JP2008530553A - 電気化学分析用の方法、システム、およびソフトウェアアプリケーション - Google Patents

Abstract

本発明は溶液中の分析物を電気化学分析する方法、システム、およびソフトウェアアプリケーションである。本発明の一態様では、生データが電気化学分析から受け取られ、その生データが分析される。分析されたデータおよび生データが表示される。電気化学分析は、溶液中に１つまたは２以上の時系列電圧波形を印加し、溶液中に結果として生じる電流を測定することによって行われる。本発明の一態様では、生データが電気化学分析から受け取られ、その生データは測定された電流のパラメータを表す。生データは１つまたは２以上の積分時間間隔に基づいて積分され、その生データは１つまたは２以上の３次元プロットで表示することができる。積分データおよび生データは１つまたは２以上の２次元プロットでも表示することができる。生データは３次元表示用に記憶され、積分データは２次元表示用に記憶される。ベースライン補正が生データに行われ、ベースライン補正されたデータが１つまたは２以上の３次元プロットおよび１つまたは２以上の２次元プロットで表示される。生データは１００Ｈｚと１０ｋＨｚとの間の速度で送られ記憶される。
【選択図】図１

Description

本発明は一般に溶液の電気化学分析に関し、より詳細には印加電圧の関数として測定された電流を使用して試料溶液中の分析物の電気化学的特性を分析する方法、システム、およびソフトウェアアプリケーションに関する。

いくつかの電気化学的方法が溶液の化学的特性を決定するのに開発されている。一般的な方法はサイクリックボルタンメトリー、ＤＣアンペロメトリーおよび積分型アンペロメトリーである。

サイクリックボルタンメトリー（ＣＶ）は溶液中の化合物の電気化学的特性を決定する定性的技法である。ＣＶでは、試料溶液は徐々に増加および減少する電圧が加えられる。溶液中に結果として生じる電流が測定され、印加電圧の関数としてプロットされる。プロット、すなわちＣＶプロットから、例えば溶質または分析物が反応し始める電圧、およびそれらが反応する速度のような溶液の電気化学的特性を決定することができる。ＣＶプロットから決定された電気化学的特性を使用して電流滴定法のような他の電気化学的方法に対してポテンシャル、すなわち電圧、および測定時間を最適化することができる。ＣＶは任意のタイプの電極材料で使用することができるが、積分型アンペロメトリーまたはＤＣアンペロメトリーのようないくつかの他の電気化学的方法ほど感度がよくない。

ＤＣアンペロメトリーでは、一定電圧が試料溶液に印加され、結果として生じる電流が測定される。ＤＣアンペロメトリーは、炭素電極（例えばガラス状炭素、炭素ペースト、グラファイト）で使用された場合、例えばフェノールおよびカテコールアミンのような有機分子の分析に非常に役立つことがある。ＤＣアンペロメトリーは、例えば沃化物およびシアン化物のような無機イオンの検出用に銀電極でも使用される。ＤＣアンペロメトリーは、白金や金のようないくつかの電極材料での使用に適していない。ＤＣアンペロメトリーが白金または金の電極で使用されると、試料溶液からの反応生成物が電極上に吸着され続け、試料溶液中の新しい電気化学的活性分子とさらに反応する電極の能力を妨げ、その結果、検出応答の急速な劣化をもたらす。

積分型アンペロメトリーは、電気化学分析中に急速に繰り返す一連のポテンシャル（すなわち電圧波形）を使用することによって阻害反応生成物の問題を解決する。検出ポテンシャルを短く印加した後、強力なポテンシャルを印加して反応生成物を電極から取り除く。このように、積分型アンペロメトリーは、少なくとも２つのポテンシャル、すなわち結果として生じる電流を測定し、分析を行う目的の検出ポテンシャル、および反応生成物を電極から取り除く目的の第２のポテンシャルを印加することによって機能する。さらに電極を洗浄および再生し、検出ポテンシャルが再び印加される前に分析物の吸着を強化するのに、付加ポテンシャルがしばしば使用される。積分型アンペロメトリーは、炭水化物、アミノ酸、および他の大部分の有機分子用に広く使用される。さらに、積分型アンペロメトリーは銀電極を用いて無機アニオンの検出に使用される。

積分型アンペロメトリーでは、電気化学検出器は特定の電圧波形を、電極を通して試料溶液に印加し、溶液中で反応を生じさせる。その反応により溶液に電流が流れ、その電流を測定して溶液の化学的特性が決定される。異なる化合物は異なる印加電圧および異なる反応の仕組みで反応が行われるので、使用に最適の波形は化合物ごとに変わる。

