制備分離色譜儀的制作方法
【專利摘要】提供一種制備分離色譜儀，包括：具有檢測器(15)的色譜儀10；餾分收集器(20)；控制器(34)，用于參考當來自檢測器(15)的輸出信號的變化率超過正參考值時的點，命令餾分收集器發起收集操作，并且參考變化率的絕對值在變化率轉向負之后變得比負參考值的絕對值小的點，中止操作；存儲部(31)，用于存儲采樣率信息，采樣率信息將輸出信號的值與控制器確定變化率的時間間隔關聯；以及采樣率確定器(33)，用于基于采樣率信息和輸出信號的實際值，確定用于計算變化率的時間間隔。
【專利說明】
制備分離色譜儀
技術領域
[0001]本發明涉及制備分離色譜儀，其中，通過色譜儀中的柱所分離的目標成分由餾分收集器分別地收集。
【背景技術】
[0002]作為用于將包含在樣品中的成分分離并將這些成分分別地收集的系統，制備分離色譜儀是公知的，其中，成分通過高性能液相色譜儀或者類似設備中的柱在時間上被分離，并且每一成分隨后由餾分收集器收集(例如，參見專利文獻I和2)。
[0003]制備分離色譜儀包括具有送液栗和柱的分離單元、位于分離單元后面的檢測器、餾分收集器、以及用于控制那些裝置的控制器。已經以時間上分離的形式從柱中洗脫出來的樣品成分依序由檢測器(例如，紫外可見分光光度計)檢測，并且被引入隨后階段的餾分收集器。在餾分收集器中，根據來自控制器的命令，內部通道被切換，以使得目標成分被分別收集進入餾分容器，諸如，小瓶。
[0004]許多制備分離色譜儀具有所謂的“自動分饋”的能力，“自動分饋”即從柱中洗脫出的成分的自動收集。在自動分餾中，控制器基于來自檢測器的輸出信號，定位每一成分的洗脫的開始點和結束點。控制餾分收集器，以便在從一個成分的洗脫的開始起的預定時間量之后，發起收集操作，并且在從該成分的洗脫的結束起的預定時間量之后，中止操作。“預定時間量”與已經經過檢測器的成分到達餾分收集器的收集部分所需的時間量對應，由從檢測器到餾分收集器的通道的長度、流動相的流速、以及其它因素確定。
[0005]自動分餾被大致劃分為兩個類型:使用閾值的“水平法”，以及使用變化率的“斜率法”。在水平法中，來自檢測器的輸出信號超過閾值的時間點被定位為色譜峰的開始點(成分的洗脫的開始)，而信號降至低于閾值以下的時間點被定位為峰的結束點(成分的洗脫的結束)。然而，如在流動相的組成隨時間改變的梯度洗脫法的情況下，如果色譜的背景水平隨時間改變，那么通過水平法來正確地定位成分的洗脫的開始點和結束點是困難的。此外，如果背景水平超過閾值，那么定位那些點將完全是不可能的。
[0006]在斜率法中，來自檢測器的輸出信號在預定時間間隔被獲取，并且從以前獲取的輸出信號的變化率被計算。變化率的大小變得比正的預定斜率值大的時間點被定位為色譜峰的開始點(即，成分的洗脫的開始)，而變化率的絕對值變得比負的預定斜率值的絕對值小的時間點被定位為色譜峰的結束點(即，成分的洗脫的結束)。例如，如果正斜率值是200μV/秒并且負斜率值是_200μν/秒，那么檢測器的信號強度上的變化的斜率超過200μν/秒的時間點被定位為峰的開始點。在經過峰頂之后，信號強度上的變化率轉向負。隨后，變化率的絕對值變得比負斜率值的絕對值(200μν/秒)小的時間點被定位為峰的結束點。以這種方式，根據斜率法，峰的開始點和結束點通過檢驗輸出信號的變化率而被定位，而不是信號的絕對值。即使背景水平隨時間變化，這個方法也可以被使用。
[0007]引用列表
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:JP2000—214151A
[0010]專利文獻2:JP2007—183173A
【發明內容】
[0011]技術問題
[0012]在先前描述的制備分離色譜儀中，控制器在預定時間間隔從檢測器獲取輸出信號。時間間隔被設置成近似等于當平均含量的成分被檢測到時出現的峰(標準峰)的半高寬的十分之一，即，一個峰將由近似20個測量點表示。這是因為為一個峰設置太小的測量點數目使得峰的再現性變差，而設置太大的測量點數目要求峰值數據的平滑處理以緩和測量點之間的變化的影響。
