JP4476868B2 - 液体クロマトグラフ装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体クロマトグラフ装置に関する。

液体クロマトグラフ装置において、液漏れが発生すると、測定精度等に悪影響を及ぼす場合がある。流路が複雑であったり、流路の一部を加熱するために外から流路の様子が見えない加熱槽に入れている場合、目視で液漏れの有無を確認するのが困難なことがある。

このため、液体クロマトグラフ装置において、液漏れを検出する技術として、特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された技術は、漏れた液を直接感知するセンサーを用いる他にシステムの最も下流に設けた液量センサーと設定流量を比較する方法である。

また、特許文献２には、送液ポンプの吸引側および検出器の廃液側における液体流量またはこれらの差異を検出し、かつ、これらと事前に設定した値とを比較する方法が記載されている。

特開平９−１４５７０１号公報 特開平１１−２３５４９号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術では、流量センサーでの値が低い場合に、ポンプの不調により設定流量が送液できていないのか、液漏れが起きているのかを判断することが困難である。

また、加熱槽内で少量の液漏れが起こった場合には、液が蒸発してしまい、外部に液漏れセンサーを取り付けていても検知することができない。

また、複数種類の溶液の混合比を時間経過と共に変化させるグラジエント法により分析を行なう液体クロマトグラフ装置が知られているが、特許文献２記載の技術では、グラジエント法により分析を行う場合、グラジエントが正しく行われているかどうかについては感知することができない。

また、ポンプが指定の流量やグラジエント法で正しく送液していないポンプトラブルの検知は困難である。

さらに、使用される試薬量を厳密に管理する必要がある場合、数種の成分からなる溶離液と複雑なグラジエントプログラムにより分析を行った場合には、個々の試薬の使用量を手作業で計算することは煩雑で時間を要する作業である。

本発明の目的は、液漏れ及びポンプの不調を高精度に検知可能な液体クロマトグラフ装置を実現することである。

本発明は、次のように構成される。
複数の容器に収容された溶液を所定の混合比で送液ポンプが送液し、送液された溶液に試料を導入して、溶液に導入され試料を分離カラムにより分離し、分離された試料成分を検出する検出器を有する液体クロマトグラフ装置において、複数の容器のそれぞれに収容された溶液の残量と、装置から排出された溶液の排出量を検出する。そして、検出された溶液残量と廃液量とに基づいて、送液ポンプが正常に動作しているか否か、及び送液ポンプから検出器に至る流路に液漏れが発生しているか否かを判断する。

液漏れ及びポンプの不調を高精度に検知可能な液体クロマトグラフ装置を実現することができる。

以下、本発明の実施形態による液体クロマトグラフについて、図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明が適用される液体クロマトグラフ装置の概略構成図である。
図１において、液体クロマトグラフ装置は、溶液送液機構１２と、溶液残量センサー１と、試料導入部３と、分離カラム４と、検出器５と、これらを接続する流路１４と、廃液タンク６と、廃液量センサー１１と、データ処理装置１３とを備える。

送液機構１２は、送液ポンプ２と、複数の溶液槽（容器）１５とを有し、送液ポンプ２内あるいは溶液槽１５とポンプ２との間に、電磁弁が配置されている。

そして、コンピュータ７に記憶されたプログラムからの信号あるいはポンプ２へ直接入力されたプログラムにより、上記電磁弁を切り替え、複数の溶液槽１５に収容された溶液の中から、選択された溶液をポンプ２により送液する。

残量センサー１は、分析スタート時から終了時まで各溶液槽１５の液量を計測し、データ処理装置１３に出力する。ポンプ２により送液された溶液は試料導入部３を経由して分離カラム４へと送られる。

試料導入部３より導入された試料は分離カラム４で各成分に分離され、その分離された成分が検出器５により検出される。

検出器５は、検出信号をデータ処理装置１３に出力する。データ処理装置１３は検出器５から受信した信号を処理してクロマトグラムおよびデータとして出力、記録し、保存する。

検出器５を通過した液は廃液タンク６に溜められ、その量は廃液量センサー１１により計測され、データ処理装置１３へ出力される。データ処理装置１３は、溶液槽１５に収容されていた各溶液の消費量および廃液量を記録、保存し、必要に応じて出力することができる。

データ処理装置１３は、コンピュータ７と、入力手段としてのキーボード８及びマウス９と、表示手段としてのディスプレイ１０とを備え、必要に応じてプリンターなどの出力手段を接続することもある。

