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CN110268260B - 分液收集器控制装置以及分液色谱仪 - Google Patents

分液收集器控制装置以及分液色谱仪 Download PDF

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CN110268260B CN201780086008.6A CN201780086008A CN110268260B CN 110268260 B CN110268260 B CN 110268260B CN 201780086008 A CN201780086008 A CN 201780086008A CN 110268260 B CN110268260 B CN 110268260B
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Abstract

一种分液收集器控制装置以及分液色谱仪，所述分液收集器控制装置具备阈值保持部、峰值检测部、数据点数设定部及控制部。峰值检测部每隔固定时间将液相色谱仪的检测器的信号作为数据点而取入，并对所述数据点中的信号强度和/或斜度与阈值进行比较，由此检测峰值的开始点及结束点。数据点数设定部以如下方式构成：设定所述峰值检测部为了检测峰值的开始点或结束点而与所述阈值进行比较的所述数据点的数量。所述峰值检测部是以如下方式构成：当通过与所述阈值的比较，应作为峰值的开始点或结束点进行检测的表示信号强度和/或斜度的数据点连续为由所述数据点数设定部所设定的数量以上时，检测峰值的开始点或结束点。

Description

分液收集器控制装置以及分液色谱仪
技术领域
本发明是涉及一种根据液相色谱仪的检测器的信号来进行分馏捕集试样成分的分液收集器的动作控制的分液收集器控制装置、及具备所述分液收集器控制装置的分液色谱仪。
背景技术
利用以高速液相色谱仪为首的液相色谱仪，分离并采集试样中所含有的多个成分的分液色谱仪已为人所知(例如，参照专利文献1)。分液色谱仪包括：色谱仪部，具备输送流动相的送液装置或分析管柱、检测器等；分液收集器，设置于所述色谱仪部的后段侧；以及控制装置，对各部进行控制。分液收集器是以根据色谱仪部的检测器的信号进行动作的方式构成，由分析管柱随时间分离的试样成分通过分液收集器来分馏捕集。
在分液色谱仪中，用户可调整用以分别检测峰值的开始点与结束点的阈值，以检测期望的峰值。控制分液收集器的动作的控制装置是以如下方式构成：使用由用户所设定的阈值，并对每隔固定时间取入的检测器的检测信号的参数(信号强度或斜度)与阈值进行比较，由此检测峰值的开始点或结束点。而且，以所检测到的峰值部分被分馏捕集的方式控制分液收集器的动作。
有时因液相色谱仪的分析条件或试样而导致成分彼此相互重叠，因此也存在自紫外线(Ultraviolet，UV)(紫外分光)检测器或质谱分析(Mass Spectrometry，MS)(质量分析)检测器等多个检测器取入多个模拟信号，一面比较其强度一面进行成分的分馏的情况。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本专利特开2002-005914号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
在分液色谱仪中，要求以高纯度自多个成分混合而成的试样中分馏成分。但是，有时在来自检测器的信号中包含噪声，存在将所述噪声误认为峰值，分液收集器进行误动作而分馏捕集不需要的成分这一问题。尤其，MS检测器的模拟信号在其检测原理上，容易在信号中包含噪声，而经常成为分液收集器的误动作的原因。
另外，在期望成分的峰值的一部分与夹杂物的峰值的一部分重叠的情况下，也存在如下的问题：将夹杂物的峰值误认为期望成分的峰值而开始分馏动作，分取不需要的成分或分馏成分的纯度下降。
进而，在如期望成分的峰值形状变成平稳的形状般的情况下，也存在如下的问题：若在所述峰值的中途存在暂时的信号变化，则将所述部分误认为峰值结束点，1个成分峰值被分馏成多个。
