JP2002267648A - 不純物検出のための方法および装置 - Google Patents
不純物検出のための方法および装置Info
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Abstract
に適用される不純物の検出にあたり、スペクトロフォト
メータ(分光光度計)あるいはフォトダイオードアレイ
(PDA)検出器を利用し、定量化する方法を提供す
る。 【解決手段】 LC不純物検出のためのアルゴリズムを
適用する方法であって、LCカラム20はUV−VIS
スペクトロフォトメータと共に用いられる流通セル22
を有し、サンプル10はLCカラム20を通って溶離さ
れまた洗浄される。200〜800nm領域における放
射線(光線)にさらされたとき、サンプル10の特定の
化学構造はPDA検出器34に検出されると、入口スリ
ット32およびグレーティング(回折格子)33を通し
て特性スペクトルピークが生成される。成分のスペクト
ル吸光度は放射線の強度等から計算され、サンプル内成
分が解析される。
Description
ータ(分光光度計)の読みの操作を介して、クロマトグ
ラフィーのピーク解析に適用され得るサンプルにおける
不純物を検出する方法、そしてより詳細には、フォトダ
イオードアレイ(PDA)検出器から検出される読みに
関する。
ペクトロフォトメトリー(分光測定法)の原理を用いて
サンプルにおける多重成分を検出し且つ同定するための
方法は、当前記技術分野における熟達者に良く知られて
いる。サンプル溶液における特定の未知の成分の同定
は、液体クロマトグラフィーを用いていくつかの混合さ
れた成分の物理的な分離を最初に必要とする。サンプル
は、要求される特定の分離および使用されるシステムに
適することが知られている溶媒の流動相を用いるLCカ
ラム(分離管)を介して溶離されまたは洗浄される。分
離は、LCカラムに充填された媒質に対する特定の成分
の吸着性の親和力に基づいて、LCカラムによって達成
される。溶離されるサンプルは、それからUV−VIS
スペクトロフォトメトリーを用いて分析される。200
〜800nmの紫外線−可視光線(UV−VIS)領域
における放射線(光線)にさらされたとき、アナライト
の特定の化学構造は、フォトダイオードアレイ(PD
A)検出器によって検出されたときに、放射線の吸収に
起因する特性スペクトルレスポンス(特性スペクトル応
答)を持つであろう。(PDA)検出器は、伝達される
エネルギーを計測し、且つそれを溶離回数(tR)およ
び波長(λ)の関数として吸収単位(AU)に変換す
る。
が、関心のあるアナライトと共に溶離されることとなる
ときに問題をもたらす。これが生じるとき、クロマトグ
ラフィーの分離が異なる成分を充分に分解することがで
きず、そしてそれらのスペクトルピークがオーバラップ
されるので、不純物はしばしば検出することが困難にな
る。単一波長UV/可視光線検出器の場合には、不純物
の存在を気付かせるための、「肩」、「谷」または「過
度のテーリング」をクロマトグラフィーのピークに見出
すであろう。さらに、クロマトグラフィーのピークにこ
れらの特徴がないことは、ピークがピュア(純粋)であ
ることにより示される成分を保証しない。前記不純物
は、クロマトグラフィーの分解能が低すぎるまたは純度
の集中が低すぎるために、スペクトロフォトメータによ
り検出されるさらに大きなピーク内に単純に覆われてし
まうまたは「見えなく」なってしまうこともある。
存在を検出するためにいくつかのアプローチがなされて
きている。ここに引用により組み込まれた、エム.ブ
イ.ゴーレンシュタイン(M.V. Gorenstein)他による
「スペクトル比較による共に溶離された不純物の検出
“Detecting Co-Eluted Impurities by Spectral Compa
rison”」、LC−GC.12、ナンバー10、768
〜772ページ(1994年)は、2ステップのスペク
トル対比技術を開示しており、最初に、2つのスペクト
ルの間の与えられたピークのスペクトルの異種性と形状
の相違を計測するベクトル角度を生成する。それからノ
