制备型液相色谱装置及制备条件探索方法与流程

本发明涉及一种利用液相色谱仪来分离、收取试样中所含的1种至多种成分的制备型液相色谱装置及制备条件探索方法。

背景技术：

液相色谱仪(以下，称为LC)的应用技术之一有如下制备型液相色谱装置：在LC流路的后级设置馏分收集器，分离试样中所含的1种至多种目标成分并选择性地收取各成分(例如参考专利文献1)。

在制备型液相色谱装置中，通过将试样与流动相一起流至色谱柱而在时间上分离目标成分。分离后的目标成分由设置在色谱柱后级的分光光度计等检测器加以检测，根据其检测信号来制作色谱图。继而，根据色谱图的波形来求该色谱上出现的波峰，并根据该波峰的开始及结束而对馏分收集器的电磁阀等进行开闭，由此，各目标成分分别被收取至不同的玻璃瓶。

要利用这种制备型液相色谱装置来制备目标成分，就必须针对每一试样或每一目标成分而恰当地设定色谱柱的种类和流动相的种类、流动相的流量/流速等制备条件。因此，要进行如下操作：在各种条件下对每一试样或每一目标成分进行LC分析而探索最佳制备条件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2000-214151号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

为了将用于制备条件的探索的试样抑制在较少程度，以往采用有如下方法：在使用容量比制备用色谱柱小的色谱柱的LC分析中求最佳条件，并根据使用制备用色谱柱的分析系统来调整其结果，从而决定最终制备条件。此时，不是将使用容量较小的色谱柱而获得的分析条件单纯地按比例放大，而是在重复如下作业的情况下决定制备条件：一边逐次少量变更该分析条件、一边进行利用制备用色谱柱的LC分析，根据其结果来调整条件。因此，在上述的现有方法中，若非色谱柱(固定相)和流动相的性质、色谱柱/流动相与试样(目标成分)的相容性等与LC分析有关的知识丰富的熟手，则难以决定制备条件。

此外，在制药领域等中从溶液(试样)中制备通过化学合成而获得的各种化合物(目标成分)的情况下，存在如下问题：对象化合物多种多样，即便是熟练者，针对各化合物而找出恰当的条件的作业也非常麻烦且费事。

本发明要解决的问题在于提供一种即便是与液相色谱分析有关的知识并不丰富的使用者也可容易地进行制备条件的设定的制备型液相色谱装置及制备条件探索方法。

解决问题的技术手段

为了解决上述问题而成的本发明的第1形态为一种制备型液相色谱装置，其将通过液相色谱分析而在时间方向上经成分分离后的试样导入检测器和馏分收集器，根据该检测器的检测结果而利用该馏分收集器来分离收取各成分，该制备型液相色谱装置的特征在于包括：

a)色谱执行单元，其具备制备模式和制备条件探索模式，所述制备模式执行使用制备用色谱柱的液相色谱分析，所述制备条件探索模式执行使用容量不同于所述制备用色谱柱的制备条件探索用色谱柱的液相色谱分析；

b)色谱图生成单元，其根据来自所述检测器的检测信号而生成色谱图；

c)存储单元，其以数据库化的方式，针对每一试样或每一成分，存储在探索用条件下对各种标准试样执行所述制备条件探索模式的液相色谱分析时所获得的色谱图数据、在1种至多种制备条件下对所述各种标准试样执行所述制备模式的液相色谱分析时所获得的色谱图数据、以及这时的制备条件；

d)指标输入单元，其让使用者输入指标，所述指标用以决定通过所述制备模式的液相色谱分析对目标试样进行成分分离而制备各成分时的制备条件，并与色谱图有关；以及

e)制备条件决定单元，其使所述色谱执行单元对所述目标试样执行所述制备条件探索模式的液相色谱分析，并根据这时所获得的色谱图数据和所述指标，参考所述数据库来决定该目标试样中所含成分的制备条件。

