(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャ往復動型ポンプを備えて送液を行なう送液装置であって、吸引する液を切り換える切換え弁を前記ポンプの入口側に備え、各吸入サイクル内の所定の時期に前記切換え弁を切り換えることにより複数種類の液体を逐次吸引して移動相を送液する低圧グラジエント機能をもつ送液装置の切換え弁切換え時期の補正方法において、
移動相の設定混合比に基づいて前記切換え弁を切り換えて送液された移動相の混合比を求め、求めた移動相の算出混合比と前記設定混合比との混合比誤差を予め算出して記憶しておき、実際の分析動作時に、その記憶された混合比誤差に基づいてプランジャ位置に対して前記切換え弁を切り換える時期をずらすことにより前記切換え弁の切換え時期を補正することを特徴とする補正方法。
【請求項２】
プランジャ往復動型ポンプを備えて送液を行なう送液装置であって、吸引する液を切り換える切換え弁を前記ポンプの入口側に備え、各吸入サイクル内の所定の時期に前記切換え弁を切り換えることにより複数種類の液体を逐次吸引して移動相を送液する低圧グラジエント機能をもつ送液装置において、
移動相の設定混合比に基づいて前記切換え弁を切り換えて送液した移動相の混合比を外部からの検出信号に基づいて算出する混合比算出部と、
前記混合比算出部が算出した移動相の算出混合比と前記設定混合比との混合比誤差を算出する混合比誤差算出部と、
前記混合比誤差算出部が予め算出した混合比誤差を記憶する記憶部と、
実際の分析動作時に、前記記憶部に記憶された前記混合比誤差に基づいてプランジャ位置に対して前記切換え弁を切り換える時期をずらすことにより前記切換え弁の切換え時期を補正する弁切換え時期補正部と、を備えたことを特徴とする送液装置。
【請求項３】
プランジャ往復動型ポンプを備えて送液を行なう送液装置であって、吸引する液を切り換える切換え弁を前記ポンプの入口側に備え、各吸入サイクル内の所定の時期に前記切換え弁を切り換えることにより複数種類の液体を逐次吸引して移動相を送液する低圧グラジエント機能をもつ送液装置を備えた液体クロマトグラフにおいて、
移動相の設定混合比に基づいて前記切換え弁を切り換えて送液した移動相の混合比を算出する混合比算出部と、
前記混合比算出部が算出した移動相の算出混合比と前記設定混合比との混合比誤差を算出する混合比誤差算出部と、
前記混合比誤差算出部が予め算出した混合比誤差を記憶する記憶部と、
実際の分析動作時に、前記記憶部に記憶された前記混合比誤差に基づいてプランジャ位置に対して前記切換え弁を切り換える時期をずらすことにより前記切換え弁の切換え時期を補正する弁切換え時期補正部と、を備えたことを特徴とする液体クロマトグラフ。
【請求項４】
前記混合比算出部は、分離成分を検出するための検出器からの検出信号に基づいて前記算出混合比の算出を行なうものである請求項３に記載の液体クロマトグラフ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送液装置の補正方法及び送液装置並びに液体クロマトグラフに関するものであり、さらに詳しくは、吸引する液を切り換える切換え弁を入口側に備え、各吸入サイクル内の所定の時期に切換え弁を切り換えることにより複数種類の液体を逐次吸引して移動相を送液する低圧グラジエント機能をもつ送液装置、そのような送液装置の切換え弁の切換え時期の補正方法、及びそのような送液装置を備えた液体クロマトグラフに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に従来の液体クロマトグラフの構成図を示す。
送液装置として低圧グラジエント機能を備えたプランジャ往復型ポンプが設けられている。ポンプは、プランジャ１と、ポンプ室３と、ポンプ室３の入口及び出口にそれぞれ設けられた逆止弁５，７とにより主要部が構成される。さらにポンプを駆動するためのパルスモータ等のモータ９を備え、モータ９によってカム１１を回転させ、これによりプランジャ１を往復運動させる。
【０００３】
