JP2005351717A - Gradient liquid feed system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gradient liquid feed system capable of conducting, with satisfactory reproducibility, separation analysis by gradient elution in a nanoliter-per-minute level of range, while inexpensive. <P>SOLUTION: Pumps 1, 2 are operated to detect pressures by pressure sensors 6, 7, without connecting a pipe in a downstream of a sample injector 14 from a ten-way valve 3. Pressures are detected by the pressure sensors 6, 7, with the connected pipe in the downstream of the ten-way valve 3. Respective pressure differences between the pressures of the pressure sensors 6, 7 before and after the connection of the pipe in the downstream of the sample injector 14 are calculated, and a controller 4 controls opening and closing of a pressure regulation valve 5 to reduce the calculated pressure differences. The separation analysis by gradient elution in the nanoliter-per-minute level of range is thereby carried out with the satisfactory reproducibility, by combining the microliter pump 1 and the nanoliter pump 2. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、分離分析技術に係り、特に、毎分ナノリットル（１０−９Ｌ／ｍｉｎ）領域の流量での分離分析を行うためのグラジエント送液システムに関する。 The present invention relates to a separation analysis technique, and more particularly, to a gradient liquid feeding system for performing separation analysis at a flow rate in the nanoliter (10 −9 L / min) region per minute.

近年、液体クロマトグラフ等の分離分析装置において、毎分ナノリットル領域でのグラジエント溶出を行うことが要求されている。   In recent years, it has been required to perform gradient elution in a nanoliter region per minute in a separation analyzer such as a liquid chromatograph.

この要求に応えるために、毎分マイクロリットル（１０−６Ｌ／ｍｉｎ）領域の流量で送液可能なポンプから送られてくる溶液を、スプリッターで分割し、毎分ナノリットル流量の送液を行う方式が採用されている。 In order to meet this requirement, the solution sent from a pump capable of delivering liquid at a flow rate in the microliter (10 −6 L / min) region per minute is divided by a splitter, and the solution is fed at a nanoliter flow rate per minute. The method to do is adopted.

また、毎分ナノリットル領域でのグラジエント溶出を行うために、一分析に必要なグラジエント溶液を、あらかじめ１個または複数のチューブに充填させてから、送液ポンプとバルブとを利用して、順次分析カラムに導入する方式がある。   In addition, in order to perform gradient elution in the nanoliter region per minute, one or more tubes are filled with a gradient solution necessary for one analysis in advance, and then sequentially using a liquid feed pump and a valve. There is a method to introduce into the analytical column.

また、ナノリットル領域でのグラジエント溶出を行なう技術ではないが、複数の流路から送出される溶媒を６方バルブにより切り換えて、分析カラムに供給する技術が特許文献１に記載されている。   Further, although it is not a technique for performing gradient elution in the nanoliter region, Patent Document 1 discloses a technique in which the solvent sent from a plurality of flow channels is switched by a six-way valve and supplied to an analysis column.

この特許文献１には、溶媒切り換え時の圧力変動を抑制するための、ダンパー（圧力調整手段）を配置する技術が記載されている。   This Patent Document 1 describes a technique for disposing a damper (pressure adjusting means) for suppressing pressure fluctuation at the time of solvent switching.

特開２００３−１８５６４６号公報JP 2003-185646 A

しかしながら、上記に示すスプリッターを用いる方式では、流路の抵抗によって溶液の分割比が決まっているため、流路に詰まりが発生すると流量が変動してしまうという問題が発生する。   However, in the method using the splitter described above, since the solution split ratio is determined by the resistance of the flow path, there is a problem that the flow rate fluctuates when the flow path is clogged.

また、複数のチューブにグラジエント溶液を充満する場合では、組成の異なる有機溶媒をチューブに導入することから、チューブ間の圧力差が生じ、バルブを切り替える際にその圧力差の影響によって正確な流量で送液を行うことが困難になる。   In addition, when multiple tubes are filled with a gradient solution, an organic solvent with a different composition is introduced into the tube, resulting in a pressure difference between the tubes. It becomes difficult to perform liquid feeding.

そこで、毎分ナノリットル（ｎＬ／ｍｉｎ）の流量で送液するポンプを各流路に配置し、特許文献１記載の技術のように、複数の溶媒を切り換えながら、分析カラムに供給する方法が考えられる。   Therefore, there is a method in which a pump that feeds at a flow rate of nanoliters (nL / min) per minute is arranged in each flow path, and a plurality of solvents are switched and supplied to the analysis column as in the technique described in Patent Document 1. Conceivable.

しかしながら、ナノリットル送液用ポンプは高価であり、ナノリットル送液用ポンプを複数備えることは、送液システムを高価格としてしまう。   However, the nanoliter liquid pump is expensive, and providing a plurality of nanoliter liquid pumps makes the liquid system expensive.

