(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体を希釈液により希釈してなる試料と、移動相としての溶離液とをカラムに供給し、カラムによって分離された成分と前記溶離液とからなる被検液を検出器に供給して、この検出器の測定流路を流れる前記被検液の吸光度を測定することによって、前記検体中の任意の成分の成分比率を測定する高速液体クロマトグラフィー装置であって、
前記検出器は、前記カラムからの前記被検液が流入する供給流路と、この供給流路を通った前記被検液を前記測定流路に流入させる渦流生成路とを有しており、
前記渦流生成路は、前記測定流路に流入する前記被検液に渦流を生じさせることにより流路断面における濃度を均一化させる構成としたことを特徴とする、高速液体クロマトグラフィー装置。
【請求項２】
前記検体は、血液であり、
前記血液中のヘモグロビンにおける糖化ヘモグロビンの比率を測定する構成とした、請求項１に記載の高速液体クロマトグラフィー装置。
【請求項３】
前記渦流生成路は、前記供給流路および前記測定流路よりも流路断面積が小さく、かつ、前記渦流生成路の軸芯は、前記測定流路の軸芯を外れた方向に向かって延びている、請求項１または２に記載の高速液体クロマトグラフィー装置。
【請求項４】
前記渦流生成路の軸芯は、前記供給流路の軸芯と交差する、請求項３に記載の高速液体クロマトグラフィー装置。
【請求項５】
前記渦流生成路の軸芯は、前記供給流路の軸芯および前記測定流路の軸芯とねじれの位置にある、請求項３に記載の高速液体クロマトグラフィー装置。
【請求項６】
前記渦流生成路は、前記供給流路側から前記測定流路側にかけて次第に流路断面積が小さくなっている、請求項３ないし５のいずれかに記載の高速液体クロマトグラフィー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速液体クロマトグラフィー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速液体クロマトグラフィー装置の一例として、血液中のヘモグロビンにおけるヘモグロビンＡ１ｃ（以下「ＨｂＡ１ｃ」と記す）の割合を測定することにより、糖尿病の診断に資する糖化ヘモグロビン測定装置が存在する。この糖化ヘモグロビン測定装置においては、従来、検体としての血液を希釈液で希釈してなる試料の濃度によってＨｂＡ１ｃの測定値が変動し、正確な測定値が得られなかった。すなわち、全ヘモグロビン中のＨｂＡ１ｃの割合が同じ血液であっても、試料の濃度によって測定値が異なっていた。
【０００３】
この原因としては、カラムから検出器としての分光光度計の測定流路に至るまでの管路中で、カラムから流出する被検液が層流になり、測定流路において被検液に流路半径方向の濃度勾配が生じる結果、ヘモグロビンの大部分を占めるヘモグロビンＡ０（以下「ＨｂＡ０」と記す）を正確に測定することができず、ヘモグロビン全体の測定量に誤差が生じるためと考えられる。
【０００４】
すなわち、カラムによって成分別に分離された試料と溶離液とからなる被検液は、管路の管壁抵抗によって、管断面の中心部と比較して周縁部の流速が遅くなっており、この状態が測定流路においても維持されるため、測定流路において流路断面の中心から周縁に向かう方向に被検液の濃度勾配を生じ、管壁近傍が液置換せずに濃度の薄い液になる結果、正確な測定が行なえないのである。特に、このような層流の影響は、被検液の濃度が濃いほど大きいので、ヘモグロビンの大部分を占めるＨｂＡ０の測定値に影響を及ぼし、ＨｂＡ０の測定値が真値よりも小さくなってしまう。
【０００５】
この考察は、試料の濃度が濃いほどＨｂＡ１ｃの測定値が高くなってしまうという経験則と一致する。すなわち、試料の濃度が濃いほど層流の影響が大きく、ＨｂＡ０の測定値が真値よりも小さくなってしまう結果、全ヘモグロビンの測定結果が真値よりも小さくなり、それによって全ヘモグロビン中のＨｂＡ１ｃの割合が計算上大きくなってしまうのである。
【０００６】
また、カラムによる分離に充分長い時間をかければ、被検液の濃度が低下し、層流の影響を軽減できるのであるが、高速液体クロマトグラフィーを利用した糖化ヘモグロビン測定装置においては、多数の検体を短時間で測定する必要があり、カラムによる分離に長時間をかけることは不可能である。
【０００７】
