液相色谱仪的控制方法及液相色谱仪与流程

1.本发明涉及液相色谱仪的控制方法和液相色谱仪。


背景技术：

2.液相色谱仪的分离柱不能超过预定的压力而使用。由于根据梯度在测定中流路内的压力发生变动，因此分离柱需要考虑该变动中的最大到达压力来使用。
3.下述专利文献1涉及对向液相色谱仪的色谱柱进行送液的泵的动作进行控制的技术。该文献记载了如下的技术：“提供一种控制液相色谱系统的方法，该液相色谱系统具备系统泵以及通过流体流路与系统泵流体连通的色谱柱。本方法包含：记录接近系统泵的流路位置处的系统压力的步骤；根据所记录的系统压力来控制系统泵的动作的步骤；基于所记录的系统压力、流路的特性以及系统内的液体的粘度和流速来推定前置柱压力的步骤；以及根据推定前置柱压力来控制系统泵的动作的步骤”(参照摘要)。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特表2015-526731


技术实现要素：

7.发明所要解决的课题
8.在专利文献1那样的以往的液相色谱仪的控制方法中，实际上进行试样的测定、即实际向分离柱进行送液来监视系统压力，测量流路内的压力变动(时间变化)。但是，若测定中最大到达压力超过上限值，则在该时间点中止测定。
9.另一方面，在实际的测定(送液)前难以通过计算求出最大到达压力。这是因为，在大多的液相色谱仪中能够使用通用色谱柱、各种流动相，构成流路的配管的参数(色谱柱的直径、长度)、流体的参数(流动相的粘性、混合比)不稳定。因此，基于操作人员的经验来预测色谱柱部分的最大到达压力。
10.另外，当分离柱劣化时，分离柱的初始压力上升。分离柱的初始压力的上升使测定中的最大到达压力的预测变得更加困难。
11.本发明是鉴于上述那样的技术课题而完成的，其目的在于提供一种在实际进行测定之前推定测定中的压力的最大到达值的液相色谱仪的控制方法以及液相色谱仪。
12.用于解决课题的手段
13.为了解决上述课题，例如采用请求专利权的技术方案所记载的结构。
14.本发明包含多个解决所述课题的手段，若列举其中一例，则是一种液相色谱仪的控制方法，该液相色谱仪具备：泵，其具有能够一边按照梯度送液条件变更多个洗脱液的组成一边送液的梯度功能；试样注入部，其实施试样注入；分离柱；分析流路，其从所述泵经由所述试样注入部连接所述分离柱；以及压力传感器，其检测由所述泵进行的送液中的所述分析流路内的压力，其特征在于，基于由所述泵进行的送液开始时的所述分析流路内的压
力即初始压力和所述梯度送液条件，计算测定中的最大假定压力，在判断为所述最大假定压力为预定的压力上限以上的情况下，不实施所述试样注入。
15.发明效果
16.根据本发明，能够提供在实际进行测定之前推定测定中的压力的最大到达值的液相色谱仪的控制方法及液相色谱仪。
17.上述以外的课题、结构及效果通过以下的实施例的说明而变得明确。
附图说明
18.图1是实施方式1的液相色谱仪1的结构图。
19.图2是梯度(gradient)送液后的混合后的洗脱液的参数的例子。
20.图3是实施方式1的使用了分析流路20的测定的可否判断的流程图。
21.图4是关于最大假定压力p
max
与压力上限p
limit
的比较s107的图表。
22.图5是实施方式2的液相色谱仪1的结构图。
23.图6是实施方式2的使用了分析流路20的测定的可否判断的流程图。
具体实施方式
24.＜实施方式1：装置结构＞
25.以下，使用附图对本发明的实施例进行说明。
26.图1是本发明的实施方式1的液相色谱仪1的结构图。液相色谱仪1是将从试样注入部14注入的试样通过分离柱15内的固定相和从洗脱液瓶11供给的洗脱液(移动相)分离，通过设置于分离柱15下游的检测器16进行检测的装置。液相色谱仪1具备洗脱液瓶11、泵12、压力传感器13、试样注入部14、分离柱15、作为检测器16的质量分析装置、控制部17。
27.为了方便，将从泵12经由试样注入部14连接分离柱15的流路称为分析流路20。由构成分析流路20的配管、部件的直径、长度等产生的送液阻力等参数是已知的，由控制部17存储。
28.洗脱液例如为甲醇和蒸馏水。在第一个洗脱液瓶11中容纳有作为a液(第一洗脱液)的甲醇，在第二个洗脱液瓶11中容纳有作为b液(第二洗脱液)的蒸馏水，按照后述的梯度送液条件进行混合，向分离柱15送液。洗脱液根据试样或分离柱15适当选择，但导入到装置的洗脱液的参数(种类、浓度、粘度等)是已知的，存储在控制部17中。图2为梯度送液后的混合的洗脱液的参数的例子，是在横轴绘制甲醇浓度(％)，在纵轴绘制粘度(mpa
