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JP2834224B2 - 液体クロマトグラフィーによる試料の分析装置 - Google Patents

液体クロマトグラフィーによる試料の分析装置

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JP2834224B2
JP2834224B2 JP1268945A JP26894589A JP2834224B2 JP 2834224 B2 JP2834224 B2 JP 2834224B2 JP 1268945 A JP1268945 A JP 1268945A JP 26894589 A JP26894589 A JP 26894589A JP 2834224 B2 JP2834224 B2 JP 2834224B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体クロマトグラフィーによる試料の分析
装置に関する。
〔従来の技術〕
液体クロマトグラフは、溶液状態で成分を分離した
後、特定成分を選択的に分析できるのが特徴で、臨床検
査の分野においても重要な分析項目が多い。しかし、一
方において分析手段が複雑で分析に時間がかかるものが
多く、それが臨床検査など多数の検体を限られた時間内
で処理しなければならないルチーンワークの業務におけ
る分析検体数の増加をはばんでおり、この種の自動機の
普及が遅れている原因になつている。
このようなルチーンワークへの適用が遅れている分析
項目としてカテコールアミン類の分析やプロスタグラン
ジンの分析が挙げられる。カテコールアミン類は、細胞
腫,循環器,脳神経系,内分泌代謝などの異常やストレ
スなどの診断に有効性が認められ、成人病集団検診の場
合の重要項目として注目されている。また、プロスタグ
ランジンは、多彩な生理活性を示すものであり、多くの
種類があるところから各成分を分離して定量することが
必要とされる。
これらの分析項目を液体クロマトグラフイーで分離分
析する場合には、試料と蛍光ラベル剤を反応させ、蛍光
光度計によつて測定するのが一般的である。ラベル化の
方法としては、分離カラムによる成分分離の前にラベル
剤と反応させるプレラベル法と分離カラムによつて成分
分離した後にラベル剤と反応させるポストラベル法が知
られているが、ポストラベル法では分離カラム溶出後の
成分の拡散が大となるので高感度検出が困難であり、生
体試料中の微量成分を測定する場合にはプレラベル法が
有利である。
カテコールアミン類をプレラベル法によつてラベル化
(誘導体化)し、クロマトグラフイー分析する先行技術
として、特開昭61−88148号および特開昭60−143766号
に記載された方法が知られている。
この内、特開昭61−88148号では、試料にアルミナを
添加してアルミナにカテコールアミンを吸着させ、吸着
中にダンシル・クロリドを反応させてカテコールアミン
を誘導体化している。次いでアルミナから誘導体化され
た試料を脱着させ液を蒸留濃縮する。このようにして準
備された試料を液体クロマトグラフの流路内へ注入して
成分分離し蛍光を検出する。
また、特開昭60−143766号では、血漿や尿などの生成
試料を流路内に注入したあと、その流路内に3種の反応
試薬を次々と導入し反応コイル内を流通させながらカテ
コールアミンをラベル化(誘導体化)している。このよ
うに処理した試料を濃縮カラムで捕捉濃縮した後、分離
カラムで移送し成分分離して蛍光を検出する。
プロスタグラシジンをプレラベル法によつてラベル化
し、クロマトグラフイー分析する先行技術として、特開
昭61−92599号および特開昭58−108457号に記載された
方法が知られている。
この内、特開昭61−92599号は、高速液体クロマトグ
ラフイーを用いてプロスタグランジンを分析する場合
に、試料を蛍光ラベル化しておき、その後分離カラムで
成分分離し蛍光検出器で測定する方法があることを示唆
している。特開昭61−92599号にはこれ以上の詳細な記
載はない。
また、特開昭58−108457号には、生体試料を逆相分配
クロマトグラフイーに付して得たプロスタグランジン含
有液を乾固した後、溶解してカルボキシル基用蛍光プレ
ラベル剤と反応させ、プロスタグランジンをエステル体
にしている。このようにして準備された試料を液体クロ
マトグラフの流路内へ注入して成分分離し、蛍光検出器
で測定する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した先行技術の内、特開昭61−92599号はプレラ
ベルの可能性を示唆しているだけにすぎず、特開昭61−
88148号および特開昭58−108457号による方法では、液
体クロマトグラフの流路内に注入すべき試料を準備する
ための操作に時間がかかり、且つ自動化が困難なために
臨床検査などのルチーンワークには不向きである。
また、特開昭60−143766号による方法では、ラベル化
反応を反応コイル内に試料を流通しながら行つているば
かりでなく、試料の処理をすべて流路内で行つており、
検体分析数は1時間に2検体程度である。このように単
位時間当りの検体分析数が少ないのは、試料注入から分
離検出までの分析操作の全工程を終了した後に、次の試