イズ負担のような非理想的効果についての定量化がなさ
れ、且つスレショールドベクトル角度として割り付けら
れる。これらの2つの角度は、アナライトのクロマトグ
ラムに沿って比較される。手順は、クロマトグラフィー
のピークにおける不純物が検出される2つの角度の間の
相違の相関をとる。しかしながら、これを達成するため
には、一連の基本的なベースラインスペクトルを得るた
めにピークの「スタート」および「エンド」スペクトル
の補間を含む各スペクトルについてのベースライン補正
がされなければならない。加えて、不純物が存在するか
どうかを決定するために用いられるベクトル角度は、不
純物に起因して生じる計測される吸収単位におけるスペ
クトル誤差を直接的に算出しまたは定量化することはな
い。そのような技術もまた、スレショールドを確立する
ために分離した構成の実行を必要とし、且つ多重不純物
についての困難性を持つであろう。
(Y. Hu)他による「人工ニューラルネットワークによ
るクロマトグラフィーのピーク純度の査定“Assessment
ofChromatographic Peak Purity By Means Of Artific
ial Neural Networks”」、J.Chromatog
r.734、359〜270ページ(1996)は、ク
ロマトグラフィーのピークの純度を検出するための3層
ニューラルネットワークを開示している。前記方法は、
分析されるべきクロマトグラフィーのピーク内のスペク
トル間の相違にニューラルネットワークを適用すること
をあてにしている。ニューラルネットワークの適用は、
当前記技術における熟達者には知られており、フーに開
示されているようにこの適用においては、人工ニューラ
ルネットワーク技術を用いて、各ピークの前半について
のデータのセットをトレーニングすることおよび各ピー
クの後半に対する応答を認識するためにこれらのデータ
のセットをテストすることを含んでいる。このアプロー
チは、保有回数およびクロマトグラムの前部と後部の間
のいくぶんか任意の区分による主成分に関する不純物の
数に強く依存している。このニューラルネットワークア
プローチの他の不都合は、成分のクロマトグラムおよび
スペクトルに関連するデータのほぼ半分が用いられ、主
成分の実体および不純物のクロマトグラフィーの保有お
よびスペクトルが著しくオーバラップしているアナライ
トについての検出感度を妥協し得ることである。さら
に、このアプローチは、不純物レベルに関する定量分析
を実行することができない。
いることは、ピーク不純物の計測がクロマトグラフィー
のピーク全体にわたり、そのままの単位で報告され得る
と共にノイズフィルタリングが自動的に組み込まれるP
DA検出器によるUV−VISスペクトロフォトメトリ
を用いてLCピークによる不純物を検出し且つ定量化す
る方法である。
は、クロマトグラフィーのピーク全体にわたりピーク純
度指数が報告され得るLC不純物検出のためのアルゴリ
ズムを適用する方法を提供することにある。発明の他の
目的は、クロマトグラフィーのピークについてのピーク
スタートとピークエンドを検出することに敏感でないL
C不純物検出のためのアルゴリズムを適用する方法を提
供することにある。発明のさらなる目的は、自動的に組
み込まれる信号平均化またはノイズフィルタリングを備
えるLC不純物検出のためのアルゴリズムを適用する方
法を提供することにある。発明のさらに他の目的は、一
つの主たる成分と共存する不純物ばかりでなくn個の主
成分の存在における不純物も検出し得るLC不純物検出
のためのアルゴリズムを適用する方法を提供することに
ある。発明のその他の目的は、ピーク指数が、不純物に
よって生じるスペクトル誤差の量として直接的に解釈し
得るもとのスペクトル吸光度単位にて報告されるLC不
純物検出のためのアルゴリズムを適用する方法を提供す
ることにある。発明のさらなる目的は、不純物を検出す
るためにキャリブレーション(較正)または基準の実行
を必要としないLC不純物検出のためのアルゴリズムを
適用する方法を提供することにある。発明のさらにその
他の目的は、クロマトグラフィーのピークに対応する全
スペクトル空間を表現する確固たるマトリクス代数学に