また、一つのポンプで２つの溶液を混合して、流路に供給したい場合があるが、ナノリットル送液用ポンプでは、この要請に応えることは困難である。   Further, there are cases where it is desired to mix two solutions with one pump and supply them to the flow path, but it is difficult to meet this requirement with a nanoliter pump.

本発明は、低価格でありながら、毎分ナノリットル領域でのグラジエント溶出による分離分析を再現性良く行うことが可能なグラジエント送液システムを実現することである。   The present invention is to realize a gradient liquid feeding system capable of performing separation analysis by gradient elution in a nanoliter region per minute with good reproducibility while being inexpensive.

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
（１）毎分マイクロリットルの流量で複数の溶液を混合して送液が可能なグラジエントポンプと、毎分ナノリットルの流量で送液が可能なイソクラティックポンプと、上記グラジエントポンプから送られる溶液を、複数のサンプリングループに交互に流し、上記イソクラティックポンプから送液される溶液と共に送液するバルブと、上記グラジエントポンプ、イソクラティックポンプ及びバルブの動作を制御するコントローラとを有するグラジエント送液システムであって、
上記グラジエントポンプの送液圧力及び上記イソクラティックポンプの送液圧力を検出する圧力センサと、上記グラジエントポンプの送液圧力を調整する圧力調整手段とを備え、上記コントローラは、上記圧力センサが検出した圧力に基づいて、上記複数のサンプリングループ内圧力の互いの差が小となるように上記圧力調整手段の圧力調整量を制御する。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
(1) Gradient pump capable of mixing and feeding a plurality of solutions at a flow rate of microliters per minute, isocratic pump capable of feeding at a flow rate of nanoliters per minute, and the gradient pump. A gradient having a valve for alternately flowing a solution to a plurality of sampling loops and feeding the solution together with a solution fed from the isocratic pump, and a controller for controlling the operation of the gradient pump, the isocratic pump and the valve. A liquid delivery system,
A pressure sensor for detecting the liquid feed pressure of the gradient pump and the liquid feed pressure of the isocratic pump; and a pressure adjusting means for adjusting the liquid feed pressure of the gradient pump. The controller detects the pressure sensor. Based on the measured pressure, the pressure adjustment amount of the pressure adjusting means is controlled so that the difference between the plurality of sampling loop pressures becomes small.

（２）好ましくは、上記（１）において、上記コントローラは、上記バルブに接続される送液対象物が接続されていない状態の、上記グラジエントポンプの送液圧力Ｐ１ａ及び上記イソクラティックポンプの送液圧力Ｐ２ａを検出し、上記バルブに上記送液対象物が接続された状態の、上記グラジエントポンプの送液圧力Ｐ１ｂ及び上記イソクラティックポンプの送液圧力Ｐ２ｂを検出し、上記送液圧力Ｐ１ｂとＰ１ａとの圧力差Ｐ１ｃと、上記送液圧力Ｐ２ｂとＰ２ａとの圧力差Ｐ２ｃとを算出し、上記圧力差Ｐ１ｃとＰ２ｃとの差が小となるように上記圧力調整手段の圧力調整量を制御する。   (2) Preferably, in the above (1), the controller is configured so that the liquid feed pressure P1a of the gradient pump and the feed of the isocratic pump are not connected to the liquid feed object connected to the valve. The liquid pressure P2a is detected, and the liquid supply pressure P1b of the gradient pump and the liquid supply pressure P2b of the isocratic pump in a state where the liquid supply object is connected to the valve are detected, and the liquid supply pressure P1b The pressure difference P1c between P1a and P1a and the pressure difference P2c between the liquid feeding pressures P2b and P2a are calculated, and the pressure adjustment amount of the pressure adjusting means is set so that the difference between the pressure differences P1c and P2c is small. Control.

（３）また、好ましくは、上記（２）において、上記バルブと送液対象物との間に接続され、上記バルブと上記送液対象物とを接続するか接続しないかの切り替えを行なう切り替えバルブを備え、上記コントローラは、上記切り替えバルブの切り替え動作を制御する。   (3) Preferably, in the above (2), the switching valve is connected between the valve and the liquid feeding object and performs switching between connecting and not connecting the valve and the liquid feeding object. The controller controls the switching operation of the switching valve.

