高性能液体クロマトグラフィにおける成分分別収集
【課題】液体クロマトグラフィにおけるサンプル収集の過程で生じる組成変化によるバンドの広がりを最小限に抑えることのできるシステムを提供する。
【解決手段】成分分別収集のためのシステム（１００）は、第１の出力ポート（１０８）及び第２の出力ポート（１１０）を有する流体スイッチ（１０２）、及び制御デバイス（１０４）を含む。流体スイッチ（１０２）は、制御デバイス（１０４）によって、液体クロマトグラフィデバイスから受け取った流体流を第１の出力ポート（１０８）に向ける第１の状態、又は第２の出力ポート（１１０）に向ける第２の状態のいずれかになるように制御される。
【解決手段】成分分別収集のためのシステム（１００）は、第１の出力ポート（１０８）及び第２の出力ポート（１１０）を有する流体スイッチ（１０２）、及び制御デバイス（１０４）を含む。流体スイッチ（１０２）は、制御デバイス（１０４）によって、液体クロマトグラフィデバイスから受け取った流体流を第１の出力ポート（１０８）に向ける第１の状態、又は第２の出力ポート（１１０）に向ける第２の状態のいずれかになるように制御される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高性能液体クロマトグラフィの技術に関し、特に、サンプル成分を分別又は分離して取り出す技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能液体クロマトグラフィは、物質をその成分イオン又は分子に分離することができる工程を含む。通常、その物質は溶媒に溶解され、ポンプによってカラムに流し込まれる。カラムは、「固定相」として知られている充填材料で満たされる。その溶液の種々の成分が、固定相との相互作用に起因して、異なる速度で固定相を通り抜ける。言い方を変えると、種々の成分が、様々な持続時間にわたって、カラム内に保持される。それゆえ、そのカラムから流出する流体の組成は時間に応じて変化するため、カラムから流出するときに、その溶液のサンプルを収集することによって、種々の成分を分離することができる。そのカラムの出力は、カラム流出液内の分析物の存在を検出するために、紫外線検出器のような検出器に提供することができる。
【０００３】
検出器によって測定した後に、流出液は、出口が終端されている管の中に誘導され、その出口はドレーン上に向けられ得る。収集システムでは、その管から流出する流出液を収集するために、バイアル又は皿のような収集デバイスが出口の下に配置される。特定の収集デバイスについて、そのデバイスが満たされていた期間と（そして、通常は他のデータとも）関連付けるために、コンピュータシステムと検出器とがインタフェースされる。収集デバイスは、或る時間の経過後に充填エリアから取り出され、別の収集デバイスが出口の下に配置される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の方式にはいくつかの欠点がある。たとえば、収集デバイスが充填エリアから取り出されるとき、流出液は管から流れ続けており、次の収集デバイスが所定の場所に配置され、次のサンプルを収集するまで、ドレーン内にこぼれてしまう。それゆえ、ドレーン内にこぼれる量は無駄になる。そのような無駄を防ぐために、その管はバルブによって終端することができ、１つの収集デバイスが取り出され、別の収集デバイスが充填エリア内に配置されるまで、そのバルブが閉じられる。しかしながら、以下にさらに説明されるように、そのような方策はバンドの広がりを悪化させる。
【０００５】
理想的には、収集デバイスが、時刻ｔ０とｔ０＋Δとの間に充填エリアに配置されるとき、収集デバイスの内容物は、Δの関数である組成変化を示す。言い換えると、Δに等しい時間の長さにわたって流出液を収集することによって、その収集デバイスは、Δに等しい時間の長さにわたって検出器から流出する流出液を混合する。バルブを導入することにより、さらに混合が引き起こされる。たとえば、バルブは大きな内容積を有することができ、実効的にはバルブ内にプールが生成され、その中で異なる時間からの流出液が混合する。さらに、バルブの機械的な動作が、予測できないように流出液を攪拌する傾向があり、それにより再びさらに混合される。それゆえ、所与の収集デバイスにおいて、組成変化の幅が広くなり、その影響はバンドの広がりとして知られている。バンドの広がりは正確な物質分析という目的には不利であり、それゆえ、バンドの広がりを最小限に抑えることが望ましい。
【０００６】
したがって、本発明は、液体クロマトグラフィにおけるサンプル収集の過程で生じる組成変化の幅、すなわち、バンドの広がりを最小限に抑えることのできるシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
概略して、本発明は、１つの入力ポートと、複数の出力ポートと、どの出力ポートが使用状態であるかを決定する複数の状態とを有する流体スイッチを対象とすることができる。
【０００８】
一つの特徴として、成分分別収集の方法は、分析物を含む流体流を第１の出力ポート及び第２の出力ポートを有する流体スイッチに与えることを含む。第１の出力ポート及び第２の出力ポートのうちの選択された方に分析物を選択的に向けるために、流体スイッチに方向指示流体が与えられる。その分析物は、選択された出力ポートから第１の収集デバイス内に収集される。第２の収集デバイスは、分析物が収集されている時間の少なくとも一部において、スイッチの選択されていない出力ポートの下に動かされる。
【０００９】
他の特徴として、成分分別収集のためのシステムは、第１の出力ポート及び第２の出力ポートを有する流体スイッチを含む。流体スイッチは流体流入力ポートを経由して液体クロマトグラフィデバイスから流体流を受け取るように構成される。流体スイッチは、流体流が第１の出力ポートに向けられる第１の状態になるように、又は流体流が第２の出力ポートに向けられる第２の状態になるように制御されることができる。制御デバイスは、流体スイッチの状態を判定し、それにより、流体流が第１の出力ポートを経由して流体スイッチから流出するか、第２の出力ポートを経由して流体スイッチから流出するかを決定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、本発明の最良の実施形態となるシステム及び方法について、詳細に説明する。なお、複数の図面を通して、同様に作用する部品及びアセンブリには同じ参照番号を付して示す。種々の実施形態を参照するが、本明細書に添付の特許請求の範囲はそれには限定されない。さらに、本明細書において述べられる全ての例は、添付の特許請求の範囲の数多くの実現可能な実施形態を限定することを意図するものではなく、実現可能な実施形態のいくつかを述べるにすぎない。
【００１１】
図１は、連続した成分分別収集のためのシステム１００を示す。そのシステム１００は、流体スイッチ１０２と、制御デバイス１０４とを備える。図に示されるように、流体スイッチ１０２は、１つの入力ポート１０６と、２つの出力ポート１０８及び１１０とを備える。原理的には、流体スイッチ１０２は、任意の数の出力ポートを有することができるが、例示のために、本明細書では２つの出力ポート１０８及び１１０を含むものとして説明される。
【００１２】
動作中、液体クロマトグラフからのカラム流出液が、流体スイッチ１０２を通して供給され（たとえば、ポンプで注入され）、入力ポート１０６を経由して流体スイッチ１０２に入る。その流出液は、第１の出力ポート１０８、第２の出力ポート１１０のいずれかを通ってスイッチから流出する。流出液が出力ポート１０８又は１１０のどちらから流出するかは、流体スイッチ１０２の状態によって決定される。流体スイッチ１０２の状態は、制御デバイス１０４によって判定することができる。したがって、流体スイッチ１０２の状態を判定することによって、制御デバイス１０４は、２つの出力ポート１０８又は１１０のどちらを使用状態にすべきか（すなわち、クロマトグラフ流出液が、出力ポート１０８又は１１０のどちらから流出することになるか）を選択する。たとえば、流体スイッチ１０２の状態は、流体スイッチ１０２の入力ポート１０６と出力ポート１０８及び１１０のうちの一方との間に圧力勾配が示されることによって判定することができる（これが如何に達成されるかを示す例示的な一実施形態が後に示される）。それゆえ、クロマトグラフ流出液は、圧力勾配によって決定される進路を進み、選択された出力ポート１０８又は１１０を経由して流体スイッチ１０２から流出する。
【００１３】
連続成分分別収集を達成するために、図１のシステム１００は以下のようにして用いることができる。制御デバイス１０４が、流体スイッチ１０２の状態を判定する。上記のように、制御スイッチ１０４によって、流体スイッチ１０２の入力ポート１０６と出力ポート１０８及び１１０のうちの一方との間に圧力勾配を示すことができる。それゆえ、クロマトグラフ流出液は、その圧力勾配によって決定される進路を進み、選択された出力ポート１０８又は１１０を経由して流体スイッチ１０２から流出する。たとえば、制御デバイス１０４は、流体スイッチ１０２を第１の状態にすると、第１の出力ポート１０８が使用状態になり、それは、スイッチ１０２に注入される流出液が第１の出力ポート１０８を経由して流出することを意味する。バイアル又は皿のような収集デバイス（図１には示されない）が、使用状態の出力ポートから流出する流出液を収集する場所に配置される（この例との関連では、使用状態のポートは第１の出力ポート１０８である）。たとえば、収集デバイスを、第１の出力ポート１０８の下（出力側）に配置することができる。
