WO2014132687A1 - オートサンプラ - Google Patents

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WO2014132687A1
WO2014132687A1 PCT/JP2014/050588 JP2014050588W WO2014132687A1 WO 2014132687 A1 WO2014132687 A1 WO 2014132687A1 JP 2014050588 W JP2014050588 W JP 2014050588W WO 2014132687 A1 WO2014132687 A1 WO 2014132687A1
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WO
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sample
volume
injection
autosampler
vial
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Application number
PCT/JP2014/050588
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English (en)
French (fr)
Inventor
森川　毅
努 大古場
Original Assignee
株式会社島津製作所
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
    • G01N30/24—Automatic injection systems
    • G—PHYSICS
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    • G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N2030/022—Column chromatography characterised by the kind of separation mechanism
    • G01N2030/027—Liquid chromatography

Definitions

  • the present invention relates to an autosampler, and more particularly to an autosampler for injecting a sample into a sample concentrator using a trap column or an analyzer such as a liquid chromatograph equipped with such a sample concentrator.
  • the present invention relates to a control technique of an autosampler for injecting a single component fractionated by a preparative LC (liquid chromatograph).
  • Concentration with a trap column is often used because concentration can be performed using a vacuum evaporator, but additives can be removed by using a removal column in combination (see Patent Document 1).
  • Dilution can also be performed when preparing the sample, but if the sample volume after dilution becomes too large, the processing becomes difficult, so online dilution is performed.
  • online dilution a flow path similar to the flow path configuration in the sample concentrator as shown in FIGS. 1 and 4 is used as an example.
  • the high pressure valve 2 is switched to the injection position in which the sample loop 4 is incorporated in the main flow path including the sample push section 5 and the trap column 8, and in FIG. 4, the high pressure valve 2 is switched to the syringe pump 3 and the sampling.
  • the metering position including the needle 30 is switched to the metering position in which the sample loop 4 is incorporated.
  • the high pressure valve 2 is switched from the idling state (the high pressure valve 2 is the same as the injection position in FIG. 1) to the sample weighing state in FIG.
  • the sample is sucked and introduced into the sample loop 4.
  • the high pressure valve 2 is switched to the injection state of FIG. 1, and the sample in the sample loop 4 is pushed out of the sample loop 4 by the mobile phase sent from the sample push unit 5.
  • the sample is diluted by being mixed with a diluent (usually the same composition as the mobile phase) sent from the make-up unit 6 in the three-way joint 7 of the main flow path, and is guided to the trap column 8 and trapped. .
  • a diluent usually the same composition as the mobile phase
  • FIG. 3 shows an example of fractionation of two component peaks by the fractionation system.
  • the peak of component B (retention time 5.8 minutes) overlaps with tailed component A (retention time 5.7 minutes).
  • the vial capacity reaches the upper limit in 0.1 minutes.
  • fraction 9 since fraction 9 has reached the maximum fraction volume of vial # 1 of 10 mL, it switches to fraction 10 and then rises to the peak of component B before reaching the maximum fraction volume of vial # 2 of 10 mL. Is detected and switched to the fraction 11, and when the falling edge of the peak of the component B is detected, it can be seen that the screen is switched to the fraction 12.
  • fractions 9, 10, and 12 which are single components, are injected as samples into a concentration system using a trap column and concentrated.
  • sample injection and analysis processing are programmed in a table called a batch table (sometimes referred to as a sequence table or a sample set).
  • a batch table sometimes referred to as a sequence table or a sample set.
  • One row of the batch table corresponds to one analysis, and each row includes the sample vial position, sample volume, and other analysis conditions.
  • analysis conditions include an analysis initial parameter set and an injection pre-processing program that customizes the operation of the autosampler 1 (usually called a pre-processing program. If not customized, a standard pre-processing operation is programmed internally.
  • a time program (sometimes referred to as an event or an event program), etc., and is usually stored in a parameter set called a device method.
  • the preprocessing program may be specified by a batch table independently of the device method.
  • the processing of one line of the batch table consists of downloading the sample vial position, sample volume, and other analysis conditions to the device (downloading), executing the preprocessing program (preprocessing execution), executing the time program and chromatogram It is performed in the order of recording start (analysis execution).
  • injection means that, after introducing one sample into the sample loop 4 by the pretreatment program, the high-pressure valve 2 is switched to the injection position, and the sample loop 4 is connected to the main flow path.
  • an event signal electrical signal, communication command, software command
  • injection means that, after introducing one sample into the sample loop 4 by the pretreatment program, the high-pressure valve 2 is switched to the injection position, and the sample loop 4 is connected to the main flow path.
  • an event signal electrical signal, communication command, software command
  • the “injection” process of one sample is performed by the pre-processing program, the sample push unit 5 and the makeup unit 6 are controlled by the time program, and the sample is fixed to the trap column 8.
  • an event signal is generated to start the transfer of the mobile phase and the diluent by the sample push unit 5 and the make-up unit 6 in the time program.
  • the high-pressure valve 2 is switched after outputting and waiting for the liquid to stabilize.
  • “loading” means that the high pressure valve 2 is not switched after the sample is introduced into the sample loop 4 by the preprocessing program.
  • “loading” means that the high pressure valve 2 is not switched after the sample is introduced into the sample loop 4 by the preprocessing program.
  • an event signal is output by the preprocessing program and the time program is started, but the sample push unit 5 and the makeup unit 6 do not need to operate. Therefore, the time program ends immediately.
  • the time program is completed promptly, even the autosampler 1 that cannot output an event signal unless the high-pressure valve 2 is switched can perform processing equivalent to “loading” in the “injection” processing, but the detailed explanation here is omitted. To do.
  • the device method for sample push up to the N-1th row and the device method for injection of the Nth row are prepared and combined.
  • the sample push device method of fractions 9 and 10 one sample is “loaded” by the preprocessing program, and in the injection device method of fraction 12, one sample “ Injection "until the sample is fixed to the trap column 8.
  • the processing content of the device method for injection is the same as the processing content of the device method of (a).
  • the samples of fractions 9 and 10 are sent to the trap column 8 together with the sample of fraction 12.
  • the preprocessing program performs “loading” of a fixed capacity of 1 sample and an indefinite capacity of 1 sample (capacity is specified in the batch table), and fraction 12
  • injection of an indefinite volume of one sample (the volume is specified in the batch table) is performed by the preprocessing program, and the sample is fixed to the trap column 8.
  • the processing content of the device method for injection is the same as the processing content of the device method of (a).
  • Fractions 9, 10, and 12 are programmed as 1 row, 2 loading, and 1 injection, and the volumes of fractions 9, 10, and 12 are individually set by the autosampler pre-processing program included in the instrument method. Customize to “load” and “inject”.
  • the apparatus method performs “loading” for each of the samples of fractions 9 and 10 in the preprocessing program, performs “injection” for the sample of fraction 12, and performs fixing until the trap column 8 is fixed.
  • the processing content after the introduction into the sample loop 4 is the same as the processing content of the apparatus method of (a).
  • the make-up unit 6 needs to send a diluting solution several times the actual sample injection amount.
  • the “actual sample injection amount” introduced into the sample loop 4 and injected into the main channel is the total sample volume when no special pretreatment is required, and pretreatment such as mixing of additives is performed. In this case, it is a volume obtained by adding the volume of the additive to the total sample volume, and it is difficult to specify in advance. For this reason, normally, instead of “actual sample injection amount”, the “maximum sample injection amount” is defined from the volume of the sample loop 4 and the number of injections into the main flow path, the maximum fraction volume, and the maximum number of fraction vials. .
  • liquid chromatographic analysis The main purpose of liquid chromatographic analysis is separation and analysis, and the retention time of the sample does not depend on the sample volume, and only the tailing factor that determines the elution range of the sample depends on the sample volume. For this reason, when using a specific sample, the analysis time in the liquid chromatograph analysis may be regarded as constant without depending on the sample volume.
  • the device control of the liquid chromatograph analyzer can be programmed with the analysis time and time program (also called event or event program) in the instrument method, but it depends on the actual sample injection volume. Control such as operating the liquid pump is not possible.
  • the pump is controlled by switching the instrument method prepared for each sample volume range and controlling the pump at the time calculated for the maximum sample injection volume. Is used.
  • the maximum sample injection volume is 50 mL, the dilution rate is 5 times, and no additives are mixed, 250 mL of solvent (mobile phase + diluent) is required per sample, of which 225 mL of solvent is wasted. It will be consumed.
  • fractionation volume of the sample concentrated by the trap column and the number of fractions depend largely on the concentration of the sample, the retention time, and the degree of separation from other components, and cannot be determined in general. The reason is as follows.
  • the retention time can be changed by changing the mobile phase composition at the same flow rate.
  • the number of fractions of a single component peak varies depending on the liquid feeding conditions.
  • the fraction of single component peaks also varies from sample to sample.
  • the fraction volume and number of fractions excluding interfering component peaks of the multi-component peak are also different from sample to sample. This is because the peak width and peak overlap differ depending on the sample.