混合する液体は、Ａ液、Ｂ液の２種類の液体であり、各液体をポンプ室３へ送る流路はポンプ室３につながる入口側逆止弁５の手前の合流点１３で合流する。合流点１３とＡ液、Ｂ液との間の各流路には切換え弁ＶＡ，ＶＢが設けられている。
切換え弁ＶＡ，ＶＢの開閉は、制御部１５により吸入サイクルに同期して制御される。すなわち、制御部１５は、モータ９の回転量を検出するための位置センサ１７の検出信号に基づいてプランジャ１の位置を求め、プランジャ１の位置に基づき、各吸入サイクル（プランジャ１が上死点から下死点に向かって移動する間）内において、切換え弁ＶＡ，ＶＢの切換え時期を制御する。
【０００４】
ポンプ室３の吐出側は、逆止弁７を介して、液を混合するためのミキサ１９に接続されている。ミキサ１９からの流路は、試料を注入するためのインジェクタ２１を介して、試料を分離するためのカラム２３の一端に接続されている。カラム２３の他端は、分離した試料を検出するための紫外線検出器（ＵＶ検出器）２５に接続されている。
【０００５】
切換え弁ＶＡ，ＶＢの切換え時期の制御を説明すると、吸入サイクル開始時には、切換え弁ＶＡを開いて切換え弁ＶＢを閉じておき、プランジャ１が位置Ｘに達した時点で切換え弁ＶＡを閉じて切換え弁ＶＢを開く。ここで、位置Ｘは、移動相組成（Ａ液とＢ液の混合比）に応じて定められ、この混合比の値は、予め設定されて制御部１５に記憶されている。
【０００６】
切換え弁ＶＡ，ＶＢの開閉が上記のように制御されると、各吸入サイクルのうち、吸入開始からプランジャ１が位置Ｘに達するまでの間はＡ液がポンプ室３に吸引され、プランジャ１が位置Ｘに達してから以降はＢ液が吸引され、プランジャ１が下死点から上死点へ移動することにより、Ａ液とＢ液がミキサ２３内で混合され、予め設定された混合比となって送液される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
切換え弁を用いた低圧グラジエント方式を備えたプランジャ往復動型ポンプにおいて、位置センサ１７が配置される円盤、モータ９及びカム１１の軸にズレがあると、吸引開始点（上死点）がずれるため、正確な混合比に制御できなくなるという問題があった。また、カム１１の加工誤差や、個々の切換え弁に開閉時の応答遅れや応答速度に違いがあると、設定した混合比と実際に送液される混合比に誤差が生じるという問題があった。このような混合比誤差は装置ごとに異なるという問題もあった。
【０００８】
そこで本発明は、実際に送液される移動相の混合比と設定された移動相の混合比との誤差を抑制する補正方法、そのような機能を備えた送液装置、及びそのような機能を備えた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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の送液装置の切換え弁切換え時期の補正方法は、吸引する液を切り換える切換え弁を入口側に備え、各吸入サイクル内の所定の時期に切換え弁を切り換えることにより複数種類の液体を逐次吸引して移動相を送液する低圧グラジエント機能をもつ送液装置の切換え弁切換え時期の補正方法であって、移動相の設定混合比に基づいて切換え弁を切り換えて送液された移動相の混合比を求め、求めた移動相の算出混合比と設定混合比との混合比誤差を算出して記憶しておき、その記憶された混合比誤差に基づいて切換え弁の切換え時期を補正する。本発明において、切換え弁の切換え時期の補正は、切換え弁を切り換えるプランジャ位置を補正することにより行う。
【００１０】
本発明の送液装置は、吸引する液を切り換える切換え弁を入口側に備え、各吸入サイクル内の所定の時期に切換え弁を切り換えることにより複数種類の液体を逐次吸引して移動相を送液する低圧グラジエント機能をもつ送液装置であって、移動相の設定混合比に基づいて切換え弁を切り換えて送液した移動相の混合比を外部からの検出信号に基づいて算出する混合比算出部と、混合比算出部が算出した移動相の算出混合比と設定混合比との混合比誤差を算出する混合比誤差算出部と、混合比誤差算出部が算出した混合比誤差を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された混合比誤差に基づいて切換え弁の切換え時期を補正する弁切換え時期補正部とを備えているものである。