【００１４】
上記の構成を仮定すると、クロマトグラフ流出液は、入力ポート１０６を通って流体スイッチ１０２に入り、第１の出力ポート１０８を経由して流出し、第１の出力ポート１０８に隣接する充填位置に配置される収集デバイスによって収集される。その収集デバイスは、１秒程度の短い時間にわたって、又は１秒よりも長い任意の時間にわたって、充填位置に留まることができ、その時間中に、収集デバイスは流体スイッチ１０２から流出液を受け取る。
【００１５】
収集デバイスがクロマトグラフ流出液を受け取っている間の或る時点で、第２の収集デバイスが、第２の出力ポート１１０に隣接する充填位置に動かされる。第２の収集デバイスが第２の充填位置に配置された後に、制御デバイス１０４は流体スイッチ１０２を第２の状態にし、それにより第２の出力ポート１１０が使用状態になり、第１の出力ポート１０８が非使用状態になる。それゆえ、クロマトグラフ流出液が、入力ポート１０６を通って流体スイッチ１０２に入り、第２の出力ポート１１０を経由して流出し、第２の出力ポート１１０に隣接する充填位置に配置される第２の収集デバイスによって収集される。第２の収集デバイスがクロマトグラフ流出液を受け取っている間に、第１の収集デバイスがその充填位置から取り出され、第１の収集デバイスの代わりに、別の収集デバイスがその充填位置に戻される。その後、制御デバイス１０４は流体スイッチ１０２をその第１の状態に戻し、流出液が第１の出力ポート１０８を経由して流出する。こうして、流体スイッチ１０２は、第１の出力ポート−第２の出力ポート−第１の出力ポートの交互パターンでクロマトグラフ流出液を誘導するように制御することができる。
【００１６】
上記の実施形態の効果は、クロマトグラフ流出液を連続して収集できることである。言い換えると、その流出液は常に、第１の出力ポート、又は第２の出力ポートのいずれかから収集されている。さらに、出力ポートが使用状態になる前に、収集デバイスが、出力ポートから流出液を受け取るために既に配置されているので、流出液は無駄にならない。最後に、切替を達成するために用いられるデバイスが流体スイッチ１０２であるので、その流出液は、その流れの攪拌作用又は他の摂動を引き起こす機械的な切替力を受けない。
【００１７】
図２は、図１のシステム１００の１つの実現可能な実施形態を示す。図１のシステムと同様に、図２のシステム２００は、流体スイッチ２０２と、制御デバイス２０４とを備える。後に詳細に説明されるように、制御デバイス２０４は機械式スイッチであり、それを用いて、流体スイッチ２０２の状態が制御される。
【００１８】
図２の流体スイッチ２０２は、「ディーンズスイッチ」の一つの型である。流体スイッチ２０２は、第１の切替ポート２０６と、第２の切替ポート２０８とを備える。第１の切替ポート２０６及び第２の切替ポート２０８はそれぞれ、チャネル２１０及び２１２によって、第１の出力ポート２１４及び第２の出力ポート２１６に接続される。こうして、チャネル２１０及び２１２によって、第１の切替ポート２０６及び第２の切替ポート２０８はそれぞれ、第１の出力ポート２１４及び第２の出力ポート２１６に流体連通する。
【００１９】
流体スイッチ２０２は入力ポート２１８も含み、その中にクロマトグラフ流出液を送り込むことができる。入力ポート２１８はチャネル２２０及び２２２によって出力ポート２１４及び２１６にそれぞれ接続され、それゆえ、出力ポート２１４及び２１６のそれぞれに流体連通する。
【００２０】
動作中に、クロマトグラフ流出液が、入力ポート２１８を経由して、流体スイッチ内に注入される。同時に、第１の切替ポート２０６、第２の切替ポート２０８のいずれかの中に、方向指示流体供給源２２４から方向指示流体を注入することができる。方向指示流体が第１の切替ポート２０６に注入されるものと仮定すると（図２の例に示されるように）、方向指示流体はチャネル２１０を経由して流体スイッチ２０２の中を流れ、方向指示流体の大部分は第１の出力ポート２１４において流体スイッチ２０２から流出する。しかしながら、方向指示流体は、クロマトグラフ流出液よりも高い圧力で、流体スイッチ２０２の中に注入されるので、方向指示流体のうちの相対的に少ない量が、第１の出力ポート２１４と入力ポート２１８とを相互接続するチャネル２２０を横断する。入力ポート２１８に達すると、方向指示流体はクロマトグラフ流出液と混合し、チャネル２２２を通って出力ポート２１６に向かってクロマトグラフ流出液を押し流し、クロマトグラフ流出液は第２の出力ポート２１６から流出する。当然ながら、同様の物理的な原理によって、方向指示流体を第２の切替ポート２０８に送り込むことにより、クロマトグラフ流出液を第１の出力ポート２１４に向かって誘導することができる。
【００２１】
説明されたばかりの流体切替方式は高速且つ急峻な切替動作をもたらし、可動部品を含まない。さらに、比較的少ない方向指示流体流であっても、切替動作が生じるのに十分である。さらに、上記の切替方式は、３００℃程度までの比較的高い温度まで有効である。
【００２２】
図２のシステムには、図３の流れ図に示される方法を導入することができる。以下の説明では、図２及び図３の両方を参照する。図３に示されるように、方向指示流体は、動作３００及び３０２においてそれぞれ示されるように、移動相流体を含む同じ容器から（すなわち、移動相流体が方向指示流体として用いられる）、又は個別の容器から（すなわち、方向指示流体は移動相流体と異なる化学組成を有することができる）、機械式スイッチ２０４に注入することができる。
【００２３】
機械式スイッチ２０４には、制御信号が供給される（動作３０４）。機械式スイッチ２０４は、制御信号に応答して、方向指示流体が２つの出口のうちの１つに向けられる状態になるよう構成される（動作３０６）。言い換えると、方向指示流体が機械式スイッチ２０４の第１の出口に誘導されるべきであることを制御信号が指示する場合には、機械式スイッチ２０４の入力用ポートは、その第１の出口に接続される。一方、方向指示流体が機械式スイッチ２０４の第２の出口に誘導されるべきであることを制御信号が指示する場合には、機械式スイッチ２０４の入力用ポートは、その第２の出口に接続される。結果として、方向指示流体は、選択された出口を経由して、機械式スイッチ２０４から流出し、選択された出口に接続される切替ポート２０６又は２０８を経由して、流体スイッチ２０２に入る。
【００２４】
一方では、動作３０８において示されるように、クロマトグラフ流出液を、供給源２２６から（たとえば、クロマトグラフから）、流体スイッチ２０２の入力ポート２１８に注入することができる。注目すべきは、方向指示流体が流体スイッチの中に注入される圧力が、クロマトグラフ流出液の圧力よりも高いことである。したがって、方向指示流体が、第１の切替ポート２０６を経由して、流体スイッチ２０２に入る場合には、先に述べられたように、方向指示流体の一部がチャネル２１０及びチャネル２２０を横断し、クロマトグラフ流出液と混合し、第２の出力ポート２１６を経由して、流体スイッチから流出する。一方、方向指示流体が、第２の切替ポート２０８を経由して、流体スイッチ２０２に入る場合には、方向指示流体の一部がチャネル２１２及び２２２を横断し、クロマトグラフ流出液と混合し、第１の出力ポート２１４を経由して、流体スイッチから流出する。こうして、動作３１０に示されるように、クロマトグラフ流出液が出力ポート２１４又は２１６のどちらを通って流体スイッチ２０２から流出するかは、方向指示流体がどちらの切替ポート２０６又は２０８から流体スイッチ２０２に入るかによって決定される（それはさらに、機械式スイッチ２０４の状態によって決定される）。
【００２５】
選択された切替ポート２０６又は２０８から出た後に、動作３１２に示されるように、クロマトグラフ流出液は、収集デバイス２２８によって受け取られる。流出液で充填された後に、動作３１４に示されるように、収集デバイス２２８が、ロボットアームのような配列デバイスに運ばれる（たとえば、トラックシステムによる）。配列デバイスは収集デバイス２２８を受け取り、他の収集デバイスに対して相対的に、その収集デバイス２２８が満たされた時刻を表示する、トレイ上の場所のような、或る場所に収集デバイス２２８を配置する（動作３１６）。たとえば、配列デバイスは、最初に満たされた収集デバイスがトレイの左上角を占めるという方式に従って、収集デバイス２２８を配置することができる。上記の最初に満たされたデバイスの右隣の位置を占める収集デバイスは、２番目に満たされた収集デバイスであり、それ以降も同様である。一方では、収集デバイス２２８が、使用状態の出力ポートから流出する流出液を受け取っている間に、別の収集デバイスが、非使用状態の出力ポートに対応する充填位置に運ばれる（動作３１８）。
【００２６】
図４は、図２のシステム２００を使用した装置の構成の一実施形態を示す。図４に示す構成では、流体スイッチ２０２と、機械式スイッチ２０４とが設けられる。この実施形態は、移動相液体を液体クロマトグラフィカラム４０２の入力ポートに送り込むポンプ４００をさらに備える。カラムに注入する前に、分析されるべき物質が移動相流体に溶解される。カラム４０２からの流出液は、紫外線検出器のような検出器４０４の中に送り込まれ、最終的には、図２及び図３を参照して説明されたように、成分分別収集のための流体スイッチ２０２に与えられる。
