(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023062664
(43)【公開日】2023-05-08
(54)【発明の名称】液体クロマトグラフ及び液体クロマトグラフを用いた分析方法
(51)【国際特許分類】
G01N 30/26 20060101AFI20230426BHJP
【FI】
G01N30/26 Q
G01N30/26 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022123195
(22)【出願日】2022-08-02
(31)【優先権主張番号】63/270300
(32)【優先日】2021-10-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】000001993
【氏名又は名称】株式会社島津製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100205981
【弁理士】
【氏名又は名称】野口 大輔
(72)【発明者】
【氏名】藤戸 由佳
(72)【発明者】
【氏名】ローガン ミラー
(57)【要約】 (修正有)
【課題】次の試料の分析に影響を与えるようなキャリーオーバが発生しにくい液体クロマトグラフを提供する。
【解決手段】分析ステップが終了した後で、サンプリング流路(2)を注入ポート(16)に接続して高圧バルブ(10)をインジェクティング状態にし、液供給部(6)から移動相及び/又は洗浄液を供給することにより、サンプリング流路(2)から分析流路(4)に至る液流通経路内を洗浄するシステム洗浄ステップを実行する。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
サンプリング用のニードルが先端に設けられているサンプリング流路と、
前記ニードルを三次元的に移動させるニードル移動機構と、
少なくとも移動相を供給することができるように構成された液供給部と、
試料中の成分を分離するための分離カラムが設けられている分析流路と、
前記ニードルが挿入されることにより前記サンプリング流路と流体接続される注入ポート、及び前記分析流路が接続されているポートを有し、前記サンプリング流路を介することなく前記液供給部と前記分析流路とを流体接続させるためのローディング状態、及び、前記注入ポートに前記ニードルの先端が挿入されているときに、前記サンプリング流路を介して前記液供給部と前記分析流路とを流体接続させるためのインジェクティング状態へ選択的に切り替えられるように構成された高圧バルブと、
前記ニードル移動機構、前記液供給部及び前記高圧バルブを制御する制御部と、を備え、
前記液供給部、前記分析流路及び前記高圧バルブは試料の分析を行なうための1つの分析部を構成しており、
前記制御部は、前記分析部における分析動作として、
前記高圧バルブを前記ローディング状態にし、前記ニードルの先端から試料を吸入して前記サンプリング流路内に前記試料を保持した後、前記サンプリング流路を前記注入ポートに接続して前記高圧バルブを前記インジェクティング状態にし、前記液供給部から移動相を供給することにより、前記サンプリング流路内に保持した試料を前記分析流路へ注入する試料注入ステップ、及び
前記試料注入ステップが終了した後、前記高圧バルブを前記ローディング状態にして前記液供給部から前記移動相を供給することにより、前記分析流路に注入した試料を前記分離カラムで分離する分析ステップ、を実行し、かつ
少なくとも所定条件が満たされている場合に、前記分析ステップが終了した後で、前記サンプリング流路を前記注入ポートに接続して前記高圧バルブを前記インジェクティング状態にし、前記液供給部から前記移動相及び/又は洗浄液を供給することにより、前記サンプリング流路から前記分析流路に至る液流通経路内を洗浄するシステム洗浄ステップを実行するように構成されている、液体クロマトグラフ。
【請求項2】
前記液供給部は、切替バルブを切り替えることによって、前記移動相と前記洗浄液との間で供給する液を切り替えることができるように構成されており、
前記制御部は、前記システム洗浄ステップにおいて前記液供給部から少なくとも前記洗浄液を供給するように構成されている、請求項1に記載の液体クロマトグラフ。
【請求項3】
前記制御部は、前記システム洗浄ステップにおいて、前記液供給部から前記移動相と前記洗浄液を交互に又は同時に供給するように構成されている、請求項2に記載の液体クロマトグラフ。
【請求項4】
前記所定条件は、前記分析流路に注入された試料の濃度が所定レベル以上であることを含む、請求項1に記載の液体クロマトグラフ。
【請求項5】
前記制御部は、ユーザにより入力された情報に基づいて、又は前記分析流路に接続された検出器の出力信号に基づいて、前記分析流路に注入された試料の濃度レベルを検出し、検出した前記濃度レベルが前記所定レベル以上か否かの判定を行ない、前記判定の結果に基づいて前記所定条件が満たされているか否かを判断するように構成されている、請求項4に記載の液体クロマトグラフ。
【請求項6】
前記制御部は、前記分析ステップが終了した後で、前記高圧バルブを前記ローディング状態にし、前記ニードルの先端から試料を含まないブランク液を吸入して前記サンプリング流路内に前記ブランク液を保持した後、前記サンプリング流路を前記注入ポートに接続して前記高圧バルブを前記インジェクティング状態にし、前記液供給部から移動相を供給することにより、前記サンプリング流路内に保持した前記ブランク液を前記分析流路へ注入し、前記ブランク液についての前記分析流路に接続された検出器の出力信号を取得するブランク液測定ステップを実行し、前記ブランク液測定ステップで取得した前記出力信号が所定レベル以上か否かの判定を行ない、前記判定の結果に基づいて前記所定条件が満たされているか否かを判断するように構成されている、請求項1に記載の液体クロマトグラフ。
【請求項7】
前記液体クロマトグラフは、前記分析部とは別に設けられた他の分析部を少なくとも1つ備えており、前記他の分析部は前記分析部と同じ構成をもち、
前記制御部は、前記他の分析部においても前記分析部における前記分析動作と同様に前記試料注入ステップ、前記分析ステップ、及び前記システム洗浄ステップを含む分析動作を実行するように構成され、かつ
前記制御部は、前記分析部における分析動作として前記システム洗浄ステップを実行する場合に、前記分析部における前記試料注入ステップが終了した後でかつ前記システム洗浄ステップを開始する前に、前記他の分析部における前記試料注入ステップを実行し、前記他の分析部において前記分析ステップを実行している間に前記分析部における前記システム洗浄ステップを実行するように構成されている、請求項1に記載の液体クロマトグラフ。
