JP2012145382A - 液体クロマトグラフ分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分析者が試料の測定前に複雑な処理条件の設定を行なわなくても、室温変動やゴーストピーク出現の影響を受けない処理を行なうことができる液体クロマトグラフ分析装置を提供する。
【解決手段】オートサンプラ２、送液ポンプ４、カラムオーブン６及び検出器８は演算処理装置１２によって制御される。演算処理装置１２は入力された検出信号に基づいて試料のクロマトグラムを作成するクロマトグラム作成手段１８のほか、補正パラメータ保持部１４及び補正式設定手段１６を備えている。補正式設定手段１６は、クロマトグラム作成手段１８によって作成されるクロマトグラムを装置周辺の温度変動など環境条件の変化を加味したものにするための補正式を分析者が設定することができる機能をこの分析装置に与える。
【選択図】図１

Description

本発明は、分析流路、試料注入部、分離カラム、検出器及び演算部を備えた液体クロマトグラフ分析装置に関するものである。

液体クロマトグラフ分析装置は、オートサンプラ、送液ポンプ、分離カラム及び検出器からなる分析部と例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）などで構成される演算部とで構成されている。演算部は検出器で得られた検出信号に基づいて測定試料のクロマトグラムを作成するものである（例えば特許文献１参照。）。

例えば、時間の経過とともに移動相の温度を変化させていく温度グラジエント方式の分析などでは、クロマトグラムのベースラインが移動相の温度変化に応じてドリフトしていくため、予め同じ条件でブランク液のみを流して測定したクロマトグラムのバックグラウンドデータを用意しておき、試料の測定により得られたクロマトグラムのデータからバックグラウンドデータを差し引くという補正処理を試料の測定が終了した後に行なうことにより、温度グラジエントによるベースラインのドリフトの影響を除去したクロマトグラムを作成するようになっていた。

特開２００９−２８１８９７号公報

しかし、ベースラインのドリフトは、試料の測定中に測定を行なっている場所の温度（室温）が変動することによっても起こる。しかし、現在の液体クロマトグラフ分析装置では、測定中の室温変動の影響を考慮してクロマトグラムを作成するようには構成されていない。さらに、上記のバックグラウンドデータを試料の測定データ採取後に差し引く方法において、バックグラウンドデータの採取時と試料測定時との間で室温が変動していたとしても、その影響が考慮されていなかった。

また、分取液体クロマトグラフでは、リアルタイムのクロマトグラムに基づいて分離成分の捕集動作を行なうようになっている。すなわち、クロマトグラムに現れるピークのうち一定のレベル以上に達したピークに相当する部分を分離成分と認識して採取するものであるが、温度グラジエント方式の液体クロマトグラフを用いた場合には、クロマトグラムのベースラインがドリフトしているため、採取するか否かの基準となるピークレベルの設定が困難であった。また、検出器の検出信号に基づいて作成されるクロマトグラムには、分離成分と関係のない位置にゴーストピークと呼ばれる分離成分に由来しないピークが出ることがあり、そのピークに相当する部分を分離成分と認識して採取してしまうことがあった。

ゴーストピークの入ったバックグラウンドデータを試料の測定データから差し引けば、クロマトグラムからゴーストピークを消すことができるが、この補正処理は試料の測定データ採取後に行なわれるため、リアルタイムのクロマトグラムに基づいて分離成分の捕集動作を行なう分取液体クロマトグラフには適用できなかった。そのため、ゴーストピークに相当する部分を採取しないように、予めブランク測定を行なってゴーストピークの出る部分を予測し、その部分を採取しないように装置に設定しておく必要があった。

そこで、本発明は、分析者が試料の測定前に複雑な処理条件の設定を行なわなくても、室温変動やゴーストピーク出現の影響を受けない処理を行なうことができる液体クロマトグラフ分析装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、試料を移送するための移動相が流れる分析流路、分析流路に試料を注入するための試料注入部、分析流路で試料注入部よりも下流側に設けられ試料注入部から注入された試料を成分ごとに分離するための分離カラム、分析流路で分離カラムよりもさらに下流に設けられ分離カラムで分離された各成分を検出するための検出器及び検出器で得られた検出信号に基づいて試料のクロマトグラムを作成する演算部を備えた液体クロマトグラフ分析装置であって、クロマトグラムに影響を与える測定環境条件を補正パラメータとして保持する補正パラメータ保持部と、補正パラメータをクロマトグラムに反映させるための補正式を設定するための補正式設定手段と、をさらに備え、演算部は、検出器で得られる検出信号を逐次入手すると同時にその検出信号入手時に対応する補正パラメータを補正パラメータ保持部から取り込み、取り込んだ補正パラメータを反映したクロマトグラムを、補正式設定手段により設定された補正式に基づいて逐次作成するように構成されていることを特徴とするものである。

