(57)【要約】【課題】クロマトグラフィ装置の吸着部へ流入する液体の温度を維持できる温度調整装置、温度調整方法、及び温度調整プログラムを提供する。【解決手段】クロマトグラフィ装置の筐体の内部に設けられ、試料中の分析成分を吸着する吸着部１４２と、吸着部１４２へ流路を通じて分析成分を溶離する液体を送液する送液手段１４６と、が格納された恒温槽１２２と、恒温槽内の空気を加熱する加熱手段１６と、液体が吸着部へ流入する流入部分へ恒温槽内の空気を送風する送風手段２２と、吸着部の近傍の温度を検知する吸着部温度検知手段２８と、吸着部温度検知手段２８が検知した温度に基づいて、加熱手段１６、及び送風手段２２を制御し、液体を予め設定した液温に維持する制御手段と、を有する。【選択図】図２
2015034702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロマトグラフィ装置の筐体の内部に設けられ、試料中の分析成分を吸着する吸着部と、前記吸着部へ流路を通じて分析成分を溶離する液体を送液する送液手段と、が格納された恒温槽と、
前記恒温槽内の空気を加熱する加熱手段と、
前記液体が前記吸着部へ流入する流入部分へ前記恒温槽内の空気を送風する送風手段と、
前記吸着部の近傍の温度を検知する吸着部温度検知手段と、
前記吸着部温度検知手段が検知した温度に基づいて、前記加熱手段、及び前記送風手段を制御し、前記吸着部へ流入する液体を予め設定した液温に維持する制御手段と、
を有する温度調整装置。
【請求項２】
前記筐体には、前記筐体の内部を換気する換気手段と、前記筐体の内部の温度を検知する内部温度検知手段と、が設けられ、
前記制御手段は、前記内部温度検知手段が検知した温度に基づいて、前記換気手段を制御し、前記筐体の内部の温度を予め設定した温度に維持する請求項１に記載の温度調整装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、ヒーターと、前記ヒーターから発生する熱を前記恒温槽内に拡散させる第１送風ファンとを備え、
前記送風手段は、前記流入部分に送風する第２送風ファンであり、
前記換気手段は、前記筐体の背面に取り付けられた換気ファンであり、
前記制御手段は、前記第１送風ファン、前記第２送風ファン、及び前記換気ファンをＯＮ／ＯＦＦ制御すると共に、前記ヒーターへ印加する電圧を変化させて温度調整を行う請求項２に記載の温度調整装置。
【請求項４】
前記送液手段は、ロッドの押し上げ或いは引き下げ操作で液体を吸引排出するプランジャポンプであり、
前記ヒーターは、前記プランジャポンプの近傍に設けられている請求項３に記載の温度調整装置。
【請求項５】
前記吸着部温度検知手段は、前記流入部分の温度を検知する請求項１〜４の何れか１項に記載の温度調整装置。
【請求項６】
請求項２〜５の何れか１項に記載の温度調整装置を用いた温度調整方法であって、
前記吸着部温度検知手段が検知した温度が予め設定した下限温度より低くなれば、前記送風手段の運転を停止させ、
前記吸着部温度検知手段が検知した温度が予め設定した上限温度より高くなれば、前記加熱手段の加熱量を低下させる温度調整方法。
【請求項７】
前記内部温度検知手段が検知した温度が予め設定した設定温度より低くなれば、前記換気手段の運転を停止させ、前記内部温度検知手段が検知した温度が前記設定温度より高くなれば、前記換気手段の運転を再開させる請求項６に記載の温度調整方法。
【請求項８】
コンピュータに、
内部温度検知手段でクロマトグラフィ装置の筐体の内部の温度を検知させる内部温度検知手順、
吸着部温度検知手段で前記筐体の内部の恒温槽に格納された吸着部の流入部分の温度を検知させる流入部分温度検知手順、
及び
前記吸着部温度検知手段で検知された温度が予め設定した下限温度より低ければ、前記流入部分へ送風する送風手段の運転を停止させ、前記吸着部温度検知手段が検知した温度が予め設定した上限値より高ければ、前記恒温槽内の空気を加熱する加熱手段の加熱量を低下させ、前記内部温度検知手段で検知された温度が予め設定した温度より低ければ、前記筐体の内部を換気する換気手段の運転を停止させるように制御部に制御させる制御手順と、
を実行させるための温度調整プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロマトグラフィ装置の温度を調整する温度調整装置、温度調整方法、及び温度調整プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
検体中の分析成分をカラム（吸着部）に吸着させ、この吸着部へ液体を送液して分析成分を溶離させることで液中の成分分析を行うクロマトグラフィ装置がある。このようなクロマトグラフィ装置では、吸着部へ流入する液体の温度が分析結果に影響を与えるため、液体の温度を調整する必要がある。特許文献１には、クロマトグラフィ装置の内部に温度調整ボックスを設け、この温度調整ボックスに、カラム及びカラムへ溶離液を送液するための送液ポンプ（送液手段）を格納したクロマトグラフィ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３１８１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のクロマトグラフィ装置では、温度調整ボックス内へ温風を送風して設定温度に維持している。しかしながら、装置の外部の温度が変化すれば、温度調整ボックス内の温度にも影響するため、吸着部へ流入する液体の温度を維持するのが困難となる。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮し、クロマトグラフィ装置の吸着部へ流入する液体の温度を維持できる温度調整装置、温度調整方法、及び温度調整プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様に係る温度調整装置は、クロマトグラフィ装置の筐体の内部に設けられ、試料中の分析成分を吸着する吸着部と、前記吸着部へ流路を通じて分析成分を溶離する液体を送液する送液手段と、が格納された恒温槽と、前記恒温槽内の空気を加熱する加熱手段と、前記液体が前記吸着部へ流入する流入部分へ前記恒温槽内の空気を送風する送風手段と、前記吸着部の近傍の温度を検知する吸着部温度検知手段と、前記吸着部温度検知手段が検知した温度に基づいて、前記加熱手段、及び前記送風手段を制御し、前記吸着部へ流入する液体を予め設定した液温に維持する制御手段と、を有する。