【請求項8】
液体クロマトグラフを用いた分析方法であって、
前記液体クロマトグラフは、
サンプリング用のニードルが先端に設けられているサンプリング流路と、
少なくとも移動相を供給することができるように構成された液供給部と、
試料中の成分を分離するための分離カラムが設けられている分析流路と、
前記ニードルが挿入されることにより前記サンプリング流路と流体接続される注入ポート、及び前記分析流路が接続されているポートを有し、前記サンプリング流路を介することなく前記液供給部と前記分析流路とを流体接続させるためのローディング状態、及び、前記注入ポートに前記ニードルの先端が挿入されているときに、前記サンプリング流路を介して前記液供給部と前記分析流路とを流体接続させるためのインジェクティング状態へ選択的に切り替えられるように構成された高圧バルブと、を備えており、
前記分析方法は、
前記高圧バルブを前記ローディング状態にし、前記ニードルの先端から試料を吸入して前記サンプリング流路内に前記試料を保持した後、前記サンプリング流路を前記注入ポートに接続して前記高圧バルブを前記インジェクティング状態にし、前記液供給部から移動相を供給することにより、前記サンプリング流路内に保持した試料を前記分析流路へ注入する試料注入ステップ、及び
前記試料注入ステップが終了した後、前記高圧バルブを前記ローディング状態にして前記液供給部から前記移動相を供給することにより、前記分析流路に注入した試料を前記分離カラムで分離する分析ステップ、を備え、かつ
少なくとも所定条件が満たされている場合に、前記分析ステップが終了した後で、前記サンプリング流路を前記注入ポートに接続して前記高圧バルブを前記インジェクティング状態にし、前記液供給部から前記移動相及び/又は洗浄液を供給することにより、前記サンプリング流路から前記分析流路に至る液流通経路内を洗浄するシステム洗浄ステップを備えている、分析方法。
【請求項9】
前記システム洗浄ステップにおいて、前記液供給部から少なくとも前記洗浄液を供給する、請求項8に記載の分析方法。
【請求項10】
前記システム洗浄ステップにおいて、前記液供給部から前記移動相と前記洗浄液を交互に又は同時に供給する、請求項9に記載の分析方法。
【請求項11】
前記所定条件は、前記分析流路に注入された試料の濃度が所定レベル以上であることを含む、請求項8に記載の分析方法。
【請求項12】
前記分析流路に接続された検出器の出力信号に基づいて前記分析流路に注入された試料の濃度レベルを検出し、検出した前記濃度レベルが前記所定レベル以上か否かの判定を行ない、前記判定の結果に基づいて前記所定条件が満たされているか否かを判断する、請求項11に記載の分析方法。
【請求項13】
前記分析ステップが終了した後で、前記高圧バルブを前記ローディング状態にし、前記ニードルの先端から試料を含まないブランク液を吸入して前記サンプリング流路内に前記ブランク液を保持した後、前記サンプリング流路を前記注入ポートに接続して前記高圧バルブを前記インジェクティング状態にし、前記液供給部から移動相を供給することにより、前記サンプリング流路内に保持した前記ブランク液を前記分析流路へ注入し、前記ブランク液についての前記分析流路に接続された検出器の出力信号を取得するブランク液測定ステップを実行し、前記ブランク液測定ステップで取得した前記出力信号が所定レベル以上か否かの判定を行ない、前記判定の結果に基づいて前記所定条件が満たされているか否かを判断する、請求項8に記載の分析方法。
【請求項14】
前記液体クロマトグラフにおいて、前記液供給部、前記分析流路及び前記高圧バルブは試料の分析を行なうための1つの分析部を構成し、前記分析部と同じ構成をもつ少なくとも1つの他の分析部が前記分析部とは別に設けられており、
前記分析方法は、
前記分析部及び前記他の分析部のそれぞれにおいて実行するステップとして、前記試料注入ステップ、前記分析ステップ、及び前記システム洗浄ステップを含み、かつ
前記分析部において前記システム洗浄ステップを実行する場合に、前記分析部における前記試料注入ステップが終了した後でかつ前記システム洗浄ステップを開始する前に、前記他の分析部における前記試料注入ステップを実行し、前記他の分析部において前記分析ステップを実行している間に前記分析部における前記システム洗浄ステップを実行するように構成されている、請求項8に記載の分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体クロマトグラフ及び液体クロマトグラフを用いた分析方法に関する。
【背景技術】
【0002】
液体クロマトグラフには、先端にサンプリング用のニードルが設けられたサンプリング流路、移動相を送液する移動相供給部、分離カラムが設けられた分析流路、及び移動相供給部と分析流路の間にサンプリング流路を介在させるか否かを切り替えるための高圧バルブなどが設けられている(特許文献1参照)。分析対象の試料は、ニードルの先端から吸入されてサンプリング流路に保持された後、サンプリング流路が移動相供給部と分析流路との間に介在させられることによって移動相供給部から供給される移動相とともに分析流路へ導入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
液体クロマトグラフにおいて複数の試料を同じ分析流路で分析する場合、次の試料の分析が開始される際に前の試料がシステム内に残存する、所謂、キャリーオーバを小さくすることが分析結果の信頼性を高めるために重要である。キャリーオーバは、試料の種類等にもよるが、平均すると、約20%がサンプリング流路(特に、ニードル)に由来し、残りの約80%が分析流路に由来することがわかっている。そのため、試料が分析流路へ導入された後は、サンプリング流路を分析流路から切り離し、サンプリング流路内を洗浄液等によって洗浄するとともに、試料の分析が終了した後の分析流路内で移動相等の液を十分に流すといった対応がとられている。
【0005】
しかし、分析流路に導入した試料の濃度が一定レベル以上であるような場合に、上述のようにサンプリング流路と分析流路を切り分けてそれぞれの洗浄を十分に行なっても、次の試料の分析結果に影響を与えるようなキャリーオーバが発生し得ることがわかった。
