JPH049756A - 液体クロマトグラフ分析システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は液体クロマトグラフ分析システムに係り、特に
、複数検体の連続自動分析に適した液体クロマトグラフ
分析システムに関する。

［従来の技術］ 液体クロマトグラフは溶離状態で成分を分離した後、化
学反応などにより分離した特定成分を選択的に分析でき
るのが特徴で、臨床検査の分野において重要な分析手段
である。しかし、分析手段が複雑で操作に熟練を要した
り、分析に時間がかかる等が、臨床検査などの多数の検
体を限られた時間内で分析しなければならないルーチン
ワーク等における分析検体数の増加を阻んでおり、液体
クロマトグラフ分析装置の普及が遅れている原因となっ
ている。

こうした医療用の液体クロマトグラフの従来の分析法に
ついて、具体的な一例として血中カテコールアミンの分
析法を説明する６ カテコールアミンは、細胞腫、循環器、脳神経系、内分
泌代謝などの異常およびストレスなどの診断に有効なこ
とが認められ、成人病集検など臨床検査の重要項目とさ
れている。分析法としては、液体クロマトグラフにより
、エピネフリン、ノルエピネフリン、ドーパミンの三成
分を分離し、蛍光ラベル剤を反応させて蛍光光度計によ
り各成分の濃度を測定する方法がとられている６第１３
図は、従来の代表的なカテコールアミン分析装置の流路
図を示したものである。

オートサンプラ１には予め遠心分離機などにより除蛋白
処理された血漿サンプルが試料容器２に収容、配列され
ている。該サンプルは、ポンプ３によりノズル４から吸
入され、サンプルインジェクタ５によりサンプルループ
６に導入される。

一方、プレカラム７にはポンプ８により前処理液９がバ
ルブ１０．サンプルインジェクタ５、カラム切換バルブ
１１を経由して流れ、また、分離カラム１２にはポンプ
１３により溶離液１４がバルブ１５、カラム切換バルブ
１１を経由して流れている。

この状態でサンプルインジェクタ５を切換えることによ
り、サンプルループ６内のサンプルは前処理液９により
プレカラム７に送られ、カラム内の吸着剤に吸着され濃
縮されると共に、不純物は前処理液９により除かれ、排
出管１６から排出される。

次に、カラム切換バルブ１工を切換えると溶離液１４が
プレカラム７を経由して流れ、プレカラムに吸着されて
いたサンプルは溶離し、分離カラム１２に送られて分離
され、溶出したサンプルはポンプ１７により送られる反
応液１８と合流し、反応コイル１９を通過する間に蛍光
剤のラベリングが行なわれ、蛍光光度計２０により各成
分の濃度測定が行なわれる。

洗浄液２１は、バルブ２２．２３を適時切換えることに
より反応コイル１９に送り、該コイルを洗浄することが
できる。

前記の従来法によるカテコールアミン分析では、一検体
の分析に約４０分もか）す、そのためどうしても分析検
体数に制限がある。

また１分析を開始する前に、溶離液槽とポンプとの間の
チューブ内のエアー抜きや各装置の安定化のためのウオ
ーミングアツプを必要とし、更に、クロマトグラフが正
常か否かの判断や機器のメンテナンスあるいはカラムの
寿命判定等にがなりの経験と高度な熟練とを必要とする
。そのため、高価な測定機器を備えても、オペレータの
養成が容易でないために、一般病院等の検査室の多くは
専門の分析検査センタなどへ分析依頼しているのが現状
である。

［発明が解決しようとする課題］ 前記従来のカテコールアミンの分析において、（１）分
離カラムで分離、溶出したサンプルに反応液を合流させ
、反応コイル中で蛍光ラベリングを行なう方法をとって
いる。従って、サンプルと反応液は反応コイル中を流れ
ながら混合し反応が進行するが、反応に特定の時間（３
〜５分程度）がか＼るだけでなく、サンプルが反応液に
より希釈されるため、サンプルの分離度が著しく低下す
る。

そのため分離度の低下を見込んだ容量の大きい分離カラ
ムを用いなければならないので、当然分析時間が長くな
ると云う問題がある。

（２）また、測定開始の前のポンプ、検出器、恒温槽等
の各部装置のウオーミングアツプが十分か否かの判断、
測定サンプル、ラベル化試薬、溶離液等の有無の判断、
カラムの寿命（分離能）の判定、標準サンプルの日差変
動等の管理と、システムダウンしたときに即座に対応で
きる熟練したオペレータが必要であると云う問題がある
。

本発明の目的は、液体クロマトグラフ分析システムの自
動化と操作性を向上することにある。また、多数の検体
を連続して効率よく分析できる自動分析システムを提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成する本発明の要旨は。

液状成分を分析する液体クロマトグラフ分析システムに
おいて、 該システムはオートサンプラ部、分析部および制御部と
各種センサを備え、 前記分析部はプレカラム、分離カラム、検出器およびデ
ータ処理装置を有し、 前記各種センサは前記オートサンプラ部、分析部および
制御部の動作部に配置されており、前記オートサンプラ
部はサンプルの分取分配手段、試薬添加手段およびサン
プルの誘導体化反応処理手段を有し、 前記プレカラムは前記オートサンプラ部より導入される
サンプルの吸着、濃縮機能を有し、分離カラムは前記プ
レカラムにより濃縮され、溶離液に溶出された誘導体化
サンプルの分離機能を有し、 前記検出器は分離カラムによって分離された誘導体化サ
ンプルの各成分の濃度を測定する手段を有し、 データ処理部は、前記濃度の測定データの演算処理と、
前記各センサの検知信号の演算処理および関係データの
人出力とメモリ機能を有し、　前記制御部は予め設定さ
れたプログラムと前記データ処理部の演算結果に基づき
、前記各手段を制御し分析を行うことを特徴とする液体
クロマトグラフ分析システムにある。

