分取液体クロマトグラフ装置
【課題】ユーザが容易に且つ迅速に分取液体クロマトグラフィを行えるようにする。
【解決手段】薄層クロマトグラフ装置４０を備えた分取液体クロマトグラフ装置１０であって、薄層クロマトグラフ装置は、ＴＬＣプレート２０に光を照射する照射部４１と、撮像部４２と、ディスプレイ４９と、ディスプレイに表示された前記画像上においてユーザが初期位置である基準位置、溶離液の到達位置、及び移動度Ｒｆの算出対象となる試料の成分の位置を指定することにより、デジタル画像データに基づき、溶離液の基準位置からの浸透距離及び試料の成分の基準位置からの移動距離を取得し、浸透距離に対する移動距離の比を取ることで移動度Ｒｆを算出する移動度算出部４５とを有し、分取液体クロマトグラフ装置は、算出された前記移動度Ｒｆを、クロマトグラフィ条件を算出するために取り込む分取液体クロマトグラフ制御部１９を有する。
【解決手段】薄層クロマトグラフ装置４０を備えた分取液体クロマトグラフ装置１０であって、薄層クロマトグラフ装置は、ＴＬＣプレート２０に光を照射する照射部４１と、撮像部４２と、ディスプレイ４９と、ディスプレイに表示された前記画像上においてユーザが初期位置である基準位置、溶離液の到達位置、及び移動度Ｒｆの算出対象となる試料の成分の位置を指定することにより、デジタル画像データに基づき、溶離液の基準位置からの浸透距離及び試料の成分の基準位置からの移動距離を取得し、浸透距離に対する移動距離の比を取ることで移動度Ｒｆを算出する移動度算出部４５とを有し、分取液体クロマトグラフ装置は、算出された前記移動度Ｒｆを、クロマトグラフィ条件を算出するために取り込む分取液体クロマトグラフ制御部１９を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分取液体クロマトグラフィを行う分取液体クロマトグラフ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分取液体クロマトグラフィにおいては、固定相が充填されたカラムに、複数の成分を有する試料、及び、所定の混合比で混合された複数の溶媒からなる移動相に相当する溶離液が流される。このとき、溶離液と共にカラムに流入した試料は、カラムに充填された固定相に吸着しつつ溶離液の流下に伴って移動し、所定時間後にカラムから排出される。ここで、試料に含まれた各成分が排出されるのに要する時間は、溶離液との親和性やカラムの固定相と各成分との相互作用などに依存し、成分ごとに異なる。つまり、溶離液との親和性が弱いものや、固定相との相互作用が強いものは、カラム内に長く留まる。また、逆に、溶離液との親和性の強いものや、固定相との相互作用が弱いものは、早く排出される。これによって、カラムに設置された試料が成分ごとに分離されて溶出する。
【０００３】
上記のような分取液体クロマトグラフィにおいて、溶離液を構成する複数の溶媒は、あらかじめ定められた混合比で混合される。通常、混合比は一定ではなく、経時的に変化する混合比に従って溶媒が混合される。そして、混合された溶媒が順次溶離液として、カラムに流される。試料に含まれる成分の溶出にかかる溶出時間は、溶離液を構成する溶媒の混合比によって変化する。特許文献１には、このような分取液体クロマトグラフ装置が記載されており、分取液体クロマトグラフィにおいて所定の移動度を得るための溶媒の混合比を求める方法が記載されている。
【０００４】
また、このように溶離液の混合比を変化させることにより試料の成分の移動速度を制御すると共に成分の溶出時間を算出し、試料の成分を分離するための最適なクロマトグラフィ条件を求める方法が特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４０７６５号公報
【特許文献２】特開２００７−００３３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような分取液体クロマトグラフ装置では、最適なクロマトグラフィ条件を算出するために、同一の試料と溶離液を用いて薄層クロマトグラフィを行い、目的とする成分の、溶離液に対する移動度Ｒｆを手作業で算出している。具体的には、薄層クロマトグラフィの対象となるＴＬＣプレートを紫外光等で照射して、その光を照射している間に手作業で目的とする成分のスポットを描き、その後、溶離液の基準位置からの浸透距離を定規で測定すると共に目的とする成分の基準位置からの移動距離を定規で測定し、溶離液の浸透距離に対する成分の移動距離の比を求めている。そして、得られた移動度Ｒｆを分取液体クロマトグラフ装置に入力して、最適なクロマトグラフィ条件を求めている。
【０００７】
しかし、上述した分取液体クロマトグラフ装置において分取液体クロマトグラフィを行う際に、目的とする成分の移動度Ｒｆを算出しなければならないという問題がある。この移動度Ｒｆの算出にはユーザに多大な労力と時間を要求し、分取液体クロマトグラフィの省力化、スピードアップの大きな障害となっている。また、正確な移動度Ｒｆを算出するのに経験を必要とし、ユーザ毎の算出値のばらつきも避けられない。また、正確な移動度Ｒｆが測定できなければ、その移動度Ｒｆに従って算出したクロマトグラフィ条件が理想的な条件から離れてしまう。
【０００８】
移動度Ｒｆを算出する際に問題となる点を具体的に列挙すると以下のようになる。まず、目的とする成分により形成されるスポットが目視しづらい場合、移動距離の測定が難しい。また、薄層クロマトグラフィの展開距離自体が短い場合には誤差が生じやすい。これに加え、成分の特性によりスポットが展開方向に伸びるテーリングが生じると成分の移動距離の決定が難しく、他の成分のスポットと重なるような場合にはさらに測定が難しくなる。さらに、発色試薬により目的とする成分を呈色して成分の基準位置からの移動距離を測定する場合には、その成分の特性によりスポットの色、濃さが変動するため正確な移動距離を測定することが難しい。
【０００９】
本発明の目的は、このような移動度Ｒｆの算出における問題を解消し、ユーザが容易に且つ迅速に分取液体クロマトグラフィを行うことのできる分取液体クロマトグラフ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の分取液体クロマトグラフ装置は、薄層クロマトグラフ装置を備えており、前記薄層クロマトグラフ装置は、薄層クロマトグラフィを実行するために試料と溶離液とを含んだＴＬＣプレートに光を照射する照射手段と、前記光が照射されている前記ＴＬＣプレートを撮像するための撮像手段と、前記撮像手段による撮像によって得られたデジタル画像データに係る画像を表示するディスプレイと、前記ディスプレイに表示された前記画像上においてユーザが初期位置である基準位置、前記溶離液の到達位置、及び移動度Ｒｆの算出対象となる前記試料の成分の位置を指定することにより、前記デジタル画像データに基づき、前記溶離液の前記基準位置からの浸透距離及び前記試料の成分の前記基準位置からの移動距離を取得し、前記浸透距離に対する前記移動距離の比を取ることで前記移動度Ｒｆを算出する移動度算出手段とを有し、前記分取液体クロマトグラフ装置は、前記移動度算出手段によって算出された前記移動度Ｒｆを、液体クロマトグラフィにおけるクロマトグラフィ条件を算出するために取り込む分取液体クロマトグラフ制御手段を有することを特徴とする。
【００１１】
この分取液体クロマトグラフ装置によれば、ユーザは画像上で対象となる試料の成分を指定するだけで、ユーザが移動度Ｒｆを算出することなしに分取液体クロマトグラフィにおける最適なクロマトグラフィ条件を設定できる。これにより、上述した移動度Ｒｆの算出における問題が解消される。すなわち、測定者ごとの算出値のばらつきをなくすことができる。また、移動度算出手段は、デジタル画像データを元に溶離液の基準位置からの浸透距離、成分の基準位置からの移動距離を検出するため、ユーザが目視確認して距離を決定する場合に比べ測定精度が上昇する。特に成分のスポットが目視しづらい場合、成分が展開方向に伸びている場合、他の成分のスポットと重なっている場合にはその効果がさらに顕著になる。そして、移動度Ｒｆの測定精度が上昇することにより、分取液体クロマトグラフィにおけるクロマトグラフィ条件をより理想的な条件に近づけることができる。また、分取液体クロマトグラフ制御手段が取り込む移動度Ｒｆのデータはクロマトグラフィ条件の算出の他にも試料の溶出時間の算出、サンプルの負荷量の算出などに利用することができる。
【００１２】
また、本発明の分取液体クロマトグラフ装置において、前記薄層クロマトグラフ装置は、前記撮像手段による前記ＴＬＣプレートのデジタル画像データを記憶する記憶手段をさらに有していることが好ましい。
【００１３】