  • the sample volume is not known, and in some cases it evaporates or falls below the volume that can be aspirated with an autosampler (the solvent always remains at the bottom of the vial when aspirated) Therefore, it is difficult for the user to input the sample volume appropriately, and therefore troubles such as injecting bubbles also occur.
  • the sample concentration method described above is an example, and the method for specifying the fraction volume and the number of fractions to be concentrated by the trap column and the method for controlling the liquid feed pump according to the actual sample injection amount are described in the present invention.
  • an object of the present invention is to make it possible to know the actual sample injection amount without depending on the batch table or the programming method of the apparatus method.
  • the autosampler of the present invention includes a flow path switching valve to which a sample push unit and an analysis flow path are connected, a sample loop connected to the flow path switching valve, a sampling needle connected to the flow path switching valve, A metering pump connected to the flow path switching valve; and a controller for controlling the operation of the flow path switching valve and the metering pump.
  • the control unit configures the flow path for the sample push in which the flow path switching valve injects the sample of the sample vial from the sampling needle to the sample loop by the metering pump, or is injected into the sample loop.
  • An injection / liquid transfer control unit that switches the flow path switching valve so as to form a flow path for liquid transfer to the analysis flow path with the solvent from the sample push section, and injection into the sample loop
  • an injection amount integration unit that integrates the injection amount of the same sample component.
  • accumulating part example is based on the instruction
  • the injection amount is integrated.
  • control unit takes in a sorting condition or a sorting result when a sample is taken into the sample vial from a sorting device, takes in a sample residual liquid amount setting input to the control unit,
  • An injectable volume calculation unit that calculates an injectable sample volume for each sample vial based on the fraction information selected by the user is further provided.
  • an example of the injection / liquid feeding control unit is configured such that the metering pump sucks the sample in the sample vial within the range of the injectable capacity calculated by the injectable capacity calculation unit for each sample vial. Is preferably configured to issue a command.
  • the injectable sample volume can be automatically calculated from the fractionation result, the user's load for creating the batch table can be reduced.
  • the autosampler includes a sensor that detects the sample volume present in the sample vial.
  • the control unit further includes an injectable volume calculation unit that takes in the sample volume detected by the sensor and calculates an injectable sample volume for each sample vial, and the injection / liquid feeding control unit
  • the metering pump is configured to instruct the metering pump to inhale the sample in the sample vial within the range of the injectable capacity calculated by the injectable capacity calculator for the vial.
  • the injectable capacity for each sample vial can be automatically calculated based on the signal acquired from the sensor, so that the user can reduce the load of creating the batch table and the volume is uncertain due to evaporation or the like. Since no sample exceeding the injectable volume is injected even for a small sample, it can be injected into the sample loop without mixing bubbles.
  • the autosampler of the present invention includes an injection amount integration unit that integrates the injection amount of the same sample component injected into the sample loop, it includes the total sample volume and additives, etc., to which processing such as dilution is input This can be performed according to the actual sample injection amount.
  • the sample concentration method using the trap column described in the prior art can be mentioned.
  • the amount of mobile phase sent from the sample push unit and the amount of diluent sent from the make-up unit depend on the actual sample injection amount.
  • the consumption of mobile phase and diluent can be minimized.
  • FIG. 1 and FIG. 4 schematically show a sample concentrator equipped with an auto sampler 1 of one embodiment.
  • the sample concentrator is a device that injects a sample and traps (captures) it in a trap column.
  • the autosampler 1 for injecting a fixed amount of sample, the trap column 8, and the sample injected by the autosampler 1 are used.
  • Makeup that compensates the diluted solution by the sample feed unit 5a and 6b and the sample push unit 5 that sends the sample to the trap column 8 and the sample pushed out by the sample push unit 5 by the make-up solution pumps 6a and 6b
  • a controller 15 that controls the operations of the autosampler 1, the sample push unit 5, and the make-up unit 6.
  • the autosampler 1 includes an autosampler control unit 50 that controls the operation of the autosampler 1.
  • the sample concentrator may be incorporated into the liquid chromatograph as part of the liquid chromatograph.
  • the trap column 8 is separated from the concentrator by the flow path switching valve and connected to the analysis system, and the sample trapped in the trap column 8 is eluted by the elution liquid feed pump and analyzed by the column.
  • the sample concentrator includes such a form, description of parts other than the concentrator is omitted in the embodiment.
  • a sample loop 4 is connected between two ports of a high-pressure valve 2 as a flow path switching valve, a sampling needle 30 is connected to the other port of the high-pressure valve 2, A syringe pump 3 as a metering pump is connected to the port.
  • a sample push unit 5 is connected to another port of the high-pressure valve 2, and a trap column 8 is connected to another port of the high-pressure valve 2.
  • the sample in the vial (sample container) 32 is sucked into the sample loop 4 from the sampling needle 30 by the syringe pump 3 (FIG. 4), and the sample sucked into the sample loop 4 is switched by switching the high-pressure valve 2.
  • Liquid is sent to the trap column 8 by the solvent from the sample push section 5 (FIG. 1).
  • a drain valve 13 is connected between the syringe pump 3 and the high pressure valve 2. After the injection process, the mobile phase drawn into the metering flow path of the syringe pump 3 from the sample loop 4 when the sample is sucked is discharged from the drain valve 13.
  • a cleaning port 34 is disposed to clean the sampling needle 30, and a cleaning liquid 36 is connected to the syringe pump 3 via a switching valve 35.
  • the sampling needle 30 is inserted into the cleaning port 34 and the cleaning liquid is supplied to the syringe pump 3 via the switching valve 35. Then, the switching valve 35 is switched, and the cleaning liquid sucked into the syringe pump 3 is discharged from the sampling needle 30 for cleaning.
  • the flow path configuration of the autosampler 1 may be other configurations.
  • the syringe pump 3 having an independent flow path may be directly connected to the sampling needle 30, the injection port may be connected to the other port of the high pressure valve 2, and the sample may be pushed into the sample loop 4.
  • the sample loop 4 is connected to one port of the high pressure valve 2, the sampling needle 30 is directly connected to the tip thereof, the syringe pump 3 having an independent flow path is connected to the sampling needle 30, and the high pressure valve 2
  • the injection port is connected to another port, and after the sample is sucked into the sample loop 4 from the sampling needle 30 by the syringe pump 3, the sampling needle 30 is inserted into the injection port and the total amount of the sample in the sample loop 4 is measured.
  • a configuration for injecting into the flow path may be used.
  • the sample push unit 5 is provided with two sample push liquid feed pumps 5a and 5b, and these liquid feed pumps 5a and 5b are connected to the high pressure valve 2 in parallel. Alternatively, a mixed solution thereof can be supplied. However, the sample push unit 5 may be provided with only one liquid feed pump. Each of the liquid feed pumps 5a and 5b can suck four types of solvents, but the number of solvents is not limited to this, and may be any number or one.
  • a three-way joint 7 is provided in the flow path through which the sample is sent from the high-pressure valve 2 to the trap column 8, and the make-up unit 6 is connected via the three-way joint 7.
  • the makeup unit 6 compensates for the diluted solution in order to dilute the sample.
  • the make-up unit 6 is also provided with two liquid feed pumps 6a and 6b, and these liquid feed pumps 6a and 6b are connected to the high-pressure valve 2 in parallel.
  • the liquid mixture can be supplied as a diluent.
  • the make-up unit 6 may be provided with only one liquid feed pump.
  • Each of the liquid feed pumps 6a and 6b can suck four types of solvents, but the number of solvents is not limited to this, and may be any number or one.
  • the controller 15 may be realized by this concentrator or a dedicated computer for liquid chromatography equipped with this concentrator, or may be realized by a general-purpose personal computer. Further, it may be realized by both a dedicated computer and a personal computer.
  • the autosampler control unit 50 of the autosampler 1 is a dedicated computer and includes an injection / liquid feeding control unit 52 and an injection amount integrating unit 54 as shown in FIG.
  • the injection / liquid feeding control unit 52 includes a high-pressure valve 2, a sample push channel configuration for injecting the sample of the vial 32 from the sampling needle 30 to the sample loop 4 by the syringe pump 3, and the sample injected into the sample loop 4. Is switched between the flow path configuration for feeding the liquid to the analysis flow path with the solvent from the sample push section 5.
  • the injection amount integration unit 54 integrates the injection amount of the same sample component injected into the sample loop 4.
  • An example of the injection amount integrating unit 54 is to integrate the injection amount based on a command to the syringe pump 3 when the injection / liquid feeding control unit 52 injects the sample of the vial 32 from the sampling needle 30 into the sample loop 4 by the syringe pump 3. To do.
  • the autosampler control unit 50 of the autosampler 1 may further include an injectable capacity calculation unit 56.
  • the injectable capacity calculation unit 56 takes in the sorting conditions or the sorting result when the sample is taken into the vial 32 from the sorting device, takes in the sample residual liquid amount setting input to the autosampler control unit 50, and The injectable sample volume for each vial 32 is calculated based on the fraction information selected by.