該分析装置が周囲の温度を測定する温度センサを備えている場合の補正パラメータとは、上記温度センサで得られた温度を含むことが好ましい。そうすれば、室温変動の影響を反映したクロマトグラムをリアルタイムで作成することができる。

また、補正パラメータとして、試料注入部にブランク液を注入したときの検出器の検出信号を予め測定したクロマトグラムのバックグラウンドデータを含むようにしてもよい。そうすれば、バックグラウンドを除去したクロマトグラムをリアルタイムで作成することができる。これにより、温度グラジエントによるベースラインのドリフトやゴーストピークを除去することができる。そして、これを分取液体クロマトグラフに適用することで、分取の可否を決定するためのピークレベルの設定が容易になり、ゴーストピークに相当する部分を誤って採取することも防止できる。

本発明に係る液体クロマトグラフ分析装置では、クロマトグラムに影響を与える測定環境条件を補正パラメータとして保持する補正パラメータ保持部、及び補正パラメータをクロマトグラムに反映させるための補正式を設定するための補正式設定手段を備え、演算部は、検出器で得られる検出信号を逐次入手すると同時にその検出信号入手時に対応する補正パラメータを補正パラメータ保持部から取り込み、取り込んだ補正パラメータを反映したクロマトグラムを補正式設定手段により設定された補正式に基づいて逐次作成するように構成されているので、補正パラメータを反映させた補正後のクロマトグラムをリアルタイムで作成することができる。

液体クロマトグラフ分析装置の一実施例を概略的に示すブロック図である。 同実施例の流路構成図である。 同実施例の測定時の動作及び手順を示すフローチャートである。 クロマトグラムの例を示す図であり、（Ａ）は補正前のクロマトグラム、（Ｂ）はクロマトグラムのバックグラウンドデータ、（Ｃ）は補正後のクロマトグラムである。 液体クロマトグラフ分析装置の応用例である分取液体クロマトグラフの一実施例を示すブロック図である。

以下に液体クロマトグラフ分析装置の一実施例について説明する。
図２を用いてこの実施例の流路構成を説明する。
分析流路２８上に、上流側から送液ポンプ４、オートサンプラ２、カラムオーブン６及び検出器８が接続されている。送液ポンプ４は２つのポンプ４ａ，４ｂを備え、ポンプ４ａの吸引側は移動相２２ａを収容した容器に、ポンプ４ｂの吸引側は移動相２２ａとは異なる移動相２２ｂを収容した容器にそれぞれデガッサ２４を介して接続されている。

ポンプ４ａ，４ｂの吐出側はともにミキサ２６に接続されている。ミキサ２６の下流側にはオートサンプラ２が接続され、分析流路２８中に試料が注入される。オートサンプラ２の下流側に接続されたカラムオーブン６は分離カラム６ａを備え、オートサンプラ２により注入された試料を成分ごとに分離する。カラムオーブン６の下流側に接続された検出器８は分離カラム６ａを経た液の光学的測定を行なうものである。検出器８としては、例えば示差屈折率検出器などを挙げることができる。

図１を用いて上記の液体クロマトグラフ分析装置における制御及び演算処理の系統について説明する。
オートサンプラ２、送液ポンプ４、カラムオーブン６及び検出器８は、演算部として例えばＰＣによって実現される演算処理装置１２により制御される。分析条件は演算処理装置１２に設定される。演算処理装置１２は設定された条件に応じた信号をシステムコントローラ２０に送信し、システムコントローラ２０はその条件に応じてオートサンプラ２、送液ポンプ４、カラムオーブン６及び検出器８に対して制御信号を送る。検出器８で得られた検出信号はシステムコントローラ２０を介して演算処理装置１２に入力される。演算処理装置１２は入力された検出信号に基づいて試料のクロマトグラムを作成するクロマトグラム作成手段１８を備えている。

演算処理装置１２はクロマトグラム作成手段１８のほか、補正パラメータ保持部１４及び補正式設定手段１６を備えている。補正式設定手段１６は、クロマトグラム作成手段１８によって作成されるクロマトグラムを装置周辺の温度変動など環境条件の変化を加味したものにするための補正式を分析者が設定することができる機能をこの分析装置に与えるものである。