·
s)的图。例如在以甲醇浓度成为60％的方式进行了梯度送液时，混合的洗脱液的粘度约为1.6mpa
·
s。
29.泵12基于来自控制部17的指示，从洗脱液瓶11吸引洗脱液，向分析流路20送液。该泵12具有能够按照梯度送液条件，一边变更多个溶剂的组成一边进行送液的梯度功能。在本实施方式中，针对每个洗脱液瓶11设置有泵12。这些泵12基于按照梯度送液条件的来自控制部17的指示，以所指示的参数(定时、期间、流量、流速、压力等)将洗脱液向分析流路20送液。
30.压力传感器13设置在泵12与试样注入部14之间，检测分析流路20的压力。
31.未图示的自动进样器对从检体前处理装置等投入的试样进行吸引，向试样注入部
14导入。试样注入部14基于来自控制部17的指示，将试样导入分析流路20。
32.分离柱15在内部具有固定相。分离柱15通过固定相和从泵12送液的洗脱液对来自试样注入部14的试样进行分离。由该分离柱15的柱的直径、长度、固定相等产生的送液阻力等参数是已知的，由控制部17存储。
33.在分离柱15的下游连接有作为检测器16的质量分析装置。由分离柱15分离出的试样基于来自控制部17的指示被导入检测器16并进行检测。
34.控制部17监视压力传感器13检测到的分析流路20的压力，判断能否使用分析流路20进行测定，即，在符合预定的条件时变更试样注入部14的动作。关于条件的详情和动作的变更内容在后面叙述。
35.＜实施方式1：动作顺序＞
36.图3是实施方式1的使用了分析流路20的测定的可否判断的流程图。
37.当接受测定指示而进行处理开始s101时，控制部17进行测定条件的获取s102。测定条件为试样的种类、洗脱液的种类、梯度送液条件、分离柱15的种类等。控制部17基于从未图示的其他控制装置接收到的试样的识别信息和分析项目信息，从控制部17所存储的数据表中读出与试样的识别信息和分析项目信息对应的测定项目。
38.控制部17进行压力上限p
limit
的获取s103。压力上限p
limit
是由构成分析流路20的部件特别是分离柱15确定的、送液时能够允许的压力的上限。控制部17从上述的数据表中读出与测定中使用的(与当前分析流路20连接的)分离柱15对应的压力上限值，并设定为压力上限p
limit
。
39.控制部17指示泵12，开始进行送液s104。在此，控制部17通过从压力传感器13获取分析流路20的压力，进行送液开始时间点的初始压力p
ini
的获取s105。初始压力p
ini
是在来自泵12的送液成为稳定状态而能够检测恒定的压力值的状态下获取的值，例如是在从送液开始起按恒定压力持续1分钟的送液的情况下的压力变化的平均值。
40.控制部17进行最大假定压力p
max
的计算s106。该计算能够通过使用初始压力p
ini
、梯度送液条件、分析流路20的直径、长度、流动相的粘度等上述已知的参数的要素通过已知的压力计算方法(通过达西-魏斯巴赫公式来推定各部的压力损失等)来进行。在此，每次测定时发生变化的可能性高的是测定条件内的梯度送液条件、初始压力p
ini
，因此，若将梯度送液条件和初始压力p
ini
获取为参数，则其他要素能够计算为预定的常数。
41.控制部17进行最大假定压力p
max
与压力上限p
limit
的比较s107。在最大假定压力p
max
小于压力上限p
limit
的情况下，进行测定实施s108。在最大假定压力p
max
为压力上限p
limit
以上的情况下，成为处理结束s110。
42.在最大假定压力p
max
与压力上限p
limit
的比较s107中最大假定压力p
max
小于压力上限p
limit
的情况下，控制部17进行测定实施s108。即，判断为能够进行使用了分析流路20的测定，实施由试样注入部14进行的试样注入。之后，试样被分离柱15分离，通过检测器16检测。
43.控制部17进行是否存在下一次测定的判断s109。在有下一次测定的情况下，进行该下一次测定的测定条件的获取s102。在没有下一次的测定的情况下，成为处理结束s110。
44.＜实施方式1：总结＞
45.图4是关于最大假定压力p
max
与压力上限p