【０００７】
本発明の第１態様に係る温度調整装置によれば、クロマトグラフィ装置の筐体の内部に恒温槽が設けられており、この恒温槽には、試料中の分析成分を吸着する吸着部と、分析成分を溶離する液体を吸着部へ送液する送液手段とが格納されている。また、恒温槽には、恒温槽内の空気を加熱する加熱手段と、液体が流入する吸着部の流入部分へ加熱された空気を送風する送風手段とが設けられており、これらは制御手段に接続されている。さらに、吸着部の近傍には、温度を検知する吸着部温度検知手段が設けられている。ここで、制御手段は、吸着部温度検知手段が検知した温度に基づいて、加熱手段、及び送風手段を制御して、吸着部へ流入する液体を予め設定した液温に維持する。
【０００８】
例えば、吸着部温度検知手段が検知した温度が設定温度より高い場合は、制御手段が加熱手段を制御して加熱量を低下させる。これにより、恒温槽内の温度上昇が抑制され、吸着部へ流入する液体の温度を維持できる。また、吸着部温度検知手段が検知した温度が設定温度より低い場合は、制御手段が送風手段の送風を停止させる。これにより、加熱手段で加熱された空気が分散されずに吸着部の流入部分に滞留し、流入部分の温度低下を抑制できる。以上のように、制御手段が加熱手段と送風手段とを制御して吸着部へ流入する液体の温度を維持することで、クロマトグラフィ装置の外部の環境が変化しても吸着部へ流入する液体の温度を維持できる。
【０００９】
本発明の第２態様に係る温度調整装置は、第１態様に係る温度調整装置であって、前記筐体には、前記筐体の内部を換気する換気手段と、前記筐体の内部の温度を検知する内部温度検知手段と、が設けられ、前記制御手段は、前記内部温度検知手段が検知した温度に基づいて、前記換気手段を制御し、前記筐体の内部の温度を予め設定した温度に維持する。
【００１０】
本発明の第２態様に係る温度調整装置によれば、制御手段は、内部温度検知手段が検知した筐体の内部の温度に基づいて換気手段を制御する。このため、例えば、筐体の内部の温度が低い場合、制御手段が換気手段を停止させて筐体の内部に熱を籠らせる。これにより、筐体の内部の温度を素早く上昇させることができる。一方、筐体の内部の温度が高い場合、制御手段が換気手段を運転させて換気を行い、筐体の内部の温度が上昇するのを抑制する。
【００１１】
本発明の第３態様に係る温度調整装置は、第２態様に係る温度調整装置であって、前記加熱手段は、ヒーターと、前記ヒーターから発生する熱を前記恒温槽内に拡散させる第１送風ファンとを備え、前記送風手段は、前記流入部分に送風する第２送風ファンであり、前記換気手段は、前記筐体の背面に取り付けられた換気ファンであり、前記制御手段は、前記第１送風ファン、前記第２送風ファン、及び前記換気ファンをＯＮ／ＯＦＦ制御すると共に、前記ヒーターへ印加する電圧を変化させて温度調整を行う。
【００１２】
本発明の第３態様に係る温度調整装置によれば、制御手段は、第１送風ファン、第２送風ファン、及び換気ファンの３つの送風ファンのＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、ヒーターへ印加する電圧を変化させて加熱量を調整する。このように、簡単な制御で温度調整を行うので、複雑な制御を行う場合と比べて、汎用性が高く、コストを低減できる。
【００１３】
本発明の第４態様に係る温度調整装置は、第３態様に係る温度調整装置であって、前記送液手段は、ロッドの押し上げ或いは引き下げ操作で液体を吸引排出するプランジャポンプであり、前記ヒーターは、前記プランジャポンプの近傍に設けられている。
【００１４】
本発明の第４態様に係る温度調整装置によれば、プランジャポンプが液体を吸引している間、ヒーターによってプランジャポンプ内の液体が温められる。これにより、ヒーターを他の場所に設けた場合と比べて、効率よく液体を温めることができる。また、プランジャポンプを利用して液中の溶存酸素を脱気する場合、液体の温度を高くしておくことで、脱気の効率を向上できる。
【００１５】
本発明の第５態様に係る温度調整装置は、請求項１〜４の何れか１項に記載の温度調整装置を用いた温度調整方法であって、前記吸着部温度検知手段は、前記流入部分の温度を検知する。
【００１６】
本発明の第５態様に係る温度調整装置によれば、吸着部の流入部分以外の部分に吸着部温度検知手段を設けた場合と比べて、吸着部へ流入する液体の温度の検知精度が上がる。これにより、液温の違いによる分析結果のばらつきを抑制できる。
【００１７】
本発明の第６態様に係る温度調整方法は、請求項２〜５の何れか１項に記載の温度調整装置を用いた温度調整方法であって、請求項２〜５の何れか１項に記載の温度調整装置を用いた温度調整方法であって、前記吸着部温度検知手段が検知した温度が予め設定した下限温度より低くなれば、前記送風手段の運転を停止させ、前記吸着部温度検知手段が検知した温度が予め設定した上限温度より高くなれば、前記加熱手段の加熱量を低下させる。
【００１８】
本発明の第６態様に係る温度調整方法によれば、吸着部の流入部分の温度が予め設定した下限温度より低くなれば、送風手段の運転を停止させる。これにより、流入部分に高温の空気が滞留して温度を上昇できる。また、流入部分の温度が予め設定した上限温度より高くなれば、加熱手段の加熱量を低下させて恒温槽内の温度を下げる。
【００１９】
本発明の第７態様に係る温度調整方法は、第６態様に係る温度調整方法であって、前記内部温度検知手段が検知した温度が予め設定した設定温度より低くなれば、前記換気手段の運転を停止させ、前記内部温度検知手段が検知した温度が前記設定温度より高くなれば、前記換気手段の運転を再開させる。
【００２０】