補正パラメータ保持部１４は、補正式設定手段１６により分析者が設定した補正式に用いてクロマトグラムに反映させるための測定環境条件を補正パラメータとして保持するものである。補正パラメータ保持部１４に保持される補正パラメータとしては、例えば測定時の該分析装置周辺の温度や、予めブランク液を流して測定されたバックグラウンドデータなどである。分析装置周辺の温度は、オートサンプラ２、送液ポンプ４、カラムオーブン６及び検出器８のいずれかに設けられた温度センサ１０からの信号をシステムコントローラ２０を介して逐次入手する。

クロマトグラム作成手段１８は検出器８で得られた検出信号を逐次入手すると同時に補正パラメータ保持部１４から補正パラメータを取り込み、補正式設定手段１６によって設定された補正式を用いて補正パラメータを反映したクロマトグラムを逐次作成する。

図３を用いて同実施例の液体クロマトグラム分析装置における測定時の動作及び手順について説明する。
まず、分析者が測定時の移動相の流量やカラムオーブン６の温度などの分析条件を設定する（ステップＳ１）。ここで設定された分析条件は補正パラメータとして演算処理装置１２の補正パラメータ保持部１４に保持される。

次に、補正式設定手段１６によって分析者による補正式の設定機能が立ち上がり、分析者が補正式を設定する。補正式は分析者が任意に設定することができる。例えば、予めブランク液を測定して得られたバックグラウンドデータ（Ｂ）を測定時に得られた検出信号（Ｃ）から差し引くという補正を行なう場合には、バックグラウンドデータを補正パラメータ保持部１４に保持させておき、
Ｘ（ｔ）＝Ｃ（ｔ）−Ｂ（ｔ） （１）
という補正式を設定すればよい。ここで、ｔは時間変数であり、Ｘ（ｔ）は時間ｔにおける検出信号の補正値、Ｃ（ｔ）は測定により得られた時間ｔにおける検出信号、Ｂ（ｔ）は時間ｔにおけるバックグラウンドデータの値である。

また、検出器８が示差屈折率検出器であり、検出器８が受ける周辺温度の変動の影響を除去してクロマトグラムを一定温度で測定を行なったものに補正する場合には、
Ｘ（ｔ）＝Ｃ（ｔ）−Ｋ₁×Ｔ（ｔ） （２）
という補正式を設定すればよい。Ｋ₁は温度による検出信号への影響の補正係数（実験値）であり、Ｔ（ｔ）は時間ｔにおける温度センサ１０の検出値である。装置の周辺温度が検出器８に及ぼすまでの遅れ時間（ｔ₁）を考慮したいのであれば、上記の補正式（２）に代えて、
Ｘ（ｔ）＝Ｃ（ｔ）−Ｋ₁×Ｔ（ｔ−ｔ₁） （３）
という補正式を設定すればよい。

また、測定が温度グラジエント方式である場合には、カラムオーブン６に対して設定された温度プロファイルデータ（ＴＰ）を用いて、
Ｘ（ｔ）＝Ｃ（ｔ）−Ｋ₂×ＴＰ（ｔ） （４）
という補正式を設定することにより、温度グラジエントによるクロマトグラムのドリフトを補正することができる。なお、Ｋ₂はカラム温度（移動相温度）による検出信号への影響の補正係数（実験値）であり、ＴＰ（ｔ）は時間ｔにおける温度プロファイル上の温度である。

カラムオーブン６から検出器８に到達するまでの配管からの放熱を考慮したいのであれば、上記補正式（４）に代えて、
Ｘ（ｔ）＝Ｃ（ｔ）−Ｋ₂×（ＴＰ（ｔ）−Ｔ（ｔ）） （５）
という補正式を設定すればよい。

さらには、カラムオーブン６から検出器８に液が到達するまでの時間（ｔ₂）を考慮したい場合には、上記補正式（５）に代えて、
Ｘ（ｔ）＝Ｃ（ｔ）−Ｋ₂×（ＴＰ（ｔ−ｔ₂）−Ｔ（ｔ）） （６）
という補正式を設定すればよい。ｔ₂は分析者が予め求めた定数であるが、移動相の流量（Ｒ）とカラムオーブン６から検出器８までの配管容量（Ｌ）を使って、
ｔ₂＝Ｌ／Ｒ （７）
と表わすことができるので、上記補正式（６）に代えて、
Ｘ（ｔ）＝Ｃ（ｔ）−Ｋ₂×（ＴＰ（ｔ−Ｌ／Ｒ）−Ｔ（ｔ）） （８）
と設定してもよい。