limit
的比较s107的图表。横轴表示时间t，纵轴表示分析流路20内的压力p。通过泵12的梯度送液动作，如图2所示，梯度送液后的混合
后的洗脱液的粘度发生变化。在图4中，描绘了a液(甲醇)的浓度％a的变化501。初始压力p
ini
根据构成分析流路20的部件特别是分离柱15的劣化而变化。基本上，当分离柱15的劣化加剧时，初始压力p
ini
上升。因此，通过在每次实施测定时获取初始压力p
ini
，能够计算与分离柱15的最新状况相应的最大假定压力p
max
。
46.在图4中，描绘了分离柱15未使用的情况下的压力变化502a、分离柱15略微劣化的情况下的压力变化502b、分离柱15进一步劣化的情况下的压力变化502c。若梯度送液条件根据时间而变化，则混合后的洗脱液的粘度发生变化，与此相应地分析流路20内的压力也发生变化。在本发明中，最大假定压力p
max
的计算所需的参数全部是已知的，因此即使不进行试样注入也能够推定分析流路20内的压力。通过进一步获取初始压力p
ini
，能够进行更精密的最大假定压力p
max
的计算。在分离柱15进一步劣化的情况下的压力变化502c的例子中，最大假定压力p
max
为压力上限p
limit
以上，因此不使用具备该状态的分离柱15的分析流路20，不实施基于试样注入部14的试样注入。由此，能够在不浪费试样的情况下中止测定或催促用户更换分离柱15。
47.＜实施方式2＞
48.图5是本发明的实施方式2的液相色谱仪1的结构图。在本实施方式2中，将实施方式1中说明的从洗脱液瓶11到分离柱15的结构双重化，经由切换阀18与作为检测器16的质量分析装置连接。控制部17控制这些整体的结构。其他结构与实施方式1相同。
49.来自未图示的自动进样器的试样能够导入到2个试样注入部14中的任一个，根据来自控制部17的指示选择导入目的地的试样注入部14。
50.在本实施方式中，以将实施方式1中说明的从洗脱液瓶11到分离柱15的结构双重化的例子进行说明，但也可以将从洗脱液瓶11到分离柱15的结构进一步多重化，经由切换阀18与作为检测器16的质量分析装置连接。也可以将检测器16并联化，例如也可以在切换阀18的下游并联连接2个检测器16。
51.图6是实施方式2的使用了分析流路20的测定的可否判断的流程图。
52.当接收到测定指示并进行处理开始s201时，控制部17进行测定条件的获取s202。测定条件为试样的种类、洗脱液的种类、梯度送液条件、分离柱15的种类等。控制部17基于从未图示的其他控制装置接收到的试样的识别信息和分析项目信息，从控制部17所存储的数据表中读出与试样的识别信息和分析项目信息对应的测定项目。
53.控制部17进行压力上限p1
limit
的获取s203。压力上限p1
limit
是由构成第一分析流路20的部件特别是第一分离柱15确定的、在送液时能够允许的压力的上限。控制部17从所述数据表中读出与测定中使用的(当前与第一分析流路20连接的)第一分离柱15对应的压力上限值，并设定为压力上限p1
limit
。
54.控制部17对第一分析流路20的泵12进行指示，进行送液开始s204。在此，控制部17通过从第一分析流路20的压力传感器13获取第一分析流路20的压力，进行送液开始时间点的初始压力p1
ini
的获取s205。
55.控制部17进行最大假定压力p1
max
的计算s206。该计算能够使用初始压力p1
ini
、第一分析流路20的直径、长度、流动相的粘度等上述已知的参数的要素通过已知的压力计算方法来进行。在此，每次测定时发生变化的可能性高的是测定条件内的梯度送液条件和初始压力p1
ini
，因此，若将梯度送液条件和初始压力p1
ini
获取为参数，则其他要素能够计算为
预定的常数。
56.控制部17进行最大假定压力p1
max
与压力上限p1
limit
的比较s207。在最大假定压力p1
max
小于压力上限p1
limit
的情况下，使用第一分析流路20进行测定实施s208。在最大假定压力p1
max
为压力上限p1
limit
以上的情况下，进行其他的分析流路20的确认s211。
57.在最大假定压力p1
max
与压力上限p1
limit
的比较s207中最大假定压力p1
max
小于压力上限p1
limit