前記オートサンプラとして、サンプルテーブル上でサン
プル分取、分配、試薬添加、混合、反応などの処理ので
きる前処理機能を有するものを使用し、サンプルを分析
部に導入する前に、上記サンプラ上で蛍光ラベリングな
どの誘導化を行なうことができるものである。

このため分離カラムから溶出したサンプルは、前記従来
例のように反応コイルを通過させる必要がないので分離
カラムの出口から最短の位置で、分離を損なうことなく
測定することができる。従って、分離カラムとしては従
来例のような溶出後の反応コイル中での分離低下を見込
む必要がないので、カラムの容量を小さくでき、分離時
間を短縮することができる。また反応コイルを通過させ
る必要がないので１分離カラム以降の処理時間を大幅に
短縮できる。

更に、分析時間を短縮するためには、その大部分を占め
ている分離カラムでの分析時間を短縮する必要がある。

それには、分離カラムのカラム長を短かくするか、カラ
ム径を細くすることである。

なお、カラム長を短かくしたり、カラム径を細くすると
カラムの分離能力は低下するが、充填剤の粒径を小さく
する等によって、分離能力を高めることができる。

また、高速分析を実現するためには、例えば、内径１　
ｍ　ｍ　Ｘ長さ５ｍｍの分離カラムと２粒径１．５μｍ
の充填剤を用いて高分離能力を維持することにより達成
できる。

なお、分析処理能力（サンプリング間隔）は次式で試算
することができる。

σｃ”　”　Ｖ　Ｒ”　／　Ｎ σｃ２：カラムでのバンドの拡がり ｖ窮　：リテンションボリウム Ｎ　：カラムの理論段数 ＶＲ＝　（ｋ　’＋　１　）Ｖ。

ｋ゛　：キャパシティー比 ■ｏ　：カラムのボイドボリウム Ｖ、＝επｒ２Ｌ ε　：カラムの空隙率 ｒ　：カラムの半径 Ｌ　：カラムの長さ Ｎ＝Ｌ／Ｈ Ｈ二カラムの理論段高さ σ４（ｔ）≦０．３２σＣ（ｔ） σ＜（ｔ）：検出器のサンプリング間隔σｃ（１）：カ
ラムでの時間的拡がり σｏ（１）＝σ。／Ｆ Ｆ　：流量 理論的な充填剤では、 Ｈ＝　２　ｄ　。

ｄ、　：充填剤の粒径 そして、一般に検出器のサンプリング間隔は、カラムに
保持されないピークを用−て計算される。

ｋ’＝ｏ、Ｆ＝１．０ｍＡ／ｗｉｎ、１＝Ｑ、５゜ｄ、
＝１．５μｍ、ｒ＝０．５ｍｍ、Ｌ＝５ｍｍのカラムの
場合、σ４（ｔ）６１．３ｍ５ｅｃとなる。

なお、前記は、ジャーナル　オブ　クロマトグラフィ　
ライブラリィ　第２８巻　マイクロカラム　バイパフォ
ーマンス　リキッドクロマトグラフィ　（１９８４年）
第１〜３８頁 （Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ
ｙ　Ｌｊｂｒａｒｙ　ｖｏｌｕｍｅ　２８：Ｍｉｃｒｏ
ｃｏｌｕｍｎ　ｌｌｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　
Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｈｒｏｍａｔ。

ｇｒａｐｈｙ（１９８４）　ＰＰ、　１−３８　）　、
およびジャーナルオブ　クロマトグラフィ　ライブラリ
ィ　３２巻：ザ　サイエンス　オブ　クロマトグラフィ
（１９８５年）第４３５〜４４７頁 （Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ
ｙ　Ｌｉｂｒａｒｙ　ｖｏｌｕｌＩｌｅ　３２　：Ｔｈ
ｅ　５ｃｉｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐ
ｈｙ（１９８５）　ＰＰ、４３５−４４７）において論
しられている。

従って、本発明において、前記プレラベル法とミクロ分
離カラム法およびサンプリング間隔１ｍ５ｅｃの高速デ
ータ処理を用いることにより高速分析を達成することが
できる。

また、ワンタッチスタートの自動分析の実現のため、サ
ンプルの有無の確認、試薬および溶離液の液量、温度、
ポンプの圧力、漏水の検出、検出器ランプの出力、ノイ
ズまたはドリフト量の表示等の自己診断機能を備え、更
にまた、分析中のすンプル番号、残りサンプル数、分析
終了時刻等の表示を行なわせるようにしたものである。

また、カラムの寿命の判定、試薬、標準サンプルの日差
変動量の測定、各種測定データの管理、あるいはメモリ
されている過去のデータとの比較等のデータ処理を行な
わせるものである。

前記の高速分析および自動分析を達成するには、動作が
早くメモリが１メガビット以上の半導体メモリまたは内
部メモリが２メガバイト以上を有する３２ビット以上の
ＣＰ　Ｕ　（Ｃｅｎｔｅｒ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕｎ
ｉｔ　：中央処理装＠）が高速データ処理を行うのに好
適である。

前記オートサンプラは、サンプルテーブル上でサンプル
の分取、分配、試薬添加１反応などの前処理操作のでき
るものを使用する。

分析部のプレカラムは、サンプルインジェクタから導入
したサンプルを導入して吸着させ、サンプルの濃縮と不
純物除去を行なう。濃縮されたサンプルは溶離液により
溶出し、カラム流路切換えバルブにより分離カラムに送
る。

