JPS59501024A - 流出液を分析する方法及び装置 - 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】 ピークを検知するための流出液分析方法及び装置本発明は流出液の分析に関し、 特に、但しこれのみではないが、液相クロマトグラフィーに適用される。

この分野においては、クロマトグラフィーノＪラムに溶離剤と分析ずべき試料と を流す。溶離剤はカラムにサー・プルの種々の成分を選択的に同伴する。

カラムの出口て流出液は物理的及び／又は化ｑ的性質の検出の対象となり、この 検出により試料中の興味ある成分が流過したことを標定することがてきる。この 検出は時間の経過と共に行われ、類似の電気信号を発する。

この電気信号は、サンプル中の興味ある成分のピークのうちの成るものが対応す るようなピーク（有効ピーク）に整合した「基準線１を含むものと考えることが できる。その他のピークは人工添加物のピークである。

一般に有効ピークの検出はすべて所定のフラク／ヨノ捕集装置によって流出液を 同時にかつ選択的に捕集することと整合している。

不動ピークを自動的に検出することが望せしい。この目的のだめに種々の技術が 提案された。

最も簡革なものは基準線よりやや大きな一定の閾値を画定する方法である。成る 種の用途に適したこの方法は一般には完全に満足の行くものではなかった。厄介 な場合には閾値を非常に低い値に調節しなければならず、その結果過度に多くの 無用の採取を行わなければならない。

ピークの始点と終り並ひに隣接する２つのピークの最小値を標定するために、検 出した信号の勾配を考慮することも提案された。しかし、この技術も末だ完全に 満足の行くものてはない。

実際、特に多成分溶離剤及びこの溶離剤の濃度勾配を利用するクロマトグラフィ ーにおいて、基準線のレベルがかなり急速に展開するようｌてなったが、これは 前記のピーク検出技術の欠点を成している。

本発明は、 ａ）時間の経過と共に電気信号の形で流出液の物理的及び／又は化学的性質を電 気信号の形で検出し、ピークのうちの成るものが流出液に関する有用な情報を示 すようなピークに整合した基準線を検出された電気信号が含むようにし、 ｂ）有効ピークを選択するために、検出された信号を特にその勾配にもとづいて 分析する、 流出液の分析力法を提案するものである。

本発明によれば、分析工程ｂ）は次の操作を含む。

ｂ＋）偏差値（Ｌφ）及び勾配閾値（Ｓφ）を画定すること：ｂ２）検出され７ ’ｊ　４７号を閾値（Ｓφ）と比較すること；ｂ３）検出された信号の勾配が閾 値よりも小さい限り、偏差値（Ｌφ）から増加する検出された信号に等し２い値 からパイロット信号を評価−４−ること：ｂ−ｓ）検出された信号の勾配が開鎖 より犬きくなったときにパイロット信号の展開を限定するとと；及びｂ５）パイ ロット信号のレベルを超えた、検出された電気信号の連続する値を有効ピークと して保持すること。

好ましくは、操作ｂ４）は検出された信号の勾配が閾値（Ｓφ）より大きくなっ たときにパイロット信号を閉塞することである。

非常に有利なのは、検知した電気信号の勾配が閾値より再び小さくなったら、閾 値超過時間が選択した時間（ＴＭＡＸ）より小さくなった場合にパイロット信号 の以前の値を連続的に再度取る刀・又は、反幻に閾値超過時間が選択した時間よ り大きくなった場合には、検出された信号と偏差値（Ｌφ）の和へ等しい値から 出発する。

