JPH11326304A - クロマトグラフ用データ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 三次元クロマトグラムから特定波長のクロマ
トグラムを切り出して定量分析を行なう際に、波長を所
定条件の下に適切に選択する。 【解決手段】 時間軸及び波長軸を含む所定の領域Ｘが
指示され（Ｓ２）、該領域Ｘ内での目的成分に対する極
大点が指示される（Ｓ５）。すると、領域Ｘ内で所定波
長ステップ毎に二次元クロマトグラムが切り出され（Ｓ
７）、各クロマトグラムにおいて目的成分のピークとそ
の前後のピークを基に、決定条件に応じてピーク面積
比、高さ比又は分離度のいずれかが計算される（Ｓ
８）。そして、各クロマトグラムで得られた上記値中で
最良値を与える波長が最適波長として決定され（Ｓ
９）、この波長が波長テーブルに、該目的成分のピーク
の保持時間が同定テーブルに格納される（Ｓ１０）。こ
れにより、目的成分を定量分析するに最適なデータが自
動的に得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクロマトグラフ用デ
ータ処理装置に関し、更に詳しくは、時間軸及び強度軸
に加えて波長軸を有する三次元クロマトグラムのデータ
を処理するためのクロマトグラフ用データ処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】液体クロマトグラフ装置では、カラムに
一定流量で移動相を流しておき、該移動相中に液体試料
を注入し、カラムを通過する間に各成分毎に時間的に分
離してカラムから溶出する試料溶液を検出器にて検出す
る、という構成を有している。検出器として例えばフォ
トダイオードアレイ検出器（以下、「ＰＤＡ検出器」と
いう）等を用いると、カラム出口から溶出する試料成分
に対応する相対強度信号を波長方向に分散して複数のデ
ータを同時に取得することができる。

【０００３】すなわち、このクロマトグラフ装置では、
時間ｔ、相対強度Ｓ及び波長λという３つのディメンジ
ョンをもつデータが取得され、このデータに基いて図３
に示すような三次元クロマトグラムが作成される。一般
に、このような三次元クロマトグラムでは、試料成分毎
に最大強度の現われる波長λが相違している。そこで、
従来のクロマトグラフ用データ処理装置において三次元
クロマトグラムに対し目的成分の定量分析を行なう際に
は、次のような手順で処理を実行している。

【０００４】（１）試料に含まれる目的成分に対応した
ピークが現われるクロマトグラムを得るために、測定者
は、各種成分に対応して１乃至複数の適当な波長条件
（波長λの中心値及び帯域幅）を一覧表にした波長テー
ブルを入力設定しておく。 （２）また、測定者は、上記波長テーブルに記述した波
長λに対して目的成分のピークを同定するための、保持
時間等の情報を記した同定テーブルを入力設定してお
く。保持時間等のパラメータは送液流量、カラムの種類
等の分析条件により大きく相違するため、一般には一定
量の既知成分を含む標準試料を予め分析した結果を利用
して作成又は校正される。

【０００５】（３）測定時には、測定者は目的とする成
分毎に波長テーブルの中のいずれの波長を使用するの
か、を入力指示する。 （４）データ処理装置では、図４に示したような三次元
クロマトグラムから、上記（３）で指示された波長に対
応する二次元クロマトグラムを切り出し、その二次元ク
ロマトグラムに対し上記同定テーブルに記した条件に従
ってピーク同定を行う。 （５）ピークが同定されたならば、ピーク波形の面積計
算等の演算処理を実行することにより定量分析を行な
う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のデータ処理装置
では上述のような手順で分析を行う必要があるため、特
に多数の成分を含む試料を分析する場合には、波長テー
ブルを入力設定したり各成分毎に最適な波長を選択した
りする操作が煩雑であって、作業効率が悪くなるのみな
らず入力ミスによる分析の誤りを生じる恐れがあった。

【０００７】また、定量分析に用いる二次元クロマトグ
ラムの波長選択の判断を測定者自身が行なう必要がある
ため、その基準が明確ではなく分析の再現性等に疑義を
生じることがある。このような場合には、上記（３）に
立ち戻って他の波長を指示し直して再び処理をやり直す
といった、繰り返しが必要になる。更に、このような適
切な判断には或る程度の熟練を要するため、分析条件の
設定を行なえる者が限定されるという問題もあった。