これによると、ＴＬＣプレートのデジタル画像データを記憶できることで、必要に応じてデータを読み出してクロマトグラフィ条件を作成でき、ＴＬＣプレートのサンプルを保存する必要がなくなる。特に、発色試薬により目的とする成分を呈色して成分の基準位置からの移動距離を測定する場合には、経時的にスポットが退色するため有用である。
【００１４】
また、本発明の分取液体クロマトグラフ装置においては、前記薄層クロマトグラフ装置が有する前記移動度算出手段は、前記デジタル画像データに基づき、前記基準位置から、ユーザによって指定された位置の成分のスポットにおける前記成分の濃度が最も高い位置までを前記成分の移動距離として前記移動度Ｒｆを算出することが好ましい。
【００１５】
これによれば、クロマトグラフィ条件を算出するための薄層クロマトグラフィにおいて移動度Ｒｆを算出する試料の成分が移動方向に長く伸びて、テーリングするような場合にでも試料の成分の基準位置からの移動距離を正確に測定できる。
【００１６】
さらに、本発明の分取液体クロマトグラフ装置において、前記薄層クロマトグラフ装置は、前記ディスプレイ上において、前記試料の成分のスポットとその周辺の領域との濃度差を拡大可能な濃度変更手段をさらに有することが好ましい。
【００１７】
これによると、ＴＬＣプレートのデジタル画像データ上のスポットを目視確認する場合、目的とする成分の吸光係数が小さい、あるいは成分の量が微量である等の理由により色が薄く判別が難しいような場合にでも、着目する成分のスポットを強調表示することでユーザが容易に目的のスポットを判別でき、指定することができる。
【００１８】
さらに、本発明の分取液体クロマトグラフ装置において、前記薄層クロマトグラフ装置は、前記撮像手段による撮像によって得られたデジタル画像データの前記ディスプレイ上での表示サイズを拡大可能な表示サイズ変更手段をさらに有することが好ましい。
【００１９】
これによれば、クロマトグラフィ条件を算出するための薄層クロマトグラフィにおける試料の成分の基準位置からの移動距離が小さく、ユーザがディスプレイ上で目的の成分のスポットが他の成分のスポットと近接していて確認しづらい場合にでも、デジタル画像データを拡大することで、目的のスポットを指定する操作を容易に実行できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の分取液体クロマトグラフ装置によれば、ユーザは画像上で対象となる試料の成分を指定するだけで、ユーザが移動度Ｒｆを算出することなしに分取液体クロマトグラフィにおける最適なクロマトグラフィ条件を設定できる。これにより、上述した移動度Ｒｆの算出における問題が解消される。また、移動度算出手段は、デジタル画像データを元に溶離液の基準位置からの浸透距離、成分の基準位置からの移動距離を検出するため、ユーザが目視確認して距離を決定する場合に比べ測定精度が上昇する。特に成分のスポットが目視しづらい場合、成分が展開方向に伸びている場合、他の成分のスポットと重なっている場合にはその効果がさらに顕著になる。そして、移動度Ｒｆの測定精度が上昇することにより、分取液体クロマトグラフィにおけるクロマトグラフィ条件をより理想的な条件に近づけることができる。また、分取液体クロマトグラフ制御手段が取り込む移動度Ｒｆのデータはクロマトグラフィ条件の算出の他にも試料の溶出時間の算出、サンプルの負荷量の算出などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る分取液体クロマトグラフ装置の概略図である。
【図２】分取液体クロマトグラフィのクロマトグラフィ条件を説明するための図である。
【図３】図１に示される分取液体クロマトグラフ装置による分取液体クロマトグラフィに先立って行われる薄層クロマトグラフィを説明するための図である。
【図４】図３に示されるＴＬＣプレートにおける成分の移動度を説明する図である。
【図５】図１の分取液体クロマトグラフ装置に備えられた、薄層クロマトグラフ装置の模式図である。
【図６】図５に示された薄層クロマトグラフ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】本実施形態に係る薄層クロマトグラフ装置においてＴＬＣプレート画像の濃度変更を行う前の画面の一例である。
【図８】図７に示したＴＬＣプレート画像に濃度変更を適用した画像である。
【図９】本実施形態に係る薄層クロマトグラフ装置においてＴＬＣプレート画像のサイズ変更を行う前の画面の一例である。
【図１０】図９に示したＴＬＣプレート画像にサイズ変更を適用した画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜分取液体クロマトグラフ装置の概略構成＞
本実施形態に係る分取液体クロマトグラフ装置１０について説明する。分取液体クロマトグラフ装置１０は、溶媒Ａ及びＢをそれぞれ貯留した容器１１および１２、電磁弁１３、ポンプＰ１、並びに、容器１４を有している。容器１１及び１２が貯留した溶媒Ａ及びＢは、ポンプＰ１によって汲み上げられ、いったん容器１４に貯留される。このとき、汲み上げられる溶媒Ａ及びＢのそれぞれの量は、電磁弁１３によって調節されている。これによって、電磁弁１３によって調節された混合比で溶媒Ａ及びＢが混合され、容器１４において移動相となる溶離液が形成される。
【００２３】
なお、溶離液として用いられる溶媒は２種類に限定されず、使用状態・目的に応じてその数が増やされる。一般に、溶媒Ａ及びＢには、非極性分子及び極性分子が用いられる。
【００２４】
分取液体クロマトグラフ装置１０は、さらに、ポンプＰ２、インジェクター１５、及び、カラム１６を有している。ポンプＰ２は、容器１４に貯留された溶離液を汲み上げて、インジェクター１５へと流し出す。インジェクター１５には、複数の成分を含んでいる試料が設置されている。インジェクター１５に設置された試料は、ポンプＰ２によって汲み上げられた溶離液と共に、カラム１６に流し出される。
【００２５】
カラム１６には、固定相が充填されている。固定相にはシリカゲルが用いられている。移動相である溶離液と共にカラム１６に流入した試料は、カラム１６の固定相に吸着しつつ溶離液の流下に従って移動し、所定時間後にカラム１６から排出される。ここで、試料に含まれた各成分が排出されるのに要する時間は、溶離液との親和性やカラムの固定相と各成分との相互作用に依存し、成分毎に異なる。つまり、溶離液との親和性の弱いものや、固定相との相互作用が強いものは、カラム内に長く留まる。また、逆に、溶離液との親和性の強いものや、固定相との相互作用の弱いものは、早く排出される。これによって、カラムに設置された試料が成分毎に分離されて溶出する。
【００２６】
なお、カラムは一本に限定されない。複数のカラムが並設されており、例えば、複数種類の分取液体クロマトグラフィが可能となるように、選択的に経路を選ぶことができるような構成とされていてもよい。
【００２７】
分取液体クロマトグラフ装置１０は、さらに、検知器１７及びフラクションコレクター１８を有している。検知器１７は、カラム１６から排出される試料の各成分を検知する。フラクションコレクター１８は、検知器１７の検知結果に基づいて、試料に含まれる各成分をそれぞれ異なる試験管に収容する。
【００２８】
分取液体クロマトグラフ装置１０は、さらに、分取液体クロマトグラフ制御部１９を有している。分取液体クロマトグラフ制御部１９の機能は、汎用のコンピュータ及び所定のプログラムによって実現されている。このコンピュータには、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、ＦＤやＣＤの駆動装置などのハードウェアが収納されており、ハードディスクには、このコンピュータを分取液体クロマトグラフ制御装置１９として機能させるためのプログラム（このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＭＯなどのリムーバブル型記録媒体に記録しておくことにより、任意のコンピュータにインストールすることが可能である。）を含む各種のソフトウェアが記憶されている。分取液体クロマトグラフ制御装置１９は、後述する薄層クロマトグラフ装置により算出された移動度Ｒｆを取り込んで後述するクロマトグラフィ条件を算出する。また、分取液体クロマトグラフ制御装置１９は電磁弁１３に電気的に接続されている。そして、分取液体クロマトグラフ制御装置１９は、電磁弁１３を制御して、溶媒Ａ及びＢの混合比を調節する。また、分取液体クロマトグラフ制御装置１９は、図示されないポンプＰ１及びＰ２の駆動モータに電気的に接続されており、ポンプＰ１及びＰ２の駆動を制御する。
【００２９】
そして、分取液体クロマトグラフ装置１０は、上述した分取液体クロマトグラフィに先立ってクロマトグラフィ条件を算出するために対象となる試料の成分の移動度Ｒｆを薄層クロマトグラフィにより算出する薄層クロマトグラフ装置４０を備えている。
【００３０】
＜分取液体クロマトグラフィの概略＞