コンピュータ７はＣＰＵやメモリなどを有する一般的なコンピュータであり、図２は、コンピュータ７における、本発明に関わる要素のブロック図である。

図２において、コンピュータ７は、予めインストールまたはキーボード８、マウス９により入力された制御プログラム２１が格納されており、この制御プログラム２１に基づいて、指令信号が送液ポンプ２に供給され、このポンプ２から溶液が送液される。

コンピュータ７は、制御プログラム２１が使用する、図３、図４に示すようなグラジエントや流量に関する情報を格納している。また、コンピュータ７は複数の制御プログラムを記憶しておくことができ、ファイル名やメソッド名等によりその制御プログラムが使用する情報を区別する。

また、コンピュータ７は、予めインストールまたはキーボード８、マウス９により、図５に示すような画面から入力された各溶液の試薬組成２２を保有している。

さらに、コンピュータ７は、図２に示すように、制御プログラム２１から計算で得られる各溶液槽１５の溶液使用量理論値２３、残量センサー１からの信号により得られる各溶液槽１５の溶液残量変化２４、廃液量センサー１１からの信号により得られる廃液量変化２５、各溶液の試薬組成２２と溶液使用量理論値２３または溶液残量変化２４から計算で得られる溶液含有試薬消費量２６を算出し、記憶する。

図６は、本発明の第１の実施形態である液体クロマトグラフ装置における、使用者の操作及びＰＣ７内での処理の流れを示したフローチャートである。

図６において、上述したように、使用者は、まず、各溶液の試薬組成２２を入力し、コンピュータ７に記憶させる（ステップ１０１）。ルーチンでの分析など、いつも決まった溶液を使用する場合には、初回のみ入力すればよい。

次に、使用者は分析に使用するメソッドを選択し、分析する検体数を入力する（ステップ１０２）。

上述したように、メソッドはグラジエントや流量に関する情報を保有しているので、それらの情報と検体数から、コンピュータ７は溶液使用量・廃液排出量理論値を算出する（ステップ１０３）。

使用者がスタートボタンをクリックまたは、スタートボタンを押下またはスタート信号を入力するなどにより、分析が開始される（ステップ１０４）。

分析中、コンピュータ７内で、各溶液槽１５の溶液使用量理論値２３と、溶液残量変化２４と廃液量変化２５の収支の比較が行われる（ステップ１０５）。

廃液量変化から算出される廃液増加量と、溶液使用量から算出される溶液減少量を比較し、廃液増加量が溶液減少量より少ない時、または、廃液増加量と廃液排出量理論値とを比較し、実際の廃液増加量の方が少ない時、またはその両方が同時に起こっている場合には、液漏れがある旨のエラー表示をする（ステップ１０６、１１３）。

ステップ１０６において、液漏れは発生していない場合は、ステップ１０７に進み、廃液増加量と溶液減少量とが等しく、それらが廃液排出量・溶液使用量理論値と等しくない場合および各溶液槽１５の溶液の減少量が各溶液槽１５の溶液使用量理論値と等しくない場合には、ポンプ１が制御プログラム２１より指示された流量またはグラジエントプログラムどおりに正しく送液できていない可能性が高いため、ポンプが不調である旨のエラー表示をする（ステップ１１３）。

ステップ１０７において、ポンプは不調ではないと判断し、かつ、すべての検体が分析されたら、分析終了（ステップ１０８）となる。そして、溶液収支に関するログがコンピュータ７に自動で保存される（ステップ１０９）。

使用者は必要な時に、消費量出力条件を入力する（ステップ１１０）ことにより、一定期間における溶液の使用量、溶液含有試薬個々の消費量を出力することができる（ステップ１１１）。

図７は、上述したステップ１１０で消費量出力条件を入力する画面の一例を示す図である。使用者は、任意の条件をコンピュータ７に入力後、実行をクリックする。

図８は、上述したステップ１１１における使用量等の出力画面の一例である。図７での入力条件に応じて、算出期間、使用溶液量、溶液中の各試薬の使用量等が表示される。また、表計算ソフトなどへの転送も可能であり、図９にその一部が示されているような環境影響評価に使用するシートの該当部分を埋めることもできる。

以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、個々の溶液槽１５の溶液の実際の減少量の総量と、廃液量とを比較し、液体クロマトグラフ装置の液漏れの有無を判断し、液漏れが発生していないことが検知された後、溶液使用量の理論値と廃液排出量とを比較して、ポンプが不調か否かを判断している。