【０００８】本発明はこれらの課題を解決するために成
されたものであり、その目的とするところは、測定者に
よる入力操作の負担を軽減するとともに、分析条件の設
定の曖昧さが生じないクロマトグラフ用データ処理装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明は、クロマトグラフにて取得された、
時間軸、強度軸及び波長軸から成る三次元クロマトグラ
ムを構成するデータを処理するデータ処理装置におい
て、 a)時間及び波長より成る二次元領域を外部から設定する
ための領域指示手段と、 b)該領域に含まれる目的成分に対応するピークを外部か
ら指示するための成分指示手段と、 c)目的成分のピーク同定に最適な最適波長を決定するた
めの判断条件を外部より指示するための条件指示手段
と、 d)前記領域内で所定波長ステップ毎に、時間軸及び強度
軸を含む二次元クロマトグラムを切り出すクロマトグラ
ム切り出し手段と、 e)切り出された各クロマトグラムについて、前記成分指
示手段にて指示されたピーク及びその前後のピーク波形
を基に、前記条件指示手段にて指示された判断条件によ
る比較を行うための指標値を算出する演算手段と、 f)各クロマトグラムの指標値を比較して最適波長を決定
する波長決定手段と、 g)決定された最適波長を波長テーブルに、該最適波長で
切り出された二次元クロマトグラムに現れる目的成分の
ピークトップに対応する保持時間を同定テーブルに記憶
する記憶手段と、 を備えることを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係るデータ処理装置で
は、例えばディスプレイの画面上に描出された三次元ク
ロマトグラムや該クロマトグラムデータを基に描出され
る所定のグラフを参照しながら、操作者は、目的とする
成分のピークを含む時間範囲及び波長範囲で囲まれる二
次元領域を領域指示手段により入力する。また、該領域
内に存在する目的成分に対応するピークを成分指示手段
により指示する。このような指示を容易にするために、
領域指示手段により領域が指示されると、該領域内にお
いて時間軸方向及び波長軸方向にその前後よりも大きな
値を示す極大点を検索して、これをディスプレイ画面上
に表示するようにするとよい。

【００１１】更に、操作者は、目的成分のピークを同定
するための最適波長を決定するための判断条件を条件指
示手段により指示する。該判断条件としては、時間軸と
相対強度軸とを含む二次元クロマトグラムにおいて、目
的成分のピークとその前後のピークとの面積比、高さ比
又は分離度等のいずれかとすることができる。クロマト
グラム切り出し手段は、上記領域内において所定ステッ
プ毎に複数の二次元クロマトグラムを切り出す。演算手
段は、各二次元クロマトグラムにおいて上記目的成分に
対応するピークを見つけ、該ピークとその前後のピーク
の波形から上記判断条件による比較を行うための指標値
を算出し、波長決定手段は、この各クロマトグラムの指
標値を比較して該指標値が最良である波長を最適波長と
して決定する。そして、記憶手段は、この最適波長を波
長テーブルに、該最適波長で切り出された二次元クロマ
トグラムに現れる目的成分のピークトップに対応する保
持時間を同定テーブルに記憶する。これにより、目的成
分を分析するに最適な波長と、該波長のクロマトグラム
で目的成分を同定するに最適な保持時間とが記憶手段に
格納されるので、これらのデータを利用して、未知試料
に含まれる該目的成分の同定や定量分析が行える。

【００１２】

【発明の効果】このように、本発明に係るクロマトグラ
フ用データ処理装置によれば、クロマトグラフにて採取
したデータに基づき自動的に波長テーブル及び同定テー
ブルが作成されるため、従来のように測定者自らが手作
業によりこれらのテーブルを入力する操作が不要にな
る。このため、分析効率が向上すると共に単純な入力ミ
スによる分析の誤りを防止することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係るクロマトグラフ用データ
処理装置の一実施例を図１〜図７を参照して説明する。
図１は、本実施例によるデータ処理装置を備えたＬＣ分
析装置の全体構成図である。このＬＣ分析装置は大別し
て、分析部１０とデータ処理部２０とから成る。分析部
１０は、送液ポンプ１２を含む送液部１１と、送液部１
１より送出される移動相中に試料を注入するインジェク
タ１３と、カラム１５を内装するカラムオーブン１４
と、カラム１５出口に設けたＰＤＡ検出器１６と、Ａ／
Ｄ変換回路等を含むインタフェイス部１７と、上記各部
の動作をそれぞれ制御する制御部１８とから構成されて
いる。

【００１４】一方、データ処理部２０は、周知のパーソ
ナルコンピュータにより具現化され、ＣＰＵやＲＯＭを
含む主処理部２１に、ハードディスクやフロッピーディ
スク等の記憶装置２２が接続されるとともに、入出力制
御部２３を介して、表示手段であるディスプレイ２４
と、キーボードやマウス等の入力部２５とが接続されて
いる。主処理部２１は、インタフェイス部１７を介して
検出器１６から送出される検出データを受け取り、これ
を解析処理するデータ処理の機能と、制御部１８を介し
て分析部１０の各部の動作を統括的に制御する機能とを
併せもっている。これらの機能は、主処理部２１に組み
込まれる種々のプログラムを実行することにより達成さ
れる。

