WO2020183563A1 - 液体クロマトグラフ - Google Patents

Abstract

本発明に係る液体クロマトグラフでは、カラム（１０）に送る移動相を収容する１つ以上の移動相容器（２０ａ）～（２０ｃ）と、１つ以上の移動相容器（２０ａ）～（２０ｃ）に収容されている移動相の液量を計測する液量計（５）と、１つ以上の移動相容器（２０ａ）～（２０ｃ）に収容されている移動相をカラム（１０）に送る移動相送液部（４）とを備えている。液量計（５）は、計測部（５１）と、記憶部（５２）と、演算部（５３）とを含む。演算部（５３）は、移動相容器（２０ａ）～（２０ｃ）に収容されている移動相の種類に対応する検量線を記憶部（５２）から読み出し、読み出した検量線に基づいて計測部（５１）で計測した計測値から移動相の液量を算出する。

Description

液体クロマトグラフ

　本発明は、液体クロマトグラフに関する。

　液体クロマトグラフは、ポンプ、カラムオーブン、検出器、及びオートサンプラ等の複数の分析ユニットから構成されている。近年、液体クロマトグラフにおいて、各分析ユニットを統括的に制御したり採取されたデータを処理したりするために、パーソナルコンピュータに所定の制御／処理プログラムをインストールした制御装置が広く利用されている。こうした制御装置では、複数回の分析について、その実行順序と、各分析の分析条件を記述したバッチテーブルを予め作成しておき、制御装置に該バッチテーブルに従って各分析ユニットを制御させることにより、複数回分析を連続的に行う連続分析が可能となっている。

　このような連続分析では、移動相を多量に消費するため、途中で移動相が不足して分析が中断するおそれがある。こうした事態を防ぐため、従来、移動相の残量を自動的に算出して分析担当者（オペレータ）に通知する機能を備えた液体クロマトグラフがある（例えば、特許文献１（特開２０１５－１９４４３４号公報）を参照）。このような液体クロマトグラフでは、連続分析の実行中に、ポンプの送液流量などに基づいて、移動相毎の総送液量を計算し、これを、オペレータによって予め設定された移動相総量から差し引くことによって、各移動相の残量が算出される。

特開２０１５－１９４４３４号公報

　特許文献１（特開２０１５－１９４４３４号公報）に示す液体クロマトグラフでは、ポンプの送液流量などに基づいて移動相総量を求め、予め設定された移動相の容量から当該移動相総量を差し引いて移動相の残量を把握する必要があった。しかし、このような液体クロマトグラフでは、移動相が収容された容器のサイズにより予め移動相の容量を設定しておく必要があり異なる容量の容器に変更した場合、当該設定変更の操作が煩雑であった。

　また、このような液体クロマトグラフでは、大容量の容器から小容量の容器に変更したにもかかわらず移動相の容量の設定を変更し忘れた場合、オペレータには残量有と通知されるが、実際の容器には移動相がない状態が発生する。逆に、液体クロマトグラフでは、小容量の容器から大容量の容器に変更したにもかかわらず移動相の容量の設定を変更し忘れた場合、オペレータには残量無と通知されるが、実際の容器には移動相が残っている状態が発生する。

　本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、移動相の残量管理を容易に行うことができる液体クロマトグラフを提供することを目的とする。

　本発明のある態様は、導入された試料をカラムで分離して試料成分を検出する液体クロマトグラフである。液体クロマトグラフは、１つ以上の移動相容器に収容されている移動相の液量を計測する液量計を備えている。液量計は、計測部と、記憶部と、演算部とを含んでいる。計測部は、移動相容器に収容されている移動相の液量に基づく計測値を計測する、記憶部は、計測部で計測した計測値と移動相容器に収容されている移動相の液量との関係を示す検量線を、移動相の種類ごとに記憶する。演算部は、移動相容器に収容されている移動相の種類に対応する検量線を記憶部から読み出し、読み出した検量線に基づいて計測部で計測した計測値から移動相の液量を算出する。

　本発明に係る液体クロマトグラフによれば、移動相容器に収容されている移動相の種類に対応する検量線に基づいて計測部で計測した計測値から移動相の液量を算出するので、移動相の種類によらず移動相の残量管理を容易に行うことができる。

本実施の形態１に係る液体クロマトグラフの構成を示すブロック図である。 記憶部に記憶されている検量線を示す概略図である。 検量線Ａ～検量線Ｃを説明するためのグラフである。 検量線を用いて移動相の液量（残量）を計測する処理を示すフローチャートである。 本実施の形態１に係る液体クロマトグラフのシステムを説明するための概略図である。 本実施の形態２に係る液体クロマトグラフにおいて移動相を送液する移動相容器を自動で切換える動作を説明するフローチャートである。 ボトルホルダに種類の異なる移動相が収容された移動相容器が６本セットされた場合の切換順を説明するための図である。 複数の移動相容器を仮想的に一つの移動相容器として扱い、移動相容器の液量を表示した一例を示す図である。