（４）液体クロマトグラフ装置において、
毎分マイクロリットルの流量で複数の溶液を混合して送液が可能なグラジエントポンプと、毎分ナノリットルの流量で送液が可能なイソクラティックポンプと、上記グラジエントポンプの送液圧力及び上記イソクラティックポンプの送液圧力を検出する圧力センサと、上記グラジエントポンプの送液圧力を調整する圧力調整手段と、上記グラジエントポンプから送られる溶液を、複数のサンプリングループに交互に流し、上記イソクラティックポンプから送液される溶液と共に送液するバルブと、上記バルブに接続され、分析試料を導入する試料導入部と、上記試料導入部に接続され、試料を分離する分離カラムと、上記分離カラムから溶出される溶液を分析する分析手段と、上記グラジエントポンプ、イソクラティックポンプ及びバルブの動作を制御すると共に、上記圧力センサが検出した圧力に基づいて、上記複数のサンプリングループ内圧力の互いの差が小となるように上記圧力調整手段の圧力調整量を制御するコントローラとを備える。 (4) In a liquid chromatograph apparatus,
Gradient pump capable of mixing and feeding a plurality of solutions at a flow rate of microliters per minute, isocratic pump capable of feeding at a flow rate of nanoliters per minute, liquid feed pressure of the gradient pump and the above A pressure sensor for detecting the liquid feeding pressure of the isocratic pump, a pressure adjusting means for adjusting the liquid feeding pressure of the gradient pump, and a solution sent from the gradient pump are alternately flowed into a plurality of sampling loops, and A valve for feeding together with a solution fed from a critic pump, a sample introduction unit for introducing an analysis sample, connected to the valve, a separation column for separating a sample connected to the sample introduction unit, and the separation Analysis means for analyzing the solution eluted from the column, and the gradient pump, isocratic pump and valve Controls the work, based on the pressure which the pressure sensor detects, and a controller for controlling the pressure adjustment amount of the pressure adjusting means so that the difference of each other of said plurality of sampling loop pressure becomes small.

本発明によれば、低価格でありながら、毎分ナノリットル領域でのグラジエント溶出による分離分析を再現性良く行うことが可能なグラジエント送液システムを実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a gradient liquid feeding system capable of performing separation analysis by gradient elution in the nanoliter region per minute with good reproducibility while being inexpensive.

また、上記グラジエント送液システムを有する液体クロマトグラフ装置を実現することができる。   Moreover, the liquid chromatograph apparatus which has the said gradient liquid feeding system is realizable.

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態であるグラジエント送液システムが適用された液体クロマトグラフ装置の概略構成図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a liquid chromatograph apparatus to which the gradient liquid feeding system according to the first embodiment of the present invention is applied.

図１において、ポンプ１は、毎分マイクロリットル（μＬ／ｍｉｎ）の流量で二つの溶液８、９を低圧グラジエント方式で送液を行うポンプ（グラジエントポンプ）である。溶液８、９を、電磁弁１１、１２によりどちらか一方又は互いに混合されてポンプ１に供給することも可能である。   In FIG. 1, a pump 1 is a pump (gradient pump) that feeds two solutions 8 and 9 by a low pressure gradient method at a flow rate of microliter (μL / min) per minute. It is also possible to supply the solutions 8 and 9 to the pump 1 by mixing them with the solenoid valves 11 and 12 or with each other.

ポンプ１から送られる溶液は、圧力センサ６を経て、ミキサー１３で混合された後、１０方バルブ３へ送液される。   The solution sent from the pump 1 is mixed by the mixer 13 via the pressure sensor 6 and then sent to the 10-way valve 3.

なお、ミキサー１３を省略した条件で送液を行っても、圧力等に揺らぎのないグラジエントカーブが得られる場合は、ミキサー１３は必ずしも必要ではない。   Note that the mixer 13 is not necessarily required when a gradient curve that does not fluctuate in pressure or the like can be obtained even if liquid feeding is performed under the condition that the mixer 13 is omitted.

１０方バルブ３はサンプリングループ１７、１８を備え、ポンプ１から送液された溶液は、１０方バルブ３の流路を切り替えることで、サンプリングループ１７、１８の何れか一つに送られる。   The 10-way valve 3 includes sampling loops 17 and 18, and the solution sent from the pump 1 is sent to one of the sampling loops 17 and 18 by switching the flow path of the 10-way valve 3.

サンプリングループ１７、１８の容積は、それぞれ１マイクロリットル（μＬ）程度である。   The volumes of the sampling loops 17 and 18 are each about 1 microliter (μL).

図１に示した状態では、マイクロリットル送液用ポンプ１からの溶液は、サンプリングループ１７を経由した後、バイパス１９を介して、圧力調整バルブ５を経てドレイン２０に排出される。   In the state shown in FIG. 1, the solution from the microliter liquid feeding pump 1 passes through the sampling loop 17 and then is discharged to the drain 20 through the bypass 19 and the pressure adjustment valve 5.

また、１０方バルブ３には、溶液１０を毎分ナノリットル（ｎＬ／ｍｉｎ）の流量で送液するポンプ２（例えば、シリンジ型やレシプロ型のポンプ（イソクラティックポンプ））が接続されている。   The 10-way valve 3 is connected to a pump 2 (for example, a syringe type or reciprocating type pump (isocratic pump)) that delivers the solution 10 at a flow rate of nanoliters (nL / min) per minute. Yes.

図１に示す状態では、ポンプ２からの溶液は、圧力センサ７、サンプリングループ１８を介してサンプルインジェクタ１４に流れる流路が形成されている。   In the state shown in FIG. 1, a flow path is formed in which the solution from the pump 2 flows to the sample injector 14 via the pressure sensor 7 and the sampling loop 18.