此外，本发明的第2形态为一种制备条件探索方法，其探索将通过液相色谱分析而在时间方向上经成分分离后的试样导入至检测器和馏分收集器、根据该检测器的检测结果而利用该馏分收集器来分离收取各成分用的制备条件，该制备条件探索方法的特征在于包括：

a)存储工序，以数据库化的方式针对每一试样或每一成分而存储对各种标准试样执行使用制备用色谱柱的制备模式的液相色谱分析时所获得的色谱图数据和执行使用容量不同于所述制备用色谱柱的制备条件探索用色谱柱的制备条件探索模式的液相色谱分析时所获得的色谱图数据；

b)指标输入工序，让使用者输入指标，所述指标用以决定通过所述制备模式的液相色谱分析对目标试样进行成分分离而制备各成分时的制备条件，并与色谱图有关；

c)数据获取工序，对所述目标试样执行所述制备条件探索模式的液相色谱分析来获取该目标试样的色谱图数据；以及

d)条件决定工序，根据所述目标试样的色谱图数据和所述指标，参考所述数据库来决定该目标试样中所含成分的制备条件。

在本发明中，“色谱图数据”除了指用以生成色谱图的数据以外，还指色谱图本身。

作为制备条件探索用色谱柱，通常是使用容量比制备用色谱柱小的色谱柱，但即便是容量比制备用色谱柱大的色谱柱，本发明也可加以运用。

作为探索用条件及制备条件，可列举流动相的种类、流动相的流量、流动相的液压等。此外，在进行所谓的梯度分析的情况下，即，在将水与有机溶剂等性质不同的多种溶剂混合、并将随着时间经过而改变它们的混合比率的流动相送至色谱柱而进行液相色谱分析的情况下，多种溶剂的混合比率、特定溶剂的初始浓度等成为探索用条件或制备条件。

用以决定制备条件的与色谱图有关的指标例如包括根据色谱图而求出的各成分的保留时间、溶出开始时间、溶出结束时间等。此外，指标并不限于一个，也可为多个。若根据多个指标来提取制备条件，则可决定更适于试样中的成分的制备条件。

在将溶出开始时间作为指标的情况下，宜使存储单元以数据库化的方式存储根据对各种试样执行的所述制备模式的液相色谱分析中所获得的色谱图数据而求出的各成分的溶出开始时间以及这时的制备条件。

在这种构成中，当由使用者通过所述指标输入单元输入溶出开始时间作为指标时，制备条件决定单元根据通过目标试样的制备条件探索模式的液相色谱分析而获得的色谱图数据和所述溶出开始时间，参考数据库来提取最佳制备条件。

发明的效果

根据本发明，通过对目标试样进行制备条件探索模式的液相色谱分析，可根据这时所获得的色谱图来决定适于该目标试样的制备条件，因此，即便没有与液相色谱分析或化合物有关的知识，也可容易地设定制备条件。

附图说明

图1为本发明的一实施例的制备型LC的概略构成图。

图2为制备条件探索模式的LC分析的条件(a)及送液计划表(b)。

图3为表示制备条件探索模式下的LC分析的结果的色谱图(a)、各化合物的保留时间(b)。

图4为表示制备条件探索模式下所获得的保留时间与制备模式下的流动相的初始浓度的关系的运算式以及表示该运算式的图。

图5是为了求出表示制备条件探索模式下所获得的保留时间与制备模式下的流动相的初始浓度的关系的运算式而进行的制备模式下的LC分析的条件(a)及送液计划表(b)。

图6为表示将苯酚作为试样时的流动相的初始浓度与保留时间的关系的表(a)及色谱图(b)。

图7为表示将二甲基苯胺作为试样时的流动相的初始浓度与保留时间的关系的表(a)及色谱图(b)。

图8为表示将苯作为试样时的流动相的初始浓度与保留时间的关系的表(a)及色谱图(b)。

图9为表示将维拉帕米作为试样时的流动相的初始浓度与保留时间的关系的表(a)及色谱图(b)。

图10为表示将乙苯作为试样时的流动相的初始浓度与保留时间的关系的表(a)及色谱图(b)。

图11为表示将尼卡地平作为试样时的流动相的初始浓度与保留时间的关系的表(a)及色谱图(b)。

图12为表示各化合物的保留时间、制备模式下的流动相的初始浓度及溶出时间、近似式系数、推断出的流动相的初始浓度的图。

图13表示变形例，为表示根据对水的亲和性将化合物分为3类并对这3类分别设定不同的运算式的情况下的、制备条件探索模式下所获得的保留时间与制备模式下的流动相的初始浓度的关系的运算式以及表示该运算式的图。

图14表示关于5种化合物的由制备条件探索模式的LC分析所获得的保留时间、根据图13所示的运算式而求出的流动相的初始浓度、在该初始浓度下执行制备模式的LC分析时的各化合物的色谱图的关系。

