JPS5838856A - 自動化された液体クロマト装置 - Google Patents

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】 本発明は、自動化され九液体りロマト装ｒＩｔＫ関する
ものである。

液体クロマト装置は、ガスクロマド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った。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
監視や液漏れチェック等の管理を操作者の手に委ねてい
たことに帰因する。

本発明は、これらの点に着目し装置を自動化するととも
・Ｋ、カラム内への空気の流入の防止その他異常を監視
する集中制御機構を備えた液体クロマト装置を提供する
ものである。

以下、本発明装置を、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
（）（ｂＡｌｃ）を測定する場合につき説明するが、被
測定物質はＨｂＡ１ｃＫ限定されるものでないことはい
うまでもない。

ＨｂＡｌｅ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
って、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った。

即ち、個々に独立したオートサンプラー、グラジェント
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Ｉｆｉ佃々が汎用なものであるた
めＫ、特定の項目、例えばＨｂＡｘｃ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七が非常に手
間＋あったり、場合によっては設定不能となり、また各
装置間のタイ２ング調整や条件設定等その作業は極めて
煩雑であった。

更（、別な問題として、装置を無人状態で自動測定する
Ｋ１−１、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、溶離液がなくなれは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
かったり、目詰りのために圧力が異常に上昇し友場合に
も警報を発して送液全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
ロマトグラフィー法も紹介されており、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
トグラフイニ法の如くやっ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
った。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、前もって適当な緩衝
液でカラムを平衡状態にしておく必要があり、測定に先
立って数十分の予備送液を必要とするなどの問題がある
。

本発明は、以上に述ぺた欠点間聰点を改善し、連続的に
多数の試料を自動測定できる、省力化され九操作性の良
い液体クロマト装置を提供することｔ目的とし、また、
多数の試料中のＨｂＡｌｃの分画定量を簡単な操作で確
実に且つ精度よく行なえる自動化された液体クロマト装
置を提供することを目的とする。

以下５本発明を図面に示す実施例に基づｉて詳細に説明
する。

第１図は装置全体を示すブロック図の１例であり、本装
置は吸引ノズルａυ、該吸引ノズルａ珍からドレインタ
ンクα埠に至る送液系ａｉｔ−含む試料導入部（１）、
試料供給部（２）、送液系餞の中間に組み込まれる試料
注入パルプ（３）、溶離液θ珍・（６）、溶離液用送液
ポンプ０７）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）、各部各装電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ュータ
−（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）の試料テーブルシυに、試料液
（２）・・・の入った試料カップ（ハ）・・・を載置し
、マイクロコンピュータ−（７）に連なる入力装置（７
１）により、日付や検体数等を入力指定したのち、スタ
ートスイッチ（７２）ｔ”押して測定を開始する。マイ
クロコンピュータ−（７）からの指示により、モーター
（ハ）ひいては試料テーブルＣ！υが間欠回転し、第１
の試料液（２）を入れた試料カップ（至）が吸引ノズル
（１１）の吸引位置に移動する。

吸引ノズル（１１）＃′ｉ、吸引ポンプａ４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（８
１）中の洗浄液（８２）を吸引し、吸引ノズル（ＩＩ）
および流路即ち送液系Ｉの洗浄を行なう。尚洗浄槽（８
１）Ｖ！洗浄液供給ポンプ（８３）Ｋより常時新鮮な洗
浄液で充たされており、あふれた洗浄液はドレインポン
プ（８４）　Ｋよりドレインタンクαつに排出される。

図中（８５）・（８６）ｕ洗浄液用パイプであり、各ポ
ンプ（８３）・（８４）＃ｉ一体に駆動されるチューブ
ポンプである。冑、ドレインポンプ（８４）は用いず自
然排液させてもよい。また吸引ポンプａ◆もチューブポ
ンプである。

次いで、吸引ノズル■は試料吸引位置（第１図）へ移動
し、試料液＠を一定時間連続して吸引すムこれら吸引ノ
ズルαυとその駆動機構（２）、吸引ポンプ（１４およ
び送液系峙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０１．ポンプ（８３）−（８４）
の動作はマイクロコンピュータ−（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ａ１ｉ１
．次の試料を吸引する指令がくるまで再び洗浄液、と空
気を所定の動作で吸引している。