  • the injection / liquid feeding control unit 52 sets the syringe pump 3 to the sample of the vial 32 within the range of the injectable capacity calculated by the injectable capacity calculation unit 56 for each vial 32. Configured to instruct the syringe pump 3 to inhale
  • the auto sampler 1, the sample push unit 5, the make-up unit 6, and the controller 15 may be integrated, or may be separate units.
  • the controller 15 controls the liquid pumps 5a and 5b for sample push, the liquid pumps 6a and 6b for make-up, and other units depending on the injection amount notified from the autosampler controller 50 of the autosampler 1. Process.
  • a trap concentration process depending on the injection amount is performed.
  • the injection amount notified to the controller 15 by the autosampler control unit 50 of the autosampler 1 is the injection amount integrated by the injection amount integration unit 54, but it may be the sample volume input to the autosampler control unit 50. If the additive is added, mixed, or diluted by the pretreatment program, the volume may be taken into account.
  • the time program is started in the preprocessing program, liquid feeding of the liquid feeding pump of the sample push unit 5 is started, and the sample is injected after the liquid feeding is stabilized.
  • the liquid feed pump is also fed during idling, and in the pretreatment program, the time program is started at the same time as the injection is possible, and the sample push unit 5 and the make-up unit 6 are fed. Needless to say, it is also possible to start feeding the liquid pump and quickly inject the sample.
  • Fig. 6 shows the pretreatment program and batch table for calculating the sample injection amount of the sample fractionated into one vial and performing sample injection.
  • the procedure for injecting the fractionated sample into one vial is programmed by a single fraction batch table 17 that specifies the method including the pretreatment program 16 and the position of the sample fractionated into one vial.
  • the sample in addition to aspiration of the sample into the sample loop 4, the sample is moved by movement within the sample loop 4, aspiration of additive and mixing in the vial 32, aspiration of air, bubbling in the vial 32, Since the suction and discharge of the additive and air are repeated, a program command is used to calculate in which section of the pretreatment program the sample injection amount is integrated when the suction operation is performed.
  • the device method for controlling the sample concentrator is downloaded from the controller 15 to the autosampler 1, the sample push unit 5, the make-up unit 6, and other necessary units (Download method).
  • the device method includes parameters for controlling the autosampler 1, the sample push unit 5, and the make-up unit 6, as well as a time program, a pre-processing program, and the like.
  • the time program and the preprocessing program may be executed by the controller 15 or may be executed by the autosampler 1, the sample push unit 5, and the make-up unit 6, respectively.
  • the pre-processing program is a program including sequential execution instructions included in the apparatus method.
  • Addition / mixing or dilution of additives in the vial 32, discharge of the mobile phase of the metering flow path of the syringe pump 3 after injection, sampling needle In addition to operations such as washing of the flow path from the high pressure valve 2 and the sampling needle 30 to the sampling needle 30, if necessary, the sample position for sucking the sample with the autosampler 1 normally specified in the batch table and the volume to be sucked in are set. Includes rewriting operations.
  • the time program determines the timing (command execution analysis elapsed time) for controlling the operations of the autosampler 1, sample push unit 5, make-up unit 6 and other necessary units after the start signal is output (after analysis is started).
  • timing command execution analysis elapsed time
  • sample push unit 5 sample push unit 5
  • make-up unit 6 make-up unit 6
  • other necessary units after the start signal is output (after analysis is started).
  • the controller 15 downloads sample information such as the vial position and injection amount of the sample to the autosampler 1 (Download sample information).
  • the controller 15 instructs the autosampler 1 to start a pretreatment program (Run pre-treatment program).
  • the autosampler 1 switches the high-pressure valve 2 to the sample measurement position (state shown in FIG. 4) according to the contents of the preprocessing program, and starts the sample suction operation.
  • the autosampler 1 transmits an event signal for starting the time program to the controller 15 according to the contents of the preprocessing program (Event signal), and the controller 15 starts the time program (Run time program).
  • the event signal may be a digital signal generated by software or an analog signal such as a relay signal.
  • the controller 15 receives the event signal, and causes the sample push unit 5, the make-up unit 6 and other necessary units to execute an analysis operation including execution of a time program (Start pumps). This time is the starting point of the time program.
  • a time program Start pumps
  • the autosampler 1 notifies the controller 15 of an injection start signal and a sample injection amount when the high pressure valve 2 is switched to the injection position (state shown in FIG. 1) according to the contents of the preprocessing program (Injection Signal / Injection). Volume).
  • the controller 15 executes one line of the batch table 17 in order to trap the sample.
  • the control unit 50 of the autosampler 1 executes the preprocessing program 16 and sequentially performs the following processes in order to introduce samples into the sample loop 4.
  • the sampling needle 30 is moved directly above the vial 32 designated by the batch table 17 (vial command).
  • the sample volume specified in the batch table 17 is aspirated (aspir command).
  • An event signal is sent from the controller 50 to the controller 15 in order to start the liquid feeding of the sample push liquid pumps 5a and 5b and the make-up liquid feed pumps 6a and 6b and perform flow path purge (event) command).
  • the control unit 50 notifies the controller 15 that a sample is injected and analysis is performed, the high-pressure valve 2 is switched to the injection position (FIG. 1), and the integrated sample injection amount is notified to the controller 15 (s. inj).
  • the sample loop 4 and the sampling needle 30 are washed (irinse).
  • the controller 15 can control the sample push liquid pump 5, the makeup liquid pump 6, and other units according to the sample injection amount integrated in the preprocessing program. Omitted in the invention.
  • the procedure for injecting samples fractionated into multiple vials is based on a multi-fraction batch table 21 that specifies three methods, including pretreatment programs 18-20, and the positions of samples fractionated into multiple vials. Programmed.
  • the controller 15 executes the first line of the batch table 21 in order to trap the first sample.
  • the control unit 50 of the autosampler 1 executes the preprocessing program 18 and performs the following processing in order to introduce the first sample into the sample loop 4.
  • the sample volume specified in the batch table 21 is aspirated (aspir command).
  • the control unit 50 of the autosampler 1 notifies the controller 15 that the analysis is to be performed without injecting the sample, then switches the drain valve 13 to the drain position, purges the syringe 3, and then drains the valve 13 Is switched to the high-pressure valve 2 side (start command).
  • the controller 15 executes the second and third lines of the batch table 21 in order to trap the intermediate sample.
  • the control unit 50 of the autosampler 1 executes the preprocessing program 19 and performs the following processing to introduce an intermediate sample into the sample loop 4.
  • the sample volume specified in the batch table 21 is aspirated (aspir command).
  • the control unit 50 of the autosampler 1 notifies the controller 15 that the analysis is to be performed without injecting the sample, then switches the drain valve 13 to the drain position, purges the syringe 3, and then drains the valve 13 Is switched to the high-pressure valve 2 side (start command)
  • Controller 15 executes the fourth line of batch table 21 to inject the last sample.
  • the control unit 50 of the autosampler 1 executes the preprocessing program 20 and performs the following processing in order to introduce the last sample into the sample loop 4.
  • the sample volume specified in the batch table 21 is aspirated (aspir command).
  • the liquid feeding pump of the sample push unit 5 and the liquid feeding pump of the make-up unit 6 are started, and an event signal is sent to the controller 15 in order to purge the flow path (event command).
  • the control unit 50 of the autosampler 1 notifies the controller 15 that the sample is injected and the analysis is performed, the high-pressure valve 2 is switched to the injection position (FIG. 1), and the integrated sample injection amount is sent to the controller 15. Notify (s.inj).
  • the sample loop 4 and the sampling needle 30 are washed (irinse).
  • the aspir command does not suck the sample any more.
  • the sample volume can be interrupted with the start command and s.inj command, but the sample volume is integrated when the syringe 3 is moved back and forth, such as when adding or diluting additives. Since there is a case that you do not want to make it happen, it is better to have a function (check.vol command) that stops and restarts the integration of the sample volume.
  • the sample push liquid pump 5, the make-up liquid pump 6, and other units can be controlled according to the integrated sample injection amount. Omit.
  • the sample fractionated by preparative LC / LCMS can be trap-concentrated by the method of integrating the volumes of the fractionated samples in the plurality of vials and the autosampler control method of FIG. .
  • the volume of the sample fractionated into multiple vials can be obtained as the product of the fractional bandwidth (unit: minutes) and the flow rate.
  • Autosampler for liquid chromatographic analysis by automatically calculating the injectable sample volume of the specified fraction based on the fractionation conditions (flow rate), the fractionation result (vial position and fractional bandwidth), and the sample residual volume setting. Can automatically create a batch table used in
  • FIG. 1 a method for detecting the sample volume with the detection probe 22 in the autosampler 1 is shown in FIG.
  • the detection probe 22 uses the sampling needle 30 as a sensor for detecting the sample volume, and detects the sample liquid level based on changes in capacitance and dielectric constant.
  • the autosampler 1 receives the output of the liquid level detection probe 22 integrated with the sampling needle 30 and performs amplification and conversion by a liquid level detection circuit 23 comprising an amplifier, a comparator, an AD converter, etc., and the physical properties of air and the sample solvent It has a liquid level detector that outputs changes (mainly changes in capacitance and dielectric constant).