【0006】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、次の試料の分析に影響を与えるようなキャリーオーバが発生しにくい液体クロマトグラフを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、実験の結果、分析流路にサンプリング流路を接続するか否かを切り替える高圧バルブ内に試料が残留し、特に、試料の濃度が一定レベル以上であるような場合に、高圧バルブ内に残留した試料がキャリーオーバとなって次の試料の分析結果に影響を与えているとの知見を得た。本発明はこのような知見に基づいてなされたものであり、試料の分析が終了した後に高圧バルブ内に残留する試料を除去することを主題とするものである。
【0008】
本発明に係る液体クロマトグラフは、サンプリング用のニードルが先端に設けられているサンプリング流路と、前記ニードルを三次元的に移動させるニードル移動機構と、少なくとも移動相を供給することができるように構成された液供給部と、試料中の成分を分離するための分離カラムが設けられている分析流路と、前記ニードルが挿入されることにより前記サンプリング流路と流体接続される注入ポート、及び前記分析流路が接続されているポートを有し、前記サンプリング流路を介することなく前記液供給部と前記分析流路とを流体接続させるためのローディング状態、及び、前記注入ポートに前記ニードルの先端が挿入されているときに、前記サンプリング流路を介して前記液供給部と前記分析流路とを流体接続させるためのインジェクティング状態へ選択的に切り替えられるように構成された高圧バルブと、前記ニードル移動機構、前記液供給部及び前記高圧バルブを制御する制御部と、を備えている。前記液供給部、前記分析流路及び前記高圧バルブは試料の分析を行なうための1つの分析部を構成している。前記制御部は、前記分析部における分析動作として、前記高圧バルブを前記ローディング状態にし、前記ニードルの先端から試料を吸入して前記サンプリング流路内に前記試料を保持した後、前記サンプリング流路を前記注入ポートに接続して前記高圧バルブを前記インジェクティング状態にし、前記液供給部から移動相を供給することにより、前記注入ポートを介して前記サンプリング流路内に保持した試料を前記分析流路へ注入する試料注入ステップ、及び、前記試料注入ステップが終了した後、前記高圧バルブを前記ローディング状態にして前記液供給部から前記移動相を供給することにより、前記分析流路に注入した試料を前記分離カラムで分離する分析ステップ、を実行し、かつ、少なくとも所定条件が満たされている場合に、前記分析ステップが終了した後で、前記サンプリング流路を前記注入ポートに接続して前記高圧バルブを前記インジェクティング状態にし、前記液供給部から前記移動相及び/又は洗浄液を供給することにより、前記サンプリング流路から前記分析流路に至る液流通経路内を洗浄するシステム洗浄ステップを実行するように構成されている。
【0009】
本発明に係る分析方法は、液体クロマトグラフを用いた分析方法である。前記液体クロマトグラフは、少なくとも移動相を供給することができるように構成された液供給部と、試料中の成分を分離するための分離カラムが設けられている分析流路と、前記ニードルが挿入されることにより前記サンプリング流路と流体接続される注入ポート、及び前記分析流路が接続されているポートを有し、前記サンプリング流路を介することなく前記液供給部と前記分析流路とを流体接続させるためのローディング状態、及び、前記注入ポートに前記ニードルの先端が挿入されているときに、前記サンプリング流路を介して前記液供給部と前記分析流路とを流体接続させるためのインジェクティング状態へ選択的に切り替えられるように構成された高圧バルブと、を備えている。そして、当該分析方法は、前記高圧バルブを前記ローディング状態にし、前記ニードルの先端から試料を吸入して前記サンプリング流路内に前記試料を保持した後、前記サンプリング流路を前記注入ポートに接続して前記高圧バルブを前記インジェクティング状態にし、前記液供給部から移動相を供給することにより、前記注入ポートを介して前記サンプリング流路内に保持した試料を前記分析流路へ注入する試料注入ステップ、及び、前記試料注入ステップが終了した後、前記高圧バルブを前記ローディング状態にして前記液供給部から前記移動相を供給することにより、前記分析流路に注入した試料を前記分離カラムで分離する分析ステップ、を備え、かつ、少なくとも所定条件が満たされている場合に、前記分析ステップが終了した後で、前記サンプリング流路を前記注入ポートに接続して前記高圧バルブを前記インジェクティング状態にし、前記液供給部から前記移動相及び/又は洗浄液を供給することにより、前記サンプリング流路から前記分析流路に至る液流通経路内を洗浄するシステム洗浄ステップを備えている。
【発明の効果】
【0010】
本発明に係る液体クロマトグラフによれば、試料の濃度が所定レベル以上である場合など、少なくとも所定条件が満たされている場合に、分析ステップが終了した後で、サンプリング流路を注入ポートに接続して高圧バルブをインジェクティング状態にし、液供給部から移動相及び/又は洗浄液を供給することにより、前記サンプリング流路から前記分析流路に至る液流通経路内を洗浄するシステム洗浄ステップを実行するように構成されているので、前記高圧バルブがインジェクティング状態となったときに前記サンプリング流路と前記分析流路との間を接続している前記高圧バルブ内の流路(すなわち、ロータに設けられている溝)が、前記液供給部から供給される移動相及び/又は洗浄液によって洗浄され、高圧バルブ内に残留する試料が次の試料の分析が開始される前に除去される。これにより、次の試料の分析に影響を与えるようなキャリーオーバが発生しにくい液体クロマトグラフが提供される。
【0011】
本発明に係る分析方法によれば、試料の濃度が所定レベル以上である場合など、少なくとも所定条件が満たされている場合に、分析ステップが終了した後で、サンプリング流路を注入ポートに接続して高圧バルブをインジェクティング状態にし、液供給部から移動相及び/又は洗浄液を供給することにより、前記サンプリング流路から前記分析流路に至る液流通経路内を洗浄するシステム洗浄ステップを実行するので、前記高圧バルブがインジェクティング状態となったときに前記サンプリング流路と前記分析流路との間を接続している前記高圧バルブ内の流路が、前記液供給部から供給される移動相及び/又は洗浄液によって洗浄され、高圧バルブ内に残留する試料が次の試料の分析が開始される前に除去される。これにより、次の試料の分析に影響を与えるようなキャリーオーバが発生しにくい液体クロマトグラフが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【