図２は、図１に示す状態からバルブ３を切り替えた際の流路を示す図である。この図２に示すように、バルブ３が切り替えられると、ポンプ１からの溶液は、バイパス１９を介して、サンプリングループ１８を経由した後、圧力調整バルブ５（図1に示す）を経てドレイン２０（図1に示す）に排出される。   FIG. 2 is a diagram showing a flow path when the valve 3 is switched from the state shown in FIG. As shown in FIG. 2, when the valve 3 is switched, the solution from the pump 1 passes through the sampling loop 18 via the bypass 19, and then passes through the pressure regulating valve 5 (shown in FIG. 1) and the drain 20. (Shown in Figure 1).

また、ポンプ２からの溶液は、サンプリングループ１７を介してサンプルインジェクタ１４（図1に示す）に送液される。   Further, the solution from the pump 2 is sent to the sample injector 14 (shown in FIG. 1) via the sampling loop 17.

図１において、サンプルインジェクタ１４で試料が注入された後は、分離カラム１５で試料が分離され、検出器１６によって検出が行われる。検出器１６には、例えば、ＵＶ−ＶＩＳ検出器、蛍光検出器、及び質量分析計を使用する事ができる。   In FIG. 1, after the sample is injected by the sample injector 14, the sample is separated by the separation column 15 and detected by the detector 16. As the detector 16, for example, a UV-VIS detector, a fluorescence detector, and a mass spectrometer can be used.

コントローラ４は、次の（１）〜（５）の機能を有している。
（１）ポンプ１、２の流量制御
（２）グラジエントプログラムの実行
（３）１０方バルブ３の定期的な切り替え
（４）圧力センサ６、７のモニタリング
（５）圧力調整バルブ５の動作制御
図３は、図１に示した構成のグラジエント送液システムにより得られるグラジエントカーブを説明するための図である。 The controller 4 has the following functions (1) to (5).
(1) Flow control of pumps 1 and 2
(2) Executing the gradient program
(3) Periodic switching of the 10-way valve 3
(4) Monitoring pressure sensors 6 and 7
(5) Operation control of pressure regulating valve 5
FIG. 3 is a diagram for explaining a gradient curve obtained by the gradient liquid feeding system having the configuration shown in FIG.

図3において、実線のグラジエントカーブはポンプ１から送液される溶液を示し、点線のグラジエントカーブは１０方バルブ３を経た後の溶液を示す。バルブ３を経た後の溶液が階段状となっているのは、1分間隔でバルブ３のサンプリングループ１７、１８が切り換えられるためである。   In FIG. 3, the solid gradient curve indicates the solution fed from the pump 1, and the dotted gradient curve indicates the solution after passing through the 10-way valve 3. The solution after passing through the valve 3 has a stepped shape because the sampling loops 17 and 18 of the valve 3 are switched at intervals of 1 minute.

１０方バルブ３からの送液は、ポンプ２側に接続されているサンプリングループ１７又は１８に充填されている溶液が、ポンプ２が送液する溶液１０によって押し出されることで行われる。   The liquid feeding from the 10-way valve 3 is performed by the solution filled in the sampling loop 17 or 18 connected to the pump 2 side being pushed out by the solution 10 fed by the pump 2.

図１に示す構成において、１０方バルブ３が１分ごとに切り替え制御された場合には、１０方バルブ３を経た後の溶液のグラジエントカーブ（点線）は、図３に示すように、１分間隔で階段状にポンプ１のグラジエントカーブ（実線）を追随する。   In the configuration shown in FIG. 1, when the 10-way valve 3 is controlled to be switched every minute, the gradient curve (dotted line) of the solution after passing through the 10-way valve 3 is 1 minute as shown in FIG. Follow the gradient curve (solid line) of the pump 1 stepwise at intervals.

圧力センサ６は、ポンプ１と１０方バルブ３との間、圧力センサ７はポンプ２と１０方バルブ３との間に配置される。圧力センサ６、７のそれぞれは、ポンプ１、２により液体が送り出されているときの圧力を検出する。この圧力信号は、コンピュータからなるコントローラ４によって常時、モニタリング及び記録される。   The pressure sensor 6 is disposed between the pump 1 and the 10-way valve 3, and the pressure sensor 7 is disposed between the pump 2 and the 10-way valve 3. Each of the pressure sensors 6 and 7 detects the pressure when the liquid is being pumped out by the pumps 1 and 2. This pressure signal is constantly monitored and recorded by the controller 4 comprising a computer.

また、圧力調整バルブ５は、１０方バルブ３とドレイン配管２０との間に配置され、コントローラ４によって開閉制御が自動で行われる。   The pressure adjustment valve 5 is disposed between the 10-way valve 3 and the drain pipe 20, and the controller 4 automatically performs opening / closing control.

図4は、圧力調整バルブ５の動作フローチャートである。   FIG. 4 is an operation flowchart of the pressure adjustment valve 5.

