(57)【要約】  【課題】  全量注入方式による試料の注入を行うオートサンプラにおいて、サンプルループのカットオフ動作を行う場合に、ユーザがコマンドによる動作のカスタマイズを行う必要のないオートサンプラを提供する。  【解決手段】    予め設定された試料注入量当たりのインジェクション時間に基づいて、各試料の注入量に応じたインジェクション時間を算出するインジェクション時間算出手段を設け、試料注入開始時には試料を充填したサンプルループが移動相流路に介挿されるように流路を切り換え、試料の注入が開始されてから上記インジェクション時間が経過した時点で、サンプルループが移動相流路から切り離されるように流路を切り換える。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体クロマトグラフに移動相を送るための移動相流路中にサンプルループを介挿することによって、該サンプルループ内に充填した試料を該移動相流路中に注入するオートサンプラにおいて、
a) 前記サンプルループが移動相流路中に介挿された状態と、該サンプルループが移動相流路から切り離された状態との切り換えを行う流路切換え手段と、
b) 所定の試料注入量当たりのインジェクション時間を設定する設定手段と、
c) 前記設定手段によって設定された所定の試料注入量当たりのインジェクション時間に基づき、各試料の注入量に応じたインジェクション時間を算出するインジェクション時間算出手段と、
d) 試料注入時にはサンプルループが移動相流路に介挿され、試料注入開始から前記インジェクション時間が経過した後には、サンプルループが移動相流路から切り離されるように前記流路切換え手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするオートサンプラ。
【請求項２】
液体クロマトグラフに移動相を送るための移動相流路中にサンプルループを介挿することによって、該サンプルループ内に充填した試料を該移動相流路中に注入するオートサンプラにおいて、
a) 前記サンプルループが移動相流路中に介挿された状態と、該サンプルループが移動相流路から切り離された状態との切り換えを行う流路切換え手段と、
b)試料注入後に注入試料量の何倍容量の送液を行うかを示す送液倍数を設定する設定手段と、
c) 前記設定手段によって設定された送液倍数に基づき、試料注入時の移動相流量及び各試料の注入量に応じたインジェクション時間を算出するインジェクション時間算出手段と、
d) 試料注入時にはサンプルループが移動相流路に介挿され、試料注入開始から前記インジェクション時間が経過した後には、サンプルループが移動相流路から切り離されるように前記流路切換え手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするオートサンプラ。
【請求項３】
更に、上記サンプルループを洗浄するためのサンプルループ洗浄手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のオートサンプラ。
【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に試料を導入するための自動試料導入装置（オートサンプラ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体クロマトグラフを用いた分析では、複数の試料を所定の順序で自動的にカラムに導入するためにオートサンプラが使用される。このようなオートサンプラとしては、所定量の試料を試料瓶から採取し、その全量を移動相流路中に注入する、いわゆる全量注入方式を採用したものが広く用いられている（例えば、特許文献１を参照）。全量注入方式による試料の注入においては、まず、ニードルによって試料瓶から所定量の試料が吸引され、該試料がニードルの基部に接続されたサンプルループ（計量ループ）内に充填される。続いて、前記ニードルが試料注入ポートに挿入されると共に、流路切換えバルブによって、サンプルループの他端と前記試料注入ポートが、それぞれ、移動相容器に接続された配管と、カラムに接続された配管に導通される。これにより、前記サンプルループが移動相流路中に介挿された状態となり、サンプルループ内を移動相が通過することでサンプルループ内に充填されていた試料が押し出され、その全量がカラムに導入される。
【０００３】
また、液体クロマトグラフ分析では、複数種類の溶媒を使用して移動相組成を順次変化させながら試料成分の溶出を行う、いわゆるグラジエント分析がしばしば行われる。このようなグラジエント分析を複数の試料に対して行う場合には、一つの試料についての分析が完了する度に、流路内を分析開始時と同じ組成の移動相で置換することによって初期化する必要がある。そのため、試料数が多くなるほど、このような移動相の初期化による時間のロスが大きな問題となってくる。