　以下に、本実施の形態に係る液体クロマトグラフについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

　（実施の形態１）
　図１は、本実施の形態１に係る液体クロマトグラフの構成を示すブロック図である。液体クロマトグラフは、移動相容器２０ａ～２０ｃ中の移動相を吸引する送液ポンプ２と、送液ポンプ２により移動相を送る移動相送液部４の下流に分析流路６が接続されている。分析流路６には移動相の流れの上流から下流に向かって、分析流路６に試料を導入する自動試料導入部８、導入された試料を分離するカラム１０、およびカラム１０で分離された試料成分を検出する検出器１４が配置されている。ここで、検出器１４としては、例えば、質量分析計または吸光度検出器等を用いることができる。また、カラム１０はカラムオーブン１２に収容されている。

　移動相送液部４は、複数の移動相容器２０ａ～２０ｃにつながる各々の移動相流路と送液ポンプ２との間に設けられ、各々の移動相流路の１つを選択する流路切換バルブ２６を含んでいる。本実施の形態では、流路切換バルブ２６が１つで階層構成をもっていないが、流路切換バルブを２つ設けて２段階の階層構成をもたせてもよい。

　図１に示す流路切換バルブ２６では、３つの移動相容器２０ａ～２０ｃと移動相流路を介してつながっているため、例えば、種類が異なる移動相が収容された移動相容器を切換えて、移動相の種類を選択して分析流路６に送液できる。または、流路切換バルブ２６では、例えば、種類が同じ移動相が収容された複数の移動相容器を切換えて、大量の移動相を分析流路６に送液できる。

　液体クロマトグラフでは、分析動作を制御するために、プログラム制御部２８と送液制御部３０を備えている。さらに、液体クロマトグラフでは、複数の移動相容器２０ａ～２０ｃの各々の移動相の残量を計測するための液量計５が設けられている。液量計５は、液体クロマトグラフに一体として設けられる構成でもよいし、液体クロマトグラフに対して後から追加して設けられる構成でもよい。例えば、液量計５は、移動相送液部４に対して着脱可能に取り付けられている。プログラム制御部２８は分析プログラムを記憶しており、液体クロマトグラフの各部の動作を制御する。その分析プログラムには、液量計５からの移動相の残量情報に基づいて移動相送液部４に移動相を送液する移動相容器２０ａ～２０ｃを切換える動作を制御させたり、移動相送液部４に送液する移動相の種類と送液ポンプ２による単位時間当たりの送液量とを制御させたりするプログラムも含むことができる。

　送液制御部３０はプログラム制御部２８からの指示に基づいて移動相送液部４の動作を制御するように構成されている。また、プログラム制御部２８は、液量計５からの移動相の残量情報を受信可能に構成されている。送液制御部３０は移動相送液部４とは別の構成要素として構成することもできるが、本実施の形態では移動相送液部４と一体となっている。

　液量計５は、ボトルホルダ２２にセットした複数の移動相容器２０ａ～２０ｃの各々の底面側に設けたロードセル（重量センサ）２１ａ～２１ｃと接続され、各々の移動相容器２０ａ～２０ｃの重量を計測する計測部５１と、移動相の種類ごとに検量線を記憶する記憶部５２と、検量線に基づいて計測部５１で計測した計測値から移動相の液量を算出する演算部５３とを備えている。

　計測部５１は、各々のロードセル２１ａ～２１ｃから得られた出力値から各々の移動相容器２０ａ～２０ｃの重量を求め、演算部５３に出力する。本実施の形態では、重量センサとしてロードセルを用いることを説明したが、移動相容器の重量を計測することができればロードセル以外の他の重量センサでもよい。ここで、移動相容器の重量とは、移動相容器に収容された移動相の重量を含む重量である。そのため、移動相の残量が０（ゼロ）の場合、移動相容器の重量は、移動相容器のみの重量となる。

　記憶部５２は、計測部５１で計測した計測値と移動相容器２０ａ～２０ｃに収容されている移動相の液量との関係を示す検量線を、移動相の種類ごとに記憶している。移動相の種類によって比重が異なるため、移動相の種類によって移動相容器の重量と移動相の液量との関係を示す検量線が異なってくる。検量線は、後述するように空の移動相容器の重量と、既知の液量の移動相が収容された移動相容器の重量とを計測部５１で計測して、演算部５３で求めている。もちろん、既に知られている種類の移動相の検量線については、あらかじめ記憶部５２に記憶させておいてもよい。

　演算部５３は、移動相容器に収容されている移動相の種類に対応する検量線を記憶部５２から読み出し、読み出した検量線に基づいて計測部５１で計測した計測値から移動相の液量を算出する。移動相の種類の指定は、オペレータが移動相容器をセットした際に液量計５で行うものとする。もちろん、記憶部５２に指定する移動相の種類がなければ、新たに検量線を求めて記憶部５２に記憶させる必要がある。