更に本発明によれば、偏差値（Ｌ＋φ）と選択した時間（ＴＭＡＸ　）をユーザ が画定することができ、勾配閾値（Ｓφ）は予め設定した量対選択した時間の比 と画定する。

好捷しくけまた、検出された信号が最小値を超えるのを検出し、これにより有効 信号の変化を画定する。

実際には、大多数の用途に適合するように、本方法では有効ピークの間に流出液 を少なくとも１回採取する操作Ｃ）を付加する。

本発明はまだ、前記方法を実施するだめの手段を含む、流出液を分析するための 検出及び／又はフラク／ヨ／捕集装置を提供するものである。

本発明のその他の特徴及び利点は以下に詳述する説明並びに添付図面から理解さ れよう。図面において、−第１図は液相クロマトグラフィー装置の全体的な構成 を図式的に示し、 一第２図は第１図の検出又はフラクション捕集装置に組み込まれる電子部品要素 を極めて図式的に示し、〜第３図は本発明による電子的手段の動作のフローチャ ートを示し、 一第９１〜６図は本発明により得られる検出信号とパイロット信号の種々の曲線 を示す。

液相クロマトグラフィー装置の最小の構成は符号ｌて表わした溶離剤の容器を含 み、これに濾過装置が続く。その後に１基又はそれ以−ヒのポンプが、場合によ り圧力監視装置５の前後に、設けられ、次いで溶離剤をクロマトグラフィーカラ ムに導入するととがてきるインセクタ６が備えられる。分析すべき試料は、例え ばスプレーにより、インセクタ６のレベルにも、又は一層直接的にカラム７の人 口にも供給できる。

時間の経過と共にカラムの出口から出る流出液は１基又はそれ以上の検出装置８ によって分析される。殆んどの時間この検出装置８には紙記録装置１０カ一連動 している。

前述したように、検出装置８は流出液の物理的及び／又は化学的性質を時間の経 過と共に電気信号の形て検出する。検出された電気信号は従って記録装置１０に よって見ることがてき、ピークのうちの成るものが廃液に関する有用な情報を示 すようなピークに整合した基準線を一般に含む。

極めて多くの用途では、検出装置８の後に所定のフラクノヨノ捕集装置９を設け 、これは直列状の受け管網を備えている。この捕集装置には、流出液を予め設定 した順序でカラムの出口から種々の管に継続的に採取する採取装置を接続する。

かくして、記録装置１０によって与えられる情報及び該当する場合には実施され た、フラクション捕集装置９て規則的な容認できる方法で利用用能である採取物 にもとづいて最終的に分析を行う。

単独の溶離剤のみならず、ｆクロマトグラフィー中に濃度を変えることができる 混合物から成る溶離剤を使用することが益々多くなってきた。これは３て示した 、ポンプ４を制御する勾配作出器と称する装置によって実現されるが、この場合 ポンプは少なくとも２基に等しく、容器】及び庁過装置２に接続している。

現在では、第１図において１１て示しだ通常の制御装置、一般には電子型の制御 装置がクロマトグラフィー装置に付加される。この制御装置には、記録装置及び フラク／ヨン捕集装置と連動し得るテーク分析装置１シが付は加えられる。

実際にば、テーク分析装置１２を検出装置並ひにフラク／ヨノ捕集装置に組み込 むことがしばしば行われ、従って記録装置は一般これらの装置のいずれか一方に 属する。

クロマトグラフィーに適した分析装置の全体的電気図式図を第２図に示す。この 装置の中には、第１図の検出装置の出口側に結合する整流及び増幅装置２１があ る。負にも正にもなり告るピークを成る種の検出がもたらすことから整流が必要 となる。増幅−整流器２１の出口側は増幅−比較器２２に取り付けられ、この増 申吊−比較器の出口側は中央処理装置に延ひ、これは第１図のＡＪ装置１ノ及び １２を再編成することができる。就中、この中央処理装置は二進形式の変換計数 器を画定し、この変換計数器は数値−アナログ変換器２３に取り付けられ、通信 の際この変換器は加えられたアナログ（２ｊ号を比較器２２のもう一方の人口に 送る。増幅−整流器２１の出口側の信号が中央処理装置によって画定される二進 値に等しくなると、この二進値が増幅−整流器２１の出［］側で自由に使用し得 るアナログ量を数値的（・こ表わし、これを記憶することができるようになる。