上記のような構成を有する分取液体クロマトグラフ装置１０によって、液体クロマトグラフィが以下のように行われる。
【００３１】
まず、容器１１及び１２に溶媒Ａ及びＢが貯留される。そして、インジェクター１５に試料が設置される。
【００３２】
次に、分取液体クロマトグラフ制御部１９が、電磁弁１３を制御して混合比を調節しつつ、ポンプＰ１の駆動を制御して、ポンプＰ１に溶媒Ａ及びＢを汲み上げさせる。このとき、分取液体クロマトグラフ制御部１９は、例えば、図２に示されるグラフ５１に従って混合比を調節する。汲み上げられた溶媒Ａ及びＢは、調節された混合比で混合され、溶離液として、いったん容器１４に貯留される。
【００３３】
図２の上段のグラフ５１は、溶媒Ａ及びＢの混合比の時間変化の例を表したものである。このグラフ５１において横軸は経過時間、縦軸は、溶媒Ａ及びＢ全体の質量に対する溶媒Ｂの質量の割合である。グラフ５１に示されるように、時間帯５２が、Ｗ（ｗａｉｔ）、Ｇ（ｇｒａｄｉｅｎｔ）、Ｔ（ｔｏｐ）、ＦＷ（ｆｏｒｗａｒｄ ｗａｓｈ）、ＥＱ（ｅｑｕｉｌｉｂｒａｔｉｏｎ）（ＥＱのみ図示されず）の順に設定されている。
【００３４】
グラフ５１に示されるように、溶媒Ａ及びＢの混合比は、経時変化するように設定されている。時間帯Ｗと時間帯Ｔ及びＦＷとでは混合比が異なっている。時間帯Ｗ、Ｔ及びＦＷのそれぞれの時間帯内では、混合比が一定に保たれている。一方、時間帯Ｇでは、混合比が直線的に変化するように設定されている。
【００３５】
図２の中段の表５３は、時間帯５２の各時間帯の溶媒Ａ及びＢにおける混合比の設定例を示している。この表に示される設定例によると、溶媒Ａの質量：溶媒Ｂの質量が、時間帯Ｗでは、８０：２０に、時間帯Ｔ、ＦＷ及びＥＱでは、７４：２６に、それぞれ設定されている。
【００３６】
次に、分取液体クロマトグラフ制御部１９が、ポンプＰ２の駆動を制御して、ポンプＰ２に容器１４に貯留された溶離液を汲み上げさせる。汲み上げられた溶離液は、インジェクター１５に設置された試料と共に、カラム１６に流入する。カラム１６に流入した試料に含まれる各成分は、成分毎に分離され、所定時間経過後にカラム１６から溶出する。
【００３７】
図２の下段のグラフ５４は、カラム１６から流出する試料の溶出曲線の例である。グラフ横軸は経過時間、縦軸は吸光度である。カラム１６から溶出した試料に含まれる各成分がピークに達するごとに、溶出曲線は突出した値を示す。グラフ５４は、このような突出値ＰＫ１及びＰＫ２を示している。
【００３８】
なお、分取液体クロマトグラフ制御部１９が、図示されない表示装置を有しており、グラフをその表示装置に表示させるようなものであってもよい。
【００３９】
このように、分取液体クロマトグラフィにおいては、グラフ５１のように溶離液の混合比を時間的に変化させて目的となる成分を分離して取り出す。この混合比の最適な条件が本明細書におけるクロマトグラフィ条件に該当する。
【００４０】
＜薄層クロマトグラフィ＞
以下は、薄層クロマトグラフィ（ＴＬＣ：ｔｈｉｎ ｌａｙｅｒ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）に係る説明である。薄層クロマトグラフィは、液体クロマトグラフィのクロマトグラフィ条件の算出に必要な試料の各成分の移動度Ｒｆを導出するために行われる。図３は、薄層クロマトグラフィを説明するための図である。
【００４１】
薄層クロマトグラフィは、図３に示すように試料２３が設置されたＴＬＣプレート２０と、溶離液２２が用意された容器２１を用いて行われる。容器２１に用意された溶離液２２は液体クロマトグラフ装置１０によるクロマトグラフィに用いられる溶媒と同様の溶媒を所定の混合比で混合した、溶離液２２が貯留される。また、ＴＬＣプレート２０は、液体クロマトグラフ装置１０に用いられる固定相と同様の材料からなり、シリカゲルが用いられている。また、ＴＬＣプレート２０には、液体クロマトグラフ装置１０による液体クロマトグラフィの試料と同じ成分を有する試料２３が設置される。試料２３が設置されたＴＬＣプレート２０は、図３に示されるように、容器に貯留された溶離液２２に浸される。
【００４２】
ＴＬＣプレート２０が溶離液２２に浸されると、毛管作用により溶離液２２がＴＬＣプレート２０に吸い上げられてゆく。ＴＬＣプレート２０に設置された試料２３に含まれる成分は、溶離液２２の移動に伴って、徐々に上方に移動する。そして、ＴＬＣプレート２０に浸透した溶離液２２の浸透距離と試料２３に含まれる成分の移動距離に基づいて、その成分に係る移動度Ｒｆが求められる。図４は、溶離液２２がＴＬＣプレート２０の上端に達したときの様子を示している。ＴＬＣプレート２０における試料２３の初期位置を基準位置Ｓとし、基準位置Ｓから溶離液の到達位置ＥであるＴＬＣプレート２０の上端までの長さを基準長さ１．０としたとき、移動度Ｒｆは基準長さに対する基準位置から成分の位置Ｃまでの移動距離（０≦Ｒｆ≦１．０）の比として求められる。
【００４３】
上記のような薄層クロマトグラフィにより、混合比と移動度Ｒｆとの関係が求められる。なお、一般に、移動度Ｒｆは混合比の一次関数で表される。このとき、一次関数の傾き、つまり、混合比に対する移動度Ｒｆの変化率は、試料２３に含まれる成分によらず、一定である。
【００４４】
＜薄層クロマトグラフ装置＞
図５は、本実施形態に係る分取液体クロマトグラフ装置１０に備えられた薄層クロマトグラフィを行うための薄層クロマトグラフ装置４０の模式図である。薄層クロマトグラフ装置４０は、薄層クロマトグラフィの制御を行う薄層クロマトグラフ制御部４３、ＴＬＣプレート２０に可視光または紫外光を照射する照射部４１、照射部４１によって可視光または紫外光が照射されているＴＬＣプレート２０を撮像する撮像部４２、撮像部４２によって撮像されたＴＬＣプレート２０の画像を表示するディスプレイ４９を有している。
【００４５】
薄層クロマトグラフ制御部４３の機能は、汎用のコンピュータ及び所定のプログラムによって実現されている。このコンピュータには、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、ＦＤやＣＤの駆動装置などのハードウェアが収納されており、ハードディスクには、このコンピュータを薄層クロマトグラフ制御部４３として機能させるためのプログラム（このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＭＯなどのリムーバブル型記録媒体に記録しておくことにより、任意のコンピュータにインストールすることが可能である。）を含む各種のソフトウェアが記憶されている。そして、これらのハードウェア及びソフトウェアが組み合わされることによって、以下に説明する移動度算出部４５、記憶部４６、濃度変更部４７、および表示サイズ変更部４８が構築されている。
【００４６】
移動度算出部４５は、ユーザがＴＬＣプレート２０画像上で基準位置Ｓ、対象となる試料の位置Ｃ、及び溶離液の到達位置Ｅをこの順番で入力部５０のマウスでクリックして指定した点と、ＴＬＣプレート２０のデジタル画像データに基づいて以下のように移動度Ｒｆを算出する。移動度算出部４５は、ユーザによって指定された画像上の画素の色情報を取得し、その色データがユーザにより設定可能なしきい値よりも大きく変化する画素を境界とする。このようにユーザにより指定された位置付近の画素の情報を処理することにより、移動度算出部４５は、ユーザが指定した位置をより正確に認識できる。このようにして、移動度算出部４５は、基準位置Ｓおよび溶離液の到達位置Ｅをユーザが指定した位置とデジタル画像データを元に特定する。次に、移動度算出部４５は、同じ方法によりユーザが指定した試料の成分のスポットを特定する。そして、そのスポットの成分にかかる色情報の濃度をスポット内の全ての画素について比較し、濃度の最も高い画素をその成分の位置Ｃと特定する。その後、移動度算出部４５は、基準位置Ｓから溶離液の到達位置Ｅまでの浸透距離と、基準位置Ｓから成分の位置Ｃまでの移動距離を算出し、移動距離を浸透距離で割ることによってユーザが指定した成分の移動度Ｒｆを算出する。
【００４７】
記憶部４６は、撮像部４２によって撮像されたＴＬＣプレート２０のデジタル画像データを記憶する。このようにデジタル画像データを記憶しておくことで、必要に応じてデジタル画像データを読み出して目的とする試料の成分の移動度Ｒｆを移動度算出部４５により算出できるようになる。また、試料が経時変化により退色してしまい、移動度Ｒｆを算出できなくなることを防止できる。さらに、手作業で移動度Ｒｆを算出する場合に、溶離液がＴＬＣプレートの上端に達したことをユーザが見落としたときには、溶離液の基準位置からの浸透距離が正しく算出できなくなり、薄層クロマトグラフィを再度行わなければならない。しかし、撮像部４２が一定時間ごとにＴＬＣプレートを撮像してデジタル画像データを記憶部に記憶するようにすれば、このようなユーザの見落としによる作業のやり直しを防止することができる。また、溶離液の到達位置に注意する必要がなくなり、ユーザの負担が減少する。
