【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば近赤外分光分析計に用いて好適なバイアル瓶を用いた検量線作成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
はじめに本発明が適用される装置の構成について図６（ａ，ｂ）を用いて簡単に説明する。図６（ａ）において、１は測定用ホルダであり、このホルダの中央付近にはバイアル瓶（水薬瓶の意…ここでは測定サンプルを入れる瓶）を挿入する瓶挿入孔１ａが形成され、この孔に瓶を挿入して測定を行う。なお、この孔１ａの周囲には複数個（図では６個）の予熱用瓶を挿入するための予熱用瓶挿入孔１ｂが形成されている。
【０００３】
２はホルダ１を所定の温度に維持するための温調器である。また、このホルダ１の側面には近赤外光（以下、単に光という）を透過するための光透過孔１ｃが形成されており、この孔１ｃから入射した光は瓶の中央部を貫通して検出器３に達するように構成されている。
【０００４】
検出器３で光電変換された信号は信号変換器４に送られてＡ／Ｄ変換され、ＬＡＮ等によりデータ処理部（パソコン）５に送られてスペクトル表示される。
図６（ｂ）は上記瓶挿入孔１ａに挿入される瓶１０の形状例を示すもので、この例ではパイレックス（登録商標）ガラスにより外径（ａ）８，内径（ｂ）６，高さ（ｃ）４０（ｍｍ）に形成されたポリプロピレン製蓋１３付きの瓶である。
【０００５】
このような瓶は試料１２を少量採取してサンプルテストを行うための瓶で、取り扱いが簡単であり、図６（ａ）に示す測定用ホルダの孔に挿入するだけでよいので、手分析の場合に比較して迅速、正確に測定できるという特徴がある。
【０００６】
図７は図６（ａ）に示す装置で図６（ｂ）に示す瓶を４個用意し、この４個の瓶のそれぞれに同一性状の試料１２（トルエン＋ＩＰＡ・・・イソプロピルアルコール）を採取し、それぞれの瓶に近赤外光を照射した場合の４つのスペクトルを表示したもので、縦軸は吸光度を横軸は波数（ｃｍ−１）を示している。
【０００７】
このようなバイアル瓶を用いて検量線を作成する装置の先行技術文献として例えば次のようなものがある。
【０００８】
【特許文献】
特開平２００１−０４１８７９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ある液体の検量線を作成するに際しては前述のバイアル瓶に成分が既知の液体を入れて検量線を作成している。
【００１０】
しかしながら、同じ仕様のバイアル瓶でも個体差による違い、ロットによる製品のばらつきがある。そのため、検量線作成時と異なるロットのバイアル瓶を使用して未知試料を測定すると検量線計算結果にばらつきが生じるという問題があった。
【００１１】
図８はあるロットの瓶と前述の成分が既知の試料を用いて測定したスペクトルをもとに作成した検量線と、この検量線を基準として検量線作成時とは異なる３ロットの瓶に前述の試料を入れてそれぞれ近赤外光を照射してスペクトルを作成し、これをもとに検量線を用いてサンプル成分を予測した結果である。各ロットにより予測値がばらついているのが分かる。
【００１２】
スペクトルの波形処理には色々の種類があるが、そのうちの一つにベースライン補正がある。ベースライン補正は一定波長におけるサンプルの透過率を補正するもので、バイアル瓶の透過率のバラツキを補正出来る可能性があり検討を行った。
図９は図７に示す４つのスペクトルのうちベースラインのデータ補正を行ってこれらのベースラインを合わせた状態を示すものである。図に示すように図７の縦軸に示す吸光度のベースラインＡがＡ’に示すように下がっているのがわかる。
【００１３】
図１０は同一のロットを使用した上述のベースライン補正後のスペクトルを用いて作成した検量線で他のロットに入ったサンプルを予測した結果である。
図に示すように予測値が図８に示すものよりさらにばらついているのが分かる。
【００１４】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、求めた複数個のスペクトルから検量線を作成するに際し、バイアル瓶の個々及びロットのバラツキを考慮してスペクトルデータ波形を変形させて検量線を作成することによりバイアル瓶のばらつきによる影響が少ない検量線の作成方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明では、請求項１においては、
成分が既知で濃度の異なる複数の試料のそれぞれをバイアル瓶に入れ、これらバイアル瓶に入れた試料に光を照射してその透過光量から複数のスペクトルを求め、そのスペクトルから検量線を作成する近赤外分光分析の多変量解析を用いた検量線作成方法において、前記求めた複数個のスペクトルのスペクトルデータ波形を、バイアル瓶の個体差に基づいて変形させたスペクトルを新たに作成し、作成したデータを新たにスペクトルデータとして加えて検量線を作成したことを特徴とする。