  • the height of the liquid surface detected by the detection probe 22 (detection sample volume), the height setting of the needle at the limit of sample suction (sample residual liquid amount setting), and the shape of the sample vial / test tube
  • the sample volume that can be injected is determined by setting.
  • the injectable volume calculation unit 56 of the control unit 50 of the autosampler 1 takes in the sample volume detected by the liquid level detection probe 22 and calculates the injectable sample volume for each vial 32.
  • the injection / liquid feeding control unit 52 instructs the syringe pump 3 so that the syringe pump 3 sucks the sample of the vial 32 within the range of the injectable capacity calculated by the injectable capacity calculation unit 56 for each vial 32. It is configured to issue.
  • the sample volume specified by the batch tables 17 and 21 is set as the upper limit, and injection calculated based on the detection signal of the detection probe 22 is possible. Aspirate the sample volume. Therefore, the maximum vial volume or the maximum fraction volume is designated as the sample volume of the batch table used in the liquid chromatograph analysis autosampler.

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Abstract

オートサンプラは、サンプルプッシュ部及び分析流路が接続された流路切換えバルブと、前記流路切換えバルブに接続されたサンプルループと、前記流路切換えバルブに接続されたサンプリングニードルと、前記流路切換えバルブに接続された計量ポンプと、前記流路切換えバルブと前記計量ポンプの動作を制御する制御部とを備えている。制御部は、サンプルループに注入された同一サンプル成分の注入量を積算する注入量積算部を備えている。

Description

オートサンプラ
　本発明はオートサンプラに関し、例えばトラップカラムによるサンプル濃縮装置やそのようなサンプル濃縮装置を備えた液体クロマトグラフなどの分析装置に試料を注入するためのオートサンプラに関し、より具体的には、例えば分取ＬＣ（液体クロマトグラフ）により複数分画された単一成分の注入を行うためのオートサンプラの制御技術に関するものである。
　合成された化合物を単一成分として取り出す方法としては、一般に液体クロマトグラフの一種である分取液体クロマトグラフを用いて分離分画を行い、その後濃縮する手法がよく用いられる。
　濃縮には、真空エバポレータも用いられるが、除去カラムを併用すれば添加剤などを除去できることからトラップカラムによる濃縮がよく用いられる（特許文献１参照。）。
　トラップカラムにサンプルをトラップする場合、一般に、サンプル濃度が濃かったり、サンプル溶媒の溶媒強度が強かったりすると、トラップされにくくなるため、よりトラップされやすいように希釈されたサンプルをトラップカラムに送液する。
　希釈はサンプルを調製する際に行うこともできるが、希釈後のサンプル容量があまりにも多量になる場合は、処理が困難になることからオンラインでの希釈が行われる。オンライによる希釈では、実施例として図１及び図４で示すようなサンプル濃縮装置における流路構成と同様の流路が使用される。
　図１は、高圧バルブ２が、サンプルプッシュ部５およびトラップカラム８を含む主流路にサンプルループ４が組み込まれた注入ポジションに切り替わっており、図４は、高圧バルブ２が、シリンジポンプ３およびサンプリングニードル３０を含む計量流路にサンプルループ４が組み込まれた計量ポジションに切り替わっている。
　そのようなサンプル濃縮装置では、アイドリング状態（高圧バルブ２は注入ポジションと同じ図１の状態）から高圧バルブ２が切り替えられて図４のサンプル計量状態になり、オートサンプラ１において、シリンジポンプ３にてサンプルが吸引されてサンプルループ４に導入される。その後、高圧バルブ２が切り替えられて図１の注入状態になり、サンプルループ４中のサンプルはサンプルプッシュ部５から送液された移動相でサンプルループ４から押し出される。そして、サンプルは主流路の三方ジョイント７においてメークアップ部６から送液された希釈液（通常は移動相と同一組成）と混合されることにより希釈され、トラップカラム８に導かれてトラップされる。
　そのようなサンプル濃縮装置で用いられるサンプルの一例は、合成された化合物を分取システムにより分離した単一成分サンプルである。一例として、分取システムによる２成分ピークの分画例を図３に示す。この例では、テーリングした成分Ａ（保持時間５．７分）に成分Ｂ（保持時間５．８分）のピークが重なっている。条件として、流量を１００ｍＬ／分、分画用バイアル１個への最大分画容量を１０ｍＬとすると、０．１分でバイアルの容量は上限に達する。そうすると、この例では、分画９はバイアル＃１の最大分画容量１０ｍＬに達したため分画１０に切り替わり、その後、バイアル＃２の最大分画容量１０ｍＬに達する前に、成分Ｂのピークの立ち上がりを検出して分画１１に切り替わり、成分Ｂのピークの立下りを検出したところで分画１２に切り替わったことが分かる。
　図３の例では、単一成分である分画９、１０、１２をサンプルとしてトラップカラムによる濃縮システムに注入し、濃縮をすることになる。
　一般的な液体クロマトグラフ分析システムでは、サンプルの注入および分析処理はバッチテーブル（シーケンステーブル、又はサンプルセットという場合もある）と呼ばれるテーブルでプログラムされる。バッチテーブルの１行は１つの分析に対応しており、各行にはサンプルバイアルの位置、サンプル容量、及びその他の分析条件が含まれる。
　その他の分析条件には、分析初期パラメータセット、オートサンプラ１の動作をカスタマイズする注入前処理プログラム（通常、前処理プログラムと呼ばれる。カスタマイズしない場合には、内部的に標準前処理動作がプログラムされている）、タイムプログラム（イベント又はイベントプログラムという場合もある。）などが含まれ、通常、装置メソッドと呼ばれるパラメータセットに格納される。前処理プログラムは、装置メソッドとは独立して、バッチテーブルで指定する場合もある。
　バッチテーブルの１行の処理は、サンプルバイアルの位置、サンプル容量、及びその他の分析条件の装置へのダウンロード（ダウンロード）、前処理プログラムの実行（前処理実行）、タイムプログラムの実行およびクロマトグラムの記録開始（分析実行）の順に行われる。
　図３の例のプログラム方法としては、次の（ａ）～（ｄ）の４つがある。
　（ａ）分画９、１０、１２を１つのバイアルに移して１サンプルとし、１行・１注入としてプログラムする。
　ここで、「注入」とは、前処理プログラムで１サンプルをサンプルループ４に導入した後、高圧バルブ２を注入ポジションに切り替えて、サンプルループ４を主流路に接続することをいう。多くの場合、高圧バルブ２を切り替えると同時にタイムプログラムやクロマトグラムの記録開始を行うためのイベント信号（電気信号、通信コマンド、ソフトウェア命令）を出力するが、高圧バルブ２を切り替える前後にイベント信号を出力する場合もある。
　この場合、装置メソッドでは、前処理プログラムで１サンプルの「注入」処理を行い、タイムプログラムでサンプルプッシュ部５およびメークアップ部６の制御を行って、サンプルのトラップカラム８への定着まで行う。ここでは、サンプルをサンプルループ４に導入した後、高圧バルブ２を切り替える前に、タイムプログラムでサンプルプッシュ部５およびメークアップ部６により移動相および希釈液の送液を開始するためにイベント信号を出力し、送液の安定を待って、高圧バルブ２を切り替える。
　（ｂ）分画９、１０、１２を３行・２ローディング、１注入としてプログラムする。