所定の楢効差を中央処理装置２０に導入することを可能ならしめるキーボード装 置２４も設ける。

中央処理装置２０は、例えは一定の看に７（つプζ流出液の滴の数が最大となっ たかとうがを知らせるため、フラク／ヨン捕集装置９から情報を受け取る。中火 処理装置はまたインターフェース２Ｓ及び２６を介して３線ゲート装置並びにフ ラクンヨ／捕集装置に接続した変位モータを制御する。実際、フラク／ヨン捕集 装置は前記管列の上刃の配線面を変位させ、採集しまた廃液が選択した管に効果 的に落下するか又は３線ゲート装＠によってσねのけらｎるようにこの配線面を 適宜制御する。

フラクション捕集装置の充填度を滴の数で画定する代りに、採取した流出液が一 定の管に移されるのに要する時間をイめ設定した方法で自ら限定することができ る。

クロマトグラフィーカラムの出口イ則の自由に使用できる流出液の各有効ピーク が１個の一定の管に生じるか又はピーク時間がイ１−の管を満たすのに長ずきる 場合には複数の管に生じるようにすることにより目的が達成される。

本発明による方法は中央処理装置２０に記憶され、前記の方法て数値の形てサン プリングされた、検出された信号を処理する作用をする。

記憶されたテークをフローチャートの形で第３図に示す。

この第３図の第１段３０てはユーザがキーボード２４によってテークを導入する 。このテークは少なくともＪ、φで表わされる偏差値とＴＭＡＸて表わされる最 も長いピーク時間とを含む。

第２図の数値−アナログ変換器２３はフルの計数器を有するのが認められる。内 的に中央処理装置２０は限界高さをフルの計数器の百分率の形で画定する。この 百分率はＤ％（例えは８％）と表わす。

第３図の次の段３１てはこのＤφ並ひにユーザによって導入された最大時間ＴＭ ＡＸから勾配閾値か決定される。Ｄ％対ＴＭＡＸＯ比をＳφて表わす。

第３図の中央処理装置２０の次の作用段は検出された信号を前記方法で測定する 段３２である。中央処理ヅ装置け、装置２３によってアナログのンヒて変（奥さ Ｊｌ、比軟器２２　Ｋ−りえられろ、増加する数値を相継いて画７ｊ−１−る。

（力信号と等１−２りなったとき、その際：τ装置２．３ｒこ送られた数値に等 しい数値をこの人カイー号に４沢る。

その除膜３，３が干渉し、これは装置の現在の作用を画定し、Ｎ　Ｉ　Ｖ　Ｅ　 Ａ　Ｕて表わしたパイロントイ号を画定することによって示され、Ｌφから増加 する５ＩＧＮＡＬで表わされる検出信号の値を示す。

従って、段３３によってパイロット信号の初値を画定することが可能である。

この後、作用の続きを画定するループの始点に段３４を入れる。この段３４ては 、段３２と全く同様に、検出された信号か新たに測定される。３５て表わした次 の段は検出された信号がパイロット信号のレベルよす小さいか否かを調べる。も し検出された信号がパイロット信号のレベルよりも大きい場合には、段３６が果 たしてこれが今行われたバイロフト信号のレベルの超過を意味するのか否かを決 定するテスト段となる。もし大きい場合には、これがピークの始点となることを 段３７が確認し、流出液の採取を調節するためにフラク／ヨン捕集装置しτ対応 する制御装置を設ける。

段３６の出口かＮＯの場合、ピークの過程にある。検出された信号が最小値を超 えたかとうかをテスト段３８て調へる。ＹＥＳの場合、段、３つがピークの変化 を確認し、従って新たな管に通すためにフラク／ヨン捕集装買を制御する。