【０００４】
上記のような移動相の初期化に要する時間を短縮するためには、液体クロマトグラフ装置及びオートサンプラを含む分析システム全体の容量を小さくすることが望ましい。しかし、オートサンプラのサンプルループは、試料の計量に汎用性を持たせるために、比較的容量が大きくなっている。そのため、上記のような全量注入方式のオートサンプラにおいて、サンプルループを移動相流路中に介挿したままでグラジエント分析を行うと、移動相を初期状態に戻すまでに多くの時間を要するという問題があった。
【０００５】
そこで従来より、全量注入方式のオートサンプラを用いてグラジエント分析を行う際には、移動相流路への試料の注入が完了した時点で、サンプルループを移動相流路から切り離す（これを「カットオフ」とよぶ）ように、オートサンプラの動作をカスタマイズすることが行われている。
【０００６】
【特許文献１】特開2003-215118号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このような試料注入動作のカスタマイズは、BASICプログラム又はそれに類似したコマンドを用いて行わなければならなかった。この場合、各コマンドに定義づけられた動作内容や、各コマンドに伴う各種の数値パラメータ（例えば回数、時間、量など）の意味づけ等を理解している必要があり、熟練したユーザでなければこれを行うことは困難であった。また、試料の注入を開始してから、サンプルループをカットオフするまでの時間（本発明ではこれを「インジェクション時間」とよぶ）はユーザが手計算で求めなければならなかった。更に、簡単な動作変更であっても、コマンドベースでプログラムする必要があり、また、試料注入量や移動相流量が変わった場合、最適化のためにプログラムを変更する必要があるなど、ユーザに多くの手間を強いるものであった。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、全量注入方式による試料の注入を行うオートサンプラにおいて、サンプルループのカットオフ動作を行う場合に、ユーザがコマンドによる動作のカスタマイズを行う必要のないオートサンプラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために成された本発明に係るオートサンプラの第１の態様のものは、液体クロマトグラフに移動相を送るための移動相流路中にサンプルループを介挿することによって、該サンプルループ内に充填した試料を該移動相流路中に注入するオートサンプラにおいて、
a) 前記サンプルループが移動相流路中に介挿された状態と、該サンプルループが移動相流路から切り離された状態との切り換えを行う流路切換え手段と、
b) 所定の試料注入量当たりのインジェクション時間を設定する設定手段と、
c) 前記設定手段によって設定された所定の試料注入量当たりのインジェクション時間に基づき、各試料の注入量に応じたインジェクション時間を算出するインジェクション時間算出手段と、
d) 試料注入時にはサンプルループが移動相流路に介挿され、試料注入開始から前記インジェクション時間が経過した後には、サンプルループが移動相流路から切り離されるように前記流路切換え手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るオートサンプラの第２の態様のものは、液体クロマトグラフに移動相を送るための移動相流路中にサンプルループを介挿することによって、該サンプルループ内に充填した試料を該移動相流路中に注入するオートサンプラにおいて、
a) 前記サンプルループが移動相流路中に介挿された状態と、該サンプルループが移動相流路から切り離された状態との切り換えを行う流路切換え手段と、
b)試料注入後に注入試料量の何倍容量の送液を行うかを示す送液倍数を設定する設定手段と、
c) 前記設定手段によって設定された送液倍数に基づき、試料注入時の移動相流量及び各試料の注入量に応じたインジェクション時間を算出するインジェクション時間算出手段と、
d) 試料注入時にはサンプルループが移動相流路に介挿され、試料注入開始から前記インジェクション時間が経過した後には、サンプルループが移動相流路から切り離されるように前記流路切換え手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。
【００１１】