　ここで、「ローディング」とは、前処理プログラムでサンプルをサンプルループ４に導入した後、高圧バルブ２を切り替えないことをいう。この例の場合は、1行で1ローディングなので、「ローディング」後に、前処理プログラムでイベント信号を出力し、タイムプログラムをスタートするが、サンプルプッシュ部５およびメークアップ部６は動作する必要がないため、タイムプログラムは速やかに終了する。なお、タイムプログラムが速やかに終了するため、高圧バルブ２を切り替えないとイベント信号を出力できないオートサンプラ１でも「注入」処理で「ローディング」相当の処理はできるが、ここでの詳細な説明は割愛する。
　実際には、Ｎ－１行目までのサンプルプッシュ用装置メソッドとＮ行目の注入用装置メソッドを準備し、組み合わせる。この例の場合は、分画９、１０のサンプルプッシュ用装置メソッドでは、前処理プログラムで１サンプルの「ローディング」を行い、分画１２の注入用装置メソッドでは、前処理プログラムで１サンプルの「注入」を行い、サンプルのトラップカラム８への定着まで行う。注入用装置メソッドの処理内容は、（ａ）の装置メソッドの処理内容と同じである。このとき、分画９、１０のサンプルは分画１２のサンプルと一緒にトラップカラム８へ送られる。
　（ｃ）容量固定の分画９と容量不定の分画１０を１行・２ローディングとしてプログラムし、容量不定の分画１２を１行・１注入としてプログラムする。
　実際には、１行・Ｎローディング（Ｎ＝１～，Ｎ－１分画固定容量，１分画不定容量）のサンプルプッシュ用装置メソッドおよび１行・1注入の注入用装置メソッドを準備し、組み合わせる。この例の場合は、分画９、１０のサンプルプッシュ用装置メソッドでは、前処理プログラムで固定容量1サンプル、不定容量1サンプル（容量はバッチテーブルで指定）の「ローディング」を行い、分画１２の注入用装置メソッドでは、前処理プログラムで不定容量1サンプル（容量はバッチテーブルで指定）の「注入」を行い、サンプルのトラップカラム８への定着まで行う。注入用装置メソッドの処理内容は、（ａ）の装置メソッドの処理内容と同じである。
　（ｄ）分画９、１０、１２を１行・２ローディング、１注入としてプログラムし、その装置メソッドに含まれるオートサンプラの前処理プログラムにて、分画９、１０、１２の容量を個別にカスタマイズして「ローディング」および「注入」する。
　この方法では、装置メソッドは前処理プログラムで分画９、１０のサンプルのそれぞれについて、「ローディング」を行い、分画１２のサンプルについて、「注入」を行い、トラップカラム８への定着まで行う。サンプルループ４に導入した後の処理内容は、（ａ）の装置メソッドの処理内容と同じである。
　（ａ）～（ｄ）のいずれの場合も、メークアップ部６は、実際のサンプル注入量の数倍量の希釈液を送液する必要がある。
　ここで、サンプルループ４に導入され、主流路に注入される「実際のサンプル注入量」は、特殊な前処理を必要としない場合は総サンプル容量であり、添加剤の混合などの前処理をする場合は総サンプル容量に添加剤の容量を加えた容量であり、事前に特定することは難しい。このため、通常は「実際のサンプル注入量」の代わりに、サンプルループ４の容量と主流路への注入回数や、最大分画容量と最大分画バイアル数から「最大サンプル注入量」を定義する。
　液体クロマトグラフ分析の主たる目的は、分離・分析であり、サンプルの保持時間はサンプル容量に依存せず、サンプル容量に依存するのは、サンプルの溶出範囲を決定するテーリングファクタのみである。このため、液体クロマトグラフ分析における分析時間は、特定サンプルを使用する場合、サンプル容量に依存せず、一定とみなしてよい。
　液体クロマトグラフ分析装置の装置制御は、装置メソッドの中で分析時間とタイムプログラム（イベント又はイベントプログラムという場合もある）によって動作をプログラムすることができるが、実際のサンプル注入量に依存して送液ポンプを動作させるといった制御はできない。
　このため、液体クロマトグラフ分析装置において、トラップ濃縮を行う場合、サンプル容量範囲ごとに用意した装置メソッドを切り替えてポンプを制御する方法や、最大サンプル注入量に対して計算された時間でポンプを制御する手法が用いられる。
特許第３４７６４１７号公報
　プログラム方法（ａ）～（ｄ）いずれでも、理論上は妨害成分が重なることによって、すべての分画の容量が最大分画容量を下回ることもありうる。従来技術では、実際のサンプル注入量が最大サンプル注入量の１０分の１の容量しかない場合、
　　　移動相に関しては、（最大サンプル注入量）×９÷１０、
　　　希釈液に関しては、（最大サンプル注入量）×（希釈率－１）×９÷１０、
の溶媒が無駄に消費され、また、溶媒消費量が多くなる分だけ時間も無駄に消費される。
　仮に、最大サンプル注入量を５０ｍＬ、希釈率を５倍、添加剤の混合なしとすると、１サンプルあたり２５０ｍＬの溶媒（移動相＋希釈液）の送液が必要となり、そのうち２２５ｍＬの溶媒を無駄に消費していることになる。
　１サンプルあたり２５０ｍＬの溶媒を送液するということは、１００サンプルで２５Ｌもの溶媒が必要であることを意味していることから、溶媒そのものの購入コストだけでなく、溶媒の調製・補充の手間や溶媒の環境負荷を考慮すると、可能な限り溶媒消費量を抑える工夫がユーザから求められる。
　溶媒消費量を最小限にするために、サンプル容量範囲を分割して、範囲ごとに最大サンプル容量を規定し装置メソッドを定義して使い分ける方法も工夫の一つとしてよく用いられるが、この方法ではいくつもの装置メソッドを開発・保守する必要がある。
　また、トラップカラムにより濃縮するサンプルの分画容量とその分画数は、サンプルの濃度、保持時間、他成分との分離の度合いに大きく依存し、一概に決めることはできない。それは、次の理由による。
　クロマトグラムのピーク幅に関して、次のことがいえる。
　（Ａ）単一成分のピーク幅は、同じ移動相組成・送液流量では、濃度が高いほど広くなる傾向がある。
　（Ｂ）複数成分のピーク幅は、同じ移動相組成・送液流量、同じ濃度では、保持時間が長い成分ほど広くなる傾向がある。
　（Ｃ）保持時間は、同じ移動相組成では、送液流量が大きいほど短くなる傾向がある。
　（Ｄ）保持時間は、同じ送液流量では、移動相組成を変えることで変えることができる。
　そのため、単一成分ピークの分画数は送液条件により異なる。単一成分ピークの分画数はまた、サンプルによっても異なる。複数成分ピークの妨害成分ピークを除いた分画の分画容量および分画数もまた、サンプルにより異なる。これはピーク幅やピークの重なり具合はサンプルにより異なるためである。
　プログラム方法（ａ）～（ｄ）いずれでも、サンプル容量は既知ではなく、場合によっては蒸発したり、オートサンプラで吸引可能な容量を下回ったりする（吸引したときに必ずバイアルの底に溶媒が残る）ことから、サンプル容量をユーザが適切に入力することは困難であり、それ故、気泡を注入するなどのトラブルも発生する。
　プログラム方法（ａ）の固有の問題として、複数分画をまとめた場合にバイアル容量を超える可能性がある。
　プログラム方法（ｂ）の固有の問題として、複数分画にわたるサンプル容量を扱うための仕組みが必要になる。
　プログラム方法（ｃ）の固有の問題として、分画数分の装置メソッドを用意する必要がある。サンプル容量が多岐にわたる場合に、サンプル容量に応じて適切な装置メソッドをユーザが選択することは困難である。
　プログラム方法（ｄ）の固有の問題として、サンプルごとに前処理プログラムでサンプルポジションや容量を書き換える作業が必要になり、サンプル数が多い場合には、現実的には採用しにくい。
　上に説明したサンプル濃縮方法は一例であって、トラップカラムにより濃縮するサンプルの分画容量とその分画数の特定方法や、実際のサンプル注入量に応じた送液ポンプの制御方法については本発明では割愛するが、本発明はバッチテーブルや装置メソッドのプログラム方法に依存せずに、実際のサンプル注入量を知ることができるようにすることを目的とするものである。
　本発明のオートサンプラは、サンプルプッシュ部及び分析流路が接続された流路切換えバルブと、前記流路切換えバルブに接続されたサンプルループと、前記流路切換えバルブに接続されたサンプリングニードルと、前記流路切換えバルブに接続された計量ポンプと、前記流路切換えバルブと前記計量ポンプの動作を制御する制御部とを備えている。
　そして、前記制御部は、前記流路切換えバルブが前記計量ポンプによりサンプルバイアルのサンプルを前記サンプリングニードルから前記サンプルループへ注入するサンプルプッシュ用の流路を構成するか、又は前記サンプルループに注入されたサンプルを前記サンプルプッシュ部からの溶媒により分析流路へ送液する送液用の流路を構成するように、前記流路切換えバルブを切り換える注入／送液制御部と、前記サンプルループに注入された同一サンプル成分の注入量を積算する注入量積算部とを備えている。
　一形態では、前記注入量積算部例は、前記注入／送液制御部が前記計量ポンプにより前記サンプルバイアルのサンプルを前記サンプリングニードルから前記サンプルループへ注入するときの前記計量ポンプに対する命令に基づいて注入量を積算するものである。
　他の形態では、前記制御部は、前記サンプルバイアルにサンプルを分取したときの分取条件又は分取結果を分取装置から取り込み、該制御部に入力されたサンプル残液量設定を取り込み、ユーザが選択した分画情報を基にして、前記サンプルバイアルごとの注入可能サンプル容量を計算する注入可能容量計算部をさらに備えている。その場合、前記注入／送液制御部の一例は、各サンプルバイアルについて前記注入可能容量計算部が計算した注入可能容量の範囲内で前記計量ポンプがサンプルバイアルのサンプルを吸入するように前記計量ポンプに対して命令を出すように構成されていることが好ましい。