　液量計５には、当該液量計５で計測された１つ以上の移動相容器の各々における移動相の液量を外部に通知する通知部をさらに備えている。これにより、オペレータが携帯している携帯端末（例えば、スマートフォンなど）に移動相の残量を移動相容器２０ａ～２０ｃ毎に通知することができる。もちろん、液量計５が外部に移動相の液量を通知する必要がなければ通知部を設けなくてもよい。また、液量計５は、送液制御部３０またはプログラム制御部２８に対して移動相の液量を出力しているので、送液制御部３０またはプログラム制御部２８から外部に移動相の液量を通知してもよい。

　プログラム制御部２８はコンピュータであり、この液体クロマトグラフに専用のコンピュータまたは汎用のパーソナルコンピュータにより実現することができる。専用のコンピュータの例はシステムコントローラである。システムコントローラとして実現した場合には、外部の汎用のパーソナルコンピュータ４４に接続することができる。パーソナルコンピュータ４４は、液体クロマトグラフにのみ接続される場合もあるし、ネットワークを介してこの液体クロマトグラフを含む複数の分析装置またはその他の装置に接続される場合もある。

　検出器１４には検出信号を処理してクロマトグラムを作成したり、検量線データを保持して分析成分の定量を行ったりするデータ処理部１６が接続されている。データ処理部１６はプログラム制御部２８の一部として実現することができ、またはパーソナルコンピュータ４４により実現することもできる。

　液量計５を含む液体クロマトグラフの設定または変更は、ディスプレイ２９に設定または変更を指示する画面を表示し、その画面上で行うようにすることができる。ディスプレイ２９は、プログラム制御部２８に接続されている。またはパーソナルコンピュータ４４のディスプレイに設定または変更を指示する画面を表示し、その画面上で行うようにしてもよい。

　また、プログラム制御部２８がシステムコントローラとなっていて単独のパーソナルコンピュータ４４またはネットワーク上にあるパーソナルコンピュータ４４に接続されている場合は、パーソナルコンピュータ４４にインストールされたＷｅｂブラウザを介してシステムコントローラに接続されたディスプレイ２９の設定画面にアクセスし、液量計５を含む液体クロマトグラフの設定または変更を行うように構成することもできる。

　次に、記憶部５２に記憶されている検量線について説明する。図２は、記憶部５２に記憶されている検量線を示す概略図である。図２に示すように記憶部５２には、移動相の種類に対応して検量線がそれぞれ記憶されている。たとえば、移動相の種類が「純水」の場合、検量線には「検量線Ａ」が記憶され、移動相の種類が「エタノール」の場合、検量線には「検量線Ｂ」が記憶され、移動相の種類が「アセトニトリル」の場合、検量線には「検量線Ｃ」が記憶されている。

　図３は、検量線Ａ～検量線Ｃを説明するためのグラフである。図３に示す横軸に移動相の液量（Ｌ）を、縦軸に移動相容器の重量（ｋｇ）をそれぞれ割り当ててある。移動相容器の重量Ｗは、移動相の残量が０（ゼロ）で移動相容器のみの重量である。検量線Ａ～検量線Ｃは、それぞれ移動相の液量（Ｌ）の増加に応じて、移動相容器の重量が増加する一次関数として表すことができる。そのため、記憶部５２には、検量線Ａ～検量線Ｃをそれぞれ一次関数の形式で記憶してもよい。もちろん、検量線Ａ～検量線Ｃを、例えば０Ｌ～１０Ｌまでの０．１Ｌごとの移動相容器の重量の数値データの形式で記憶部５２に保存してもよい。図２に示すテーブルには、３種類の移動相について検量線が記憶されていると説明したが、他の移動相の種類についても検量線が記憶されている。また、図２では、異なる検量線を移動相の物質名で分けて移動相の種類としてラベリングした例を示したが、異なる検量線を分析用途ごと、オペレータごとなどで分けて移動相の種類としてラベリングしてもよい。もちろん、移動相の物質名、分析用途、オペレータなどの項目を組み合わせて移動相の種類としてラベリングしてもよい。

　次に、検量線を用いて移動相の液量（残量）を計測する処理について説明する。図４は、検量線を用いて移動相の液量（残量）を計測する処理を示すフローチャートである。まず、液量計５は、移動相の種類を受け付ける（ステップＳ１０）。具体的に、液量計５には、図示していないが移動相の種類を入力する入力部が設けてあり、移動相容器２０ａ～２０ｃをボトルホルダ２２にセットした際に移動相容器２０ａ～２０ｃの各々に対して移動相の種類をオペレータが入力する。もちろん、液量計５は、入力部を設けずにプログラム制御部２８またはパーソナルコンピュータ４４から移動相の種類を入力することができるようにしてもよい。

