JP2005227120A

JP2005227120A - 分光光度計

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Publication number: JP2005227120A
Application number: JP2004035979A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Taki; 正弘滝; Michinari Kamitsuma; 道成上妻
Original assignee: Hitachi Naka Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Manufacturing and Service Corp
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2005-08-25

Abstract

【課題】測定時間の大幅な延長を伴うことなく、試料の測定精度向上が可能な分光光度計を実現する。
【解決手段】ステップ１３０で分析条件ファイルが設定されていれば、ステップ１４０で分析条件ファイルを読み出し、ステップ１４５で補正データファイルが設定されているかを判定する。補正データファイルが設定されていない場合、ステップ１５０で測定波長範囲の条件が指定されている場合、ステップ１６０で測定波長範囲、スキャンスピードに従いベースライン補正処理を実行する。ステップ１５０で測定波長範囲の条件が指定されていない場合はステップ１６５でゼロ点補正を実行する。次にステップ１７０〜１９０で試料容器番号と注入量とを読み出し、読み出した試料容器番号等を分光制御部に送信しサンプリング制御手段４２に設定し、測定が行われる。
【選択図】図２

Description

本発明は分光光度計に係わり、特に、複数試料を自動測定する分光光度計に関する。

分光光度計において、例えば、複数の試料を液体試料自動サンプリング装置等に設置して連続分析を行う場合、測定開始前に波長範囲等の制御パラメータやデータ処理パラメータを設定して連続測定を開始し、同一の制御パラメータやデータ処理パラメータで一連の連続測定を行っていた。

また、異なる制御パラメータやデータ処理パラメータで測定を行う場合は、一連の連続測定が終了した後、マニュアル操作で制御パラメータやデータ処理パラメータを設定し直し、測定開始試料番号を指定してから測定を開始する操作が必要であった。

そこで、特許文献１には、複数の試料に対して、異なる測定パラメータを用いて測定する分光光度計において、測定パラメータの組み合わせを記憶しておき、一試料の測定終了毎に、次の試料に対する測定パラメータが自動的に読み出され、読み出された測定パラメータで測定していく技術が記載されている。

特公平６−１２３３４号公報

ところで、分光光度計において、近年、濃度が低い試料に対する高精度の測定が要求されている。つまり、試料が微量な場合の、その測定についてＳ/Ｎ比を向上することが要求されている。

上記特許文献１に記載された技術のように、測定パラメータを測定する試料毎に切り替えて測定すれば、ある程度の精度は確保されるが、従来技術においては、それ以上の高精度化は困難であった。

また、マニュアル操作にて、測定すれば、高精度の測定を期待するも可能であるが、測定に長時間必要となり、望ましいものではない。

本発明の目的は、測定時間の大幅な延長を伴うことなく、試料の測定精度向上が可能な分光光度計を実現することである。

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
（１）本発明による分光光度計は、試料に測定光を照射してスペクトル測定を行う測定手段と、この測定手段から得られた測定データをデータ処理するための測定パラメータ及び上記測定手段を制御する制御パラメータとを設定するパラメータ設定手段と、試料を上記測定パラメータに基づいて測定するため、上記測定手段を制御し、データ処理を行うデータ処理制御手段とを備える。
そして、上記分光光度計のデータ処理制御手段は、試料の変更による測定パラメータの変更に伴い、ベースライン補正処理又はゼロ点補正処理のいずれかを選択して、測定手段による試料のデータ処理を行う。

（２）好ましくは、上記（２）において、測定手段により測定される試料は、液体試料自動サンプリング装置により供給される。

（３）また、好ましくは、上記（１）において、測定パラメータ毎に、ベースライン補正値又はゼロ点補正値を記憶する記憶手段を備え、データ処理制御手段は、測定する試料の測定パラメータが上記記憶手段に記憶された測定パラメータと一致する場合は、その測定パラメータに対応するベースライン補正値又はゼロ点補正値を使用して測定データの処理を行う。

本発明によれば、測定時間の大幅な延長を伴うことなく、試料の測定精度向上が可能な分光光度計を実現することができる。

つまり、複数試料の連続分析において、試料に対して測定パラメータを切り換える際に最適な補正処理を自動的に行えるため、長時間を要するマニュアルに拠らず測定データの精度向上が図れる。