そこで、従来、カラムから検出器に至るまでの管路であって、検出器付近の位置に、拡散コイルと呼称される螺旋状の配管を設け、この拡散コイルによって被検液を混合し、層流における流路半径方向の濃度勾配を緩和することができ、また、本来溶出されている成分のピークを鈍くすることによって、被検液の濃度変化を緩和させ、これによってＨｂＡ０の測定値を真値に近づけるように工夫した糖化ヘモグロビン測定装置が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、拡散コイルを用いた従来の糖化ヘモグロビン測定装置では、高濃度成分であるＨｂＡ０の測定値を真値に近づけることができるものの、カラムによって分離された成分が拡散コイルによって混合される結果、低濃度成分のピークも鈍ってしまい、分析能力が低下するという課題があった。また、カラムによって一旦分離した成分を拡散コイルによって混合するので、クロマトグラムにおけるピークの半値幅が広がる結果、溶出した成分を分析するために、分離に要した時間以上に分析時間がかかってしまうという課題もあった。
【０００９】
【発明の開示】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、試料の濃度のばらつきに起因する高濃度成分の測定誤差を解消できると同時に、拡散コイルに起因する低濃度成分の分析能力の低下や溶出成分の分析時間の増加をなくすことができる結果、正確かつ迅速な測定を行なえる高速液体クロマトグラフィー装置を提供することを、その目的とする。
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１１】
本発明の第１の側面によれば、検体を希釈液により希釈してなる試料と、移動相としての溶離液とをカラムに供給し、カラムによって分離された成分と前記溶離液とからなる被検液を検出器に供給して、この検出器の測定流路を流れる前記被検液の吸光度を測定することによって、前記検体中の任意の成分の成分比率を測定する高速液体クロマトグラフィー装置であって、検出器は、前記カラムからの前記被検液が流入する供給流路と、この供給流路を通った前記被検液を前記測定流路に流入させる渦流生成路とを有しており、渦流生成路は、前記測定流路に流入する前記被検液に渦流を生じさせることにより流路断面における濃度を均一化させる構成としたことを特徴とする、高速液体クロマトグラフィー装置が提供される。
【００１２】
好ましい実施の形態によれば、検体は、血液であり、血液中のヘモグロビンにおける糖化ヘモグロビンの比率を測定する構成とした。
【００１３】
他の好ましい実施の形態によれば、渦流生成路は、前記供給流路および前記測定流路よりも流路断面積が小さく、かつ、前記渦流生成路の軸芯は、前記測定流路の軸芯を外れた方向に向かって延びている。
【００１４】
他の好ましい実施の形態によれば、渦流生成路の軸芯は、前記供給流路の軸芯と交差する。
【００１５】
他の好ましい実施の形態によれば、渦流生成路の軸芯は、前記供給流路の軸芯および前記測定流路の軸芯とねじれの位置にある。
【００１６】
他の好ましい実施の形態によれば、渦流生成路は、前記供給流路側から前記測定流路側にかけて次第に流路断面積が小さくなっている。
【００１７】
このように、測定流路直前の渦流生成路を、測定流路に流入する被検液に渦流を生じさせることにより流路断面における濃度を均一化させる構成としたので、測定流路に流入する被検液を短時間で拡散させることができる。したがって、測定流路の流路断面において被検液の濃度勾配を生じないことから、試料の濃度のばらつきに起因する高濃度成分の測定誤差を解消できる。しかも、被検液の拡散を必要最小限に抑えることができることから、拡散コイルに起因する低濃度成分の分析能力の低下や溶出成分の分析時間の増加をなくすことができる。この結果、正確かつ迅速な測定を行なえる。
【００１８】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る高速液体クロマトグラフィー装置の一例としての糖化ヘモグロビン測定装置の概略構成図であって、この糖化ヘモグロビン測定装置は、試料前処理部１、分析部２、インジェクションバルブ３、制御装置４、および排液部５を備えている。試料前処理部１は、試料調製部１１、および送液ポンプ１２を備えている。分析部２は、溶離液調製部２１、送液ポンプ２２、カラム２３、および検出器２４を備えている。インジェクションバルブ３は、インジェクションループ３１を備えているとともに、６個のポート３ａ〜３ｆを有している。ポート３ａはカラム２３に接続され、ポート３ｂは送液ポンプ２２に接続され、ポート３ｃはインジェクションループ３１の一端に接続され、ポート３ｄ，３ｅは試料調製部１１に接続され、ポート３ｆはインジェクションループ３１の他端に接続されている。