　液量計５は、ステップＳ１０で受け付けた移動相の種類に対応する検量線が記憶部５２に記憶されているか否かを判断する（ステップＳ１１）。記憶部５２に受け付けた移動相の種類に対応する検量線が記憶されている場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、液量計５は、記憶部５２に記憶されている検量線に基づき、ロードセル２１ａ～２１ｃで計測した移動相容器２０ａ～２０ｃの重量の計測値から移動相の液量を算出する（ステップＳ１２）。具体的に、液量計５は、移動相容器２０ａの移動相の種類が純水の場合、検量線Ａを用いて移動相容器２０ａの重量から移動相の液量を算出する。液量計５は、移動相容器２０ｂの移動相の種類がエタノールの場合、検量線Ｂを用いて移動相容器２０ｂの重量から移動相の液量を算出する。液量計５は、移動相容器２０ｃの移動相の種類がアセトニトリルの場合、検量線Ｂを用いて移動相容器２０ｃの重量から移動相の液量を算出する。

　液量計５は、ステップＳ１２で算出した移動相容器２０ａ～２０ｃの各々の移動相の液量を出力する（ステップＳ１３）。具体的に、液量計５は、通知部５４を介して外部の携帯端末に移動相容器２０ａ～２０ｃの各々の移動相の液量を通知したり、送液制御部３０またはプログラム制御部２８に対して移動相容器２０ａ～２０ｃの各々の移動相の液量を出力したりする。液量計５は、ステップＳ１３で移動相の液量を出力した後、処理を終了する。なお、液量計５は、説明を簡単にするためステップＳ１３で移動相の液量を出力した後、処理を終了しているが、実際の計測では液体クロマトグラフが稼動している間、所定の間隔（例えば、１秒間隔）で移動相の液量の算出（ステップＳ１２）と出力（ステップＳ１３）を繰り返す。また、移動相の種類を受け付け処理（ステップＳ１０）は、移動相容器を変更する毎に行うものとする。

　ステップＳ１１に戻って、記憶部５２に受け付けた移動相の種類に対応する検量線が記憶されていない場合（ステップＳ１１でＮＯ）、液量計５は、新たに検量線を算出して記憶部５２に記憶する処理を開始する。まず、液量計５は、空の移動相容器の重量を計測する（ステップＳ１４）。次に、液量計５は、既知の液量の移動相が収容された移動相容器の重量を計測する（ステップＳ１５）。液量計５は、ステップＳ１４で計測した空の移動相容器の重量と、ステップＳ１５で計測した既知の液量の移動相が収容された移動相容器の重量とに基づいて検量線を算出する（ステップＳ１６）。具体的に、液量計５は、空の移動相容器の重量と既知の液量の移動相が収容された移動相容器の重量との２点から一次関数を求め、当該関数を新たな検量線とする。

　液量計５は、ステップＳ１５で算出した検量線を記憶部５２に記憶する。液量計５は、算出した検量線を記憶部５２に記憶する際に、ステップＳ１０で受け付けた移動相の種類の名前をラベリングして検量線を記憶部５２に記憶する（ステップＳ１７）。そのため、液量計５は、次回以降、ステップＳ１５で記憶させた移動相の種類をステップＳ１０で受け付けた場合、ステップＳ１４～ステップＳ１７の処理が不要となる。なお、液量計５は、ステップＳ１７で検量線を記憶部５２に記憶する場合に、ラベリングする移動相の種類の名前を入力できるようにしてもよい。

　次に、液量計５の含む液体クロマトグラフのシステムについて説明する。図５は、本実施の形態１に係る液体クロマトグラフのシステムを説明するための概略図である。液体クロマトグラフのシステムには、液量計５と、プログラム制御部２８とを含んでいる。液量計５は、ボトルホルダ２２の底部に設けたロードセル２１の各々と接続しており、各々のロードセル２１からの出力値を取得している。液量計５は、ロードセル２１からの出力値から算出した移動相の液量の情報をプログラム制御部２８、パーソナルコンピュータ４４に出力できる。

　さらに、液量計５は、無線通信部１１０を介してスマートフォンなどの携帯端末装置１００に移動相の液量の情報を出力することができる。そのため、携帯端末装置１００を所持しているオペレータは、液体クロマトグラフから離れた位置にいても携帯端末装置１００で移動相の液量をリアルタイムでモニタすることができる。また、液量計５は、ゲートウェイ２０１を介してクラウド２００と接続して、クラウド２００に移動相の液量の情報を出力することができる。これにより、移動相の液量の履歴情報をクラウド２００に保存することが可能となり、過去の分析において移動相の液量がどのように変化していたのかを検証することが可能となる。