【００２７】
図４に示されるように、機械式スイッチ２０４に注ぎ込む入力線４０６は、ポンプ４００からカラム４０２に移動相流体を送り込む管４０８から分岐する（tap）（「Ｔ字路を形成する」）。それゆえ、図４の実施形態によれば、機械式スイッチは方向指示流体として移動相流体を用いる。この構成は、移動相流体を２つの用途に利用し、ただ１つのポンプ４００しか必要としないという利点を有する。一方、移動相流体とは化学組成の点で異なる方向指示流体の個別の供給源を用いることもでき、その場合には、そのシステムは、機械式スイッチ２０４に方向指示流体を運ぶために第２のポンプを利用することができる。そのような構成は、たとえば、移動相流体がスイッチ２０４にとって有害である化学組成から成るときに、好ましいであろう。
【００２８】
また、図４には（第１の）ドレーン４１０も示される。ドレーン４１０は、第１の出力ポート２１４の下に配置されるように示される（図２を参照して説明される例との関連では、非使用状態の出力ポートである）。したがって、出力ポートの下の充填位置から収集デバイスを取り出した後で、且つ新たな収集デバイスを導入する前の期間に、第１の出力ポート２１４から流出する方向指示流体はドレーン４１０によって受け取られる。図４には示されないが、第２の出力ポート２１６の下に第２のドレーンが配置される。出力ポートが使用状態であるとき、収集デバイス４１２がドレーンと流体スイッチ２０２との間に置かれる。
【００２９】
図５は、成分分別収集のための制御システム５００の構成の一実施形態を示す。制御システム５００は平面図にして概略的に示される。制御システム５００は、先に説明されたように、流体スイッチ５０２と、流体スイッチ５０２の状態を制御する制御デバイス５０４とを備える。黒丸５０６及び５０８は、流体スイッチ５０２の出力ポートを表す。
【００３０】
トラックシステム５１０が、流体スイッチ５０２の出力ポート５０６及び５０８を行き来して収集デバイス５１２〜５１６を搬送する。トラックシステム５１０は２つのブランチを備える。第１のブランチ５１８は第１の出力ポート５０６を行き来して収集デバイスを搬送し、第２のブランチ５２０は第２の出力ポート５０８を行き来して収集デバイスを搬送する。
【００３１】
図５の制御システム５００は、図３の方法の原理に従って動作する。図３から明らかなように、第１の収集デバイス５１４が充填場所に配置され、流体スイッチ５０２から流出液を受け取る。同時に、第２（充填済み）の収集デバイスが、第２の出力ポート５０８から離れるように搬送されており、第３の収集デバイス５１２が、そのポート５０８に向かって搬送されている。したがって、図５に示される時点では、ブランチ５１８が静止するように制御され、ブランチ５２０が移動中である。
【００３２】
第１のシーケンサ５２２及び第２のシーケンサ５２４が、第１のブランチ５１８と第２のブランチ５２０とが交差する場所に隣接して配置される。第１のシーケンサ５２２によって、収集デバイス（たとえば収集デバイス５１２）が、トラックシステム５１０の第１のブランチ５１８又は第２のブランチ５２０のいずれかを選択的に横断する。第２のシーケンサ５２４は、第１のブランチ５１８又は第２のブランチ５２０から収集デバイスを戻すのを助ける。
【００３３】
図５の制御システム５００はコンピューティングシステム５２６を備える。コンピューティングシステム５２６は、単一のコンピュータとして、又は以下に記述される結果を達成するために互いに協動する複数のコンピュータとして具現することができる。
【００３４】
コンピューティングシステム５２６は１つ又は複数の入力／出力（Ｉ／Ｏ）チャネル５２８を備えており、それにより、コンピュータシステム５２６と、第１のシーケンサ５２２、第２のシーケンサ５２４、制御デバイス５０４及び液体クロマトグラフ５３０との間でデータ及び制御信号を通信できるようになる。たとえば、コンピューティングシステム５２６は、コンピューティングシステムを、上記のデバイスも接続されるローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に接続するネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）を備えることができる。そのような一実施形態によれば、コンピューティングシステム５２６及び上記のデバイスはＬＡＮを経由して通信する。別法では、各デバイスを、コンピューティングシステム５２６内のＩ／Ｏバスに接続される対応する周辺カードに接続することができる。こうして、コンピューティングシステム５２６は、或る特定の周辺カードに、それゆえ特定のデバイスにＩ／Ｏコマンドを指示することによって所与のデバイスと通信する。デバイスと通信するための他の方式も知られており、本発明の開示範囲内に含まれる。
【００３５】
コンピューティングシステム５２６は、制御信号を、制御デバイス５０４に、並びに第１のシーケンサ５２２及び第２のシーケンサ５２４に送信する。コンピューティングシステム５２６は、制御デバイス５０４が或る動作を実行し、結果として、流体スイッチ５０２が所望の状態に遷移するようにするために、制御デバイス５０４に制御信号を与えるようにプログラミングされる。たとえば、一実施形態によれば、制御デバイス５０４は図２を参照して説明されるように構成されるスイッチであり、コンピューティングシステム５２６は、スイッチ５０４が方向指示流体を所望の切替ポートに運ぶために、スイッチ５０４に第１の制御信号を送信する。こうして、コンピューティングシステム５２６は流体スイッチ５０２の状態を制御する。
【００３６】
コンピューティングシステム５２６は、任意のタイミング方式に従って、流体スイッチの状態を制御するようにプログラミングすることができる。たとえば、コンピューティングシステム５２６によって、流体スイッチは、第１の状態−第２の状態−第１の状態のタイプのパターンにおいて、規則的な間隔で第１の状態と第２の状態との間で交互に切り替わることができる。別の例によれば、或る特定の収集デバイスが、或る特定の時点でクロマトグラフから流出した流出液を受け取るように、コンピューティングシステム５２６によって、不規則な間隔で状態を遷移させることができる。
【００３７】
コンピューティングシステム５２６は、第１のシーケンサ５２２及び第２のシーケンサ５２４にも制御信号を送信する。それゆえ、コンピューティングシステム５２６によって、収集デバイス（たとえば５１２）が、トラックシステム５１０の一方のブランチ（たとえばブランチ５２０）を横断するが、他方のブランチ（たとえばブランチ５１８）は、収集を行うことができるようにするために静止したままである。
【００３８】
コンピューティングシステム５２６は、内部クロックを作動して、所与の収集デバイス５１２〜５１６が流体スイッチから流出液を受け取る期間（充填時間）を記録する。またコンピューティングシステム５２６は、液体クロマトグラフ５３０からもデータを受信し、そこからのデータを組み合わせて、各収集デバイスに対応するデータレコードを作成する。たとえば、コンピューティングシステムは、数あるデータの中でも、保持時間及び充填時間を各収集デバイスに関連付けることができる。
【００３９】
流出液で満たされた後に、収集デバイス５１２〜５１６は、トラックシステム５１０によって、ロボットアームのような配列デバイス５３４まで搬送される。配列デバイス５３４は収集デバイス５１２〜５１６を受け取り、他の収集デバイスに対して相対的に、特定の収集デバイスが満たされた時刻を表示するトレイ５３６上の場所に、収集デバイス５１２〜５１６を配置する。たとえば、配列デバイス５３４は、最初に満たされた収集デバイスがトレイの左上角を占めるという方式に従って、収集デバイスを配置することができる。上記の最初に満たされたデバイスの右隣の位置を占める収集デバイスは、２番目に満たされた収集デバイスであり、それ以降も同様である。
【００４０】
本明細書において示される流体スイッチの実施形態は、高性能液体クロマトグラフィとともに用いられるものとして説明されてきた。しかしながら、そのスイッチの用途は、そのように用いることには限定されない。そのスイッチは、流体が収集される必要がある任意の環境において用いることができる。
【００４１】
コンピューティングシステム５２６によって実行されるものとして説明される実施形態、又はデータの制御及び操作の方法として別のやり方で説明される実施形態の態様は、ハードウエア、ファームウエア及びソフトウエアのうちの１つ、又はそれらの組み合わせにおいてインプリメントすることができる。それらの実施形態は、本明細書に記述される動作を実行するために少なくとも１つのプロセッサによって読み出され、実行されることができる、機械読取り可能媒体上に格納される命令としてインプリメントすることもできる。機械読取り可能媒体は、機械（たとえば、コンピュータ）によって読取り可能な形態の情報を格納又は送信するための任意の機構を含むことができる。たとえば、機械読取り可能媒体は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気的、光学的、音響的又は他の形態の伝搬される信号（たとえば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号等）等を含むことができる。