【００１５】上記装置においてクロマトグラフ分析を行
なう際には、まず、送液ポンプ１２により移動相を一定
流量でカラム１５に流しておき、インジェクタ１３より
該移動相中に試料液を注入してカラム１５に送り込む。
注入された試料がカラム１５を通過する間に、該試料中
の各成分は異なる保持時間をもって分離される。ＰＤＡ
検出器１６はカラム１５から溶出した各成分を所定時間
間隔毎に波長方向に分散して検出する。この検出信号は
インタフェイス部１７でデジタル信号に変換されて主処
理部２１へ送られ、記憶装置２２に格納される。このよ
うな、時間ｔ、相対強度Ｓ及び波長λから成る三次元ク
ロマトグラム（図３参照）を構成するデータは、各分析
毎にデータファイル２２１として記憶装置２２内に保管
される。

【００１６】本実施例のデータ処理装置では、標準試料
等、予め含有成分が既知である試料をクロマトグラフ分
析した結果を利用して、以下のような処理により、未知
試料の解析処理に有用な波長テーブル及び同定テーブル
を自動的に作成することができる。以下、その処理の手
順を図２のフローチャートに沿って説明する。

【００１７】まず、主処理部２１は、既知試料の分析結
果であるデータファイル２２１を記憶装置２２から読み
出し、該データファイル中のデータを用いて、縦軸を波
長λ、横軸を時間ｔとし、同一の相対強度Ｓの点を曲線
で結んだ等高線表示グラフを作成する。そして、これを
ディスプレイ２４の画面２４１上に表示する（ステップ
Ｓ１）。図４（ａ）は、この等高線表示グラフの一例を
示す図である。等高線の間隔が狭まっている箇所は勾配
が急峻であることを表わしている。操作者は、上記表示
画面を視認しながら、目的成分のピーク全体を含むよう
に、対角の二点の座標〔ｔ1、λ1〕、〔ｔ2、λ2〕を入
力部２５を介して指示することにより長方形状の処理領
域Ｘを設定する（ステップＳ２）。

【００１８】このように処理領域Ｘが設定されると、主
処理部２１は処理領域Ｘに含まれる等高線の状態を調べ
て、極大点Ａi（i＝１，２，…）を求める（ステップＳ
３）。極大点は、その相対強度が周囲（時間軸方向及び
波長軸方向）の相対強度よりも大きくなっている箇所で
あって、上記例では、Ａ1、Ａ2、Ａ3なる三点が極大点
として認識される。主処理部２１は、各極大点Ａiの
〔時間Ｔi、波長Λi〕を候補ピークとしてリストアップ
し、ディスプレイ２４の画面２４１上に表示する（ステ
ップＳ４）。すなわち、上記例では、極大点Ａ1〔Ｔ1、
Λ1〕、Ａ2〔Ｔ2、Λ2〕、Ａ3〔Ｔ3、Λ3〕がリストア
ップされる。操作者はその表示を見て、目的成分に対応
する極大点を選定して入力部２５より指示する（ステッ
プＳ５）。ここでは、例えば、Ａ1及びＡ2の二点のみが
目的成分であるので、これを選定する。選定されなかっ
た極大点Ａ3は、試料に含まれる不要成分のピーク又は
途中で混入した不純物成分に対応したピークであると考
えられる。

【００１９】次に、操作者は入力部２５の操作により、
最適波長の決定条件を以下の３つの選択肢の中から選択
する（ステップＳ６）。 (ｉ) 隣接するピークの面積比が最大 (ii) 隣接するピークの高さ比が最大 (iii) 隣接するピークの分離度が最大 なお、最適波長を見い出すために、隣接ピークに関する
他の適宜の条件を用いることができる。

【００２０】上述のようないずれかの決定条件が指示さ
れると、主処理部２１は、先に設定された処理領域Ｘ内
において、所定の波長ステップΔλ毎に波長方向に二次
元クロマトグラムを切り出す（ステップＳ７）。例え
ば、波長λ＝Λ1、Λ2、λ3において切り出されるクロ
マトグラムは、それぞれ図４（ｂ）、（ｄ）、（ｃ）に
示すようになる。そして、各二次元クロマトグラムにお
いて、先に選定された極大点の時間（Ｔ1又はＴ2）付近
に存在するピークとその前後のピークに関して、ステッ
プＳ６にて選定された決定条件の指標値（面積比、高さ
比又は分離度のいずれか）を計算する（ステップＳ
８）。一部が重なり合った２つのピークの面積比や分離
度を計算するには、従来の定量分析処理において行われ
ている計算方法を利用することができる。