本発明の第７態様に係る温度調整方法によれば、換気手段を運転させた状態で、筐体の内部の温度が予め設定した設定温度より低くなれば、換気手段の運転を停止させて筐体の内部に熱を籠らせる。また、筐体の内部の温度が設定温度より高くなれば、換気手段の運転を再開して換気する。これにより、筐体の内部温度を一定の温度に維持できる。
【００２１】
本発明の第８態様に係る温度調整プログラムは、コンピュータに、内部温度検知手段でクロマトグラフィ装置の筐体の内部の温度を検知させる内部温度検知手順、吸着部温度検知手段で前記筐体の内部の恒温槽に格納された吸着部の流入部分の温度を検知させる流入部分温度検知手順、及び前記吸着部温度検知手段で検知された温度が予め設定した下限温度より低ければ、前記流入部分へ送風する送風手段の運転を停止させ、前記吸着部温度検知手段が検知した温度が予め設定した上限値より高ければ、前記恒温槽内の空気を加熱する加熱手段の加熱量を低下させ、前記内部温度検知手段で検知された温度が予め設定した温度より低ければ、前記筐体の内部を換気する換気手段の運転を停止させるように制御部に制御させる制御手順と、を実行させる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、上記の構成としたので、クロマトグラフィ装置の吸着部へ流入する液体の温度を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係るクロマトグラフィ装置の外観を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るクロマトグラフィ装置の内部構成を示す模式図である。
【図３】第１実施形態に係るクロマトグラフィ装置の温度調整機構を説明するためのブロック図である。
【図４】第１実施形態に係るクロマトグラフィ装置の自動運転の手順を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係るリアファン、ヒーターユニット、及びカラムファンの低温環境時における動作状態を示すタイミングチャートである。
【図６】第１実施形態に係るリアファン、ヒーターユニット、及びカラムファンの高温環境時における動作状態を示すタイミングチャートである。
【図７】第２実施形態に係るクロマトグラフィ装置の内部構成を示す模式図である。
【図８】第３実施形態に係るクロマトグラフィ装置の内部構成を示す模式図である。
【図９】第３実施形態に係る恒温槽内の複数のサーミスタが検知した温度をプロットした折れ線グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１実施形態）
＜クロマトグラフィ装置１００の構成＞
図を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る温度調整装置１０を備えたクロマトグラフィ装置１００について説明する。クロマトグラフィ装置１００は、分析成分を容離する液（以下、溶離液と記載する）を用いて全血中のグリコヘモグロビン濃度を測定する高速液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）を全自動で行う装置である。図１に示すように、クロマトグラフィ装置１００は、筐体としての装置本体１０２を備えている。
【００２５】
装置本体１０２の下部には、テーブル１０４が設けられている。テーブル１０４には、採血管１０６を保持可能なラック１０８がセットされている。採血管１０６には、試料が収容されている。ここでいう試料とは、例えば、血液等の検体などである。なお、本実施形態では、１回の測定で１本の採血管１０６の分析を行う構成としているが、これに限らず、複数の採血管１０６を保持できるラックを用いて、連続して測定を行ってもよい。
【００２６】
装置本体１０２の幅方向一端側（図中右側）の上部には、複数の凹部からなるホルダ部１１０が形成されている。ホルダ部１１０にはそれぞれ、溶離液Ａが収容された溶離液パック１１２Ａ、溶離液Ｂが収容された溶離液パック１１２Ｂ、及び洗浄希釈液Ｃが収容された洗浄希釈液パック１１２Ｃがセットされている。各溶離液パック１１２Ａ、１１２Ｂに収容された溶離液はそれぞれ、ｐＨや塩濃度が異なっており、後述する吸着部としてのカラム１４２の充填材に吸着した各々の分析成分を溶離させる。
【００２７】
装置本体１０２の幅方向他端側（図中左側）の上部には、操作パネル１１４が設けられている。操作パネル１１４は、複数の操作ボタン１１４Ａと、表示画面１１４Ｂとを含んで構成されており、操作ボタン１１４Ａを操作することで、分析条件等の設定を行うことができる。表示画面１１４Ｂには、分析結果やエラー、又は操作状況等が表示される。
【００２８】
ここで、装置本体１０２の背面には、温度調整装置を構成する換気手段としての換気ファン１２が設けられている。換気ファン１２は、ファン本体１２Ａと、ファン本体１２Ａに回転可能に取り付けられた複数の回転羽１２Ｂとを含んで構成されており、図示しない駆動手段が回転羽１２Ｂを回転させることで、装置本体１０２の内部の空気を背面から排気する。これに伴い、装置本体１０２の前面から装置本体１０２の内部へ空気が吸気されて装置本体１０２を換気できるようになっている。なお、本実施形態では、操作パネル１１４が設けられた凸状部分の下部に隙間が形成されており、この隙間から装置本体１０２の内部へ空気が吸気されるが、これに限らず、他の部分に隙間を形成してもよく、例えば、装置本体１０２の側部に換気用の隙間を形成してもよい。
【００２９】
図２に示すように、クロマトグラフィ装置１００は、主として、検体調製ユニット１２０、分析ユニット１２２、溶離液送液ユニット１２４、スイッチングバルブ１２６、１２８、及び各ユニットとスイッチングバルブとを接続する流路を含んで構成されている。
【００３０】
検体調製ユニット１２０は、分析ユニット１２２へ送液する試料の調製ユニットであり、検体（血液）を吸引するノズル１３６、血液試料を調製する希釈液槽１３８、及びノズル１３６を洗浄する洗浄槽１４０を備えている。ここで、ノズル１３６は、スイッチングバルブ１２８に接続されており、ノズル１３６に吸引された検体は、適宜のタイミングで、希釈液槽１３８からスイッチングバルブ１２８を介して吸着部としてのカラム１４２へ送液される。