　以上のように、本実施の形態に係る液体クロマトグラフでは、カラム１０に送る移動相を収容する１つ以上の移動相容器２０ａ～２０ｃと、１つ以上の移動相容器２０ａ～２０ｃに収容されている移動相の液量を計測する液量計５と、１つ以上の移動相容器２０ａ～２０ｃに収容されている移動相をカラム１０に送る移動相送液部４とを備えている。液量計５は、移動相容器２０ａ～２０ｃに収容されている移動相の液量に基づく計測値を計測する計測部５１と、計測部５１で計測した計測値と移動相容器２０ａ～２０ｃに収容されている移動相の液量との関係を示す検量線を、移動相の種類ごとに記憶する記憶部５２と、移動相容器２０ａ～２０ｃに収容されている移動相の種類に対応する検量線を記憶部５２から読み出し、読み出した検量線に基づいて計測部５１で計測した計測値から移動相の液量を算出する演算部５３とを含む。

　これにより、本実施の形態１に係る液体クロマトグラフでは、移動相容器２０ａ～２０ｃに収容されている移動相の種類に対応する検量線に基づいて計測部で計測した計測値から移動相の液量を算出するので、移動相の種類によらず移動相の液量（残量）管理を容易に行うことができる。また、本実施の形態に係る液体クロマトグラフでは、使用する移動相の種類を一時的に変更したとしても、記憶部５２に記憶した検量線を読み出せば、事前設定なしに変更した移動相を使用することができる。

　液量計５は、移動相容器２０ａ～２０ｃに収容されている移動相の種類に対応する検量線が記憶部５２に記憶されていない場合、新たに検量線を作成してもよい。これにより、液量計５は、新たに検量線を作成すれば、移動相の種類によらず移動相の液量を算出できる。

　演算部５３は、移動相が収容されていない移動相容器の計測値と、既知の液量の移動相が収容されている移動相容器の計測値とに基づいて新たに検量線を作成してもよい。これにより、演算部５３は、異なるサイズ、種類の移動相容器を使用しても検量線を作成することができる。なお、移動相容器のサイズ、種類を一種類に指定した場合、計測部５１で移動相が収容されていない移動相容器の計測値を計測する必要がなくなる。または、複数種類の移動相が収容されていない移動相容器の計測値をあらかじめ記憶部５２に記憶しておき、演算部５３で新たに検量線を作成する際に、記憶部５２から当該測定値を読み出してもよい。

　液量計５で計測された１つ以上の移動相容器の各々における移動相の液量を外部に通知する通知部５４をさらに備えてもよい。これにより、液量計５で計測された移動相の液量を外部でモニタすることが可能となる。

　通知部５４は、携帯端末装置１００に情報を通知することが可能であるとしてもよい。これにより、携帯端末装置１００を所持するオペレータが、液体クロマトグラフの近くにいなくても移動相の液量をモニタすることが可能となる。

　計測部５１は、移動相容器の重量を計測するとしてもよい。これにより、計測部５１は、容易に移動相の液量（残量）を把握することができる。

　計測部５１は、１つ以上の移動相容器２０ａ～２０ｃのそれぞれに、重量を計測する重量センサ（ロードセル２１ａ～２１ｃ）を設けてもよい。これにより、計測部５１は、各々の移動相容器２０ａ～２０ｃの重量を精度よく計測することが可能となる。

　液量計５は、液体クロマトグラフに対して着脱可能に取り付けられるようにしてもよい。これにより、液量計５は、液体クロマトグラフに取り付け可能となる。

　（実施の形態２）
　実施の形態１では、移動相の種類によらず移動相の液量をリアルタイムでモニタすることが可能な液量計について説明した。本実施の形態２では、移動相の液量をリアルタイムでモニタし、一の移動相容器の液量が不足した場合に自動で同種の移動相が入った他の移動相容器からの送液に切換える液体クロマトグラフについて説明する。本実施の形態２の形態にかかる液体クロマトグラフの構成は、図１に示した液体クロマトグラフの構成と同じであるため詳細な説明を繰り返さない。

　図１に示した液体クロマトグラフでは、同種の移動相が収容された移動相容器２０ａ～２０ｃが、流路切換バルブ２６に各々の移動相流路を介してつながっている。液体クロマトグラフは、まず移動相容器２０ａから移動相を分析流路６へ送液できるように流路切換バルブ２６を切換える。流路切換バルブ２６は、移動相容器２０ａの移動相流路と分析流路６とを接続するようにバルブを切換える。送液制御部３０は、移動相容器２０ａの移動相流路と分析流路６とが接続されている状態で送液ポンプ２を動作させて、移動相容器２０ａの移動相をカラム１０に送液する。