【００２１】続いて、主処理部２１は、このようにして
複数得られた上記指標値を比較し、目的成分に対する極
大点に関して、最大の面積比、高さ比又は分離度を与え
るクロマトグラムを見つける。そして、このクロマトグ
ラムの波長を、その目的成分に対する最適波長ΛEとす
る（ステップＳ９）。なお、面積比、高さ比及び分離度
が最大となるときの波長は必ずしも同一とはならない。
したがって、いずれの決定条件が最も適当であるのかの
判断は操作者の判断に委ねられるが、決定条件を順次変
えながら各条件下での最適波長ΛEを取得し、最も確か
らしいものを選択することもできる。

【００２２】このようにして、目的成分毎に、最適波長
ΛEと該最適波長ΛEで切り出した二次元クロマトグラム
での目的成分に対応したピークトップの保持時間ｔとが
図５に示すように得られる。そこで、図６に示すよう
に、最適波長ΛEの値をチャンネル番号に対応付けて記
憶装置２２内の波長テーブルに格納し、一方、図７に示
すように、保持時間と使用するチャンネル番号とを各成
分名に対応付けて同定テーブルに格納する（ステップＳ
１０）。その結果、波長テーブル及び同定テーブルに
は、操作者が指示した決定条件の下で最も適切にピーク
同定が行えるようなデータが記憶される。したがって、
このような波長テーブル及び同定テーブルを用いれば、
未知試料中の目的成分の同定及び定量分析を適切に行う
ことができる。

【００２３】なお、上記実施例では、或る１回の分析に
より取得したクロマトグラムデータに基づいて最適波長
を求めていたが、実際には、同一試料を複数回分析する
と、分析結果がそれぞれ若干相違することが多い。そこ
で、より信頼性の高い波長テーブル及び同定テーブルを
作成するには、同一試料を同一分析条件でもって複数回
分析したクロマトグラムデータを用い、同一目的成分に
対する波長方向及び時間軸方向のばらつきを考慮した上
で最も確からしい最適波長を選定する処理を行うとより
好ましい。

【００２４】また、以上説明した実施例は一例であって
本発明の趣旨に沿って適宜変形や修正を行なえることは
明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るデータ処理装置の一実施例を備
えた液体クロマトグラフ分析装置の全体構成図。

【図２】 本実施例における波長テーブル及び同定テー
ブルの自動作成処理の手順を示すフローチャート。

【図３】 三次元クロマトグラムの一例を示す図。

【図４】 本実施例における等高線表示グラフ及び切り
出される二次元クロマトグラムの一例を示す図。

【図５】 本実施例により取得されるデータの一例を示
す図。

【図６】 本実施例により作成される波長テーブルの一
例を示す図。

【図７】 本実施例により作成される同定テーブルの一
例を示す図。

【符号の説明】

１０…分析部 １１…送液部 １３…インジェクタ １５…カラム １６…ＰＤＡ検出器 １７…インタフェイス部 ２０…データ処理部 ２１…主処理部 ２２…記憶装置 ２２２…波長テーブル ２２３…同定テーブ
ル ２３…入出力制御部 ２４…ディスプレイ ２５…入力部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クロマトグラフにて取得された、時間
   軸、強度軸及び波長軸から成る三次元クロマトグラムを
   構成するデータを処理するデータ処理装置において、 a)時間及び波長より成る二次元領域を外部から設定する
   ための領域指示手段と、 b)該領域に含まれる目的成分に対応するピークを外部か
   ら指示するための成分指示手段と、 c)目的成分のピーク同定に最適な最適波長を決定するた
   めの判断条件を外部より指示するための条件指示手段
   と、 d)前記領域内で所定波長ステップ毎に、時間軸及び強度
   軸を含む二次元クロマトグラムを切り出すクロマトグラ
   ム切り出し手段と、 e)切り出された各クロマトグラムについて、前記成分指
   示手段にて指示されたピーク及びその前後のピーク波形
   を基に、前記条件指示手段にて指示された判断条件によ
   る比較を行うための指標値を算出する演算手段と、 f)各クロマトグラムの指標値を比較して最適波長を決定
   する波長決定手段と、 g)決定された最適波長を波長テーブルに、該最適波長で
   切り出された二次元クロマトグラムに現れる目的成分の
   ピークトップに対応する保持時間を同定テーブルに記憶
   する記憶手段と、 を備えることを特徴とするクロマトグラフ用データ処理
   装置。