【００３１】
分析ユニット１２２は、血液試料中のグリコヘモグロビンの濃度を測定するユニットであり、カラム１４２と、測光部１４４とを含んで構成されている。カラム１４２は、血液試料中の特定の成分（グリコヘモグロビン）を吸着する図示しない充填材が充填された筒体であり、ガラス、ステンレス、又は樹脂で形成されている。本実施形態では一例として、ステンレス製のカラム１４２を用いているが、これに限らず、他の材質でカラム１４２を形成してもよい。測光部１４４は、カラム１４２を通過した溶離液に光を当てて、溶離液を透過した光の波長からヘモグロビンを光学的に検出して分析する部分であり、光源や受光部等で構成されている。
【００３２】
溶離液送液ユニット１２４は、溶離液パック１１２Ａ、１１２Ｂから溶離液を吸引し、流路を通じて分析ユニット１２２のカラム１４２へ送液するユニットであり、溶離液パック１１２Ａ、１１２Ｂ、及び送液手段としてのプランジャポンプ１４６を含んで構成されている。
【００３３】
溶離液パック１１２Ａ、１１２Ｂは、装置本体１０２の外部にセットされており、溶離液パック１１２Ａは、後述する温度調整管１３０及び大気開放弁１５２を通じてスイッチングバルブ１２６のポートへ接続されている。また、溶離液パック１１２Ｂは、流路を通じてスイッチングバルブ１２６の別のポートへ接続されている。
【００３４】
プランジャポンプ１４６は、シリンジ１４６Ａ、プランジャ１４６Ｂ、プランジャ保持部材１４６Ｃ、及びモータ１４６Ｄを備えている。シリンジ１４６Ａは、上下端部が開口した樹脂製の筒体であり、シリンジ１４６Ａの上部は、先細りして流路へ接続されている。シリンジ１４６Ａの内側には、上下方向に移動可能なロッドとしてのプランジャ１４６Ｂが設けられている。プランジャ１４６Ｂには、Ｏリング（不図示）が取り付けられており、シリンジ１４６Ａの内部の流体が漏れないようになっている。
【００３５】
プランジャ１４６Ｂの下端部には、環状溝が形成されており、環状溝には、プランジャ保持部材１４６Ｃが取り付けられている。プランジャ保持部材１４６Ｃは、上面及び下面に取付孔が形成された箱状の部材であり、上面の取付孔にプランジャ１４６Ｂが取り付けられている。また、下面の取付孔には、モータ１４６Ｄの回転軸に連結されたボールネジが螺合されている。
【００３６】
以上により、モータ１４６Ｄを駆動させると、ボールネジが回転して、プランジャ保持部材１４６Ｃを上下方向に移動させる。これにより、プランジャ１４６Ｂが押し上げられ、又は引き下げられる。なお、本実施形態ではモータ１４６Ｄの一例として、ステッピングモータを用いているが、これに限らず、サーボモータ等の他のモータを用いてもよい。
【００３７】
スイッチングバルブ１２６、１２８は、操作によって流路の切替えを可能とするバルブであり、複数のポート（図示の例では７つ）が形成された弁体１２６Ａ、１２８Ａを有している。特定のポートの間は流路で連通されており、弁体１２６Ａ、１２８Ａの回転により、流路の切り替えが可能である。特に、特定の２つのポート間は、ループ管１２６Ｂ、１２８Ｂで連通されており、それぞれ、溶離液Ｂ、血液試料１３を保持可能である。また、スイッチングバルブ１２６、１２８は何れも、コンピュータ１００で制御される。
【００３８】
スイッチングバルブ１２８は、ループ管１２８Ｂを備えており、図２の状態でスイッチングバルブ１２８に接続されたポンプ１６２Ａを作動させると、ノズル１３６で吸引した血液試料がスイッチングバルブ１２８へ送液され、ループ管１２８Ｂに溜められる。ここで、弁体１２８Ａを回転させると、流路が変更され、ループ管１２８Ｂに溜められた血液試料が溶離液Ａに押し出されてカラム１４２へ送液される。カラム１４２を通過した液体は、測光部１４４を介して廃液槽１５０へ廃液される。
【００３９】
スイッチングバルブ１２６は、ループ管１２６Ｂを備えており、図２の状態では、プランジャポンプ１４６から送液された溶離液Ａをカラム１４２へ向かって送液可能な状態となっている。一方、ポンプ１６２Ａを作動させることで、溶離液パック１１２Ｂの溶離液Ｂがループ管１２６Ｂに溜められる。そして弁体１２６Ａを回転させると、プランジャポンプ１４６から送液される溶離液Ａの流路が変更され、ループ管１２６Ｂを通じてスイッチングバルブ１２８へ送液され、その後にカラム１４２へ送液されることとなる。これにより、溶離液Ｂが溶離液Ａに押し出され、スイッチングバルブ１２８及びスイッチングバルブ１２８を通過してカラム１４２へ送液される。
【００４０】
ここで、溶離液パック１１２Ａとスイッチングバルブ１２６との間の流路には、温度調整管１３０と大気開放弁１５２とが設けられている。温度調整管１３０は、螺旋状の流路で構成されており、この温度調整管１３０へ溶離液Ａを流すと、１分ほどの時間を掛けて溶離液Ａが流れるように構成されている。これにより、装置本体１０２の外部から導入した溶離液Ａの液温を上昇させることができる。なお、温度調整管１３０の代わりにヒートコイルを用いてもよい。流路の周りにヒートコイルを配置し、流路を加熱することで、溶離液Ａの液温を上昇させることができる。
【００４１】
大気開放弁１５２は、三方弁で構成されており、通常動作時には、溶離液パック１１２Ａと繋がる流路とスイッチングバルブ１２６が繋がる流路とを連通させており、大気側の弁は塞がっている。ここで、大気開放弁１５２を切替えると、大気に開放された弁が開いて流路へ空気を導入できる。
【００４２】
図３に示すように、表示画面１１４Ｂ、操作ボタン１１４Ａ、ポンプ１６２Ａ、測光部１４４、大気開放弁１５２、及びモータ１４６Ｄは、制御手段としての制御部３０と接続されている。制御部３０は、装置全体を制御するＣＰＵ、プログラム等を記憶したＲＯＭ、測定結果を一次的に格納するＲＡＭ、及び入出力ポートを含んで構成されたコンピュータであり、操作ボタン１１４Ａやキーボード（不図示）から入力された命令に基づいてプログラムを実行する。