【００２１】
試料前処理部１は、試料を調製してインジェクションループ３１に導入する。分析部２は、インジェクションループ３１から注入された試料を成分分離して測定する。インジェクションバルブ３は、インジェクションループ３１を試料前処理部１の試料調製部１１に接続する状態と分析部２のカラム２３に接続する状態とに切り替わる。制御装置４は、マイクロコンピュータなどを備えており、試料前処理部１の送液ポンプ１２、分析部２の送液ポンプ２２、インジェクションバルブ３、および排液部５のポンプやバルブなどを駆動制御するとともに、検出器２４からの検出信号に基づいて測定結果を図外の記録部に印刷させ、また図外の表示部に表示させる。排液部５は、試料前処理部１および分析部２からの排液を処理する。
【００２２】
試料調製部１１は、検体としての血液を図外の検体収容容器から所定量吸引し、希釈液により希釈することによって試料を調製する。調製された試料は、試料調製部１１に内蔵されている希釈槽に貯留される。送液ポンプ１２は、試料調製部１１により調製された試料を希釈槽からインジェクションループ３１に送り込む。
【００２３】
溶離液調製部２１は、移動相としての溶離液を調製する。溶離液調製部２１には、相互に濃度の異なる溶離液を貯留する複数の溶離液槽や、これら溶離液槽からの溶離液の流路を合流させるマニホールドなどが備えられている。送液ポンプ２２は、溶離液調製部２１によって調製された溶離液をインジェクションバルブ３を介してカラム２３に送り込む。カラム２３は、溶離液とともに供給される試料を目的成分毎に分離する。検出器２４は、分光光度計などを備えており、カラム２３により分離された成分と溶離液とからなる被検液の吸光度を測定する。
【００２４】
インジェクションループ３１は、試料を所定量貯留する。
【００２５】
なお、試料前処理部１や分析部２の全体的な構成は周知であるので、これ以上の具体的な説明は省略する。
【００２６】
図２は、検出器２４の一部切欠斜視図であって、検出器２４は、セル４１、発光素子収容部４２、および受光素子収容部４３を備えている。セル４１と発光素子収容部４２との間には、円板状の透明板４５、および円形のレンズ４６が設置されており、セル４１と受光素子収容部４３との間には、円板状の透明板４７、および円形のレンズ４８が設置されている。発光素子収容部４２とレンズ４６との間には、レンズ押えとしてのＯリング５１が介装されており、受光素子収容部４３とレンズ４８との間には、レンズ押えとしてのＯリング５２が介装されている。Ｏリング５１，５２は、半径方向の断面が円形である。なお図示していないが、発光素子収容部４２には、発光素子としてのたとえばハロゲンランプが設置され、受光素子収容部４３には、受光素子としてのたとえばホトダイオードあるいはホトトランジスタが設置される。また、セル４１と発光素子収容部４２との間には、パッキンが介装されている。また、セル４１と受光素子収容部４３との間には、パッキンが介装されている。透明板４５および透明板４７は、全体が透明であってもよいし、測定流路５５に対応する部分すなわち中央部付近だけが透明であってもよい。
【００２７】
セル４１には、カラム２３からの被検液と測定用の光とが通過する測定流路５５と、カラム２３からの被検液が流入する供給流路５６と、測定流路５５を通過した被検液を検出器２４の外部に導く排出流路５７とが形成されている。
【００２８】
図３は、セル４１の正面図、図４は、図３におけるＡ−Ａ矢視断面図であって、測定流路５５は、セル４１のほぼ中心部を厚み方向に貫通する直線状に形成されている。供給流路５６は、セル４１の右端面から測定流路５５の下方まで直線状に延び、そこで直角に屈曲して、セル４１の正面まで直線状に延びている。供給流路５６と測定流路５５とは渦流生成路５８を介して連通している。排出流路５７は、測定流路５５の終端からセル４１の背面を上面側に延び、直角に屈曲してセル４１の正面側に延び、さらに直角に屈曲してセル４１の上面まで直線状に延びている。
【００２９】
図５は、セル４１における渦流生成路５８付近の拡大図であって、セル４１の正面には、供給流路５６の終端から測定流路５５の始端に至る溝５９が形成されており、この溝５９によって渦流生成路５８が構成されている。すなわち、セル４１と透明板４７とを当接させることにより、溝５９の部分が両端を除いて閉塞された空間となり、この空間が渦流生成路５８を構成する。溝５９は、供給流路５６側から測定流路５５側にかけて先細り状になっており、かつ、供給流路５６の軸芯５６ａと測定流路５５の軸芯５５ａとを結ぶ線分Ｂに対して傾斜する方向に延びている。渦流生成路５８の被検液流れ方向と直交する方向の溝５９の断面形状は、半円形である。