料を注入する方式を採用していることに起因する。
本発明の目的は、試料の誘導体化処理及び不要物除去
処理を行って、効率的な分析が可能な液体クロマトグラ
フィーによる試料の分析装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、本発明では、試料を誘
導体化するサンプル部と、誘導体化された試料からプレ
カラムで不要物を除去する除去処理部と、不要物除去さ
れた試料を分離カラムで分離して検出する分離検出部を
有し、サンプル部は、試料の誘導体化処理が終了したと
きに、除去処理部から不要物除去された試料が分離検出
部に移送されていれば、誘導体化された試料を前記除去
処理部に移送し、その後、新たな試料の誘導体化処理を
開始するように構成されており、除去処理部は、不要物
除去が終了したときに、分離検出部で分離検出が終了状
態であれば、前記不要物除去された試料を前記分離検出
部に移送し、その後、前記サンプル部から前記誘導体化
された試料を受け入れるように構成されており、サンプ
ル部から除去処理部への移送及び濃縮処理部から分離検
出部への移送は、いずれも、サンプル部の誘導体化処理
の時間、前記濃縮処理部の不要物除去の時間及び分離検
出部の分離検出の時間の中で最も長い時間以上の時間の
間隔で繰り返えされ、サンプル部での誘導体化処理、除
去処理部での不要物除去及び前記分離検出部での分離検
出は互いに重なる時間を有するするように構成した。
[作用] サンプル部においては、試料の誘導体化処理が終了し
たときに、除去処理部から不要物除去された試料が分離
検出部に移送されていれば、誘導体化された試料を前記
除去処理部に移送し、その後、新たな試料の誘導体化処
理を開始する。一方、除去処理部では、不要物除去が終
了したときに、分離検出部で分離検出が終了状態であれ
ば、不要物除去された試料を分離検出部に移送し、その
後、サンプル部から前記誘導体化された試料を受け入れ
る。これら、サンプル部から除去処理部への移送及び濃
縮処理部から分離検出部への移送は、いずれも、サンプ
ル部の誘導体化処理の時間、濃縮処理部の不要物除去の
時間及び分離検出部の分離検出の時間の中で最も長い時
間以上の時間の間隔で繰り返えされ、サンプル部での誘
導体化処理、除去処理部での不要物除去及び分離検出部
での分離検出は互いに重なる時間を有する。
好ましくは、物理的性質の似た複数成分が共存するカ
テコールアミン類やプロスタグランジンのような物質を
含む生体試料では、個々の成分をクロマトグラフイーで
分離して測定することが有効である。例えばカテコール
アミン類では、エピネフリン,ノルエピネフリン,ドー
パミンなどが共存しており、プロスタグランジンでは、
トロンボキサンチンB2プロスタグランジンE2、6−ケト
プロスタグランジンF1d、プロスタグランジンE1などが
共存しているので、これらをクロマトグラフイー分離す
れば個々の成分濃度を求めることが可能となる。
しかし、カテコールアミン類やプロスタグランジン
は、そのままの状態では検出することが困難であるの
で、本発明ではクロマトグラフイー分離カラムで成分分
離する前に、試料にラベル剤を反応させて誘導体化し、
その後検出精度を低下させないように夾雑物や過剰の反
応試薬などの不要物をプリカラムで除去し、次いで、誘
導体化されている試料を分離カラムを導入して成分分離
し、分離カラムからの流出物を検出器で検出する。例え
ば誘導体化のために蛍光ラベル剤を用いる場合には、検
出器として蛍光検出器を用い、被検成分が誘導体化によ
つて得た性質を検出に利用する。検出器はラベル化の態
様によつて吸光光度計や電導度検出器など種々のものか
ら選択される。
この方法では、各試料は誘導体化試薬との混合、誘導
体化反応の進行、プリカラムへの移送、成分分離、検出
などの一連の処理を受ける。この一連の処理は、現状で
は種々の工夫を施しても10分以内の時間に短縮すること
が困難である。従つて、先の試料に関する全体の分析操
作が終了したあとに次の試料に対する分析操作を開始し
たのでは、1時間に6検体を越える測定を行うことがで
きない。
好ましくは、試料の前処理から分離検出までの分析操
作全体を三つの工程区分に分け、それぞれの工程区分に
おいて試料を処理するようにして、効率化をはかつた。
すなわち、中間の工程区分である第2の工程区分では、
すでに誘導体化されている特定の試料をプリカラム内で
捕捉する処理がなされ、第3の工程区分では、上記特定
の試料より先行した試料に対して成分分離処理および検
出がなされ、第1の工程区分では、上記特定の試料に後
続する試料に対して誘導体化反応処理がなされるように
した。
これにより、1時間に10検体以上の分析処理が可能と
なり、臨床検査などのルチーンワークへの適用が可能と
なつた。
これらの工程区分の境界は必ずしも画一的なものでは
なく、誘導体化の反応条件や成分分離条件によつて多少
の変更があり得る。
本発明の望ましい実施例では、試料の誘導体化反応の
開始は流路系外に配設された前処理装置で行われる。こ
こでは、試料処理が容器内で実行される。すなわち、試
料と誘導体化試薬の混合は容器内でなされる。だから、
試料の誘導体化反応は液の流れのない状態もしくは試料
が拡散されない状態のもとで進められる。容器内での反
応が不十分である場合、あるいは時間的な制約の関係
上、試料と試薬を容器内へ混合した後その混合液試料を