【００４２】
上記の種々の実施形態は、単なる例示として与えられており、本明細書に添付の特許請求の範囲を限定するように解釈されるべきではない。本明細書において図示及び説明される例示的な実施形態及び応用形態に従うことなく、且つ添付の特許請求の範囲の真の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の変更及び変形を行うことができることは当業者には容易に理解されよう。
【００４３】
上述の実施形態に即して、本発明を説明すると、本発明は、第１の出力ポート（１０８）及び第２の出力ポート（１１０）を有する流体スイッチ（１０２）であって、流体流入力ポート（１０６）を経由して液体クロマトグラフィデバイス（４０２）から流体流を受け取るように構成され、流体流が第１の出力ポート（１０８）に向けられる第１の状態になるように、又は流体流が第２の出力ポート（１１０）に向けられる第２の状態になるように制御されることができる、流体スイッチと、流体スイッチ（１０２）の状態を判定し、それにより、流体流が第１の出力ポート（１０８）を経由して流体スイッチから流出するか、第２の出力ポート（１１０）を経由して流体スイッチから流出するかを決定する制御デバイス（１０４）とを備えることを特徴とする、成分分別収集のためのシステムを提供する。
【００４４】
好ましくは、制御デバイス（１０４）は、第１の出口及び第２の出口を有する機械式スイッチ（２０４）を備え、機械式スイッチ（２０４）の第１の出口は流体スイッチ（２０２）の第１の切替ポート（２０６）に接続され、機械式スイッチ（２０４）の第２の出口は流体スイッチ（２０２）の第２の切替ポート（２０８）に接続され、機械式スイッチ（２０４）は、方向指示流体を、機械式スイッチ（２０４）の第１の出口及び第２の出口のうちの選択された方に選択的に誘導するように構成される。
【００４５】
好ましくは、流体スイッチ（２０２）は、方向指示流体が第１の切替ポート（２０６）によって受け取られる時間中に、分析物を含む流体流を第２の出力ポート（２１６）に誘導するように構成され、且つ方向指示流体が第２の切替ポート（２０８）によって受け取られる時間中に、分析物を含む流体流を第１の出力ポート（２１４）に誘導するように構成される。
【００４６】
好ましくは、流体スイッチは、第１の切替ポート（２０６）と第１の出力ポート（２１４）と流体連通するチャネル（２１０）と、第２の切替ポート（２０８）と第２の出力ポート（２１６）と流体連通するチャネル（２１２）と、流体流入力ポート（２１８）と、流体流入力ポート（２１８）と第１の出力ポート（２１４）と流体連通するチャネル（２２０）と、流体流入力ポート（２１８）と第２の出力ポート（２１６）と流体連通するチャネル（２２２）とを、さらに備える。
【００４７】
好ましくは、空の収集デバイス（５１２）の供給源と、空の収集デバイスのうちの１つ（５１４）を第１の出力ポート（５０６）又は第２の出力ポート（５０８）のうちの選択された方の近くに動かすように構成される搬送システム（５１０）とを、さらに備える。
【００４８】
好ましくは、収集デバイス（５１２）はバイアル又は皿を含む。
【００４９】
好ましくは、流体スイッチ（１０２）に接続される液体クロマトグラフィデバイス（４０２）を、さらに備える。
【００５０】
好ましくは、収集デバイス（５１６）を、他の収集デバイス（５１４）に対して相対的に、収集デバイス（５１６）が満たされた時刻を表示する物理的な場所に誘導するように構成されるシーケンサ（５２４）を、さらに備える。
【００５１】
好ましくは、シーケンサ（５２４）は、収集デバイス（５１６）を、収集バイアルの逐次的な列内の場所に誘導するように構成される。
【００５２】
好ましくは、信号を生成するように構成されるコントローラ回路（５２６）をさらに備え、制御デバイス（５０４）は、信号に基づいて、流体スイッチ（５０２）の状態を判定するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態となる、連続成分分別収集を行うためのシステム構成を示す概略図である。
【図２】図１のシステム構成をさらに具体化した、連続成分分別収集を行うためのシステム構成を示す概略図である。
【図３】図２のシステムに適用可能な、連続成分分別収集を実行する方法を示す流れ図である。
【図４】図２のシステムを含む装置構成の全体を例示的に示す概略図である。
【図５】図３の方法によって動作する制御システムの実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００ システム
１０２ 流体スイッチ
１０６ 入力ポート
１０８ 第１の出力ポート
１１０ 第２の出力ポート
２００ システム
２０４ 制御デバイス
２０６ 第１の切替ポート
２０８ 第２の切替ポート
２１４ 第１の出力ポート
２１６ 第２の出力ポート
２１８ 入力ポート
２２６ （流出液）供給源
２２８ 収集デバイス
４１０ ドレーン
４１２ 収集デバイス
５００ 制御システム
５０４ 制御デバイス
５１０ トラックシステム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高性能液体クロマトグラフィの技術に関し、特に、サンプル成分を分別又は分離して取り出す技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能液体クロマトグラフィは、物質をその成分イオン又は分子に分離することができる工程を含む。通常、その物質は溶媒に溶解され、ポンプによってカラムに流し込まれる。カラムは、「固定相」として知られている充填材料で満たされる。その溶液の種々の成分が、固定相との相互作用に起因して、異なる速度で固定相を通り抜ける。言い方を変えると、種々の成分が、様々な持続時間にわたって、カラム内に保持される。それゆえ、そのカラムから流出する流体の組成は時間に応じて変化するため、カラムから流出するときに、その溶液のサンプルを収集することによって、種々の成分を分離することができる。そのカラムの出力は、カラム流出液内の分析物の存在を検出するために、紫外線検出器のような検出器に提供することができる。
【０００３】
検出器によって測定した後に、流出液は、出口が終端されている管の中に誘導され、その出口はドレーン上に向けられ得る。収集システムでは、その管から流出する流出液を収集するために、バイアル又は皿のような収集デバイスが出口の下に配置される。特定の収集デバイスについて、そのデバイスが満たされていた期間と（そして、通常は他のデータとも）関連付けるために、コンピュータシステムと検出器とがインタフェースされる。収集デバイスは、或る時間の経過後に充填エリアから取り出され、別の収集デバイスが出口の下に配置される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の方式にはいくつかの欠点がある。たとえば、収集デバイスが充填エリアから取り出されるとき、流出液は管から流れ続けており、次の収集デバイスが所定の場所に配置され、次のサンプルを収集するまで、ドレーン内にこぼれてしまう。それゆえ、ドレーン内にこぼれる量は無駄になる。そのような無駄を防ぐために、その管はバルブによって終端することができ、１つの収集デバイスが取り出され、別の収集デバイスが充填エリア内に配置されるまで、そのバルブが閉じられる。しかしながら、以下にさらに説明されるように、そのような方策はバンドの広がりを悪化させる。
【０００５】
理想的には、収集デバイスが、時刻ｔ０とｔ０＋Δとの間に充填エリアに配置されるとき、収集デバイスの内容物は、Δの関数である組成変化を示す。言い換えると、Δに等しい時間の長さにわたって流出液を収集することによって、その収集デバイスは、Δに等しい時間の長さにわたって検出器から流出する流出液を混合する。バルブを導入することにより、さらに混合が引き起こされる。たとえば、バルブは大きな内容積を有することができ、実効的にはバルブ内にプールが生成され、その中で異なる時間からの流出液が混合する。さらに、バルブの機械的な動作が、予測できないように流出液を攪拌する傾向があり、それにより再びさらに混合される。それゆえ、所与の収集デバイスにおいて、組成変化の幅が広くなり、その影響はバンドの広がりとして知られている。バンドの広がりは正確な物質分析という目的には不利であり、それゆえ、バンドの広がりを最小限に抑えることが望ましい。
【０００６】
したがって、本発明は、液体クロマトグラフィにおけるサンプル収集の過程で生じる組成変化の幅、すなわち、バンドの広がりを最小限に抑えることのできるシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
概略して、本発明は、１つの入力ポートと、複数の出力ポートと、どの出力ポートが使用状態であるかを決定する複数の状態とを有する流体スイッチを対象とすることができる。
【０００８】