更に、本発明のオートサンプラには、上記サンプルループを洗浄するためのサンプルループ洗浄手段を設けることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上記本発明に係るオートサンプラの第１の態様によれば、予め設定された、所定の試料注入量当たりのインジェクション時間（例えば試料注入量1μL当たりのインジェクション時間）に基づいて、各試料の注入量に応じたインジェクション時間が自動的に算出され、適切なタイミングでサンプルループのカットオフ動作が実行される。また、上記本発明に係るオートサンプラの第２の態様によれば、予め設定された、試料注入後に注入試料量の何倍容量の送液を行うかを示す送液倍数を基に、各試料の注入量及び移動相の送液流量に応じたインジェクション時間が自動的に算出され、適切なタイミングでサンプルループのカットオフ動作が実行される。
【００１３】
従って、本発明のオートサンプラによれば、サンプルループのカットオフを行う際にユーザ自身がコマンドによる動作プログラムのカスタマイズを行う手間や、試料注入量や移動相流量に応じたプログラムを複数種類用意する手間を省き、条件設定や準備に掛かる手間を簡略化することができる。これにより、ユーザの負担を軽減できると共に分析全体に要する時間を短縮することが可能となる。
【００１４】
更に、本発明のオートサンプラにサンプルループ洗浄手段を設けた場合には、各試料の注入が完了する度にサンプルループ内を洗浄することで、サンプルループ内に残留した試料が次の試料に混入することによる誤差の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１〜３に本発明の一実施例である液体クロマトグラフ用オートサンプラの概略構成を示す。このオートサンプラは、全量注入方式による試料の注入を行うものであり、図１は試料瓶から試料を計量する際の流路構成を、図２は計量した試料を移動相流路に注入する際の流路構成を示しており、図３は試料注入後にサンプルループをカットオフした状態を示している。
【００１７】
本実施例のオートサンプラは、大きく分けて、試料の計量・注入動作を行う動作部１００と、該動作部１００を制御する制御部２００とで構成される。動作部１００には、６つのポートを備えた高圧バルブ１１と、５つのポートを備えた低圧バルブ１２とが設けられている。これらは回転式の流路切換えバルブであり、回転動作によって隣接するポート間の接続状態を切り換えることができる。
【００１８】
高圧バルブ１１のポートａには移動相を送給するための送液ポンプ１３に接続された流路が、ポートｂにはサンプルループ１４の一端が接続され、更に、ポートｃには計量ポンプ１５が、ポートｅには試料注入ポート１６が、ポートｆには液体クロマトグラフのカラムに至る流路が接続されている。なお、送液ポンプ１３には、異なる種類の溶媒を収容した２つの移動相容器１７、１８が接続されており、各移動相容器１７、１８に設けられたバルブ１９、２０の開度を調節することにより、送液ポンプ１３によって送給される移動相の組成を変化させることができる構成となっている。
【００１９】
また、低圧バルブ１２のポートｇには洗浄液を貯留した容器２１が、ポートｉにはニードル洗浄ポート２２が、ポートｊには計量ポンプ１５が接続され、ポートｋは高圧バルブ１１のポートｄに接続されている。
【００２０】
サンプルループ１４の末端には試料を吸引・注入するためのニードル２３が設けられており、該ニードル２３は、図示しない駆動機構により水平方向及び垂直方向にそれぞれ移動可能となっている。これにより、該ニードル２３は試料ラック２４に並べられた試料瓶、試料注入ポート１６、及びニードル洗浄ポート２２上に移動させ、それらに挿入することができる。
【００２１】
更に、動作部１００には、上記のような試料の計量・注入のための流路の他に、ニードル２３の外側を洗浄するための洗浄液を貯留した容器と送液ポンプ、及び洗浄ポートから成るニードル外側洗浄用流路２５が設けられている。
【００２２】
一方、制御部２００は、図４に示すように、キーボード等を備えた入力部３１と、モニタ等を備えた表示部３２を有し、更に、入力部３１を用いて入力された分析条件等を記憶する記憶部３３、記憶部に記憶された情報を基に各試料のインジェクション時間を算出するインジェクション時間算出部３４、動作部１００の各バルブ１１、１２やニードル駆動機構、計量ポンプ１５等の動作を制御する動作制御部３５、及びこれらを統括する中央制御部３６を備えている。なお、中央制御部３６、記憶部３３、及びインジェクション時間算出部３４は、例えば、所定のプログラムを搭載したパーソナルコンピュータ等によって構成することができ、動作制御部３５はオートサンプラ本体に搭載されたコンピュータ等によって構成することができる。
【００２３】
