(57)【要約】【課題】本発明は、不純物を液体クロマトグラフ装置で測定する前段階で取り除くのではなく、液体クロマトグラフ装置のインラインで不純物を取り除く技術を提供することにある。【解決手段】液体クロマトグラフ装置は、ポンプと、インジェクタと、分離カラムと、カラムオーブンと、検出器と、当該液体クロマトグラフ装置内の流路に設置された紫外線照射装置と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動相を送液するポンプと、
前記ポンプから送られた移動相に試料を注入するインジェクタと、
前記インジェクタから送られた前記試料に含まれる成分を分離する分離カラムと、
前記分離カラムの温度を制御するカラムオーブンと、
前記分離された成分を検出する検出器と、
を備える液体クロマトグラフ装置において、
紫外線を照射する紫外線照射装置が、当該液体クロマトグラフ装置内の流路に設置されていることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体クロマトグラフ装置において、
前記紫外線照射装置が、前記分離カラムと前記検出器との間に配置されていることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液体クロマトグラフ装置において、
前記紫外線照射装置が、前記ポンプと前記インジェクタとの間に配置されていることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液体クロマトグラフ装置において、
前記紫外線照射装置が、前記ポンプの前段の位置に配置されていることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の液体クロマトグラフ装置において、
前記紫外線照射装置が、前記検出器の後段の位置に配置されていることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の液体クロマトグラフ装置において、
前記検出器と前記紫外線照射装置との間に配置された流路切替部と、
前記紫外線照射装置から前記流路切替部に接続された流路と、
をさらに備え、
前記流路切替部を制御することにより、前記検出器から送られた試料を繰り返し前記紫外線照射装置に送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装置。
【請求項７】
請求項１に記載の液体クロマトグラフ装置において、
前記紫外線照射装置は、紫外線ランプと、前記紫外線ランプに巻き付けられたテフロンチューブとから構成されていることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
【請求項８】
請求項７に記載の液体クロマトグラフ装置において、
前記紫外線ランプは、レーザの光源を備えることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
【請求項９】
請求項７に記載の液体クロマトグラフ装置において、
前記紫外線ランプは、ＵＶ１８５ｎｍとＵＶ２５４ｎｍを組み合わせた紫外線ランプであることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の液体クロマトグラフ装置と、
前記液体クロマトグラフ装置を制御する中央処理装置と、
分析者からの入力を受け付ける入力装置と、
前記液体クロマトグラフ装置からの検出結果を出力する出力装置と、
を備えることを特徴とする液体クロマトグラフシステム。
【請求項１１】
ポンプとインジェクタと分離カラムとカラムオーブンと検出器と紫外線照射装置とを備える液体クロマトグラフ装置を用いた分析方法であって、
前記ポンプによって移動相を送液する送液ステップと、
前記インジェクタによって前記ポンプから送られた移動相に試料を注入する注入ステップと、
前記カラムオーブンによって前記分離カラムの温度を制御しながら、前記分離カラムによって前記試料に含まれる成分を分離する分離ステップと、
前記検出器によって前記分離された成分を検出する検出ステップと、
前記紫外線照射装置によって前記液体クロマトグラフ装置内の流路に対して紫外線を照射する照射ステップと、
を含むことを特徴とする分析方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の分析方法において、
前記照射ステップは、前記分離ステップと前記検出ステップの間で行われることを特徴とする分析方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の分析方法において、
前記照射ステップは、前記送液ステップと前記注入ステップの間で行われることを特徴とする分析方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の分析方法において、