計量管内へ導いてそこで反応を継続させることもできる
が、この場合も誘導体化反応は試料が拡散されない状態
に保たれた部屋の中で進められる。
試料と試薬の混合は、必ずしも撹拌動作を伴うもので
はなく、容器内に試料と試薬が添加されて共存していれ
ばよい。前処理装置における試料収容容器から反応容器
もしくは混合容器への分注作業および試薬収容容器から
上記反応容器もしくは混合容器への分注作業は、移動可
能なピペツテイングノズルの動作によつて達成すること
ができる。機構の単純化のためには、ピペツテイングノ
ズルは1本であることが好ましい。
本発明の望ましい実施例では、プリカラムは分離カラ
ムよりも上流側に配置されている。このプリカラムには
試料の移送およびプリカラムの洗浄に供するための液が
流路切換弁を介して供給される。プリカラムは、不要物
除去カラムあるいは濃縮カラムと称されることがある。
プリカラムに導入された試料は、移送洗浄液の供給によ
つて、測定精度を低下させる要因となる夾雑物や過剰試
薬などの不要物がプリカラムから排出され、被検物質が
捕捉される。この機能に着目した場合、プリカラムは不
要物除去カラムと称される。
プリカラムには、通常その試料収容容積よりも多い容
積の試料が供給される。供給試料量は、所定容積を有す
る試料計量管によつて定まる。反応処理された試料が移
送・洗浄液によりプリカラムに導入されると、被検物質
がプリカラム内に捕捉され、試料が流入する間蓄積され
る。その後プリカラムへ溶離液が供給されると、プリカ
ラム内に捕捉された被検物質が脱離され分離カラムの方
へ移送される。プリカラムへ導入される試料容量よりも
プリカラムから脱離されるときの試料液容量の方が少な
いので、分離カラムへ導かれる試料は濃縮されたことに
なる。この機能に着目した場合、プリカラムは濃縮カラ
ムと称される。
本発明の望ましい実施例では、第2の工程区分の処理
時間の長さを基準として一定時間間隔で第2工程区分へ
の試料の受け入れ動作を繰り返す。第1工程区分および
第3工程区分の作業は、第2工程区分と並行して試料処
理(試料受入準備も含む)を進めるように関係づけられ
る。
このように複数試料の並行処理を実現した結果、1検
体当りの平均分析時間を6分以内にすることが可能とな
り、単位時間当りの検体分析数が増大される。
〔実施例〕
本発明の望ましい実施例では、第1工程区分が主とし
てオートサンプラ上で作業される。ここでは、試料の誘
導体化に必要な処理が施される。第2工程区分では、流
路内に配置されたプリカラムを中心として不要物除去お
よび試料の濃縮に伴う作業が行われる。第3工程区分で
は、分離カラムによる試料の成分分離および検出が行わ
れる。
この内、第2工程区分では、試料導入弁の計量管に注
入した試料を、弁を切換えて移送・洗浄液によりプリカ
ラムに輸送し濃縮と不純物除去を行つた後、カラム切換
弁を切換えて溶離液により解離して分離カラムに移送
し、再びカラム切換弁を切り換えて前処理液をプリカラ
ムに流し次の試料を受け入れられる状態に復元させるま
でで一巡する。
分析操作は、第2工程区分の1サイクルの時間間隔
で、オートサンプラ上の試料の第1工程区分の作業を開
始せしめ、連続して分析する複数の試料について前記第
1,第2,第3の工程区分の処理を並行して行なうことによ
り実行される。すなわち、第1の試料が第1工程区分の
作業を終了し第2工程の作業に移動すると、つぎの第2
の試料の第1の工程区分の作業が開始され、さらに第1
の試料が第2の工程区分の作業を終了し第3の工程区分
の作業に移行した時点で、つづく第2の試料が第2工程
区分の作業に移動し、さらに第3の試料の第1工程区分
の作業が開始されるというような手順で進行される。
以上の分析手順による本装置の分析処理時間は、最初
の一検体については前記第1〜第3の工程の合計の時間
が必要であるが、第2検体以後はプログラムの一サイク
ルすなわち第2工程区分の所要時間の間隔で分析結果を
得ることが出来、連続分析における検体処理時間は著し
く短縮することが出来る。各工程区分の作業内容の細部
は必ずしも特定する必要はないが、分析プログラムが第
2工程区分の所要時間をサイクルとした繰り返しプログ
ラムにより実行されるため、このプログラムの実行に適
するよう、各工程の時間配分を考慮して区分を決め、プ
ログラムを作成することが望ましい。且各工程区分の所
要時間は前記1サイクルの時間内であることが望まし
く、この場合は各工程区分毎に一検体ずつ並行処理を行
なうことにより分析を進行させることが出来る。しか
し、誘導体化反応は分析対象により時間がかかるなどの
ため、前記1サイクルの時間より長い時間がかかる場合
も生じる可能性があり、この場合は複数の反応場所を設
けるなどの方法により対処する。例えば、二倍近くの時
間がかかる場合は反応容器を2個設け交互に使用するこ
とにより、1サイクル毎に一検体ずつの処理を行なうこ
とができる。
第三サイクルは分離した成分の検知器を通過し測定が
終了するまでの時間が、前記1サイクルの時間内である
ことが要件であり、データの演算表示などの電気的処理
は必ずしも1サイクルに含まれる必要はない。
カテコールアミン類の誘導体化試薬としての蛍光ラベ
ル剤には、例えば1,2−ジフエニルエチレンジアミン(D
PE)を用いることができ、準備される蛍光ラベル剤溶液