分離カラムは、前記プレカラムにより濃縮されたサンプ
ルの特定成分の９菊を行なう。

検出器は、分離カラムで分離されたサンプルを、例えば
フローセルを有する蛍光光度計等に順次導入し、サンプ
ルの濃度を測定する。

各種センサは、各装置の動作確認、オートサンプラ上の
サンプルの有無、各ポンプの圧力、サンプル冷却装置の
温度、反応容器恒温槽の温度、カラム恒温槽の温度の検
出、装置内の漏水の検出、サンプル量、溶離液量、試薬
量の測定等を行なう。

データ処理部は、測定結果の演算と、各種センサの検出
信号および測定結果から各装置の診断、異常処理、更に
カラム寿命の判定および溶離液。

試薬、標準サンプルの品質と液量の管理、測定データの
演算とメモリ、過去のデータとの比較等の各種データ処
理を行なう。

本発明は、ワンタッチスタートによる自動分析を主目的
とし、該分析は次の手順で行なわれる。

オートサンプラには予め分析すべきサンプルを収容した
試料容器を配列し、また必要に応じてオートサンプラ上
にはサンプルの誘導体化試薬が用意されている。

スタートボタンが押されると、オートサンプラ、ポンプ
、反応槽、カラム恒温槽、検出器、データ処理装置の動
作およびサンプル量、溶離液量等の確認（システムの自
己診断）が行なわれる。

前記の各部装置、サンプルおよび溶離液の状態をチエツ
クしこれらが正常な場合はウオーミングアツプを開始す
る。異常がある場合には異常箇所とその状況等のメツセ
ージをＣＲＴ　（陰極線管）画面に表示して異常処理を
行なう。

分析開始の判定は、例えばウオーミングアツプ中に検出
器のノイズ値またはドリフト値を測定し、該測定値が所
定の値以下であることを確認してから行う（以下、これ
をテストランと云う）。

ノイズ、ドリフトの値が所定値以下にならない場合には
、その値をＣＲＴに表示し、一定時間後に再度確認の測
定が行われるようにプログラムしておく。各部装置の正
常動作の確認と前記テストランが終わると自動的に分析
が開始させるようプログラムされている。

分析開始によりオートサンプラの分注ノズルが動作し、
試料容器内のサンプルを所定量吸入する。

なおこの際、分注ノズル内の空気の有無またはサンプル
容器の有無を検出（以下、この操作を空検体検査と云う
）する。該センサとしては、例えばＬＥＤ　（発光ダイ
オード）等を用いた光センサが適当である。

空検体検査によって例えばサンプルが無いと判断された
場合には、分析を中止しその旨ＣＲＴに表示する異常処
理が行なわれる。また、サンプル有りと判断された場合
には、オートサンプラ上に用意された別の空容器にサン
プルを分注し、次いで誘導体化試薬を所定量吸入９分注
してサンプルと誘導体化試薬を混合させる。誘導体化試
薬の分注の際もサンプル分注の場合と同様に空検体検査
を行なう。上記誘導体化処理は、別の容器、例えば反応
コイル等を用いて行なってもよい。誘導体化処理は、所
定温度に保持して行なうことが望ましい。

次に誘導体化されたサンプルを分析部に導入する。オー
トサンプラ上の反応容器中で誘導体化した場合には、該
サンプルを分注ノズルに吸入し、サンプルインジェクタ
のサンプルループに注入し、流路を切換えることにより
プレカラムに導入される。また、サンプルインジェクタ
のサンプルループ内で誘導体化を行なうこともできる。

プレカラムには予めサンプルの濃縮、不純物除去に適す
るよう調製した前処理液が、ポンプにより送液され一定
流速で流れている。サンプルインジェクタで導入された
サンプルは、プレカラムに吸着、濃縮されると共に、不
純物は前処理液によりプレカラム下方の排出口から排出
される。

分離カラムにも、サンプルを適正分離できるように調製
された溶離液が、ポンプにより送液され一定流速で流れ
ている。該溶離液はサンプルを導入するためのカラム切
換バルブを切換えることによりプレカラムで濃縮された
サンプルを溶出して分離カラムに導入し、サンプル中の
各成分の分離が行われる。サンプルがプレカラムから完
全に分離カラムに移った時点で、カラム流路切換バルブ
を切換えて溶離液を直接分離カラムに流し、サンプルの
分離を継続する。

一方、プレカラムには再び前処理液を流し、次のサンプ
ル導入ができるよう再生を行う。

分離カラムで分離されたサンプルは、検出器のフローセ
ルに導入され、サンプル成分の濃度が測定される。該測
定データは前記ＣＰＵによって演算処理され、ＣＲＴに
表示またはプリンタに出力される。更に、演算処理され
たデータはメモリ部に書き込まれる。

メモリ部に書き込まれたデータは、各部装置の自己診断
や次のデータ処理時にフィードバックされ、また、次の
分析の立上げ時のバックアップに活用される。更に、メ
モリ部に書込まれている過去のデータとの比較評価を行
なうこともできる。

前記の一連の操作は、予めプログラムされており、スタ
ートボタンを押すだけで自動的に行われる。従って、熟
練したオペレータを特に必要としない。

また、分析メニュー例えば必要な分析項目等を入力した
ＩＣカードを差込むだけで、目的とする分析が自動的に
行なえるようにすることもできる。

［作用］ 本発明の分析システムにおいて、各部装置の自己診断と
異常処理および分析試薬等の管理等を行なうことができ
るのは、ＣＰＵを用いた一連の分析システムを構成し、
予めプログラムされた手順とＣＰＵによる演算処理によ
って分析を行うようにしたことにある。