[0013]然而，實際包含在樣品中的各種成分的量是不均勻的。也就是說，由低量成分在質譜圖上形成的峰比標準峰更窄且更低，而由高量成分形成的峰比標準峰更寬且更高。如已經描述的，傳統的制備分離色譜儀在預定時間間隔從檢測器獲取輸出信號而不管成分的量，并且進行用于定位該成分的洗脫的開始點和結束點的處理。因此，由低量成分形成的低峰可能被遺漏，允許該成分避免收集處理，或者相反地，由高量成分形成的峰上的檢測信號的波動可能被誤認為是峰的結束，導致該成分的收集被錯誤地中止。
[0014]本發明要解決的問題是提供一種制備分離色譜儀，該制備分離色譜儀能夠精確地定位包含在樣品中的成分的洗脫的開始點和結束點，并且收集相同的成分，而不管化合物的量。問題的解決方案
[0015]根據本發明的制備分離色譜儀已經被開發用于解決先前描述的問題，包括:
[0016]a)色譜儀，所述色譜儀具有柱和檢測器，所述柱用于時間分離包含在樣品中的一個或者多個目標成分，所述檢測器用于檢測從所述柱中被洗脫出的每一個目標成分；
[0017]b)餾分收集器，所述餾分收集器用于收集從所述檢測器離開的目標成分；
[0018]c)控制器，所述控制器用于基于所述輸出信號來確定來自所述檢測器的輸出信號上的變化率，參考所述變化率變得比正的預定參考值大的時間點，命令所述餾分收集器對于所述目標成分發起收集操作，以及參考所述變化率的絕對值在所述變化率轉向負之后變得比負的預定參考值的絕對值小的時間點，中止對于所述目標成分的所述收集操作；
[0019]d)存儲部，所述存儲部用于存儲采樣率信息，在所述采樣率信息中，來自所述檢測器的所述輸出信號的值與所述控制器確定所述輸出信號的所述變化率的時間間隔相關；以及
[0020]e)采樣率確定器，所述采樣率確定器用于基于所述采樣率信息和通過所述控制器從所述檢測器獲取到的所述輸出信號的所述值，確定所述控制器確定所述輸出信號的所述變化率的所述時間間隔。
[0021]采樣率信息的一個實例是其中檢測器的動態范圍被劃分為段(segment)的表格，每一段與時間間隔的一個值相關。另一個實例是用于從來自檢測器的輸出信號的值計算時間間隔的數學公式。
[0022]“參考所述變化率變得比正的預定參考值大的時間點，命令所述餾分收集器對于所述目標成分發起收集操作”的操作指的是在從變化率已經變得比正的預定參考值大的時間點(目標成分的洗脫的開始點)延遲預定時間量的時間點，命令餾分收集器對于目標成分發起收集操作。“預定時間量”對應于已經經過檢測器的成分到達餾分收集器的收集部分所需的時間量(延遲時間)，其通過從檢測器到餾分收集器的通道的長度、目標成分的移動速度(流動相的流速)、以及其它因素而被確定。對于目標成分的收集操作的中止同樣類似地被進行:餾分收集器在從變化率轉向負之后變化率的絕對值已經變得比負的預定參考值的絕對值小的時間點(即，目標成分的洗脫的結束點)延遲預定時間量的時間點，被命令中止對于目標成分的收集操作。
[0023]控制器從檢測器獲取輸出信號的時間間隔只需要等于或者短于控制器確定輸出信號的變化率的時間間隔;該兩個間隔不需要總是彼此相等。例如，控制器可以被配置成在等于或者小于用于確定變化率的最短的可能的時間間隔的預定時間間隔從檢測器獲取輸出信號，并且僅使用獲取的輸出信號的一部分來確定輸出信號上的變化率。
[0024]由低量成分形成的峰比標準峰更窄且更低，而由高量成分形成的峰比標準峰更寬且更高。為了處理這種取決于成分的量的在峰的寬度和高度上的變化，采樣率信息被準備，以使得對于來自檢測器的較低的輸出信號的水平，用于確定變化率的較短的時間間隔將被設置，而對于較高的輸出信號的水平，用于確定變化率的較長的時間間隔將被設置。這個設置防止由低量成分形成的低峰被遺漏，從而允許該成分避免采集處理的情況，以及在由高量成分形成的峰上的檢測信號的波動被誤認為峰的結束的情況。因此，不管樣品中的成分的量，目標成分的洗脫的開始點和結束點可以被精確地定位，并且該成分可以由餾分收集器收集。