基づくLC不純物検出のためのアルゴリズムを適用する
方法を提供することにある。
に掲げた目的および利点のいくつかを達成するために、
本発明は、サンプルにおける不純物を検出する方法、お
よびさらなる局面においては、サンプルにおける不純物
を検出するための装置を備えている。少なくとも一つの
アナライトを有するサンプルにおける不純物を検出する
ための発明に従った方法は、前記サンプルにおける成分
の予想される数をあらわす値を選択するステップと、前
記サンプルについての特性測定値、前記特性測定値は各
次元について少なくとも2つの変数を有する、をあらわ
すマトリクス(行列)を生成するステップと、前記アナ
ライトと不純物との間の関係の分析のために前記マトリ
クス内におけるサブセットを繰り返し選択するステップ
と、前記サンプルの純度を査定するために前記サブセッ
トから指数を演算するステップとからなる各ステップを
有する。
も1つの成分を有するサンプルにおける不純物を検出す
るための装置をも提供し、前記サンプルについての特性
測定値を得るためのデバイスと、前記デバイスにリンク
されたコンピュータと、前記サンプルにおける成分の予
想される数をあらわす値を選択するために前記コンピュ
ータ上で実行するソフトウェアと、前記サンプルについ
ての特性測定値、前記特性測定値は各次元について少な
くとも2つの変数を有する、をあらわすマトリクス(行
列)を生成するために前記コンピュータ上で実行するソ
フトウェアと、前記成分と不純物との間の関係の分析の
ために前記マトリクス内におけるサブセットを繰り返し
選択するために前記コンピュータ上で実行するソフトウ
ェアと、前記サンプルの純度を査定すべく前記サブセッ
トから指数を演算するために前記コンピュータ上で実行
するソフトウェアとを具備する。発明およびその特別な
特徴は、添付図面を参照する次の詳細な説明からより明
白になるであろう。
DA)と共同して液体クロマトグラフィー(LC)を用
いるアナライトにおける不純物の検出は、共に溶離する
化合物のスペクトルおよびクロマトグラフィーのプロフ
ァイルの分析を含んでいる。図1は、UV−VISスペ
クトロフォトメータと共に用いられる流通セル22を有
する液体クロマトグラフィー(LC)カラム20を示し
ている。サンプル10は、流動相の溶剤を用い、LCカ
ラム20を通って溶離されまたは洗浄される。200〜
800nmの紫外線−可視光線(UV−VIS)領域に
おける放射線(光線)にさらされたとき、サンプル10
における特定の化学構造は、フォトダイオードアレイ
(PDA)検出器34によって検出されると、サンプル
の放射線吸収によって入口スリット32およびグレーテ
ィング(回折格子)33を通して特性スペクトルピーク
が生成されるであろう。成分のスペクトル吸光度は、数
1で示されるような、ビア−ランバート(Beer-Lamber
t)の法則によるサンプル内のそれの濃度に関連してい
る。
測される成分の吸光度であり、 I=サンプルから出現する放射線の強度、 I0=サンプルなしにおける放射線強度、 a=モル吸光係数、 b=流通セルの流路長、 c=セル内におけるアナライトの濃度である。
長について、サンプルに含まれるアナライトは、概し
て、y軸の次元がその濃度に相関がある成分の吸光度を
示し且つx軸の次元がアナライトがLCカラムを通って
洗浄されたときの成分溶離保有回数を示す図2に示され
たのと同様のピークを有するクロマトグラムのような特
性計測を生成する。加えて、アナライトのための吸光度
スペクトルが、図3に示されるように生成され、そこで
は、再びy軸は成分の吸光度を示し且つx軸は生成され
るスペクトルに起因すると考えられる一連の波長を示し
ている。クロマトグラムについて、(図2において点線
で示された)ベースラインは、流動相における変化に関
連する吸光度および流動系またはPDA検出器に関連す
るノイズによるいかなる与えられる成分についても概し
て観測される。
在すれば、主成分およびどんな疑わしい不純物または不
純物群の中にも良好な線型加算性が存在する。加えて、
検出される不純物は、検出されるどんなベースラインお
よび主成分とも異なるスペクトルの特徴を持っているは