これによって、ワンタッチオペレーションが達成され、
多数検体の迅速処理を目的とする臨床検査等のルーチン
ワークにも、特に熟練したオペレータを必要とせず行う
ことができる。

［実施例］ 本発明の液体クロマトグラフ分析システムの一実施例と
して、カテコールアミンの分析例を説明する。

第１図にカテコールアミン分析システムの系統図を示す
。

本システムは、オートサンプラ１と、データ処理装置６
３とを備えた分析部４９で構成されている。

オートサンプラ１のサンプルステージ３２にはサンプル
ラック３１が装着され、該サンプルラックには各種の試
料容器２と、蛍光ラベリング用の反応試薬１８、内部標
準溶液３５、標準サンプル３６がそれぞれの容器に収容
されて装着されている。サンプルとしての血漿や尿など
は予め除蛋白処理したものを用いる。

また、サンプルステージ３２の近傍には反応容器３７、
ノズル洗浄槽３８．ドレインボート３９゜注入ボート４
０が併設されている。ノズル４の駆動機構４１はｘ、ｙ
、ｚ方向に自在に駆動できる機能を有し、ノズル４を縦
横上下自在に駆動して、前記サンプルを始め各容器や各
ボート上に移動させることができる。

ノズル４はフッ素樹脂などの管４３で三方弁４４を介し
て、分注ポンプ４５および洗浄液２１の容器に連結され
ている。管４３は発光ダイオード等を用いた空検体検出
用検知器４７を備えている。

分注ポンプ４５はパルスモータで駆動するシリンジポン
プを使用している。反応容器恒温槽４８は反応容器３７
の温度を所定の温度に保つため温度センサを備え、また
、サンプルステージ３２には冷却装置が組込まれており
サンプルラック３１上のサンプルや試薬を低温で保持で
きるよう温度センサと制御装置により温度制御されるや
分析部４９は、サンプルの濃縮と不純物除去を行なうプ
レカラム系、サンプル成分の分離を行なう分離カラム系
、検出器およびデータ処理部からなる。

プレカラム系では、前処理液９がポンプ５１により一定
流速で送液され、サンプルインジェクタ５を経由してプ
レカラム７に流れている。サンプルインジェクタ５には
、オートサンプラ１の注入ポート４ｏから注入されたサ
ンプルの所定量を計量して分析部に導入するサンプルル
ープ６が設けられている。プレカラム恒温槽５５はプレ
カラム７を所定温度に保持する。

分離カラム系では、溶離液１４がポンプ５７により一定
流速で送液され、カラム切換バルブ１１を経由して分離
カラム１２に流れている。カラム切換バルブ１１を切換
えることにより、溶離液はプレカラム７を経て流れ、プ
レカラムで処理されたサンプルを分離カラム１２に移送
する。分離カラム恒温槽６０は分離カラム１２を所定温
度に保持する。

検出器６１は、分離カラム１２から溶出するサンプル成
分の蛍光強度を測定する蛍光光度計でフローセル６２を
有している。

データ処理部は、検出器６１の測定結果を演算処理する
データ処理部＠６３、各種センサの測定値の演算処理、
メモリおよび各装置の制御を行なうＣＰＵ６４、出力プ
リンタロ５、ＣＲＴ６６等を備えている。なお、切換コ
ツクロア、６８は、ポンプ５１．５７内の液を必要に応
じて排出できるように設けられており、ウオーミングア
ツプ開始前に自動的に行なわれるように設定されている
。

本実施例による分析は、 ■　各装置の状態診断（イニシャライズ）■　ウオーミ
ングアツプ ■　分析 梼準サンプル測定 未知サンプル測定 ■　データ処理 の順で行われる。以下、順に説明する。

■　各装置の状態診断（イニシャライズ）第２図に各装
置の状態診断時のフローチャートを示す。

スタートボタンを押すことにより各装置が作動開始し、
ＣＰＵ６３内のＲＯＭ等のチエツクを行ない、異常のあ
る場合はＣＲＴ６６にｒＣ：ＰＵ異常」等の表示をし、
各装置を停止する「異常処理」を行なう（以下、異常処
理とは異常表示および各部装置の停止を意味するものと
する）。

正常の場合には、データ処理装置６３のチエツクを行な
う。データ処理装置が異常の場合には、異常処理を行な
う。

データ処理部が正常の場合には、オートサンプラ、ポン
プ、バルブ切換装置のチエツクを行ない異常の場合には
異常処理を行なう。正常の場合には、ウオーミングアツ
プ処理が行なわれる。

本実施例では、オートサンプラ、ポンプ、バルブ切換装
置は各々ＣＰＵを内蔵しているものを使用しているが、
ＣＰＵ６４によりコントロールしてもよい。また、異常
処理の場合、異常表示の他に異常対策法等を表示し、オ
ペレータによって異常処理してもよい。

■　ウオーミングアツプ処理 第３図にウオーミングアツプ処理のフローチャートを示
す。

まず最初に、オートサンプラ１のサンプルラック３１上
に収容された試料容器数の測定を行なう。

試料容器数は、第４図に示すノズル４に装着された接触
センサ６９を駆動機構４１の駆動により測定する。なお
、試料容器３３の底部に接触センサ７０を設けて測定し
てもよい。仮に試料容器の設定を忘れた場合には、「サ
ンプル無し」、ｒサンプルをセットして下さい」等のメ
ツセージをＣＲＴ６６に表示し、異常処理を行なう。測
定した試料容器数はＣＰＵにメモリさせ、ＣＲＴ６６に
表示する。