【００４８】
濃度変更部４７は、撮像部４２によって撮像され、ディスプレイ４９に表示されたＴＬＣプレート２０の画像において、試料の成分のスポットがユーザにとって確認しづらい場合に、ユーザが入力手段５０によって入力した指示に基づいて目的とする成分のスポットの濃度を強調する。このとき、濃度変更部４７はユーザによって指定された位置の成分のスポットの濃度とその成分が達していない位置の濃度の差を拡大するように画像の濃度を調整する。これによって、ユーザは目的となる成分のスポットを明確に確認することができる。
【００４９】
表示サイズ変更部４８は、撮像部４２によって撮像され、ディスプレイ４９に表示されたＴＬＣプレート２０の画像において、目的とする試料の成分のスポットと、他の成分のスポットが近接しており、スポットの判別が難しいような場合に、ユーザが入力手段５０によって入力した指示に基づいて表示画像を拡大する。これによって、ユーザは目的となる成分のスポットを明確に確認することができる。
【００５０】
照射部４１は、可視光または紫外光を放射できるランプによって構成されており、薄層クロマトグラフ制御部４３からの信号により光をＴＬＣプレート２０に照射する。
【００５１】
撮像部４２は、デジタルカメラで構成されており、薄層クロマトグラフ制御部４３からの信号に従って、照射部４１により光が照射されているＴＬＣプレート２０の画像を撮像する。
【００５２】
ディスプレイ４９は、撮像部４２によって撮像されたＴＬＣプレート２０の画像を表示する。
【００５３】
次に上述した薄層クロマトグラフィにおいて、移動度Ｒｆを薄層クロマトグラフ装置４０によって算出し、分取液体クロマトグラフ装置１０にそのデータを伝送する手順について説明する。図６はそのフローチャートである。
【００５４】
ユーザは、薄層クロマトグラフ装置４０にＴＬＣプレート２０をセットする（Ｓ１）。ＴＬＣプレート２０を取り込んだ薄層クロマトグラフ装置４０は、液体クロマトグラフ装置１０のインジェクター１５に貯留されている試料をこのＴＬＣプレート上に滴下し、液体クロマトグラフ装置１０の容器１４に貯留された溶離液をＴＬＣプレート２０の一端から浸透させる（Ｓ２）。
【００５５】
照射部４１は、溶離液が浸透するＴＬＣプレート２０に可視光または紫外光を照射しており、撮像部４２は、薄層クロマトグラフ制御部４３から出力される信号に基づいて可視光または紫外光が照射されているＴＬＣプレート２０を撮像する。撮像部４２による撮像のタイミングはユーザが入力部５０から入力するか、それ以外の場合は薄層クロマトグラフ制御部４３内部のクロックに従って一定期間ごとに撮像されるよう設定されている。
【００５６】
溶離液が所定の位置まで浸透した時点で、薄層クロマトグラフ制御部４３は撮像部４２によりＴＬＣプレート２０を撮像し（Ｓ３）、そのデータを記憶部４６に記憶すると共にディスプレイ上に表示する（Ｓ４）。ユーザはその画像上で、マウスにより目的とする試料の成分により形成されたスポットを指定する。その際、ユーザはスポットが薄く判別しづらい場合（Ｓ５）は、上述した濃度変更部４７によりそのスポットを強調表示して指定しやすくできる（Ｓ６）。また、ユーザはスポットが他の成分により形成されるスポットと近接して区別しづらい場合（Ｓ７）は、上述した表示サイズ変更部４８により表示画像を拡大してスポットを指定しやすくできる（Ｓ８）。そして、ユーザは移動度Ｒｆ算出のために基準位置Ｓ、対象となる試料の成分の位置Ｃ、および溶離液の到達位置Ｅをマウスのポインタにより指定する（Ｓ９）。そして、移動度算出部４５が、ユーザが指定した位置とデジタル画像データに基づき、対象となる試料の成分の移動度Ｒｆを算出する（Ｓ１０）。そして、算出された移動度Ｒｆは、分取液体クロマトグラフ装置１０の分取液体クロマトグラフ制御部１９にデータとして伝送される（Ｓ１１）。
【００５７】
ここで、上述したＳ５および６においてスポットの濃度調整を行った場合について図７および８を参照しながら説明する。図７は濃度調整を行う前のＴＬＣプレートの画像である。ＴＬＣプレート上のスポットはその位置が判別しにくい。図８は同じＴＬＣプレートの画像に濃度調整を行ったもので、図７に比較してスポットが強調して表示されており、５つのスポットが確認できる。これによりユーザは目的とするスポットを容易に指定できる。特に最上部の５つ目のスポットは図７においては確認が難しく、本発明による濃度調整により初めて確認できるものである。
【００５８】
さらに、上述したＳ７および８においてＴＬＣ画像のサイズ調整を行った場合について図９および１０を参照しながら説明する。図９はサイズ調整を行う前のＴＬＣプレートの画像である。ＴＬＣプレート自体が小さく、ユーザはスポットを指定しにくい。図１０は同じＴＬＣプレートの画像にサイズ調整を行ったもので、図９に比較してＴＬＣプレートの画像が拡大されており、ユーザは容易にスポットを指定できる。
【００５９】
つぎに本実施形態の変形例について説明する。本実施形態において薄層クロマトグラフ装置は、ＴＬＣプレートの画像を記憶する記憶部を有することとしたが、記憶部を有しない構成とすることもできる。この場合、撮像部はリアルタイムでＴＬＣプレートの画像をディスプレイに表示できるように撮像を繰り返し、ユーザは溶離液が所定の位置に達したことを確認して、基準位置、試料の成分の位置、および溶離液の到達位置をマウスで指定することにより、その成分の移動度が算出される。
【００６０】
また、本実施形態では、ユーザが試料の成分により形成されたスポットの位置を指定して、移動度算出手段がその成分の移動度を求める際、その成分の位置を成分のスポットの濃度が最も高い位置として特定していたが、成分の位置はスポットを図形として見た場合の重心として特定してもよい。
【００６１】
また、本実施例では、分取液体クロマトグラフ制御部と、薄層クロマトグラフ制御部とを分けて説明したが、この２つの制御部を１つのコンピュータ上に構築することも可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 分取液体クロマトグラフ装置
１１ 容器
１２ 容器
１３ 電磁弁
１４ 容器
１５ インジェクター
１６ カラム
１７ 検知器
１８ フラクションコレクター
１９ 分取液体クロマトグラフ制御部
２０ ＴＬＣプレート
２１ 容器
２２ 溶離液
２３ 試料
４０ 薄層クロマトグラフ装置
４１ 照射部
４２ 撮像部
４３ 薄層クロマトグラフ制御部
４５ 移動度算出部
４６ 記憶部
４７ 濃度変更部
４８ 表示サイズ変更部
４９ ディスプレイ
５０ 入力部
Ｃ 成分の位置
Ｅ 溶離液の到達位置
Ｒｆ 移動度
Ｓ 基準位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分取液体クロマトグラフィを行う分取液体クロマトグラフ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分取液体クロマトグラフィにおいては、固定相が充填されたカラムに、複数の成分を有する試料、及び、所定の混合比で混合された複数の溶媒からなる移動相に相当する溶離液が流される。このとき、溶離液と共にカラムに流入した試料は、カラムに充填された固定相に吸着しつつ溶離液の流下に伴って移動し、所定時間後にカラムから排出される。ここで、試料に含まれた各成分が排出されるのに要する時間は、溶離液との親和性やカラムの固定相と各成分との相互作用などに依存し、成分ごとに異なる。つまり、溶離液との親和性が弱いものや、固定相との相互作用が強いものは、カラム内に長く留まる。また、逆に、溶離液との親和性の強いものや、固定相との相互作用が弱いものは、早く排出される。これによって、カラムに設置された試料が成分ごとに分離されて溶出する。
【０００３】
上記のような分取液体クロマトグラフィにおいて、溶離液を構成する複数の溶媒は、あらかじめ定められた混合比で混合される。通常、混合比は一定ではなく、経時的に変化する混合比に従って溶媒が混合される。そして、混合された溶媒が順次溶離液として、カラムに流される。試料に含まれる成分の溶出にかかる溶出時間は、溶離液を構成する溶媒の混合比によって変化する。特許文献１には、このような分取液体クロマトグラフ装置が記載されており、分取液体クロマトグラフィにおいて所定の移動度を得るための溶媒の混合比を求める方法が記載されている。
【０００４】
また、このように溶離液の混合比を変化させることにより試料の成分の移動速度を制御すると共に成分の溶出時間を算出し、試料の成分を分離するための最適なクロマトグラフィ条件を求める方法が特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４０７６５号公報