【００４３】
＜温度調整装置１０の構成＞
次に、本実施形態に係る温度調整装置１０について説明する。図２に示す温度調整装置の例では、温度調整装置１０は、恒温槽１４、ヒーターユニット１６、カラム用ファン２２、換気ファン１２、サーミスタＸ（後述するヒーター１８に内蔵されたサーミスタ）、サーミスタ２４、サーミスタ２８、及び制御部３０を含んで構成されている。
【００４４】
恒温槽１４は、装置本体１０２の内部に設けられた箱体であり、この恒温槽１４には、プランジャポンプ１４６、温度調整管１３０、大気開放弁１５２、スイッチングバルブ１２６、１２８、カラム１４２、ヒーターユニット１６、カラム用ファン２２、及び複数のサーミスタが格納されている。なお、本実施形態では、恒温槽１４の一例として、一般的なインキュベーターを用いているが、これに限らず、温度を維持できる箱状の部材であれば、他の恒温槽１４でもよい。また、恒温槽１４に格納した上記部材は一例であり、他にサーミスタやバルブ等を格納してもよい。
【００４５】
恒温槽１４に格納された加熱手段としてのヒーターユニット１６は、プランジャポンプ１４６の近傍に設けられており、恒温槽１４の内部を暖めるヒーター１８と、第１送風ファンとしてのヒーター用ファン２０とを含んで構成されている。本実施形態では、ヒーター１８の一例として、赤外線ヒーターを用いているが、これに限らず、ハロゲンヒーター等の他のヒーターを用いてもよい。
【００４６】
ヒーター１８は、印加された電圧に応じて加熱量を変化できるように構成されている。本実施形態では、一例として、最大加熱量で加熱する高電圧モードと、加熱量を半減した定電圧モードの２段階で切り替えることができるように構成されているが、これに限らず、３段階以上に加熱量を切替え可能としてもよい。また、ヒーターユニット１６には、図示しない内蔵サーミスタＸが設けられており、ヒーターの温度を検知できるようになっている。
【００４７】
ヒーター１８には、ヒーター用ファン２０のファン本体２０Ａが取り付けられており、このファン本体２０Ａには複数の回転羽２０Ｂが回転可能に取り付けられている。また、ヒーター用ファン２０は、図示しない駆動手段に接続されており、この駆動手段が回転羽２０Ｂを回転させることで、ヒーター１８で加熱された空気を恒温槽１４内へ送風できるように構成されている。
【００４８】
カラム１４２を格納するカラムボックス１４３の近傍には、第２送風ファンとしてのカラム用ファン２２が設けられている。カラム用ファン２２は、ヒーター用ファン２０と同様にファン本体２２Ａと、回転羽２２Ｂとを含んで構成されており、カラム１４２の流入部分１４２Ａへ向けて配置されている。また、カラム用ファン２２にはヒーターが取り付けられておらず、図示しない駆動手段が回転羽２２Ｂを回転させると、恒温槽１４内の空気を流入部分１４２Ａへ送風する。
【００４９】
カラムボックス１４３の内部には、吸着部温度検知手段としてのサーミスタ２８が配置されている。サーミスタ２８は、温度を検知するセンサであり、このサーミスタ２８によってカラムボックス１４３の内部温度を検知できるようになっている。
【００５０】
装置本体１０２の内部には、内部温度検知手段としてのサーミスタ２４が配置されている。サーミスタ２４は、サーミスタ２８と同じ構成であり、本実施形態では一例として、装置本体１０２の上部に配置されている。このように、サーミスタ２４を装置本体１０２の上部に配置することで、装置本体１０２の上部に滞留している空気の温度を検知することができる。
【００５１】
ここで、図３に示すように、換気ファン１２、ヒーターユニット１６、カラム用ファン２２、サーミスタＸ、サーミスタ２４、及びサーミスタ２８は、制御部３０と接続されている。このため、各サーミスタが検知した温度が制御部３０へ伝達される。
【００５２】
制御部３０は、サーミスタ２４、２８から伝達された温度に基づいて換気ファン１２、ヒーターユニット１６、及びカラム用ファン２２を制御する。なお、本実施形態では、換気ファン１２及びカラム用ファン２２の制御については、ＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。また、ヒーターユニット１６の制御については、ヒーター１８へ印加する電圧値を２段階で制御する。以上のように、簡単な制御方法を採用しているので、汎用性が高く、コストを低減できる。制御方法の詳細については、後述する。
【００５３】
＜自動分析手順＞
次に、クロマトグラフィ装置１００による自動分析の手順を図４のフローチャートに基づいて説明する。以下の自動分析は、血液等の検体中に含まれる分析成分を分析するクロマトグラフィである。初めに、ユーザが操作パネル１１４を操作して、あるいは装置の外部のキーボードから制御部３０へクロマトグラフィ装置１００のスタートを命令すると、制御部３０が自動分析プログラムを実行する。
【００５４】
初めのステップ２０２では、制御部３０がクロマトグラフィ装置１００の立上げを行う。具体的には、制御部３０が換気ファン１２、ヒーター１８、ヒーター用ファン２０、及びカラム用ファン２２の運転を開始させ、装置本体１０２の内部温度と、恒温槽１４の内部温度とを予め設定した温度まで上昇させる。なお、本実施形態では、一例として、装置本体１０２の内部の設定温度を３０度とし、恒温槽１４の内部の設定温度を４０度として説明するが、これに限らず、設定温度を変更してもよい。また、クロマトグラフィ装置１００の立上げ時には、各ユニットの原点復帰や、座標確認等も同時に行われる。
【００５５】
ここで、クロマトグラフィ装置１００の周囲の温度が高い場合、すなわち、高温環境時では、図６に示すように、クロマトグラフィ装置１００の立上げ時に、制御部３０が換気ファン１２、ヒーターユニット１６、及びカラム用ファン２２の運転をほぼ同時に開始させる。一方、クロマトグラフィ装置１００の周囲の温度が低い場合、すなわち、低温環境時では、図５に示すように、制御部３０がヒーターユニット１６、及びカラム用ファン２２の運転をほぼ同時に開始させ、換気ファン１２については、運転の開始を遅らせる。これにより、クロマトグラフィ装置１００の内部に熱を籠らせて装置の立上げ時間を短縮できる。