吸引された試料液＠は送液系ａ１を通って試料注入パル
プ（３）　Ｋ流入するか、この際カラムに空気層が混入
しないように、送液系ａｓ　Ｋ　＃ｉ導通検知手段■が
設けられている。仁れは一対の電極１η・Ｉ（図示のも
のは試料注入パルプ（３）の前後にわたって設けられて
いる）と検知回路ａｌｌより成り、両電極ａη・ａη間
の導通を監視しており、その信号をマイクロコンピュー
タ−（７）に送っている０そして、第２図に示すように
、両電極ａη・０９間に導通がある、即ち両電極間が試
料液（ハ）で充たされていれば、試料注入パルプ（３）
のループＡ−Ｂ間も一定量の試料で充ちていることにな
る。従って、両電極間に導通ありの信号をマイクロコン
ピュータ−（７）が受けて試料注入パルプ（３）ｔ−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１６〜０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）Ｋ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＠には前もって必要量の電解質
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α４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Ｕ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・七導通はおこらずバル
ブ（３）の切換えも行なわれない。冑、１対（２個）の
電極ａη・ａｎｈ、共に試料注入パルプ（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（ｌ瞳
で確認してから導通信号を発するようにする。両電極（
ｌ？）・Ｉが試料注入パルプ（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。更に試料注入パル
プ（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ｔｅＦｉ、導電性の円筒からなる２つ
の電極αη・αηに各々非導電性の送液チューブを接続
し、電極間に電圧を負荷して抵抗値をモニターするもの
であって、所定の抵抗値以上の場合ＫＦＪ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。従って、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パルプ（
３）　ｔｉｔ切換えられない。電極としては他の形状例
えば針状のものを送液系のチューブに差し込んで用いる
ようにしてもよいし、導通のチェックも他の形式のもの
を用いても良い。

次に溶離液供給５（４）は、溶離液（本例でＦｉ２種類
）Ｇｉｎ・（４邊を入れる容器Ｃ３・（４槍、デガツサ
ー（４９、切換えパルプ（４０、送液ポンプ（４７）、
圧力計（ハ）よりなる。そして、送液ポンプ（４？）ハ
吸入側（４７ａ　）に切換えパルプ禰およびデガツサー
（４！ｊ　１に介して各溶離液容器（ハ）・（財）（接
続され、吐出側（４７ｂ）　ｉｉ圧力計（ハ）を介して
試料注入パルプ（３）に接続されている。溶離液切換え
パルプ（ハ）は、低圧側に配置されているので通常の簡
単な構造のピンチパルプ等を用いることができ、ま九そ
の切り換えのタイミングはマイクロコンピュータ−（７
）の指令により自動的に行なわれる。デガッサー（４う
け、各溶離液（４０・（転）を加熱して発生したガスを
上方のボートから逃がす仕方で溶存空気を除去する。ま
た、デガツサー０→内の非導電性の各溶液溜り（４５ａ
）・（４５３）ＫＨ一対の針状電極（４５ｂ　）・（４
５ｂ）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・しくけ・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ュー
タ−に送り、１つでも溶離液無しの信号を得た場合には
送液ボンフ（４？）を停止させる。従ってカラム（５）
へ空気ヲ送り込むことは完全に防がれる。電極の形状や
導通のチェック方式は他のものを用いても良いことは勿
論である。圧力針は、例えば、ひずみゲージを利用した
もので、ブリッジ回路を通して送液ポンプ−以降の圧力
管監視し、その信号ｔマイクロコンピュータ−に送り、
設定された圧力を超えた場合には直ちに送液ポンプ＠η
を停止させる。

一方溶離液は、例えばＨｂＡ１ｅ測定の場合、ＰＨある
いはイオン強変等の異なった！及び■の２種を用い、■
液＠力でＨｂＡｌ、、ＨｂＡ１ｂ％ＨｂＡ１ｃ等の分画
を溶出させ、■液に）でメジャーコンポーネントｆｉ　
ｂＡ　ｏを溶出させる。スタートスイッチ（７２）が押
されると、試料液（２）が試料注入パルプ（３）内３に
導入されるｔ共に、マイクロコンピュータ−（７）　ノ
指示により切換えパルプ−が■源側に切シ換わり、溶離
液！卿を一定時間送液し、試料注入パルプ（３）に試料
液（２）が導入されていることを確認してから自動的に
注入パルプ（３）が切り換わり試料液（２）がカラム（
５）内に注入される（ｇＩＪ２図、ｖＪ３図）。試料注
入パルプ（３）内に試料液が充たされていなかった場合
には試料注入パルプ（３）Ｆｉ切り換わらず、試料チー
グルＯａが回転して次の試料液がサンプリングされる。

この場合、畜１の測定が行なわれなかつ念ことがプリン
ター等の表示部（９）に記録される。試料注入パルプ（
３）が切り換わってカラム（５）Ｋ試料液全注入してか
ら一定時間経つと、試料注入パルプ（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。

カラム（５）内に試料液を注入し念後は、マイクロコン
ピュータ−（７）の指示により、１液＠１）ヲ約３〜５
分間送液しく第１ステツプ）、切換えパルプ−を切り換
えて璽液（４２を約２〜５分間送液しく第２ステツプ）
、更に切換えパルプ（転）を■液＠にして約５〜８分間
送液しく＄３ステップ）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
に入った時点で試料テーブルＣａｔ回転させ次の試料液
を試料注入パルプ（３）内に導入する。以下試料の数だ
け第１ステップから第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、試料注入パルプ（３）Ｋ計数器（図示略）ｔ
−接続し、該パルプ（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）Ｋ注入されたかによっ
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％／％。