前記照射ステップは、前記送液ステップの前に行われることを特徴とする分析方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の分析方法において、
前記照射ステップは、前記検出ステップの後に行われることを特徴とする分析方法。
【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装置、液体クロマトグラフシステム、及び、それを用いた分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体試料を分析試料とする液体クロマトグラフ装置においては、ポンプ装置により移動相が送液され、自動試料導入装置により導入された試料とともにカラムへ送液される。液体クロマトグラフ装置では、移動相とともにカラムに導入された試料が、各々の成分に分離され、各々の成分が検出器により検出される分離分析が可能である。
【０００３】
分析試料には測定対象成分以外に、さまざまな不純物が含まれており、測定対象成分が不純物と重ならないように分離させて精度よく測定する必要がある。しかしながら、この分離可能な分析条件の最適化には時間を要する。
【０００４】
また、二種類以上の移動相の混合比率を変化させながら送液するグラジエント溶出法においては、グラジエントの初期状態でカラムに保持されていた移動相中の不純物が、グラジエントのプログラムの進行により、ゴーストピークとして出現する場合がある。
【０００５】
測定対象成分は、不純物のゴーストピークと重ならないように分離させて精度よく測定する必要があるため、液体クロマトグラフの装置にセッティングする移動相はできるだけ純度の良いものを使用している、しかしながら、もともと取りきれない不純物、また、時間経過により発生する移動相の不純物が存在する。
【０００６】
また、ゴーストピークが出現する要因で上述したもの以外として、配管で装置全体が接続されたシステムにおいて、配管内から溶出される不純物がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１５９５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
不純物を処理する従来技術として、試料水がクロマトグラフ装置に導入される前に、試料水をＵＶ照射する技術がある（特許文献１）。しかしながら、特許文献１の装置では、クロマトグラフ装置に導入される前段階で試料水をＵＶ照射するため、クロマトグラフ装置内で生じる不純物を処理することができない。また、クロマトグラフ装置に導入される前段階で試料水を処理すると、分離装置や検出装置に到達するまでに時間を要するため、時間経過により発生する不純物を処理することができない。不純物の影響の一例としては、不純物が試料に含まれる測定対象成分の分離に影響を与え、定量精度を損なうことが挙げられる。
【０００９】
本発明は、不純物を液体クロマトグラフ装置で測定する前段階で取り除くのではなく、液体クロマトグラフ装置のインラインで不純物を取り除く技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、移動相を送液するポンプと、前記ポンプから送られた移動相に試料を注入するインジェクタと、前記インジェクタから送られた前記試料に含まれる成分を分離する分離カラムと、前記分離カラムの温度を制御するカラムオーブンと、前記分離された成分を検出する検出器と、を備える液体クロマトグラフ装置において、紫外線を照射する紫外線照射装置が、当該液体クロマトグラフ装置内の流路に設置されていることを特徴とする。
【００１１】
また、他の例としては、前記液体クロマトグラフ装置と、前記液体クロマトグラフ装置を制御する中央処理装置と、分析者からの入力を受け付ける入力装置と、前記液体クロマトグラフ装置からの検出結果を出力する出力装置と、を備える液体クロマトグラフシステムが提供される。
【００１２】
また、他の例としては、ポンプとインジェクタと分離カラムとカラムオーブンと検出器と紫外線照射装置とを備える液体クロマトグラフ装置を用いた分析方法であって、前記ポンプによって移動相を送液する送液ステップと、前記インジェクタによって前記ポンプから送られた移動相に試料を注入する注入ステップと、前記カラムオーブンによって前記分離カラムの温度を制御しながら、前記分離カラムによって前記試料に含まれる成分を分離する分離ステップと、前記検出器によって前記分離された成分を検出する検出ステップと、前記紫外線照射装置によって前記液体クロマトグラフ装置内の流路に対して紫外線を照射する照射ステップとを含む分析方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、液体クロマトグラフ装置内で（すなわち、インラインで）不純物を取り除くことが可能となる。これにより、不純物の影響を低減することが可能となる。