一つの特徴として、成分分別収集の方法は、分析物を含む流体流を第１の出力ポート及び第２の出力ポートを有する流体スイッチに与えることを含む。第１の出力ポート及び第２の出力ポートのうちの選択された方に分析物を選択的に向けるために、流体スイッチに方向指示流体が与えられる。その分析物は、選択された出力ポートから第１の収集デバイス内に収集される。第２の収集デバイスは、分析物が収集されている時間の少なくとも一部において、スイッチの選択されていない出力ポートの下に動かされる。
【０００９】
他の特徴として、成分分別収集のためのシステムは、第１の出力ポート及び第２の出力ポートを有する流体スイッチを含む。流体スイッチは流体流入力ポートを経由して液体クロマトグラフィデバイスから流体流を受け取るように構成される。流体スイッチは、流体流が第１の出力ポートに向けられる第１の状態になるように、又は流体流が第２の出力ポートに向けられる第２の状態になるように制御されることができる。制御デバイスは、流体スイッチの状態を判定し、それにより、流体流が第１の出力ポートを経由して流体スイッチから流出するか、第２の出力ポートを経由して流体スイッチから流出するかを決定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、本発明の最良の実施形態となるシステム及び方法について、詳細に説明する。なお、複数の図面を通して、同様に作用する部品及びアセンブリには同じ参照番号を付して示す。種々の実施形態を参照するが、本明細書に添付の特許請求の範囲はそれには限定されない。さらに、本明細書において述べられる全ての例は、添付の特許請求の範囲の数多くの実現可能な実施形態を限定することを意図するものではなく、実現可能な実施形態のいくつかを述べるにすぎない。
【００１１】
図１は、連続した成分分別収集のためのシステム１００を示す。そのシステム１００は、流体スイッチ１０２と、制御デバイス１０４とを備える。図に示されるように、流体スイッチ１０２は、１つの入力ポート１０６と、２つの出力ポート１０８及び１１０とを備える。原理的には、流体スイッチ１０２は、任意の数の出力ポートを有することができるが、例示のために、本明細書では２つの出力ポート１０８及び１１０を含むものとして説明される。
【００１２】
動作中、液体クロマトグラフからのカラム流出液が、流体スイッチ１０２を通して供給され（たとえば、ポンプで注入され）、入力ポート１０６を経由して流体スイッチ１０２に入る。その流出液は、第１の出力ポート１０８、第２の出力ポート１１０のいずれかを通ってスイッチから流出する。流出液が出力ポート１０８又は１１０のどちらから流出するかは、流体スイッチ１０２の状態によって決定される。流体スイッチ１０２の状態は、制御デバイス１０４によって判定することができる。したがって、流体スイッチ１０２の状態を判定することによって、制御デバイス１０４は、２つの出力ポート１０８又は１１０のどちらを使用状態にすべきか（すなわち、クロマトグラフ流出液が、出力ポート１０８又は１１０のどちらから流出することになるか）を選択する。たとえば、流体スイッチ１０２の状態は、流体スイッチ１０２の入力ポート１０６と出力ポート１０８及び１１０のうちの一方との間に圧力勾配が示されることによって判定することができる（これが如何に達成されるかを示す例示的な一実施形態が後に示される）。それゆえ、クロマトグラフ流出液は、圧力勾配によって決定される進路を進み、選択された出力ポート１０８又は１１０を経由して流体スイッチ１０２から流出する。
【００１３】
連続成分分別収集を達成するために、図１のシステム１００は以下のようにして用いることができる。制御デバイス１０４が、流体スイッチ１０２の状態を判定する。上記のように、制御スイッチ１０４によって、流体スイッチ１０２の入力ポート１０６と出力ポート１０８及び１１０のうちの一方との間に圧力勾配を示すことができる。それゆえ、クロマトグラフ流出液は、その圧力勾配によって決定される進路を進み、選択された出力ポート１０８又は１１０を経由して流体スイッチ１０２から流出する。たとえば、制御デバイス１０４は、流体スイッチ１０２を第１の状態にすると、第１の出力ポート１０８が使用状態になり、それは、スイッチ１０２に注入される流出液が第１の出力ポート１０８を経由して流出することを意味する。バイアル又は皿のような収集デバイス（図１には示されない）が、使用状態の出力ポートから流出する流出液を収集する場所に配置される（この例との関連では、使用状態のポートは第１の出力ポート１０８である）。たとえば、収集デバイスを、第１の出力ポート１０８の下（出力側）に配置することができる。
【００１４】
上記の構成を仮定すると、クロマトグラフ流出液は、入力ポート１０６を通って流体スイッチ１０２に入り、第１の出力ポート１０８を経由して流出し、第１の出力ポート１０８に隣接する充填位置に配置される収集デバイスによって収集される。その収集デバイスは、１秒程度の短い時間にわたって、又は１秒よりも長い任意の時間にわたって、充填位置に留まることができ、その時間中に、収集デバイスは流体スイッチ１０２から流出液を受け取る。
【００１５】
収集デバイスがクロマトグラフ流出液を受け取っている間の或る時点で、第２の収集デバイスが、第２の出力ポート１１０に隣接する充填位置に動かされる。第２の収集デバイスが第２の充填位置に配置された後に、制御デバイス１０４は流体スイッチ１０２を第２の状態にし、それにより第２の出力ポート１１０が使用状態になり、第１の出力ポート１０８が非使用状態になる。それゆえ、クロマトグラフ流出液が、入力ポート１０６を通って流体スイッチ１０２に入り、第２の出力ポート１１０を経由して流出し、第２の出力ポート１１０に隣接する充填位置に配置される第２の収集デバイスによって収集される。第２の収集デバイスがクロマトグラフ流出液を受け取っている間に、第１の収集デバイスがその充填位置から取り出され、第１の収集デバイスの代わりに、別の収集デバイスがその充填位置に戻される。その後、制御デバイス１０４は流体スイッチ１０２をその第１の状態に戻し、流出液が第１の出力ポート１０８を経由して流出する。こうして、流体スイッチ１０２は、第１の出力ポート−第２の出力ポート−第１の出力ポートの交互パターンでクロマトグラフ流出液を誘導するように制御することができる。
【００１６】
上記の実施形態の効果は、クロマトグラフ流出液を連続して収集できることである。言い換えると、その流出液は常に、第１の出力ポート、又は第２の出力ポートのいずれかから収集されている。さらに、出力ポートが使用状態になる前に、収集デバイスが、出力ポートから流出液を受け取るために既に配置されているので、流出液は無駄にならない。最後に、切替を達成するために用いられるデバイスが流体スイッチ１０２であるので、その流出液は、その流れの攪拌作用又は他の摂動を引き起こす機械的な切替力を受けない。
【００１７】
図２は、図１のシステム１００の１つの実現可能な実施形態を示す。図１のシステムと同様に、図２のシステム２００は、流体スイッチ２０２と、制御デバイス２０４とを備える。後に詳細に説明されるように、制御デバイス２０４は機械式スイッチであり、それを用いて、流体スイッチ２０２の状態が制御される。
【００１８】
図２の流体スイッチ２０２は、「ディーンズスイッチ」の一つの型である。流体スイッチ２０２は、第１の切替ポート２０６と、第２の切替ポート２０８とを備える。第１の切替ポート２０６及び第２の切替ポート２０８はそれぞれ、チャネル２１０及び２１２によって、第１の出力ポート２１４及び第２の出力ポート２１６に接続される。こうして、チャネル２１０及び２１２によって、第１の切替ポート２０６及び第２の切替ポート２０８はそれぞれ、第１の出力ポート２１４及び第２の出力ポート２１６に流体連通する。
【００１９】
流体スイッチ２０２は入力ポート２１８も含み、その中にクロマトグラフ流出液を送り込むことができる。入力ポート２１８はチャネル２２０及び２２２によって出力ポート２１４及び２１６にそれぞれ接続され、それゆえ、出力ポート２１４及び２１６のそれぞれに流体連通する。
【００２０】
動作中に、クロマトグラフ流出液が、入力ポート２１８を経由して、流体スイッチ内に注入される。同時に、第１の切替ポート２０６、第２の切替ポート２０８のいずれかの中に、方向指示流体供給源２２４から方向指示流体を注入することができる。方向指示流体が第１の切替ポート２０６に注入されるものと仮定すると（図２の例に示されるように）、方向指示流体はチャネル２１０を経由して流体スイッチ２０２の中を流れ、方向指示流体の大部分は第１の出力ポート２１４において流体スイッチ２０２から流出する。しかしながら、方向指示流体は、クロマトグラフ流出液よりも高い圧力で、流体スイッチ２０２の中に注入されるので、方向指示流体のうちの相対的に少ない量が、第１の出力ポート２１４と入力ポート２１８とを相互接続するチャネル２２０を横断する。入力ポート２１８に達すると、方向指示流体はクロマトグラフ流出液と混合し、チャネル２２２を通って出力ポート２１６に向かってクロマトグラフ流出液を押し流し、クロマトグラフ流出液は第２の出力ポート２１６から流出する。当然ながら、同様の物理的な原理によって、方向指示流体を第２の切替ポート２０８に送り込むことにより、クロマトグラフ流出液を第１の出力ポート２１４に向かって誘導することができる。
【００２１】