図４において、１０方バルブ３からサンプルインジェクタ１４側以降の配管、つまり、１０方バルブ３にサンプルインジェクタ、分析カラム１５、検出器１６を接続せずに、ポンプ１、２を動作させ、圧力センサ６、７により圧力をモニタリング及び記録する（ステップ１）。このステップ１で得られた圧力をＰ１ａ、Ｐ２ａとする。   In FIG. 4, the pressure sensor is operated by operating the pumps 1 and 2 without connecting the sample injector, the analytical column 15, and the detector 16 to the piping from the 10-way valve 3 to the sample injector 14 side. The pressure is monitored and recorded through steps 6 and 7 (step 1). The pressure obtained in step 1 is defined as P1a and P2a.

次に、１０方バルブ３以降の配管の接続を行う（ステップ２）。続いて、ステップ１と同様に、ポンプ１、２を動作させ、圧力をモニタリングし記録する（ステップ３）。ここで得られた圧力をＰ１ｂ、Ｐ２ｂとする。   Next, the pipes after the 10-way valve 3 are connected (step 2). Subsequently, as in step 1, the pumps 1 and 2 are operated, and the pressure is monitored and recorded (step 3). The pressures obtained here are P1b and P2b.

ステップ３の動作により得られた圧力値からＰ１ｃ（＝Ｐ１ｂ−Ｐ１ａ）、Ｐ２ｃ（＝Ｐ２ｂ−Ｐ２ａ）を求め、Ｐ１ｃとＰ２ｃとの差を求める（ステップ４）。これら圧力差Ｐ１ｃ、Ｐ２ｃは１０方バルブ３のサンプリングループ１７、１８内の圧力を示す。   P1c (= P1b-P1a) and P2c (= P2b-P2a) are obtained from the pressure values obtained by the operation in step 3, and the difference between P1c and P2c is obtained (step 4). These pressure differences P1c and P2c indicate the pressure in the sampling loops 17 and 18 of the 10-way valve 3.

通常、ポンプ２の流路にはカラム１５が接続されるため、圧力P１ｃよりＰ２ｃの方が高くなる。ここで、圧力Ｐ１ｃとＰ２ｃとの差（サンプリングループ１７と１８との圧力差）を小さくするように圧力調整バルブ５の開閉制御をコントローラ４が行う（ステップ５）。   Since the column 15 is normally connected to the flow path of the pump 2, the pressure P2c is higher than the pressure P1c. Here, the controller 4 performs opening / closing control of the pressure regulating valve 5 so as to reduce the difference between the pressures P1c and P2c (pressure difference between the sampling loops 17 and 18) (step 5).

サンプリングループ１７、１８は、バイパス１９を介してドレイン配管２０に接続されるので、バイパス１９のドレイン配管２０側への出口付近において、圧力調整バルブ５により圧力を調整するようにすれば、圧力制御応答性に優れた動作特性を得ることができる。   Since the sampling loops 17 and 18 are connected to the drain pipe 20 via the bypass 19, if the pressure is adjusted by the pressure adjustment valve 5 in the vicinity of the outlet of the bypass 19 to the drain pipe 20 side, the pressure control is performed. Operation characteristics with excellent responsiveness can be obtained.

ステップ３以降の動作をコントローラ４により自動的に繰り返す事によって常に圧力差を補正し、１０方バルブ３の切り替えに伴う圧力変動を最小限にすることができる。   By automatically repeating the operation after step 3 by the controller 4, the pressure difference is always corrected, and the pressure fluctuation accompanying the switching of the 10-way valve 3 can be minimized.

また、ポンプ１、２の流量を変更した場合や有機溶媒を変更した際にも圧力変動を最小限にすることができる。   Moreover, the pressure fluctuation can be minimized when the flow rate of the pumps 1 and 2 is changed or when the organic solvent is changed.

一般に、有機溶媒の組成を時間と共に変えるグラジエント溶出においては、溶液の粘性の変化により、１分析中にカラム圧力が変化する。この時、上記圧力調整バルブ５の制御を行うことにより、１０方バルブ３の切り替えに伴う圧力変動を最小限にすることができる。   In general, in gradient elution in which the composition of the organic solvent changes with time, the column pressure changes during one analysis due to a change in the viscosity of the solution. At this time, by controlling the pressure adjusting valve 5, the pressure fluctuation accompanying the switching of the 10-way valve 3 can be minimized.

その結果、１分析中に起こるカラムの圧力変動による流量変動を最小限にすることができるという効果がある。   As a result, there is an effect that flow rate fluctuations caused by column pressure fluctuations occurring during one analysis can be minimized.