　液体クロマトグラフは、液量計５で移動相容器２０ａの移動相の液量をリアルタイムでモニタしているので、移動相容器２０ａが空になる前（例えば、移動相の液量が閾値以下）に移動相容器２０ｂから移動相を分析流路６へ送液できるように流路切換バルブ２６を切換える。流路切換バルブ２６は、移動相容器２０ｂの移動相流路と分析流路６とを接続するようにバルブを切換える。液体クロマトグラフは、送液する移動相を移動相容器２０ａの移動相から移動相容器２０ｂの移動相に切換えた場合でも、カラム１０に空気が送られないように連続して移動相を送液する必要がある。そのため、液体クロマトグラフでは、移動相容器２０ｂの移動相に切換える前に移動相容器２０ｂの移動相流路から空気を除くエアパージ（air　purge）を行っている。

　液体クロマトグラフは、同じように移動相容器２０ｂが空になる前（例えば、移動相の液量が閾値以下）に移動相容器２０ｃから移動相を分析流路６へ送液できるように流路切換バルブ２６を切換える。図１に示す液体クロマトグラフでは、３本の移動相容器２０ａ～２０ｃが流路切換バルブ２６に各々の移動相流路を介してつながっているが、さらに多くの移動相容器が流路切換バルブ２６に各々の移動相流路を介してつながっていてもよい。また、液体クロマトグラフは、３本の移動相容器２０ａ～２０ｃの移動相を使い切った時点で分析を停止するようにしてもよいし、移動相容器２０ｃの移動相を送液している間に移動相容器２０ａ，２０ｂを交換することで分析を継続できるようにしてもよい。

　次に、移動相を送液する移動相容器を自動で切換える液体クロマトグラフの動作を、フローチャートを用いて説明する。図６は、本実施の形態２に係る液体クロマトグラフにおいて移動相を送液する移動相容器を自動で切換える動作を説明するフローチャートである。まず、液体クロマトグラフは、液量計５で移動相を送液している移動相容器の液量を計測する（ステップＳ２０）。移動相容器の液量の計測は、実施の形態１で説明したように液量計５で検量線を用いて行う。また、液量計５は、液体クロマトグラフで分析が行われている間、リアルタイムで移動相容器の液量をモニタしている。

　液体クロマトグラフは、液量計５で計測した移動相容器の液量が閾値以下か否かを判断する（ステップＳ２１）。液量計５で計測した移動相容器の液量が閾値より多い場合（ステップＳ２１でＮＯ）、液体クロマトグラフは、処理をステップＳ２０に戻して移動相容器の液量の計測を継続する。ここで、閾値は、移動相容器を切換えている間に、移動相を送液している移動相容器の液量が空にならない程度の液量に設定する。例えば、１０ｍｌ程度の液量があれば移動相容器を切換えることができるのであれば、液体クロマトグラフは、閾値を予め１０ｍｌと設定しておく。

　液量計５で計測した移動相容器の液量が閾値以下の場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）、液体クロマトグラフは、切換順の移動相容器が有るか否かを判断する（ステップＳ２２）。図１に示した液体クロマトグラフでは、３本の移動相容器２０ａ～２０ｃがセットさせており、移動相容器２０ａ、移動相容器２０ｂ、移動相容器２０ｃの順で使用されることが予め設定されている。そのため、当該液体クロマトグラフでは、移動相容器２０ａの液量が閾値以下の場合、切換順の移動相容器２０ｂがあると判断する。

　ボトルホルダ２２は、３本の移動相容器がセットできるものに限られず、また同種の移動相が収容された移動相容器がセットされるもの限定されない。図７は、ボトルホルダ２２に種類の異なる移動相が収容された移動相容器が６本セットされた場合の切換順を説明するための図である。ボトルホルダ２２には、移動相容器をセットする容器番号が予め１～６まで付与されている。図７に示す例では、容器番号「１」に純水の移動相が収容された移動相容器を、容器番号「２」～「４」にエタノールの移動相が収容された移動相容器を、容器番号「５」，「６」にアセトニトリルの移動相が収容された移動相容器をそれぞれセットされている。

　さらに、図７に示す例では、エタノールを移動相に使用する順として、容器番号「２」の移動相容器に切換順「Ａ」を、容器番号「３」の移動相容器に切換順「Ｂ」を、容器番号「４」の移動相容器に切換順「Ｂ」をそれぞれ設定している。また、図７に示す例では、アセトニトリルを移動相に使用する順として、容器番号「５」の移動相容器に切換順「ａ」を、容器番号「６」の移動相容器に切換順「ｂ」をそれぞれ設定しれている。そのため、液体クロマトグラフでは、エタノールを移動相に使用する場合、容器番号「２」，「３」，「４」の順で使用され、アセトニトリルを移動相に使用する場合、容器番号「５」，「６」の順で使用される。このように、移動相容器に切換順を予め設定しておくことで、ボトルホルダ２２にセットされた移動相容器から任意の順で移動相を使用することが可能となる。もちろん、液体クロマトグラフは、切換順を予め設定せずに移動相容器を使用する順を容器番号順としてもよい。