説明されたばかりの流体切替方式は高速且つ急峻な切替動作をもたらし、可動部品を含まない。さらに、比較的少ない方向指示流体流であっても、切替動作が生じるのに十分である。さらに、上記の切替方式は、３００℃程度までの比較的高い温度まで有効である。
【００２２】
図２のシステムには、図３の流れ図に示される方法を導入することができる。以下の説明では、図２及び図３の両方を参照する。図３に示されるように、方向指示流体は、動作３００及び３０２においてそれぞれ示されるように、移動相流体を含む同じ容器から（すなわち、移動相流体が方向指示流体として用いられる）、又は個別の容器から（すなわち、方向指示流体は移動相流体と異なる化学組成を有することができる）、機械式スイッチ２０４に注入することができる。
【００２３】
機械式スイッチ２０４には、制御信号が供給される（動作３０４）。機械式スイッチ２０４は、制御信号に応答して、方向指示流体が２つの出口のうちの１つに向けられる状態になるよう構成される（動作３０６）。言い換えると、方向指示流体が機械式スイッチ２０４の第１の出口に誘導されるべきであることを制御信号が指示する場合には、機械式スイッチ２０４の入力用ポートは、その第１の出口に接続される。一方、方向指示流体が機械式スイッチ２０４の第２の出口に誘導されるべきであることを制御信号が指示する場合には、機械式スイッチ２０４の入力用ポートは、その第２の出口に接続される。結果として、方向指示流体は、選択された出口を経由して、機械式スイッチ２０４から流出し、選択された出口に接続される切替ポート２０６又は２０８を経由して、流体スイッチ２０２に入る。
【００２４】
一方では、動作３０８において示されるように、クロマトグラフ流出液を、供給源２２６から（たとえば、クロマトグラフから）、流体スイッチ２０２の入力ポート２１８に注入することができる。注目すべきは、方向指示流体が流体スイッチの中に注入される圧力が、クロマトグラフ流出液の圧力よりも高いことである。したがって、方向指示流体が、第１の切替ポート２０６を経由して、流体スイッチ２０２に入る場合には、先に述べられたように、方向指示流体の一部がチャネル２１０及びチャネル２２０を横断し、クロマトグラフ流出液と混合し、第２の出力ポート２１６を経由して、流体スイッチから流出する。一方、方向指示流体が、第２の切替ポート２０８を経由して、流体スイッチ２０２に入る場合には、方向指示流体の一部がチャネル２１２及び２２２を横断し、クロマトグラフ流出液と混合し、第１の出力ポート２１４を経由して、流体スイッチから流出する。こうして、動作３１０に示されるように、クロマトグラフ流出液が出力ポート２１４又は２１６のどちらを通って流体スイッチ２０２から流出するかは、方向指示流体がどちらの切替ポート２０６又は２０８から流体スイッチ２０２に入るかによって決定される（それはさらに、機械式スイッチ２０４の状態によって決定される）。
【００２５】
選択された切替ポート２０６又は２０８から出た後に、動作３１２に示されるように、クロマトグラフ流出液は、収集デバイス２２８によって受け取られる。流出液で充填された後に、動作３１４に示されるように、収集デバイス２２８が、ロボットアームのような配列デバイスに運ばれる（たとえば、トラックシステムによる）。配列デバイスは収集デバイス２２８を受け取り、他の収集デバイスに対して相対的に、その収集デバイス２２８が満たされた時刻を表示する、トレイ上の場所のような、或る場所に収集デバイス２２８を配置する（動作３１６）。たとえば、配列デバイスは、最初に満たされた収集デバイスがトレイの左上角を占めるという方式に従って、収集デバイス２２８を配置することができる。上記の最初に満たされたデバイスの右隣の位置を占める収集デバイスは、２番目に満たされた収集デバイスであり、それ以降も同様である。一方では、収集デバイス２２８が、使用状態の出力ポートから流出する流出液を受け取っている間に、別の収集デバイスが、非使用状態の出力ポートに対応する充填位置に運ばれる（動作３１８）。
【００２６】
図４は、図２のシステム２００を使用した装置の構成の一実施形態を示す。図４に示す構成では、流体スイッチ２０２と、機械式スイッチ２０４とが設けられる。この実施形態は、移動相液体を液体クロマトグラフィカラム４０２の入力ポートに送り込むポンプ４００をさらに備える。カラムに注入する前に、分析されるべき物質が移動相流体に溶解される。カラム４０２からの流出液は、紫外線検出器のような検出器４０４の中に送り込まれ、最終的には、図２及び図３を参照して説明されたように、成分分別収集のための流体スイッチ２０２に与えられる。
【００２７】
図４に示されるように、機械式スイッチ２０４に注ぎ込む入力線４０６は、ポンプ４００からカラム４０２に移動相流体を送り込む管４０８から分岐する（tap）（「Ｔ字路を形成する」）。それゆえ、図４の実施形態によれば、機械式スイッチは方向指示流体として移動相流体を用いる。この構成は、移動相流体を２つの用途に利用し、ただ１つのポンプ４００しか必要としないという利点を有する。一方、移動相流体とは化学組成の点で異なる方向指示流体の個別の供給源を用いることもでき、その場合には、そのシステムは、機械式スイッチ２０４に方向指示流体を運ぶために第２のポンプを利用することができる。そのような構成は、たとえば、移動相流体がスイッチ２０４にとって有害である化学組成から成るときに、好ましいであろう。
【００２８】
また、図４には（第１の）ドレーン４１０も示される。ドレーン４１０は、第１の出力ポート２１４の下に配置されるように示される（図２を参照して説明される例との関連では、非使用状態の出力ポートである）。したがって、出力ポートの下の充填位置から収集デバイスを取り出した後で、且つ新たな収集デバイスを導入する前の期間に、第１の出力ポート２１４から流出する方向指示流体はドレーン４１０によって受け取られる。図４には示されないが、第２の出力ポート２１６の下に第２のドレーンが配置される。出力ポートが使用状態であるとき、収集デバイス４１２がドレーンと流体スイッチ２０２との間に置かれる。
【００２９】
図５は、成分分別収集のための制御システム５００の構成の一実施形態を示す。制御システム５００は平面図にして概略的に示される。制御システム５００は、先に説明されたように、流体スイッチ５０２と、流体スイッチ５０２の状態を制御する制御デバイス５０４とを備える。黒丸５０６及び５０８は、流体スイッチ５０２の出力ポートを表す。
【００３０】
トラックシステム５１０が、流体スイッチ５０２の出力ポート５０６及び５０８を行き来して収集デバイス５１２〜５１６を搬送する。トラックシステム５１０は２つのブランチを備える。第１のブランチ５１８は第１の出力ポート５０６を行き来して収集デバイスを搬送し、第２のブランチ５２０は第２の出力ポート５０８を行き来して収集デバイスを搬送する。
【００３１】
図５の制御システム５００は、図３の方法の原理に従って動作する。図３から明らかなように、第１の収集デバイス５１４が充填場所に配置され、流体スイッチ５０２から流出液を受け取る。同時に、第２（充填済み）の収集デバイスが、第２の出力ポート５０８から離れるように搬送されており、第３の収集デバイス５１２が、そのポート５０８に向かって搬送されている。したがって、図５に示される時点では、ブランチ５１８が静止するように制御され、ブランチ５２０が移動中である。
【００３２】
第１のシーケンサ５２２及び第２のシーケンサ５２４が、第１のブランチ５１８と第２のブランチ５２０とが交差する場所に隣接して配置される。第１のシーケンサ５２２によって、収集デバイス（たとえば収集デバイス５１２）が、トラックシステム５１０の第１のブランチ５１８又は第２のブランチ５２０のいずれかを選択的に横断する。第２のシーケンサ５２４は、第１のブランチ５１８又は第２のブランチ５２０から収集デバイスを戻すのを助ける。
【００３３】
図５の制御システム５００はコンピューティングシステム５２６を備える。コンピューティングシステム５２６は、単一のコンピュータとして、又は以下に記述される結果を達成するために互いに協動する複数のコンピュータとして具現することができる。
【００３４】
コンピューティングシステム５２６は１つ又は複数の入力／出力（Ｉ／Ｏ）チャネル５２８を備えており、それにより、コンピュータシステム５２６と、第１のシーケンサ５２２、第２のシーケンサ５２４、制御デバイス５０４及び液体クロマトグラフ５３０との間でデータ及び制御信号を通信できるようになる。たとえば、コンピューティングシステム５２６は、コンピューティングシステムを、上記のデバイスも接続されるローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に接続するネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）を備えることができる。そのような一実施形態によれば、コンピューティングシステム５２６及び上記のデバイスはＬＡＮを経由して通信する。別法では、各デバイスを、コンピューティングシステム５２６内のＩ／Ｏバスに接続される対応する周辺カードに接続することができる。こうして、コンピューティングシステム５２６は、或る特定の周辺カードに、それゆえ特定のデバイスにＩ／Ｏコマンドを指示することによって所与のデバイスと通信する。デバイスと通信するための他の方式も知られており、本発明の開示範囲内に含まれる。
【００３５】