以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、マイクロリットルポンプ１とナノリットルポンプ２とを組み合わせて、１０方バルブ３のサンプリングループ１７、１８の圧力差を減少するように、圧力調整バルブ５の開閉動作を制御するように構成したので、毎分ナノリットル領域でのグラジエント溶出による分離分析を再現性良く行うことができる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, the pressure difference between the sampling loops 17 and 18 of the 10-way valve 3 is reduced by combining the microliter pump 1 and the nanoliter pump 2. Since the opening / closing operation of the pressure regulating valve 5 is controlled, separation analysis by gradient elution in the nanoliter region per minute can be performed with good reproducibility.

低価格でありながら、毎分ナノリットル領域でのグラジエント溶出をおこなうことができるグラジエント送液システムを有する液体クロマトグラフ装置を実現することができる。   It is possible to realize a liquid chromatograph apparatus having a gradient liquid feeding system capable of performing gradient elution in a nanoliter region per minute while being inexpensive.

なお、上記第１の実施形態では、１０方バルブ３以降の配管を接続しない状態で圧力を記録する必要があるが、１０方バルブ３とサンプルインジェクタ１４の間に切り替えバルブを設け、バルブを切り替えることで、溶液をドレインへ排出し、上記ステップ１の圧力モニタリング及び記録を行うこともできる。   In the first embodiment, it is necessary to record the pressure without connecting the pipes after the 10-way valve 3, but a switching valve is provided between the 10-way valve 3 and the sample injector 14 to switch the valve. Thus, the solution can be discharged to the drain, and the pressure monitoring and recording in Step 1 can be performed.

図５は、本発明の第２の実施形態であるグラジエント送液システムが適用された液体クロマトグラフ装置の概略構成図であり、上述した切り替えバルブ２１を設ける場合の例である。他の構成は、図1に示した例と同様となっている。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a liquid chromatograph apparatus to which the gradient liquid feeding system according to the second embodiment of the present invention is applied, and is an example in the case where the switching valve 21 described above is provided. Other configurations are the same as the example shown in FIG.

この第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様な効果が得られる他、切り替えバルブ２１の動作制御をコントローラ４によって行うことで、図４に示したステップ１〜５を自動的に行うことも可能であるという効果もある。   In the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the operation control of the switching valve 21 is performed by the controller 4 so that steps 1 to 5 shown in FIG. 4 are automatically performed. There is also an effect that it can be performed.

図６は、本発明とは異なり、圧力調整を行なわない場合のグラジエント送液システムにおける、ポンプ１の流量５０μＬ／ｍｉｎ、ポンプ２の流量５００ｎＬ／ｍｉｎ、サンプリングループ容積１μＬ、バルブ切り替え間隔１分の条件で得られたグラジエントカーブを示すグラフである。   FIG. 6 is different from the present invention in that the flow rate of the pump 1 is 50 μL / min, the flow rate of the pump 2 is 500 nL / min, the sampling loop volume is 1 μL, and the valve switching interval is 1 minute in the gradient liquid feeding system without pressure adjustment. It is a graph which shows the gradient curve obtained on condition.

なお、図6に示した結果は、溶液８、９、１０に、それぞれ、水、０．２％アセトン水溶液、水を使用した場合のものである。   The results shown in FIG. 6 are obtained when water, 0.2% acetone aqueous solution, and water are used for solutions 8, 9, and 10, respectively.

また、圧力調整バルブ５による調整は行わず、ループ１７、１８間に圧力差がある条件で測定を行った。   Further, the measurement was performed under the condition that there is a pressure difference between the loops 17 and 18 without performing the adjustment by the pressure regulating valve 5.

図７は、図6に示したグラジエントカーブの拡大図である。   FIG. 7 is an enlarged view of the gradient curve shown in FIG.

図７に示すように、バルブ切り替え間隔である１分周期にグラジエントカーブが揺らいでいるのが分かる。この揺らぎの原因は、バルブ切り替え時の圧力変動により、ポンプ２の送液が適切に行われていないことである。   As shown in FIG. 7, it can be seen that the gradient curve fluctuates in a one-minute cycle that is the valve switching interval. The cause of this fluctuation is that the liquid feeding of the pump 2 is not properly performed due to the pressure fluctuation at the time of valve switching.

図８は、本発明によるグラジエント送液システムにおける、ループ１７、１８間の圧力差を抑えた条件で測定した結果を示すグラフである。図8に示した結果は、図6、図７に示した結果と比べ、グラジエントカーブの周期的な揺らぎが解消されていることが分かる。   FIG. 8 is a graph showing the results of measurement under the condition in which the pressure difference between the loops 17 and 18 is suppressed in the gradient liquid feeding system according to the present invention. It can be seen that the results shown in FIG. 8 eliminate the periodic fluctuation of the gradient curve as compared to the results shown in FIGS.

