JPH0617762A - 高速液体クロマトグラフィーに用いる送液ポンプの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 送液ポンプの電源遮断後に気泡が発生するの
を防止する。 【構成】 高速液体クロマトグラフィーに用いる送液ポ
ンプ３は、シリンダ１２内に収容されて下死点方向に付
勢されたプランジャ８をパルスモータ１８によりカム９
を介して往復駆動させることにより、複数の溶離液のい
ずれかをバルブ２ａ，２ｂ，２ｃを介して吸引して分離
カラム５に送液するものである。この送液ポンプ３によ
る送液を停止するとき、バルブ２ａ，２ｂ，２ｃを閉じ
る前にプランジャ８をその原下死点まで移動させる。具
体的には、送液停止後に一定時間待機することによりプ
ランジャ８に自らの付勢力で原下死点まで復帰させる
か、送液停止時後にパルスモータ１８を強制的に回転さ
せてプランジャ８を原下死点まで復帰させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高速液体クロマトグラフ
ィーに用いる送液ポンプの制御方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】高速液体クロマトグラフィーにより血液
等の生体試料の定量分析を行う分析装置には、複数の溶
離液のいずれかをバルブを介して吸引して試料とともに
高圧状態で分離カラムに送液するために送液ポンプが設
けられている。この送液ポンプは、一般に、シリンダ
と、該シリンダ内に収容されて下死点方向に付勢された
プランジャと、該プランジャの一端に摺接するカムと、
該カムを回転させるモータとから構成されている。モー
タには、任意の回転角度で精度良く回転方向を変えるこ
とができるパルスモータが一般に使用されている。この
種の送液ポンプは、パルスモータによりカムを任意の角
度で正逆転させてプランジャを往復駆動させるようにな
っている。そして、プランジャのストロークや、その駆
動周期、あるいはそれらの両方を変化させることによ
り、送液量が制御されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなパルスモー
タ駆動のプランジャ型送液ポンプでは、カムがその原上
死点と原下死点の間の任意の角度の間で正転，反転を繰
り返すため、プランジャは最大ストロークより短いスト
ロークで往復駆動する。また、送液状態からポンプを停
止すると、プランジャはその行程のいずれかの位置で停
止する。このとき、パルスモータは励磁状態にあり、停
止位置を保持しようとする。この状態でポンプの電源が
遮断されると、パルスモータは消磁状態になり、プラン
ジャはその付勢力により原下死点まで押し戻される。

【０００４】一方、送液の停止と同時にバルブが閉じら
れるので、この状態でポンプの電源が遮断されてプラン
ジャが押し戻されると、シリンダに溶離液が供給され
ず、プランジャの吸引動作によってシリンダ内に気泡が
発生することがあった。この気泡は、送液時に圧縮され
て送液量の精度と安定性を悪化させる原因となるので、
次の送液開始時に気泡が無くなるまでの間、長時間のエ
ージング送液が必要であった。本発明はかかる問題点を
解決するのを課題とし、ポンプの電源遮断後に気泡の発
生を防止することができる高速液体クロマトグラフィー
に用いる送液ポンプの制御方法を提供することを目的と
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、シリンダ内に収容されて下死点方向に付
勢されたプランジャをパルスモータによりカムを介して
往復駆動させることにより、複数の溶離液のいずれかを
バルブを介して吸引して分離カラムに送液する高速液体
クロマトグラフィーに用いる送液ポンプの制御方法にお
いて、送液を停止するとき、前記バルブを閉じる前にプ
ランジャをその原下死点まで移動させるようにした。好
ましい実施態様としては、送液停止後に一定時間待機す
ることによりプランジャに自らの付勢力で原下死点まで
復帰させるか、送液停止時後にパルスモータを強制的に
回転させてプランジャを原下死点まで復帰させる。