【特許文献２】特開２００７−００３３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような分取液体クロマトグラフ装置では、最適なクロマトグラフィ条件を算出するために、同一の試料と溶離液を用いて薄層クロマトグラフィを行い、目的とする成分の、溶離液に対する移動度Ｒｆを手作業で算出している。具体的には、薄層クロマトグラフィの対象となるＴＬＣプレートを紫外光等で照射して、その光を照射している間に手作業で目的とする成分のスポットを描き、その後、溶離液の基準位置からの浸透距離を定規で測定すると共に目的とする成分の基準位置からの移動距離を定規で測定し、溶離液の浸透距離に対する成分の移動距離の比を求めている。そして、得られた移動度Ｒｆを分取液体クロマトグラフ装置に入力して、最適なクロマトグラフィ条件を求めている。
【０００７】
しかし、上述した分取液体クロマトグラフ装置において分取液体クロマトグラフィを行う際に、目的とする成分の移動度Ｒｆを算出しなければならないという問題がある。この移動度Ｒｆの算出にはユーザに多大な労力と時間を要求し、分取液体クロマトグラフィの省力化、スピードアップの大きな障害となっている。また、正確な移動度Ｒｆを算出するのに経験を必要とし、ユーザ毎の算出値のばらつきも避けられない。また、正確な移動度Ｒｆが測定できなければ、その移動度Ｒｆに従って算出したクロマトグラフィ条件が理想的な条件から離れてしまう。
【０００８】
移動度Ｒｆを算出する際に問題となる点を具体的に列挙すると以下のようになる。まず、目的とする成分により形成されるスポットが目視しづらい場合、移動距離の測定が難しい。また、薄層クロマトグラフィの展開距離自体が短い場合には誤差が生じやすい。これに加え、成分の特性によりスポットが展開方向に伸びるテーリングが生じると成分の移動距離の決定が難しく、他の成分のスポットと重なるような場合にはさらに測定が難しくなる。さらに、発色試薬により目的とする成分を呈色して成分の基準位置からの移動距離を測定する場合には、その成分の特性によりスポットの色、濃さが変動するため正確な移動距離を測定することが難しい。
【０００９】
本発明の目的は、このような移動度Ｒｆの算出における問題を解消し、ユーザが容易に且つ迅速に分取液体クロマトグラフィを行うことのできる分取液体クロマトグラフ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の分取液体クロマトグラフ装置は、薄層クロマトグラフ装置を備えており、前記薄層クロマトグラフ装置は、薄層クロマトグラフィを実行するために試料と溶離液とを含んだＴＬＣプレートに光を照射する照射手段と、前記光が照射されている前記ＴＬＣプレートを撮像するための撮像手段と、前記撮像手段による撮像によって得られたデジタル画像データに係る画像を表示するディスプレイと、前記ディスプレイに表示された前記画像上においてユーザが初期位置である基準位置、前記溶離液の到達位置、及び移動度Ｒｆの算出対象となる前記試料の成分の位置を指定することにより、前記デジタル画像データに基づき、前記溶離液の前記基準位置からの浸透距離及び前記試料の成分の前記基準位置からの移動距離を取得し、前記浸透距離に対する前記移動距離の比を取ることで前記移動度Ｒｆを算出する移動度算出手段とを有し、前記分取液体クロマトグラフ装置は、前記移動度算出手段によって算出された前記移動度Ｒｆを、液体クロマトグラフィにおけるクロマトグラフィ条件を算出するために取り込む分取液体クロマトグラフ制御手段を有することを特徴とする。
【００１１】
この分取液体クロマトグラフ装置によれば、ユーザは画像上で対象となる試料の成分を指定するだけで、ユーザが移動度Ｒｆを算出することなしに分取液体クロマトグラフィにおける最適なクロマトグラフィ条件を設定できる。これにより、上述した移動度Ｒｆの算出における問題が解消される。すなわち、測定者ごとの算出値のばらつきをなくすことができる。また、移動度算出手段は、デジタル画像データを元に溶離液の基準位置からの浸透距離、成分の基準位置からの移動距離を検出するため、ユーザが目視確認して距離を決定する場合に比べ測定精度が上昇する。特に成分のスポットが目視しづらい場合、成分が展開方向に伸びている場合、他の成分のスポットと重なっている場合にはその効果がさらに顕著になる。そして、移動度Ｒｆの測定精度が上昇することにより、分取液体クロマトグラフィにおけるクロマトグラフィ条件をより理想的な条件に近づけることができる。また、分取液体クロマトグラフ制御手段が取り込む移動度Ｒｆのデータはクロマトグラフィ条件の算出の他にも試料の溶出時間の算出、サンプルの負荷量の算出などに利用することができる。
【００１２】
また、本発明の分取液体クロマトグラフ装置において、前記薄層クロマトグラフ装置は、前記撮像手段による前記ＴＬＣプレートのデジタル画像データを記憶する記憶手段をさらに有していることが好ましい。
【００１３】
これによると、ＴＬＣプレートのデジタル画像データを記憶できることで、必要に応じてデータを読み出してクロマトグラフィ条件を作成でき、ＴＬＣプレートのサンプルを保存する必要がなくなる。特に、発色試薬により目的とする成分を呈色して成分の基準位置からの移動距離を測定する場合には、経時的にスポットが退色するため有用である。
【００１４】
また、本発明の分取液体クロマトグラフ装置においては、前記薄層クロマトグラフ装置が有する前記移動度算出手段は、前記デジタル画像データに基づき、前記基準位置から、ユーザによって指定された位置の成分のスポットにおける前記成分の濃度が最も高い位置までを前記成分の移動距離として前記移動度Ｒｆを算出することが好ましい。
【００１５】
これによれば、クロマトグラフィ条件を算出するための薄層クロマトグラフィにおいて移動度Ｒｆを算出する試料の成分が移動方向に長く伸びて、テーリングするような場合にでも試料の成分の基準位置からの移動距離を正確に測定できる。
【００１６】
さらに、本発明の分取液体クロマトグラフ装置において、前記薄層クロマトグラフ装置は、前記ディスプレイ上において、前記試料の成分のスポットとその周辺の領域との濃度差を拡大可能な濃度変更手段をさらに有することが好ましい。
【００１７】
これによると、ＴＬＣプレートのデジタル画像データ上のスポットを目視確認する場合、目的とする成分の吸光係数が小さい、あるいは成分の量が微量である等の理由により色が薄く判別が難しいような場合にでも、着目する成分のスポットを強調表示することでユーザが容易に目的のスポットを判別でき、指定することができる。
【００１８】
さらに、本発明の分取液体クロマトグラフ装置において、前記薄層クロマトグラフ装置は、前記撮像手段による撮像によって得られたデジタル画像データの前記ディスプレイ上での表示サイズを拡大可能な表示サイズ変更手段をさらに有することが好ましい。
【００１９】
これによれば、クロマトグラフィ条件を算出するための薄層クロマトグラフィにおける試料の成分の基準位置からの移動距離が小さく、ユーザがディスプレイ上で目的の成分のスポットが他の成分のスポットと近接していて確認しづらい場合にでも、デジタル画像データを拡大することで、目的のスポットを指定する操作を容易に実行できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の分取液体クロマトグラフ装置によれば、ユーザは画像上で対象となる試料の成分を指定するだけで、ユーザが移動度Ｒｆを算出することなしに分取液体クロマトグラフィにおける最適なクロマトグラフィ条件を設定できる。これにより、上述した移動度Ｒｆの算出における問題が解消される。また、移動度算出手段は、デジタル画像データを元に溶離液の基準位置からの浸透距離、成分の基準位置からの移動距離を検出するため、ユーザが目視確認して距離を決定する場合に比べ測定精度が上昇する。特に成分のスポットが目視しづらい場合、成分が展開方向に伸びている場合、他の成分のスポットと重なっている場合にはその効果がさらに顕著になる。そして、移動度Ｒｆの測定精度が上昇することにより、分取液体クロマトグラフィにおけるクロマトグラフィ条件をより理想的な条件に近づけることができる。また、分取液体クロマトグラフ制御手段が取り込む移動度Ｒｆのデータはクロマトグラフィ条件の算出の他にも試料の溶出時間の算出、サンプルの負荷量の算出などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る分取液体クロマトグラフ装置の概略図である。
【図２】分取液体クロマトグラフィのクロマトグラフィ条件を説明するための図である。
【図３】図１に示される分取液体クロマトグラフ装置による分取液体クロマトグラフィに先立って行われる薄層クロマトグラフィを説明するための図である。
【図４】図３に示されるＴＬＣプレートにおける成分の移動度を説明する図である。
【図５】図１の分取液体クロマトグラフ装置に備えられた、薄層クロマトグラフ装置の模式図である。