今まで、電気化学的方法の性能は電気化学検出器の制約によって制限されてきた。既存の電気化学検出器は、一般に、試料溶液中で様々な分析物を分析して分析処理能力を増加させるように多数の波形を単一の注入において供給しない。さらに、既存の電気化学検出器では、溶液中の各分析物に最適な積分間隔を選択することができるように単一の注入の波形において広範囲のポテンシャルが可能ではない。いくつかの電気化学検出器ではこれらの制限を多数の電極を使用することによって克服することが試みられたが、この手法は高価である。さらに、既存の電気化学検出器はハードウェアレベルでデータ解析を行うので、生データをさらなる分析に利用できなかった。データ解析の設定が最適でない場合、生データ中の重要な詳細が失われることがあり、ハードウェアの設定は分析の前しか変更することができないので、そのような詳細は様々な設定を使用する多数の試験を実行することによってしか見出すことができない。

したがって、分析処理能力を増大させるのに溶液中の様々な分析物を分析する多数の波形を生成する方法、システム、およびソフトウェアアプリケーションが必要である。溶液中の多数の分析物を最適に検出することができる方法、システム、およびソフトウェアアプリケーションも必要である。後処理のデータ解析および積分を行うことができるソフトウェアアプリケーションに生データを転送する方法、システム、およびソフトウェアアプリケーションも必要である。ＣＶ、ＤＣアンペロメトリー、および積分型アンペロメトリーから得られたデータから３次元プロットおよび実時間プロットを生成する方法およびシステムも必要である。

本発明は溶液中の分析物を電気化学分析する方法、システム、およびソフトウェアアプリケーションを対象とする。本発明は、電気化学分析から受け取った生データセットを記憶し、分析し、分析されたデータおよび生データを表示する。電気化学分析は、溶液中に１つまたは２以上の時系列電圧波形を印加し、溶液中に結果として生じる電流を測定することによって行われる。一態様では、本方法は電気化学分析からの生データを受け取ることを含み、生データは測定された電流パラメータを表す。生データは１つまたは２以上の積分時間間隔に基づいて積分され、生データは１つまたは２以上の３次元プロットで表示することができる。積分データおよび生データは１つまたは２以上の２次元プロットでも表示することができる。

本方法は、３次元表示用の生データを記憶すること、および２次元表示用の積分データを記憶することをさらに含んでいる。本方法は、生データのベースライン補正を行うこと、およびベースライン補正されたデータを１つまたは２以上の３次元プロットおよび１つまたは２以上の２次元プロットで表示することをさらに含んでいる。本方法は生データおよび積分データに数値演算を行うことをさらに含んでいる。生データは１００Ｈｚと１０ｋＨｚとの間の速度で送られ記憶される。一実施形態では、データは１ｋＨｚで送られる。本発明は、積分型アンペロメトリー、ＤＣアンペロメトリー、サイクリックボルタンメトリー、または他のタイプの電気化学分析技法で利用することができる。

一実施形態では、本発明は、電気化学的方法または電気分析的方法（すなわちクロマトグラム）を使用して溶液中の化合物の化学的特性および濃度を測定する方法、システム、およびソフトウェアアプリケーションを対象とする。本方法、システム、およびソフトウェアアプリケーションは、積分型アンペロメトリー、ＤＣアンペロメトリー、およびサイクリックボルタンメトリーのような電気化学的または電気分析的プロセスによって生成されたデータを処理する。以下の説明では、「電気化学的」および「電気分析的」という用語は区別なく使用され、「ソフトウェアアプリケーション」および「コンピュータプログラム製品」という用語は区別なく使用される。

本発明の一実施形態では、電気化学検出システムは複数の動作電極および基準電極を含んでいる。電気化学検出システムは１つまたは２以上の電圧波形を、動作電極を通して溶液に印加する。本システムにより、オペレータは波形のタイプ（例えば、矩形波、三角波、パルス波など）、波形の大きさ、および波形の周期のような波形のパラメータを選択することができる。印加電圧に応じて、電流が溶液中に生成される。動作電極は溶液中の電流を測定し、基準電極は、電圧波形を駆動する動作電極に基準を与える。電気化学検出システムは測定された電流を表す高速データを生成する。一実施形態では、本システムは好ましくは１００Ｈｚと１０ｋＨｚとの間の速度でデータを生成する。一実施形態では、システムは１ｋＨｚデータを生成する。ソフトウェアアプリケーションは１ｋＨｚデータを受け取り、そのデータを分析して溶液中の化学物質の化学的特性および濃度を決定する。

従来の電気化学検出システムと異なり、本システムはデータを分析するのにハードウェア積分器および信号処理回路を必要としない。むしろ、測定された電流を表すデータ（例えば、１ｋＨｚデータ）がソフトウェアアプリケーションに供給される。ソフトウェアアプリケーションはデータを分析し、それは２次元プロットおよび３次元プロットで表示される。一実施形態では、ＤＣアンペロメトリーおよびサイクリックボルタンメトリーからのデータは２次元プロットで表示され、積分型アンペロメトリーからのデータは３次元プロットで表示される。以下の説明では、「プロット」および「表示」という用語は区別なく使用され、したがって、「２次元プロット」および「３次元プロット」という用語はそれぞれ「２次元表示」および「３次元表示」と共に区別なく使用される。

