特許 7548414 分取液体クロマトグラフ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】分取液体クロマトグラフ

(51)【国際特許分類】

   G01N 30/82 20060101AFI20240903BHJP

   G01N 30/80 20060101ALI20240903BHJP

   G01N 30/24 20060101ALI20240903BHJP

   G01N 35/10 20060101ALI20240903BHJP

   G01N 30/02 20060101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

G01N30/82

G01N30/80 D

G01N30/24 A

G01N30/24 E

G01N35/10 A

G01N30/80 F

G01N30/02 Z

G01N30/80 C

G01N35/10 B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2023505096

(86)(22)【出願日】2021-11-08

(86)【国際出願番号】 JP2021040944

(87)【国際公開番号】W WO2022190457

(87)【国際公開日】2022-09-15

【審査請求日】2023-04-27

(31)【優先権主張番号】P 2021037101

(32)【優先日】2021-03-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】110003993

【氏名又は名称】弁理士法人野口新生特許事務所

(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】玉置 宗一朗

(72)【発明者】

【氏名】山崎 智之

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 祥平

【審査官】高田 亜希

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０３３５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９６９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８０４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２５４９５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３０／００ －３０／９６

Ｂ０１Ｊ ２０／２８１－２０／２９２

Ｇ０１Ｎ １／００ － １／４４

Ｇ０１Ｎ ３５／００ －３７／００

Ｇ０１Ｎ ２７／６０ －２７／９２

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動相を送液する送液ポンプ、サンプル中の成分を分離するための分離カラム、及び、前記分離カラムで分離された成分のピークを検出するための検出器が設けられている分離流路と、
前記分離流路に導入されたときに前記分析流路における前記分離カラムの上流において前記分析流路を流れる移動相中へのサンプルの注入動作を実行するインジェクタとして機能する注入部、及び、前記分離流路に導入されたときに前記分離カラムにおいて分離された成分のピークの分取動作を実行するフラクションコレクタとして機能する分取部を、それぞれが備えている複数のリキッドハンドラと、
前記複数のリキッドハンドラのうち前記分離流路に導入するリキッドハンドラを選択的に切り替えるためのセレクタと、
前記複数のリキッドハンドラ及び前記セレクタの動作を制御するコントローラであって、前記複数のリキッドハンドラを所定順序で前記分離流路に導入して各リキッドハンドラに前記注入動作及び前記分取動作を実行させ、前記複数のリキッドハンドラのそれぞれに割り当てられた複数のサンプルの分離及び分取を順次実行するように構成されたコントローラと、を備え、
前記注入部はサンプルの吸入及び分注を行なうためのニードルを含み、前記分取部は前記分離カラムからの溶出液を回収容器へ滴下するためのプローブを含み、前記ニードル及び前記プローブが共通の移動機構によって３次元的に移動させられるように構成されており、
前記コントローラは、前記複数のリキッドハンドラのそれぞれに、他の前記リキッドハンドラが前記分離流路に導入されている間に前記注入動作のために前記ニードルの先端からサンプルを吸入する動作を含む準備動作を実行させ、前記分離流路に導入された直後に前記注入動作を実行させるように構成されている、分取液体クロマトグラフ。

【請求項2】

前記コントローラは、前記分離流路に導入されている前記リキッドハンドラが前記注入動作を実行したときに、次に前記分離流路に導入される予定の前記リキッドハンドラに前記準備動作を開始させるように構成されている、請求項１に記載の分取液体クロマトグラフ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分取液体クロマトグラフに関するものである。

【背景技術】

【0002】

分取液体クロマトグラフは、インジェクタにより移動相中に注入されたサンプル中の成分を分離してそれらの成分のピークを検出し、各ピークに相当する溶出液部分を個別の容器に分画して捕集する装置である。分取液体クロマトグラフを構成する要素として、移動相を送液する送液ポンプ、サンプルを移動相中に注入するインジェクタ、サンプル中の成分を分離する分離カラム、分離カラムで分離された成分のピークを検出するための検出器、及び、検出器により検出されたピークを個別の捕集容器に分取するためのフラクションコレクタがある。