上記のように、分析者が分析の条件や補正条件に応じて補正式を設定した後、測定を開始する（ステップＳ３）。演算処理装置１８は測定により検出器８で得られた検出信号Ｃ（ｔ）をシステムコントローラ２０を介して逐次入手し（ステップＳ４）、それと同時に対応する補正パラメータ（例えば、Ｂ（ｔ）やＴ（ｔ）、ＴＰ（ｔ）など）を補正パラメータ保持部１４から入手する（ステップＳ５）。クロマトグラム作成手段１８は入手された検出信号Ｃ（ｔ）と補正パラメータを使って設定されている補正式に基づいてクロマトグラムの補正値Ｘ（ｔ）を求める（ステップＳ６）。この動作を測定終了まで繰り返し行なう（ステップＳ７）。

上記の動作及び手順により作成されるクロマトグラムの一例が図４（Ｃ）である。このクロマトグラムは同図（Ａ）の検出信号から（Ｂ）のバックグラウンドデータを差し引くことにより得られる。（Ａ）の補正前のクロマトグラムでは、温度グラジエントによってクロマトグラムのベースラインがドリフトしているとともに、試料成分とは関係のないゴーストピークが出現しているが、（Ｂ）のバックグラウンドデータを差し引くことによって温度グラジエントによるドリフトとゴーストピークが削除された、ベースラインが一定したクロマトグラムをリアルタイムで得ることができる。このようなクロマトグラムをリアルタイムで得ることにより、図５に示されるような、クロマトグラムに基づいて分析流路の下流端から滴下される試料成分を分取する分取機構１１を備えた分取液体クロマトグラフにおいて、分取するか否かの基準となる信号強度レベルの設定が容易になり、ゴーストピークに相当する部分を誤って分取することがなくなる。

上記実施例では、演算処理装置１２に補正パラメータ保持部１４が設けられているが、補正パラメータ保持部１４はシステムコントローラ２０に設けられていてもよく、温度センサ１０やその他クロマトグラムの補正パラメータとして用いられ得るデータを集めることができる位置であれば、どこに設けられていてもよい。

また、上記実施例では、システムコントローラ２０を介してオートサンプラ２や送液ポンプなどの各要素を制御するように構成された分析装置について説明したが、システムコントローラ２０が存在せず、演算処理装置１２が直接的に各要素を制御するようになっている分析装置についても同様に適用することができる。

２ オートサンプラ
４ 送液ポンプ
６ カラムオーブン
６ａ 分析カラム
８ 検出器
１０ 温度センサ
１２ 演算処理装置
１４ 補正パラメータ保持部
１６ 補正式設定手段
１８ クロマトグラム作成手段
２０ システムコントローラ
２４ デガッサ
２６ ミキサ
２８ 分析流路

Claims (4)

1. 試料を移送するための移動相が流れる分析流路、前記分析流路に試料を注入するための試料注入部、前記分析流路で前記試料注入部よりも下流側に設けられ前記試料注入部から注入された試料を成分ごとに分離するための分離カラム、前記分析流路で前記分離カラムよりもさらに下流に設けられ前記分離カラムで分離された各成分を検出するための検出器及び前記検出器で得られた検出信号に基づいて試料のクロマトグラムを作成する演算部を備えた液体クロマトグラフ分析装置において、
   クロマトグラムに影響を与える測定環境条件を補正パラメータとして保持する補正パラメータ保持部と、
   前記補正パラメータをクロマトグラムに反映させるための補正式を設定するための補正式設定手段と、をさらに備え、
   前記演算部は、前記検出器で得られる検出信号を逐次入手すると同時にその検出信号入手時に対応する補正パラメータを前記補正パラメータ保持部から取り込み、取り込んだ補正パラメータを反映したクロマトグラムを、前記補正式設定手段により設定された補正式に基づいて逐次作成するように構成されていることを特徴とする液体クロマトグラフ分析装置。
2. 該液体クロマトグラフ分析装置の周囲の温度を測定する温度センサをさらに備え、
   前記補正パラメータは前記温度センサで得られた温度を含む請求項１に記載の液体クロマトグラフ分析装置。
3. 前記補正パラメータは、前記試料注入部にブランク液を注入したときの前記検出器の検出信号を予め測定したクロマトグラムのバックグラウンドデータである請求項１又は２に記載の液体クロマトグラフ分析装置。
4. 前記分析流路の下流端に設けられ前記分析流路からの液を採取する分取機構を備えており、
   前記分取機構は前記バックグラウンドデータを補正パラメータとして反映したクロマトグラムに基づいて分離成分に相当する部分を分画して捕集するものである請求項３に記載の液体クロマトグラフ分析装置。

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