また、予め、ベースライン補正データ及びゼロ点補正データを測定して、測定パラメータと対応させて保存しておけば、保存した測定パラメータと同一の測定パラメータを使用する場合は、対応するベースライン補正データ又はゼロ点補正データを使用することができ、ベースライン補正処理又はゼロ点補正処理のための測定動作等を省略することができる。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である分光光度計の要部概略構成図、図２は測定処理に関するフローチャート、図３はサンプリングシーケンステーブルの一覧の表示例を示す図、図４、図５はサンプリングシーケンステーブルの設定例を示す図、図６、図７は分析条件の設定例を示す図、図８、図９は液体試料サンプリング装置の要部概略構成図である。

図１において、分光光度計の測定パラメータは、入力装置１０により分光光度計のデータ処理制御部２０の編集手段２１及び制御手段２６に供給される。

入力された測定パラメータは、編集手段２１により編集、設定され、表示制御手段２４を介して表示装置３０に表示される。

測定パラメータの設定が完了すると、分析条件ファイル名（例えば、Method AあるいはMethod B）が付けられてファイル記憶装置２５へ記憶される。サンプリングシーケンステーブルは、入力装置１０および編集手段２１により入力および編集される。例えば、図４あるいは図５に示すサンプリングシーケンステーブルの内容が設定される。サンプリングシーケンステーブルの編集が完了すると、ファイル名（例えば、S Table 1、S Table 2）が付けられてファイル記憶装置２５へ記憶される。

試料が収容された複数の試料容器と、試料容器が配置された試料容器台とが液体試料自動サンプリング装置５０に設置される。この試料容器台に配置された試料容器の番号を考慮して試料の測定順序と注入量を規定したサンプリングシーケンステーブルが予め作成される。

測定パラメータを変更する試料に対しては、予めファイル記憶装置２５に記憶しておいた複数の分析条件ファイルから対応する分析条件ファイル名を選択して設定する。

サンプリングシーケンステーブルで指定する分析条件に対応したベースライン補正あるいはゼロ点補正を測定前に実行し、ファイル名（例えば、File A）を付けて補正データ記憶装置２７に記憶しておく。これにより、これらの複数の補正データファイルから対応する補正データファイルを選択して設定することも可能である。また、補正データファイルは、設定を省略することも可能である。

連続測定を開始する前に、ファイル記憶装置２５に記憶されている複数のサンプリングシーケンスファイルから、対応するサンプリングシーケンスファイルを選択する。

図３は、サンプリングシーケンステーブルに格納されたファイル一覧の表示例である。この一覧から測定に使用するサンプリングシーケンステーブルファイル（例えば、S Table 1）を選択する。

なお、図４に示すサンプリングシーケンステーブルファイルの例は、S Table 1）を選択した場合であり、図５に示すサンプリングシーケンステーブルファイルの例は、S Table 2）を選択した場合である。

次に、図１の構成及び図２のフローチャートを参照して本発明の一実施形態の動作を説明する。
分光光度計のデータ処理制御部２０の測定開始ボタンをクリックする。これにより、選択されたサンプリングシーケンステーブルファイルが読み出される（図２のステップ１００）。次に、ｉで定義した行Ｎｏ.を１に設定する（ステップ１１０）。そして、ステップ１２０において、サンプリングシーケンステーブルの第１行目を読み出す。

図４に示すサンプリングシーケンステーブルの場合は、行Ｎｏ.＝１の内容（試料容器番号＝１、注入量（μＬ）＝５００、分析条件ファイル＝Method A）が読み出される。サンプリングシーケンステーブルの第１ステップ（行Ｎｏ．＝１）は、必ず測定パラメータを格納した分析条件ファイルを設定するように規定される。

次に、ステップ１３０において、分析条件ファイルが設定されているかを判定する。図４に示すサンプリングシーケンステーブルの第１ステップ（行Ｎｏ．＝１）は、分析条件ファイルMethod_Aが設定されているため、ステップ１４０の処理に移行し、ファイル記憶手段２５から分析条件ファイルMethod_Aが読み出される。