所述些问题是仅通过用于峰值检测的判定的阈值的调整所无法排除完的问题，之前，用户难以应对如上所述的问题。
本发明是鉴于所述问题而成者，其目的在于通过扩大用以检测峰值的条件的调整的自由度，而可应对如上所述的问题。
[解决问题的技术手段]
在之前的分液色谱仪中，用于峰值的检测判定的数据点的数量为装置固有的规定值，所述数量通常为1或2。所谓数据点，是指每隔固定时间自检测器所取入的检测信号(或以自所述检测信号中去除噪声成分的方式实施了平滑化处理等处理的信号)。本发明者等人发现将噪声误认为峰值的问题、或在峰值的中途误认峰值结束点的问题的主要原因在于如下这一点：峰值的开始点或结束点的检测判定是根据此种少量的数据点数来进行。
另一方面，若峰值检测判定用的数据点数多，则也可能存在难以检测小的峰值这一情况，因此并非只要先将判定用的数据点数一律规定成大的值即可。因此，与阈值同样地，用于峰值的检测判定的数据点数的最优值是根据试样或液相色谱仪的分析条件来决定者，因此理想的是可进行适宜调整。
本发明的分液收集器控制装置具备阈值保持部、峰值检测部、数据点数设定部及控制部。阈值保持部保持峰值检测用的阈值。峰值检测部是以如下方式构成：每隔固定时间将液相色谱仪的检测器的信号作为数据点而取入，并对所述数据点中的信号强度和/或斜度与所述阈值保持部中所保持的阈值进行比较，由此检测峰值的开始点及结束点。数据点数设定部是以如下方式构成：设定所述峰值检测部为了检测峰值的开始点及结束点而与所述阈值进行比较的所述数据点的数量。控制部是以如下方式构成：以由所述峰值检测部所检测到的峰值部分被分馏捕集的方式控制所述分液收集器的动作。进而，所述峰值检测部是以如下方式构成：当通过与所述阈值的比较，应作为峰值的开始点或结束点进行检测的表示信号强度和/或斜度的数据点连续为由所述数据点数设定部所设定的数量以上时，检测峰值的开始点或结束点。
所述数据点数设定部也能够以自动地设定用于峰值检测的判定的数据点的数量的方式构成，但也能够以使用户设定任意的数的方式构成。用于峰值检测的阈值通常由用户来设定。用户根据通过事先试验性地对分析对象的试样实施的分析所获得的色谱图，设定如用户所期望的所有峰值得到检测般的阈值。当设定此种阈值时，只要也可设定用于峰值检测的判定的数据点数，则可对应于试样或分析条件，将用于峰值检测的判定的数据点数调整成最合适的值。
本发明的分液色谱仪具备：送液装置，输送流动相；分析流路，供由所述送液装置所输送的流动相流动；试样注入部，将试样注入至所述分析流路中；分析管柱，在所述分析流路上的比所述试样注入部更下游，将试样分离成各成分；检测器，在所述分析流路上的比所述分析管柱更下游，检测由所述分析管柱所分离的试样成分；分液收集器，用以在所述检测器的出口侧，捕集经过所述检测器的试样成分；以及本发明的分液收集器控制装置，根据由所述检测器所获得的检测信号，以由所述分析管柱所分离的试样成分通过所述分液收集器来分馏捕集的方式，控制所述分液收集器。
[发明的效果]
在本发明的分液收集器控制装置中，因具备设定用于峰值的开始点及结束点的检测用的判定的数据点数的数据点数设定部，故不仅可调整信号强度或斜度等阈值，也可调整与所述阈值进行比较的数据点的数量，峰值检测的条件的调整的自由度提升。由此，可减少由峰值的开始点或结束点的误认所引起的分液收集器的误动作等，而谋求峰值的检测精度的提升。
在本发明的分液色谱仪中，因具备所述分液收集器控制装置，故可通过自由度高的峰值检测用的条件设定来谋求峰值的检测精度的提升，并可获得高分馏精度。
附图说明
图1是表示分液色谱仪的一实施例的概略流路构成图。
图2是概略性地表示所述实施例的控制装置的构成的方块图。
图3是表示所述实施例的峰值检测用阈值的设定动作的流程图。
图4是表示利用现有技术的峰值检测的一例的色谱图。
图5是表示利用所述实施例的峰值检测的一例的色谱图。
图6是表示利用现有技术的峰值检测的另一例的色谱图。
图7是表示利用所述实施例的峰值检测的另一例的色谱图。
图8是表示利用现有技术的峰值检测的另一例的色谱图。