【００１１】
本発明の液体クロマトグラフは、吸引する液を切り換える切換え弁を入口側に備え、各吸入サイクル内の所定の時期に切換え弁を切り換えることにより複数種類の液体を逐次吸引して移動相を送液する低圧グラジエント機能をもつ送液装置を備えた液体クロマトグラフであって、移動相の設定混合比に基づいて切換え弁を切り換えて送液した移動相の混合比を算出する混合比算出部と、混合比算出部が算出した移動相の算出混合比と設定混合比との混合比誤差を算出する混合比誤差算出部と、混合比誤差算出部が算出した混合比誤差を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された混合比誤差に基づいて切換え弁の切換え時期を補正する弁切換え時期補正部とを備えているものである。
本明細書において、設定された混合比を設定混合比といい、移動相の設定混合比に基づいて切換え弁を切り換えて送液された移動相の混合比を算出混合比といい、算出混合比と設定混合比との誤差を混合比誤差という。
【００１２】
移動相の設定混合比に基づいて切換え弁を切り換えて送液された移動相について、移動相を構成する液の算出混合比を求める。本発明の送液装置及び液体クロマトグラフでは、混合比算出部により移動相の算出混合比の算出を行なう。
移動相の算出混合比と設定混合比との混合比誤差を算出する。本発明の送液装置及び液体クロマトグラフでは、混合比誤差算出部により、混合比誤差の算出を行なう。
混合比誤差に基づいて切換え弁の切換え時期を補正する。本発明の送液装置及び液体クロマトグラフでは、弁切換え時期補正部により切換え弁の切換え時期の補正を行なう。
【００１３】
切換え弁の切換え時期の補正は、混合比誤差に関して、移動相を構成する複数種類の液のうち対象となる液（以下、対象液という）の算出混合比が設定混合比よりも小さい場合、混合比誤差の大きさに基づいて、対象液の混合量を多くするように切換え弁の切換え時期を補正する。
混合比誤差に関して対象液の算出混合比が設定混合比よりも大きい場合、混合比誤差の大きさに基づいて、対象液の混合量を少なくするように切換え弁の切換え時期を調節する。
本発明の送液装置及び液体クロマトグラフでは、混合比誤差算出部が算出した混合比誤差を記憶部に記憶することにより、毎グラジエントサイクルで切換え弁の切換え時期の補正を行なう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の液体クロマトグラフにおいて、混合比算出部は分離成分を検出するための検出器からの検出信号に基づいて算出混合比の算出を行なうことができる。その結果、混合比算出部用の検出器を別途設ける必要がなくなり、装置の構成が簡単になる。
【００１５】
【実施例】
図１は液体クロマトグラフの一実施例を示す構成図である。
送液装置を構成するプランジャ１、ポンプ室３及び逆止弁５，７が設けられている。ポンプを駆動するためのモータ９及びカム１１が設けられている。混合する液体は、純水であるＡ液、純水に少量のアセトンを入れたアセトン水（対象液）であるＢ液の２種類の液体である。Ａ液又はＢ液を切り換えてポンプ室３に送るための切換え弁ＶＡ，ＶＢが設けられている。１３は切換え弁ＶＡ，ＶＢからの流路の合流点である。切換え弁ＶＡ，ＶＢの開閉の切換えを行なう制御部１５が設けられている。制御部１５はモータ９の回転の制御も行なう。モータ９の回転に連動して回転する円盤に位置センサ１７が設けられている。ポンプ室３の吐出側には、逆止弁７、ミキサ１９、インジェクタ２１、カラム２３及びＵＶ検出器２５が順に接続されている。
【００１６】
ＵＶ検出器２５には、ＵＶ検出器２５の検出信号を処理する演算部２７が電気的に接続されている。演算部２７は、ＵＶ検出器２５の検出信号に基づいて分離成分を検出するほか、移動相のアセトン濃度を算出し、そのアセトン濃度に基づいてＡ液とＢ液の混合比を算出する。制御部１５にはＡ液とＢ液の設定混合比が記憶されている。