なお、本実施例のオートサンプラにおいて、試料注入後にサンプルループ１４のカットオフを実行させる場合には、予め、ユーザが上記入力部３１を用いて試料番号や注入順序、各試料毎の注入量等を定義したサンプルテーブルを作成すると共に、試料注入量1μL当たりのインジェクション時間を設定して記憶部３３に記憶させておく。
【００２４】
以下、本実施例のオートサンプラによる試料の計量・注入及びサンプルループのカットオフについて、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２５】
まず、ユーザが入力部３１で所定の操作を行って分析の開始を指示すると、高圧バルブ１１及び低圧バルブ１２が図１に示す状態に切り換えられる。これにより、高圧バルブ１１はポートｂとｃ、ｄとｅ、ｆとａがそれぞれ連通されたポジション（ロードポジション）となり、送液ポンプ１３とカラム、サンプルループ１４と計量ポンプ１５がそれぞれ高圧バルブ１１を介して接続される（Ｓ１）。
【００２６】
続いて、ニードル２３が駆動機構によって試料ラック２４上の所定の試料瓶に挿入され、計量ポンプ１５の吸引動作によって所定量の試料が吸引されてサンプルループ１４に充填される（Ｓ２）。試料の計量が完了すると、ニードル２３が注入ポート１６に挿入されるとともに、高圧バルブ１１及び低圧バルブ１２が図２に示す状態に切り換えられる。これにより高圧バルブ１１はポートａとｂ、ｃとｄ、ｅとｆがそれぞれ連通されたポジション（インジェクションポジション）となる（Ｓ３）。これにより、送液ポンプ１３に接続された流路とカラムに至る流路との間にサンプルループ１４が介挿された状態となり、サンプルループ１４内に充填された試料が移動相と共に注入ポート１６に注入される（Ｓ４）。
【００２７】
続いて、予めユーザによって設定された、試料注入量1μL当たりのインジェクション時間ｔと、注入対象試料の注入量ｉ(μL)が記憶部３３から読み出され、当該試料のインジェクション時間Ｔが、インジェクション時間算出部３４によって、以下の式、
Ｔ＝ｉ×ｔ
から算出される（Ｓ５）。
【００２８】
試料の注入を開始してから、上式で求められたインジェクション時間Ｔが経過すると、高圧バルブ１１が再びロードポジションに切り換えられ、図３に示すように、サンプルループ１４が移動相流路からカットオフされた状態となる（Ｓ６）。その後、移動相の組成を順次変化させながら液体クロマトグラフによるグラジエント分析が行われる。
【００２９】
分析が完了するまで待機（Ｓ７）した後、流路内を分析開始時と同一組成の移動相で置換することにより初期化を行う（Ｓ８）。このときサンプルループ１４内の移動相組成は分析開始時のままであるため、初期化を行う必要はない。移動相の初期化が完了したら、全ての試料の注入が完了したか否かが判定され（Ｓ９）、完了していた場合には一連の動作が終了する。全試料の注入が完了していなかった場合には、Ｓ２に戻って次の試料の計量を開始する。
【００３０】
このように、本実施例のオートサンプラによれば、グラジエント分析においてサンプルループのカットオフを行う場合でも、各試料の注入量に応じて装置が自動的にインジェクション時間を算出し、適切なタイミングでサンプルループのカットオフを実行する。従って、ユーザが手計算でインジェクション時間を求める必要がなく、コマンドによる動作のカスタマイズを行う手間を省くこともできる。
【００３１】
なお、本実施例ではインジェクション時間算出部３４を、予め設定された試料注入量1μL当たりのインジェクション時間を基に、各試料の注入量に応じたインジェクション時間を算出するものとしたが、この他に、試料注入後に注入試料量の何倍容量の送液を行うかを示す送液倍数ａを設定しておき、試料注入時の移動相流量ｒと、各試料の注入量ｉに応じて、インジェクション時間Ｔを以下の式、
Ｔ＝ａ×ｉ／ｒ
から算出するものとしてもよい。
【実施例２】
【００３２】
本発明の第２の実施例に係るサンプルループ洗浄機能を備えたオートサンプラの概略構成を図６〜１０に示す。実施例１と共通する構成要素には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００３３】
高圧バルブ１１は６つのポートａ〜ｆを備え、隣接するポート間を図６のように連通させるポジション（ロードポジション）と図７のように連通させるポジション（インジェクションポジション）とを取りうるものである。ポートａには移動相を送給するための送液ポンプ１３に接続された流路が、ポートｂにはサンプルループ１４の一端が接続され、ポートｅには試料注入ポート１６が、ポートｆには液体クロマトグラフのカラムに至る流路が接続されている。また、ポートｄはチェックバルブ２６を介してドレインに接続されている。
【００３４】