图9是表示利用所述实施例的峰值检测的另一例的色谱图。
[符号的说明]
2：分析流路
4：送液装置
6：试样注入部
8：分析管柱
10：检测器
12：分液收集器
14：控制装置
16：阈值设定部
18：数据点数设定部
20：阈值保持部
22：峰值检测部
24：控制部
26：输入部
28：显示部
S1～S10：步骤
具体实施方式
以下，使用图式对本发明的分液收集器控制装置及分液色谱仪的一实施例进行说明。
图1概略性地表示分液色谱仪的构成。
所述分液色谱仪具备：送液装置4，在分析流路2中输送流动相；试样注入部6，将试样注入至分析流路2中；分析管柱8，将试样分离成各成分；检测器10，检测由分析管柱8所分离的试样成分；分液收集器12，分馏并捕集由分析管柱8所分离的试样成分；以及控制装置14，进行所述分液色谱仪整体的动作控制。
试样注入部6设置于分析流路2上的送液装置4的下游。试样注入部6是以如下方式构成的自动取样器(auto-sampler)：自动地采集试样并将试样注入至供来自送液装置4的流动相流动的分析流路2中。在分析流路2上的试样注入部6的下游设置有分析管柱8。由试样注入部6所注入的试样通过来自送液装置4的流动相而被朝分析管柱8搬送，并分离成各成分。
在分析流路2上的分析管柱8的下游设置有检测器10，由分析管柱8所分离的试样成分作为峰值而显现于由检测器10所获得的检测波形中。分液收集器12设置于检测器10的后段侧。分液收集器12的动作通过控制装置14来控制。
控制装置14是发挥作为分液收集器控制装置的功能者，所述分液收集器控制装置根据来自检测器10的信号进行分液收集器12的动作控制。控制装置14是以如下方式构成：不仅进行分液收集器12的动作控制，也进行送液装置4或试样注入部6、执行分析管柱8的温度调节的管柱烘箱(省略图示)的动作控制。控制装置14利用所述分液色谱仪专用的计算机或通用的个人计算机来实现。
分液收集器12只要是如下的构成，则可为任何构成者：可分馏并捕集自检测器10中流出的流动相之中，包含期望的试样成分的部分。例如，分液收集器12也可为以如下方式构成者：自检测器10的出口起的流路连接于流路切换阀上，通过所述流路切换阀的切换而朝个别的容器中导入包含期望的试样成分的流动相。另外，分液收集器12也可为以如下方式构成者：自检测器10的出口起的流路连接于移动式的探针(probe)上，以包含期望的试样成分的流动相自探针的前端朝个别的容器中滴下的方式，使探针移动。
控制装置14根据由检测器10所获得的信号波形，检测相当于期望的(由用户所指定的分馏捕集对象的)试样成分的峰值，并以相当于所述峰值部分的流动相被分馏捕集的方式控制分液收集器12的动作。在控制装置14中设定有判定条件，所述判定条件用以根据由检测器10所获得的信号波形来检测相当于期望的试样成分的峰值。所谓用以检测峰值的判定条件，是指用以分别检测峰值的开始点及结束点的阈值、及用于与所述阈值的比较的数据点的数量。
使用图2的方块图对控制装置14具有的功能进行说明。
控制装置14具备阈值设定部16、数据点数设定部18、阈值保持部20、峰值检测部22及控制部24。控制部24与输入部26及显示部28电性连接。输入部26例如为利用键盘或鼠标等来实现者，用户经由输入部26来进行朝控制部24中的信息输入。显示部28例如利用液晶显示器等来实现，例如根据由检测器10所获得的检测信号数据所制作的色谱图等各种信息显示于显示部28中。
阈值设定部16是以使用户设定阈值的方式构成。当设定阈值时，在显示部28中显示通过事先试验性地进行的分析所获得的色谱图，用户根据所述色谱图来设定如期望的所有峰值成分得到检测般的阈值。再者，未必需要由用户进行设定，也可由装置设定适当的阈值。
阈值中所使用的参数是自检测器10所取入的信号(或通过对所述信号进行平滑化处理等来去除噪声成分后的信号)的强度(信号强度)或变化率(斜度)，存在仅将信号强度与斜度中的任一者用作峰值检测判定用的参数(以下称为判定参数)的情况、及将信号强度与斜度两者用作判定参数的情况。将检测器10的检测信号的哪一种参数用作判定参数取决于试样或分析条件(偏移的有无或斜度等)。所设定的阈值通过阈值保持部20来保持。