【図６】図５に示された薄層クロマトグラフ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】本実施形態に係る薄層クロマトグラフ装置においてＴＬＣプレート画像の濃度変更を行う前の画面の一例である。
【図８】図７に示したＴＬＣプレート画像に濃度変更を適用した画像である。
【図９】本実施形態に係る薄層クロマトグラフ装置においてＴＬＣプレート画像のサイズ変更を行う前の画面の一例である。
【図１０】図９に示したＴＬＣプレート画像にサイズ変更を適用した画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜分取液体クロマトグラフ装置の概略構成＞
本実施形態に係る分取液体クロマトグラフ装置１０について説明する。分取液体クロマトグラフ装置１０は、溶媒Ａ及びＢをそれぞれ貯留した容器１１および１２、電磁弁１３、ポンプＰ１、並びに、容器１４を有している。容器１１及び１２が貯留した溶媒Ａ及びＢは、ポンプＰ１によって汲み上げられ、いったん容器１４に貯留される。このとき、汲み上げられる溶媒Ａ及びＢのそれぞれの量は、電磁弁１３によって調節されている。これによって、電磁弁１３によって調節された混合比で溶媒Ａ及びＢが混合され、容器１４において移動相となる溶離液が形成される。
【００２３】
なお、溶離液として用いられる溶媒は２種類に限定されず、使用状態・目的に応じてその数が増やされる。一般に、溶媒Ａ及びＢには、非極性分子及び極性分子が用いられる。
【００２４】
分取液体クロマトグラフ装置１０は、さらに、ポンプＰ２、インジェクター１５、及び、カラム１６を有している。ポンプＰ２は、容器１４に貯留された溶離液を汲み上げて、インジェクター１５へと流し出す。インジェクター１５には、複数の成分を含んでいる試料が設置されている。インジェクター１５に設置された試料は、ポンプＰ２によって汲み上げられた溶離液と共に、カラム１６に流し出される。
【００２５】
カラム１６には、固定相が充填されている。固定相にはシリカゲルが用いられている。移動相である溶離液と共にカラム１６に流入した試料は、カラム１６の固定相に吸着しつつ溶離液の流下に従って移動し、所定時間後にカラム１６から排出される。ここで、試料に含まれた各成分が排出されるのに要する時間は、溶離液との親和性やカラムの固定相と各成分との相互作用に依存し、成分毎に異なる。つまり、溶離液との親和性の弱いものや、固定相との相互作用が強いものは、カラム内に長く留まる。また、逆に、溶離液との親和性の強いものや、固定相との相互作用の弱いものは、早く排出される。これによって、カラムに設置された試料が成分毎に分離されて溶出する。
【００２６】
なお、カラムは一本に限定されない。複数のカラムが並設されており、例えば、複数種類の分取液体クロマトグラフィが可能となるように、選択的に経路を選ぶことができるような構成とされていてもよい。
【００２７】
分取液体クロマトグラフ装置１０は、さらに、検知器１７及びフラクションコレクター１８を有している。検知器１７は、カラム１６から排出される試料の各成分を検知する。フラクションコレクター１８は、検知器１７の検知結果に基づいて、試料に含まれる各成分をそれぞれ異なる試験管に収容する。
【００２８】
分取液体クロマトグラフ装置１０は、さらに、分取液体クロマトグラフ制御部１９を有している。分取液体クロマトグラフ制御部１９の機能は、汎用のコンピュータ及び所定のプログラムによって実現されている。このコンピュータには、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、ＦＤやＣＤの駆動装置などのハードウェアが収納されており、ハードディスクには、このコンピュータを分取液体クロマトグラフ制御装置１９として機能させるためのプログラム（このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＭＯなどのリムーバブル型記録媒体に記録しておくことにより、任意のコンピュータにインストールすることが可能である。）を含む各種のソフトウェアが記憶されている。分取液体クロマトグラフ制御装置１９は、後述する薄層クロマトグラフ装置により算出された移動度Ｒｆを取り込んで後述するクロマトグラフィ条件を算出する。また、分取液体クロマトグラフ制御装置１９は電磁弁１３に電気的に接続されている。そして、分取液体クロマトグラフ制御装置１９は、電磁弁１３を制御して、溶媒Ａ及びＢの混合比を調節する。また、分取液体クロマトグラフ制御装置１９は、図示されないポンプＰ１及びＰ２の駆動モータに電気的に接続されており、ポンプＰ１及びＰ２の駆動を制御する。
【００２９】
そして、分取液体クロマトグラフ装置１０は、上述した分取液体クロマトグラフィに先立ってクロマトグラフィ条件を算出するために対象となる試料の成分の移動度Ｒｆを薄層クロマトグラフィにより算出する薄層クロマトグラフ装置４０を備えている。
【００３０】
＜分取液体クロマトグラフィの概略＞
上記のような構成を有する分取液体クロマトグラフ装置１０によって、液体クロマトグラフィが以下のように行われる。
【００３１】
まず、容器１１及び１２に溶媒Ａ及びＢが貯留される。そして、インジェクター１５に試料が設置される。
【００３２】
次に、分取液体クロマトグラフ制御部１９が、電磁弁１３を制御して混合比を調節しつつ、ポンプＰ１の駆動を制御して、ポンプＰ１に溶媒Ａ及びＢを汲み上げさせる。このとき、分取液体クロマトグラフ制御部１９は、例えば、図２に示されるグラフ５１に従って混合比を調節する。汲み上げられた溶媒Ａ及びＢは、調節された混合比で混合され、溶離液として、いったん容器１４に貯留される。
【００３３】
図２の上段のグラフ５１は、溶媒Ａ及びＢの混合比の時間変化の例を表したものである。このグラフ５１において横軸は経過時間、縦軸は、溶媒Ａ及びＢ全体の質量に対する溶媒Ｂの質量の割合である。グラフ５１に示されるように、時間帯５２が、Ｗ（ｗａｉｔ）、Ｇ（ｇｒａｄｉｅｎｔ）、Ｔ（ｔｏｐ）、ＦＷ（ｆｏｒｗａｒｄ ｗａｓｈ）、ＥＱ（ｅｑｕｉｌｉｂｒａｔｉｏｎ）（ＥＱのみ図示されず）の順に設定されている。
【００３４】
グラフ５１に示されるように、溶媒Ａ及びＢの混合比は、経時変化するように設定されている。時間帯Ｗと時間帯Ｔ及びＦＷとでは混合比が異なっている。時間帯Ｗ、Ｔ及びＦＷのそれぞれの時間帯内では、混合比が一定に保たれている。一方、時間帯Ｇでは、混合比が直線的に変化するように設定されている。
【００３５】
図２の中段の表５３は、時間帯５２の各時間帯の溶媒Ａ及びＢにおける混合比の設定例を示している。この表に示される設定例によると、溶媒Ａの質量：溶媒Ｂの質量が、時間帯Ｗでは、８０：２０に、時間帯Ｔ、ＦＷ及びＥＱでは、７４：２６に、それぞれ設定されている。
【００３６】
次に、分取液体クロマトグラフ制御部１９が、ポンプＰ２の駆動を制御して、ポンプＰ２に容器１４に貯留された溶離液を汲み上げさせる。汲み上げられた溶離液は、インジェクター１５に設置された試料と共に、カラム１６に流入する。カラム１６に流入した試料に含まれる各成分は、成分毎に分離され、所定時間経過後にカラム１６から溶出する。
【００３７】
図２の下段のグラフ５４は、カラム１６から流出する試料の溶出曲線の例である。グラフ横軸は経過時間、縦軸は吸光度である。カラム１６から溶出した試料に含まれる各成分がピークに達するごとに、溶出曲線は突出した値を示す。グラフ５４は、このような突出値ＰＫ１及びＰＫ２を示している。
【００３８】
なお、分取液体クロマトグラフ制御部１９が、図示されない表示装置を有しており、グラフをその表示装置に表示させるようなものであってもよい。
【００３９】
このように、分取液体クロマトグラフィにおいては、グラフ５１のように溶離液の混合比を時間的に変化させて目的となる成分を分離して取り出す。この混合比の最適な条件が本明細書におけるクロマトグラフィ条件に該当する。
【００４０】
＜薄層クロマトグラフィ＞
以下は、薄層クロマトグラフィ（ＴＬＣ：ｔｈｉｎ ｌａｙｅｒ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）に係る説明である。薄層クロマトグラフィは、液体クロマトグラフィのクロマトグラフィ条件の算出に必要な試料の各成分の移動度Ｒｆを導出するために行われる。図３は、薄層クロマトグラフィを説明するための図である。
【００４１】
薄層クロマトグラフィは、図３に示すように試料２３が設置されたＴＬＣプレート２０と、溶離液２２が用意された容器２１を用いて行われる。容器２１に用意された溶離液２２は液体クロマトグラフ装置１０によるクロマトグラフィに用いられる溶媒と同様の溶媒を所定の混合比で混合した、溶離液２２が貯留される。また、ＴＬＣプレート２０は、液体クロマトグラフ装置１０に用いられる固定相と同様の材料からなり、シリカゲルが用いられている。また、ＴＬＣプレート２０には、液体クロマトグラフ装置１０による液体クロマトグラフィの試料と同じ成分を有する試料２３が設置される。試料２３が設置されたＴＬＣプレート２０は、図３に示されるように、容器に貯留された溶離液２２に浸される。