　この形態によれば、注入可能サンプル容量を分取結果から自動で計算することができるため、ユーザのバッチテーブル作成の負荷を小さくすることができる。
　さらに他の形態では、このオートサンプラは、サンプルバイアルに存在するサンプル容量を検出するセンサを備えている。その場合、前記制御部は、前記センサが検出したサンプル容量を取り込み、サンプルバイアルごとの注入可能サンプル容量を計算する注入可能容量計算部をさらに備えており、前記注入／送液制御部は各サンプルバイアルについて前記注入可能容量計算部が計算した注入可能容量の範囲内で前記計量ポンプがサンプルバイアルのサンプルを吸入するように前記計量ポンプに対して命令を出すように構成されていることが好ましい。
　この形態によれば、サンプルバイアルごとの注入可能容量を、センサから取り込んだ信号に基づいて自動で計算できることから、ユーザのバッチテーブル作成の負荷を小さくすることができる他、蒸発などで容量が不確かなサンプルについても注入可能容量以上のサンプル注入が行われないので、気泡の混入なしにサンプルループに注入できるようになる。
　本発明のオートサンプラは、サンプルループに注入された同一サンプル成分の注入量を積算する注入量積算部を備えているので、希釈などの処理を入力された総サンプル容量および添加剤等を含めた実際のサンプル注入量に応じて行うことができるようになる。
　実際のサンプル注入量に応じた処理の例としては、従来技術で説明したトラップカラムによるサンプル濃縮方法を挙げることができる。そのようなサンプル濃縮方法では、サンプルプッシュ部から送液された移動相の量とメークアップ部から送液される希釈液の量は実際のサンプル注入量に依存するので、本発明により実際のサンプル注入量がわかることにより、移動相と希釈液の消費量を最低限に抑えることができようになる。
　本発明によれば、また、同一成分由来のバッチテーブルの複数注入でも、サンプル注入量がサンプルループの容量を超えないことを確認することが可能となる。
一実施例のオートサンプラを含むサンプル濃縮装置をアイドリング時の流路状態又は注入/サンプルトラップ時の流路状態として示す概略流路図である。 同実施例のオートサンプラにおけるオートサンプラ制御部の機能を説明するブロック図である。 サンプル濃縮装置のサンプルを得るための分取システムによる２成分ピークの分画例を示す波形図である。 同サンプル濃縮装置をサンプル計量時の流路状態として示す概略流路図である。 同サンプル濃縮装置の動作を示すタイムチャートである。 一実施例のオートサンプラで使用する分画数１のサンプル注入量積算用の前処理プログラムとバッチテーブルの図表である。 一実施例のオートサンプラで使用する複数分画のサンプル注入量積算用の前処理プログラムとバッチテーブルの図表である。 他の実施例におけるサンプル容量検出プローブを示す概略図である。
（実施例１）
　図１と図４に一実施例のオートサンブラ１を備えたサンプル濃縮装置を概略的に示す。サンプル濃縮装置はサンプルを注入し、トラップカラムにトラップ（捕集）する装置であり、一定量のサンプルを注入するオートサンプラ１と、トラップカラム８と、オートサンプラ１が注入したサンプルをサンプルプッシュ用送液ポンプ５ａ，５ｂによりトラップカラム８へ送液するサンプルプッシュ部５と、サンプルプッシュ部５により押し出されたサンプルに対して、メークアップ用送液ポンプ６ａ，６ｂにより希釈液を補償するメークアップ部６と、オートサンプラ１、サンプルプッシュ部５及びメークアップ部６の動作を制御するコントローラ１５と、を備えている。
　オートサンプラ１はオートサンプラ１の動作を制御するオートサンプラ制御部５０を備えている。
　サンプル濃縮装置は液体クロマトグラフの一部として液体クロマトグラフに組み込まれる場合がある。その場合、トラップカラム８は流路切り替え用バルブにより濃縮装置から分離されて分析システムに接続され、トラップカラム８にトラップされたサンプルが溶出用送液ポンプにより溶出され、カラムで分析される。サンプル濃縮装置は、そのような形態も含んでいるが、実施例では濃縮装置以外の部分の説明は割愛する。
　オートサンプラ１では、流路切換えバルブとしての高圧バルブ２の２つのポート間にサンプルループ４が接続され、高圧バルブ２の他のポートにはサンプリングニードル３０が接続され、高圧バルブ２のさらに他のポートには計量ポンプであるシリンジポンプ３が接続されている。高圧バルブ２のさらに他のポートにはサンプルプッシュ部５が接続され、高圧バルブ２のさらに他のポートにはトラップカラム８が接続されている。
　オートサンプラ１において、シリンジポンプ３によりバイアル（試料容器）３２中のサンプルをサンプリングニードル３０からサンプルループ４に吸引し（図４）、高圧バルブ２を切り替えることにより、サンプルループ４に吸引したサンプルをサンプルプッシュ部５からの溶媒によりトラップカラム８に送液する（図１）。
　オートサンプラ１では、シリンジポンプ３と高圧バルブ２の間にドレインバルブ１３が接続されている。注入処理後、サンプルを吸引したときにサンプルループ４からシリンジポンプ３の計量流路に引き込まれた移動相をドレインバルブ１３から排出する。
　オートサンプラ１では、サンプリングニードル３０を洗浄するために洗浄ポート３４が配置されており、シリンジポンプ３に切替えバルブ３５を介して洗浄液３６が接続されている。図１の注入状態で、サンプリングニードル３０および高圧バルブ２からサンプリングニードル３０に至る流路を洗浄するときは、サンプリングニードル３０を洗浄ポート３４に挿入して切替えバルブ３５を介してシリンジポンプ３に洗浄液を吸入し、その後切替えバルブ３５を切り替え、シリンジポンプ３に吸入した洗浄液をサンプリングニードル３０から排出することにより洗浄する。
　オートサンプラ１の流路構成（高圧バルブ２、サンプルループ４、サンプリングニードル３０の接続方法）は他の構成であってもよい。例えば、流路が独立したシリンジポンプ３が直接サンプリングニードル３０に接続され、高圧バルブ２の他のポートに注入ポートが接続されて、サンプルループ４にサンプルが押し込まれる構成であってもよい。また、例えば、高圧バルブ２の１つのポートにサンプルループ４が接続され、その先端に直接サンプリングニードル３０が接続され、流路が独立したシリンジポンプ３がサンプリングニードル３０に接続され、高圧バルブ２の他のポートに注入ポートが接続されものであって、シリンジポンプ３によりサンプリングニードル３０からサンプルループ４にサンプルを吸入した後、サンプリングニードル３０を注入ポートに挿入してサンプルループ４のサンプルの全量を流路に注入する構成（全量注入方式）であってもよい。
　サンプルプッシュ部５には２台のサンプルプッシュ用送液ポンプ５ａ，５ｂが設けられ、それらの送液ポンプ５ａ，５ｂが並列に高圧バルブ２に接続されているので、２種類の溶媒のいずれか又はそれらの混合液を供給することができる。しかし、サンプルプッシュ部５は１台の送液ポンプのみが設けられているものであってもよい。各送液ポンプ５ａ，５ｂには４種類の溶媒が吸引できるようになっているが、溶媒の数もこれに限ったことはなく、何種類でもよく、１種類でもよい。
　高圧バルブ２からトラップカラム８にサンプルが送られる流路に三方ジョイント７が設けられ、三方ジョイント７を介してメークアップ部６が接続されている。メークアップ部６はサンプルを希釈するために希釈液を補償するものである。
　メークアップ部６にも２台の送液ポンプ６ａ，６ｂが設けられ、それらの送液ポンプ６ａ，６ｂが並列に高圧バルブ２に接続されているので、２種類の溶媒のいずれか又はそれらの混合液を希釈液として供給することができる。しかし、メークアップ部６は１台の送液ポンプのみが設けられているものであってもよい。各送液ポンプ６ａ，６ｂには４種類の溶媒が吸引できるようになっているが、溶媒の数もこれに限ったことはなく、何種類でもよく、１種類でもよい。
　コントローラ１５はこの濃縮装置又はこの濃縮装置を搭載した液体クロマトグラフの専用コンピュータにより実現してもよく、汎用のパーソナルコンピュータにより実現してもよい。さらには、専用コンピュータとパーソナルコンピュータの両方により実現してもよい。
　オートサンプラ１のオートサンプラ制御部５０は専用コンピュータであり、図２に示されているように、注入／送液制御部５２と注入量積算部５４を備えている。
　注入／送液制御部５２は、高圧バルブ２を、シリンジポンプ３によりバイアル３２のサンプルをサンプリングニードル３０からサンプルループ４へ注入するサンプルプッシュ用の流路構成と、サンプルループ４に注入されたサンプルをサンプルプッシュ部５からの溶媒により分析流路へ送液する送液用の流路構成との間で切り換える。
　注入量積算部５４は、サンプルループ４に注入された同一サンプル成分の注入量を積算する。
　注入量積算部５４の一例は、注入／送液制御部５２がシリンジポンプ３によりバイアル３２のサンプルをサンプリングニードル３０からサンプルループ４へ注入するときのシリンジポンプ３に対する命令に基づいて注入量を積算するものである。