段、う８の出口かＮＯの場合テスト段−１０に行き、このテスト段はピーク時間 がユーザによって画定される時間ＴＭＡＸのうちの選択した長さの時間に等しい が否かを調へる。この時間超過条件か変わらない場合、直接段３４に戻る。これ に反し同条件が変わる場合には、Ｌφから増加する検出された信号の現在の値に 信号１４■−ＶＥＡＬＩの値を設定するだめに、この信号Ｎ丁ＶＥＡＵの値の出 力を画定する。この場合段３４に戻る。

ブースト段３５の出口がＹＥＳかどうかを調べなければならない。この出口は検 知された信号がパイロット信号のレベルよりも低いことを示している。段４５は レベル超過が起こったか否かを調へる。もしこのような超過が起こった場合には 、レベル以下への復帰が重要となり、従って採取を停止するためにフラク／ヨン 抽集装置を完全に制御することによりピークの終りを段４６が確認する。

テスト段４５の出口がＮｏの場合、パイロット信以下となり、ピークから外れる 。この場合、検出された信号の勾配が勾配閾値Ｓφより小さいか否かをテスト段 ４７て検出する。この検出された信号の勾配が勾配閾値よりも小さいという条件 がみたされたら、式により検出された信号の函数としてこの信号と回し勾配でパ イロット信号を段−１８で確認し続ける。この後段３□ｌ　（／Ｃ戻る。これに 反して信号の勾配が閾値Ｓφよりも大きなことかテスト段４７によって明らかに なったとき、テスト段＋１７の出口はＮｏとなり、信号Ｎ　Ｉ　Ｖ　Ｅ　Ａ　Ｕ はそれ以ｉ′ｌｆの値にとと壕り、その後段、う４に戻る。

次に本発明を一層良く理解することを可能にする第・１図について説明する。こ の図面において横座標は分て表わした時間軸を示し、縦座標は検出・シラメータ を７−１、才。ここては溶出勾配で行われる液相クロマトグラフィーが扱わ牙１ 、この溶出勾配曲線は第４図の右側に記載した縦座標軸に対し長い破線で示す。

］］ζ−センけＢ、／Ａ　６０係から始まり、７０係の段階まで直線的に上昇し 、次いて８０係の最終段階まで直線的に上昇するのが認められる。

試料の挿友をＯの時点で行い、勿論この挿’（ＤＣ杖＜短時間の間では顕著なピ ークＱづ何ら観斃されなかった。

同時に、パイロット信刊ｉｖ■ｖＥＡｕの値を検出された信号の基準線のレベル よりもやや高い値に定め、この検出された信号は細い実線で表わし、パイロント イ７；号ＮＩＶＥＡＵけ太い実線で表わした。

初め、第３図の段３５．１５．４７及び・１８を通る。その間、検出された信号 が一定であるように、信号Ｎ　Ｉ　Ｖ　Ｅ　Ａ　Ｕも一定である。

第１の大きなピークが生じる１、このとき、ｆ９−３５　、　’、３６及び：３ ６を通過し、フラク／ヨノ捕東装置か作動する（−１′−想されろように、ピー クの特別のプラグラミノブなしくて）。

検出された数値信号に合致する試料は出口が１，１０の段、う５．３６．３８及 び４０を通る。従って、信号ｌぐＩＶＥＡＩＪは一定の価となり、第１のピーク 中′これが維持される。

これは検出された信ぢがパイロット信号ＮＩＶＥＡＵよりも小さくなるまで続く っ検出されだ４８月がパイロット信号よりも小さくなると、段３５．４．５及び ４６を通り、これはピークの終りを示す。

ピークＪの後も、検出された信号とパイロット信号の差がＬφより大きくならな いので、信号ＮＩＶＥＡＵの値は一定のせ廿である。検出された信号がパイロッ ト信号ＮＩＶＥＡＵよりも小さいことから、弁筒に短かいピ−クが生じる。

０この後、番号２て示した第２のピークが生じる。この第２のピークでは第１の ピークと同様の現象が起こる。第２のピークの後、パイロット信号ＮＩＶＥＡＵ の値が僅かに上昇して基準線の立上り始点に続くのが認められる。