【００４２】
ＴＬＣプレート２０が溶離液２２に浸されると、毛管作用により溶離液２２がＴＬＣプレート２０に吸い上げられてゆく。ＴＬＣプレート２０に設置された試料２３に含まれる成分は、溶離液２２の移動に伴って、徐々に上方に移動する。そして、ＴＬＣプレート２０に浸透した溶離液２２の浸透距離と試料２３に含まれる成分の移動距離に基づいて、その成分に係る移動度Ｒｆが求められる。図４は、溶離液２２がＴＬＣプレート２０の上端に達したときの様子を示している。ＴＬＣプレート２０における試料２３の初期位置を基準位置Ｓとし、基準位置Ｓから溶離液の到達位置ＥであるＴＬＣプレート２０の上端までの長さを基準長さ１．０としたとき、移動度Ｒｆは基準長さに対する基準位置から成分の位置Ｃまでの移動距離（０≦Ｒｆ≦１．０）の比として求められる。
【００４３】
上記のような薄層クロマトグラフィにより、混合比と移動度Ｒｆとの関係が求められる。なお、一般に、移動度Ｒｆは混合比の一次関数で表される。このとき、一次関数の傾き、つまり、混合比に対する移動度Ｒｆの変化率は、試料２３に含まれる成分によらず、一定である。
【００４４】
＜薄層クロマトグラフ装置＞
図５は、本実施形態に係る分取液体クロマトグラフ装置１０に備えられた薄層クロマトグラフィを行うための薄層クロマトグラフ装置４０の模式図である。薄層クロマトグラフ装置４０は、薄層クロマトグラフィの制御を行う薄層クロマトグラフ制御部４３、ＴＬＣプレート２０に可視光または紫外光を照射する照射部４１、照射部４１によって可視光または紫外光が照射されているＴＬＣプレート２０を撮像する撮像部４２、撮像部４２によって撮像されたＴＬＣプレート２０の画像を表示するディスプレイ４９を有している。
【００４５】
薄層クロマトグラフ制御部４３の機能は、汎用のコンピュータ及び所定のプログラムによって実現されている。このコンピュータには、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、ＦＤやＣＤの駆動装置などのハードウェアが収納されており、ハードディスクには、このコンピュータを薄層クロマトグラフ制御部４３として機能させるためのプログラム（このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＭＯなどのリムーバブル型記録媒体に記録しておくことにより、任意のコンピュータにインストールすることが可能である。）を含む各種のソフトウェアが記憶されている。そして、これらのハードウェア及びソフトウェアが組み合わされることによって、以下に説明する移動度算出部４５、記憶部４６、濃度変更部４７、および表示サイズ変更部４８が構築されている。
【００４６】
移動度算出部４５は、ユーザがＴＬＣプレート２０画像上で基準位置Ｓ、対象となる試料の位置Ｃ、及び溶離液の到達位置Ｅをこの順番で入力部５０のマウスでクリックして指定した点と、ＴＬＣプレート２０のデジタル画像データに基づいて以下のように移動度Ｒｆを算出する。移動度算出部４５は、ユーザによって指定された画像上の画素の色情報を取得し、その色データがユーザにより設定可能なしきい値よりも大きく変化する画素を境界とする。このようにユーザにより指定された位置付近の画素の情報を処理することにより、移動度算出部４５は、ユーザが指定した位置をより正確に認識できる。このようにして、移動度算出部４５は、基準位置Ｓおよび溶離液の到達位置Ｅをユーザが指定した位置とデジタル画像データを元に特定する。次に、移動度算出部４５は、同じ方法によりユーザが指定した試料の成分のスポットを特定する。そして、そのスポットの成分にかかる色情報の濃度をスポット内の全ての画素について比較し、濃度の最も高い画素をその成分の位置Ｃと特定する。その後、移動度算出部４５は、基準位置Ｓから溶離液の到達位置Ｅまでの浸透距離と、基準位置Ｓから成分の位置Ｃまでの移動距離を算出し、移動距離を浸透距離で割ることによってユーザが指定した成分の移動度Ｒｆを算出する。
【００４７】
記憶部４６は、撮像部４２によって撮像されたＴＬＣプレート２０のデジタル画像データを記憶する。このようにデジタル画像データを記憶しておくことで、必要に応じてデジタル画像データを読み出して目的とする試料の成分の移動度Ｒｆを移動度算出部４５により算出できるようになる。また、試料が経時変化により退色してしまい、移動度Ｒｆを算出できなくなることを防止できる。さらに、手作業で移動度Ｒｆを算出する場合に、溶離液がＴＬＣプレートの上端に達したことをユーザが見落としたときには、溶離液の基準位置からの浸透距離が正しく算出できなくなり、薄層クロマトグラフィを再度行わなければならない。しかし、撮像部４２が一定時間ごとにＴＬＣプレートを撮像してデジタル画像データを記憶部に記憶するようにすれば、このようなユーザの見落としによる作業のやり直しを防止することができる。また、溶離液の到達位置に注意する必要がなくなり、ユーザの負担が減少する。
【００４８】
濃度変更部４７は、撮像部４２によって撮像され、ディスプレイ４９に表示されたＴＬＣプレート２０の画像において、試料の成分のスポットがユーザにとって確認しづらい場合に、ユーザが入力手段５０によって入力した指示に基づいて目的とする成分のスポットの濃度を強調する。このとき、濃度変更部４７はユーザによって指定された位置の成分のスポットの濃度とその成分が達していない位置の濃度の差を拡大するように画像の濃度を調整する。これによって、ユーザは目的となる成分のスポットを明確に確認することができる。
【００４９】
表示サイズ変更部４８は、撮像部４２によって撮像され、ディスプレイ４９に表示されたＴＬＣプレート２０の画像において、目的とする試料の成分のスポットと、他の成分のスポットが近接しており、スポットの判別が難しいような場合に、ユーザが入力手段５０によって入力した指示に基づいて表示画像を拡大する。これによって、ユーザは目的となる成分のスポットを明確に確認することができる。
【００５０】
照射部４１は、可視光または紫外光を放射できるランプによって構成されており、薄層クロマトグラフ制御部４３からの信号により光をＴＬＣプレート２０に照射する。
【００５１】
撮像部４２は、デジタルカメラで構成されており、薄層クロマトグラフ制御部４３からの信号に従って、照射部４１により光が照射されているＴＬＣプレート２０の画像を撮像する。
【００５２】
ディスプレイ４９は、撮像部４２によって撮像されたＴＬＣプレート２０の画像を表示する。
【００５３】
次に上述した薄層クロマトグラフィにおいて、移動度Ｒｆを薄層クロマトグラフ装置４０によって算出し、分取液体クロマトグラフ装置１０にそのデータを伝送する手順について説明する。図６はそのフローチャートである。
【００５４】
ユーザは、薄層クロマトグラフ装置４０にＴＬＣプレート２０をセットする（Ｓ１）。ＴＬＣプレート２０を取り込んだ薄層クロマトグラフ装置４０は、液体クロマトグラフ装置１０のインジェクター１５に貯留されている試料をこのＴＬＣプレート上に滴下し、液体クロマトグラフ装置１０の容器１４に貯留された溶離液をＴＬＣプレート２０の一端から浸透させる（Ｓ２）。
【００５５】
照射部４１は、溶離液が浸透するＴＬＣプレート２０に可視光または紫外光を照射しており、撮像部４２は、薄層クロマトグラフ制御部４３から出力される信号に基づいて可視光または紫外光が照射されているＴＬＣプレート２０を撮像する。撮像部４２による撮像のタイミングはユーザが入力部５０から入力するか、それ以外の場合は薄層クロマトグラフ制御部４３内部のクロックに従って一定期間ごとに撮像されるよう設定されている。
【００５６】
溶離液が所定の位置まで浸透した時点で、薄層クロマトグラフ制御部４３は撮像部４２によりＴＬＣプレート２０を撮像し（Ｓ３）、そのデータを記憶部４６に記憶すると共にディスプレイ上に表示する（Ｓ４）。ユーザはその画像上で、マウスにより目的とする試料の成分により形成されたスポットを指定する。その際、ユーザはスポットが薄く判別しづらい場合（Ｓ５）は、上述した濃度変更部４７によりそのスポットを強調表示して指定しやすくできる（Ｓ６）。また、ユーザはスポットが他の成分により形成されるスポットと近接して区別しづらい場合（Ｓ７）は、上述した表示サイズ変更部４８により表示画像を拡大してスポットを指定しやすくできる（Ｓ８）。そして、ユーザは移動度Ｒｆ算出のために基準位置Ｓ、対象となる試料の成分の位置Ｃ、および溶離液の到達位置Ｅをマウスのポインタにより指定する（Ｓ９）。そして、移動度算出部４５が、ユーザが指定した位置とデジタル画像データに基づき、対象となる試料の成分の移動度Ｒｆを算出する（Ｓ１０）。そして、算出された移動度Ｒｆは、分取液体クロマトグラフ装置１０の分取液体クロマトグラフ制御部１９にデータとして伝送される（Ｓ１１）。