具体实施方式

参考附图，对作为本发明的一实施例的制备型液相色谱装置(以下，称为制备型LC)进行说明。图1为本实施例的制备型LC的概略构成图。

制备型LC1包括第1及第2送液泵4、5、进样器7、分离柱8、第1检测器9、馏分收集器10、第2检测器11等。第1送液泵4吸取并送出第1流动相容器2中所准备的例如水或缓冲液等第1流动相，第2送液泵5吸取并送出第2流动相容器3中所准备的例如乙腈等有机溶剂即第2流动相。第1及第2流动相经混合器6混合而经由进样器7供给至分离柱8。分离柱8用以分离试样中的各种成分(化合物)，由包括用于制备条件探索模式的LC分析的色谱柱8a、用于制备模式的LC分析的色谱柱8b在内的多种色谱柱和流路切换阀8c、8d构成。制备条件探索模式下所使用的色谱柱(以下，称为“制备条件探索用色谱柱”)8a使用容量比制备模式下所使用的色谱柱(以下，称为“制备用色谱柱”)8b低的分离柱。

此外，在本实施例中，第1及第2送液泵4、5的流速能以随着时间经过而各自变化的方式加以控制，由此，可进行第1及第2流动相的成分比率在时间上发生变化的高压梯度方式的送液。当然，也可不进行梯度送液而使用单一的流动相，并且，也可使用成分比率固定的流动相。

进样器7在规定时刻将由自动取样器选择的液体试样自动注入至流动相。液体试样随着流动相而导入至分离柱8，在通过分离柱8期间，液体试样中的各种成分(化合物)在时间上被分离，并从分离柱8的出口端溶出。作为设置在分离柱8的下游的第1检测器9，例如可使用紫外可见光分光检测器。馏分收集器10与第1检测器7的出口侧连接。馏分收集器10将含有目标化合物的溶出液分别分开回收，包括制备部101、制备控制部105及A/D转换器106，所述制备部101包括制备阀102、制备喷嘴103等。

第2检测器11检查通过制备阀102之后的溶液中是否含有目标化合物，由此验证制备条件。作为第2检测器11，除了紫外可见光分光检测器以外，还能够使用质谱仪。

此外，制备型LC1具备用以对各部的动作进行统括控制以及进行数据处理的控制处理部20，在该控制处理部20上连接有键盘等显示部21和操作部22。

包括CPU等的控制处理部20按照预先设定的程序一边监视来自第1检测器9的检测信号、一边控制送液泵4、5的导通断开动作或送液速度、进样器7的动作、分离柱8的流路切换阀8c、8d的动作等。在本实施例中，控制处理部20作为色谱执行单元、色谱图生成单元、存储单元、制备条件决定单元而发挥功能，详情将于后文叙述。

再者，在馏分收集器10中，制备控制部105具有根据由第1检测器9获得的检测信号(色谱图信号)来控制制备部101的动作的功能，但该功能也可内置于控制处理部20中。此外，在本实施例中，制备控制部105还具有算出制备容量的功能，但该功能同样可内置于控制处理部20中。

下面，对本实施例的制备型LC1的特征性动作进行说明。

当通过使用者对操作部22的操作而设定制备条件探索模式时，在显示部21的画面上显示制备条件设定画面(未图示)。当在该制备条件设定画面上设定要制备的化合物的名称和目标溶出时间并指示开始分析时，试样与流动相一起被导入至制备条件探索用色谱柱8a。经制备条件探索用色谱柱8a分离后的试样成分被第1检测器9检测，根据其检测信号来制作色谱图。

再者，在本实施例中，制备条件探索模式的LC分析的条件(分离柱和流动相的种类、送液泵4、5的动作条件(送液计划表和流量)等各种参数)是设定为可适用于各种化合物的LC分析的综合性条件，但也可从多个分析条件中选择与希望制备的化合物相应的条件。图2的(a)表示制备条件探索模式的LC分析的条件的一例，(b)表示送液计划表的一例。

然后，控制处理部20从所获得的色谱图中提取各化合物的波峰来求保留时间(R.T.)，根据该保留时间和制备条件设定画面中所设定的目标溶出时间来设定制备条件。将所设定的制备条件显示在制备条件设定画面上。

图3的(a)表示在图2所示的条件下对含有6种化合物(尼卡地平(Nicardipine)、维拉帕米(Verapamil)、苯酚(Phenol)、苯(Benzene)、乙苯(Ethylbenzene)、二甲基苯胺(2,6-Dimethylaniline))的试样进行制备条件探索模式的LC分析的结果、即所获得的色谱图，图3的(b)表示根据该色谱图而求出的各化合物的保留时间。