この立上りは第３のピークか生しるときに停止し、この第３のピークの開信号Ｎ ＩＶＥＡＵの値は再度一定のままである。

この第３のピークの後、前述した式 ％式％ によってパイロノＮ舊号の値を新たに設定１−る。基準線の勾配に従って信号Ｎ ＩＶＥＡＵか−［昇し続けるのが認められる。

このようにして第４のピーク、次いて第５のピーク、第６のピークを検出して行 く。第６のピークの後基準線の一ヒ昇が停止する。信号ＮＩＶＥＡＵは近似的に 平行を維持する、即ち近似的に基準線と同じ勾配を有するのが認められる。第６ のピークの後５人工添加物のピークは依然として隠される。

次に第７のピーク、第８のピークが生じ、これら２つのピークは正確に検出する 。

基準線のレベルが引続き上昇する開信号ＮＩＶＥＡＵは依然として同じ値を保ち 、最後に第９及び第１０のピークを検出し、この後はいかなる顕著なピークも生 じないっ 本発明による方法は棒めて富接に基準線の展開に従って著しく良好に機能する。

人工添加物は適宜隠されるが、有効ピークはすべて検出される。

勿論、例えば既に成分のうちの成るものを知っており、これを他のものから単離 することだけを希望する操作員にとっては、例えは採取物がフラクション捕集装 置のレベルに合致することを示すピークを選択することは実際に可能である。こ れはギーボート２４によって行う。このようにして、例えばピーク１．３’、５ ，７及び９を専ら選択することができる。

水平＠１線は、第４図に示しだ型のクロマトグラフィー用のり前の技術によって 利用することがてきた一定のレベルを示す。この一定のレベル線はピーク］を正 確に分離し、ピーク２を全く適確に検知し、ピーク３゜４及び５を正確に分離す る。しがし、この後フラクション捕集装置が永久に励起され、著量の全く不要の 流出液を採取し、この廃液中にはピーク６．７，８．９及び】０に対応する成る 管が沈められている。この種の方法が利用者にとって全く不便なものであること は明白である。

第５図は本発明方法によＱて幾分異なった調節手段で実現される他の型のクロマ トグラフィーを示す。操作の方法は第４図の方法と基本的に相違せず、従って第 ５図については特に記載しない。本発明による装置によって、必ずしもそれほと 鋭くないピークを良好な１１１度で標定することができることが容易に分る。

本発明方法の他の適用を示す第６図について述へろうこの図においてピークの幅 が同様に極めて重要であゆ、これが第３図の段４０に干渉するピーク時間の限界 値よりも大きいことが後で観察されよう。

初め信号ＮＩＶＥＡＬＩは検出された信号用、φの値に設定される。この値は第 １のピークの始点で僅かに上昇し、この第１のピークの間一定のままであり、こ れは前記と同様の方法て検出される。しかし、ピーク時間が最大値を超えたこと を段４０が示すと、段４１に進み、この段が（’ｉｉ号ＮＩＶＥＡＵを１．φか ら増加する検出さねだ信号の値に自動的に固定する。これが、第６Ｕｙ、Ｉの６ １で示した信号ＮＩＶＥＡｔＪの急激な一ヒ昇が観察さオＬる理由である。

この後信号ＮＩＶＥＡＵは準平行的に（数値化を考慮して）塞埠線の展開に従う 。少し後で新たなピークが検出さね、このピークの間（ｃｉ号ＮＩＶＥＡＵは一 定の値にととまる。６、つてけ段３８か検出された信号中の最小値を検出する。

この検出はそれ目体知られた方法で行う。

そのとき段：う９のレベルでピークの変化が記録され、フラクション捕集装置が 他の管をこの第３のピークの後イ１−４号が閾値よりも小さい勾配を有すると、 僅かに遅れてパイロット（３号の値が段４８によって低下し、こσ）段が■４φ から増加する検出された信号の値に信号ＮＩＶＥＡ、Ｕを新だに固定する。