【００１６】
請求項２においては、請求項１記載の検量線作成方法において、スペクトルデータの変形は波形のベースライン、縦軸の変化、傾きについて行なうことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。図１（ａ，ｂ）は図７に示す波形と吸光度のスペクトルグラフの中でＡ’’で示すベースライン補正のほか、スペクトルのピークＤ→Ｄ’の高さ補正とともに傾きＥ→Ｅ’を補正したものである。
【００１８】
図２は図１で補正したスペクトルデータをもとに作成した検量線を使用して他のロットのバイアル瓶に入ったサンプルの予測結果を示すもので、予測値のばらつきが小さくなっているのが分かる。
以後は、バイアル瓶の個体差を示すデータである。
【００１９】
図３は同一仕様で作製した瓶の空バイアル瓶（試料を入れない状態）のＯＨ基の吸収スペクトル比較を示すもので、同一仕様の瓶であっても吸収スペクトルに違いがあることを示している。
図４は同一仕様の瓶の３つの系列（ロット）ごとに赤外線の透過率を測定したもので、系列ごとに透過率がばらついていることが分かる。
【００２０】
図５は４つの系列（ロット）の瓶の実効光路長（ロットによる光路長の分布）の測定結果を示すもので、ここでもロットにより寸法（光路長）がばらついているのがわかる。
【００２１】
したがって、本発明はロットごと、個体ごとに異なるバイアル瓶の光学特性の影響により変化するサンプルスペクトルの変化を予測して、同一ロットで得られたサンプルスペクトルデータを変形させ、バイアル瓶のロットよる変動や個々のバイアル瓶のバラツキに対応した検量線作成用スペクトルを作る、すなわち少ないサンプルから多くの検量線作成用スペクトルを作ることにより効率的かつ、外乱に強い検量線を作成することができる。
【００２２】
本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。例えば、瓶の寸法は一例を示したに過ぎず具体的数値に限定するものではない。又スペクトル処理としてこの例では示さなかった微分、スムージング等を行い新たなスペクトルを作成することも可能である。特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、成分が既知で濃度の異なる複数の試料のそれぞれをバイアル瓶に入れ、これらバイアル瓶に入れた試料に光を照射してその透過光量から複数のスペクトルを求め、そのスペクトルから検量線を作成する近赤外分光分析の多変量解析を用いた検量線作成方法において、前記求めた複数個のスペクトルのスペクトルデータ波形を、バイアル瓶の個体差に基づいて変形させたスペクトルを新たに作成し、作成したデータを新たにスペクトルデータとして加えて検量線を作成したので、少ないサンプルから多くの検量線作成用スペクトルを作ることにより効率的かつ、外乱に強い検量線を作成する方法を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】波形と吸光度のスペクトルグラフを補正した状態を示す図である。
【図２】図１で補正したスペクトルデータをもとに作成した検量線プロットを示す図である。
【図３】同一仕様で作製したバイアル瓶の試料を入れない状態のＯＨ基の吸収スペクトル比較を示す図である。
【図４】同一仕様で作製した瓶の３つの系列ごとに赤外線の透過率を測定した図である。
【図５】４つの系列（ロット）の瓶の実効光路長（ロットによる光路長の分布）の測定結果を示す図である。
【図６】本発明が適用される装置の構成である。
【図７】バイアル瓶に入れたサンプルのスペクトル測定例を示す図である。
【図８】１ロットのバイアル瓶のサンプルから作成した検量線を使用して他の３ロットのバイアル瓶に入ったサンプルを予測した結果を示す図である。
【図９】図７に示すスペクトルにベースライン補正をかけた結果を示す図である。
【図１０】同一ロットのバイアル瓶で採ったサンプルスペクトルにベースライン補正を施し、そのスペクトルを使用して検量線を作成し、その検量線を用いて他の３ロットに入れたサンプルを予測した結果を示す図である。
【符号の説明】
１ 測定用ホルダ
２ 温調器
３ 検出器
４ 信号変換器
５ パソコン
１０ バイアル瓶
１２ 試料[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for preparing a calibration curve using a vial suitable for use in, for example, a near infrared spectrometer.