ここで、図６はMethod_Aの設定例を示す。Method_Aの制御パラメータ（データモード＝％Ｔ（透過率）、測定開始波長＝８００ｎｍ、測定終了波長＝３００ｎｍ、スキャンスピード＝６００ｎｍ/ｍｉｎ）は、制御手段２６を介して分光制御部４０へ送信され、測定手段４１に設定される。

Method_Aのデータ処理パラメータ（データ処理法＝スムージング）は、制御手段２６を介してデータ処理手段２２に設定される。

次に、ステップ１４５において、サンプリングシーケンステーブルのステップ内に補正データファイルが設定されているか否かを判定する。ここで、図４に示すサンプリングシーケンステーブルの第１ステップ（行Ｎｏ．＝１）には、補正データファイルが設定されていないため、ステップ１５０に進む。そして、このステップ１５０において、分析条件ファイル内に測定波長範囲の条件が指定されているか否かを判定する。

つまり、測定波長が１つだけ指定されている場合は、測定波長範囲の条件ではないと判断し、測定波長が複数指定されている場合は、測定波長範囲の条件が指定されていると判断する。

ステップ１５０において、測定波長範囲の条件が指定されている場合は、ステップ１６０の処理に移行し、分析条件ファイルの測定波長範囲、スキャンスピードに従い、ベースライン補正処理を実行する。ベースライン補正処理は、洗浄後に使用されるブランク（例えば、水）をフローセルに満たしておき、測定波長範囲を指定のスキャンスピードでスキャンし、ベースラインスペクトルを測定し、測定手段４１に設定する。この測定手段４１により、試料に測定光が照射され、分光された結果のスペクトルデータに基づいて、試料の分析が行われる。

ステップ１５０において、測定波長範囲の条件が指定されていない場合（測定波長が１つだけ指定されている場合）は、ステップ１６５の処理に移行し、ゼロ点補正を実行する。このゼロ点補正処理は、洗浄液に使用されるブランク（例えば、水）をフローセルに満たしておき、指定波長のデータを測定して、分光制御部４０の測定手段４１に設定する。

図６に示すMethod Aの分析条件の場合は、測定波長範囲が設定されているため、ステップ１５０からステップ１６０に移行し、ベースライン補正処理を実行する。

図８は、液体試料自動サンプリング装置５０において、シリンジバルブ５１を介してシリンジ５３とノズル５４とが接続され、洗浄液が満たされているボトル５２と、これらシリンジ５３及びノズル５４とは接続されていない状態を示す。また、図９は、液体試料自動サンプリング装置５０において、シリンジバルブ５１を介してシリンジ５３とボトル５２とが接続され、ノズル５４とシリンジ５３及びボトル５２とは接続されていない状態を示す。図８、図９において、符号５５は注入ポート、５６は洗浄ポート、５７は試料容器台を示す。

図２のステップ１６０のベースライン補正処理において、制御手段２６は、サンプリング制御手段４２を介して洗浄動作を液体試料自動サンブリング装置５０に指令し、洗浄処理を実行させる。ここで、洗浄動作とは、シリンジバルブ５１を、図８に示す状態から図９に示す状態に切り換え、ボトル５２から洗浄液をシリンジ５３内に吸引し、シリンジバルブ５１を図９の状態から図８の状態に切り換えて、ノズル５４を洗浄ポート５６に移動し、洗浄液を洗浄ポート５６内に吐出する動作を繰り返すことである。

ノズル５４の洗浄後、シリンジバルブ５１を図８の状態に設定し、ボトル５２内の洗浄液をシリンジ５３内に吸引する。そして、シリンジバルブ５１を図９の状態から図８の状態に切り換え、ノズル５４を注入ポート５５に移動する。

洗浄液を注入ポート５５内に吐出し、分光器内のフローセルを洗浄液で満たす。その後、データモード＝％Ｔ（透過率）、測定開始波長＝８００ｎｍ、測定終了波長＝３００ｍｍ、スキャンスピード＝６００ｎｍ／ｍｉｎの条件でベースラインスペクトルを測定し、測定手段４１に設定する。

ステップ１４５において、図５に示すように、サンプリングシーケンステーブルの第１ステップ（行Ｎｏ．＝１）に、補正データファイルFile Aが設定されている場合には、ステップ１４７の処理に移行する。