本発明の液体クロマトグラフを構成する混合比算出部は演算部２７により実現される。
【００１７】
演算部２７には、演算部２７が算出したＡ液とＢ液の算出混合比と、Ａ液とＢ液の設定混合比との混合比誤差を算出する混合比誤差算出部２９が設けられている。演算部２７には混合比誤差算出部２９が算出した混合比誤差を記憶する記憶部３１が電気的に接続されている。さらに演算部２７には、記憶部３１に記憶された混合比誤差に基づいて切換え弁ＶＡ，ＶＢの切換え時期を補正するように制御部１５を制御するための弁切換え時期補正部３３が設けられている。制御部１５と演算部２７は電気的に接続されている。
【００１８】
この実施例において、移動相として、Ａ液（純水）のみを送液したときにＵＶ検出器２５が示す吸光度をＢ0、Ｂ液（アセトン水）のみを送液したときにＵＶ検出器２５が示す吸光度をＢ100とする。ここで吸光度はアセトン濃度に比例する。
【００１９】
移動相の設定混合比をＡ液：１００−Ｘ％、Ｂ液：Ｘ％で送液したときにＵＶ検出器２５が示す吸光度をＢXとすると、演算部２７により算出される実際に送液された移動相の算出混合比は、
Ａ液：１００−｛１００×ＢX／（Ｂ100−Ｂ0）｝［％］
Ｂ液：１００×ＢX／（Ｂ100−Ｂ0）［％］
となる。
【００２０】
混合比誤差算出部２９は制御部１５に記憶された設定混合比と演算部２７が算出した算出混合比の混合比誤差を計算し、その結果を不揮発的に記憶部３１に保存しておく。さらにその混合比誤差から、弁切換え時期補正部３３は切換え弁ＶＡ，ＶＢを開閉する時期を補正計算し、その結果に基づいて制御部１５を制御して切換え弁ＶＡ，ＶＢの切換え時期を補正する。
【００２１】
弁切換え時期補正部３３での補正計算方法について、本発明の補正方法の実施例としての２つの計算例を以下に示す。下記の補正は、制御部１５がモータ９の制御、位置センサ１７によるプランジャ１の位置管理、切換え弁ＶＡ，ＶＢの切換え制御を行ない、演算部２７が設定混合比における切換え弁ＶＡ，ＶＢの切換え時期の計算を行ない、弁切換え時期補正部３３が算出混合比と設定混合比との混合比誤差の計算を行なうことで、自動的に行なわれる。
【００２２】
図２はプランジャ位置（角度）と吐出及び吸入速度（単位時間当りの吐出及び吸入流量）の関係を示す波形図である。図２では図１に示した送液装置のプランジャ１の１往復分が送液の１サイクルであり、プランジャ１の２往復分を１グラジエントサイクルとしたときの２回の吸入サイクルにおける、送液装置の吐出及び吸入速度の時間的変化を示す。角度はカム１１の回転角度を示す。
図１及び図２を用いて弁切換え時期補正部３３の補正計算方法の計算例を説明する。
【００２３】
（計算例１）
図２において、カム１１の回転角度０°はプランジャ１の上死点、１８０°はプランジャ１の下死点である。Ｘ25（Ａ液の混合比が２５％）はカム１１の回転角度９０°の位置である。１サイクル目の回転角度０°〜９０°で切換え弁ＶＡを開いて切換え弁ＶＢを閉じた状態にし、カム１１の回転角度９０°で切換え弁ＶＡ，ＶＢを切り換えて、１サイクル目の回転角度９０°〜１８０°、２サイクル目の回転角度０°〜１８０°で切換え弁ＶＡを閉じて切換え弁ＶＢを開いた状態にすれば、送液される移動相のＡ液とＢ液の混合比は、理論上はＡ液：２５％、Ｂ液：７５％になる。
【００２４】
しかし、実際には上死点位置のズレ、カム１１の加工精度のばらつき、溶媒圧縮率の影響などにより混合比誤差が出ることが多い。図２においては、吸引サイクル全１８０°が混合比の５０％に相当するので、混合比の１％がカム１１の回転角度３.６°に相当する。よって、混合比誤差が−１％（Ａ液の混合比が１％少ない）の場合、上死点を−３.６°ずらすように、逆に、混合比誤差が＋１％（Ａ液の混合比が１％多い）の場合、上死点を＋３.６ずらすような補正計算を弁切換え時期補正部３３により行なって切換え弁ＶＡ，ＶＢの実際の切換え時期をずらすような制御をすることにより、正確な混合比で送液することができるようになる。
【００２５】
（計算例２）