【0003】

また、分取液体クロマトグラフにおいては、インジェクタとフラクションコレクタの機能を兼備したリキッドハンドラが使用される場合もある（特許文献１参照）。インジェクタとフラクションコレクタの機能を兼備したリキッドハンドラを使用すれば、フラクションコレクタにおいて分画捕集された成分を自動的に再注入して分離分析を行なうことが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－１６２２１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

リキッドハンドラは、サンプルの吸入及び注入動作を行なうためのニードル、及び、分離された成分のピークの捕集動作を行なうためのプローブを備えているが、ニードルとプローブが完全に独立して動作することができないことが多く、プローブを用いたピークの分取動作中のニードルの動作が制限されることが多い。そのため、複数のサンプルの分離及び分取を行なう場合に、プローブによる分取動作が完了した後で、次のサンプルの吸入といった準備動作を実行しなければならず、複数のサンプルの分離及び分取を連続的に実行することができなかった。

【0006】

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、リキッドハンドラを用いた分取液体クロマトグラフにおいて複数のサンプルの分離及び分取を連続的に実行できるように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】

本発明に係る分取液体クロマトグラフは、移動相を送液する送液ポンプ、サンプル中の成分を分離するための分離カラム、及び、前記分離カラムで分離された成分のピークを検出するための検出器が設けられている分離流路と、前記分離流路に導入されたときに前記分析流路における前記分離カラムの上流において前記分析流路を流れる移動相中へのサンプルの注入動作を実行するインジェクタとして機能する注入部、及び、前記分離流路に導入されたときに前記分離カラムにおいて分離された成分のピークの分取動作を実行するフラクションコレクタとして機能する分取部を、それぞれが備えている複数のリキッドハンドラと、前記複数のリキッドハンドラのうち前記分離流路に導入するリキッドハンドラを選択的に切り替えるためのセレクタと、前記複数のリキッドハンドラ及び前記セレクタの動作を制御するコントローラであって、前記複数のリキッドハンドラを所定順序で前記分離流路に導入して各リキッドハンドラに前記注入動作及び前記分取動作を実行させ、前記複数のリキッドハンドラのそれぞれに割り当てられた複数のサンプルの分離及び分取を順次実行するように構成されたコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記複数のリキッドハンドラのそれぞれに、他の前記リキッドハンドラが前記分離流路に導入されている間に前記注入動作のための準備動作を実行させ、前記分離流路に導入された直後に前記注入動作を実行させるように構成されている。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る分取液体クロマトグラフでは、複数のリキッドハンドラを所定順序で分離流路に導入して各リキッドハンドラに注入動作及び分取動作を実行させ、前記複数のリキッドハンドラのそれぞれに割り当てられた複数のサンプルの分離及び分取を順次実行し、かつ、前記複数のリキッドハンドラのそれぞれに、他の前記リキッドハンドラが前記分離流路に導入されている間に前記注入動作のための準備動作を実行させ、前記分離流路に導入された直後に前記注入動作を実行させるように構成されているので、複数のサンプルの分離及び分取を連続的に実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】分取液体クロマトグラフの一実施例を示す流路構成図である。

【図2】同実施例の制御系統を示すブロック図である。

【図3】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4】同実施例における各リキッドハンドラの動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係る分取液体クロマトグラフの一実施例について、図面を参照しながら説明する。