【００１４】
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施例における液体クロマトグラフシステムの構成図である。
【図２】紫外線照射をしなかった時のアイソクラティック分析のクロマトグラムである。
【図３】紫外線照射をした時のアイソクラティック分析のクロマトグラムである。
【図４】紫外線照射をしなかった時のグラジエント分析のクロマトグラムである。
【図５】紫外線照射をした時のグラジエント分析のクロマトグラムである。
【図６】第３実施例における液体クロマトグラフシステムの構成図である。
【図７】第４実施例における液体クロマトグラフシステムの構成図である。
【図８】第５実施例における液体クロマトグラフシステムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
【００１７】
以下の第１〜第５実施例では、不純物を取り除く一つの手段として、紫外線照射を用いており、紫外線照射装置を液体クロマトグラフ装置内の流路に（すなわち、インラインで）組み込んでいる。
【００１８】
［第１実施例］
第１実施例では、一定組成の移動相で溶出するアイソクラィテック法による分析において、試料中に含まれている不純物を取り除く構成について説明する。図１は、第１実施例における液体クロマトグラフシステムの構成図である。
【００１９】
液体クロマトグラフシステムは、液体クロマトグラフ装置１０と中央処理装置２０とから構成されている。液体クロマトグラフ装置１０は、移動相を送液する移動相送液ポンプ１と、試料を注入するインジェクタ２と、試料に含まれる各成分を分離するための分離カラム３と、分離カラム３を恒温に保つためのカラムオーブン４と、紫外線を照射する紫外線照射装置５と、分離された各成分を検出するＵＶ検出器６と、これらを接続する流路７とを備えている。移動相送液ポンプ１は、複数の移動相が送液可能な低圧混合方式、高圧混合方式の機能を備えている。本実施例の特徴は、紫外線照射装置５が、分離カラム３とＵＶ検出器６との間に配置されている点である。
【００２０】
中央処理装置２０は、液体クロマトグラフ装置１０の各構成要素を制御するものである。中央処理装置２０は、分析者がシステム構成設定や分析条件を入力するのに用いるキーボードやマウス等の入力装置２１と、検出結果を出力するディスプレイやプリンタ等の出力装置２２とを備える。
【００２１】
液体クロマトグラフ装置１０での処理の流れを説明する。まず、移動相送液ポンプ１によって、移動相をある流量で送液する。次に、送液された移動相に対してインジェクタ２によって試料を注入する。その後、分離カラム３の温度を制御する（加温あるいは冷却する）カラムオーブン４内に設置された分離カラム３によって、試料が各成分に分離される。次に、分離カラム３から溶出された試料と移動相は、紫外線照射装置５によって紫外線照射される。紫外線照射された試料と移動相は、ＵＶ検出器６において検出される。紫外線照射による酸化分解された有機物は、ＵＶ検出器６において検出されない。
【００２２】
ＵＶ検出器６によって得られたクロマトグラフは、中央処理装置２０に送られる。中央処理装置２０は、クロマトピークの高さや面積を算出し、各成分の測定値を、出力装置２２に出力する。
【００２３】
紫外線照射装置５は、分離カラム３とＵＶ検出器６との間に配置されている。紫外線照射装置５は、流路７内に導入された紫外線ランプ（図示せず）によって構成される。紫外線ランプには、テフロンチューブを巻き付けられている。紫外線照射装置５は、この構成によって波長１８５ｎｍ／２５４ｎｍの照射を短時間で行い、流路７内に含まれる有機物を酸化分解する。
【００２４】
なお、試料をインジェクタ２で注入してからＵＶ検出器６までの間の容量をできるだけ抑えるために、液体をコアとした光導波路、例えば石英中空円筒管を流路として、境界面で全反射を起こして光はほぼロスなく進行させ、かつ、十分な光源を入射して紫外線照射の効果を引き出すために紫外線照射装置５の光源としてレーザを用いることにより、紫外線照射の効果が大きくなる。
【００２５】
図２は、比較例として紫外線照射しなかった時のクロマトグラムである。図３は、本実施例を用いて紫外線照射した時のクロマトグラムである。図３に示すように、液体クロマトグラフ装置１０において、紫外線照射装置５によって紫外線照射することにより、不純物ピークは分解され検出されなくなっている。
【００２６】