図1】液体クロマトグラフの一実施例を示す構成図である。
【
図2】同実施例の試料注入時の流路構成の一例を示す図である。
【
図3】同実施例のニードル洗浄時の流路構成の一例を示す図である。
【
図4】同実施例のシステム洗浄時の流路構成の一例を示す図である。
【
図5】同実施例の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【
図6】同実施例の洗浄時の各液の送液状態を示すタイムチャートである。
【
図7】ブランク注入回数とキャリーオーバ量との関係の検証結果を示すグラフである。
【
図8】システム洗浄によるキャリーオーバ解消効果の検証結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る液体クロマトグラフ及び分析方法の実施形態について説明する。
【0014】
液体クロマトグラフの一実施例について、
図1を用いて説明する。なお、ここでは、試料の分離を行なう分析部3を複数備えて、試料の分離分析を同時並行的に実行できるように構成されたMultiplex LCを例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、ストリームが1つのみ設けられている液体クロマトグラフに対しても同様に適用可能である。
【0015】
この実施例の液体クロマトグラフは、サンプリング流路2、複数の分析部3、ニードル移動機構13、選択バルブ26、28、低圧バルブ34、計量ポンプ36及び制御部50を備えている。
【0016】
サンプリング流路2の基端は選択バルブ26の共通ポートに接続されており、先端にサンプリング用のニードル12を備えている。ニードル12は、ニードル移動機構13によって三次元的に動作し、サンプリング流路2の基端が計量ポンプ36と流体接続されることによって、所定位置に配置された試料容器24に収容されている試料を先端から吸入して保持することができる。さらに、ニードル12は、各分析部3の高圧バルブ10に設けられている注入ポート16の位置へ移動することができる。各分析部3の注入ポート16は、ニードル12の先端が各分析部3の注入ポート16に挿入されることによりサンプリング流路2と流体接続される。
【0017】
図では複数の分析部3のうち1つの分析部3にのみ参照符号を付しているが、各分析部3は互いに同じ構成を有するものである。
【0018】
分析部3は、分析流路4、液供給部6、及び高圧バルブ10を備えている。高圧バルブ10は、6つのポートを同一円周上に備え、互いに隣接するポート間の接続状態を切り替える2ポジションバルブである。高圧バルブ10の1つのポートは注入ポート16である。注入ポートへ通じるポートに隣接するポートのうちの一方はドレインへ通じており、他方には分析流路4の上流端が接続されている。分析流路4の上流端が接続されているポートのうち注入ポート16に通じるポートと反対側に位置するポートには、液供給部6が接続されている。高圧バルブ10の残りの2つのポートには、それぞれ流路25、30が接続されている。
【0019】
分析流路4は、試料中の成分を分離するための分離カラム14を備えている。図示は省略されているが、分析流路4は分離カラム14において分離した成分を検出するための質量分析計などの検出器へ通じている。液供給部6は、移動相を送液するためのポンプ18、洗浄液を供給するためのポンプ20、及び切替バルブ22を備えており、切替バルブ22によって供給する液を移動相と洗浄液との間で切り替えることができるように構成されている。なお、図において液供給部6は、1種類の移動相、1種類の洗浄液を供給するように描かれているが、複数種類の移動相と洗浄液を同時に又は切り替えて供給できるように構成されていてもよい。
【0020】
選択バルブ26は複数の選択ポートを有し、各選択ポートが、複数の分析部3のそれぞれの高圧バルブ10の1つの選択ポートと流路25を介して接続されている。選択バルブ26は複数の選択ポートのうちの1つの選択ポートに選択的に共通ポートを流体連通させることができる。すなわち、選択バルブ26は、サンプリング流路2の基端の接続先を、複数の分析部3のそれぞれに設けられている高圧バルブ10の中から選択するためのものである。
【0021】
選択バルブ28は1つの共通ポートと複数の選択ポートを備えている。選択バルブ28の各選択ポートは、複数の分析部3のそれぞれの高圧バルブ10の1つの選択ポートと流路30を介して接続されている。選択バルブ28の共通ポートは、流路32を介して低圧バルブ34の共通ポートと接続されている。低圧バルブ34の選択ポートには、シリンジポンプ36及び送液流路38が接続されている。送液流路38には、切替弁40を介して移動相供給流路42と洗浄液供給流路44が接続されており、送液流路38を通じて移動相及び/又は洗浄液が送液されるようになっている。移動相供給流路42及び洗浄液供給流路44を通じて供給される移動相及び洗浄液のそれぞれは、液供給部6から供給される移動相及び洗浄液と同じであってよい。
【0022】
分析部3の高圧バルブ10は、サンプリング流路2を介することなく液供給部6と分析流路4とを流体接続させるためのローディング状態(
図1の状態)、及び、液供給部6と分析流路4との間にサンプリング流路2を介在させるインジェクティング状態(
図2の状態)へ切り替えることができる。ローディング状態において、高圧バルブ10は、液供給部6が接続されているポートと分析流路4が接続されているポートとの間を流体連通させる。インジェクティング状態において、高圧バルブ10は、注入ポート16と分析流路4が接続されているポートとを流体連通させ、かつ、液供給部6が接続されているポートと流路25が接続されているポートとの間を流体させる。
【0023】
制御部50は、CPU(中央演算装置)及び情報記憶装置を備えた電子回路によって実現される。制御部50は、各分析部3(各分析部3の高圧バルブ10、ポンプ18、ポンプ20及び切替バルブ22)、ニードル移動機構13、選択バルブ26、選択バルブ28、低圧バルブ34、シリンジ36、切替バルブ40、ポンプ46及びポンプ48の動作を制御する。制御部50は、各分析部3での分析動作の工程として、試料注入ステップ、分析ステップ、及びシステム洗浄ステップを実行するように構成されている。
【0024】
試料注入ステップでは、試料容器24に収容された試料をサンプリング流路2内に採取した後、