【００５６】
なお、本実施形態では、装置本体１０２の内部のサーミスタ２４が検知した温度が予め設定した温度より低ければ、低温環境であると判断し、この設定温度より高ければ、高温環境時であると判断しているが、これに限らず、他のサーミスタが検知した温度に基づいて判断してもよい。例えば、装置本体１０２の外部にサーミスタを設置し、このサーミスタが検知した温度に基づいて判断してもよい。
【００５７】
また、制御部３０は、サーミスタ２４が検知した温度が設定温度より高くなったタイミングで、換気ファン１２の運転を開始するように制御しているが、これに限らず、予め設定した時間だけ運転の開始を遅らせるように制御してもよい。
【００５８】
クロマトグラフィ装置１００を立上げた後、ステップ２０４では、脱気処理を行う。本実施形態では、脱気処置の一例として、プランジャポンプ１４６を用いた脱気処理を行う。具体的には、図２に示すように、制御部３０がプランジャポンプ１４６のモータ１４６Ｄを駆動させ、プランジャ１４６Ｂを引き下げてシリンジ１４６Ａ内に溶離液Ａを吸引させる。そして、大気開放弁１５２を開弁させてシリンジ１４６Ａ内に空気を吸引させ、図示しない空気層を形成する。これにより、溶存酸素が気化した気泡、及び溶離液Ａ中に初めから存在していた気泡をシリンジ１４６Ａ内の空気層に取り込むことができる。この後、第１切替弁１５４を操作し、シリンジ１４６Ａ内の空気層を排気管７６を介して廃液槽１５０へ排気することで気泡を除去する。
【００５９】
なお、本実施形態に係るクロマトグラフィ装置１００では、溶離液パック１１２Ａに収容された溶離液Ａのみ脱気する構成としているが、これに限らず、適宜、スイッチングバルブを切り替えて、溶離液パック１１２Ｂ、１１２Ｃもプランジャポンプ１４６で脱気してもよい。また、先にシリンジ１４６Ａ内に空気層を形成し、その後に溶離液Ａを吸引してもよい。さらに、プランジャ１４６Ｂの引き下げ速度を調整して、減圧雰囲気下で溶離液Ａを吸引してもよい。また、減圧雰囲気下のスパイラル管に溶離液を流して、溶離液中の溶存酸素をスパイラル管に形成された微小な孔から透過させて脱気を行ってもよい。
【００６０】
ここで、プランジャポンプ１４６の近傍にヒーターユニット１６が配置されているので、ヒーター１８の熱をプランジャポンプ１４６に伝達することができる。これにより、プランジャポンプ１４６のシリンジ１４６Ａ内に吸引された溶離液Ａの液温の低下を抑制できる。すなわち、シリンジ１４６Ａは、比較的比較的熱伝導性の低い樹脂で形成されているため、プランジャポンプ１４６に吸引された溶離液Ａの液温が下がることがあるが、このプランジャポンプ１４６の近傍にヒーターユニット１６を配置すれば、シリンジ１４６Ａがヒーター１８から直接加熱されるため、液温に近い温度まで上昇させることができる。また、溶離液Ａの温度を高温に維持したまま脱気処理を行うことで、溶存酸素が気化し易くなり、気泡除去の効率を向上できる。
【００６１】
次に、ステップ２０６では、制御部３０が溶離液送液ユニット１２４を制御してカラム１４２の平衡化を行う（図２参照）。ここでは、カラム１４２の充填材が馴染むまで溶離液Ａをカラム１４２へ流すことで平衡化を行う。具体的には、溶離液送液ユニット１２４のプランジャポンプ１４６で吸引した脱気処理後の溶離液Ａを押し出してカラム１４２へ送液する。なお、溶離液Ａを流す時間は、カラム１４２の種類に応じて予め設定されている。
【００６２】
カラム１４２の平衡化が終了すると、ステップ２０６に進む。ステップ２０６では、制御部３０が検体調製ユニット１２０を制御して検体の調製を行う。具体的には、図２に示すように、検体調製ユニット１２０のノズル１３６が採血管１０６から試料を吸引して、希釈液槽１３８へ滴下する。試料は、希釈液槽１３８内で洗浄槽１４０の調製液に溶血、希釈され、ポンプ１６２Ｃによりスイッチングバルブ１２８のループ管１２８Ｂへ送液される。
【００６３】
次に、ステップ２１０では、制御部３０が分析ユニット１２２を制御して測定を行う。ここでは、測光部１４４が制御部３０の命令により分析を開始する。また、溶離液Ａをカラム１４２へ一定時間送液した後、スイッチングバルブ１２６を操作して溶離液Ａの流路を切替え、溶離液Ａでループ管１２６Ｂ内の試料を押し出してカラム１４２へ送液する。
【００６４】
試料中の分析成分は、カラム１４２の充填材に吸着され、残りは測光部１４４を通過して廃液槽１５０へ廃液される。その後、溶離液Ａがカラム１４２の充填材に吸着された分析成分の一部を溶離させ、測光部１４４へ送液される。ここで、測光部１４４は、溶離液Ａ中の分析成分を検出し、データが制御部３０へ送信される。
【００６５】
溶離液Ａによる分析成分の溶離が終了したら、スイッチングバルブ１２６を切替えて、溶離液Ａの流路を変更させる。これにより、ポンプ１６２Ｂでループ管１２８Ｂに送液された溶離液Ｃが溶離液Ａに押し出されてカラム１４２へ送液される。溶離液Ｃは、溶離液Ａで溶離されなかった分析成分を溶離させ、測光部１４４を通過する。
【００６６】
溶離液Ｃによる分析成分の溶離が終了したら、スイッチングバルブ１２６を切替えて、溶離液Ａの流路を変更させる。これにより、ポンプ１６２Ａでループ管１２６Ｂに送液された溶離液Ｂは、溶離液Ａに押し出されカラム１４２へ送液される。溶離液Ｂは、溶離液Ａ、Ｃで溶離されなかった分析成分を溶離させ、測光部１４４を通過する。
【００６７】
以上のようにして、血液試料中の分析成分を分離して分析を行う。なお、本実施形態では、クロマトグラフィ装置１００をスタートさせると、自動分析を行う構成であったが、これに限らず、手動で分析を行ってもよい。この場合、任意のタイミングでユーザが命令を出してバルブの切替え等の操作を行う。
【００６８】
測定が終了すると、ステップ２１２へ進む。ステップ２１２では、制御部３０が溶離液送液ユニット１２４を制御してカラム１４２の洗浄を行う。具体的には、カラム１４２へ溶離液Ａを送液してカラム１４２の充填材に吸着された分析成分を洗い流して平衡化する。
【００６９】