【０００６】

【作用】バルブを閉じる前に、プランジャを原下死点ま
で移動させるので、このプランジャの移動により、溶離
液の吸引動作が行われ、溶離液はシリンダ内に吸引され
る。したがって、この後にバルブを閉じても、それ以上
吸引動作が行われないので、気泡が発生することはな
い。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。図１は、高速液体クロマトグラフィーによる血
液中のグリコヘモグロビンの定量分析装置の概略構成
と、その送液ポンプの制御ブロックを示す。この装置
は、異なる溶離液Ａ，Ｂ，Ｃがそれぞれ収容された３本
の溶離液ボトル１ａ，１ｂ，１ｃと、バルブ２ａ，２
ｂ，２ｃと、これらのバルブからの３本の送液管を集合
するマニホールド３ａと、送液ポンプ３と、サンプルイ
ンジェクションバルブ４と、充填材が詰められた分離カ
ラム５と、検出器６とからなる公知の構成になってい
る。

【０００８】送液ポンプ３は、ポンプヘッド７、プラン
ジャ８及びカム９からなるプランジャ型ポンプである。
ポンプヘッド７には、吸込口１０と吐出口１１を有する
シリンダ１２が形成され、吸込口１０は逆止弁１３を介
して吸込管１４に連通し、吐出口１１は逆止弁１５を介
して送液管１６に連通している。プランジャ８は、前記
ポンプヘッド７のシリンダ１２に往復動可能に嵌合する
とともに、コイルばね１７により下死点方向に付勢され
ている。カム９は、前記プランジャ８の端面に摺接し
て、プランジャ８を往復駆動させるものである。

【０００９】この送液ポンプ３は、そのカム軸９ａに連
結されたパルスモータ１８によって駆動される。具体的
には、パルスモータ１８により、カム９自体の上死点Ｐ
₀₁と下死点Ｐ₀₂（以下、これらを原上死点、原下死点と
いう。）の間の任意の角度、例えば図１において角度θ
（以下、この角度θの上限を上死点Ｐ₁、下限を下死点
Ｐ₂という。）でカム９を正逆転させることにより、プ
ランジャ８を最大ストロークＳｍａｘ（以下、その上限
を原上死点、下限を原下死点という。）より小さいスト
ロークＳ（以下、その上限を上死点、下限を下死点とい
う。）で往復駆動させるようになっている。

【００１０】前記送液ポンプ３のプランジャ８がその最
大ストークＳｍａｘの原下死点に位置したか否かは、原
点センサ１９によってプランジャ８の後端の位置を検出
することによって検出され、その原点検出信号はマイク
ロコンピュータ２０に入力されるようになっている。ま
た、送液ポンプ３は、マイクロコンピュータ２０からパ
ルス発生器２１を介して出力されるパルス信号と、マイ
クロコンピュータ２０より出力される回転方向信号及び
パワーダウン信号とに基づいてパルスモータ駆動回路２
２がパルスモータ１８に駆動信号を出力することによ
り、駆動されるようになっている。そして、カム９の正
逆転角度θを変更してプランジャ８のストークＳを変化
させることにより、送液量の調整が可能になっている。
一方、バルブ２の切換えは、マイクロコンピュータ２０
からの溶離液選択信号に基づいて行われるようになって
いる。

【００１１】以下、前記構成からなる装置の送液ポンプ
３のマイクロコンピュータ２０による制御方法を説明す
る。装置の電源が投入されてスタートスイッチがオンさ
れると、マイクロコンピュータ２０は、まず、バルブ２
ａ，２ｂ又は２ｃを開いていずれかの溶離液を選択し、
次にパルスモータ駆動回路２２にパルス発生器２１を介
してパルス信号を出力するとともに、正転と逆転の回転
方向信号を所定時間毎に交互に切り換えて出力する。こ
れにより、パルスモータ駆動回路２２よりパルスモータ
１８に駆動信号が出力され、カム９が上死点Ｐ₁と下死
点Ｐ₂の間の角度θで正転と逆転を繰り返す結果、プラ
ンジャ８が往復駆動して溶離液が分離カラム５に送液さ
れる。