図2に示されているように、選択バルブ26及び28によって1つの分析部3を選択し、選択した分析部3の注入ポート16にニードル12を挿入し、かつ当該分析部3の高圧バルブ10をインジェクティング状態にし、液供給部6から移動相を供給する。液供給部6から供給される移動相がサンプリング流路2内を分析流路4へ向かって流れることにより、サンプリング流路2に保持されていた試料が移動相とともに分析流路4内に導入される。
【0025】
分析ステップでは、
図3に示されているように、高圧バルブ10をローディング状態にし、液供給部6からの移動相によって分析流路4に導入された試料を分離カラム14へ導き、互いに分離されて分離カラム14から溶出した成分を分析流路4に接続されている検出器へ導入して検出する。
【0026】
上記の分析ステップの実行中は、サンプリング流路2が移動相送液部6及び分析流路4から切り離される。そのため、
図3に示されているように、注入ポート16にニードル12の先端を挿入した状態で洗浄液供給流路44からサンプリング流路2へ洗浄液を供給するニードル洗浄ステップを同時に実行することができる。このニードル洗浄ステップでは、移動相及び洗浄液を用いてサンプリング流路2内を流れる液の組成を時間的に変化させることができる。例えば、
図6に示されているように、サンプリング流路2へ供給する液を一定時間(例えば、0.1~0.5分)ごとに切り替えるステップワイズ方式を採用してもよいし、各液の濃度比率を時間とともに変化させるグラジエント方式を採用してもよい。このニードル洗浄ステップを実行することにより、ニードル12を含むサンプリング流路2内及び注入ポート16内を洗浄することができる。
【0027】
また、1つの分析部3において分析ステップを実行している間に、他の分析部3において上述の試料注入ステップを実行することもできる。
【0028】
システム洗浄ステップでは、選択バルブ26及び28によってシステム洗浄を行なうべき1つの分析部3を選択し、
図4に示されているように、選択した分析部3の注入ポート16にニードル12を挿入し、かつ当該分析部3の高圧バルブ10をインジェクティング状態にし、液供給部6から洗浄液を供給する。このシステム洗浄ステップにおいても、ニードル洗浄ステップと同様に、移動相及び洗浄液を用いて液供給部6から供給される液の組成を変化させることができる。
【0029】
上記のシステム洗浄ステップは、分析ステップが終了した分析部3において任意のタイミングで実行することができる。システム洗浄ステップでは、サンプリング流路2と分析流路4だけでなく、高圧バルブ10内の流路(分析流路4が接続されているポートと注入ポート16との間を流体連通させるためのロータの溝)を洗浄することができる。高圧バルブ10内に残留する試料を除去することができる。ただし、このシステム洗浄ステップは、分析ステップが終了した分析部3において必ず実行すべきものではなく、所定条件が満たされている場合にのみ実行されてもよい。システム洗浄が実行される条件としては、試料の濃度が所定レベル以上であること、ユーザによって試料の分析後にシステム洗浄を実行するように設定されていること、分析ステップの終了後に試料を含まない溶媒(ブランク液)を分析流路4に注入することによって得られた検出器の出力信号が所定レベルを超えていること、などが挙げられる。
【0030】
制御部50による実現される分析に関する一連の動作について、
図1~
図4とともに
図5のフローチャートを用いて説明する。
【0031】
試料の分析に際し、制御部50は、選択バルブ26及び28によって当該試料の分析に使用する分析部3を選択し、試料容器24からニードル12によって試料を採取してニードル12を選択した分析部3の注入ポート16に挿入する。そして、
図2に示されているように、選択した分析部3の高圧バルブ10をインジェクティング状態に切り替え、液供給部6から移動相を供給することによって、当該分析部3の分析流路4に試料を注入する試料注入ステップを実行する(ステップ101)。
【0032】
制御部50は、高圧バルブ10をインジェクティング状態に切り替えてから所定時間が経過したときに、サンプリング流路2に保持されていた試料のすべてが分析流路4に注入された(試料注入ステップが終了した)と判断し、高圧バルブ10をローディング状態(
図1の状態)に切り替えて分析ステップを開始する(ステップ102)。分析ステップでは、分析流路4に注入された試料が液供給部6から供給される移動相によって分離カラム14へ導かれて試料中の成分が互いに分離され、検出器によって検出される。
【0033】
上記の分析ステップ中に、制御部50は、ニードル12の先端を注入ポート16に挿入した状態で洗浄液供給流路44からサンプリング流路2へ洗浄液(及び移動相)を供給するニードル洗浄ステップを実行する(ステップ103)。さらに、制御部50は、次の試料の分析に使用すべき分析部3(他の分析部)を選択バルブ26及び28によって選択し、次の試料をニードル12の先端から採取して他の分析部3の分析流路4へ注入する(ステップ104)。制御部50は、他の分析部3における試料注入ステップが終了した後、他の分析部3の高圧バルブ10をローディング状態に切り替えて他の分析部3における分析ステップを開始する(ステップ105)。その後、制御部50は、例えば、他の分析部3の注入ポート16にニードル12の先端が挿入された状態を維持したまま、洗浄液供給流路44からサンプリング流路2へ洗浄液(及び移動相)を供給することにより、ニードル洗浄ステップを実行する(ステップ106)。
【0034】
その後、ステップ101において試料注入ステップを実行した分析部3での試料の分析が終了した後(ステップ107)、制御部50は、システム洗浄を実行するか否かを判断し(ステップ108)、システム洗浄を実行すべき場合にはシステム洗浄を実行する(ステップ109)。
【0035】
システム洗浄を実行すべきか否かは、例えば、ユーザによって予め入力された試料に関する情報(例えば、試料の濃度のほか、その試料の分析終了後にシステム洗浄の実行の有無に関する情報)に基づいて、又は、その試料の分析で得られた検出器の出力信号が所定レベルを超えているか否かの判定結果に基づいて判断することができる。すなわち、試料の分析が終了した後でシステム洗浄を実行すべきか否かは、ステップ101の試料注入ステップにおいて注入された試料の濃度が所定レベル以上か否かによって判断することができる。また、試料の分析が終了した後で、システム内におけるキャリーオーバのレベルを実際に測定し、そのレベルが所定レベルを超えているか否かによっても、システム洗浄を実行すべきか否かを判断してもよい。例えば、分析部3での試料の分析が終了した後で、通常の試料と同様に、試料を含まないブランク液(例えば、移動相、溶媒など)を分析流路4へ導入する「ブランク注入」を実行してブランク液について検出器の出力信号を取得し、取得した出力信号が所定レベルを超えていれば、システム洗浄を実行すべきと判断することができる。なお、制御部50は、分析部3での分析ステップが終了した後で、必ず1回はシステム洗浄を実行するように構成されていてもよい。