　オートサンプラ１のオートサンプラ制御部５０は注入可能容量計算部５６をさらに備えていてもよい。注入可能容量計算部５６は、バイアル３２にサンプルを分取したときの分取条件又は分取結果を分取装置から取り込み、オートサンプラ制御部５０に入力されたサンプル残液量設定を取り込み、ユーザが選択した分画情報を基にして、バイアル３２ごとの注入可能サンプル容量を計算する。注入可能容量計算部５６が設けられているときは、注入／送液制御部５２は各バイアル３２について注入可能容量計算部５６が計算した注入可能容量の範囲内でシリンジポンプ３がバイアル３２のサンプルを吸入するようにシリンジポンプ３に対して命令を出すように構成される
　オートサンプラ１、サンプルプッシュ部５、メークアップ部６、及びコントローラ１５は、一体化されていてもよく、それぞれが分離したユニットとなっていてもよい。
　コントローラ１５はオートサンプラ１のオートサンプラ制御部５０から通知された注入量に依存して、サンプルプッシュ用送液ポンプ５ａ，５ｂ、メークアップ用送液ポンプ６ａ，６ｂ、及びその他のユニットを制御するための処理を行う。
　実施例では、注入量に依存したトラップ濃縮処理を行う。オートサンプラ１のオートサンプラ制御部５０がコントローラ１５に通知する注入量は注入量積算部５４が積算した注入量であるが、それはオートサンプラ制御部５０に入力されたサンプル容量であってもよいし、前処理プログラムによって、添加剤の追加・混合、希釈を行った場合はそれを加味した容量でもよい。
　なお、本システムは大容量送液を想定しているため、前処理プログラム中でタイムプログラムを開始して、サンプルプッシュ部５の送液ポンプの送液を開始し、送液安定後にサンプル注入する実施例となっているが、アイドリング中にも送液ポンプの送液を行い、前処理プログラムでは、注入可能となったと同時にタイムプログラムを開始して、サンプルプッシュ部５とメークアップ部６の送液ポンプの送液を開始し、速やかにサンプル注入することも可能であるのは言うまでもない。
　図６に、１つのバイアルに分画されたサンプルのサンプル注入量を計算し、サンプル注入を行うための前処理プログラムとバッチテーブルを示す。
　１つのバイアルに分画されたサンプルを注入する手順は、前処理プログラム１６を含むメソッドと、１つのバイアルに分画されたサンプルのポジションを指定した、シングルフラクション用バッチテーブル１７によってプログラムされる。
　前処理プログラムでは、サンプルループ４へのサンプルの吸引のほか、サンプルループ４内での移動、添加剤の吸引とバイアル３２内での混合、空気の吸引やバイアル３２内でのバブリングなどで、サンプルや添加剤、空気の吸引と排出を繰り返すので、前処理プログラムのどの区間で吸引動作を行ったときにサンプル注入量を積算するかを計算するためのプログラムコマンドを使用する。
　図５のタイムチャートにより、この実施例によるサンプル濃縮を行う制御方法を説明する。
　最初に、サンプル濃縮装置を制御する装置メソッドをコントローラ１５から、オートサンプラ１、サンプルプッシュ部５、メークアップ部６、及びその他の必要なユニットにダウンロードする（Download method）。
　装置メソッドには、オートサンプラ１、サンプルプッシュ部５及びメークアップ部６を制御するパラメータの他、タイムプログラム、前処理プログラムなどが含まれる。
　タイムプログラムと前処理プログラムは、コントローラ１５が実行する場合も、オートサンプラ１、サンプルプッシュ部５及びメークアップ部６がそれぞれ実行する場合もある。
　前処理プログラムは装置メソッドに含まれる逐次実行命令を含むプログラムであり、バイアル３２での添加剤の追加・混合、又は希釈、注入後のシリンジポンプ３の計量流路の移動相の排出、サンプリングニードル３０および高圧バルブ２からサンプリングニードル３０に至る流路の洗浄などの操作のほか、必要に応じて、通常はバッチテーブルで指定されるオートサンプラ１でサンプルを吸入するサンプルポジションやその吸入する容量を書き換える操作も含む。
　タイムプログラムは、スタート信号出力後（分析開始後）のオートサンプラ１、サンプルプッシュ部５、メークアップ部６、及びその他の必要なユニットの動作を制御するタイミング（コマンド実行の分析経過時間）を決めるプログラムであり、サンプルプッシュ部５及びメークアップ部６の動作を制御するタイミングを含むが、実際のサンプル注入量に応じた送液ポンプの制御方法については本発明では割愛する。
　次に、コントローラ１５は、オートサンプラ１に、サンプルのバイアルポジション、注入量などのサンプル情報をダウンロードする（Download sample information）。
　しかる後に、コントローラ１５は、オートサンプラ１に前処理プログラムの開始を指示する（Run pre-treatment program）。
　オートサンプラ１は、前処理プログラムの内容に従い、高圧バルブ２をサンプル計量ポジション（図４の状態）に切り替え、サンプル吸引動作を開始する。
　オートサンプラ１は、サンプル吸引動作後、前処理プログラムの内容に従い、タイムプログラムを開始するためのイベント信号をコントローラ１５に送信し（Event signal）、コントローラ１５はタイムプログラムを開始する（Run time program）。イベント信号は、ソフトウェアにより発生させられるデジタル信号でもよく、リレー信号のようなアナログ信号でもよい。
　コントローラ１５は、イベント信号を受信して、サンプルプッシュ部５、メークアップ部６、及びその他の必要なユニットにタイムプログラムの実行を含む分析動作を実行させる（Start pumps）。この時がタイムプログラムの開始時点となる。
　オートサンプラ１は、前処理プログラムの内容に従い、高圧バルブ２を注入ポジション（図１の状態）に切り替えた時に、コントローラ１５に対して、注入スタート信号及びサンプル注入量を通知する（Injection Signal/Injection Volume）。
　以下に前処理プログラムにより実際のサンプル注入量を積算する動作を説明する。
　コントローラ１５は、サンプルをトラップするために、バッチテーブル１７を１行実行する。オートサンプラ１の制御部５０は、前処理プログラム１６を実行し、サンプルをサンプルループ４に導入するために、以下の処理を順に行う。
　高圧バルブ２をロードポジション（図４）に切り替える（v.loadコマンド）。
　サンプリングニードル３０をバッチテーブル１７で指定したバイアル３２の真上に移動する（vialコマンド）。
　サンプルループ４内の洗浄液とサンプルの混合を防ぐエアギャップを吸引後、サンプル注入量の積算を開始する（pickup.sコマンド）。
　サンプリングニードル３０を下ろす（n.strkコマンド）。
　バッチテーブル１７で指定したサンプル容量を吸引する（aspirコマンド）。
　サンプリングニードル３０の先端にあるサンプル終端を高圧バルブ２まで移動して、サンプル注入量の積算を終了する（pickup.eコマンド）。
　サンプルプッシュ用送液ポンプ５ａ，５ｂ、およびメークアップ用送液ポンプ６ａ，６ｂの送液を開始し、流路パージを行うために、制御部５０からコントローラ１５に対し、イベント信号を送る（eventコマンド）。
　流路パージが終わるまで２分待つ（waitコマンド）。
　制御部５０はコントローラ１５に対し、サンプルを注入して分析を実行することを通知し、高圧バルブ２を注入ポジション（図１）に切り替え、積算したサンプル注入量をコントローラ１５に通知する（s.inj）。
　サンプルループ４、およびサンプリングニードル３０を洗浄する（irinse）。
　コントローラ１５は、前処理プログラムで積算されたサンプル注入量に従って、サンプルプッシュ用送液ポンプ５、メークアップ用送液ポンプ６、およびその他のユニットを制御することができるが、その制御方法については本発明では割愛する。
　次に、複数のバイアルに分画されたサンプルのサンプル注入量を計算し、サンプル注入を行うための前処理プログラムとバッチテーブルを図７により説明する。複数のバイアルに分画されたサンプルを注入する手順は、前処理プログラム１８～２０を含む３つのメソッドと、複数のバイアルに分画されたサンプルのポジションを指定した、マルチフラクション用バッチテーブル２１によってプログラムされる。
　コントローラ１５は、最初のサンプルをトラップするために、バッチテーブル２１の１行目を実行する。
　オートサンプラ１の制御部５０は、前処理プログラム１８を実行し、最初のサンプルをサンプルループ４に導入するために、以下の処理を行う。
　高圧バルブ２をロードポジションに切り替える（v.loadコマンド）。
　サンプリングニードル３０をバッチテーブル２１で指定したバイアルの真上に移動する（vialコマンド）。
　サンプルループ４内の洗浄液とサンプルの混合を防ぐエアギャップを吸引後、サンプル注入量の積算を開始する（pickup.sコマンド）。
　サンプリングニードル３０を下ろす（n.strkコマンド）。
　バッチテーブル２１で指定したサンプル容量を吸引する（aspirコマンド）。
　サンプル注入量の積算を中断する（check.volコマンド）。
　オートサンプラ１の制御部５０は、コントローラ１５に対し、サンプルを注入せずに分析を実行することを通知後、ドレインバルブ１３をドレインポジションに切り替え、シリンジ３をパージし、しかる後に、ドレインバルブ１３を高圧バルブ２側に切り替える（startコマンド）。
　コントローラ１５は、中間のサンプルをトラップするために、バッチテーブル２１の２行目と３行目を実行する。オートサンプラ１の制御部５０は、前処理プログラム１９を実行し、中間のサンプルをサンプルループ４に導入するために、以下の処理を行う。
　サンプル容量の積算を再開する（check.volコマンド）。