【0011】

図１に示されているように、この実施例の分取液体クロマトグラフは、サンプルの分離及び分取を行なうための分離流路１を備え、その分離流路１上に、上流側から、送液ポンプ２、切替バルブ１０、切替バルブ１２、分離カラム４、検出器６、及び切替バルブ１４が設けられている。分取液体クロマトグラフはさらに、それぞれが注入部１６及び分取部１８を有する２台以上のリキットハンドラ８－１～８－ｎを備えている。切替バルブ１０、１２及び１４はいずれもマルチポートバルブであり、互いに連動することによってリキッドハンドラ８－１～８－ｎのうちのいずれか１つを選択的に分離流路１に導入するセレクタを構成する。リキッドハンドラが分離流路１に導入されるとは、リキッドハンドラ８－１を例に説明すれば、リキッドハンドラ８－１の注入部１６が送液ポンプ２と分離カラム４との間に介在し、リキッドハンドラ８－１の分取部１８が検出器１４の下流に接続されるこという。

【0012】

リキッドハンドラ８－１～８－ｎの各注入部１６は、分離流路１に導入されたときに分離流路を流れる移動相中へのサンプルの注入動作を実行するインジェクタとして機能する。リキッドハンドラ８－１～８－ｎの各分取部１８は、分離流路１に導入されたときに分離カラム４で分離したサンプルのピークの捕集動作を実行するフラクションコレクタとして機能する。

【0013】

リキッドハンドラ８－１～８－ｎの各注入部１６は、ニードル２０、高圧バルブ２２、シリンジ２４、移動機構２６及び注入ポート２８を備えている。各注入部１６の高圧バルブ２２のポートのうち１つのポートは入口流路３０を介して切替バルブ１０のポートと接続され、他の１つのポートは出口流路３２を介して切替バルブ１２と接続されている。これにより、切替バルブ１０及び１２は、リキッドハンドラ８－１～８－ｎの各注入部１６のうちのいずれかを送液ポンプ２と分離カラム４の間に選択的に導入することができる。

【0014】

各注入部１６の高圧バルブ２２の他のポートには、ニードル２０に通じるサンプリング流路２１、シリンジ２４、ドレイン、注入ポート２８が接続されている。高圧バルブ２２は、インジェクションモードとローディングモードの２つのモードに切り替わる２ポジションバルブである。インジェクションモードでは、入口流路３０が接続されているポートと注入ポートが接続されているポートとの間、及び、出口流路３２が接続されているポートとサンプリング流路２１が接続されているポートとの間が連通し、ローディングモードでは、入口流路３０が接続されているポートと出口流路３２が接続されているポートの間、シリンジ２４が接続されているポートとサンプリング流路２１が接続されているポートの間、及び、注入ポート２８が接続されているポートとドレインへ通じるポートとの間が連通する。

【0015】

注入部１６のニードル２０は移動機構２６によって３次元的に移動させられる。移動機構２６は、例えば、３次元的に移動可能なアームである。注入部１６は、高圧バルブ２２がローディングモードであるときに、ニードル２０を注入ポート２８から引き抜き、ニードル２０の洗浄やサンプル容器からのサンプルの吸入といった準備動作を実行することができる。ニードル２０の先端からサンプルを吸入した後、ニードル２０を注入ポート２８に挿し込んで接続し、高圧バルブ２２をインジェクションモードに切り替えることで、分離流路１を流れる移動相中にサンプルが注入される。なお、この実施例では、各注入部１６は、分離流路１に導入されたときに全量注入方式のインジェクタとして機能するように構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、分離流路１に導入されたときにループ注入方式のインジェクタとして機能するように構成されていてもよい。

【0016】

切替バルブ１４の各ポートには、リキッドハンドラ８－１～８－ｎの各分取部１８へ通じる分取流路３８が接続されている。切替バルブ１４は、リキッドハンドラ８－１～８－ｎの分取部１８のいずれかを選択的に検出器６の下流に接続することができる。リキッドハンドラ８－１～８－ｎの各分取部１８は、プローブ３４及び電磁弁３６を備えている。各分取部１８の電磁弁３６は、分取流路３８をプローブ３４又はドレインのいずれか一方へ選択的に接続する。プローブ３４は、注入部１６のニードル２０と共通の移動機構２６によって３次元的に移動させられる。