上記の分析条件を詳しく説明する。３ｍＭ過塩素酸からなる移動相を０．５ｍＬ／ｍｉｎの流量で送液する移動相送液ポンプ１によって送液し、送液された移動相に対してインジェクタ２から有機酸１０成分混合標準試料を１０μＬ注入する。試料は、カラムオーブン４で４０℃に加温される。カラムオーブン４内に設置された分離カラム３としては、イオン排除モードの有機酸専用カラムを用いている。このイオン排除モードの有機酸専用カラムによって、試料における測定対象成分が分離される。分離された後の測定対象成分に対して、紫外線照射装置５でＵＶ１９０〜３５０ｎｍの光を紫外線照射する。分離された順番に測定対象成分が紫外線照射され、その後、測定対象成分はＵＶ検出器６において検出波長２１０ｎｍで検出される。
【００２７】
一般的に検出波長は測定対象成分の極大吸収波長が用いられる。今回の測定対象成分である有機酸は、特異的な吸収波長がなく、ＣＯＯＨ（カルボキシル基）を有する２１０ｎｍを用いている。多くの不純物成分も同様に２１０ｎｍのような短波長領域で吸収をもつため、２１０ｎｍを検出する条件では選択性の面で不利となり、不純物によるノイズピークと測定対象成分との分離にも影響する。本実施例によれば、紫外線照射装置５で試料を紫外線照射することにより有機物を取り除くことが可能となり、今回の有機酸成分のような検出波長２１０ｎｍの分析条件には有効である。
【００２８】
本実施例によれば、移動相中に含まれる不純物、試料中に含まれる不純物、測定流路内から溶出される不純物である有機物を分解し、不純物の影響を低減することが可能となる。したがって、低濃度の測定においては不純物との分離の影響を受けることなく、分析精度を向上させることができる。
【００２９】
［第２実施例］
第２実施例では、溶出力の弱い移動相から強い移動相へと段階的に変化をさせるグラジエント法による分析において、移動相中に含まれている不純物と測定流路内から溶出する不純物も含めて取り除く構成について説明する。
【００３０】
第２実施例の液体クロマトグラフ装置１０は、図１の構成と同様であるため、説明を省略する。なお、グラジエント分析のために、移動相送液ポンプ１は、複数の移動相の混合比を切り替えるための電磁を備えた低圧混合方式を用いた。
【００３１】
上記の分析条件を詳しく説明する。移動相Ａに超純水、移動相Ｂにアセトニトリルからなる移動相を、１．０ｍＬ／ｍｉｎの流量で移動相送液ポンプ１によって送液する。ここで、移動相送液ポンプ１により、０分から３０分にかけて移動相Ｂが０％から１００％になるようなグラエントプログラムを用いて送液した。送液された移動相に対してインジェクタ２から試料を注入しないでベースラインをモニタした。
【００３２】
カラムオーブン４内に設置された分離カラム３は、逆相モードカラムを用いた。カラムオーブン４で分離カラム３は温度３０℃に加温される。分離カラム３から出た測定対象成分を含んだ移動相を、紫外線照射装置５によって紫外線照射する。分離された順番に測定対象成分が紫外線照射され、その後、測定対象成分はＵＶ検出器６において検出波長２１０ｎｍで検出される。
【００３３】
図４は、比較例として、紫外線照射をしなかった時のグラジエント分析のクロマトグラムである。図４に示すように、紫外線照射をしなかった場合には、不純物ピークが検出されている。図５は、本実施例を用いて紫外線照射した時のグラジエント分析のクロマトグラムである。図５に示すように、紫外線照射装置５によって紫外線照射することにより、不純物ピークは分解され検出されなくなっている。
【００３４】
短波長領域では多くの不純物成分が吸収をもつようになるため、特異的な吸収波長がない測定対象成分を２１０ｎｍで検出させる分析条件下では本実施例は有効である。
【００３５】
第１及び第２実施例では、紫外線照射装置５は、分離カラム３とＵＶ検出器６との間、すなわちＵＶ検出器６の直前に配置されている。例えば、試料が移動相とともに装置１０内を送液され、試料及び移動相以外に装置１０内から持ち込まれる不純物が含まれる可能性がある。ＵＶ検出器６の直前で紫外線照射することにより、装置内から持ち込まれる不純物を分解させることが可能となる。
【００３６】
［第３実施例］
第３実施例では、紫外線照射装置５の配置位置を変更した変形例について説明する。図６は、第３実施例における液体クロマトグラフシステムの構成図である。なお、図６において、中央処理装置の描画は省略している。本実施例では、紫外線照射装置５は、移動相送液ポンプ１とインジェクタ２との間に配置されている。
【００３７】
第１実施例及び第２実施例では、紫外線照射装置５は、分離カラム３とＵＶ検出器６との間、すなわちＵＶ検出器６の直前に配置されている。分離カラム３とＵＶ検出器６との間に紫外線照射装置５を設置した場合、分離カラム３から溶出した成分が検出されるまでの間の送液される容量が大きくなる。したがって、目的成分が流路７内で拡散されることになり、目的成分のシグナルが小さくなることになる。
【００３８】
ところで、紫外線による有機物分解の効果は、紫外線の照度（ｍＷ／ｃｍ２）と照射時間（ｓ）の積（ｍＷ・ｓ／ｃｍ２）で表わされる。不純物の量が多い時には紫外線の照射時間を多くすることで効果が大きくすることが可能となる。