数据点数设定部18是以如下方式构成：使用户设定用于利用后述的峰值检测部22的峰值的开始点及结束点的检测判定的数据点的数量。再者，不仅可具备使用户设定任意的数据点数的功能，也可具备在装置侧设定适当的数据点数的功能。另外，用于峰值开始点的检测判定的数据点数与用于峰值结束点的检测判定的数据点数未必需要相同，也可个别地设定。
峰值检测部22是以如下方式构成：根据如所述般设定的阈值与数据点数，分别检测峰值的开始点及结束点。即，峰值检测部22提取和/或算出判定参数，所述判定参数自检测器10所取入的检测信号、或通过对所述检测信号实施平滑化处理等处理来去除噪声后的信号(将其称为数据点)，并对所述数据点的判定参数与阈值进行比较，由此进行峰值的开始点与结束点的检测。
此处，所谓“提取”判定参数，是指当判定参数为“信号强度”时，将所述信号强度作为数值而提取。所谓“算出”判定参数，是指当判定参数为斜度时，使用所述数据点的信号强度与前一个取入的数据点的信号强度来算出信号强度的变化率。
另外，所谓对数据点的判定参数与阈值进行比较，是指判定数据点的判定参数是否超过阈值。所谓数据点的判定参数“超过”阈值，并非仅指值的大小。例如，当利用判定参数“信号强度”来检测峰值的结束点时，将自检测器10所取入的信号的信号强度变成峰值结束点检测用的阈值以下称为判定参数“超过”阈值。
在利用峰值检测部22的峰值的开始点与结束点的检测判定中，可使用由数据点数设定部18所设定的数量的数据点。即，即便某一数据点的判定参数超过阈值，只要具有超过阈值的判定参数的数据点的连续数未达到设定值，则峰值开始点或结束点也不被检测。例如，当判定参数为“信号强度”，将用于峰值判定的数据点数设定为“3”时，只要具有超过阈值的信号强度的数据点未3点连续，则峰值开始点或峰值结束点不被检测。
控制部24是以如下方式构成：以分馏并捕集相当于由峰值检测部22所检测的峰值部分的流动相的方式，控制分液收集器12。
使用图2与图3的流程图对利用所述实施例的一连串的峰值检测动作的一例进行说明。
控制装置14每隔固定时间取入检测器10的检测信号(步骤S1)。在控制装置14中，有时对所取入的信号实施平滑化处理等处理。控制部24提取和/或算出所取入的信号或实施了平滑化处理等处理的信号的判定参数(检测信号和/或斜度)(步骤S2)，并将所述判定参数与阈值保持部20中所保持的峰值开始点检测用的阈值进行比较(步骤S3)。重复进行所述动作直至具有超过阈值的判定参数的数据点出现为止。
当某一数据点的判定参数超过阈值时，控制部24判定具有超过阈值的判定参数的数据点的连续数是否已达到设定数(步骤S4)。若具有超过阈值的判定参数的数据点的连续数未达到设定数，则对接下来取入的信号(数据点)进行相同的判定，当具有超过阈值的判定参数的数据点的连续数已达到设定数时，检测峰值的开始点(步骤S5)。
控制部24在检测出峰值的开始点后，使用峰值结束点判定用的阈值进行峰值结束点的检测。与峰值开始点的检测同样地，提取和/或算出自检测器10所取入的信号的判定参数(步骤S6、步骤S7)，并将所述判定参数与峰值结束点检测用的阈值进行比较(步骤S8)。重复进行所述动作直至具有超过阈值的判定参数的数据点出现为止。
当某一数据点的判定参数超过阈值时，判定具有超过阈值的判定参数的数据点的连续数是否已达到设定数(步骤S9)。若具有超过阈值的判定参数的数据点的连续数未达到设定数，则对接下来取入的信号(数据点)进行相同的判定，当具有超过阈值的判定参数的数据点的连续数已达到设定数时，检测峰值的结束点(步骤S10)。
如上所述，在超过阈值的判定参数的连续数已达到设定数的时间点检测峰值的开始点与结束点，但实际被认作峰值的开始点及结束点的数据点并非超过阈值的判定参数的连续数已达到设定数时的数据点，而是通过考虑其连续数的倒算所求出的数据点。例如，被认作峰值开始点的数据点可设为如下的数据点，所述数据点是成为变成检测峰值的开始点的原因的连续的数据点的起点的数据点。同样地，被认作峰值结束点的数据点可设为如下的数据点，所述数据点是成为变成检测峰值的结束点的原因的连续的数据点的起点的数据点的前一个数据点。