决定制备条件所需的信息以数据库化的方式存储在控制处理部20中，控制处理部20参考该数据库来决定制备条件。决定制备条件所需的信息是针对每一标准试样或每一化合物而将过去使用制备型LC1对标准试样进行的制备条件探索模式的LC分析的色谱图数据和过去使用制备型LC1对相同标准试样进行的制备模式的LC分析的色谱图数据以与制备条件相关联的方式加以数据库化而得。例如，作为制备条件之一的流动相的初始浓度就是以与目标溶出时间相关联的方式存储有用以根据各成分的保留时间而通过运算来求它的运算式，所述各成分的保留时间是根据制备条件探索模式的LC分析中所获得的色谱图数据而求出。控制处理部20根据目标试样的制备条件探索模式的LC分析中所获得的保留时间，使用运算式来求流动相的初始浓度。

图4为表示某一目标试样中所含成分的制备条件探索模式的LC分析中的保留时间与该目标试样的制备模式的LC分析中的流动相的初始浓度的关系的运算式以及表示该运算式的图。

在图4的运算式：Y＝89.161X－79.11中，X表示制备条件探索模式下的该目标试样中所含的某一成分的保留时间，Y表示制备模式下的流动相的初始浓度。根据该运算式，可利用目标试样的制备条件探索模式下的LC分析中的目标成分的保留时间求制备模式下的流动相的初始浓度。该运算式的求法将于后文叙述。

如此，当决定好制备条件、进而通过使用者对操作部22的操作而设定好制备模式并指示开始LC分析时，流路切换阀8c、8d被切换，并且送液泵4、5等按照所设定的制备条件被驱动，使得试样与流动相一起导入至制备用色谱柱8b。经制备用色谱柱8b分离后的试样成分被第1检测器9检测，根据其检测信号来控制馏分收集器的动作，从而制备试样中的各成分。

接着，对为了根据制备条件探索模式的LC分析中所获得的保留时间求出作为制备条件的流动相的初始条件(乙腈的初始浓度)而使用的运算式的求法进行说明。此处，利用如下情况来进行说明：对含有图3的(b)所例示的6成分的标准试样进行制备条件探索模式的LC分析，结果获得图3所示的色谱图及保留时间。

首先，在图5的(a)所示的制备条件下、按照图5的(b)所示的送液计划表对上述标准试样执行制备模式下的LC分析。图5的(b)中，X表示流动相中所含的乙腈的初始浓度。制备条件及送液计划表可由使用者设定，或者也可预先存储在控制处理部20中。

此时，数次改变乙腈的初始浓度而执行LC分析，分别根据第1检测部9的检测信号来制作色谱图，选取保留时间处于预先设定的目标溶出时间前后时的数据。虽然保留时间可任意指定，但是，若保留时间较大，则制备时所消耗的流动相量较多，而且无法期待提高分离，因此，较理想为以作为色谱图中的滞留指标的k值为10以下的值的方式、根据制备模式中所使用的色谱柱来设定保留时间。在实施例中，假设作为滞留指标的k值为5的情况，保留时间设定为4分钟。

在图6～图11中示出了表示各化合物的溶出时间为4分钟左右时的流动相的初始浓度的表(a)及色谱图(b)。根据这些结果，利用以下近似式(1)算出溶出时间为4分钟这样的流动相(乙腈的初始浓度)。

近似式：Y＝αX+β···(1)

此处，X表示溶出时间，Y表示这时的流动相的初始浓度。此外，α、β表示通过代入针对各化合物而获取到的溶出时间及初始浓度而求出的数值。只要各化合物有至少2组溶出时间及初始浓度的数据，即可求出α、β。

图12表示6个化合物的制备条件探索模式的LC分析中所获得的保留时间、制备模式的LC分析中所获得的溶出时间以及这时的乙腈的初始浓度、近似式(1)的α及β的值、利用该近似式求出的获得目标溶出时间(4分钟)的乙腈的初始浓度。

接着，求出表示6个化合物的制备条件探索模式的LC分析中所获得的保留时间与利用近似式(1)求出的获得目标溶出时间的乙腈的初始浓度的关系的运算式。该运算式可通过如下操作来推断：制作以保留时间为X座标、以乙腈的初始浓度为Y座标的图，并求出匹配该图的函数。图4为如此求出的图及运算式。图4中，R²(决定系数(相关系数R的平方))为表示运算式的合理性的指标，越接近1，便表示越能够准确地从制备条件探索模式转移至制备模式。

再者，本发明并不限定于上述实施例。

例如，在上述实施例中，当在制备条件探索模式下获得保留时间时，将该保留时间代入至图4所示的运算式，由此求制备模式的LC分析中的流动相的初始浓度，并从初始浓度起设定图5的(b)所示的送液计划表，但是，根据制备条件探索模式下所获得的保留时间的大小(长度)的不同，也可变更作为制备条件的例如流动相组成或者送液计划表。