[0002]
[Prior art]
First, the configuration of an apparatus to which the present invention is applied will be briefly described with reference to FIGS. In FIG. 6A, reference numeral 1 denotes a measurement holder, and a bottle insertion hole 1a for inserting a vial (meaning a vial bottle, in this case, a bottle for putting a measurement sample) is formed near the center of the holder. The measurement is performed by inserting a bottle into this hole. A preheating bottle insertion hole 1b for inserting a plurality of (six in the figure) preheating bottles is formed around the hole 1a.
[0003]
Reference numeral 2 denotes a temperature controller for maintaining the holder 1 at a predetermined temperature. A light transmitting hole 1c for transmitting near-infrared light (hereinafter, simply referred to as light) is formed on a side surface of the holder 1, and light incident from the hole 1c passes through the center of the bottle. The detector 3.
[0004]
The signal photoelectrically converted by the detector 3 is sent to a signal converter 4 where it is A / D converted, sent to a data processing unit (PC) 5 via a LAN or the like, and displayed in a spectrum.
FIG. 6B shows an example of the shape of the bottle 10 inserted into the bottle insertion hole 1a. In this example, the outer diameter (a) 8, the inner diameter (b) 6, and the height are made of Pyrex (registered trademark) glass. (C) A bottle with a polypropylene lid 13 formed to 40 (mm).
[0005]
Such a bottle is a bottle for collecting a small amount of the sample 12 and performing a sample test. The bottle is easy to handle and only needs to be inserted into the hole of the measurement holder shown in FIG. There is a feature that measurement can be performed quickly and accurately as compared with the case.
[0006]
FIG. 7 shows an apparatus shown in FIG. 6 (a) in which four bottles shown in FIG. 6 (b) are prepared, and a sample 12 (toluene + IPA... Isopropyl alcohol) of the same nature is collected in each of these four bottles. Then, four spectra are shown when each bottle is irradiated with near-infrared light, where the vertical axis indicates absorbance and the horizontal axis indicates wave number (cm-1).
[0007]
Prior art documents of an apparatus for creating a calibration curve using such a vial include the following, for example.
[0008]
[Patent Document]
JP-A-2001-041879
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when preparing a calibration curve for a certain liquid, a calibration curve is prepared by putting a liquid having a known component into the vial.
[0010]
However, even vials with the same specifications have differences due to individual differences and variations in products by lot. Therefore, when an unknown sample is measured using a vial from a lot different from that used when the calibration curve was created, there was a problem that the calculation result of the calibration curve varied.
[0011]
FIG. 8 shows a calibration curve created based on a bottle of a certain lot and a spectrum measured using a sample whose components are known, and a bottle of three lots different from the time when the calibration curve was created based on the calibration curve. This is a result of preparing a spectrum by irradiating near-infrared light with each sample and predicting sample components using a calibration curve based on the spectrum. It can be seen that the predicted values vary from lot to lot.
[0012]
There are various types of spectral waveform processing, one of which is baseline correction. The baseline correction corrects the transmittance of the sample at a certain wavelength, and the possibility of correcting the variation in the transmittance of the vial bottle was examined.
FIG. 9 shows a state in which data correction of the base line is performed among the four spectra shown in FIG. 7 and these base lines are matched. As shown in the figure, it can be seen that the baseline A of the absorbance shown on the vertical axis of FIG. 7 has decreased as shown by A ′.
[0013]
FIG. 10 shows a result of predicting a sample included in another lot by a calibration curve created using the spectrum after the above-described baseline correction using the same lot.
As shown in the figure, it can be seen that the predicted values further vary from those shown in FIG.