そして、このステップ１４７において、補正・データ記億装置２７から補正データファイルFile Aを読み出し、測定手段４１に設定する。なお、補正データファイルFile Aには、予めデータモード＝％Ｔ（透過率）、測定開始波長＝８００ｎｍ、測定終了波長＝３００ｎｍ、スキャンスピード＝６００ｍｍ／ｍｉｎの条件でのべ一スラインスペクトルが格納されている。

次に、ステップ１７０に移行し、サンプリングシーケンステーブルの第１行に指定された試料容器番号と注入量とを読み出し、読み出した試料容器番号等を分光制御部４０に送信し、サンプリング制御手段４２に設定する。図４及び図５に示すサンプリングシーケンステーブルの場合は、行Ｎｏ.＝１の内容（試料容器番号＝１、注入量（μＬ）＝５００）が読み出され、サンプリング制御手段４２に設定される。

サンプリング制御手段４２は、バイアルＮｏ.と注入量とを受信すると、液体試料自動サンプリング装置５０を制御して、サンプリング動作を実行させる。

上記の動作手順を実行する指令としては、例えば、以下の（１）、（２）、（３）等の指令がある。

（１）試料容器台５７上の試料容器番号に対応する試料容器にノズル５４を移動し、その口部に差し込む。

（２）ノズル５４によって注入量分だけ試料を吸引し、ノズル５４を注入ポート５５に移動し、分光器内のフローセルヘ移送させた後、分析を開始する。

（３）測定待ち時間の経過を待つ。

測定が開始すると、測定手段４１により収集された生データは、補正データを差し引いて生データ記憶手段２３により記憶され、表示制御手段２４を介して表示装置３０に表示される（ステップ１８０（データ収集表示））。

図４及び図５に示すサンプリングシーケンステーブルの場合は、Method Aの分析条件に従い測定が実行される。つまり、測定開始波長＝８００ｎｍから測定終了波長＝３００ｍｍまでスキャンスピード＝６００ｎｍ／ｍｉｎで測定手段４１により波長スキャンが実行される。そして、補正データとして記憶されたベースラインスペクトルを差し引いたスペクトルが生データ記憶装置２３に記憶され、表示制御手段２４を介して表示装置３０に表示される。

測定が終了すると、データ処理手段２２は、生データ記憶装置２３から生データを読出し、設定されたデータ処理パラメータを用いてデータ処理し、その結果を、表示制御手段２４を介して表示装置３０に表示する（ステップ１９０）。

図４及び図５に示すサンプリングシーケンステーブルの場合は、Method Aの分析条件に従いデータ処理が実行される。つまり、データ処理法としてスムージングが指定されているため、収集したスペクトルに対してスムージング（平滑化）処理が実行され、スムージング後のスペクトルが表示される。なお、データ処理法として１次微分、２次微分等を指定することも可能である。

次に、図２のステップ２００の処理へ移行し、実行した行Ｎｏ.がサンプリングシーケンステーブルの最終行かどうかを判定する。ステップ２００において、最終行と判定した場合は、測定シーケンスを終了する。

一方、ステップ２００において、最終行でないと判定した場合は、ステップ２１０の処理へ移行し、行Ｎｏ.を１つ進め、再び、ステップ１２０の処理へ移行して測定を続行する。

ステップ１２０に続いて、ステップ１３０に移行し、図４及び図５に示すサンプリングシーケンステーブルの場合、行Ｎｏ.＝（Ｙ−１）までは分析条件ファイルが指定されていないため、ステップ１３０から１７０に移行する。そして、分析条件ファイルMethod Aの条件で、順次、各行Ｎｏ.の試料容器番号及び注入量が読み出されて測定が実行される。

ステップ１３０において、行Ｎｏ.＝Ｙ（試料容器番号＝Ｍ、注入量（μＬ）＝５００、分析条件ファイル＝Method B）に到達すると、分析条件ファイル欄にMethod Bが指定されているため、ステップ１３０から１４０の処理に移行する。そして、ファイル記憶手段２５から分析条件ファイルMethod Bの内容が読み出される。図７は、Method Bの設定例を示す。