【００１２】送液を停止する場合、マイクロコンピュー
タ２０は、パルスモータ駆動回路２２へのパルス信号の
出力を停止する。このとき、パルスモータ１８は励磁状
態となっているので、カム９は上死点Ｐ₁と下死点Ｐ₂の
間のある位置、例えば図１に示すようにＰｓ点で停止
し、プランジャ８はそのストロークＳの中間位置で停止
する。この後、マイクロコンピュータ２０は、次に分析
する試料が有る場合は前述の手順で分析動作を繰り返す
が、試料が無い場合は、図２のフローチャートに示すよ
うに、停止動作を行う。すなわち、ステップ１０１でパ
ワーダウン信号をパルスモータ駆動回路２２に出力す
る。これにより、パルスモータ１８は励磁状態から消磁
状態になり、カム９は自由に回転可能な状態になる。

【００１３】次に、マイクロコンピュータ２０はステッ
プ１０２で一定時間待機する。この待機中、プランジャ
８はコイルばね１７の付勢力によって最大ストロークＳ
ｍａｘの原下死点まで押し戻される。また、カム９はプ
ランジャ８の端面に押圧され、下死点Ｐ₂を越えて原下
死点Ｐ₀₂と同一レベルのＰ₀₂′がプランジャ８の端面と
接触するまで回転する。プランジャ８は、原下死点方向
に押し戻される間、吸引動作を行い、溶離液をシリンダ
１２内に吸引する。最後に、マイクロコンピュータ２０
は、ステップ１０３でバルブ２ａ，２ｂ，２ｃを閉じて
送液ポンプ停止動作を終了する。このとき、既にプラン
ジャ８は原下死点まで移動しているので、バルブ２ａ，
２ｂ，２ｃが閉じられたとしても、吸引動作を起こすこ
とがなく、シリンダ１２内に気泡は発生しない。

【００１４】図３は、前記マイクロコンピュータ２０に
よる送液ポンプ３の停止動作の他の実施例を示す。これ
によると、マイクロコンピュータ２０は、一旦パルスモ
ータ駆動回路２２へのパルス信号の出力を停止した後、
ステップ２０１で再びパルス信号を出力し、ステップ２
０２で原点センサ１９によってプランジャ８が最大スト
ロークＳｍａｘの原下死点に達したことを検出するま
で、そのパルス信号の出力を継続する。これにより、プ
ランジャ８はそのストロークＳのどこかで一旦停止した
状態から強制的に最大ストロークＳｍａｘの原下死点ま
で戻される。原点センサ１９がプランジャ８の原下死点
を検出すると、マイクロコンピュータ２０はステップ２
０３でバルブ３を閉じて送液ポンプ停止動作を終了す
る。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、送液停止時に、バルブを閉じる前にプランジ
ャを原下死点まで移動させるので、その後バルブを閉じ
ても吸引動作は行われず、気泡が発生することはない。
したがって、次の送液開始時に、気泡除去のためのエー
ジング動作を長時間行う必要がなく、迅速に分析動作に
入ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 発明に係る方法が実施される分析装置の概略
構成と送液ポンプの制御ブロックを示す図である。

【図２】 マイクロコンピュータによる送液ポンプの停
止動作を示すフローチャートである。

【図３】 マイクロコンピュータによる送液ポンプの停
止動作の他の実施例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

２ａ，２ｂ，２ｃ…バルブ、 ３…送液ポンプ、５…
分離カラム、 ８…プランジャ、９…カ
ム、 １２…シリンダ、１８…パル
スモータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内に収容されて下死点方向に付
   勢されたプランジャをモータによりカムを介して往復駆
   動させることにより、複数の溶離液のいずれかをバルブ
   を介して吸引して分離カラムに送液する高速液体クロマ
   トグラフィーに用いる送液ポンプの制御方法において、 送液を停止するとき、前記バルブを閉じる前にプランジ
   ャをその原下死点まで移動させることを特徴とする高速
   液体クロマトグラフィーに用いる送液ポンプの制御方
   法。