コンピューティングシステム５２６は、制御信号を、制御デバイス５０４に、並びに第１のシーケンサ５２２及び第２のシーケンサ５２４に送信する。コンピューティングシステム５２６は、制御デバイス５０４が或る動作を実行し、結果として、流体スイッチ５０２が所望の状態に遷移するようにするために、制御デバイス５０４に制御信号を与えるようにプログラミングされる。たとえば、一実施形態によれば、制御デバイス５０４は図２を参照して説明されるように構成されるスイッチであり、コンピューティングシステム５２６は、スイッチ５０４が方向指示流体を所望の切替ポートに運ぶために、スイッチ５０４に第１の制御信号を送信する。こうして、コンピューティングシステム５２６は流体スイッチ５０２の状態を制御する。
【００３６】
コンピューティングシステム５２６は、任意のタイミング方式に従って、流体スイッチの状態を制御するようにプログラミングすることができる。たとえば、コンピューティングシステム５２６によって、流体スイッチは、第１の状態−第２の状態−第１の状態のタイプのパターンにおいて、規則的な間隔で第１の状態と第２の状態との間で交互に切り替わることができる。別の例によれば、或る特定の収集デバイスが、或る特定の時点でクロマトグラフから流出した流出液を受け取るように、コンピューティングシステム５２６によって、不規則な間隔で状態を遷移させることができる。
【００３７】
コンピューティングシステム５２６は、第１のシーケンサ５２２及び第２のシーケンサ５２４にも制御信号を送信する。それゆえ、コンピューティングシステム５２６によって、収集デバイス（たとえば５１２）が、トラックシステム５１０の一方のブランチ（たとえばブランチ５２０）を横断するが、他方のブランチ（たとえばブランチ５１８）は、収集を行うことができるようにするために静止したままである。
【００３８】
コンピューティングシステム５２６は、内部クロックを作動して、所与の収集デバイス５１２〜５１６が流体スイッチから流出液を受け取る期間（充填時間）を記録する。またコンピューティングシステム５２６は、液体クロマトグラフ５３０からもデータを受信し、そこからのデータを組み合わせて、各収集デバイスに対応するデータレコードを作成する。たとえば、コンピューティングシステムは、数あるデータの中でも、保持時間及び充填時間を各収集デバイスに関連付けることができる。
【００３９】
流出液で満たされた後に、収集デバイス５１２〜５１６は、トラックシステム５１０によって、ロボットアームのような配列デバイス５３４まで搬送される。配列デバイス５３４は収集デバイス５１２〜５１６を受け取り、他の収集デバイスに対して相対的に、特定の収集デバイスが満たされた時刻を表示するトレイ５３６上の場所に、収集デバイス５１２〜５１６を配置する。たとえば、配列デバイス５３４は、最初に満たされた収集デバイスがトレイの左上角を占めるという方式に従って、収集デバイスを配置することができる。上記の最初に満たされたデバイスの右隣の位置を占める収集デバイスは、２番目に満たされた収集デバイスであり、それ以降も同様である。
【００４０】
本明細書において示される流体スイッチの実施形態は、高性能液体クロマトグラフィとともに用いられるものとして説明されてきた。しかしながら、そのスイッチの用途は、そのように用いることには限定されない。そのスイッチは、流体が収集される必要がある任意の環境において用いることができる。
【００４１】
コンピューティングシステム５２６によって実行されるものとして説明される実施形態、又はデータの制御及び操作の方法として別のやり方で説明される実施形態の態様は、ハードウエア、ファームウエア及びソフトウエアのうちの１つ、又はそれらの組み合わせにおいてインプリメントすることができる。それらの実施形態は、本明細書に記述される動作を実行するために少なくとも１つのプロセッサによって読み出され、実行されることができる、機械読取り可能媒体上に格納される命令としてインプリメントすることもできる。機械読取り可能媒体は、機械（たとえば、コンピュータ）によって読取り可能な形態の情報を格納又は送信するための任意の機構を含むことができる。たとえば、機械読取り可能媒体は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気的、光学的、音響的又は他の形態の伝搬される信号（たとえば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号等）等を含むことができる。
【００４２】
上記の種々の実施形態は、単なる例示として与えられており、本明細書に添付の特許請求の範囲を限定するように解釈されるべきではない。本明細書において図示及び説明される例示的な実施形態及び応用形態に従うことなく、且つ添付の特許請求の範囲の真の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の変更及び変形を行うことができることは当業者には容易に理解されよう。
【００４３】
上述の実施形態に即して、本発明を説明すると、本発明は、第１の出力ポート（１０８）及び第２の出力ポート（１１０）を有する流体スイッチ（１０２）であって、流体流入力ポート（１０６）を経由して液体クロマトグラフィデバイス（４０２）から流体流を受け取るように構成され、流体流が第１の出力ポート（１０８）に向けられる第１の状態になるように、又は流体流が第２の出力ポート（１１０）に向けられる第２の状態になるように制御されることができる、流体スイッチと、流体スイッチ（１０２）の状態を判定し、それにより、流体流が第１の出力ポート（１０８）を経由して流体スイッチから流出するか、第２の出力ポート（１１０）を経由して流体スイッチから流出するかを決定する制御デバイス（１０４）とを備えることを特徴とする、成分分別収集のためのシステムを提供する。
【００４４】
好ましくは、制御デバイス（１０４）は、第１の出口及び第２の出口を有する機械式スイッチ（２０４）を備え、機械式スイッチ（２０４）の第１の出口は流体スイッチ（２０２）の第１の切替ポート（２０６）に接続され、機械式スイッチ（２０４）の第２の出口は流体スイッチ（２０２）の第２の切替ポート（２０８）に接続され、機械式スイッチ（２０４）は、方向指示流体を、機械式スイッチ（２０４）の第１の出口及び第２の出口のうちの選択された方に選択的に誘導するように構成される。
【００４５】
好ましくは、流体スイッチ（２０２）は、方向指示流体が第１の切替ポート（２０６）によって受け取られる時間中に、分析物を含む流体流を第２の出力ポート（２１６）に誘導するように構成され、且つ方向指示流体が第２の切替ポート（２０８）によって受け取られる時間中に、分析物を含む流体流を第１の出力ポート（２１４）に誘導するように構成される。
【００４６】
好ましくは、流体スイッチは、第１の切替ポート（２０６）と第１の出力ポート（２１４）と流体連通するチャネル（２１０）と、第２の切替ポート（２０８）と第２の出力ポート（２１６）と流体連通するチャネル（２１２）と、流体流入力ポート（２１８）と、流体流入力ポート（２１８）と第１の出力ポート（２１４）と流体連通するチャネル（２２０）と、流体流入力ポート（２１８）と第２の出力ポート（２１６）と流体連通するチャネル（２２２）とを、さらに備える。
【００４７】
好ましくは、空の収集デバイス（５１２）の供給源と、空の収集デバイスのうちの１つ（５１４）を第１の出力ポート（５０６）又は第２の出力ポート（５０８）のうちの選択された方の近くに動かすように構成される搬送システム（５１０）とを、さらに備える。
【００４８】
好ましくは、収集デバイス（５１２）はバイアル又は皿を含む。
【００４９】
好ましくは、流体スイッチ（１０２）に接続される液体クロマトグラフィデバイス（４０２）を、さらに備える。
【００５０】
好ましくは、収集デバイス（５１６）を、他の収集デバイス（５１４）に対して相対的に、収集デバイス（５１６）が満たされた時刻を表示する物理的な場所に誘導するように構成されるシーケンサ（５２４）を、さらに備える。
【００５１】
好ましくは、シーケンサ（５２４）は、収集デバイス（５１６）を、収集バイアルの逐次的な列内の場所に誘導するように構成される。
【００５２】
好ましくは、信号を生成するように構成されるコントローラ回路（５２６）をさらに備え、制御デバイス（５０４）は、信号に基づいて、流体スイッチ（５０２）の状態を判定するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態となる、連続成分分別収集を行うためのシステム構成を示す概略図である。
【図２】図１のシステム構成をさらに具体化した、連続成分分別収集を行うためのシステム構成を示す概略図である。
【図３】図２のシステムに適用可能な、連続成分分別収集を実行する方法を示す流れ図である。
【図４】図２のシステムを含む装置構成の全体を例示的に示す概略図である。
【図５】図３の方法によって動作する制御システムの実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００ システム
１０２ 流体スイッチ
１０６ 入力ポート
１０８ 第１の出力ポート
１１０ 第２の出力ポート
２００ システム
２０４ 制御デバイス
２０６ 第１の切替ポート
２０８ 第２の切替ポート
２１４ 第１の出力ポート
２１６ 第２の出力ポート