ずであると仮定している。本発明の方法は、図4に示さ
れる、(m×n)マトリクスRの生成を含んでおり、そ
れはクロマトグラフィーのピークにより生成されるスペ
クトル空間をあらわしている。Rマトリクスのn列は、
クロマトグラフィーのピークについての種々の保有回数
tRをあらわしているのに対して、前記マトリクスのm
行は、PDA上の種々の計測波長を示している。それゆ
え、前記マトリクス内の各点は、LC溶離についての特
定の保有回数およびスペクトル波長に関連する計測され
た吸光度(AU)を示している。既知のスタート時点
(t0)およびエンド時点(t1)は、マトリクスRを
生成するように選択されると同時に、ベースラインが存
在する(その場合、r0=1)か、存在しないか(その
場合、r0=0)の判定を生成する。加えて、既知のま
たはアナライトサンプル内に存在すると思われる主成分
の数、r1、が選択される。典型的には、r1=1であ
るが、本発明の方法は、r1>1についても考えてい
る。線型独立成分の総数は数2で与えられる。
成分の存在における不純物のためにクロマトグラフィー
のピークに必要とされる最小数のスペクトルをあらわし
ている。典型的には、少なくともn>10のスペクトル
の総計は、保有回数t0およびt1の間に記録される。
r1に対する値が一旦選択され、そして与えられたスペ
クトル範囲におけるピーク不純物検出が行なわれると、
少なくともm個のスペクトルポイントが、m≧rのよう
に、しかしより典型的にはm≧10rとして、同定され
た各クロマトグラフィーのピークについて(m×n次元
の)マトリクスRを生成すべく選択されなければならな
い。
トすなわち小さなウィンドウ、あるいはR内の溶離クロ
マトグラムデータの連続する時点をあらわす奇数のp列
を含むサブマトリクスR1、ここでp≧rである、は、
前記主成分と不純物の間の関係の分析のために、後のス
ペクトル射影のために最善のサブスペースの探索におけ
るピークを通ってスライドするように、繰り返し選択さ
れ得る。ここで、「最善のサブスペース」によって意味
することは、ベースライン(もしもあれば)と主成分と
の最善の間隔、すなわち、これらのベクトルの線形結合
が不純物の不存在時におけるR内の全てのスペクトルに
最も近い近似を与え得る、1セットのベクトルである。
この「スペクトルのサブスペース」の探索、あるいはp
列の1つのセットから他のものへ連続的にそれが移動す
るようにその値を変更するRjマトリクスの生成は、
(p−1)/2+1≧j≧n−(p−1)/2であると
きの各jについて、もとのマトリクスRの第[j−(p
−1)/2]番目の列から第[j+(p−1)/2]番
目の列を採ることにより、形成され、それからそれは、
マトリクス代数学において知られているように、特異値
分解(SVD)の手法を介して数3に分解され得る。
あり、下付きTがマトリクスの転置を示す、サブスペー
スを含む(p×q)に次元化される右特異正規直交マト
リクスである;Sjは、その主たる対角線に沿って降順
の全ての正の特異な値を含んで(q×q)に次元化され
る対角マトリクスである;そしてUjは、波長における
サブスペースを含む(m×q)に次元化された、左特異
正規直交マトリクスである。純度指数または純度値kj
は、数4に従ってSjなるマトリクス値を操作すること
によって演算される。
iは、マトリクスSjの主たる対角線のi番目の要素で
あり、Sjは数5のようにあらわすことができる。
利点は、全スペクトルレスポンスに対する全体でのベー
スライン負担が、ベースラインのスペクトルの特徴、す
なわち、そのスペクトルの形状、が提供される不純物検
出に影響されることなく、ピークの間中ずっと同一に保
持しつつ、変更することが許容されることである。純度
値kjは、いつも1.0000よりも大きいであろう。
そしてそれは、ピークにおける予想される成分の数、r
1、そしてベースラインが存在するかどうか、すなわ
ち、r0=0かr0=1か、に従って数4によって計算
される。より高い純度値kjは、サブマトリクスRjに
含まれるクロマトグラムのより純粋なセグメントに対応
する。しかしながら、kjについてのより低い値は、ラ