【００３９】
紫外線の照射時間を長くする時には、流路７内の容量を増やすことで照射時間を増やすことが可能であるが、目的成分がない状態が望ましく、試料を注入する前に紫外線照射装置５があることが有利である。したがって、紫外線の照射時間を長くする場合には、紫外線照射装置５を移動相送液ポンプ１とインジェクタ２との間に配置することが好適である。
【００４０】
なお、紫外線照射による効果は、紫外線の照射時間を増やす、つまり紫外線照射される容量を増やすことでも対応可能である。紫外線照射装置５の光源として、ＵＶ１８５ｎｍとＵＶ２５４ｎｍを組み合わせた紫外線ランプを用いて、紫外線ランプにテフロンチューブを巻き付けることによって、容量を増やすことが可能である。紫外線の照射時間についてはテフロンチューブの長さで調整が可能となる。
【００４１】
［第４実施例］
第４実施例では、紫外線照射装置５の配置位置を変更した別の変形例について説明する。図７は、第４実施例における液体クロマトグラフシステムの構成図である。なお、図７において、中央処理装置の描画は省略している。本実施例では、液体クロマトグラフ装置１０内において、紫外線照射装置５は、移動相送液ポンプ１の前段の位置に配置されている。
【００４２】
第３実施例では、紫外線照射装置５を移動相送液ポンプ１とインジェクタ２との間に配置している。しかし、移動相あるいは装置１０内に送液されて溶出された移動相の中に含まれる不純物が多い時には、さらに照射時間を増やすことが必要である。
【００４３】
しかし、２種類の移動相の混合比率を変化させながら送液させるグラジエント分析においては、移動相送液ポンプ１とインジェクタ２との間に紫外線照射装置５を配置して、かつ紫外線の照射時間を長くしようとすると、移動相が分離カラム３に到達するまでにより多くの時間を要することになる。例えば、流路の容量の影響により、移動相が分離カラム３に到達するまでに時間を要し、目的成分の溶出が変わり、分離パターンが変わることとなる。
【００４４】
本実施例によれば、紫外線照射装置５を移動相送液ポンプ１の前に配置することにより、２種類の移動相の混合比を変化させる分析における影響がなくなる。
【００４５】
［第５実施例］
第５実施例では、紫外線照射装置５の配置位置を変更した別の変形例について説明する。図８は、第５実施例における液体クロマトグラフシステムの構成図である。なお、図８において、中央処理装置の描画は省略している。
【００４６】
本実施例では、液体クロマトグラフ装置１０内において、紫外線照射装置５は、ＵＶ検出器６の後段の位置に配置されている。また、４方切替バルブ８が、ＵＶ検出器６と紫外線照射装置５との間に配置されている。４方切替バルブ８からは、流路７ａが紫外線照射装置５に接続され、紫外線照射装置５の後段の流路７ｂは、４方切替バルブ８に接続されている。また、４方切替バルブ８には廃液用の流路７ｃも接続されている。この構成により、４方切替バルブ８を切替えることにより、測定後の試料を紫外線照射装置５に繰り返し送ることが可能となる。なお、この４方切替バルブ８の切替えは中央処理装置２０によって制御される。
【００４７】
本実施例によれば、測定後の試料に紫外線照射することにより、有毒な試料を無毒化することが可能となる。無毒化には紫外線の照度（ｍＷ／ｃｍ２）と照射時間（ｓ）を増やす必要がある。紫外線照射装置５の光源は、ＵＶ１８５ｎｍとＵＶ２５４ｎｍを組み合わせた紫外線ランプを用いる。図８に示すように、紫外線照射の時間は、４方切替バルブ８を用いて紫外線照射を繰り返すことにより増やすことが可能となる。紫外線照射を十分に行った後、４方切替バルブ８を切り替えることにより、流路７ｃから廃液することができる。
【００４８】
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることがあり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００４９】
また、図面における制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１        ：移動相送液ポンプ
２        ：インジェクタ
３        ：分離カラム
４        ：カラムオーブン
５        ：紫外線照射装置
６        ：ＵＶ検出器
７        ：流路
８        ：４方切替バルブ（流路切替部）
１０      ：液体クロマトグラフ装置
２０      ：中央処理装置
２１      ：入力装置
２２      ：出力装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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