【0036】
ここで、ブランク注入としては、以下の2つの動作が挙げられる。ブランク注入としての1つの動作は、試料を含まない溶媒をブランク液とし、サンプリング流路2にブランク液を保持させた状態でニードル12を注入ポート16に接続し、高圧バルブ10をローディング状態にしてサンプリング流路2に保持したブランク液を分析流路4に導入する動作である。ブランク注入としてのもう1つの動作は、試料を含まない移動相をブランク液とし、ニードル12を注入ポート16に接続し、高圧バルブ10をローディング状態にしてブランク液である移動相を分析流路4に導入する動作である。以下における「ブランク注入」は、上記2つの動作のうちのいずれであってもよい。
【0037】
その後、制御部50は、ブランク注入を実行し、そのときに得られるブランク液についての検出器の出力信号のレベルに基づいてキャリーオーバの有無を判定する(ステップ110,111)。ブランク液測定の結果、キャリーオーバがないと判定した場合は当該分析部3での試料の一連の分析動作が終了となる。一連の分析動作が終了した分析部3は、別の試料の分析に使用することができる状態となる。一方で、制御部50は、ステップ111においてキャリーオーバがあると判定した場合、ステップ108に戻ってシステム洗浄を実行する。また、制御部50は、
図5において破線矢印で示されているように、ステップ111においてキャリーオーバがないと判定されるまでブランク注入を繰り返すように構成されていてもよい。ブランク注入を実行することによって、試料が通過するサンプリング流路2から分析流路4までの液流通経路内に残存するキャリーオーバ成分をある程度洗い流すことができるので、ブランク注入を繰り返すことによってある程度キャリーオーバの解消を図ることができる。
【0038】
なお、
図5に示す各ステップの順序、回数は一例に過ぎず、必要に応じて自由に組み替えることができる。例えば、
図5の例では、ステップ102において分析部3での分析ステップが開始された後でその分析ステップが終了するまでの間に、他の分析部3において試料注入ステップ(ステップ104)を実行して分析ステップを開始(ステップ105)させるようになっている。これにより、複数の試料の分析の効率化が図られ、すべての試料の分析を終了させるまでに必要な時間が短縮されるという効果が得られる。しかし、本発明はこれに限定されず、複数の分析部3での分析ステップを必ずしも並行して実行させる必要はない。また、ステップ110及び111は必ずしも実行すべきステップではなく、省略することもできる。
【0039】
図7に、2つの分析部3(FP1とFP2)において試料の分析を実行した後、複数回のブランク注入を連続して行なった結果を示す。
図7において、縦軸はピーク面積値であり、横軸はブランク注入回数である。
【0040】
FP1及びFP2のいずれの結果からもわかるように、ブランク注入を複数回行なってキャリーオーバ量がある程度のレベルまで減ると、キャリーオーバ量の減少する割合が小さくなるか、又はブランク注入をさらに実施してもキャリーオーバ量が減らなくなる停滞状態となる。この停滞状態で、高圧バルブ10をインジェクティング状態に切り替えてサンプリング流路2を液供給部6と分析流路4との間に介在させ、高圧バルブ10内において分析流路4が接続されているポートと注入ポート16との間を流体連通させるロータ溝に移動相が流れるようにした状態を一定時間維持した後でブランク注入を行なう(8回目以降)と、キャリーオーバ量が減少している。この結果から、高圧バルブ10内において分析流路4への試料注入時にしか溶液が流れない流路部分にキャリーオーバ成分が残っており、この流路部分に試料注入時とは別に溶液を流すことでキャリーオーバ量を低減できることがわかる。
【0041】
図8は、システム洗浄によるキャリーオーバ解消効果の検証結果を示すグラフである。このグラフの縦軸は、LOQ(定量下限値)に対するキャリーオーバの割合(Area% relative to lowest calibrator)を示しており、横軸はブランク注入の回数である。この検証では、移動相として2種類の溶媒(移動相A:formic acid
+ammonium formate in water、移動相B:Methanol
+ Acetonitrile)を使用し、ある成分を高濃度に含む試料の分析を行なった後、ブランク注入時の検出器(質量分析計)信号を用いてキャリーオーバの有無を確認した。ニードル洗浄、分析流路4の洗浄(高圧バルブ10をローディング状態にして液供給部6から洗浄液及び移動相を供給)、及びシステム洗浄のそれぞれにおいて、上述の移動相A、Bのほかに、洗浄液としてAcetonitrile/Acetone, formic acidを使用し、サンプリング流路2及び/又は分析流路4を流れる液の組成を、
図6のようなステップワイズ方式により、移動相B、移動相A、洗浄液の順に0.5分間隔で切り替えた。
【0042】
図8の検証において、メソッド1では、分析流路4への試料注入が終了した後のニードル洗浄を行ない、分析が終了した後のシステム洗浄を行わずにブランク注入を行なっている。メソッド2では、分析流路4への試料注入が終了した後のニードル洗浄を行わずに、分析が終了した後のシステム洗浄を行ない、その後にブランク注入を行なっている。メソッド3は、分析流路4への試料注入が終了した後のニードル洗浄、分析が終了した後の分析流路4の洗浄を行なった後、ブランク注入を行なっている。メソッド4では、分析流路4への試料注入が終了した後のニードル洗浄を行わずに、分析が終了した後の分析流路4の洗浄とシステム洗浄を行なった後、ブランク注入を行なっている。
【0043】