ンダムマトリクスの分解の結果として得られる比較的小
さな特異値の間の不一致によりより小さなkjを引き起
こし得るベースライン領域におけるノイズの存在により
必然的に不純物を示すことはない。それゆえ、kj値そ
れ自体は、ピーク不純物インジケータとして利用するこ
とができないが、kjとして、数式6として最大値ki
が選択され得るピークの純度を査定するためのピーク純
度インジケータとして確信を持って利用することができ
る。
トルの最も純粋なセットを含む図2に示されたようなサ
ブマトリクスに対応している。本発明の方法の他の局面
は、ピークを横切る全ての単一のフルスペクトルを、最
も純度の高いスペクトルのセットに対応してR1によっ
てあらわされるスペクトルサブスペース上に射影するこ
とを含んでいる。この射影によって、「スペクトルの誤
差」または不純物の存在による純粋成分のスペクトルか
らの離脱の量を反映する残差スペクトルが演算され得
る。(m×m)射影マトリクスP0は、数式7によって
構成される。
して次元化され、且つ特定のサブスペースR1(図2に
示されている)をあらわすR1マトリクスに対応する左
特異マトリクス、Ut、(図6に示されている)最初の
(r0+r1)の列をとることにより形成され、そこで
は、R1の選択および先に略述された手続きによるR 1
上の特異値分解によりUtが決定され且つ形成される。
(m×1)マトリクスとして示されるいかなるスペクト
ルrも同一の成分から作成され、より純粋なR1マトリ
クスに含まれるもののように、おそらく異なる部位にあ
るけれども、著しく変化されることなく、射影マトリク
スP0によって示されるスペクトルサブスペース上に射
影され得る。ここでrは、次のようにあらわされる。
になければならない。前記式は、数9に再配置され得
る。
するいかなるスペクトルrの部分を計算するのにも用い
られ得る射影マトリクスとなる。それゆえ、上述された
マトリクスにおいて実際に収集され且つ表現されたスペ
クトルデータの操作により導出されるこのステップは、
いくつかの固有のスペクトルの特徴を含むであろういか
なるスペクトルのチェック、前記スペクトルの特徴は不
純物の結果であるかどうかのような、をも許容する。ス
ペクトルのこの固有の部分は、「ネット(正味の)アナ
ライト信号」であり、且つ導出されるサブスペースP0
に既に収容されているものに相関がある疑わしい不純物
についての純スペクトルレスポンスのいかなる部分も、
P0に直交するP1への射影から除去されているので、
不純物の疑いのある成分についての純スペクトル応答よ
りも小さい。固有のスペクトルの特徴を有する不純物が
存在しないとき、演算された残差eはシステムノイズレ
ベルとなるであろう。自乗平均された誤差は、全体のス
ペクトルエラーを反映させるべく、この残差eから演算
され得て、数式12のように計算され得る;
って生じる、ピーク不純物指数(吸光度単位での)をあ
らわす。このスペクトル誤差Eは、容易に計算され得る
とともに、一旦射影マトリクスP1が上述において輪郭
を示したように構成され、マトリクスRであらわされる
スペクトルスペース内に収容される各スペクトルrにつ
いてのピーク不純物インジケータまたは指数として用い
られる。LC不純物を検出するためにこの方法と共にコ
ンピュータに適用されときに、コンピュータ計算の最も
浪費的な部分は、ピーク全体を横切るスライディングウ
ィンドウに関連するkj値の計算である。このことは、
モデムコンピュータに問題を提起し、ありそうにない
が、特異値分解(SVD)アップデーティングアルゴリ
ズムが、正確に一つのスペクトルがサブマトリクスRj
を形成するための分析に合わせるウィンドウの各連続す
る動作において内外に移動するように適用され得る。
適用されるように、ピーク不純物の検出および解釈を許
容する。不純物なしの純ピークの場合、単一の成分、す
なわち、r0=0およびr1=1であって、kj値は信
号対ノイズ比を計測する。加えて、射影マトリクスP0
における各列または行は、純成分の同一のスペクトルの
尺度変更版であろう。混合成分の場合には、1つ以上の
成分が検出され、すなわち、r1>1であり、主たる成