なお、上述した例においては、ポンプ１の圧力を検出する圧力センサ６と、ポンプ２の圧力を検出する圧力センサ７とを配置し、コントローラ４により、これら圧力センサ６、７からの検出値に基づいて、圧力調整バルブ５の開閉制御（開度制御）を行なうように構成したが、圧力センサ６、７を省略する簡易システムでも、第１、第２の実施形態と同様な効果を得ることができる。   In the above-described example, the pressure sensor 6 that detects the pressure of the pump 1 and the pressure sensor 7 that detects the pressure of the pump 2 are arranged, and the controller 4 determines the detection values from these pressure sensors 6 and 7. On the basis of this, the pressure control valve 5 is controlled to be opened and closed (opening control). Even with a simple system in which the pressure sensors 6 and 7 are omitted, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained. Can do.

つまり、予め、ポンプ１、２の時間的圧力変化が予想可能なシステムであれば、その予想時間的圧力変化に従って、コントローラ４が圧力調整バルブ５の開閉制御を行なうことも可能である。   That is, if the system is capable of predicting the temporal pressure change of the pumps 1 and 2 in advance, the controller 4 can also control the opening / closing of the pressure regulating valve 5 in accordance with the expected temporal pressure change.

また、圧力センサ６の出力値と、圧力センサ７の出力価とに基づき、圧力調整バルブ５の開閉制御を行なう場合は、フィードバック制御であるので、圧力調整バルブ５の開閉制御に際して、遅れ時間を考慮して、予測制御を行なうことも可能である。   Further, when the opening / closing control of the pressure adjustment valve 5 is performed based on the output value of the pressure sensor 6 and the output value of the pressure sensor 7, since it is feedback control, a delay time is set in the opening / closing control of the pressure adjustment valve 5. It is also possible to perform predictive control in consideration.

さらに、バルブ３の切り換えタイミングに合わせて、圧力変動分を解消するように、圧力調整バルブ５の開閉制御を行なうことも可能である。   Furthermore, the opening / closing control of the pressure adjustment valve 5 can be performed so as to eliminate the pressure fluctuation in accordance with the switching timing of the valve 3.

本発明の第１の実施形態であるグラジエント送液システムが適用された液体クロマトグラフ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the liquid chromatograph apparatus to which the gradient liquid feeding system which is the 1st Embodiment of this invention was applied. 図１に示した１０方バルブの流路を切り替えた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which switched the flow path of the 10-way valve shown in FIG. 図１の例におけるマイクロリットル送液用ポンプからの送液のグラジエントカーブ（実線）と１０方バルブ３からの送液のグラジエントカーブ（点線）を示す図である。It is a figure which shows the gradient curve (solid line) of the liquid feeding from the microliter liquid pump in the example of FIG. 1, and the gradient curve (dotted line) of the liquid feeding from the 10-way valve 3. FIG. 圧力調整バルブの制御動作フローチャートである。It is a control operation flowchart of a pressure regulation valve. 本発明の第２の実施形態であるグラジエント送液システムが適用された液体クロマトグラフ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the liquid chromatograph apparatus to which the gradient liquid feeding system which is the 2nd Embodiment of this invention was applied. 従来技術によるグラジエントカーブを示す図である。It is a figure which shows the gradient curve by a prior art. 図６の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of FIG. 本発明の一実施形態におけるグラジエントカーブを示す図である。It is a figure which shows the gradient curve in one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ マイクロリットル送液用ポンプ
２ ナノリットル送液用ポンプ
３ １０方バルブ
４ コントローラ
５ 圧力調整バルブ
６、７ 圧力センサ
８〜１０ 溶液
１１、１２ 電磁弁
１３ ミキサー
１４ サンプルインジェクタ
１５ 分析カラム
１６ 検出器
１７、１８ サンプリングループ
１９ バイパス
２０、２２ ドレイン配管
２１ 切り替えバルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microliter liquid pump 2 Nanoliter liquid pump 3 10-way valve 4 Controller 5 Pressure adjustment valve 6, 7 Pressure sensor 8-10 Solution 11, 12 Solenoid valve 13 Mixer 14 Sample injector 15 Analytical column 16 Detector 17 , 18 Sampling loop 19 Bypass 20, 22 Drain piping 21 Switching valve

Claims (4)