【００３０】
次に動作を説明する。いま、インジェクションバルブ３のポート３ｂとポート３ｃとが連通し、ポート３ｄとポート３ｅとが連通し、ポート３ｆとポート３ａとが連通しているものとする。送液ポンプ２２により溶離液調製部２１からインジェクションバルブ３のポート３ｂに供給された溶離液は、ポート３ｃ、インジェクションループ３１、ポート３ｆ、およびポート３ａを通ってカラム２３に流入する。したがって、インジェクションループ３１に貯留されている所定量の試料は、溶離液調製部２１からの溶離液とともにカラム２３に流入し、試料の注入が行われる。
【００３１】
この後、送液ポンプ１２により試料調製部１１からインジェクションバルブ３のポート３ｅに洗浄液が送出され、この洗浄液は、排液としてポート３ｄから試料調製部１１の希釈槽に至る。これにより、試料前処理部１における試料の流路に残留した試料が洗浄液により除去される。
【００３２】
この後、試料調製部１１の各部が制御装置４によって制御されることにより、検体収容容器から所定量の血液が吸引され、所定の希釈液により希釈されて、試料の調製が行われる。
【００３３】
この後、制御装置４によってインジェクションバルブ３の接続状態が切り替えられ、ポート３ａとポート３ｂとが連通し、ポート３ｃとポート３ｄとが連通し、ポート３ｅとポート３ｆとが連通する。そして、送液ポンプ１２により試料が試料調製部１１からインジェクションバルブ３のポート３ｅに送出される。インジェクションバルブ３のポート３ｅはポート３ｆに接続された状態であるので、試料はインジェクションループ３１に流入し、インジェクションループ３１に所定量の試料が導入される。インジェクションループ３１から溢れた試料は、排液としてポート３ｃ，３ｄを通って試料調製部１１の希釈槽に戻る。なお、溶離液調製部２１からインジェクションバルブ３のポート３ｂに送出された溶離液は、インジェクションループ３１を通らずにポート３ａから流出し、カラム２３に供給される。
【００３４】
一方、溶離液とともにカラム２３に注入された試料は、カラム２３により分離され、分離された成分と溶離液とからなる被検液が検出器２４に供給されて、検出器２４の測定流路５５を通る被検液の吸光度が検出器２４により測定され、検出器２４からの検出信号が制御装置４に入力されて、ＨｂＡ１ａｂ，ＨｂＦ，ＨｂＡ１ｃ，ＨｂＡ０などのクロマトグラムや各成分の比率などが測定結果として表示されるとともに記録用紙上に印刷される。
【００３５】
このとき、供給流路５６と測定流路５５との間に渦流生成路５８が設けられているので、被検液に渦流が生じ、流路断面における濃度が均一化される。すなわち、渦流生成路５８が先細り状であるので、被検液の流速が高速化され、しかも、渦流生成路５８が測定流路５５の直前に位置し、かつ渦流生成路５８は線分Ｂに対して傾斜する方向に延びているので、測定流路５５の始端において被検液が軸芯５５ａから外れた方向に流入することから、測定流路５５の始端部において被検液が瞬間的に螺旋状を描くように流れ、この結果、被検液が短時間で拡散される。したがって、測定流路５５の被検液は、流路断面における濃度が均一化され、濃度勾配を生じることがない。
【００３６】
検出器２４を通過した被検液は、機外の排液収容設備に至る。また、排液部５に吸引された排液は、機外の排液収容設備に排出される。
【００３７】
図６は、血液の希釈倍率と糖化ヘモグロビン測定装置によるＨｂＡ１ｃの測定結果との関係を示す説明図であって、横軸は血液の希釈倍率の逆数、縦軸は全ヘモグロビン中のＨｂＡ１ｃの割合である。図６において、実線は上記実施形態における糖化ヘモグロビン測定装置による測定結果を表しており、破線は拡散コイルを備えていない従来の糖化ヘモグロビン測定装置による測定結果を表している。図６から明らかなように、上記実施形態における糖化ヘモグロビン測定装置によれば、血液の希釈倍率の変化に対するＨｂＡ１ｃの測定値の変化が、拡散コイルを備えていない従来の糖化ヘモグロビン測定装置と比較して格段に少ない。なお、拡散コイルを備えた従来の糖化ヘモグロビン測定装置によれば、血液の希釈倍率の変化に対するＨｂＡ１ｃの測定値の変化は比較的小さいものの、低濃度成分の分析能力が大幅に低下するとともに、溶出成分の分析時間が大幅に増加することが、実験により確認されている。