次に、溶離液量を重量センサまたは液面センサ等により
測定する。データ処理部６３は、測定した溶離液量によ
り、分析可能なサンプル数を計算し、試料容器数より計
算したサンプル数と比較し、溶離液量が不足の場合には
、「溶離液不足」　［溶離液補充後、スタートボタンを
押してくださいｊ等のメツセージをＣＲＴ６６に表示す
る。溶離液を補充した後、スタートボタンを押すと再び
溶離液量を測定し、分析可能なサンプル数を計算する。

前処理液についても同様な操作を行なう。また、廃液の
余裕量に対しても同様な操作をおこなう。

溶離液量および前処理液量が分析可能な量を有している
場合には、次に、ポンプ５１．５７の圧力を圧力センサ
で検出し、その値が予め設定された圧力範囲内にあるか
否か判定する。測定された圧力が、設定圧力範囲外の場
合には、すべての装置を停止し、「ポンプ圧力異常」等
のメツセージをＣＲＴ６６に表示して、異常処理を行な
う。なお、この場合の異常個所はバルブ１１を切り換え
ることにより判断することができる。

圧力が正常な場合には、サンプルラック内のサンプル冷
却装置３］、プレカラム恒温槽５５、分離カラム恒温槽
６０、および反応容器恒温槽４８の温度を測定し、予め
設定された温度範囲内にあるか否かを判定する。温度が
設定範囲外の場合には、「プレカラム恒温槽異常」等と
ＣＲＴ６６に表示し、異常処理を行う。

また、測定された温度が設定範囲より高い側にある場合
には、「恒温槽異常」の表示の他に、カラムの保護のた
めポンプ以外の全装置を停止し、温度が下がった後にポ
ンプが停止するようにプログラムしておく。プレカラム
恒温槽５５１分離カラム恒温槽６０および反応容器恒温
槽４８の温度が正常な場合、一定時間ノイズおよびドリ
フトを測定するテストランを行ない、分析が可能な状態
であるか否かを判定する。また、検出器のベースライン
レベルをモニタすることにより検出器のランプの強度が
分かり、ランプ寿命を判断することができる。

テストランでのノイズ値、ドリフト値が設定値より大き
い場合には、一定時間後に再びテストランを行ない、ノ
イズ値、ドリフト値が設定値内になったら自動的に分析
を開始する。

■　分析 第５図に分析のフローチャートを示す。

（１）反応容器洗浄 ノズル４を反応容器３７の位置に移動し、分注ポンプ４
５を駆動して洗浄液２１を注入する。注入量は反応容器
の容量より多量に注入し、余剰の洗浄液はオーバーフロ
ーさせドレインボート３９から排出する。以上の動作を
数回（例えば３回）繰り返し反応容器３７を洗浄する。

（２）サンプル吸入 ノズル４を分析する試料容器２の位置に移動し、所定量
のサンプルを吸入する。また、この際、カラム等の装置
全体の回収率の変動を補正するために、内部標準液（本
実施例では、イソプロテレノール）を同様の操作で吸入
する行程を付加する場合もある。

（３）空検体検査 サンプルを吸入後、ポンプ４５を停止させ、管４３内の
空気の有無をＬＥＤを用いて光量変化をモニタする空検
体検査用検知器４７により調べる。

空気が有る場合にはノズル４をドレインボート３９に移
動し、洗浄液の吐出行程を数回行なうことによりノズル
内の空気を追い出す。次に、ＣＲＴ６６に「サンプル無
し」等の表示を行なう異常処理を行なう。空気が無い場
合には、ＣＲＴ６６に「サンプル確認」の表示後、次の
操作に移る。

（４）サンプル吐出 ノズル４を反応容器３７の位置に移動させ、吸入したサ
ンプルを反応容器３７に分注する。

（５）ノズル洗浄 ノズル４をドレインボート３９に移動し、洗浄液を吐出
して、ノズル内壁に付着しているサンプルを洗い出した
後、ノズル洗浄槽３８に移動し槽内に降下させて、洗浄
液を吐出しノズル尖端外側を洗浄する。

（６）試薬吸入 ノズル４を反応試薬１８の位置に移動し、試薬を所定量
吸入する。

（７）空検体検査 反応試薬を吸入後ポンプ４５を停止させ管４３の空気の
有無を空検体検査用検知器４７により調べ、空気が有る
場合にはノズル４をドレインボート３９に移動し、洗浄
液の吐出行程を数回行なうことによりノズル内の空気を
追い出し、次に、ＣＲＴ６６　ｒ反応試薬無し」　「反
応試薬を補充して、スタートボタンを押してください」
等の表示を行ない異常処理を行なう。反応試薬補充後、
スタートボタンを押すと再び試薬吸入および空検体検査
が行なわる。空気が無い場合にはＣＲＴ６６に「反応試
薬確認」を表示後次の操作に移る。

（８）試薬吐出・混合 ノズル４を反応容器３７の位置に移動させ、吸入した反
応試薬を反応容器に注入し、先に注入したサンプルと混
合する。混合の方法は空気吐出による方法、外部からの
振動、撹拌等による方法があるが、低粘性液体であれば
、高速吐出により混合される。