的情况下，控制部17进行使用了第一分析流路20的测定实施s208。即，判断为能够进行使用了第一分析流路20的测定，实施由第一分析流路20的试样注入部14进行的试样注入。之后，试样被第一分离柱15分离，由通过切换阀18与第一分析流路20连接的质量分析装置进行检测。
58.控制部17进行是否存在下一次测定的判断s209。在有下一次测定的情况下，进行该下一次测定的测定条件的获取s202。在没有下一次的测定的情况下，成为处理结束s210。
59.在最大假定压力p1
max
为压力上限p1
limit
以上的情况下，控制部17进行其他的分析流路20的确认s211。在此的确认是指是否能够使用其他分析流路20(第二分析流路20)的确认。例如，如果在第二分析流路20中不进行试样的分离，与第二分析流路20连接的洗脱液瓶11的洗脱液的余量充足，且第二分析流路20的分离柱15(第二分离柱15)的使用准备(平衡化、加热)完成，则判断为能够使用第二分析流路20。
60.从其他分析流路20(第二分析流路20)中的测定条件的获取s212到最大假定压力p1
max
的计算s216为止的处理内容，除了对象代替第一分析流路20而成为第二分析流路20之外，与从第一分析流路20中的测定条件的获取s202到最大假定压力p1
max
的计算s206为止的处理内容相同。
61.在进行了第二分析流路20中的最大假定压力p1
max
的计算s216之后，控制部17进行第二分析流路20中的最大假定压力p1
max
与压力上限p1
limit
的比较s217。在最大假定压力p1
max
小于压力上限p1
limit
的情况下，控制部17进行使用了第二分析流路20的测定实施s218。在最大假定压力p1max为压力上限p1
limit
以上的情况下，成为处理结束s210。
62.在第二分析流路20中的最大假定压力p1
max
与压力上限p1
limit
的比较s217中最大假定压力p1
max
小于压力上限p1
limit
的情况下，控制部17进行使用了第二分析流路20的测定实施s208。即，判断为能够进行使用了第二分析流路20的测定，实施由第二分析流路20的试样注入部14进行的试样注入。之后，试样被第二分离柱15分离，由通过切换阀18与第二分析流路20连接作为检测器16的质量分析装置来进行检测。
63.控制部17进行是否存在下一次测定的判断s219。在有下一次测定的情况下，进行该下一次测定的测定条件的获取s212。在没有下一次测定的情况下，成为处理结束s210。
64.针对第二分析流路20执行进行了下一次测定的测定条件的获取s212后的压力上限的获取s213以后的处理。这是因为，在第一分析流路20中第一分离柱15的劣化加剧，推定为图4所示的分离柱15进一步劣化的情况下的压力变化502c的状态。在更换第一分离柱15等第一分析流路20的参数变化的情况下，图6所示的使用了分析流路20的测定的可否判断从s201开始即可。
65.在进行第二分析流路20中的最大假定压力p1
max
与压力上限p1
limit
的比较s217且最大假定压力p1
max
为压力上限p1
limit
以上的情况下，进而存在其他分析流路20(第三分析流路20、第四分析流路20、
…
)的情况下，也可以对该其他分析流路20进行从其他分析流路20的
确认s210到是否有下一次测定的判断s219为止的处理。
66.如以上说明的那样，根据本实施方式，在1个分析流路20中判断为最大假定压力超过设定压力的情况下，能够在其他分析流路20中实施试样注入。
67.＜关于本发明的变形例＞
68.在以上的实施方式中，作为洗脱液的例子，例示了甲醇和蒸馏水，但对于其他洗脱液也可以应用本发明的技术。另外，混合的洗脱液不限于2种，也可以为3种以上。另外，例示了洗脱液瓶11与泵12成对的结构，但也可以是泵12的数量比洗脱液瓶11少，利用切换阀切换与泵12连接的洗脱液瓶11的结构。
69.在以上的实施方式中，各参数由控制部17存储，但这些参数也可以在液相色谱仪1的制造时、起动时、分析动作时、维护时等直接测量而获取，也可以经由网络从外部服务器获取。另外，控制部17不需要存储作为各参数的明细而例示的所有要素，只要能够由控制部17获取送液压力的推定所需的要素即可。
70.在以上的实施方式中，例示了使用质量分析装置作为检测器16的情况，但也可以使用其他的检测装置。