　図６に戻って、切換順の移動相容器が有る場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、液体クロマトグラフは、移動相を送液している移動相容器を切換順の移動相容器に切換える（ステップＳ２３）。液体クロマトグラフは、例えば図７に示す例において、移動相を送液している移動相容器の容器番号が「２」の場合、容器番号が「３」の移動相容器に切換える。液体クロマトグラフは、ステップＳ２３の処理で移動相容器を切換えた場合、処理をステップＳ２０に戻す。

　切換順の移動相容器がない場合（ステップＳ２２でＮＯ）、液体クロマトグラフは、通知部５４からオペレータに移動相容器の交換を促す警告を通知する（ステップＳ２４）。液体クロマトグラフは、ステップＳ２４で警告を通知後、移動相容器が交換されない場合、処理を終了する。なお、液体クロマトグラフは、ステップＳ２４で警告を通知後、移動相容器を交換した場合、処理をステップＳ２０に戻してもよい。

　液体クロマトグラフでは、ボトルホルダ２２に移動相容器を複数セットした場合、各々の移動相容器の液量を別々にディスプレイ２９や携帯端末装置１００に表示させる。液体クロマトグラフは、例えば、容器番号「２」の移動相容器の液量が２Ｌ（容量５Ｌ）、容器番号「３」の移動相容器の液量が５Ｌ（容量５Ｌ）、容器番号「４」の移動相容器の液量が５Ｌ（容量５Ｌ）などとディスプレイ２９や携帯端末装置１００に表示する。

　しかし、容器番号「２」～「４」の移動相が同種（例えば、エタノール）の場合、液体クロマトグラフは、容器番号「２」～「４」の移動相容器を仮想的に一つの移動相容器として扱い、容器番号「２」～「４」の移動相容器の液量を合算してディスプレイ２９や携帯端末装置１００に表示してもよい。図８は、複数の移動相容器を仮想的に一つの移動相容器として扱い、移動相容器の液量を表示した一例を示す図である。

　図８では、オペレータが所持している携帯端末装置１００に仮想的に一つの移動相容器とした場合の仮想容器の液量を表示している。具体的に、携帯端末装置１００では、容器番号「２」の移動相容器の液量が２Ｌ（容量５Ｌ）、容器番号「３」の移動相容器の液量が５Ｌ（容量５Ｌ）、容器番号「４」の移動相容器の液量が５Ｌ（容量５Ｌ）の場合、容量１５Ｌの仮想容器１０１に１２Ｌの液量があると表示する。これにより、液体クロマトグラフにセットした同種の移動相の液量を、オペレータが一元的に把握することができる。

　なお、液体クロマトグラフは、仮想容器の液量が閾値以下となった場合に警告を通知するようにしても、各々の移動相容器が閾値以下となった場合に警告を通知するようにしてもよい。また、液体クロマトグラフは、仮想容器の液量を表示している場合でも、各々の移動相容器が切換わった旨の通知をオペレータに対して行ってもよい。これにより、各々の移動相容器が切換わるタイミングをオペレータが把握することができる。

　以上のように、本実施の形態２に係る液体クロマトグラフは、カラム１０に送る移動相を収容する複数の移動相容器２０ａ～２０ｃと、複数の移動相容器２０ａ～２０ｃに収容されている移動相の液量をそれぞれ計測する液量計５と、複数の移動相容器２０ａ～２０ｃに収容されている移動相をカラム１０に送る移動相送液部４とを備えている。移動相送液部４は、移動相をカラム１０に送る送液ポンプ２と、複数の移動相容器につながるそれぞれの移動相流路と送液ポンプ２との間に設けられ、移動相流路の１つを選択する流路切換バルブ２６と、流路切換バルブ２６により移動相流路とつながっている移動相容器について液量計５で計測された移動相の液量が、あらかじめ定められた液量の閾値以下となった場合に、流路切換バルブ２６を制御して移動相流路につながる移動相容器を切換える送液制御部３０とを含む。

　これにより、本実施の形態２に係る液体クロマトグラフは、移動相の継ぎ足しを自動で行うことができ、カラム１０に送る移動相が不足するリスクを低減することができる。また、当該液体クロマトグラフでは、大きな容量の移動相容器の代わりに、扱いやすい小さい容量の移動相容器を複数用いることで、移動相容器をセットするオペレータの負担を軽減するとともに、移動相を小分けにすることで、移動相が劣化するリスクを低減することができる。

　送液制御部３０は、同種の移動相が収容されている複数の移動相容器２０ａ～２０ｃがある場合、一の移動相容器について液量計５で計測された移動相の液量が閾値以下となると、流路切換バルブ２６を制御して別の移動相容器に順次切換える。これにより、液体クロマトグラフは、移動相の不足を生じさせることなく移動相の継ぎ足しを自動で行い、連続した分析が可能となる。

　液量計５は、液量計５で計測された移動相の液量が閾値以下となった旨の情報を外部に通知する通知部５４を有してもよい。これにより、液量計５で計測された移動相の液量が閾値以下となったことを外部でモニタすることが可能となる。