Method Bの制御パラメータ（データモード＝Ａｂｓ（吸光度）、測定波長＝５００ｎｍ）は、分光制御部４０へ送信され、測定手段４１に設定される。Method Bのデータ処理パラメータ（定量法＝指定波長、検量線タイプ＝１次、標準試料数＝３、標準試料の濃度（１０、２０、３０））は、データ処理手段２２に設定される。

次に、図２のステップ１４５の処理に移行し、サンプリングシーケンステーブルの現在の行Ｎｏ．の内容に補正データファイルが指定されているかを判定する。図４に示すサンプリングシーケンステーブルの第Ｙステップ（行Ｎｏ．＝Ｙ）には、補正データファイルが設定されていないため、ステップ１４０からステップ１５０の処理に移行する。そして、このステップ１５０において、分析条件ファイル内に測定波長範囲の条件が指定されているかを判定する。つまり、測定波長が１つだけ指定されている場合は、測定波長範囲の条件ではないと判断し、測定波長が複数指定されている場合は、測定波長範囲の条件が指定されていると判断する。

分析条件Method Bの場合は、測定波長が１つだけ指定されているので、図２のステップ１６５に移行し、ゼロ点補正処理を実行する。ステップ１６５のゼロ点補正処理において、制御手段２６は、サンプリング制御手段４２を介して洗浄動作を液体試料自動サンプリング装置５０に指令し、洗浄処理を実行させる。

洗浄処理において、ノズル５４の洗浄後、シリンジバルブ５１を図８の状態に設定し、ボトル５２から洗浄液をシリンジ５３内に吸引する。そして、シリンジバルブ５１を図９の状態から図８の状態に切り換え、ノズル５４を注入ポート５５に移動する。

続いて、洗浄液を注入ポート５５内に吐出し、分光器内のフローセルを洗浄液で満たす。その後、データモード＝Ａｂｓ（吸光度）、測定波長＝５００ｎｍの条件で測光値を求め、測定手段４１に設定する。

ステップ１４５において、図５に示すサンプリングシーケンステーブルの第Ｙステップ（行Ｎｏ.＝Ｙ）の場合には、補正データファイルFile Bが設定されているため、ステップ１４７の処理に移行する。そして、ステップ１４７において、補正データ記憶装置２７から補正データファイルFile Bを読み出し、測定手段４１に設定する。File Bには、予めデータモード＝Ａｂｓ（吸光度）、測定波長＝５００ｎｍの条件でのゼロ点補正値が格納されている。

次に、図２のステップ１７０の処理に移行し、サンプリングシーケンステーブルの第Ｙ行に指定された試料容器番号＝Ｍと注入量＝５００μＬを読み出し、分光制御部４０に送信してサンプリング制御手段４２に設定する。サンプリング制御手段４２は、試料容器番号と注入量とを受信すると、液体試料自動サンプリング装置５０を制御して、サンプリング動作を実行させる。

続いて、測定が開始されると、測定手段４１によりデータ収集が実行され、補正データとして記億されたゼロ点補正値を差し引いたデータが生データとして生データ記億装置２３に記億され、表示制御手段２４を介して表示装置３０に表示される（ステップ１８０）。

分析が終了するとデータ処理手段２２は、設定されたデータ処理パラメータを用いて生データをデータ処理し、結果について表示制御手段２４を介して表示装置３０に表示させる（ステップ１９０）。

次に、ステップ２００の処理へ移行し、実行した行Ｎｏ.がサンブリングシーケンステーブルの最終行か否かを判定する。ステップ２００において、最終行の場合は、測定シーケンスを終了する。

また、ステップ２００において、最終行で無い場合は、ステップ２１０の処理へ移行し、行Ｎｏ.を１つ進め、再び、ステップ１２０の処理へ戻る。

図４及び図５のサンプリングシーケンステーブルにおいて、Method Bには、データ処理パラメータとして定量法＝指定波長、検量線タイプ＝１次、標準試料数＝３、標準試料の濃度（１０、２０、３０）が指定されているため、行Ｎｏ.＝Ｙに指定されている試料容器番号＝Ｍから、順次、３試料分、標準試料が測定される。そして、指定波長（５００ｍｍ）のデータ（ゼロ点補正値を差し引いたデータ）から１次検量線を求め、表示装置３０に検量線を表示する。