（９）、反応 上記サンプルと反応試薬の混合液を反応容器内で所定時
間反応させ、サンプルの誘導体化を行なう。

（１０）サンプル導入 前記反応が終了したサンプル誘導体化物は、ノズル４で
吸入し注入ボート４０に挿入してサンプルインジェクタ
５のサンプルループ６に注入する。

次いでサンプルインジェクタ５を切換えると前処理液の
流れによりサンプル誘導体化物はプレカラム７に送られ
る。

（１１）濃縮 プレカラム内にサンプル誘導化物を吸着させ濃縮させる
と共に、分析の妨害となる不純物を排出ロア０から排出
する。

（１２）サンプル移送 カラム切換バルブ１１を切換えると、溶離液はプレカラ
ム７を経由して流れ、プレカラムで濃縮されたサンプル
誘導体化物を解離して分離カラム１２に送り分離が開始
される。全サンプル誘導体化物が分離カラム１２に移動
した時点で、カラム切換バルブ１１を再び切換える（第
１図に示す状態）と溶離液はプレカラム７を経由せず直
接分離カラム１２に流れ、プレカラム７には前処理液が
流れる。

（１３）分離 引き続き溶離液を分離カラム１２に流し、目的のサンプ
ル誘導体化物を分離する。

（１４）プレカラム再生 上記サンプル誘導体化物の分離と並行して、プレカラム
７に前処理液を流し、次のサンプル誘導体化物を受は入
れるための再生を行う。

（１５）測定・データ処理 分離カラム１２により分離、溶出したサンプル誘導体化
物成分は、順次検出器６１のフローセル６２に流れ、蛍
光強度を検出し、データ処理装置６３のメモリに逐次記
憶させつシ、演算処理して各成分の濃度を求める。ＣＲ
Ｔ６６およびプリンタ６５に上記演算データおよびクロ
マトグラムを出力する。

また、分析装置の信頼性向上のために、測定サンプルの
測定値が予め設定された標準値の範囲外（例えば、設定
標準値の１７１０以下あるいは１０倍以上）であるとき
は、再分析する機能を有している。

なお、標準サンプルの測定は、前記第５図に示すフロー
チャートに基づき分析する。この場合クロマトグラムの
ピーク高さ２面積等から試薬の健全度を、ピークの形状
（割れ、リーディング、テーリング）でカラム、溶離液
の健全度を判定することができる。上記の結果がよけれ
ば前記未知サンプルの測定に移る。

分析中の各部装置の状態診断は、各部装置に備えた各種
センサをモニタし、ＣＲＴ６６に各装置の状態およびメ
ツセージを表示する。

第 表 第６図に上記各装置の状態を表わすＣＲＴ画面の一例を
示す。また、第６図の分析条件を第１表に示す。なお、
本実施例における溶離液および前処理液の流量はいずれ
も１ｍΩ／　ｍ　ｉ　ｎである。

第６図に例示したＣＲＴ画面はサンプル数３０で１０番
目のサンプルの分析状態を表わしている。

前処理液量、溶離液量、洗浄液量および廃液量は、重量
センサで測定される。画面中の前処理液７１、溶離液７
２、洗浄液７３、廃液７４の液面は、各重量センサによ
って測定された値に応じて表示が変化し、溶離液、前処
理液および洗浄液の場合は、一定量以下（例えば、全体
の１０％以下）、廃液の場合には一定量以上（例えば、
全体の９０％以上）になると対応画面の液槽の表示が点
滅し、メツセージ欄７５に「洗浄液不足ｊ等のコメント
が表示される。

ポンプ１、ポンプ２の流量および圧力等も、ＣＲＴ画面
中の７６（ポンプ１）、７７　（ポンプ２）にそれぞれ
表示され、異常がある場合（例えば、設定圧力範囲外の
場合）には、ウオーミングアツプ処理時と同様の異常処
理が行われ、メツセージ欄７５に第７図に示す機器名、
停止時刻等のメツセージを表示する。分析中のサンプル
番号は、ＣＲＴ画面中のオートサンプラ７８に表示する
。

第１図のサンプルラック内のサンプル冷却装置３１、反
応容器恒温槽４８、プレカラム恒温槽５５、分離カラム
恒温槽６０の各温度も各温度センサでモニタされ、それ
ぞれ前記ＣＲＴ画面中に表示される。測定された温度が
予め設定された温度範囲外になるとウオーミングアツプ
処理時と同様の異常処理が行われ、メツセージ欄に「分
離カラム恒温槽温度異常」等のメツセージが表示される
。

検出器６１の状態はランプの出力光をモニタし、初期の
出力光と比較し、例えば光度比率をＣＲＴ画面の検出器
８１に表示される。そして、出力がある一定値以下（例
えば、８０％以下）になると。

ＣＲＴ画面中の検出器８１が点滅し、メツセージ１１１
１７５に［ランプを交換してくださいＪ等のメツセージ
が示される。

更にまた、各部装置には漏水センサを装備し、漏水時に
ＣＲＴ画面中の漏水部の機器を点滅し。

メツセージａＩ７５に「漏水Ｊ等の表示を行なう。

分析状況は、分析画面８２に、現在のサンプル数、残り
のサンプル数、現在までの経過時間、必要時間、分析終
了予定時刻、現在時刻、ノイズレベル、ドリフト値等が
表示され、分析終了までの時間が一目で分かるようにす
る。分析が終了すると第８図に示すメツセージが分析画
面８２に表示される。

更に１分離カラムまたはプレカラムの寿命判定のために
、カラム圧力、測定したサンプル数、使用延べ時間、測
定のピーク幅、ピーク高さ、ピーク面積、理論段数、リ
テンションタイム等を記憶。

演算させ、これらからカラムの寿命を判定しメツセージ
４１２１７５に表示する機能を有している。

また、キャリブレーション時の標準サンプルの測定ピー
ク高さ、ピーク幅、ピーク面積、理論段数、リテンショ
ンタイム、分離率等からも同様にしてカラムの寿命を判
定することができる。