カラム（５）ハ、安定した分離能を維持するために、周
囲温度の影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ィルタ−（５２）を配
置しである。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、更に流量針
（８７）、排出パイプ（８８）ｔ−経てドレインタンク
輪（排出される。流量計（８７）ｔ；ｊマイクロコンピ
ュータ−（７）　Ｋ　１１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き液濱れがあったとし
て警報を発し送液ポンプ０ηをストップさせる。

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ッ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）ｔ−通ったのちビームスプリッタ−（
６３）で分割され、分光フィルター（６４）・（６４）
’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）Ｋ人いり更に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
、正常なりロマトグラムが得られたかどうかを判定する
。異常なり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。更罠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）Ｋ表示する。これ
らの演算処理等は全てマイクロコンピュータ−（７）ｃ
ｚ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、つづい
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九時には、マ
イクロコンピュータ−（７）の指示により、切換えパル
プ＠七測定中の切換え時間（約２〜８分）Ｋ比べて短か
い時間（約５〜３０秒）で交互に切り換えなから送液ポ
ンプ（４′ｔ）のデッドボリュームを利用して２液Ｑａ
−（転）を混合し、所定の時間送液を行ない、カラム（
５）内Ｋｔ液と■液の混合液を充たしたあと送液ポンプ
−を停止させる。この混合液はカラム（５）　ｔｌ−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てもな
い。

以上詳述したように、本発明によれば試料液がなかった
り試料導入手段の異常により試料注入パルプ内に試料液
が充たされていない時でも、誤ってカラム内に空気を注
入することなく、正確なヘモグロビンＡ　１　ｃの分画
測定が可能となる。更に、測定中に圧力や流量に異常が
生じたり、溶離液がなくなった場合には自動的に警報を
発して送液を停止するため装置の破損や測定不良状態が
防がれるとともに、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巾に上げること
ができる。更に測定前に、カラムに％定の液を流して平
衡状態に保つという準備操作も不要となり、準備時間を
短縮した操作性の優れた自動分析を可能とするものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１例を示すグミツク図、第２図および
第３図は試料注入パルプ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・・・試料注入パルプ、４・・
・溶離液供給部、４１・４２・−・溶離液、４５・・・
デガツサー、４６・・・切換パルプ、４７・−・送液ポ
ンプ、４８・・・圧力針、５・・・カラム、６・・・光
学系、７・・・マイクロコンピュータ−１８１・−・洗
浄槽、８７・・・流量計、９・・・表示部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　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、複数の試料カッ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七、複数の溶離液
   を切り換えるための切換パルプと、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、上記送
   液系の試料注入パルプ近傍に、試料液と空気の電導度の
   差から該試料注入パルプ内に試料液が充たされているか
   否かを検知するべく、複数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
   少時るマイクロコンピュータ−の指令によ多試料注入パ
   ルプを自動的に切り換えるよう構成したことを特徴とす
   る自動化された液体クロマト装置。 ２　吸引ノズルの吸引位置近傍に洗浄槽を設けるととも
   に、吸引ノズルは、各試料液を吸引する中間において、
   洗浄槽中の洗浄液を導通検知手段の電極間隔より短かく
   空気層で分断して吸引するようその動きをマイクロコン
   ピュータ−で制御されるものである特許請求の範囲第１
   項記載の自動化された液体クロマト装置。 ３　溶離液切換えパルプと各溶離液容器の間にデガツサ
   ーを配置し、該デガツサーは各溶離液の有無を検知する
   ための導通検知電極を有しており、いずれかの溶離液が
   所定量以下の場合導通なしの信号を発し、マイクロコン
   ピュータ−の出力信号により送液ポンプを停止させ・る
   よう構成されてなる特許請求の範囲第１項ｆ７ｔは第２
   項記載の自動化された液体クロマト装置。 ４　試料注入パルプＫＶｉ、試料注入回数を積算する計
   数器を接続してなる特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の自動化された液体クロマト装置。 ５　溶離液切換バルブは、測定時においては目的成分の
   分離を良好に行なわしめるべく各溶離液を順次カラムに
   送るように所定間隔をおいて切り換えられ、全ての試料
   の測定終了後は全ての溶離液の混合液をカラム内に充填
   さすべく測定時より短かい間隔で繰り返し切り換えられ
   且つ一定時間送液するよう制御されるものである特許請
   求の範囲第１項、第２項、４！Ｉ３項または１１１！４
   項記載の自動化された液体クロマト装置。 ６　送液ポンプとカラムの間好ましくは送液ポンプの吐
   出側近傍に圧力計を、カラムの流出側以降好ましくは測
   定後の液体を排出する排出部に流量計を夫々設叶、圧力
   計の指示値が所定の値以上になるか流量計の指示値が所
   定の値以下（なった場合マイクロコンピュータ−の指令
   により送液ポンプを停止させるよう構成されてなる特許
   請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項または第５
   項記載の自動化された液体クロマト装置。