71.在以上的实施方式中，控制部17也能够由安装了该功能的电路器件等硬件构成，也能够通过运算装置执行安装了该功能的软件来构成。另外，以单一的控制部17控制实施方式中说明的各部位的方式进行了说明，但也可以针对各部位设置单独的控制部17。另外，控制部17可以组装于液相色谱仪1，也可以是外部的控制装置。
72.在以上的实施方式中，控制部17监视压力传感器13检测出的分析流路20的压力，判断能否使用分析流路20进行测定，即，在符合预定的条件时变更试样注入部14的动作，但也可以取而代之发出警报。警报的形式可以是任意的。例如，可以考虑在与控制部17连接的未图示的画面上显示警报图像、使警报器工作、输出记述了警报内容的数据等。
73.在以上的实施方式中，从控制部17所存储的数据表中读出数据，但该数据既可以由用户经由未图示的输入单元输入到控制部17，也可以由控制部17经由通信从其他控制装置获取。
74.此外，本发明并不限定于所述的实施例，包含各种变形例。例如，上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而详细地说明的例子，并不限定于必须具备所说明的全部结构。另外，能够将某实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，另外，也能够在某实施例的结构中添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除、置换。
75.附图标记说明
76.1：液相色谱仪
77.11：洗脱液瓶
78.12：泵
79.13：压力传感器
80.14：试样注入部
81.15：分离柱
82.16：检测器
83.17：控制部
84.18：切换阀
85.20：分析流路。

技术特征：
1.一种液相色谱仪的控制方法，该液相色谱仪具备：泵，其具有能够按照梯度送液条件一边变更多个洗脱液的组成一边进行送液的梯度功能；试样注入部，其实施试样注入；分离柱；分析流路，其从所述泵经由所述试样注入部连接所述分离柱；以及压力传感器，其检测由所述泵进行的送液中的所述分析流路内的压力，其特征在于，基于由所述泵进行的送液开始时的所述分析流路内的压力即初始压力和所述梯度送液条件，计算测定中的最大假定压力，在判断为所述最大假定压力为预定的压力上限以上的情况下，不实施所述试样注入。2.根据权利要求1所述的液相色谱仪的控制方法，其特征在于，该液相色谱仪具备：2个以上的分析流路，各分析流路包含送液泵、试样注入部、分离柱；以及1个以上的检测器，其配置在所述分析流路的下游，在判断为1个所述分析流路中的所述最大假定压力为压力上限以上的情况下，通过其他分析流路实施所述试样注入。3.一种液相色谱仪，具备：泵，其具有能够按照梯度送液条件一边变更多个洗脱液的组成一边进行送液的梯度功能；试样注入部，其实施试样注入；分离柱；分析流路，其从所述泵经由所述试样注入部连接所述分离柱；压力传感器，其检测由所述泵进行的送液中的所述分析流路内的压力；以及控制部，其特征在于，所述控制部基于由所述泵进行的送液开始时的所述分析流路内的压力即初始压力和所述梯度送液条件，计算测定中的最大假定压力，在判断为所述最大假定压力为预定的压力上限以上的情况下，以不实施所述试样注入的方式控制所述试样注入部。4.根据权利要求3所述的液相色谱仪，其特征在于，该液相色谱仪具备：2个以上的分析流路，各分析流路包含送液泵、试样注入部、分离柱；以及1个以上的检测器，其配置在所述分析流路的下游，在判断为1个所述分析流路中的所述最大假定压力为压力上限以上的情况下，以通过其他分析流路实施所述试样注入的方式控制所述试样注入部。

技术总结
提供在实际进行试样的测定之前推定测定中的压力的最大到达值的液相色谱仪的控制方法及液相色谱仪。一种液相色谱仪(1)的控制方法，该液相色谱仪具备：泵(12)，具有能按照梯度送液条件一边变更多个洗脱液的组成一边送液的梯度功能；试样注入部(14)，实施试样注入；分离柱(15)；分析流路(20)，从所述泵经由所述试样注入部连接所述分离柱；压力传感器(13)，检测所述泵的送液中的所述分析流路内的压力，基于所述泵的送液开始时的所述分析流路内的压力即初始压力(P


技术研发人员：伊藤伸也
受保护的技术使用者：株式会社日立高新技术
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2023/8/9