分が未だ多量であり、不純物が検出システムのノイズに
比較して無視できるようになったときに、保有回数にお
いて最大kj値が得られる。図7は、次のマトリクス表
現に従って合成されたデータのプロットを示している。
して次元化され、S2は、(m×1)マトリクスとして
次元化され、そしてaおよびb成分についての純スペク
トルである(例えば図3に図示されている)。(1×
n)で次元化された、C1、および(1×n)で次元化
された、C2、は、ガウシアン(ガウス分布)としてモ
デル化されたこれら2つのクロマトグラムであり、そし
て(m×1)で次元化されたeは、ゼロの平均および1
0−4の吸光度単位の標準偏差を有する正規分布された
ノイズ期間である。
(純度値kのプロット)を有するプロットA(ノイズを
含む全クロマトグラムが潜在する、不純物bを伴う、純
成分aのクロマトグラム)およびプロットC(ピーク不
純物指数E1)を示している。プロットBに見られるよ
うに、成分aについてのピーク純度値は、それが高いス
ペクトル感度、すなわち、与えられた波長の放射により
大きな吸光度、を有するという事実により、成分bのそ
れよりも高い。プロットCは、ピーク不純物指数が、不
純物の、bの、プロットAに示されるような、クロマト
グラフィーのプロファイルの一般形状に従うであろう
が、この例のように、不純物のクロマトグラムの一部が
第1の成分の、aのピークとオーバラップしているとき
に、不純物指数の上昇部分がそのクロマトグラムと比較
して減少されていることを示している。
オーバラップなしで且つベースラインからのスペクトル
負担なし、からなるピークを形成する成分の混合の場合
には、ピーク不純物指数は、不純物クロマトグラム自体
と正確に同一であり、唯一の違いは2つのプロットの間
のスケール(縮尺)である。この特別な場合には、不純
物の固有のスペクトル標識としてのピーク不純物指数
が、不純物の濃度に直接的に比例している。そのような
状況において、SjマトリクスにおけるS1およびS2
の値が、ゼロでなく、且つサンプルにおける成分のそれ
ぞれの濃度に正確に比例するであろう。他の全ての場
合、図7に代表的に示されるように、ピーク不純物指数
は、サンプルにおける不純物濃度のための低位側境界を
提供する。
イトサンプルのクロマトグラムに関連するベースライン
領域は、極端に低い信号対雑音比によってベースライン
によるサブスペースP0の間隔を選択されることがない
ことである。したがって、本発明の方法は、それ自体数
値的安定性の問題を生じさせることなくアルゴリズムに
よって自動的に信号平均化またはノイズフィルタリング
を実行するから、不純物を検出するためのベースライン
負担についての分離的に考慮する方法についての必要性
はない。ここで、「数値的安定性問題」の意味するとこ
ろは、圧倒的に小さな信号と掛かり合う大部分のノイズ
と関わり合う数値的な困難性である。
は、2つの例に適用される。両例においては、スペクト
ル収集レートは、毎秒約2.2スペクトルであり、そし
てパラメータpは、rmin=1において5に設定さ
れ、すなわち一つの主要な成分はベースラインを持たな
い。例1および例2に含まれ、図7〜図10に示される
データを生成するために用いられる実験条件は、表1に
まとめられている。
ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、イソプロピルベ
ンゼン、第3ブチルベンゼン、およびアントラセンの混
合物を含む。ここで、 MeOH=メタノール THF=テトラヒドロフラン である。パーキンエルマー(Perkin Elmer)シリーズ2
00ダイオードアレイディテクタ(DAD)が検出に用
いられる。
およびピーク不純物指数Eを示している。図8の全クロ
マトグラムに示されるように、5つのピーク(各々のス
タートおよびエンドがより太い縦線でマークされる)が
ピーク不純物検出のために選択される。最後のピークに
は明白な不純物がある。第5ピークは、図8のピーク不
純物指数プロットに示されるように0.07AUに近い
スペクトル誤差を与える。
ラムおよびピーク不純物指数Eを示しているが、第1〜
第4ピークについてより低いピーク不純物指数の形状を