【００３８】
このように、供給流路５６と測定流路５５との間に渦流生成路５８を設けたので、測定流路５５に流入する被検液を短時間で拡散させて、測定流路５５の流路断面における被検液の濃度を均一化できることから、試料の濃度のばらつきに起因するＨｂＡ０の測定誤差を解消できる。しかも、被検液の拡散を必要最小限に抑えることができることから、従来の糖化ヘモグロビン測定装置における拡散コイルに起因する低濃度成分の分析能力の低下や溶出成分の分析時間の増加をなくすことができる。この結果、正確かつ迅速な測定を行なえる。
【００３９】
なお、上記実施形態においては、図５に示すように、供給流路５６側から測定流路５５側にかけて次第に先細り状になる渦流生成路５８を設けたが、図７に示すように、供給流路５６側から測定流路５５側にかけて次第に先太り状になる渦流生成路６１を設けてもよい。
【００４０】
あるいは、図８に示すように、供給流路５６の終端から測定流路５５の始端に至るまで、一様な流路断面積の渦流生成路６２を設けてもよい。渦流生成路６２の半径は、測定流路５５の半径および供給流路５６の半径よりも小さい。渦流生成路６２の軸芯は、供給流路５６の軸芯５６ａと測定流路５５の軸芯５５ａとを結ぶ線分Ｂと平行である。すなわち、渦流生成路６２の軸芯は、供給流路５６の軸芯５６ａおよび測定流路５５の軸芯５５ａとねじれの位置にある
【００４１】
また、図９〜図１４に示すようなセルを用いてもよい。すなわち、図９は、別の実施形態におけるセルの正面図、図１０は、図９におけるＣ−Ｃ矢視断面図、図１１は、図９におけるＤ−Ｄ矢視断面図、図１２は、図９におけるＥ−Ｅ矢視断面図、図１３は、同背面図、図１４は、渦流生成路付近の拡大図であって、このセル７１においては、供給流路７２と渦流生成路７３とが直交しておらず、ほぼ４５度の角度をなしている。その他の構成はセル４１とほぼ同様である。もちろん、渦流生成路７３は測定流路７４に連通しており、測定流路７４は排出流路７５に連通している。
【００４２】
なお、糖化ヘモグロビン測定装置の全体構成、検出器２４およびセル４１，７１の具体的構成、ならびに渦流生成路５８，７３の具体的形状などは、上記各実施形態のように限定されるものではない。
【００４３】
また、上記各実施形態においては、本発明の高速液体クロマトグラフィー装置を糖化ヘモグロビン測定装置として利用したが、本発明の高速液体クロマトグラフィー装置は、糖化ヘモグロビン測定装置以外の検体測定装置としてもちろん利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高速液体クロマトグラフィー装置の一例としての糖化ヘモグロビン測定装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す糖化ヘモグロビン測定装置に備えられた検出器の一部切欠斜視図である。
【図３】図２に示す検出器に備えられたセルの正面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図５】図３に示すセルにおける渦流生成路付近の拡大図である。
【図６】血液の希釈倍率とＨｂＡ１ｃの測定値との関係の説明図である。
【図７】他の実施形態における渦流生成路付近の拡大図である。
【図８】さらに他の実施形態における渦流生成路付近の拡大図である。
【図９】さらに他の実施形態におけるセルの正面図である。
【図１０】図９におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図１１】図９におけるＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図１２】図９におけるＥ−Ｅ矢視断面図である。
【図１３】図９に示すセルの背面図である。
【図１４】図９に示すセルにおける渦流生成路付近の拡大図である。
【符号の説明】
２３  カラム
２４  検出器
４１  セル
５５  測定流路
５６  供給流路
５７  排出流路
５８  渦流生成路
５９  溝
６１  渦流生成路
６２  渦流生成路
７１  セル
７２  供給流路
７３  渦流生成路
７４  測定流路
７５  排出流路
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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