したがって、液体クロマトグラフ装置のポンプ不調か液漏れかを正確に区別して判断することができる。

また、個々の溶液槽１５の実際の減少量を算出し、記憶しているので、個々の試薬の使用量を容易に表示出力することが可能である。

（第２の実施形態）
図１０は、本発明の第２の実施形態である液体クロマトグラフ装置の動作フローチャートである。この第２の実施形態である液体クロマトグラフ装置の構成は、図１、図２に示した例と同等であるので、その詳細な説明は省略する。

また、図１０に示したフローチャートと、図６に示したフローチャートとの異なるところは、図１０のフローチャートにおいては、図６のフローチャートのステップ１０４と１０５の間にステップ１０４Ａ〜１０４Ｄが加入され、ステップ１０７と１１３とが省かれている。

この第２の実施形態は、まず、ポンプ２が不調か否か、グラジエントが正しく実行されているか、つまり、各溶液が所定の混合比で混合されているか否かを、分析開始時から一連の動作が終了するまで判断し、一連の動作が終了してから、液体クロマトグラフ装置に液漏れが発生したか否かを判断する例である。

ステップ１０１〜１０４は、図６の例と同様である。ステップ１０４Ａにおいて、各溶液槽１５に収容された溶液の、単位時間あたり当たりの理論溶液減少量と実際の溶液減少量とを比較する。そして、ステップ１０４Ａでの比較結果から各溶液が所定の混合比で混合されているか否か、並びに、単位時間当たりの総送液量がポンプ２に設定した量であるかいなか、つまり、グラジエントが正しく行なわれているか否かを、判断する（ステップ１０４Ｂ）。

ステップ１０４Ｂにおいて、グラジエントが正しく行なわれていないと判断した場合は、ステップ１０４Ｃに進み、ポンプ不調である旨のエラー表示を行う。

ステップ１０４Ｂにおいて、グラジエントは正しく行なわれていると判断した場合は、ステップ１０４Ｄに進み、溶液を所定量使用したか、つまり、所定の一連の動作が終了したか否かを判断し、終了していなければ、ステップ１０４Ａに戻り、ステップ１０４Ａ〜１０４Ｄが実行される。

このステップ１０４Ａ〜１０４Ｄは、分析開始時から、実行され、分析途中であっても、ポンプ２の不調と判断されれば、分析動作を中止することができる。

ステップ１０４Ｄにおいて、溶液を所定量使用したと判断すると、ステップ１０５、１０６に進み、図６を用いて説明したように、液漏れがあったか否かを判断する。

そして、液漏れが無いと判断すると、ステップ１０８〜１１１を実行する。

以上のように、本発明の第２の実施形態によれば、分析開始時から、溶液使用量の理論値と廃液排出量とを比較して、ポンプが不調か否かを判断しているので、ポンプの不調が発生したことを、分析途中でも判断可能である。また、ポンプ２が不調でないことを判断した後に、溶液槽１５の実際の減少量の総量と、廃液量とを比較し、液体クロマトグラフ装置の液漏れの有無を判断している。

したがって、液体クロマトグラフ装置のポンプ不調か液漏れかを正確に区別して判断することができる。

本発明が適用される液体クロマトグラフ装置の概略構成図である。 図１に示したコンピュータ内の内部機能ブロック図である。 グラジエントプログラムの一例を示す図である。 グラジエントプログラムの他の例を示す図である。 試薬組成入力画面の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態である液体クロマトグラフ装置における動作フローチャートである。 消費量出力条件を入力する画面の一例を示す図である。 消費量出力画面の一例を示す図である。 環境影響評価用シートの一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態である液体クロマトグラフ装置における動作フローチャートである。

符号の説明

１ 溶液残量センサー
２ 送液ポンプ
３ 試料導入部
４ 分離カラム
５ 検出器
６ 廃液タンク
７ コンピュータ
８ キーボード
９ マウス
１０ ディスプレイ
１１ 廃液量センサー
１２ 溶液送液機構
１３ データ処理装置
１４ 流路
１５ 溶液槽
２１ 制御プログラム
２２ 試薬組成
２３ 溶液使用量理論値
２４ 溶液残量変化
２５ 廃液量変化
２６ 溶液含有試薬消費量

Claims (6)