具体而言，上述实施例中在制备条件探索模式下获得的保留时间大于1.78分钟的成分，利用图4所示的运算式求出的制备模式的LC分析中的流动相初始浓度超过了80％。在该情况下，在图5所示的送液计划表中，目标溶出时间(4分钟)下的流动相浓度会超过上限值即100％，并不恰当。此外，在这种情况下，即便将目标溶出时间下的流动相浓度设定为100％，在目标溶出时间下，目标成分也可能不会从色谱柱中溶出。因此，在这种情况下，也能以相较于图5所示的制备条件及送液计划表而言溶出力变强的方式变更送液计划表或流动相组成。

此外，上述实施例中在制备条件探索模式下获得的保留时间小于0.88分钟的成分的、利用图4所示的运算式求出的制备模式的LC分析中的流动相的初始浓度低于了下限值即0％，仍然不恰当。在该情况下，虽然也考虑将图5所示的送液计划表中的流动相的初始浓度设为0％来执行制备模式的LC分析，但这时，目标成分早于目标溶出时间而从色谱柱中溶出的可能性较高。因此，在这种情况下，也能以相较于图5所示的制备条件及送液计划表而言溶出力变弱的方式变更送液计划表或流动相组成。

如上所述，根据制备条件探索模式下所获得的保留时间的大小来变更送液计划表或流动相组成也包含在本发明的“根据目标试样的色谱图数据和指标，参考数据库来决定该目标试样中所含成分的制备条件”这一实施方式中。根据这种实施方式，可制备从高疏水性成分到低疏水性成分的大范围的目标成分。

再者，上面对变更送液计划表或流动相组成的例子进行了说明，但除此以外，也可变更例如流动相的流量、试样的注入量、色谱柱的容量等。此外，也可变更多种制备条件。

此外，也可不使用运算式，而是参考控制处理部20中所存储的数据库来求出与针对目标试样获得的制备条件探索模式的色谱图类似的色谱图数据的标准试样，从该标准试样的制备模式的色谱图数据中提取目标溶出时间的制备条件，将其作为该目标试样的制备条件。

进而，在上述实施例中，是以一个运算式来表示制备条件探索模式的LC分析中的保留时间与制备模式的LC分析中的流动相的初始浓度的关系(参考图4)，但也可根据作为目标成分的化合物的性质来设定多个运算式。该情况下的所谓“性质”，是指对色谱分析中的成分分离产生影响这样的性质。

作为其一例，对如下情况进行说明：根据与水之间的亲和性的大小将化合物分为3类，对这3种化合物分别设定不同的运算式。图13为3种化合物的、表示制备条件探索模式的LC分析中的保留时间(横轴)与制备模式的LC分析中的流动相的初始浓度(纵轴)的关系的运算式以及表示其运算式的图。图13所示的图中，左侧区域表示亲水性极高的化合物的运算式，右侧区域表示疏水性极高的化合物的运算式，中央区域表示中间性质的化合物的运算式。再者，图13的中央区域的运算式适用于对水的亲和性较为标准的大多数化合物，左侧区域及右侧区域的运算式适用于在对水的亲和性标准的化合物以外的化合物。

图14表示关于5种化合物(尼卡地平(Nicardipine)、联苯卡唑(Bifonazole)、硝苯地平(Nifedipine)、吲达帕胺(Indapamide)、甲氧苄啶(Trimethoprim))的制备条件探索模式的LC分析中所获得的保留时间、利用图13所示的运算式求出的流动相的初始浓度、在该初始浓度下执行制备模式的LC分析时的各化合物的色谱图的关系。这5种化合物都是包含在图13的中央区域内的化合物。根据图14可知，所有化合物的保留时间均为4分钟左右。

在像上述实施例那样对所有化合物运用一个运算式的情况下，存在利用运算式求出的流动相的初始浓度超过上限值(100％)、或者低于下限值(0％)的情况。相对于此，若根据对LC分析的成分分离产生影响的性质对化合物进行分类、针对每一性质而设定恰当的运算式，则可减少这种不良情况，从而可针对大范围的化合物而高精度地算出制备模式的LC分析中的流动相的初始浓度。

符号说明

4 第1送液泵

5 第2送液泵

7 进样器

8 分离柱

8a 制备条件探索用色谱柱

8b 制备用色谱柱

8c、8d 流路切换阀

9 第1检测器

10 馏分收集器

11 第2检测器

20 控制处理部

21 显示部

22 操作部。