図２において、Ｘ10、Ｘ40、Ｘ50はそれぞれ、Ａ／Ｂ（Ａ液の混合比／Ｂ液の混合比）＝１０％／９０％、Ａ／Ｂ＝４０％／６０％、Ａ／Ｂ＝５０％／５０％での理論上の切換え弁の切換え角度である。Ｘ50については、プランジャ１が吐出サイクルの中間点であるのでＡ／Ｂ＝５０％／５０％はほぼ正確な混合比で送液することができる。
【００２６】
Ａ／Ｂ＝５０％／５０％のときにＵＶ検出器２５が示す吸光度をＢ50とし、設定混合比をＡ液：１００−Ｘ％、Ｂ液：Ｘ％で送液したときの吸光度をＢXとすると、演算部２７により算出される実際に送液された移動相の算出混合比は、
Ａ液：１００−｛５０×ＢX／（Ｂ50−Ｂ0）｝［％］
Ｂ液：５０×ＢX／（Ｂ50−Ｂ0）［％］
となる。
【００２７】
この方法でＸ10、Ｘ40で切換え弁ＶＡ，ＶＢを切り換えて送液したときの算出混合比と設定混合比との混合比誤差がＹ10％、Ｙ40％であったとする。
計算例１では吸引１サイクルにつき、補正点は１点であったが、この実施例では吸引１サイクルにつき、補正点が２点（Ｘ10とＸ40）であるので、混合比誤差Ｙ10％、Ｙ40％の符号によって、Ｂ液の混合比が１０％に近いときと４０％に近いときとで切換え弁ＶＢの切換え時期を遅らせたり早めたりすることができる。これにより、吸引１サイクル内での混合比精度がさらに向上する。
さらに、混合比誤差Ｙ10％＝Ｙ60％、Ｙ40％＝Ｙ90％として、切換え時期Ｘ60とＸ90も同じ補正をかけることができる。このようにして、一つの吸引サイクルを補正するだけで、すべてのグラジエントサイクルを補正することができ、全ての混合比において正確な送液ができるようになる。
【００２８】
また、はじめに計算例１の方法で上死点位置の補正を行ない、その後、計算例２の方法で１サイクル分の補正をするという方法で、さらに正確な混合比で移動相の送液が可能となる。
【００２９】
図３は本発明の送液装置の一実施例を示す構成図である。図１と同じ部分には同じ符号を付し、説明は省略する。
送液装置３５は、図１と同様にして、プランジャ１、ポンプ室３、逆止弁５，７、モータ９、カム１１、切換え弁ＶＡ，ＶＢ、制御部１５、位置センサ１７、演算部２７、混合比誤差算出部２９、記憶部３１及び弁切換え時期補正部３３を備えている。混合する液体は、純水であるＡ液、純水に少量のアセトンを入れたアセトン水であるＢ液の２種類の液体である。ポンプ室３の吐出側には、逆止弁７を介して、ミキサ１９及びＵＶ検出器２５が順に接続されている。送液装置３５には、ＵＶ検出器２５の検出信号を演算部２７に取り込むための端子３７が設けられている。
本発明の送液装置を構成する混合比算出部は演算部２７により実現される。
【００３０】
送液装置３５の補正時の動作は、ＵＶ検出器２５の検出信号を端子３７を介して演算部２７に取り込むことにより、図１に示した液体クロマトグラフと同様にして行なう。そのとき、ポンプ室３の吐出側には、液体クロマトグラフの送液装置として使用されるときの流路抵抗と同じ大きさの流路抵抗を設けることが好ましい。
【００３１】
図１の液体クロマトグラフの実施例及び図３の送液装置の実施例では、２種類のＡ液及びＢ液を切り換えるための切換え弁ＶＡ、ＶＢを備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、移動相を構成する液の種類数に応じて３つ以上の液を選択する切換え弁を備えている液体クロマトグラフ及び送液装置においても、切換え弁ごとに補正をかけることができる。
【００３２】
また、上記の実施例では、１グラジエントサイクルを送液装置の２サイクルにより構成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１グラジエントサイクルを送液装置の１サイクル又は３サイクル以上で構成する液体クロマトグラフにも本発明を適用することができる。
【００３３】
また、上記の実施例では、移動相の対象液の成分濃度を検出する検出器としてＵＶ検出器を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の方式の検出器、例えば赤外光や可視光を用いた光学的検出器、屈折率や電気伝導度に基づく検出器などを用いてもよい。