メソッド1とメソッド2の結果を比較すれば、液供給部6と分析流路4との間にサンプリング流路2を介在させた状態で洗浄液及び移動相を流すシステム洗浄を行なうことによって、サンプリング流路2と分析流路4だけでなく、高圧バルブ10内のロータ溝を洗浄することができ、全体として高いキャリーオーバ解消効果が得られることがわかる。また、メソッド3の結果から、ニードル洗浄と分析流路4の洗浄とを組み合わせることによって一定のキャリーオーバ解消効果が得られることがわかるが、メソッド4の結果をメソッド3と比較すれば、分析流路4の洗浄にシステム洗浄を組み合わせることで、さらに高いキャリーオーバ解消効果が得られることがわかる。メソッド3及び4では、4回のブランク注入でLOQに対するキャリーオーバの割合が10%以下にまで低下し、キャリーオーバの解消が十分に達成できていると評価することができる。
【0044】
なお、以上において説明した実施例は、本発明に係る液体クロマトグラフ及び分析方法の実施形態の例示に過ぎない。本発明に係る液体クロマトグラフ及び分析方法の実施形態は、以下に示すとおりである。
【0045】
本発明に係る液体クロマトグラフの一実施形態では、サンプリング用のニードル(12)が先端に設けられているサンプリング流路(2)と、前記ニードル(12)を三次元的に移動させるニードル移動機構(13)と、少なくとも移動相を供給することができるように構成された液供給部(6)と、試料中の成分を分離するための分離カラム(14)が設けられている分析流路(4)と、前記ニードル(12)が挿入されることにより前記サンプリング流路(2)と流体接続される注入ポート(16)、及び前記分析流路(4)が接続されているポートを有し、前記サンプリング流路(2)を介することなく前記液供給部(6)と前記分析流路(4)とを流体接続させるためのローディング状態、及び、前記注入ポート(16)に前記ニードル(12)の先端が挿入されているときに、前記サンプリング流路(2)を介して前記液供給部(6)と前記分析流路(4)とを流体接続させるためのインジェクティング状態へ選択的に切り替えられるように構成された高圧バルブ(10)と、前記ニードル移動機構(13)、前記液供給部(6)及び前記高圧バルブ(10)を制御する制御部(50)と、を備えている。前記液供給部(6)、前記分析流路(4)及び前記高圧バルブ(10)は試料の分析を行なうための1つの分析部(3)を構成している。そして、前記制御部(50)は、前記分析部(3)における分析動作として、前記高圧バルブ(10)を前記ローディング状態にし、前記ニードル(12)の先端から試料を吸入して前記サンプリング流路(2)内に前記試料を保持した後、前記サンプリング流路(2)を前記注入ポート(16)に接続して前記高圧バルブ(10)を前記インジェクティング状態にし、前記液供給部(6)から移動相を供給することにより、前記サンプリング流路(12)内に保持した試料を前記分析流路(4)へ注入する試料注入ステップ、及び、前記試料注入ステップが終了した後、前記高圧バルブ(10)を前記ローディング状態にして前記液供給部(6)から前記移動相を供給することにより、前記分析流路(4)に注入した試料を前記分離カラム(14)で分離する分析ステップ、を実行し、かつ、少なくとも所定条件が満たされている場合に、前記分析ステップが終了した後で、前記サンプリング流路(2)を前記注入ポート(16)に接続して前記高圧バルブ(10)を前記インジェクティング状態にし、前記液供給部(6)から前記移動相及び/又は洗浄液を供給することにより、前記サンプリング流路(2)から前記分析流路(4)に至る液流通経路内を洗浄するシステム洗浄ステップを実行するように構成されている。
【0046】
液体クロマトグラフの上記一実施形態の第1態様では、前記液供給部(6)は、切替バルブ(22)を切り替えることによって、前記移動相と前記洗浄液との間で供給する液を切り替えることができるように構成されており、前記制御部(50)は、前記システム洗浄ステップにおいて前記液供給部(6)から少なくとも前記洗浄液を供給するように構成されている。
【0047】
上記第1態様において、前記制御部(50)は、前記システム洗浄ステップにおいて、前記液供給部(6)から前記移動相と前記洗浄液を交互に又は同時に供給するように構成されていてもよい。そうすれば、前記サンプリング流路(2)から前記分析流路(4)に至る液流通経路内の高い洗浄効果が得られ、キャリーオーバを効率よく解消することができる。
【0048】
液体クロマトグラフの上記一実施形態の第2態様では、前記所定条件は、前記分析流路(4)に注入された試料の濃度が所定レベル以上であることを含んでいる。この第2態様は上記第1態様と組み合わせることができる。
【0049】
上記第2態様において、前記制御部(50)は、ユーザにより入力された情報に基づいて、又は前記分析流路(4)に接続された検出器の出力信号に基づいて、前記分析流路(4)に注入された試料の濃度レベルを検出し、検出した前記濃度レベルが前記所定レベル以上か否かの判定を行ない、前記判定の結果に基づいて前記所定条件が満たされているか否かを判断するように構成されている。
【0050】
液体クロマトグラフの上記一実施形態の第3態様では、前記制御部(50)は、前記分析ステップが終了した後で、前記高圧バルブ(10)を前記ローディング状態にし、前記ニードル(12)の先端から試料を含まないブランク液を吸入して前記サンプリング流路(2)内に前記ブランク液を保持した後、前記サンプリング流路(2)を前記注入ポート(16)に接続して前記高圧バルブ(10)を前記インジェクティング状態にし、前記液供給部(6)から移動相を供給することにより、前記サンプリング流路(2)内に保持した前記ブランク液を前記分析流路(4)へ注入し、前記ブランク液についての前記分析流路(4)に接続された検出器の出力信号を取得するブランク液測定ステップを実行し、前記ブランク液測定ステップで取得した前記出力信号が所定レベル以上か否かの判定を行ない、前記判定の結果に基づいて前記所定条件が満たされているか否かを判断するように構成されている。この第3態様は、上記第1態様及び/又は第2態様と組み合わせることができる。
【0051】
液体クロマトグラフの上記一実施形態の第4態様では、前記液体クロマトグラフ(1)は、前記分析部(3)とは別に設けられた他の分析部(3)を少なくとも1つ備えており、前記他の分析部(3)は前記分析部(3)と同じ構成をもち、前記制御部(50)は、前記他の分析部(3)においても前記分析部(3)における前記分析動作と同様に前記試料注入ステップ、前記分析ステップ、及び前記システム洗浄ステップを含む分析動作を実行するように構成されている。そして、前記制御部(50)は、前記分析部(3)における分析動作として前記システム洗浄ステップを実行する場合に、前記分析部における前記試料注入ステップが終了した後でかつ前記システム洗浄ステップを開始する前に、前記他の分析部(3)における前記試料注入ステップを実行し、前記他の分析部(3)において前記分析ステップを実行している間に前記分析部(3)における前記システム洗浄ステップを実行するように構成されている。このような態様により、ある分析部(3)において分析ステップが実行されている間に他の分析部(3)における試料注入ステップを実行して分析ステップを開始させることができ、かつ、他の分析部(3)の分析ステップが実行されている間に分析部(3)でのシステム洗浄ステップを実行することができるので、複数の試料の分析の効率が向上する。