には、60mMのDPE,2mMのフエリシアン化カリウム、40%
のアセトニトリルなどが含まれる。またカテコールアミ
ン類を分離するために分離カラムに供給される溶離液
は、例えばアセトニトリルとメタノールと水溶液を5:2:
4の割合で含む液が使用される。この場合水溶液には、5
0mMの硝酸リチウムと10mMのドデシル硝酸ナトリウムが
含有されている。
プロスタグランジンの誘導体化試薬としての蛍光ラベ
ル剤には、モノダンシルカダベリン(MDC)を用いるこ
とができる。準備される蛍光ラベル剤溶液には、6mMのM
DC、86mMのジエチルホスホロシアニテート(DEPC)など
が含まれる。またプロスタグランジンを分離するための
溶離液には、水とテトラヒドロフランとアセニトリルか
らなる系の液を使用することができる。蛍光検出器の励
起波長は340nm、蛍光波長は520nmが好ましい。
本発明は、単一の分離カラムを用いる場合に適用でき
る。この場合、分離カラムを複数本用いる場合に比べて
機構が簡素で済む。本発明が好適に適用される生体試料
は、血漿,血清,尿などである。
本発明を適用したカテコールアミン自動分析装置の例
を図面を参照して以下に説明する。
第1図は、カテコールアミン自動分析装置の全体構成
を示す概略図である。この装置は、各種容器や分注機構
を備えた前処理部26と、流路系内で試料の濃縮動作や分
離動作を行う濃縮・分離部44を有する。以下では、前処
理部26を便宜上オートサンプラと称し、濃縮・分離部44
を分析部と称する。
オートサンプラ26のサンプラステージ28には、サンプ
ララツク27が装填される。サンプルラツク27は、血漿試
料を収容した複数の試料容器を保持している。またサン
プルラツク27には、蛍光ラベリング用の反応試薬容器3
0,内部標準液容器31,標準サンプル容器32が配置されて
いる。このオートサンプラ26では、サンプルステージ28
に近接した固定位置に、反応容器33,ノズル洗浄槽34,ド
レインポート35,注入ポート36が設けられている。
分注ノズル38は、試料や試薬を反応容器33へピペツテ
イングにより分注したり、反応した試料を反応容器33か
ら注入ポート36へ移す働きをする。駆動機構37はXYZの
駆動機能を有し、分注ノズル38を縦横上下自在に駆動し
て、前記サンプラ上の容器やポートの位置に移動させる
ことが出来る。分注ノズル38の上端はプラスチツクチユ
ーブなどの細管39により三方弁40を介して、分注ポンプ
41、および洗浄液槽42に連結されている。分注ポンプ41
はパルスモーターで駆動されるシリンジポンプを使用し
ている。恒温ブロツク80は反応容器33の温度を所定の条
件に保つために設けられている。またサンプルステージ
28にはサンプルラツク27上のサンプルや試薬を、分析中
低温に保つよう冷却装置が組込まれている。
分析部44はサンプルの濃縮と不要物除去を行なうプリ
カラム流路系、サンプル成分の分離を行なう分離カラム
流路系、および測定演算部からなる。プリカラム流路系
では、液槽45の移送・洗浄液がポンプ46により一定流速
で送液され、試料導入弁47を経由してプリカラム48に流
れている。試料導入弁47にはオートサンプラの注入ポー
ト36から注入されたサンプル液を所定量計量して分析部
に導入するための計量管49が設けられている。
分離カラム流路系では溶離液槽50の溶離液がポンプ51
により一定流速で装液され、カラム切換弁52、を経由し
て単一の分離カラム53に流れている。カラム切換分52を
切換えることにより溶離液はプリカラム48を経由して流
れ、プリカラム48で処理されたサンプルを分離カラム53
に移送する。測定演算部は分離カラム53から溶出するサ
ンプル成分の蛍光強度を測定する蛍光々度計54および測
定結果の演算処理および表示を行なうためのA/D変換部5
5,制御部56,プリンター57,CRT58などからなり、蛍光光
度計54にはフローセル59を有する。切換弁60,61はポン
プ46,51内の液を必要時にパージ出来るように設けられ
ている。
本実施例による分析は、 (1)オーサンプラ上でのサンプルの蛍光ラベリング作
業、 (2)プリカラムによる濃縮および不純物除去作業、 (3)分離カラムによるサンプル成分の分離および測
定、 の順序で行われる。第2図のフローチヤートを参照して
次に一連の分析操作を説明する。
反応容器洗浄 ステツプ101の分析動作開示のあと、ステツプ102で反
応容器33が洗浄される。この際、ノズル38を反応容器33
の位置に移動し、ポンプ41を動作させ洗浄液槽42からの
洗浄液を反応容器へ注入する。注入量は反応容器33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
せドレインポート35から排出管43の方へ廃出させる。次
いで、ノズル38を反応容器33の底に降下させ容器内の洗
浄液を吸いあげ、ノズル38をドレインポート35に移動さ
せて吸い上げた液を廃出する。この動作に先だち吸いあ
げた汚れた洗浄液がノズル内の新鮮な洗浄液に拡散しな
いよう予めノズル38の先端に若干量の空気を吸つておく
必要がある。(吸引に先だち気泡を吸つて境界を作つて
おく作業は、後のサンプルや試薬を吸いあげる場にも必
要であるが、説明が繁雑になるので以後の説明では省略
する。)以上の動作を複数回(例えば3回)繰り返すこ
とにより反応容器33の洗浄が終る。