■　データ処理 データ処理装置６３は、記憶されたデータを用いて、デ
イリーレポートの作製、被験者の性別、年令、地域、病
状等によるグルーピング、同一被験者の経時変化を示す
グラフ等の作成、脳の神経細胞の働きを電気的に再現し
たニューロコンピュータを用いたパターン認識による過
去のデータとの比較等の演算処理を行なう機能を有して
いる。

また、データ処理によりデイリーレポートを作成しプリ
ンタ６５から直接出力する機能を備えている。

第９図に本実施例の制御系統図を示す。

ＣＰＵ６４はオートサンプラ１、ポンプ５１゜５７、デ
ータ処理装置６３、バルブ切換装置１−１、サンプルラ
ック内のサンプル冷却装置３１、反応容器恒温槽４８、
プレカラム恒温槽５５、分離カラム恒温槽６０．サンプ
ルカウント用の接触センサ６９、ＣＲ，Ｔ６６、プリン
タ６５を予めプログラムされたとおりに制御し、空検体
検査用検知器４７を始め各種のセンサをモニタし、前記
と同様にして、その状況に応じて処理を行なうものであ
る。

第１０図に操作パネルを示す。

操作パネル９９上には１分析用の押しボタン１００　（
スタート）とデータ処理用の押しボタン１０１がある。

分析を行う場合には、押しボタン１００を押すだけで第
２図、第３図および第５図で説明した手順に従って自動
的に分析が開始される。

スタート開始の入力は、ボタン以外に音声入力、手書入
力も可能である。また、ＩＣカードによっても行うこと
ができる。データ処理の場合には、押しボタン１０１を
押すとＣＲＴ６６の画面に各種メニューまたはメツセー
ジが表われ、メニュー選択等には入力ベン１０２を用い
て行なうことができる。更にデータ編集はＩ　、Ｄ、Ｎ
　ｏ　、を用いてサーチすることができる。

以上説明したように、各部装置および各種センサの情報
を高速処理し、自己診断機能およびデータ処理機能を有
し、いわゆるワンタッチオペレーションの液体クロマト
グラフ自動分析システムを満足させるためには、内部メ
モリが２メガバイトである３２ビツトＣＰＵの使用が望
ましい。

特に、高速分析、例えば１．０　ｍｍ　Ｉ　、Ｄ、Ｘ５
、Ｏｍｍ　（１，５μｍシリカ０ＤＳ）の分離カラムを
使用する場合にはアクセス時間１０ｎｓｅｃで１メガビ
ツトの半導体メモリを使用したＣＰＵを使用している。

第１１図に分析プログラムの一例を示す。

分析を８分以内に行なうために、分離カラムとして２．
０ｍｍ１．Ｄ、Ｘ５．Ｏｍｍ（平均粒径２．５μｍシリ
カ０ＤＳ）を用いている。図に示すように、サンプル分
注から誘導体化試薬の分注、混合まで１分、誘導体反応
は　２．５分、サンプル誘導体の濃縮は１．５分、分離
とデータ処理３分の計８分で分析が行われるようにプロ
グラムされている。

第１２図は、第１図の本実施例の分析システムにより第
１１図のプログラムで分析を行った分析結果の一例を示
す。

縦軸は蛍光強度、横軸は保持時間を示す。各ピーク頭部
に打出されている数値は、リテンションタイム、即ち、
分析開始から分離された各成分が検出器に到達するまで
の時間を示す。測定条件は分離カラム以外は前記第１表
に示すとおりである。

分析は、ＮＥ（ノルエピネフリン）、Ｅ（エピネフリン
）、ＤＡ（ドーパミン）の順序で検出され、最後に内部
標準液により添加された内部標準物質ＩＰ（イソプロテ
レノール）が検出される。各成分の濃度は、各々のピー
ク高さまたはピーク面積から求めることができる。

本システムはカテコールアミンの分析に限るものではな
く、システムの構成（試薬、カラム、検出器等）を一部
変更することにより、アミノ酸、グリコヘモグロビン、
プロスタグランジンあるいはサイクロスポリン等の血中
薬物の分析にも応用できる。例えば、アミノ酸の場合に
は、分離カラムに陽イオン交換カラム、検出器に吸光光
度計。