よりよく観察するために拡張されたAUユニットスケー
ルにおいて示している。第4ピークは、純ピークを示す
非常に小さなスペクトル誤差(0.0005AU)を与
えている。第4ピークの小さな2次導関数構造は、しか
しながら、おそらくランダムではないが、ピークを横切
る成分濃度の変化に起因する小さなアーティファクトに
関連している。第1ピークは、第4ピークと同様の形状
からなる類似したスペクトル誤差を有しており、純ピー
クとみなし得る。第2ピークは、一方、不純物の存在を
示す0.002AUを超える大きな誤差を有している。
第3ピークは小さなスペクトル誤差を示し、且つピーク
不純物指数の存在は、推定することはできない。
ムとピーク不純物指数Eを示している。例2において
は、縦線により第2〜第6ピークが区分されており、全
ては相対的に小さなスペクトル誤差を有し、そしてそれ
ゆえ純ピークと推定し得る。第1ピークは、おそらく先
行するピークの尾端から来ている明白な不純物を含んで
いる。
の検出に特に限定されるわけではなく、多重変動特性計
測を通してサンプルの成分を検出し得るいかなる分析的
方法にも適用し得る。本発明の例としては、限定といて
ではなく、方法が1)吸着分離、2)膜分離、3)親和
性クロマトグラフィー、4)電気泳動、5)ガスクロマ
トグラフィーおよびその他の分離手法にも適用すること
ができる。さらに、本発明の方法は、UV−VISフォ
トダイオードアレイ検出器を伴う応用に特に限るわけで
はなく、例のように、サンプルの成分が少なくとも2つ
の変数に関連する特性計測値により決定されるいかなる
分析的検出手法にも適用することができ、本発明の限定
としてではなく、前記方法は、FTIRスペクトロスコ
ピー、蛍光発光、マススペクトロメトリー、電気化学検
出、NMR(核磁気共鳴)、光音響検出、円偏光二色性
分光分析におよび他の分析的手法に適用することができ
る。
ムを通して溶離され且つフォトダイオードアレイ(PD
A)検出器を有するスペクトロフォトメータにより分析
されたサンプルの単純化された概念図である。
を示している。
イトのスペクトルを示している。
トグラムスペクトルについてのスペクトル空間の表現で
ある(m×n)マトリクスRを図解している。
サブ空間を生ずるスライドするウィンドウとして適用さ
れる(m×p)サブマトリクスRjを図解している。
(r0+r1))マトリクスUを図解している。
つのパネルにおけるそれぞれクロマトグラム、演算され
た純度値k、および関連するピーク不純物を示す指数一
連のプロットA、BおよびCである。
された2つのパネルにおける多重ピーククロマトグラム
およびその関連するピーク不純物指数である。
純物指数、前記ピーク不純物指数は拡張された吸光度
(AU)スケールに対してプロットされている、であ
る。
ットされた2つのパネルにおける多重ピーククロマトグ
ラムおよびその関連するピーク不純物指数である。
Claims (25)
- 【請求項1】 少なくとも1つのアナライト(被検体)
を有するサンプルにおける不純物を検出するための方法
であって、 前記サンプルにおける成分の予想される数をあらわす値
を選択するステップと、 前記サンプルについての特性測定値、前記特性測定値は
各次元について少なくとも2つの変数を有する、をあら
わすマトリクス(行列)を生成するステップと、 前記アナライトと不純物との間の関係の分析のために前
記マトリクス内におけるサブセットを繰り返し選択する
ステップと、 前記サンプルの純度を査定するために前記サブセットか
ら指数を演算するステップとからなる各ステップを有す
る方法。 - 【請求項2】 前記指数は、純度指数を表現する請求項
1の方法。 - 【請求項3】 前記指数は、不純物指数を表現する請求
項1の方法。 - 【請求項4】 前記特性測定値は、ベースライン成分を
含む請求項1の方法。 - 【請求項5】 前記特性測定値は、ベースライン成分を
含まない請求項1の方法。 - 【請求項6】 前記特性測定値は、クロマトグラフィー
(色層分析)のピークに関連するスペクトルである請求
項1の方法。 - 【請求項7】 前記不純物指数は、Eとして表現され、