【0017】

図２に示されているように、リキッドハンドラ８－１～８－ｎ、切替バルブ１０、１２及び１４の動作はコントローラ４０によって制御される。コントローラ４０は、予め設定されたプログラムに従って、切替バルブ１０、１２及び１４を切り替えながらリキッドハンドラ８－１～８－ｎを所定順序で分離流路１に導入し、各リキッドハンドラ８－１～８－ｎに割り当てられた複数のサンプルの分離及び分取を実行するように構成されている。サンプルの分取では、検出器６の出力信号に基づいて得られるクロマトグラムからサンプル中の成分のピークを検出し、各ピークに相当する溶出液部分を個別の捕集容器に分画して捕集する。コントローラ４０は、ＣＰＵ（中央演算装置）等を備えたコンピュータ回路により実現することができる。

【0018】

この実施例の分取液体クロマトグラフの動作の一例について、図１及び図２とともに図３のフローチャートを用いて説明する。

【0019】

分離及び分取を行なうべき複数のサンプルは、ユーザによってリキッドハンドラ８－１～８－ｎに分散して設置されている。コントローラ４０に対して分離及び分取を開始すべき指示が入力されると、コントローラ４０は、最初に分離及び分取を行なうべきサンプルが設置されているリキッドハンドラを分離流路１に導入し（ステップ１０１）、そのリキッドハンドラの注入部１６にサンプルを注入させる（ステップ１０２）。これにより、サンプル中の成分の分取動作が開始される。最初のリキッドハンドラにおける準備動作、すなわち、ニードル２０を洗浄する動作やサンプル容器からサンプルを吸入する動作は、当該最初のリキッドハンドラが分離流路１に導入される前に実行してもよいし、分離流路１に導入された後で実行してもよい。

【0020】

次に分離及び分取を行なうべきサンプル（次のサンプル）が存在する場合（ステップ１０３）、コントローラ４０は、次のサンプルが割り当てられている（設置されている）リキッドハンドラ（次のリキッドハンドラ）にサンプル注入のための準備動作を実行させる（ステップ１０４）。準備動作には、ニードル２０の先端からサンプルを吸入する動作が少なくとも含まれる。実行中のサンプルの分取動作が完了すると（ステップ１０５：Ｙｅｓ）、コントローラ４０は、切替バルブ１０、１２及び１４を切り替えて次のリキッドハンドラを分離流路１に導入し（ステップ１０６）、準備動作によって予めニードル２０の先端から吸入していたサンプルを直ちに移動相中に注入する（ステップ１０２）。以降、すべてのサンプルについてステップ１０２～１０６を繰り返し、最後のサンプルの分取動作が完了すると終了となる（ステップ１０７）。なお、サンプルの分取動作が完了したか否かは、最後にピークが検出されてから所定時間が経過したか否か、又は、サンプルを移動相中に注入してから所定時間が経過したか否かによって判定することができる。

【0021】

上記の動作により、図４に示されているような、複数のサンプルの連続的な分離及び分取を実現することができる。すなわち、最初のサンプルが割り当てられているリキッドハンドラ（ＬＨ１）を使用した最初のサンプルの分離及び分取が実行されている間に、２番目のサンプルが割り当てられているリキッドハンドラ（ＬＨ２）の準備動作が完了し、リキッドハンドラ（ＬＨ１）を使用したサンプルの分離及び分取が完了すると同時にリキッドハンドラ（ＬＨ２）を使用した２番目のサンプルの分離及び分取が開始される。そして、リキッドハンドラ（ＬＨ２）を使用した２番目のサンプルの分離及び分取が実行されている間に、３番目のサンプルが割り当てられているリキッドハンドラ（ＬＨ３）の準備動作が完了し、リキッドハンドラ（ＬＨ２）を使用した２番目のサンプルの分離及び分取が完了すると同時にリキッドハンドラ（ＬＨ３）を使用した３番目のサンプルの分離及び分取が開始される。