【００５７】
ここで、上述したＳ５および６においてスポットの濃度調整を行った場合について図７および８を参照しながら説明する。図７は濃度調整を行う前のＴＬＣプレートの画像である。ＴＬＣプレート上のスポットはその位置が判別しにくい。図８は同じＴＬＣプレートの画像に濃度調整を行ったもので、図７に比較してスポットが強調して表示されており、５つのスポットが確認できる。これによりユーザは目的とするスポットを容易に指定できる。特に最上部の５つ目のスポットは図７においては確認が難しく、本発明による濃度調整により初めて確認できるものである。
【００５８】
さらに、上述したＳ７および８においてＴＬＣ画像のサイズ調整を行った場合について図９および１０を参照しながら説明する。図９はサイズ調整を行う前のＴＬＣプレートの画像である。ＴＬＣプレート自体が小さく、ユーザはスポットを指定しにくい。図１０は同じＴＬＣプレートの画像にサイズ調整を行ったもので、図９に比較してＴＬＣプレートの画像が拡大されており、ユーザは容易にスポットを指定できる。
【００５９】
つぎに本実施形態の変形例について説明する。本実施形態において薄層クロマトグラフ装置は、ＴＬＣプレートの画像を記憶する記憶部を有することとしたが、記憶部を有しない構成とすることもできる。この場合、撮像部はリアルタイムでＴＬＣプレートの画像をディスプレイに表示できるように撮像を繰り返し、ユーザは溶離液が所定の位置に達したことを確認して、基準位置、試料の成分の位置、および溶離液の到達位置をマウスで指定することにより、その成分の移動度が算出される。
【００６０】
また、本実施形態では、ユーザが試料の成分により形成されたスポットの位置を指定して、移動度算出手段がその成分の移動度を求める際、その成分の位置を成分のスポットの濃度が最も高い位置として特定していたが、成分の位置はスポットを図形として見た場合の重心として特定してもよい。
【００６１】
また、本実施例では、分取液体クロマトグラフ制御部と、薄層クロマトグラフ制御部とを分けて説明したが、この２つの制御部を１つのコンピュータ上に構築することも可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 分取液体クロマトグラフ装置
１１ 容器
１２ 容器
１３ 電磁弁
１４ 容器
１５ インジェクター
１６ カラム
１７ 検知器
１８ フラクションコレクター
１９ 分取液体クロマトグラフ制御部
２０ ＴＬＣプレート
２１ 容器
２２ 溶離液
２３ 試料
４０ 薄層クロマトグラフ装置
４１ 照射部
４２ 撮像部
４３ 薄層クロマトグラフ制御部
４５ 移動度算出部
４６ 記憶部
４７ 濃度変更部
４８ 表示サイズ変更部
４９ ディスプレイ
５０ 入力部
Ｃ 成分の位置
Ｅ 溶離液の到達位置
Ｒｆ 移動度
Ｓ 基準位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄層クロマトグラフ装置を備えた分取液体クロマトグラフ装置であって、
前記薄層クロマトグラフ装置は、
薄層クロマトグラフィを実行するために試料と溶離液とを含んだＴＬＣプレートに光を照射する照射手段と、
前記光が照射されている前記ＴＬＣプレートを撮像するための撮像手段と、
前記撮像手段による撮像によって得られたデジタル画像データに係る画像を表示するディスプレイと、
前記ディスプレイに表示された前記画像上においてユーザが初期位置である基準位置、前記溶離液の到達位置、及び移動度Ｒｆの算出対象となる前記試料の成分の位置を指定することにより、前記デジタル画像データに基づき、前記溶離液の前記基準位置からの浸透距離及び前記試料の成分の前記基準位置からの移動距離を取得し、前記浸透距離に対する前記移動距離の比を取ることで前記移動度Ｒｆを算出する移動度算出手段と
を有し、
前記分取液体クロマトグラフ装置は、
前記移動度算出手段によって算出された前記移動度Ｒｆを、液体クロマトグラフィにおけるクロマトグラフィ条件を算出するために取り込む分取液体クロマトグラフ制御手段を有することを特徴とする分取液体クロマトグラフ装置。
【請求項２】
前記薄層クロマトグラフ装置は、
前記撮像手段による前記ＴＬＣプレートのデジタル画像データを記憶する記憶手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の分取液体クロマトグラフ装置。
【請求項３】
前記薄層クロマトグラフ装置が有する前記移動度算出手段は、前記デジタル画像データに基づき、前記基準位置から、ユーザによって指定された位置の成分のスポットにおける前記成分の濃度が最も高い位置までを前記成分の移動距離として、前記移動度Ｒｆを算出することを特徴とする請求項１または２に記載の分取液体クロマトグラフ装置。
【請求項４】
前記薄層クロマトグラフ装置は、
前記ディスプレイ上において、前記試料の成分のスポットとその周辺の領域との濃度差を拡大可能な濃度変更手段をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の分取液体クロマトグラフ装置。
【請求項５】
前記薄層クロマトグラフ装置は、
前記撮像手段による撮像によって得られたデジタル画像データの前記ディスプレイ上での表示サイズを拡大可能な表示サイズ変更手段をさらに有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の分取液体クロマトグラフ装置。
【請求項１】
薄層クロマトグラフ装置を備えた分取液体クロマトグラフ装置であって、
前記薄層クロマトグラフ装置は、
薄層クロマトグラフィを実行するために試料と溶離液とを含んだＴＬＣプレートに光を照射する照射手段と、
前記光が照射されている前記ＴＬＣプレートを撮像するための撮像手段と、
前記撮像手段による撮像によって得られたデジタル画像データに係る画像を表示するディスプレイと、
前記ディスプレイに表示された前記画像上においてユーザが初期位置である基準位置、前記溶離液の到達位置、及び移動度Ｒｆの算出対象となる前記試料の成分の位置を指定することにより、前記デジタル画像データに基づき、前記溶離液の前記基準位置からの浸透距離及び前記試料の成分の前記基準位置からの移動距離を取得し、前記浸透距離に対する前記移動距離の比を取ることで前記移動度Ｒｆを算出する移動度算出手段と
を有し、
前記分取液体クロマトグラフ装置は、
前記移動度算出手段によって算出された前記移動度Ｒｆを、液体クロマトグラフィにおけるクロマトグラフィ条件を算出するために取り込む分取液体クロマトグラフ制御手段を有することを特徴とする分取液体クロマトグラフ装置。
【請求項２】
前記薄層クロマトグラフ装置は、
前記撮像手段による前記ＴＬＣプレートのデジタル画像データを記憶する記憶手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の分取液体クロマトグラフ装置。
【請求項３】
前記薄層クロマトグラフ装置が有する前記移動度算出手段は、前記デジタル画像データに基づき、前記基準位置から、ユーザによって指定された位置の成分のスポットにおける前記成分の濃度が最も高い位置までを前記成分の移動距離として、前記移動度Ｒｆを算出することを特徴とする請求項１または２に記載の分取液体クロマトグラフ装置。
【請求項４】
前記薄層クロマトグラフ装置は、
前記ディスプレイ上において、前記試料の成分のスポットとその周辺の領域との濃度差を拡大可能な濃度変更手段をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の分取液体クロマトグラフ装置。
【請求項５】
前記薄層クロマトグラフ装置は、
前記撮像手段による撮像によって得られたデジタル画像データの前記ディスプレイ上での表示サイズを拡大可能な表示サイズ変更手段をさらに有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の分取液体クロマトグラフ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２３３７７４（Ｐ２０１２−２３３７７４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０１９５７（Ｐ２０１１−１０１９５７）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（３９１０４８５３３）山善株式会社 (11)
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（３９１０４８５３３）山善株式会社 (11)
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