[0025]被開發用于解決先前描述的問題的本發明的另一個方面是用于使用制備分離色譜儀收集目標成分的方法，所述制備分離色譜儀被配置成參考通過色譜儀中的柱來被時間分離的一個或者多個目標成分的檢測信號的變化率變得比正的預定參考值大的時間點，對于目標成分發起收集操作，并且參考所述變化率的絕對值在所述變化率轉向負之后變得比負的預定參考值的絕對值小的時間點，中止對于所述目標成分的所述收集操作，其中:
[0026]所述檢測信號的所述變化率在取決于所述檢測信號的值的大小的時間間隔被確定。
[0027]本發明的有利效果
[0028]通過使用根據本發明的用于收集目標成分的制備分離色譜儀或者方法，目標成分的洗脫的開始點和結束點可以被精確地定位，并且成分可以由餾分收集器收集，而不管樣品中的成分的量。
【附圖說明】
[0029]圖1是顯示根據本發明的制備分離色譜儀的一個實施例的主要部件的配置圖。
[0030]圖2是在本實施例的制備分離色譜儀中使用的采樣率信息的一個實例。
[0031]圖3是顯示在本實施中生成的色譜以及輸出信號的變化率被計算的時間間隔的圖。
【具體實施方式】
[0032]以下參考附圖描述作為根據本發明的制備分離色譜儀的一個實施例的制備分離液相色譜儀以及用于使用相同的制備分離液相色譜儀收集目標成分的方法。
[0033]圖1顯示本實施例的制備分離液相色譜儀的主要部件的配置。本實施例的制備分離液相色譜儀包括用于分離包含在樣品中的目標成分的液相色譜單元10、用于收集由液相色譜單元10分離的目標成分的餾分收集器20、以及用于控制這些單元的操作的控制器30。
[0034]在液體色譜單元10中，保持在流動相容器11中的流動相由送液栗12吸入，且以預定流速被提供給柱14。包含目標成分的樣品通過樣品注入器13被注入，并且通過流動相的流動而被運送至柱14。樣品中的目標成分在柱14內被時間分離，且被洗脫。從柱14中被洗脫出的目標成分由紫外可見分光光度計15檢測，并且被引入到餾分收集器20中。紫外可見分光光度計15以10Hz的檢測周期檢測目標成分。檢察信號被存儲在存儲部31(稍后將描述)中。
[0035]餾分收集器20包括多個餾分容器21以及用作通道切換單元的電磁閥22。電磁閥22根據來自分餾操作控制器32(稍后將描述)的控制信號來操作，以便將來自液相色譜單元10的通道連接至分餾容器21之一或者排水管。
[0036]除了存儲部31外，控制器30包括分餾操作控制器32、采樣率確定器33，以及洗脫定位器34作為功能塊。控制器30實際上是個人計算機，必要的軟件程序被安裝在其上。輸入單元40以及顯示單元50被連接至個人計算機。存儲部31保存在定位目標部件的洗脫的開始點和結束點中由洗脫定位器34使用的斜率值(±200μν/秒)，以及采樣率信息。
[0037]采樣率信息是將來自紫外可見分光光度計15的輸出信號的值(閾值)與洗脫定位器34計算輸出信號的變化率的時間間隔關聯的信息。在本實施例中，圖2中所示的表格格式的信息被使用。以下關系被定義:用于100yV以下的輸出信號的10Hz的采樣率，用于1000μV以上且小于50000μν的輸出信號的50Hz的采樣率，用于50000μν以上且小于100000μν的輸出信號的20Hz的采樣率、以及用于100000μν以上的輸出信號的5Hz的采樣率。除表格格式夕卜，用于從輸出信號的數值計算采樣率的數學公式也可以被用作為采樣率信息。
[0038]以下描述在本實施例的制備分離色譜儀中的目標成分的收集操作。
[0039]—旦接收到來自用戶的發起制備分離的命令，分餾操作控制器32讀取存儲在存儲部31中的正和負斜率值(±200μν/秒)以及采樣率信息，并且將它們顯示在顯示單元50上。在使用輸入單元40適當地編輯斜率值和采樣率信息之后，進行固定操作，借此被編輯的數據被固定為要在收集實際樣品中的目標成分的處理中使用的斜率值以及采樣率信息。