低圧バルブ１２は回転中心に設けられた共通バルブｍと、その周囲に設けられた６つのポートｇ〜ｌを備えており、回転動作により、共通ポートｍをその他のポートｇ〜ｌのいずれかに連通させると共に、それに連動してポートｇ〜ｌの内、隣接する２つのポートを選択的に連通させる構成となっている。共通ポートｍ及びポートｉは計量ポンプ１５と接続されており、ポートｇには洗浄液Ａを収容した洗浄液容器２１ａが、ポートｈは洗浄液Ｂを収容した洗浄液容器２１ｂが、ポートｊには高圧バルブ１１のポートｃが、ポートｋにはニードル洗浄ポート２２が、ポートｌには移動相容器１７が接続されている。
【００３５】
本実施例のオートサンプラは、各バルブを図６に示す状態とすることで、サンプルループ１４を計量ポンプ１５と連結させて試料を吸引すると共に、図７に示す状態とすることで、サンプルループ１４を移動相流路中に介挿させて試料を注入ポート１６に注入する。その後、インジェクション時間算出手段３４によって算出された該試料のインジェクション時間が経過したら、高圧バルブ１１をロードポジションに切り換えることでサンプルループ１４をカットオフする（図８）。
【００３６】
試料の計量・注入動作及びサンプルループのカットオフ動作については、図５のフローチャートとほぼ同様の手順で行われるが、本実施例のオートサンプラでは、サンプルループのカットオフ完了後、すなわち上記フローチャートのＳ６とＳ７との間に、以下のようなサンプルループ洗浄動作が実行される。
【００３７】
該サンプルループ洗浄動作においては、まず、図９に示すように、低圧バルブ１２の共通ポートｍと移動相容器１７に接続されたポートｌとを連通させ、計量ポンプ１５の吸引動作によってシリンジ内に移動相を吸引する。続いて、図１０に示すように低圧バルブ１２のポートｉとポートｊとを連通させ、計量ポンプ１５の吐出動作によってシリンジ内の移動相を送出する。これにより、移動相がサンプルループ１４内に送り込まれ、注入ポート及びチェックバルブ２６を介してドレインに排出される。上記のような移動相の吸引及び吐出を繰り返し行い、所定の液量を送出した時点で洗浄動作を終了し、上記Ｓ７以降の行程を実行する。
【００３８】
なお、ここではサンプルループの洗浄液として移動相のみを用いる場合について説明したが、必要に応じて上記洗浄液Ａ、Ｂを使用することもできる。この場合、まず洗浄液Ａ、Ｂのいずれかあるいは両方を用いてサンプルループの洗浄を行った後、移動相を用いたサンプルループの洗浄を行うことが望ましい。
【００３９】
このように、本実施例の自動試料注入装置によれば、試料注入を行う度にサンプルループ内を洗浄することで、サンプルループ内に残留した試料が次の試料に混入することによって生じる誤差を抑えることができ、より正確な分析を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施例に係るオートサンプラにおける、試料計量時の流路構成を示す概略図。
【図２】同実施例のオートサンプラにおける、試料注入時の流路構成を示す概略図。
【図３】同実施例のオートサンプラにおいてサンプルループがカットオフされた状態を示す概略図。
【図４】同実施例のオートサンプラの制御部の構成を示すブロック図。
【図５】同実施例のオートサンプラにおける動作手順を示すフローチャート。
【図６】本発明の第２の実施例に係るオートサンプラにおける、試料計量時の流路構成を示す概略図。
【図７】同実施例のオートサンプラにおける、試料注入時の流路構成を示す概略図。
【図８】同実施例のオートサンプラにおいてサンプルループがカットオフされた状態を示す概略図。
【図９】同実施例のオートサンプラにおいて洗浄液を吸引する際の流路構成を示す概略図。
【図１０】同実施例のオートサンプラにおいて洗浄液を吐出する際の流路構成を示す概略図。
【符号の説明】
【００４１】
１００…動作部
２００…制御部
１１…高圧バルブ
１２…低圧バルブ
１３…送液ポンプ
１４…サンプルループ
１５…計量ポンプ
１６…試料注入ポート
１７、１８…移動相容器
１９、２０…バルブ
２１、２１ａ、２１ｂ…洗浄液容器
２２…ニードル洗浄ポート
２３…ニードル
２４…試料ラック
２５…ニードル外側洗浄用流路
２６…チェックバルブ
３１…入力部
３２…表示部
３３…記憶部
３４…インジェクション時間算出部
３５…動作制御部
３６…中央制御部
【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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【図９】
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【図１０】
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