毎分マイクロリットルの流量で複数の溶液を混合して送液が可能なグラジエントポンプと、毎分ナノリットルの流量で送液が可能なイソクラティックポンプと、上記グラジエントポンプから送られる溶液を、複数のサンプリングループに交互に流し、上記イソクラティックポンプから送液される溶液と共に送液するバルブと、上記グラジエントポンプ、イソクラティックポンプ及びバルブの動作を制御するコントローラとを有するグラジエント送液システムであって、
上記グラジエントポンプの送液圧力及び上記イソクラティックポンプの送液圧力を検出する圧力センサと、
上記グラジエントポンプの送液圧力を調整する圧力調整手段と、
を備え、上記コントローラは、上記圧力センサが検出した圧力に基づいて、上記複数のサンプリングループ内圧力の互いの差が小となるように上記圧力調整手段の圧力調整量を制御することを特徴とするグラジエント送液システム。 A gradient pump capable of feeding a mixture of a plurality of solutions at a flow rate of microliters per minute, an isocratic pump capable of feeding at a flow rate of nanoliters per minute, and a solution sent from the gradient pump, Gradient liquid feeding system comprising: a valve that alternately flows through a plurality of sampling loops and a liquid that is fed together with a solution fed from the isocratic pump; and a controller that controls the operation of the gradient pump, the isocratic pump, and the valve. Because
A pressure sensor for detecting the liquid feed pressure of the gradient pump and the liquid feed pressure of the isocratic pump;
Pressure adjusting means for adjusting the liquid feeding pressure of the gradient pump;
And the controller controls the pressure adjustment amount of the pressure adjusting means based on the pressure detected by the pressure sensor so that the difference between the pressures in the plurality of sampling loops is small. Gradient solution feeding system. 請求項１記載のグラジエント送液システムにおいて、
上記コントローラは、上記バルブに接続される送液対象物が接続されていない状態の、上記グラジエントポンプの送液圧力Ｐ１ａ及び上記イソクラティックポンプの送液圧力Ｐ２ａを検出し、上記バルブに上記送液対象物が接続された状態の、上記グラジエントポンプの送液圧力Ｐ１ｂ及び上記イソクラティックポンプの送液圧力Ｐ２ｂを検出し、上記送液圧力Ｐ１ｂとＰ１ａとの圧力差Ｐ１ｃと、上記送液圧力Ｐ２ｂとＰ２ａとの圧力差Ｐ２ｃとを算出し、上記圧力差Ｐ１ｃとＰ２ｃとの差が小となるように上記圧力調整手段の圧力調整量を制御することを特徴とするグラジエント送液システム。 The gradient liquid feeding system according to claim 1,
The controller detects the liquid supply pressure P1a of the gradient pump and the liquid supply pressure P2a of the isocratic pump in a state where the liquid supply object connected to the valve is not connected, and supplies the liquid to the valve. The liquid supply pressure P1b of the gradient pump and the liquid supply pressure P2b of the isocratic pump in a state where the liquid object is connected are detected, the pressure difference P1c between the liquid supply pressure P1b and P1a, and the liquid supply A gradient liquid feeding system characterized in that a pressure difference P2c between pressures P2b and P2a is calculated, and a pressure adjustment amount of the pressure adjusting means is controlled so that a difference between the pressure differences P1c and P2c becomes small. 請求項２記載のグラジエント送液システムにおいて、
上記バルブと送液対象物との間に接続され、上記バルブと上記送液対象物とを接続するか接続しないかの切り替えを行なう切り替えバルブを備え、上記コントローラは、上記切り替えバルブの切り替え動作を制御することを特徴とするグラジエント送液システム。 In the gradient liquid feeding system according to claim 2,
A switching valve that is connected between the valve and a liquid feeding object and that switches between connecting and not connecting the valve and the liquid feeding object; and the controller performs a switching operation of the switching valve. Gradient liquid feeding system characterized by controlling. 液体クロマトグラフ装置において、
毎分マイクロリットルの流量で複数の溶液を混合して送液が可能なグラジエントポンプと、
毎分ナノリットルの流量で送液が可能なイソクラティックポンプと、
上記グラジエントポンプの送液圧力及び上記イソクラティックポンプの送液圧力を検出する圧力センサと、
上記グラジエントポンプの送液圧力を調整する圧力調整手段と、
上記グラジエントポンプから送られる溶液を、複数のサンプリングループに交互に流し、上記イソクラティックポンプから送液される溶液と共に送液するバルブと、
上記バルブに接続され、分析試料を導入する試料導入部と、
上記試料導入部に接続され、試料を分離する分離カラムと、
上記分離カラムから溶出される溶液を分析する分析手段と、
上記グラジエントポンプ、イソクラティックポンプ及びバルブの動作を制御すると共に、上記圧力センサが検出した圧力に基づいて、上記複数のサンプリングループ内圧力の互いの差が小となるように上記圧力調整手段の圧力調整量を制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
In liquid chromatograph equipment,
A gradient pump capable of mixing and feeding multiple solutions at a flow rate of microliters per minute;
An isocratic pump capable of delivering liquid at a flow rate of nanoliters per minute;
A pressure sensor for detecting the liquid feed pressure of the gradient pump and the liquid feed pressure of the isocratic pump;
Pressure adjusting means for adjusting the liquid feeding pressure of the gradient pump;
A valve for flowing the solution sent from the gradient pump alternately to a plurality of sampling loops, and sending the solution together with the solution sent from the isocratic pump;
A sample introduction part for introducing an analysis sample connected to the valve;
A separation column that is connected to the sample introduction unit and separates the sample;
An analysis means for analyzing the solution eluted from the separation column;
The operations of the gradient pump, isocratic pump and valve are controlled, and based on the pressure detected by the pressure sensor, the pressure adjusting means is configured to reduce the difference between the pressures in the plurality of sampling loops. A controller for controlling the pressure adjustment amount;
A liquid chromatograph apparatus comprising:
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