[0040]分餾操作控制器32命令液相色譜儀10的部件以及餾分收集器20的部件來發起它們的操作(“分餾操作”)。還基于在分餾操作中的流動相的流速、從紫外可見分光光度計15至餾分收集器20中的電磁閥22的通道的長度、以及其它因素來計算延遲時間td。延遲時間td是已經經過紫外可見分光光度計15的目標成分到達電磁閥22所需要的時間量，電磁閥22是餾分收集器20的收集部。
[0041]在用于目標成分的分餾操作被發起之后，分餾操作控制器32確定修正值，以使得由紫外可見分光光度計15最初產生的檢測信號的值變為紫外可見分光光度計15的輸出信號的零點(Ομν)。這個修正值被應用至所有的隨后的輸出信號。另外，分餾操作控制器32基于來自紫外可見分光光度計15的(修正的)輸出信號生成色譜，并將其顯示在顯示單元50上。圖3顯示在本實施例中生成的色譜的一個實例。
[0042]因為分餾操作的開始的輸出信號是Ομν，采樣率確定器33根據采樣率信息將采樣率設置為100Hz。洗脫定位器34以這個采樣率(100Hz)確定輸出信號的變化率。對于在10Hz的每一個輸出信號的獲取，洗脫定位器34計算輸出信號的變化率并且判定該變化率是否超出正斜率值(200μν/秒)。變化率超出斜率值的時間點(ta)被定位為目標成分的洗脫的開始點。在目標成分的洗脫的開始點通過洗脫定位器34被定位之后，分餾操作控制器32在從時間ta延遲了延遲時間td的時間點(ta+td)操作餾分收集器20的電磁閥22，以便將目標成分收集在餾分容器21之一中。
[0043]采樣率確定器33進一步連續監控來自紫外可見分光光度計15的輸出信號。在輸出信號的值已經到達或者超出采樣率信息中指定的最低閾值(I ΟΟΟμν)的時間點(11)，采樣率確定器33將采樣率改變為50Hz。同時，洗脫定位器34將用于確定輸出信號的變化率的時間間隔改變為50Hz。在那之后，采樣率確定器33在輸出信號的值達到50000μν以上的時間點(t2)，將采樣率改變為20Hz，并且在輸出信號的值達到10000yV以上的時間點(t3)，將采樣率進一步改變為5Hz。
[0044]在目標成分的洗脫的開始之后，當質量色譜的峰頂被經過時，目標成分的洗脫的量開始逐漸減小，并且來自紫外可見分光光度計15的輸出信號的值上的變化率轉向負。在那之后，采樣率確定器33在輸出信號的值已經降至低于采樣率信息中所指定的閾值(100000μν)以下的時間點(t4)，將采樣率改變為20Hz，在輸出信號的數值已經降至低于50000μν以下的時間點(t5)，將采樣率改變為50Hz，以及在輸出信號的值已經降至低于1000μν以下時的時間點(t6)，將采樣率改變為10Hz。
[0045]同時，洗脫定位器34將輸出信號的值的變化率的絕對值降至低于負斜率值的絕對值(200μν/秒)的時間點定位為目標成分的洗脫的結束點。在目標成分的洗脫的結束點通過洗脫定位器34被定位之后，分餾操作控制器32在從時間tb延遲了延遲時間td的時間點(tb+td)，操作餾分收集器的電磁閥22，以中止目標成分的收集。
[0046]在本實施例中，如圖3中所示，輸出信號的變化率被確定的時間間隔在輸出信號具有小數值的時間周期內被縮短。因此，對應于低量成分的微小尺寸的峰Pl將不會被遺漏，并且該成分將無疑被收集。相反地，輸出信號的變化率被確定的時間間隔在輸出信號具有大的數值的時間周期內被延長。因此，形成與高量成分對應的大尺寸峰P2的輸出信號的小波動(例如，圖3中峰P2上的點A或者B上的輸出信號的波動)將不會被誤認為該成分的洗脫的結束，并且該成分將會被精確地收集。
[0047]先前的實施例僅僅是實例，并且可以在本發明的精神內被適當地改變。例如，在先前的實施例中，背景的影響通過修正被減小，其中，最初從檢測器獲取到的輸出信號被設置為零值。如在梯度洗脫法的情況下，如果背景隨時間改變，背景的影響可以如下被減小:
[0048]最初，在樣品中的目標成分的制備分離之前，流動相在與目標成分的制備分離中的梯度條件相同的梯度條件下被單獨提供(沒有樣品注入)和檢測。由此從檢測器獲取到的輸出信號(“空白數據”)被存儲在存儲部分31中。其次，當實際樣品中的目標成分的制備分離被進行時，在輸出信號的變化率被計算之前，從輸出信號減去空白數據，以定位目標成分的洗脫的開始點和結束點。通過這個操作，在使用梯度洗脫法的情況下出現的背景的影響被消除，因此，目標成分可以被精確地收集。
[0049]另外，也可以在用于在檢測器中檢測目標成分和流動相兩者的條件下獲取兩者檢測信號，并且在用于只檢測流動相的條件下獲取檢測信號，以及從前者檢測信號中減去后者檢測信號。根據這個方法，因為用于減法的空白數據實時被獲取，所以由制備分離色譜儀周圍的環境的變化(例如，溫度變化)所導致的背景的變化的影響也可以被去除。如果檢測器是紫外可見分光光度計，那么可以通過進行吸光度測量獲得空白數據，吸光度測量使用波長，在該波長處，出現通過流動相的光的吸收，而沒有出現通過目標成分的吸收的波長。如果檢測器是質譜儀，那么可以通過以質荷比進行選擇性離子監控測量來獲得空白數據，在該質荷比處，離子從流動相產生，而沒有出現來自目標成分的離子的產生。
[0050]參考標記列表[0051 ] 10…液相色譜儀
[0052]11…流動相容器
[0053]12...送液栗
[0054]13…樣品注入器
[0055]14...柱
[0056]15…紫外可見分光光度計
[0057]20…餾分收集器
[0058]21…餾分容器
[0059]22電磁閥
[0060]30...控制器
[0061]31…存儲部
[0062]32…分餾操作控制器
[0063]33…采樣率確定器
[0064]34…洗脫定位器
[0065]40...輸入單元
[0066]50...顯示單元。
【主權項】
1.一種制備分離色譜儀，其特征在于，包括: a)色譜儀，所述色譜儀具有柱和檢測器，所述柱用于時間地分離包含在樣品中的一個或者多個目標成分，所述檢測器用于檢測從所述柱中被洗脫出的每一個目標成分； b)餾分收集器，所述餾分收集器用于收集從所述檢測器離開的目標成分； c)控制器，所述控制器用于基于所述輸出信號來確定來自所述檢測器的輸出信號的變化率，參考所述變化率變得比正的預定參考值大的時間點，來命令所述餾分收集器對于所述目標成分發起收集操作，以及參考所述變化率的絕對值在所述變化率轉向負的之后變得比負的預定參考值的絕對值小的時間點，來中止對于所述目標成分的所述收集操作； d)存儲部，所述存儲部用于存儲采樣率信息，在所述采樣率信息中，來自所述檢測器的所述輸出信號的值與所述控制器確定所述輸出信號的所述變化率的時間間隔相關；以及 e)采樣率確定器，所述采樣率確定器用于基于所述采樣率信息和通過所述控制器從所述檢測器獲取到的所述輸出信號的所述值，來確定所述控制器確定所述輸出信號的所述變化率的所述時間間隔。2.—種用于使用制備分離色譜儀來收集目標成分的方法，其特征在于，所述制備分離色譜儀被配置成參考通過色譜儀中的柱來被時間地分離的一個或者多個目標成分的檢測信號的變化率變得比正的預定參考值大的時間點，來對于目標成分發起收集操作，并且參考所述變化率的絕對值在所述變化率轉向負之后變得比負的預定參考值的絕對值小的時間點，來中止對于所述目標成分的所述收集操作，其中 所述檢測信號的所述變化率在取決于所述檢測信號的值的大小的時間間隔被確定。
【文檔編號】G01N30/02GK106053616SQ201610204097
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月1日 公開號201610204097.7, CN 106053616 A, CN 106053616A, CN 201610204097, CN-A-106053616, CN106053616 A, CN106053616A, CN201610204097, CN201610204097.7
【發明人】大古場努, 入來隆之
【申請人】株式會社島津制作所