サンプル分注 ステツプ103では反応容器33への試料(サンプル)の
分注が行われる。ノズル38を内部標準液容器31の位置に
移動し、降下させて所定量吸引し、ついで分析する試料
容器29の位置に移動し、所定量のサンプルを吸引した
後、ノズル38を反応容器33の位置に移動させ、吸引保持
されているサンプルと内部標準液を反応容器33に吐出分
注する。内部標準液は、カラムの回収率の変動などを補
正するために使用される標準液で、本実施例の場合はイ
ソプロテレノールを標準物質として用いている。
ノズル洗浄 ステツプ104では、ノズル38を洗浄する。この場合、
ノズル38をドレインポート35に移動し、洗浄液を吐出し
て、内部標準液およびサンプルによるノズルの内壁の汚
れを洗い出した後、ノズルを洗浄槽34に移動して槽内に
降下させ、洗浄液を吐出してノズル38の尖端外側を洗浄
する。
試薬分注混合 ステツプ105では反応容器33へ試薬を加える。ノズル3
8を反応試薬の容器30の位置に移動し、ノズル内に誘導
体化試薬を所定量吸引し、反応容器33に注入し先に注入
されているサンプルおよび内部標準液と混合させる。混
合はこの他に、ノズル内に予め空気を吸引しておき、容
器内に挿入して空気を吐出する方法や、外部から機械的
または電気的に容器を振動させる方法などにより行うこ
ともできるが、混合しやすい液体で且つ吐出量が比較的
多量であれば、高速度で吐出するだけで可能な場合もあ
る。
反 応 ステツプ106では、カテコールアミン類に対する蛍光
性物質への誘導体化が行われるように蛍光ラベリング反
応を開始させる。反応容器33内におけるサンプルと誘導
体化試薬との混合液(以下サンプル液と称する)を、一
定温度に保温された反応容器33内で所定時間放置して反
応を進行させ、蛍光ラベリングを行う。
計量管へのサンプル導入 ステツプ107では、反応容器33内の反応液を計量管49
内へ導入する。反応容器33内で実質的に反応の終了した
誘導体化されたサンプル液をノズル38内に吸引し、ノズ
ルを注入ポート36へ移動してその中に挿入し、試料導入
弁47を第1図の如き状態にして試料計量管49へサンプル
液を注入する。計量管49がサンプル液で満たされた後試
料導入弁47を切換えると、切換弁47のポートに接続され
ている計量管49は、流路62と流路63の間に接続され、移
送・洗浄液の流れにより所定量のサンプル液がプリカラ
ム48へ移送される。
濃 縮 ステツプ108では、プリカラム48内への誘導体化され
たカテコールアミン類の捕捉と夾雑物や過剰試薬の除去
が行われ、同時にサンプル液の濃縮が行われる。移送・
洗浄液の流れによりプリカラム48にサンプル液が導入さ
れると、プリカラム48内にはサンプルが吸着捕捉され蓄
積される。このとき測定の妨害となる不要物である夾雑
物や過剰試薬がプリカラムを通過して排出口64を経て排
出される。
サンプル移送 ステツプ109では、不要物を除去されて捕捉されてい
るサンプルをプリカラム48から脱離し、分離カラム53へ
導く。第1図に実線図示の状態から破線の状態にカラム
切換弁52を切換えると、プリカラム48は流路65,66の間
に接続され、溶離液はプリカラム48を経由して流れ、プ
リカラム48に濃縮されたサンプルを解離して分離カラム
53に送り、分離が開始される。全サンプルが流路66に移
動した時点で、カラム切換弁52を再び切換える(図示の
実線状態となる)と溶離液はプリカラム48を経由せず直
接分離カラム53に流れ、プリカラム48には移送・洗浄液
が流れ始める。
分 離 ステツプ110では、引きつづき溶離液を分離カラム53
に流し、カテコールアミン類の成分分離が行われ、ノル
エピネフリン(NE),エピネフリン(E),ドーパミン
(DA)が成分バンドを形成して分離カラムから溶出され
る。
プリカラム再生 ステツプ110のサンプル成分の分離と並行して、ステ
ツプ111ではプリカラム48に移送・洗浄液を流し、つぎ
のサンプルを受入れられる状態に復元させる。
測 定 ステツプ112では、分離カラム53からの溶出液が蛍光
光度計54によつて観測される。分離カラム53により分離
され溶出したサンプル成分は順次、蛍光光度計54のフロ
ーセル59に流れ、分離された各成分の蛍光強度を検出
し、演算処理して各成分の濃度を求める。
データ表示、出力 ステツプ113では、ステツプ112で得たデータをプリン
ターを57、CRT58、などにより表示出力する。ステツプ1
14では、オートサンプラ26上の試料がすべて処理された
かどうかが判断され、まだ残つていればステツプ102に
戻り、すべて処理されていればステツプ115に進んで装
置の分析動作が終了する。
以上一検体についての分析手順を説明したが、つづい
て本発明に基づく多数検体連続処理の手順について説明
する。第3図Aおよび第3図Bにその分析プログラムの
一例を示す。
図の縦軸は、先に説明した分析フローチヤートの作業
内容を工程1,2,3に区分して示している。第1工程は主
としてサンプルを誘導体化するためのオートサンプラ上
での作業、第2工程はプリカラムによるサンプルの濃縮
作業、第3工程は分離カラムによるサンプル成分の分離
および測定の作業であり、各工程の境界区分はそれぞれ
の工程の時間配分がプログラム上適当になるように区分
されている。横軸は進行する分析プログラムのサイクル
