【図２２】コントロールを取り付けた場合の装置の系統
図である。

【図２３】コントロールを取り付けた場合の装置の系統
図である。

【図２４】評価器として圧力センサを取り付けた再生工
程図である。

【図２５】目詰まりが検知された場合の流路図である。

【符号の説明】

Ａ…固相抽出装置、Ｂ…オートサンプラ部、Ｃ…測定
部、Ｄ…評価部、Ｅ…固相カラム部、１，２，３…グラ
ジェントポンプ、４…アスピレーター、５，６，８，１
５…バルブ、７，９…送液管、１０…カートリッジカラ
ム、１１…上部固定クランプ、１２…下部固定クラン
プ、１３…排液管、１６…コントローラー、１７−２…
圧力センサ、１８…ポンプ、ａ液…コンディショニング
液、ｂ液…コンディショニング液、および洗浄液、ｃ液
…脱着液、ｄ液…溶離液、ｅ液，ｆ液…再生液。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】充填剤のコンディショニング工程，目的成
   分を充填剤に吸着させる吸着工程，妨害物質などを除去
   する洗浄工程，カ−トリッジカラム内の水分を除去する
   水分除去工程，目的成分を脱着させる脱着工程，充填剤
   を再生する再生工程、を順次行うことを特徴とする固相
   抽出カラム再生機能付き自動固相抽出装置。
2. 【請求項２】請求項１において、試料中の目的成分を吸
   着する充填剤を充填した多数のカ−トリッジカラムとカ
   −トリッジカラムを周囲に等間隔で取り付けて所定のピ
   ッチで間欠的に回転させ、かつ上記の各工程を行えるよ
   うに切り換えるカートリッジリングとバルブおよびカー
   トリッジカラムを固定する上部固定クランプと下部固定
   クランプおよび前記カートリッジカラムに切り換え接続
   されて各工程に必要な送液を行うように前記上部固定ク
   ランプおよび下部固定クランプに接続された送排液系と
   前記カートリッジリングを所定のタイミングとピッチで
   間欠回転させてまたバルブを切り換えることにより前記
   各工程を順次行うように、各カートリッジカラムと各送
   排液を切り換え接続する機構を備えたことを特徴とする
   固相抽出カラム再生機能付き自動固相抽出装置。
3. 【請求項３】請求項１において、再生工程時にカートリ
   ッジカラムの評価を行うことを特徴とする固相抽出カラ
   ム再生機能付き自動固相抽出装置。
4. 【請求項４】請求項１において、再生工程時にカートリ
   ッジカラムの評価を行った後、評価された状況を表示す
   る機能を備えたことを特徴とする固相抽出カラム再生機
   能付き自動固相抽出装置。
5. 【請求項５】請求項１において、再生工程時のカートリ
   ッジカラムの評価においてその方法として光学検出，圧
   力検出等の検出方法のうち、いずれか一つまたは複数の
   組合せによりカートリッジカラムの異常を検知すること
   を特徴とする固相抽出カラム再生機能付き自動固相抽出
   装置。