また、上記の実施例では、対象液の成分濃度に対応する検出信号に基づいて算出混合比の計算を行なっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、移動相を構成する液の混合比に対応する検出信号に基づいて算出混合比の計算を行なってもよい。
【００３４】
また、上記の実施例では、ポンプ室が１つのシングルプランジャポンプを備えた液体クロマトグラフに本発明を適用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば２つのポンプ室が直列接続された直列ダブルプランジャポンプや、逆止弁を入口側及び出口側にそれぞれ備えた２つのポンプ室が並列に配置された並列ダブルプランジャポンプなど、プランジャの往復運動により送液を行なう送液装置を備えた液体クロマトグラフであれば、本発明を適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の送液装置の切換え弁切換え時期の補正方法では、移動相の設定混合比に基づいて切換え弁を切り換えて送液された移動相の混合比を求め、求めた移動相の算出混合比と設定混合比との混合比誤差を算出して記憶し、その記憶された混合比誤差に基づいて切換え弁の切換え時期を補正するようにした。
本発明の送液装置では、移動相の設定混合比に基づいて切換え弁を切り換えて送液した移動相の混合比を外部からの検出信号に基づいて算出する混合比算出部と、混合比算出部が算出した移動相の算出混合比と設定混合比との混合比誤差を算出する混合比誤差算出部と、混合比誤差算出部が算出した混合比誤差を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された混合比誤差に基づいて切換え弁の切換え時期を補正する弁切換え時期補正部とを備えているようにした。
本発明の液体クロマトグラフでは、移動相の設定混合比に基づいて切換え弁を切り換えて送液した移動相の混合比を算出する混合比算出部と、混合比算出部が算出した移動相の算出混合比と設定混合比との混合比誤差を算出する混合比誤差算出部と、混合比誤差算出部が算出した混合比誤差を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された混合比誤差に基づいて切換え弁の切換え時期を補正する弁切換え時期補正部とを備えているようにした。
本発明の送液装置、送液装置の切換え弁切換え時期の補正方法及び液体クロマトグラフでは、混合比誤差の大きさに基づいて切換え弁の切換え時期を調節することができ、実際に送液される移動相の混合比と設定された移動相の混合比との誤差を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【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】  同実施例におけるプランジャ位置（角度）と吐出及び吸入速度（単位時間当りの吐出及び吸入流量）の関係を示す波形図である。
【図３】  送液装置の一実施例を示す構成図である。
【図４】  従来の液体クロマトグラフを示す構成図である。
【符号の説明】
１      プランジャ
３      ポンプ室
５，７    逆止弁
９      モータ
１１      カム
１３      合流点
１５      制御部
１７      位置センサ
１９      ミキサ
２１      インジェクタ
２３      カラム
２５      ＵＶ検出器
２７      演算部
２９      混合比誤差算出部
３１      記憶部
３３      弁切換え時期補正部
３５      送液装置
３７      端子
【図１】
0004590750.tif 000002
【図２】
0004590750.tif 000003
【図３】
0004590750.tif 000004
【図４】
0004590750.tif 000005