数と経過時間を示す。プログラムは1サイクル内で第1,
2,3各工程の作業がそれぞれ一巡するように組まれてい
る。
第3図Aはn番目の検体の分析する状態を中心に示し
たものである。実線太線がその状態を示す。実線細線は
(n+1)番目と(n−1)番目の検体、鎖線は(n−
2)番目と(n+2)番目の検体の状態を示している。
第3図Bには切換弁の動作を示している。試料導入弁47
の「計量」状態aはサンプル液を注入ポート36から計量
管49に注入出来る状態すなわち、第1図に図示された状
態、「移送」状態bは弁が切換わり計量管49がプリカラ
ム流路に接続された状態を示す。また、カラム切換弁52
の「接続」状態cはプリカラム48が分離カラム流路に接
続された状態、「並行処理」状態dは切離されて移送・
洗浄液が流れている状態すなわち第1図実線で図示され
た状態を示す。各切換弁の動作も1サイクル毎の繰り返
し動作を行なう。
分析操作は、第1検体(1番目に分析する検体)の分
析を第1サイクルで開始し、つづいて1サイクル毎に順
次オートサンプラ上のサンプルの分析を開始させること
により進行する。第3図Aは第nサイクルから第(n+
2)サイクルにおける作業状態を示している。すなわち
第nサイクルに第n検体(n番目に分析する検体)の分
析が開始し、第1工程の作業が行われる。これと並行し
て先に分析を開始している第(n−1)検体の第2工程
の作業、および第(n−2)検体の第3工程の作業が進
んである。ついで第(n+1)サイクルにおいては、第
n検体は第2工程の作業に進み、つぎの第(n+1)検
体の第1工程の作業が開始される。これと並行して第
(n−1)検体の第3工程の作業が行われている。さら
に第(n+2)サイクルにおいては第n検体の第3工程
の作業、第(n+1)検体の第2工程の作業が行われ、
つぎの第(n+2)検体の第1工程の作業が開始され
る。
以上説明した分析手順により、本装置の分析処理時間
は、一検体のみ分析する場合には第1,第2,第3工程の合
計時間すなわち3サイクルの時間が必要であるが、複数
の検体を連続して分析する場合は1サイクル毎に1検体
ずつ分析が出来る。本実施例では1サイクルの時間が5
分であるため、一検体当りの処理時間は5分となる。
カテコールアミン類のクロマトグラフイーにおいて
は、1時間に10検体以上の処理能力を持つことが望まし
いので、1サイクルの時間は、6分以内とされる。
第4図、第1図の実施例のオートサンプラ26の平面図
である。サンプルステージ28上に着脱可能なサンプルラ
ツク27には、試料容器挿入口70、が横10個,縦5列の計
50個所マトリツクス状に設けられており、これに分析す
べきサンプルを収容した試料容器が装填されて配列され
る。サンプルラツク27上には、また反応試薬30,内部標
準液31,標準サンプル32の置き場があり、さらに分析中
緊急割込測定が出来るよう、緊急検体容器挿入口71a,71
b,71cが設けられている。またサンプルラツク27の側方
には反応容器33,ノズル洗浄槽34,ドレインポート35,計
量管49への注入ポート36がそれぞれ固定の位置に設けら
れている。分注ノズル38は移動体3の軸4上を滑動し得
る保持部5に保持されており、駆動機構37により縦,
横,上下のX,Y,Z方向に自在に駆動され、上記各容器あ
るいはポートの位置に随時位置づけられ、必要な作業を
行なう。
分析操作は、上記分析すべサンプルや試薬を配置した
サンプルラツク27をオートサンプラ26のサンプルステー
ジ28に装着し、オペレータが操作パネル77の分析スター
トスイツチを押すことにより開始される。
第5図A,第5図Bは本実施例の装置の構成配置図であ
る。装置は縦形の分析に必要な各ユニツトを全部組込ん
だ構成となつている。
装置は二段に仕切られ、上段にはオートサンプラ26,
蛍光光度計54,カラムパネル72が配置されており、カラ
ムパネル72にはプリカラム48,分離カラム53,試料導入弁
47およびカラム切換弁52が配置されている。分離カラム
53は分析中の温度状態を一定に保つため、恒温ブロツク
73により温度制御されている。オーサンプラ26へのサン
プルラツク27の装着、取出しはカバー74を開閉して行な
う。蛍光光度計54の上部には、測定データを記憶してお
くためのフロツピーデイスク75が組込まれている。
装置下段には、洗浄液槽42,移送・洗浄液槽45,溶離液
槽50,分注ポンプ41,移送・洗浄液送液用のポンプ46,溶
離液送液用のポンプ51が配置され、ここから装置上段の
分析ユニツトに必要な液体の送液が行われる。なお装置
の下段後部には電源や基板類などの電気系76が収められ
ている。装置上面にはプリンタ57,CRT58および本装置に
よる分析のための入力操作を行なうための操作パネル77
が配置されている。
第6図に本実施例の制御系統図を示す。前記した本実
施例の装置による分析制御は、操作パネル77からの入力
により制御部56を中心に行われる。先ずパワースイツチ
をONすると温度制御装置78が動作すると共に、蛍光光度
計54の光源が点燈する。つぎに分析準備のスイツチをON
するとポンプ46,ポンプ51が送液を開始する。オートサ
ンプラ26にサンプルラツク27を装着した後、分析開始ス
イツチをONにすると、オートサンプラ26,試料導入弁47,
カラム切換弁52が動作開始し、第2図および第3図で説
明した分析手順に従つて分析操作が行われる。測定結果