続いて、未知試料を測定し、指定波長＝５００ｍｍの測光値（ゼロ点補正値を差し引いたデータ）を求め、検量線により未知試料の濃度を計算し、その結果を表示装置３０に表示していく。

図４及び図５に示すサンプリングシーケンステーブルの場合、行Ｎｏ.＝Ｙ＋１からＺまでは分析条件ファイルが指定されていないため、図２のステップ１３０から１７０に移行し、分析条件ファイルMethod Bの条件で順次、各行Ｎｏ.の試料容器番号及び注入量が読み出されて測定が実行される。

行Ｎｏ.＝Ｚの測定を終了すると、図２のステップ２００において、サンプリングシーケンステーブルの最終行と判断し、連続測定は終了する。

なお、上述した実施形態では、測定前のべ一スライン補正処理あるいはゼロ点補正処理を分析条件の測定波長数により自動的に実行する例を説明したが、分析条件のパラメータとして指定することも可能である。

また、分光光度計のデータ処理制御部２０は、パーソナルコンピュータを用いて構成することも可能である。

ここで、測定パラメータと、ベースライン補正処理結果又はゼロ点補正処理結果とを対応させて、補正データ記憶装置２７に記憶しておき、測定しようとする試料の測定パラメータが、記憶された測定パラメータと一致したときは、それに対応する予め記憶されたベースライン補正処理結果又はゼロ点補正処理結果を使用することができる。

このため、上述したように、測定しようとする試料の測定パラメータが、記憶された測定パラメータと一致したときは、ベースラインスペクトル測定等の処理を実行することなく、ベースライン補正処理又はゼロ点補正処理を実行することができる。

したがって、この場合には、ベースライン補正処理の実行時間を短縮化することができる。

本発明の一実施形態である分光光度計の要部概略構成図である。本発明の一実施形態である分光光度計の測定処理フローチャートである。本発明の一実施形態である分光光度計のサンプリングシーケンステーブルファイルー覧表示例を示す図である。本発明の一実施形態である分光光度計のサンプリングシーケンステーブル設定の一例を示す図である。本発明の一実施形態である分光光度計のサンプリングシーケンステーブル設定の他の例を示す図である。本発明の一実施形態である分光光度計の分析条件画面の一例である。本発明の一実施形態である分光光度計の分析条件画面の他の例である。本発明の一実施形態である分光光度計に用いられる液体試料自動サンブリング装置の要部概略構成図である。本発明の一実施形態である分光光度計に用いられる液体試料自動サンブリング装置の要部概略構成図である。

符号の説明

１０入力装置
２０分光光度計のデータ処理制御部
２１編集手段
２２データ処理手段
２３生データ記憶装置
２４表示制御手段
２５ファイル記憶装置
２６制御手段
２７補正データ記憶装置
３０表示装置
４０分光制御部
４１測定手段
４２サンプリング制御手段
５０液体試料自動サンプリング装置
５１シリンジバルブ
５２ボトル
５３シリンジ
５４ノズル
５５注入ポート
５６洗浄ポート
５７試料容器台

Claims

試料に測定光を照射してスペクトル測定を行う測定手段と、この測定手段から得られた測定データをデータ処理するための測定パラメータ及び上記測定手段を制御する制御パラメータとを設定するパラメータ設定手段と、試料を上記測定パラメータに基づいて測定するため、上記測定手段を制御し、データ処理を行うデータ処理制御手段とを備える分光光度計において、
上記データ処理制御手段は、試料の変更による測定パラメータの変更に伴い、ベースライン補正処理又はゼロ点補正処理のいずれかを選択して、上記測定手段による試料のデータ処理を行うことを特徴とする分光光度計。
請求項１記載の分光光度計において、上記測定手段により測定される試料は、液体試料自動サンプリング装置により供給されることを特徴とする分光光度計。
請求項１記載の分光光度計において、測定パラメータ毎に、ベースライン補正値又はゼロ点補正値を記憶する記憶手段を備え、上記データ処理制御手段は、測定する試料の測定パラメータが上記記憶手段に記憶された測定パラメータと一致する場合は、その測定パラメータに対応するベースライン補正値又はゼロ点補正値を使用して測定データの処理を行うことを特徴とする分光光度計。