【0052】
本発明に係る、液体クロマトグラフを用いた分析方法の一実施形態において、前記液体クロマトグラフ(1)は、サンプリング用のニードル(12)が先端に設けられているサンプリング流路(2)と、少なくとも移動相を供給することができるように構成された液供給部(6)と、試料中の成分を分離するための分離カラム(14)が設けられている分析流路(4)と、前記ニードル(12)が挿入されることにより前記サンプリング流路(2)と流体接続される注入ポート(16)、及び前記分析流路(4)が接続されているポートを有し、前記サンプリング流路(2)を介することなく前記液供給部(6)と前記分析流路(4)とを流体接続させるためのローディング状態、及び、前記注入ポート(16)に前記ニードル(12)の先端が挿入されているときに、前記サンプリング流路(2)を介して前記液供給部(6)と前記分析流路(4)とを流体接続させるためのインジェクティング状態へ選択的に切り替えられるように構成された高圧バルブ(10)と、を備えたものである。そして、当該分析方法は、前記高圧バルブ(10)を前記ローディング状態にし、前記ニードル(12)の先端から試料を吸入して前記サンプリング流路(2)内に前記試料を保持した後、前記サンプリング流路(2)を前記注入ポート(16)に接続して前記高圧バルブ(10)を前記インジェクティング状態にし、前記液供給部(6)から移動相を供給することにより、前記サンプリング流路(2)内に保持した試料を前記分析流路(4)へ注入する試料注入ステップ、及び、前記試料注入ステップが終了した後、前記高圧バルブ(10)を前記ローディング状態にして前記液供給部(6)から前記移動相を供給することにより、前記分析流路(4)に注入した試料を前記分離カラム(14)で分離する分析ステップ、を備え、かつ、少なくとも所定条件が満たされている場合に、前記分析ステップが終了した後で、前記サンプリング流路(4)を前記注入ポート(16)に接続して前記高圧バルブ(10)を前記インジェクティング状態にし、前記液供給部(6)から前記移動相及び/又は洗浄液を供給することにより、前記サンプリング流路(2)から前記分析流路(4)に至る液流通経路内を洗浄するシステム洗浄ステップを備えている。
【0053】
分析方法の上記一実施形態の第1態様では、前記システム洗浄ステップにおいて、前記液供給部(6)から少なくとも前記洗浄液を供給する。
【0054】
上記第1態様において、前記システム洗浄ステップで、前記液供給部(6)から前記移動相と前記洗浄液を交互に又は同時に供給してもよい。そうすれば、前記サンプリング流路(2)から前記分析流路(4)に至る液流通経路内の高い洗浄効果が得られ、キャリーオーバを効率よく解消することができる。
【0055】
分析方法の上記一実施形態の第2態様では、前記所定条件は、前記分析流路(4)に注入された試料の濃度が所定レベル以上であることを含んでいる。この第2態様は上記第1態様と組み合わせることができる。
【0056】
上記第2態様において、前記分析流路(4)に接続された検出器の出力信号に基づいて前記分析流路(4)に注入された試料の濃度レベルを検出し、検出した前記濃度レベルが前記所定レベル以上か否かの判定を行ない、前記判定の結果に基づいて前記所定条件が満たされているか否かを判断してもよい。
【0057】
分析方法の上記一実施形態の第3態様では、前記分析ステップが終了した後で、前記高圧バルブ(10)を前記ローディング状態にし、前記ニードル(12)の先端から試料を含まないブランク液を吸入して前記サンプリング流路(2)内に前記ブランク液を保持した後、前記サンプリング流路(2)を前記注入ポート(16)に接続して前記高圧バルブ(10)を前記インジェクティング状態にし、前記液供給部(6)から移動相を供給することにより、前記サンプリング流路(2)内に保持した前記ブランク液を前記分析流路(4)へ注入し、前記ブランク液についての前記分析流路(4)に接続された検出器の出力信号を取得するブランク液測定ステップを実行し、前記ブランク液測定ステップで取得した前記出力信号が所定レベル以上か否かの判定を行ない、前記判定の結果に基づいて前記所定条件が満たされているか否かを判断する。この第3態様は上記第1態様及び/又は第2態様と組み合わせることができる。
【0058】
分析方法の上記一実施形態の第4態様では、前記液体クロマトグラフ(1)において、前記液供給部(6)、前記分析流路(4)及び前記高圧バルブ(10)は試料の分析を行なうための1つの分析部(3)を構成し、前記分析部(3)と同じ構成をもつ少なくとも1つの他の分析部(3)が前記分析部(3)とは別に設けられており、前記分析方法は、前記分析部(3)及び前記他の分析部(3)のそれぞれにおいて実行するステップとして、前記試料注入ステップ、前記分析ステップ、及び前記システム洗浄ステップを含み、かつ、前記分析部(3)において前記システム洗浄ステップを実行する場合に、前記分析部(3)における前記試料注入ステップが終了した後でかつ前記システム洗浄ステップを開始する前に、前記他の分析部(3)における前記試料注入ステップを実行し、前記他の分析部(3)において前記分析ステップを実行している間に前記分析部(3)における前記システム洗浄ステップを実行するように構成されている。このような態様により、ある分析部(3)において分析ステップが実行されている間に他の分析部(3)における試料注入ステップを実行して分析ステップを開始させることができ、かつ、他の分析部(3)の分析ステップが実行されている間に分析部(3)でのシステム洗浄ステップを実行することができるので、複数の試料の分析の効率が向上する。
【符号の説明】
【0059】
1 液体クロマトグラフ
2 サンプリング流路
3 分析部
4 分析流路
6 液供給部
10 高圧バルブ
12 ニードル
14 分離カラム
16 注入ポート
18;46 移動相ポンプ
20:48 洗浄液ポンプ
22;40 切替弁
24 試料容器
26;28 選択バルブ
34 低圧バルブ
36 計量ポンプ
42 移動相供給流路
44 洗浄液供給流路
50 制御部