は蛍光光度計54からの信号をA/D変換器55を経由して制
御部内でデーター処理され、プリンタ57を打出すと共に
CRT58に表示される。
第7図に本実施例の装置によるカテコールアミン類の
分析結果の一例を示す。各ピークに打出されている装置
は、リテンシヨンタイムすなわち分離開始してから分離
された各成分が検知器に到達するまでの時間を示す。本
装置においては分離開始はカラム切換弁52を切換え、プ
リカラム48内に濃縮されたサンプルの分離カラム53への
移送を開始した時点からであり、最初の0.48秒のピーク
はプリカラムに満たされていた移送液が分離され溶出さ
れるサンプルに先立つて検知器を通過するために検出さ
れるピークである。つづいて、ノルエピネフリン(N
E),エピネフリン(E),ドーパミン(DA)の順序で
分離カラム53により分離されたサンプル成分が溶出し、
最後に内部標準液として添加された、内標準物質のイソ
プロテレノールが溶出して検出される。各成分の濃度
は、それぞれのピーク面積から求める。
本分析例の場合は分離開始すなわちカラム切換弁52の
切換後約4分強で目的の分離が終了している。すなわ
ち、この分析例によると先に説明した5分1サイクル内
での分離が可能である。
本装置ではルチーンワークで使用する場合の出力は検
体番号と分析した三成分の記号と濃度をプリンター57に
打出し、第7図のようなクロマトグラムは必要によりCR
T表示やプリンター出力が出来るようになつている。ま
た本実施例ではプリカラムは1本となつているが、複数
のカラムを使用する場合もある。たとえば2本直列に使
用し、水溶性不純物の除去と疎水性不純物の除去を分業
させる方法などがある。
第8図および第9図に誘導体化の具体的な反応の変形
例を示す。
第8図に示す第1の変形例は、反応容器を2個設ける
方法である。すなわちオートサンプラ上に2個の反応容
器79a,79bを設け、各容器は恒温ブロツク80により保温
され、また洗浄の際にオーバーフローする洗浄液はドレ
インポート81に流れる構造となつている。この方式は反
応に時間がかかるなどの理由により、オートサンプラ上
の誘導体化の作業、すなわち前記第一工程が、1サイク
ルの時間よりも長くかかる場合に用いられる。すなわち
1サイクルの時間間隔で2個の反応容器に交互にサンプ
ルと試薬を分注し反応を進行させることにより、1サイ
クル毎に一検体ずつの処理を終らせることが出来る。た
だし作業時間が1サイクルの2倍以上になればさらに反
応容器の数を増加させる必要がある。
第9図に第2の変形例は試料導入弁の計量管内で反応
を進める例である。オートサンプラ上の容器82はサンプ
ルと試薬を混合させる混合容器として使用し、混合によ
つて反応開始された反応液を分注ノズル38を用いて注入
ポート36から計量管83に注入し、ここで液が流通しない
状態で一定時間放置し反応させる。この場合、計量管83
は恒温ブロツク84により所定の温度に保持され、また反
応中、液が移動しないよう、出口流路に停止弁85が設け
てある。この方式は反応時間が試料導入弁47の動作間隔
により決まるので、長時間の反応には採用できないが、
計量管83が合成樹脂チユーブなどをコイル状に巻いて作
られているので、温度制御がしやすく、また場所的にも
自由度があり、例えば分離カラムの恒温ブロツクと一体
化出来るなどの利点がある。
第10図Aおよび第10図Bは、第9図の第2変形例にお
けるプログラム例である。工程1は誘導体化のためのオ
ートサンプラ上での作業、工程2はプリカラムによる濃
縮作業、工程3は分離カラムによる分離,測定の作業に
大別されているのは前記実施例の第3図のプログラムと
同じであるが、各工程の区分の境界は多少異なつてい
る。すなわち本プログラムでは、サンプル液を試料導入
弁47の計量管83に注入するまでが第1工程となつてお
り、計量管内での反応開始から第2工程となり、また、
プリカラムによるサンプルの濃縮で第2工程が終り、分
離カラムへのサンプルの移送から第3工程が始まるよう
プログラムが組まれている。このように、第9図,第10
図の例でも分析作業を、オートサンプラ,プリカラム,
分離カラムの作業に大別し、繰り返しプログラムにより
連続して分析する検体についてそれぞれの作業を並行し
て行わせることができる。
以上の変形例はいずれも反応場所を固定して設ける例
であるが、それ以外の例として使い捨ての容器を使用す
る方法がある。すなわちオートサンプラ上にサンプルの
数と同数の反応用容器を配列しておき、一検体毎に一個
の反応容器を用いて反応を行なわしめる方法である。こ
の方法は反応容器をいちいち洗浄する必要がなく、また
反応に長い時間がかかる場所にも、複数の反応容器に時
間差おいて順次サンプルと試薬を分注することにより、
前記1サイクルの時間間隔で、誘導体化したサンプル液
を分析部に送ることが出来るのが利点である。しかしサ
ンプル数と同数の反応容器が必要なためオートサンプラ
が大きくなるという欠点がある。
以上本発明の実施例としてカテコールアミン自動分析
装置の例につき説明したが、本発明の適用範囲は必ずし
もこの実施例の範囲内に限られるものでない。すなわち
分析対象は、カテコールアミン以外にも例えばアミン
酸,胆汁酸,グアニジンなど、各種の物質の分析に適用
出来る。また誘導体化の方法と使用する検出器について