　液量計５は、同種の移動相が収容されている複数の移動相容器を１つの仮想容器として、複数の移動相容器に収容されている移動相の液量の情報を外部に通知する通知部５４を有してもよい。これにより、液体クロマトグラフにセットした同種の移動相の液量を、オペレータが一元的に把握することができる。

　送液制御部３０は、流路切換バルブ２６を制御して移動相流路につながる移動相容器を切換える順序を設定することが可能であってもよい。これにより、ボトルホルダ２２にセットされた移動相容器から任意の順で移動相を使用することが可能となる。

　通知部５４は、携帯端末装置１００に情報を通知することが可能であってもよい。これにより、携帯端末装置１００を所持するオペレータが、液体クロマトグラフの近くにいなくても移動相の液量をモニタすることが可能となる。

　（変形例）
　（１）前述の実施の形態では、移動相容器の重量を計測することで移動相容器に収容されている移動相の液量との関係を示す検量線を作成していたが、当該検量線を作成する計測値として移動相容器の重量に限定されない。つまり、移動相容器に収容されている移動相の液量に基づく計測値であれば、移動相容器の重量でなくてもよく、例えば移動相容器の液面位置を計測値としてもよい。計測部５１が移動相容器の液面位置を計測するには、例えば移動相容器の上部に光学式の液面計を設け、当該液面計の出力値から移動相容器の液面位置を求める。移動相の液量に基づく計測値として移動相容器の液面位置とした場合、検量線は、移動相容器の液面位置と移動相容器に収容されている移動相の液量との関係で表される。

　（２）実施の形態２では、使用する液量計を実施の形態１で説明した液量計５であるとして説明したが、これに限定されない。移動相の液量をリアルタイムにモニタできる液量計であれば検量線を用いない液量計であってもよい。

　（３）前述の実施の形態では、移動相容器を切換えている間に、移動相を送液している移動相容器の液量が空にならない程度の液量に閾値を設定すると説明したが、これに限定されない。例えば、移動相容器の液量が閾値以下となり、オペレータに警告を通知してから移動相容器を交換するまでの時間を確保することができる液量を閾値として設定してもよい。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　２　送液ポンプ、４　移動相送液部、５　液量計、６　分析流路、８　自動試料導入部、１０　カラム、１２　カラムオーブン、１４　検出器、１６　データ処理部、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ　移動相容器、２１，２１ａ，２１ｃ　ロードセル、２２　ボトルホルダ、２６　流路切換バルブ、２８　プログラム制御部、２９　ディスプレイ、３０　送液制御部、４４　パーソナルコンピュータ、５１　計測部、５２　記憶部、５３　演算部、５４　通知部、１００　携帯端末装置、１０１　仮想容器、１１０　無線通信部、２００　クラウド、２０１　ゲートウェイ。

Claims (8)

1. 　導入された試料をカラムで分離して試料成分を検出する液体クロマトグラフであって、
   　前記カラムに送る移動相を収容する１つ以上の移動相容器と、
   　前記１つ以上の移動相容器に収容されている移動相の液量を計測する液量計と、
   　前記１つ以上の移動相容器に収容されている移動相を前記カラムに送る移動相送液部とを備え、
   　前記液量計は、
   　　移動相容器に収容されている移動相の液量に基づく計測値を計測する計測部と、
   　　前記計測部で計測した計測値と移動相容器に収容されている移動相の液量との関係を示す検量線を、移動相の種類ごとに記憶する記憶部と、
   　移動相容器に収容されている移動相の種類に対応する検量線を前記記憶部から読み出し、読み出した前記検量線に基づいて前記計測部で計測した計測値から移動相の液量を算出する演算部とを含む、液体クロマトグラフ。
2. 　前記液量計は、移動相容器に収容されている移動相の種類に対応する前記検量線が前記記憶部に記憶されていない場合、新たに前記検量線を作成する、請求項１に記載の液体クロマトグラフ。
3. 　前記演算部は、移動相が収容されていない移動相容器の計測値と、既知の液量の移動相が収容されている移動相容器の計測値とに基づいて新たに前記検量線を作成する、請求項２に記載の液体クロマトグラフ。
4. 　前記液量計で計測された前記１つ以上の移動相容器の各々における移動相の液量を外部に通知する通知部をさらに備える、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の液体クロマトグラフ。
5. 　前記通知部は、携帯端末装置に情報を通知することが可能である、請求項４に記載の液体クロマトグラフ。
6. 　前記計測部は、移動相容器の重量を計測する、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の液体クロマトグラフ。
7. 　前記計測部は、前記１つ以上の移動相容器のそれぞれに、重量を計測する重量センサを設けてある、請求項６に記載の液体クロマトグラフ。
8. 　前記液量計は、前記液体クロマトグラフに対して着脱可能に取り付けられている、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の液体クロマトグラフ。

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