1. 複数の容器に収容された溶液を所定の混合比で送液する送液ポンプと、この送液ポンプから送液された溶液に試料を導入する試料導入手段と、この試料導入手段により、溶液に導入され試料を分離する分離カラムと、この分離カラムにより分離された試料成分を検出する検出器と、上記送液ポンプの動作を制御する制御手段とを有する液体クロマトグラフ装置において、
   上記複数の容器のそれぞれに収容された溶液の残量を検出する残量センサーと、
   上記検出器から排出された溶液の排出量を検出する廃液量センサーと、
   を備え、上記制御手段は、残量センサーにより検出された溶液残量に基づいて、複数の容器に収容された溶液の総使用量を算出し、上記廃液量センサーにより検出された廃液量と、上記算出した溶液の総使用量とを比較して、上記液漏れが発生したか否かを判断し、上記液漏れが発生していないと判断したとき、理論溶液使用量を算出し、この理論溶液使用量と、上記廃液量センサーにより検出された廃液量とを比較して、上記送液ポンプが正常に動作しているか否かを判断することを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
2. 複数の容器に収容された溶液を所定の混合比で送液する送液ポンプと、この送液ポンプから送液された溶液に試料を導入する試料導入手段と、この試料導入手段により、溶液に導入され試料を分離する分離カラムと、この分離カラムにより分離された試料成分を検出する検出器と、上記送液ポンプの動作を制御する制御手段とを有する液体クロマトグラフ装置において、
   上記複数の容器のそれぞれに収容された溶液の残量を検出する残量センサーと、
   上記検出器から排出された溶液の排出量を検出する廃液量センサーと、
   を備え、上記制御手段は、理論廃液量を算出し、算出した理論廃液量と、上記廃液量センサーにより検出された廃液量とを比較して、上記液漏れが発生したか否かを判断し、上記液漏れが発生していないと判断したとき、理論溶液使用量を算出し、この理論溶液使用量と、上記廃液量センサーにより検出された廃液量とを比較して、上記送液ポンプが正常に動作しているか否かを判断することを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
3. 複数の容器に収容された溶液を所定の混合比で送液する送液ポンプと、この送液ポンプから送液された溶液に試料を導入する試料導入手段と、この試料導入手段により、溶液に導入され試料を分離する分離カラムと、この分離カラムにより分離された試料成分を検出する検出器と、上記送液ポンプの動作を制御する制御手段とを有する液体クロマトグラフ装置において、
   上記複数の容器のそれぞれに収容された溶液の残量を検出する残量センサーと、
   上記検出器から排出された溶液の排出量を検出する廃液量センサーと、
   を備え、上記制御手段は、上記複数の容器のそれぞれに収容された溶液の単位時間当たりの理論溶液減少量を算出し、算出した上記単位時間当たりの理論溶液減少量と、上記残量センサーが検出した上記複数の容器のそれぞれの単位時間当たりの溶液減少量とを比較して、ポンプが正常に動作して、複数の容器に収容された溶液を所定の混合比で送液しているか否かを判断し、複数の容器に収容された溶液を所定の混合比で送液していると判断したとき、上記残量センサーにより検出された溶液残量に基づいて、複数の容器に収容された溶液の総使用量を算出し、上記廃液量センサーにより検出された廃液量と、上記算出した溶液の総使用量とを比較して、上記液漏れが発生したか否かを判断することを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
4. 複数の容器に収容された溶液を所定の混合比で送液する送液ポンプと、この送液ポンプから送液された溶液に試料を導入する試料導入手段と、この試料導入手段により、溶液に導入され試料を分離する分離カラムと、この分離カラムにより分離された試料成分を検出する検出器と、上記送液ポンプの動作を制御する制御手段とを有する液体クロマトグラフ装置において、
   上記複数の容器のそれぞれに収容された溶液の残量を検出する残量センサーと、
   上記検出器から排出された溶液の排出量を検出する廃液量センサーと、
   を備え、上記制御手段は、上記複数の容器のそれぞれに収容された溶液の単位時間当たりの理論溶液減少量を算出し、算出した上記単位時間当たりの理論溶液減少量と、上記残量センサーが検出した上記複数の容器のそれぞれの単位時間当たりの溶液減少量とを比較して、ポンプが正常に動作して、複数の容器に収容された溶液を所定の混合比で送液しているか否かを判断し、複数の容器に収容された溶液を所定の混合比で送液していると判断したとき、理論廃液量を算出し、算出した理論廃液量と、上記廃液量センサーにより検出された廃液量とを比較して、上記液漏れが発生したか否かを判断することを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
5. 請求項１、２、３、４のうちのいずれか一項に記載の液体クロマトグラフ装置において、上記それぞれの溶液の試薬組成データを記憶する記憶手段を備え、上記制御手段は、上記検出された溶液残量から、それぞれの溶液の使用量と、それぞれの溶液の試薬消費量とを算出することを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
6. 請求項１、２、３、４のうちのいずれか一項に記載の液体クロマトグラフ装置において、表示手段を備え、上記制御手段は、上記溶液の使用量と、それぞれの溶液の試薬消費量とを上記表示手段に表示させることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。

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