も必ずしも蛍光光度法に限らず、酵素活性やUV活性法に
より紫外あるいは可視の光度計を用いて測定する方法な
ども適用できる。さらに誘導体化を行わしめる具体的な
方法すなわち、反応場所や作業手順、およびプログラム
の構成なども各種の変形例が考えられる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、試料の誘導体
化処理、不要物除去処理、分離検出処理の3つの処理に
おいて、各処理工程での不純物の混入等の試料劣化を避
け、且つ、全体の分析時間の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の全体構成を示す概略図、第
2図は第1図の実施例における分析操作のフローを示す
図、第3図Aおよび第3図Bは第1図の実施例における
各部の動作タイミングを示す動作プログラム例の図、第
4図は第1図におけるオートサンプラの平面図、第5図
Aは第1図の装置の正面外観図、第5図Bは第5図Aの
側方から見た配置概念図、第6図は第1図の装置の制御
系統図、第7図はカテコールアミン類の分析結果を示す
図、第8図は第1変形例の要部を示す概略構成図、第9
図は第2変形例の要部を示す概略構成図、第10図Aおよ
び第10図Bは第9図を適用した装置における各部の動作
タイミングを示す動作プログラム例の図である。 26……オートサンプラ、29……試料容器、30……反応試
薬収容容器、33,79a,79b……反応容器、36……注入ポー
ト、38……分注ノズル、47……試料導入弁、48……プリ
カラム、49,83……計量管、52……カラム切換弁、53…
…分離カラム、54……蛍光光度計、56……制御部、82…
…混合容器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐竹 尋志 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日 立製作所那珂工場内 (72)発明者 伊藤 正人 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日 立製作所那珂工場内 (72)発明者 釜堀 政男 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 平1−142458(JP,A) 特開 昭60−143766(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 30/06 G01N 30/08 G01N 30/88

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試料を誘導体化するサンプル部と、前記誘
    導体化された試料からプレカラムで不要物を除去する除
    去処理部と、前記不要物除去された試料を分離カラムで
    分離して検出する分離検出部を有する液体クロマトグラ
    フィーによる試料の分析装置において、前記サンプル部
    は、試料の誘導体化処理が終了したときに、前記除去処
    理部から不要物除去された試料が前記分離検出部に移送
    されていれば、前記誘導体化された試料を前記除去処理
    部に移送し、その後、新たな試料の誘導体化処理を開始
    するように構成されており、前記除去処理部は、不要物
    除去が終了したときに、前記分離検出部で分離検出が終
    了状態であれば、前記不要物除去された試料を前記分離
    検出部に移送し、その後、前記サンプル部から前記誘導
    体化された試料を受け入れるように構成されており、前
    記サンプル部から除去処理部への移送及び前記濃縮処理
    部から前記分離検出部への移送は、いずれも、前記サン
    プル部の誘導体化処理の時間、前記濃縮処理部の不要物
    除去の時間及び前記分離検出部の分離検出の時間の中で
    最も長い時間以上の時間の間隔で繰り返えされ、前記サ
    ンプル部での誘導体化処理、前記除去処理部での不要物
    除去及び前記分離検出部での分離検出は互いに重なる時
    間を有することを特徴とする液体クロマトグラフィーに
    よる試料の分析装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、上記試料はカテコール
    アミン類を含む試料であり、上記誘導体化はカテコール
    アミン類を誘導体化する試薬を用い、上記検出は蛍光検
    出であることを特徴とする液体クロマトグラフィーによ
    る試料の分析装置
  3. 【請求項3】請求項2において、前記除去処理部は溶離
    液と移送液を切替えて用いることを特徴とする液体クロ
    マトグラフィーによる試料の分析装置。
  4. 【請求項4】請求項3において、前記切替えは切替え弁
    によりなされることを特徴とする液体クロマトグラフィ
    ーによる試料の分析装置。
  5. 【請求項5】請求項4において、前記サンプル部はノズ
    ルで試料を吸引して反応容器を吐出して誘導体化試薬と
    混合させるように構成されることを特徴とする液体クロ
    マトグラフィーによる試料の分析装置。
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