[0014]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems.When creating a calibration curve from a plurality of obtained spectra, the calibration is performed by deforming the spectrum data waveform in consideration of the variation of individual vials and lots. An object of the present invention is to provide a method for creating a calibration curve in which the influence of variations in vials is small by creating a curve.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, in the present invention, in claim 1,
Each of a plurality of samples having known components and different concentrations is placed in a vial, the sample placed in the vial is irradiated with light to obtain a plurality of spectra from the amount of transmitted light, and a calibration curve is prepared from the spectra. In the calibration curve creation method using multivariate analysis of infrared spectroscopy, the spectrum data waveforms of the plurality of spectra obtained above were newly created and created by transforming the spectrum based on individual differences between vials. It is characterized in that a calibration curve is created by newly adding data as spectrum data.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, in the method for creating a calibration curve according to the first aspect, the spectrum data is modified with respect to a waveform base line, a change of a vertical axis, and a slope.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 (a, b) shows, in addition to the baseline correction indicated by A ″ in the waveform and absorbance spectrum graphs shown in FIG. 7, the slope E → E ′ together with the height correction of the spectrum peaks D → D ′. It has been corrected.
[0018]
FIG. 2 shows the prediction results of the samples placed in the vials of the other lots using the calibration curve created based on the spectrum data corrected in FIG. 1. The dispersion of the prediction values is small. I understand.
Thereafter, it is data indicating individual differences of vials.
[0019]
FIG. 3 shows a comparison of absorption spectra of OH groups in empty vial bottles (in a state where no sample is put) of bottles manufactured with the same specifications. I have.
FIG. 4 shows the results obtained by measuring the transmittance of infrared rays for each of three series (lots) of bottles having the same specifications, and it can be seen that the transmittance varies for each series.
[0020]
FIG. 5 shows the measurement results of the effective optical path length (distribution of the optical path length depending on the lot) of the bottles of the four series (lots). It can be seen that the dimensions (optical path length) also vary depending on the lot.
[0021]
Therefore, the present invention predicts a change in the sample spectrum that changes due to the influence of the optical properties of the vial that differs for each lot and for each individual, deforms the sample spectrum data obtained in the same lot, and changes the variation due to the lot of the vial. In addition, by creating a spectrum for preparing a calibration curve corresponding to the variation of individual vial bottles, that is, by creating a large number of spectra for preparing a calibration curve from a small number of samples, a calibration curve that is efficient and resistant to disturbance can be created.
[0022]
The foregoing description of the present invention has been presented by way of illustration and example only of particular preferred embodiments. Thus, it will be apparent to one skilled in the art that the present invention may be modified or modified in many ways without departing from its essentials. For example, the size of the bottle is merely an example, and is not limited to specific numerical values. It is also possible to create a new spectrum by performing differentiation, smoothing, etc., not shown in this example, as the spectrum processing. The scope of the present invention defined by the description of the claims is intended to cover alterations and modifications within the scope.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, each of a plurality of samples having known components and different concentrations is placed in a vial, the sample placed in the vial is irradiated with light, and a plurality of spectra are obtained from the amount of transmitted light. In the calibration curve creation method using multivariate analysis of near-infrared spectroscopy to create a calibration curve from the spectrum, the spectrum data waveform of the obtained plurality of spectra, based on individual differences of vial bottles A new deformed spectrum was created, and the created data was added as new spectrum data to create a calibration curve.Therefore, by creating many calibration curve creation spectra from a small number of samples, efficient and robust against disturbances The method of creating lines could be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a state where a spectrum graph of a waveform and an absorbance is corrected.
FIG. 2 is a diagram showing a calibration curve plot created based on the spectrum data corrected in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a comparison of absorption spectra of OH groups in a state in which a sample of a vial bottle manufactured according to the same specification is not placed.
FIG. 4 is a view showing a measurement of infrared transmittance for each of three series of bottles manufactured with the same specifications.
FIG. 5 is a diagram illustrating a measurement result of an effective optical path length (distribution of an optical path length according to a lot) of four series (lots) of bottles.
FIG. 6 is a configuration of an apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 7 is a diagram showing an example of spectrum measurement of a sample placed in a vial bottle.
FIG. 8 is a diagram showing a result of predicting a sample contained in another three lots of vials using a calibration curve created from a sample of one lot of vials.
9 is a diagram showing a result of applying a baseline correction to the spectrum shown in FIG. 7;
FIG. 10: Baseline correction was performed on a sample spectrum taken in a vial bottle of the same lot, a calibration curve was created using the spectrum, and samples in the other three lots were predicted using the calibration curve. It is a figure showing a result.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measurement holder 2 Temperature controller 3 Detector 4 Signal converter 5 Personal computer 10 Vial bottle 12 Sample