誘導体化試薬にニンヒドリンを用いれば同様に測定する
ことができる。

［発明の効果コ 本発明の液体クロマトグラフ分析システムは、該システ
ムを構成する各部装置に設けた各種センサによって得ら
れた情報をＣＰＵにより高速処理すると同時に、各部装
置の自己診断機能および異常処理、試薬等の自己管理手
段を備えているので、分析が完全自動化された、いわゆ
るワンタッチオペレーションの分析システムを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の流路系統図、第２図は実施
例の各部装置の状態診断のフロー図、第３図は実施例の
ウオーミングアツプ処理のフロー図、第４図は実施例の
オートサンプラの側面図、第５図は実施例の分析のフロ
ーチャート、第６図は実施例の分析中の各装置の状態を
表わすＣＲＴ画面図、第７図は実施例の異常停止時のＣ
ＲＴ画面図、第８図は実施例の分析終了時のＣＲＴ画面
図、第９図は実施例の制御系統図、第１０図は実施例の
操作パネル平面図、第１１図は実施例の分析プログラム
を示す図、第１２図は実施例で得られたクロマトグラム
、第１−３図は従来の分析装置の系統図である。 １・・・オートサンプラ、２・・・試料容器、３，８，
１３゜１７・・・ポンプ、４・・・ノズル、５・・・サ
ンプルインジェクタ、６・・サンプルループ、７・・・
プレカラム、９・・・前処理液、１０，１５，２２．２
３・・・バルブ、１１・・・カラム切換バルブ、１２．
・・・分離カラム。 １４・・・溶離液、１６・・・排出管、１８・・・反応
試薬、１９・・・反応コイル、２０・・・蛍光光度計、
２１・・・洗浄液、３１・・・サンプルラック、３２・
・・サンプルステージ、３５・・・内部標準溶液、３６
・・・標準サンプル、３７・・・反応容器、３８・・・
ノズル洗浄槽、３９・・・ドレインボート、４０・・・
注入ボート、４１・・駆動機構、４３・・・管、４４・
・・三方弁、４５・・・分注ポンプ、４７・・空検体検
出用検知器、４８・・・反応容器恒温槽、４９・・・分
析部、５１．５７・・・ポンプ、５５・・・プレカラム
恒温槽、６０・・・分離カラム恒温槽、６１・・・検出
器、６２・・・フローセル、６３・・・データ処理装置
、６４・・・ＣＰＵ、６５・・・プリンタ、６６・・・
ＣＲＴ、７１・・・前処理液、７２・・・溶離液、７３
・・・洗浄液、７４・・・廃液、７５・・・メツセージ
欄、７６・・・ポンプ１．７７・・・ポンプ２．７８・
・オートサンプラ、７９・・・プレカラム、８０・・・
分離カラム。 ８１・・・検出機、８２・・・分析画面、８３〜８６・
・・重量センサ、８７〜９８・・・漏水センサ、９９・
・・操作パネル、１００，１０１・・・押しボタン、１
．０２・・・入力ペン。 第１図 （ばか１名）＼、祝 ６４　・　ＣＰＵ ６５・・プリンタ ６６−・ＣＲＴ 第 図 ３１・・・・・・・・・・・・サンプルラック６９、７
０・・・接触センサ 第 図 第 図 第 図 第 図 第１１ 図 第１２ 図 Ｏ１２３ 保持時間（分）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液状成分を分析する液体クロマトグラフ分析システ
   ムにおいて、 該システムはオートサンプラ部、分析部および制御部と
   各種センサを備え、 前記分析部はプレカラム、分離カラム、検出器およびデ
   ータ処理装置を有し、 前記各種センサは前記オートサンプラ部、分析部および
   制御部の動作部に配置されており、前記オートサンプラ
   部はサンプルの分取分配手段、試薬添加手段およびサン
   プルの誘導体化反応処理手段を有し、 前記プレカラムは前記オートサンプラ部より導入される
   サンプルの吸着、濃縮機能を有し、分離カラムは前記プ
   レカラムにより濃縮され、溶離液に溶出された誘導体化
   サンプルの分離機能を有し、 前記検出器は分離カラムによって分離された誘導体化サ
   ンプルの各成分の濃度を測定する手段を有し、 データ処理部は、前記濃度の測定データの演算処理と、
   前記各センサの検知信号の演算処理および関係データの
   入出力とメモリ機能を有し、前記制御部は予め設定され
   たプログラムと前記データ処理部の演算結果に基づき、
   前記各手段を制御し分析を行うことを特徴とする液体ク
   ロマトグラフ分析システム。 ２、分析開始後はオートサンプラ部、分析部および制御
   部の各動作部に配置された前記各種センサの検知信号の
   演算結果と、前記制御部に予め設定されたプログラムに
   基づき分析を行い、途中で異常が発生した場合には分析
   を中断するとともに異常の内容または異常の内容と解決
   手段をＣＲＴに表示することを特徴とする請求項第１項
   記載の液体クロマトグラフ分析システム。 ３、前記データ処理部に内部メモリが２メガバイト以上
   を有する３２ビット以上のＣＰＵを用いることを特徴と
   する請求項第１項または第２項記載の液体クロマトグラ
   フ分析システム。 ４、必要な分析メニューが入力されたＩＣカードを挿入
   することにより分析が開始され、前記オートサンプラ部
   、分析部および制御部の各動作部に配置された前記各種
   センサの検知信号の演算結果と、前記制御部に予め設定
   されたプログラムおよび前記ＩＣカードの分析メニュー
   に基づき分析を行うことを特徴とする請求項第１項記載
   の液体クロマトグラフ分析システム。 ５、分析中で異常が発生した場合、分析を中断するとと
   もに異常の内容または異常の内容と解決手段をＣＲＴに
   表示することを特徴とする請求項第４項記載の液体クロ
   マトグラフ分析システム。 ６、サンプルの分析開始前にウオーミンアップを行い、
   クロマトグラフのノイズまたは／およびドリフトを所定
   の時間間隔で測定し、該ノイズまたは／およびドリフト
   値が所定値内に入るまでウオーミンアップを継続するこ
   とを特徴とする請求項第１項記載の液体クロマトグラフ
   分析システム。 ７、サンプル分析前に、標準サンプルのリテンションタ
   イムの変化率を測定し、該測定値と分離カラムの理論段
   数とから演算し、予測した分離カラムの寿命をＣＲＴに
   表示することを特徴とする請求項第１項記載の液体クロ
   マトグラフ分析システム。 ８、１個のサンプルの分析時間から全サンプルの分析時
   間を演算し、分析終了時刻をＣＲＴに表示することを特
   徴とする請求項第１項記載の液体クロマトグラフ分析シ
   ステム。 ９、サンプル分析前および分析中に、システム各部を自
   己診断する手段と、その診断結果をＣＲＴに表示する手
   段を備えたことを特徴とする請求項第１項記載の液体ク
   ロマトグラフ分析システム。 １０、測定サンプルの分析値が予め設定された値の範囲
   外とき、前記サンプルの再分析を行うようプログラムさ
   れていることを特徴とする請求項第１項記載の液体クロ
   マトグラフ分析システム。