且つ 【式1】 に従って演算される請求項3の方法。 - 【請求項8】 前記マトリクスは、クロマトグラフィー
のピークについての保有回数と前記スペクトルの波長と
を示すデータにより次元化された請求項6の方法。 - 【請求項9】 残差を演算するため前記マトリクスに前
記特性測定値の各々を射影することにより射影マトリク
スP0を構築するステップをさらに備える請求項1の方
法。 - 【請求項10】 【式2】 に従ったeによりあらわされる残差を演算するステップ
をさらに備える請求項9の方法。 - 【請求項11】 前記サブセットは、 【式3】 に分解され得る値を有するサブマトリクスRjによりあ
らわされる請求項1の方法。 - 【請求項12】 前記純度指数は、kjによってあらわ
され、且つ 【式4】 に従ったSjから演算される請求項2の方法。 - 【請求項13】 前記サブマトリクスRjは、(p−
1)/2+1≧j≧n−(p−1)/2であるときの各
jについて、Rであらわされる前記マトリクスの第[j
−(p−1)/2]番目の列から第[j+(p−1)/
2]番目の列を採ることにより、前記サブマトリクスR
jが、形成されるようにして、それが、一組のp列群か
ら他のものへ、連続的に動くように、その前記値を変化
させる請求項11の方法。 - 【請求項14】 少なくとも1つの成分を有するサンプ
ルにおける不純物を検出するための装置であって、 前記サンプルについての特性測定値を得るためのデバイ
スと、 前記デバイスにリンクされたコンピュータと、 前記サンプルにおける成分の予想される数をあらわす値
を選択するために前記コンピュータ上で実行するソフト
ウェアと、 前記サンプルについての特性測定値、前記特性測定値は
各次元について少なくとも2つの変数を有する、をあら
わすマトリクス(行列)を生成するために前記コンピュ
ータ上で実行するソフトウェアと、 前記成分と不純物との間の関係の分析のために前記マト
リクス内におけるサブセットを繰り返し選択するために
前記コンピュータ上で実行するソフトウェアと、 前記サンプルの純度を査定すべく前記サブセットから指
数を演算するために前記コンピュータ上で実行するソフ
トウェアとを具備する装置。 - 【請求項15】 前記指数は、純度指数を表現する請求
項1の装置。 - 【請求項16】 前記指数は、不純物指数を表現する請
求項1の装置。 - 【請求項17】 前記特性測定値は、ベースライン成分
を含む請求項14の装置。 - 【請求項18】 前記特性測定値は、ベースライン成分
を含まない請求項14の装置。 - 【請求項19】 前記特性測定値は、クロマトグラフィ
ー(色層分析)のピークに関連するスペクトルである請
求項14の装置。 - 【請求項20】 残差を演算するため前記マトリクスに
前記特性測定値の各々を射影することにより射影マトリ
クスP0を構築するために前記コンピュータ上で実行す
るソフトウェアをさらに具備する請求項14の装置。 - 【請求項21】 前記サブセットは、 【式5】 に分解され得る値を有するサブマトリクスRjによりあ
らわされる請求項14の装置。 - 【請求項22】 前記マトリクスは、クロマトグラフィ
ーのピークについての保有回数と前記スペクトルの波長
とを示すデータにより次元化された請求項19の装置。 - 【請求項23】 【式6】 に従ったeによりあらわされる残差を演算するために前
記コンピュータ上で実行するソフトウェアをさらに具備
する請求項20の装置。 - 【請求項24】 前記サブマトリクスRjは、(p−
1)/2+1≧j≧n−(p−1)/2であるときの各
jについて、Rであらわされる前記マトリクスの第[j
−(p−1)/2]番目の列から第[j+(p−1)/
2]番目の列を採ることにより、前記サブマトリクスR
jが、形成されるようにして、それが、一組のp列群か
ら他のものへ、連続的に動くように、その前記値を変化
させる請求項21の装置。 - 【請求項25】 【式7】 に従ったEにより表現されるピーク不純物指数を演算す
るために前記コンピュータ上で実行するソフトウェアを
さらに具備する請求項20の装置。
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