２１８ 入力ポート
２２６ （流出液）供給源
２２８ 収集デバイス
４１０ ドレーン
４１２ 収集デバイス
５００ 制御システム
５０４ 制御デバイス
５１０ トラックシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の出力ポート及び第２の出力ポートを有する流体スイッチであって、流体流入力ポートを経由して液体クロマトグラフィデバイスから流体流を受け取るように構成され、該流体流が前記第１の出力ポートに向けられる第１の状態になるように、又は前記流体流が前記第２の出力ポートに向けられる第２の状態になるように制御されることができる、流体スイッチと、
前記流体スイッチの状態を判定し、それにより、前記流体流が前記第１の出力ポートを経由して前記流体スイッチから流出するか、前記第２の出力ポートを経由して前記流体スイッチから流出するかを決定する制御デバイスと
を備えることを特徴とする、成分分別収集のためのシステム。
【請求項２】
前記制御デバイスは、第１の出口及び第２の出口を有する機械式スイッチを備え、該機械式スイッチの前記第１の出口は前記流体スイッチの第１の切替ポートに接続され、前記機械式スイッチの前記第２の出口は前記流体スイッチの第２の切替ポートに接続され、前記機械式スイッチは、方向指示流体を、前記機械式スイッチの前記第１の出口及び前記第２の出口のうちの選択された方に選択的に誘導するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項３】
前記流体スイッチは、前記方向指示流体が前記第１の切替ポートによって受け取られる時間中に、分析物を含む前記流体流を前記第２の出力ポートに誘導するように構成され、前記方向指示流体が前記第２の切替ポートによって受け取られる時間中に、前記分析物を含む前記流体流を前記第１の出力ポートに誘導するように構成されることを特徴とする、請求項２に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項４】
前記流体スイッチは、
前記第１の切替ポートと前記第１の出力ポートと流体連通するチャネルと、
前記第２の切替ポートと前記第２の出力ポートと流体連通するチャネルと、
流体流入力ポートと、
前記流体流入力ポートと前記第１の出力ポートと流体連通するチャネルと、
前記流体流入力ポートと前記第２の出力ポートと流体連通するチャネルと
をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項５】
空の収集デバイスの供給源と、
前記空の収集デバイスのうちの１つを前記第１の出力ポート又は前記第２の出力ポートのうちの選択された方の近くに動かすように構成される搬送システムと
をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項６】
前記収集デバイスは、バイアル又は皿を含むことを特徴とする、請求項５に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項７】
前記流体スイッチに接続される液体クロマトグラフィデバイスをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項８】
収集デバイスを、他の収集デバイスに対して相対的に、該収集デバイスが満たされた時刻を表示する物理的な場所に誘導するように構成されるシーケンサをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項９】
前記シーケンサは、前記収集デバイスを収集バイアルの逐次的な列内の場所に誘導するように構成されることを特徴とする、請求項８に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項１０】
信号を生成するように構成されるコントローラ回路をさらに備え、前記制御デバイスは、前記信号に基づいて、前記流体スイッチの状態を判定するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項１】
第１の出力ポート及び第２の出力ポートを有する流体スイッチであって、流体流入力ポートを経由して液体クロマトグラフィデバイスから流体流を受け取るように構成され、該流体流が前記第１の出力ポートに向けられる第１の状態になるように、又は前記流体流が前記第２の出力ポートに向けられる第２の状態になるように制御されることができる、流体スイッチと、
前記流体スイッチの状態を判定し、それにより、前記流体流が前記第１の出力ポートを経由して前記流体スイッチから流出するか、前記第２の出力ポートを経由して前記流体スイッチから流出するかを決定する制御デバイスと
を備えることを特徴とする、成分分別収集のためのシステム。
【請求項２】
前記制御デバイスは、第１の出口及び第２の出口を有する機械式スイッチを備え、該機械式スイッチの前記第１の出口は前記流体スイッチの第１の切替ポートに接続され、前記機械式スイッチの前記第２の出口は前記流体スイッチの第２の切替ポートに接続され、前記機械式スイッチは、方向指示流体を、前記機械式スイッチの前記第１の出口及び前記第２の出口のうちの選択された方に選択的に誘導するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項３】
前記流体スイッチは、前記方向指示流体が前記第１の切替ポートによって受け取られる時間中に、分析物を含む前記流体流を前記第２の出力ポートに誘導するように構成され、前記方向指示流体が前記第２の切替ポートによって受け取られる時間中に、前記分析物を含む前記流体流を前記第１の出力ポートに誘導するように構成されることを特徴とする、請求項２に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項４】
前記流体スイッチは、
前記第１の切替ポートと前記第１の出力ポートと流体連通するチャネルと、
前記第２の切替ポートと前記第２の出力ポートと流体連通するチャネルと、
流体流入力ポートと、
前記流体流入力ポートと前記第１の出力ポートと流体連通するチャネルと、
前記流体流入力ポートと前記第２の出力ポートと流体連通するチャネルと
をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項５】
空の収集デバイスの供給源と、
前記空の収集デバイスのうちの１つを前記第１の出力ポート又は前記第２の出力ポートのうちの選択された方の近くに動かすように構成される搬送システムと
をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項６】
前記収集デバイスは、バイアル又は皿を含むことを特徴とする、請求項５に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項７】
前記流体スイッチに接続される液体クロマトグラフィデバイスをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項８】
収集デバイスを、他の収集デバイスに対して相対的に、該収集デバイスが満たされた時刻を表示する物理的な場所に誘導するように構成されるシーケンサをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項９】
前記シーケンサは、前記収集デバイスを収集バイアルの逐次的な列内の場所に誘導するように構成されることを特徴とする、請求項８に記載の成分分別収集のためのシステム。
【請求項１０】
信号を生成するように構成されるコントローラ回路をさらに備え、前記制御デバイスは、前記信号に基づいて、前記流体スイッチの状態を判定するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の成分分別収集のためのシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１８７６６３（Ｐ２００７−１８７６６３Ａ）
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４５８２（Ｐ２００７−４５８２）
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【出願人】（３９９１１７１２１）アジレント・テクノロジーズ・インク (710)
【氏名又は名称原語表記】ＡＧＩＬＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】５３０１ Ｓｔｅｖｅｎｓ Ｃｒｅｅｋ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【出願人】（３９９１１７１２１）アジレント・テクノロジーズ・インク (710)
【氏名又は名称原語表記】ＡＧＩＬＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】５３０１ Ｓｔｅｖｅｎｓ Ｃｒｅｅｋ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
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