最後に、ステップ２１４では、測光部１４４から制御部３０へ送信された分析データがまとめられ、分析結果として出力される。分析結果は、表示画面１１４Ｂや別のモニタへ表示される。なお、連続して検体の分析を行う場合は、ステップ２０２の脱気処理から同様の手順で分析が行われる。
【００７０】
＜作用及び効果＞
次に、図５、６を参照して、クロマトグラフィ装置１００の測定時における換気ファン１２、ヒーターユニット１６、及びカラム用ファン２２の説明を通して本実施の形態の作用及び効果を説明する。なお、図５、６では、説明の便宜上、サーミスタ２４の温度を１０度間隔で示しており、サーミスタ２８の温度を５度間隔で示している。
【００７１】
図５、６に示すように、クロマトグラフィ装置１００の立上げ後の状態では、サーミスタ２４の検知温度が３０度、サーミスタ２８の検知温度が４０度に維持されている。
【００７２】
ここで、低温環境時では、クロマトグラフィ装置１００の周囲の温度が低いため、換気ファン１２によって装置本体１０２の内部へ低温の空気が取り込まれ、装置本体１０２の内部の温度が下がる場合がある（Ａ）。このとき、制御部３０は、サーミスタ２４が検知した温度から、装置本体１０２の内部の温度が下がっていると判断し、換気ファン１２の運転を停止させる。これにより、装置本体１０２の内部に熱が籠り、装置本体１０２の内部の温度を短時間で元の温度まで上昇させることができる（Ｂ）。制御部３０は、サーミスタ２４が検知した温度が設定した温度まで上昇したことを確認し、換気ファン１２の運転を再開させる。
【００７３】
次に、カラム１４２の流入部分１４２Ａの温度が低下した場合（Ｃ）、制御部３０は、サーミスタ２８が検知した温度から、流入部分１４２Ａの温度が下がっていると判断し、カラム用ファン２２の運転を停止させる。これにより、カラム１４２の周囲の空気が分散されずに滞留するため、カラム１４２の周囲の温度を上げることができる（Ｄ）。制御部３０は、サーミスタ２８が検知した温度が予め設定した温度まで上昇したことを確認し、カラム用ファン２２の運転を再開させる。これにより、流入部分１４２Ａの温度が上がり過ぎるのを抑制できる。以上のようにして、低温環境時であってもカラム１４２へ流入する溶離液等の液温を維持することができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、換気ファン１２及びカラム用ファン２２の運転の再開のタイミングは、サーミスタ２４、２８が検知した温度に基づいて行っているが、これに限らず、一定の時間が経過した後に、換気ファン１２及びカラム用ファン２２の運転を再開させてもよい。
【００７５】
一方、図６に示すように、高温環境時では、クロマトグラフィ装置１００の立上げ前の状態から装置本体１０２の内部の温度が高くなっており、本実施形態では、設定温度の３０度となっている。この高温環境時では、低温環境時と比べて、カラム１４２の流入部分１４２Ａの温度が上がりやすくなっている（Ｅ）。サーミスタ２８が検知した温度が予め設定した温度より高くなれば、制御部３０は、流入部分１４２Ａの温度が上がっていると判断し、ヒーターユニット１６のヒーター１８へ印加する電圧を一段階下げる。これにより、ヒーター１８による加熱量が低下し、恒温槽１４の内部の温度を設定温度まで下げることができる。そして、サーミスタ２８が検知した温度が設定温度まで低下すると（Ｆ）、制御部３０がヒーター１８への印加電圧を元に戻す。
【００７６】
次に、ヒーター１８への印加電圧を下げてもカラム１４２の流入部分１４２Ａの温度が下がらない場合（Ｇ）、制御部３０は、カラム用ファン２２の運転を一時的に停止させる。カラム用ファン２２の運転を停止させることで、流入部分１４２Ａへ加熱された空気が送風されなくなり、流入部分１４２Ａの温度上昇を抑制できる。また、このとき、ヒーター１８へ印加する電圧を０にしてもよい。以上のようにして、高温環境時であってもカラム１４２へ流入する溶離液等の液温を維持することができる。
【００７７】
なお、クロマトグラフィ装置１００を立上げた後、測定までの待機中は、騒音の低減や省電力を目的として、換気ファン１２の運転を停止させてもよい（Ｈ）。本実施形態では、一例として、待機状態で一定時間が経過すると、制御部３０が換気ファン１２の運転を停止させている。この状態で、装置本体１０２の内部の温度が上昇してサーミスタ２４が検知した温度が設定温度より高くなれば、制御部３０が換気ファン１２の運転を再開する。
【００７８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るクロマトグラフィ装置２００について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。図７に示すように、本実施形態に係るクロマトグラフィ装置２００では、恒温槽１４の内部に３つ以上のサーミスタが配置されている。
【００７９】
具体的には、第１実施形態におけるサーミスタＸ、サーミスタ２４、及びサーミスタ２８に加え、温度調整管１３０の近傍にサーミスタ４０が配置されている。また、プランジャポンプ１４６とヒーターユニット１６との間にはサーミスタ４６が配置されており、恒温槽１４内のスイッチングバルブ１２６とスイッチングバルブ１２８の上方にはサーミスタ２６が配置されている。さらに、カラム１４２の流入部分１４２Ａには、サーミスタ５４が配置されている。本実施形態では、第１実施形態より多くのサーミスタを配置することにより、精度よく温度制御を行うことができる。
【００８０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るクロマトグラフィ装置３００について説明する。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。図８に示すように、本実施形態に係るクロマトグラフィ装置３００では、温度調整管１３０とプランジャポンプ１４６との間に、サーミスタ４２が配置されている。
【００８１】