　サンプリングニードル３０をバッチテーブル２１で指定したバイアルの真上に移動する（vialコマンド）。
　サンプリングニードル３０を下ろす（n.strkコマンド）。
　バッチテーブル２１で指定したサンプル容量を吸引する（aspirコマンド）。
　サンプル注入量の積算を中断する（check.volコマンド）。
　オートサンプラ１の制御部５０は、コントローラ１５に対し、サンプルを注入せずに分析を実行することを通知後、ドレインバルブ１３をドレインポジションに切り替え、シリンジ３をパージし、しかる後に、ドレインバルブ１３を高圧バルブ２側に切り替える（startコマンド）
　コントローラ１５は、最後のサンプルを注入するために、バッチテーブル２１の４行目を実行する。オートサンプラ１の制御部５０は、前処理プログラム２０を実行し、最後のサンプルをサンプルループ４に導入するために、以下の処理を行う。
　サンプル容量の積算を再開する（check.volコマンド）。
　サンプリングニードル３０をバッチテーブル２１で指定したバイアルの真上に移動する（vialコマンド）。
　サンプリングニードル３０を下ろす（n.strkコマンド）。
　バッチテーブル２１で指定したサンプル容量を吸引する（aspirコマンド）。
　サンプリングニードル３０の先端にあるサンプル終端を高圧バルブ２まで移動して、サンプル注入量の積算を終了する（pickup.eコマンド）。
　サンプルプッシュ部５の送液ポンプ、およびメークアップ部６の送液ポンプの送液を開始し、流路パージを行うために、コントローラ１５に対し、イベント信号を送る（eventコマンド）。
　流路パージが終わるまで２分待つ（waitコマンド）。
　オートサンプラ１の制御部５０は、コントローラ１５に対し、サンプルを注入して分析を実行することを通知し、高圧バルブ２を注入ポジション（図１）に切り替え、積算したサンプル注入量をコントローラ１５に通知する（s.inj）。
　サンプルループ４、およびサンプリングニードル３０を洗浄する（irinse）。
　ここで、サンプル容量を積算した容量が、サンプルループ４の容量に達した場合、aspirコマンドはそれ以上サンプルを吸引しない。
　変形例として、サンプル容量を積算した容量が、サンプルループ４の容量に達した場合、サンプリングニードル１５を移動する動作や、サンプルを吸引する動作自体をキャンセルするための条件判定を組み入れることも可能である。
　また、変形例として、startコマンド、s.injコマンドで、サンプル容量の積算を中断させることも可能だが、添加剤の添加や希釈をする場合など、シリンジ３を往復動作させる時に、サンプル容量を積算させたくない場合もあるため、サンプル容量の積算を中断、再開する機能（check.volコマンド）はあった方がよい。
　前処理プログラムで、積算されたサンプル注入量に従って、サンプルプッシュ用送液ポンプ５、メークアップ用送液ポンプ６、およびその他のユニットが制御されることができるが、その制御方法については本発明では割愛する。
　実施例では、この複数のバイアルに分画されたサンプルの容量を積算する方法、および図４のオートサンプラ制御方法により、分取ＬＣ／ＬＣＭＳにより分画されたサンプルを、トラップ濃縮することが出来る。
　蒸発を考慮しない場合、複数のバイアルに分画されたサンプルの容量は、分画バンド幅（単位：分）と流量の積として求められる。
　分取条件（流量）、分取結果（バイアルポジション、および分画バンド幅）、およびサンプル残液量設定により、指定した分画の注入可能サンプル容量を自動計算し、液体クロマトグラフ分析用オートサンプラで使用されるバッチテーブルを自動作成することができる。
　さらに他の実施例として、オートサンプラ１において検出プローブ２２によりサンプル容量を検出する方法を図８に示す。検出プローブ２２は、サンプリングニードル３０を、サンプル容量を検出するセンサとして使用するものであり、静電容量や誘電率の変化に基づいてサンプル液面を検出する。
　オートサンプラ１は、サンプリングニードル３０と一体化した液面検出プローブ２２の出力を入力とし、アンプやコンパレータもしくはＡＤコンバータなどからなる液面検出回路２３によって増幅・変換を行い、空気とサンプル溶媒の物性変化（主に静電容量や誘電率の変化）を出力とする液面検出部を持つ。
　この実施例では、検出プローブ２２によって検出される液面の高さ（検出サンプル容量）と、サンプル吸引限界時のニードルの高さ設定（サンプル残液量設定）と、サンプルバイアル／試験管の形状設定により、注入可能サンプル容量を求める。
　この実施例では、オートサンプラ１の制御部５０の注入可能容量計算部５６は、液面検出プローブ２２が検出したサンプル容量を取り込み、バイアル３２ごとの注入可能サンプル容量を計算する。そして、注入／送液制御部５２は各バイアル３２について注入可能容量計算部５６が計算した注入可能容量の範囲内でシリンジポンプ３がバイアル３２のサンプルを吸入するようにシリンジポンプ３に対して命令を出すように構成されている。
　前処理プログラム１６、１８～２０のサンプル容量を吸引する機能（aspirコマンド）では、バッチテーブル１７、２１で指定されたサンプル容量を上限として、検出プローブ２２の検出信号に基づいて計算された注入可能サンプル容量を吸引する。このため、液体クロマトグラフ分析用オートサンプラで使用されるバッチテーブルのサンプル容量として、最大バイアル容量又は最大分画容量を指定する。
　　１　　　オートサンプラ
　　２　　　高圧バルブ
　　３　　　シリンジポンプ
　　４　　　サンプルループ
　　５　　　サンプルプッシュ部
　　６　　　メークアップ部
　　７　　　三方ジョイント
　　８　　　トラップカラム
　　９　　　バイアル＃１への分画成分（成分Ａのみ）
　１０　　　バイアル＃２への分画成分（成分Ａのみ）
　１１　　　バイアル＃３への分画成分（成分Ａ及びＢ）
　１２　　　バイアル＃４への分画成分（成分Ａのみ）
　１３　　　ドレインバルブ
　１５　　　コントローラ
　２２　　　検出プローブ
　２３　　　液面検出回路
　３０　　　サンプリングニードル
　３２　　　バイアル
　３４　　　洗浄ポート
　３５　　　切替えバルブ
　３６　　　洗浄液
　５０　　　オートサンプラの制御部
ｓｎ：　サンプル番号（sample number）
ａｖ：　エアギャップ容量（air gap volume）
ｓｓ：　サンプリング速度（sampling speed）
ｎｓ：　ニードルストローク（needle stroke）
ｉｖ：　サンプル容量（injection volume）
ｎｖ：　ニードルループ容量（needle loop volume）
ｒｖ：　リンス容量（rinsing volume）
ｒｓ：　リンス速度（rinsing speed）

Claims (4)

  1. 　サンプルプッシュ部及び分析流路が接続された流路切換えバルブと、
    　前記流路切換えバルブに接続されたサンプルループと、
    　前記流路切換えバルブに接続されたサンプリングニードルと、
    　前記流路切換えバルブに接続された計量ポンプと、
    　前記流路切換えバルブと前記計量ポンプの動作を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、
    　前記流路切換えバルブが前記計量ポンプによりサンプルバイアルのサンプルを前記サンプリングニードルから前記サンプルループへ注入するサンプルプッシュ用の流路を構成するか、又は前記サンプルループに注入されたサンプルを前記サンプルプッシュ部からの溶媒により分析流路へ送液する送液用の流路を構成するように、前記流路切換えバルブを切り換える注入／送液制御部と、
    　前記サンプルループに注入された同一サンプル成分の注入量を積算する注入量積算部と、を備えているオートサンプラ。
  2. 　前記注入量積算部は、前記注入／送液制御部が前記計量ポンプにより前記サンプルバイアルのサンプルを前記サンプリングニードルから前記サンプルループへ注入するときの前記計量ポンプに対する命令に基づいて注入量を積算するものである請求項１に記載のオートサンプラ。
  3. 　前記制御部は、前記サンプルバイアルにサンプルを分取したときの分取条件又は分取結果を分取装置から取り込み、該制御部に入力されたサンプル残液量設定を取り込み、ユーザが選択した分画情報を基にして、前記サンプルバイアルごとの注入可能サンプル容量を計算する注入可能容量計算部をさらに備え、
    　前記注入／送液制御部は各サンプルバイアルについて前記注入可能容量計算部が計算した注入可能容量の範囲内で前記計量ポンプがサンプルバイアルのサンプルを吸入するように前記計量ポンプに対して命令を出すように構成されている請求項１又は２に記載のオートサンプラ。
  4. 　該オートサンプラは、サンプルバイアルに存在するサンプル容量を検出するセンサを備え、
    　前記制御部は、前記センサが検出したサンプル容量を取り込み、サンプルバイアルごとの注入可能サンプル容量を計算する注入可能容量計算部をさらに備え、
    　前記注入／送液制御部は各サンプルバイアルについて前記注入可能容量計算部が計算した注入可能容量の範囲内で前記計量ポンプがサンプルバイアルのサンプルを吸入するように前記計量ポンプに対して命令を出すように構成されている請求項１又は２に記載のオートサンプラ。
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