ととて記載した実施例は、本発明方法は溶出物の分析及びフラクション捕集装置 （Ｃよる溶出物の採取Ｇて際して極めて効果的な作用を奏し、検出された信号の 基準線の展開速度が大きな比率で変化する多くの図面の場合においで同様に効果 的な作用を奏することを示す。

本発明はここに記載し、た方法のみならす、廃液の全分析装置、特に検出器及び ／又は液相クロマトグラフィー装置又はその他の型の比較可能な装置に用いるこ とができるフラクション捕集装置に組み込むことがてぎる前記方法を実施するだ めの装置にも関する。

勿論、本発明は前記実施態様に限定されるものでは６二り、後Ｃり二記載する請 求の範囲て含洩れる丁べての変形実施態様にも及ぶ。特に、］′め設定した量（ Ｄ％）及び操作負によって導入される値ＴＭＡＸによって勾配閾値（ギーボート ての）を画定することができる。

国ｖ１．調査報告

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　ａ）　時間の経過と共に電気信号の形で流出液の物理的及び／又は化学的 性質を検出し、ピークのうちの成るものが流出液て関する有用な情報を示すよう なピークに整合した基準線な検出された電気信号が含むようにし、 ｂ）有効ピークを選択するために、検出された信号を行にその勾配にもとづいて 分析し、ｂｌ）偏差値（Ｌφ）及び勾配閾値（Ｓφ）を画定し、ｂ２）　検出さ れた信号を閾値（Ｓφ）と比較し、ｂ３）　検出された信号の勾配が閾値よりも 小さい限り、偏差値（Ｌφ）から増加する検出された信号（〔等しい値からパイ ロット信号を評価し、 ｂ、＋）　検出された信号の勾配が閾値よりも大きくなったとき（ｉパイロット 信号の展開を限定し、ｂ５）　パイロット（Ｔｈ号のレベルを超えた、検出され た信号の連続する値を有効ピークとして保持する、流出液の分析方法。 ２　操作ｂ１）が、閾値（Ｓφ）よりも検出された信号の勾配が大きくなったと き（Ｃパイロット信号を閉塞することより成ることを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載の方法。 ：３　検出された信号の勾配が閾値（Ｓφ）よりも再び小さくなったときに、閾 値超過時間が選択した時間（ＴＭＡＸ　）よりも小さくなった場合にパイロット 信号の以前の値を再度取るか又は、閾値の超過時間が選択した時間よりも大きく なった場合には、検出された信号と偏差値（Ｌφ）の和に等しい値から出発する ことを特徴とする請求の範囲第１２項及び第２項のいずれか１項に記載の方法。 ４　偏差値（Ｌφ）及び選択した時間（ＴＭ　Ａ　Ｘ　）がユーザによって画定 され、勾配閾値（Ｓφ）が予め設定しだＭ；対選択した時間の比として画定され ることを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載の方法。 ５　更に、有効ピークの変化を画定する。検出さ第１た信号による最小値の超過 を検出することを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載の 方？去。 ６　検出された信号を数値の形に変換することを特徴とする請求の範囲第１項〜 第５項のいずれが１項に記載の方法。 ７　有効ピーク中小なくとも１回流出液の採取を行うことより成る操作Ｃ）を更 に含むことを特徴とする請求の範囲第１項〜第６項のいずれかに記載の方法。 ８　流出液が液相クロマトグラフィーのカラムから出る液体であることを特徴と する請求の範囲第１項〜第７項のいすね、かに記載の方法。 ９　カラムに溶出勾配を設けることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の方法 。 １０　請求の範囲第１項〜第９項のいずれか１項に記載の２方法を実施するだめ の手段を含むことを特徴とする、流出液を分析するだめの検出及び／又はフラク ／ヨン捕集装置。