また、プランジャポンプ１４６の出口にサーミスタ４４が配置されており、大気開放弁１５２の近傍にはサーミスタ４８が配置されている。さらに、スイッチングバルブ１２６の出口及びスイッチングバルブ１２８の出口にはそれぞれ、サーミスタ５０及びサーミスタ５２が配置されている。
【００８２】
なお、上記複数のサーミスタは、第１実施形態〜第３実施形態で示した場所に限らず、他の場所に配置してもよい。すなわち、本発明においては、サーミスタは、下記の＜サーミスタ配置場所の例＞に示す複数の場所のうち、２箇所以上の位置に配置されていればよく、３箇所以上の場所に配置されていることが好ましく、４箇所以上の場所に配置されていることがいっそう好ましい。多くの場所にサーミスタを配置すれば、恒温槽１４の内部を流れる流体の温度変化の詳細を把握することができ、高精度で温度の調整を行うことができる。また、逆に、温度の変動が小さい場所においては、サーミスタを取り除いてサーミスタの数を減らすことも可能である。
【００８３】
＜サーミスタ配置場所の一例＞
・温度調整管１３０の近傍
・温度調整管１３０とプランジャポンプ１４６との間
・ヒーター１８の内部またはその近傍
・ヒーターユニット１６とプランジャポンプ１４６との間
・カラムボックス１４３の入口
・カラムボックス１４３の内部
・カラム１４２の流入部分１４２Ａの近傍
・大気開放弁１５２の近傍
・恒温槽１４内の上方位置
・スイッチングバルブ１２６、１２８の出口
・恒温槽１４の外部で、かつ、装置本体１０２の内部
【００８４】
ここで、上記第１実施形態〜第３実施形態では、ヒーターユニット１６を構成するヒーター用ファン２０、及びカラム用ファン２２の風向を一定としたが、これに限らず、恒温槽１４の内部に配置した複数のサーミスタが検知した温度に応じて、ヒーター用ファン２０、及びカラム用ファン２２の風向を変更できるようにしてもよい。以下の変形例では、サーミスタ４４、４８、５０、５２、５４を備えた例について説明する。
【００８５】
図９は恒温槽１４の内部の５箇所の温度をプロットしたグラフであり、プロット点は、１回の測定（分析）における平均温度である。また、折れ線はそれぞれ、装置本体１０２の周囲の温度が５度の場合、２５度の場合、及び３５度の場合のものである。
【００８６】
ここで、サーミスタ４８は、大気開放弁１５２の近傍に配置されて温度調整管１３０から流出された液体の液温を間接的に検知している。サーミスタ４４は、プランジャポンプ１４６から流出された液体の液温を間接的に検知している。サーミスタ５０は、スイッチングバルブ１２６から流出された液体の液温を間接的に検知している。サーミスタ５２は、スイッチングバルブ１２８から流出された液体の液温を間接的に検知している。また、サーミスタ５４は、カラムボックス１４３へ流入する直前の液体の液温を検知している。なお、これに限らず、流路に温度計を取り付けて液温を直接測定してもよい。
【００８７】
図９に示すように、温度調整管１３０で温められた液体は、プランジャポンプ１４６に吸引されることで、一時的に熱を奪われ、スイッチングバルブ１２６へ流れる過程で再び温められているのが分かる。これは、プランジャポンプ１４６のシリンジ１４６Ａが熱伝導率の低い樹脂製であるため、十分に加熱されずに液体の温度を奪うのが原因であると考えられる。
【００８８】
ここで、制御部３０は、複数のサーミスタが検知した温度から平均温度を算出し、特定のサーミスタが検知した温度が平均温度に対して所定の温度だけ低くなると、そのサーミスタが配置された部分を優先的に加熱する。本実施形態の場合は、サーミスタ４４が検知した温度が５箇所の平均温度より所定の温度だけ低くなると、制御部３０がヒーターユニット１６へ命令し、サーミスタ４４が配置された部分を優先的に加熱する。なお、この方法として、ヒーター用ファン２０の風向を変える方法や、ヒーターユニット１６の位置を直接移動させる方法等がある。
【００８９】
以上の方法により、恒温槽１４の内部の温度を一定の範囲から外れないように制御することができる。なお、恒温槽１４の内部に、ヒーターユニット１６と同様の構成のユニットを複数配置し、各サーミスタが検知した温度に応じてそれぞれのヒーターユニットのＯＮ／ＯＦＦを制御してもよい。また、上記の例では、液体の適温を確保する上で特に重要な５箇所（サーミスタ２６、４４、４８、５０、５２）の温度に基づいて制御を行ったが、これに限らず、他のサーミスタが検知した温度に基づいて制御を行ってもよい。
【００９０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、クロマトグラフィ装置１００の待機時には、換気ファン１２を断続的に運転させてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１０          温度調整装置
１２          換気ファン（換気手段）
１４          恒温槽
１８          ヒーター（加熱手段）
２０          ヒーター用ファン（第１送風ファン）
２２          カラム用ファン（送風手段、第２送風ファン）
２４          サーミスタ（内部温度検知手段）
３０          制御部（制御手段）
２８          サーミスタ（吸着部温度検知手段）
５４          サーミスタ（吸着部温度検知手段）
１００        クロマトグラフィ装置
１０２        装置本体（筐体）
１４２        カラム（吸着部）
１４６        プランジャポンプ（送液手段）
２００        クロマトグラフィ装置
３００        クロマトグラフィ装置
【図１】
2015034702.tif 000003
【図２】
2015034702.tif 000004
【図３】
2015034702.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015034702.tif 000009
【図８】
2015034702.tif 000010
【図９】
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