【0022】

なお、上記の例では、先のサンプルが移動相中に注入されて分離及び分取が開始されたことをトリガーとして次のリキッドハンドラの準備動作が開始されるようになっているが、本発明はこれに限定されない。要は、分離流路１に導入されてサンプルの注入動作や分取動作を実行する予定のリキッドハンドラの準備動作が、当該リキッドハンドラが分離流路に導入される前に完了していればよい。

【0023】

以上において説明した実施例は、本発明に係る分取クロマトグラフの実施形態の一例を示したに過ぎない。本発明に係る分取クロマトグラフの実施形態は、以下に示すとおりである。

【0024】

本発明に係る分取液体クロマトグラフでは、移動相を送液する送液ポンプ、サンプル中の成分を分離するための分離カラム、及び、前記分離カラムで分離された成分のピークを検出するための検出器が設けられている分離流路と、前記分離流路に導入されたときに前記分析流路における前記分離カラムの上流において前記分析流路を流れる移動相中へのサンプルの注入動作を実行するインジェクタとして機能する注入部、及び、前記分離流路に導入されたときに前記分離カラムにおいて分離された成分のピークの分取動作を実行するフラクションコレクタとして機能する分取部を、それぞれが備えている複数のリキッドハンドラと、前記複数のリキッドハンドラのうち前記分離流路に導入するリキッドハンドラを選択的に切り替えるためのセレクタと、前記複数のリキッドハンドラ及び前記セレクタの動作を制御するコントローラであって、前記複数のリキッドハンドラを所定順序で前記分離流路に導入して各リキッドハンドラに前記注入動作及び前記分取動作を実行させ、前記複数のリキッドハンドラのそれぞれに割り当てられた複数のサンプルの分離及び分取を順次実行するように構成されたコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記複数のリキッドハンドラのそれぞれに、他の前記リキッドハンドラが前記分離流路に導入されている間に前記注入動作のための準備動作を実行させ、前記分離流路に導入された直後に前記注入動作を実行させるように構成されている。

【0025】

上記一実施形態の第１態様では、前記コントローラは、前記分離流路に導入されている前記リキッドハンドラが前記注入動作を実行したときに、次に前記分離流路に導入される予定の前記リキッドハンドラに前記準備動作を開始させるように構成されている。

【0026】

上記一実施形態の第２態様では、前記注入部はサンプルの吸入及び分注を行なうためのニードルを含み、前記分取部は前記分離カラムからの溶出液を回収容器へ滴下するためのプローブを含み、前記ニードル及び前記プローブが共通の移動機構によって３次元的に移動させられるように構成されている。注入部のニードルと分取部のプローブの移動機構が共通化されているリキッドハンドラでは、ニードルとプローブが互いに独立して動作することができないため、プローブを用いたサンプルの分取動作を実行している間に、次のサンプルの吸入動作など次のサンプルの注入のための準備動作を実行することができない。このため、リキッドハンドラを１台のみ備えた分取液体クロマトグラフでは、複数のサンプルの分離及び分取を連続的に実行することができない。本発明では、注入部のニードルと分取部のプローブの移動機構が共通化されているリキッドハンドラであっても、そのようなリキッドハンドラを複数台併用して複数のサンプルの分離及び分取を連続的に実行することができる。

【符号の説明】

【0027】

１ 分離流路
２ 送液ポンプ
４ 分離カラム
６ 検出器
８－１～８－ｎ リキッドハンドラ
１０，１２，１４ 切替バルブ
１６ 注入部
１８ 分取部
２０ ニードル
２２ 高圧バルブ
２４ シリンジ
２６ 移動機構
２８ 注入ポート
３０ 入口流路
３２ 出口流路
３４ プローブ
３６ 電磁弁
３８ 分取流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】