使用图4～图9，一面与现有技术进行比较一面说明由所述实施例所达成的分馏动作。再者，以下将现有技术中的用于峰值检测的判定的数据点数设为1来进行说明。
图4与图5均为针对同一个试样，使用现有技术时与使用实施例的技术时的分馏结果。所述例中的峰值检测的判定参数为“信号强度”。如图4所示，在现有技术中，因将判定用数据点数设为1，故将超过阈值的噪声信号作为峰值的开始点进行检测，而将噪声部分作为分馏峰值1进行分馏捕集。
相对于此，如图5所示，在将判定用数据点数设定为3的实施例的技术中，因超过阈值的噪声信号的连续数未满3，故不将噪声部分作为峰值进行检测。由此，仅将期望的峰值部分作为分馏峰值1进行分馏捕集。
图6与图7也为针对同一个试样，使用现有技术时与使用实施例的技术时的分馏结果。所述例中的峰值检测的判定参数为“斜度”。在图6及图7的信号波形中，期望成分的峰值的一部分与夹杂物的峰值的一部分重叠。针对显示此种波形的试样，在现有技术中，如图6所示，夹杂物峰值的数据点的最初的斜度超过阈值，因此作为峰值进行检测，其结果，将夹杂物作为分馏峰值1进行分馏捕集。
相对于此，在判定用数据点数为3的实施例中，如图7所示，在夹杂物的峰值中斜度超过阈值的数据点的连续数为2，因此不将夹杂物部分作为峰值进行检测。由此，仅将期望的峰值部分作为分馏峰值1进行检测，并进行分馏捕集。
图8与图9也为针对同一个试样，使用现有技术时与使用实施例的技术时的分馏结果。所述例中的峰值检测的判定参数也为“斜度”。在图8及图9的信号波形中，期望成分的峰值变得平稳，在峰值的中途可看到暂时的斜度的极性(正与负)变化。
针对显示此种波形的试样，在现有技术中，如图8所示，将峰值中途的斜度中产生极性变化的部分作为峰值开始点及峰值结束点进行检测，而检测3个分馏峰值1～分馏峰值3。其结果，将原本应作为1个成分峰值来捕集者分割成3个进行捕集。
相对于此，在判定用数据点数为3的实施例中，如图9所示，即便峰值中途的斜度中产生极性变化，因在所述部分中斜度超过阈值的数据点的连续数未达到3，故不作为峰值开始点及峰值结束点进行检测。由此，将显示平稳的形状的峰值的整体作为1个峰值成分进行检测，并进行分馏捕集。

Claims (3)

1.一种分液收集器控制装置，其是用以控制连接于液相色谱仪的检测器的出口侧的分液收集器的分液收集器控制装置，包括：
阈值保持部，保持峰值检测用的阈值；
峰值检测部，以如下方式构成：每隔固定时间将所述液相色谱仪的所述检测器的信号作为数据点而取入，并对所述数据点中的信号强度和/或斜度与所述阈值保持部中所保持的阈值进行比较，由此检测峰值的开始点及结束点；
数据点数设定部，以如下方式构成：设定所述峰值检测部为了检测峰值的开始点及结束点而与所述阈值进行比较的所述数据点的数量；以及
控制部，以如下方式构成：以由所述峰值检测部所检测到的峰值部分被分馏捕集的方式控制所述分液收集器的动作；且
所述峰值检测部以如下方式构成：当通过与所述阈值的比较，应作为峰值的开始点或结束点进行检测的表示信号强度和/或斜度的数据点连续为由所述数据点数设定部所设定的数量以上时，检测峰值的开始点或结束点。
2.根据权利要求1所述的分液收集器控制装置，其中所述数据点数设定部是以使用户设定任意的数的方式构成。
3.一种分液色谱仪，包括：
送液装置，输送流动相；
分析流路，供由所述送液装置所输送的流动相流动；
试样注入部，将试样注入至所述分析流路中；
分析管柱，在所述分析流路上的比所述试样注入部更下游，将试样分离成各成分；
检测器，在所述分析流路上的比所述分析管柱更下游，检测由所述分析管柱所分离的试样成分；
分液收集器，用以在所述检测器的出口侧，捕集经过所述检测器的试样成分；以及
根据权利要求1或2所述的分液收集器控制装置，根据由所述检测器所获得的检测信号，以由所述分析管柱所分离的试样成分通过所述分液收集器来分馏捕集的方式，控制所述分液收集器。
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