図１は本発明の一実施形態による電気化学検出システム１００を示している。検出システム１００は電気化学セル１０８中の溶液１０４に電気化学分析またはクロマトグラムを行い、溶液中の様々な化合物の化学的特性および濃度を決定するように設計されている。溶液１０４は１つまたは２以上の分析物を含むことができる。以下の説明では、溶液および分析物という用語は区別なく使用される。

検出システム１００はコンピュータ１１２によって制御される。コンピュータ１１２は、検出システム１００とのユーザインターフェースを備えるパーソナルコンピュータとすることができる。コンピュータ１１２は、オペレータが試験の進行を観察できるようにするグラフィックディスプレイ１１６を含んでいる。グラフィックディスプレイ１１６は印加電圧波形に対する溶液または分析物の応答を示し、それによりオペレータは試験結果を見ることができる。

ソフトウェアアプリケーション１２０はコンピュータ１１２に常駐する。先に説明したように、ソフトウェアアプリケーション１２０はデータを分析し、データを表す１つまたは２以上のプロットを生成するように構成されている。ソフトウェアアプリケーションの特徴および利点は後で説明される。

検出システム１００は、コンピュータ１１２からのコマンドに応答する１つまたは２以上の電圧波形を生成するように構成されたマイクロプロセッサ１２４を含んでいる。コンピュータ１１２を使用するオペレータはマイクロプロセッサ１２４によって生成された電圧波形のパラメータを制御することができる。例えば、オペレータは、５００ｍｓの周期を有する鋸波を生成するようにマイクロプロセッサに命令することができる。マイクロプロセッサ１２４は、例えば、三角波、パルス波、ＤＣなどのような他のタイプの波形を生成することもできる。マイクロプロセッサ１２４は、さらに、コンピュータ１１２によって分析するように検出システム１００によって収集されたデータを中継する。マイクロプロセッサ１２４からコンピュータ１１２までのデータは、多くの様々な通信手順のうちのいずれか、すなわちパケット化またはストリーミングのいずれかを使用することができる。データに加えて、対応する波形電圧値、各連続波形の開始を示す同期フラグ、波形が変わったことを示すフラグ、および利得レンジ値（自動レンジ調節ＡＤＣ回路を使用する場合）はすべてコンピュータ１１２によってデータの適切な記憶および処理を可能にするデータストリームにマイクロプロセッサ１２４によって含めることができる。

検出システム１００はデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１２８を含んでいる。ＤＡＣ１２８はマイクロプロセッサ１２４によって生成された波形を表すデジタル信号（すなわちデータ）を受け取り、デジタル信号をアナログ信号に変換する。アナログ信号は加算回路１３２によって受け取られる。

電気化学セル１０８は基準電極１３６および動作電極１４０を含んでいる。基準電極１３６を使用して分析物１０４中のセル電圧がモニタされる。動作電極１４０を使用して、分析物に電圧が印加され、分析物に生成された電流も測定される。

加算回路１３２は基準電極１３６から基準電圧を受け取る。基準電圧は、アナログ信号（ＤＡＣ１２８によって生成された）に加えられるｄｃバイアス信号である。基準電圧とアナログ信号との和は「印加電圧波形」と呼ばれ、動作電極１４０を通して分析物に印加される。

印加電圧波形に応じて、化学反応が分析物中で生じて電流の流れが引き起こされる。電流は動作電極１４０によって測定され、測定された電流の信号は利得制御回路１４４に供給される。利得制御回路１４４は測定された電流信号の利得を調整し、調整された電流信号を実時間で電流／電圧変換器１４８に供給する。電流／電圧変換器１４８は調整された電流信号を電圧信号に変換する。電圧信号はアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）１４６によって受け取られ、電圧信号を表すデジタル信号（すなわちデータ）に電圧信号が変換される。マイクロプロセッサ１２４は、任意の必要な較正、およびデータをホストコンピュータ１１２用の適切な単位に変換するのに必要なデータへの変換操作を適用することができる。マイクロプロセッサは、生データの適切な倍率変更を引き出し、かつ利得レンジの変更時のサンプルの不連続を除去するのに利得制御回路１４４およびＡＤＣ１４６と対話することになる。データはマイクロプロセッサ１２４を介してホストコンピュータ１１２に供給される。このようにして、電気化学検出システム１００は印加電圧に応じて分析物１０４中の電流を測定する。検出システム１００は、測定された電流を、測定された電流を表す生データに変換し、その生データをさらなる分析用にホストコンピュータ１１２に供給する。

一実施形態では、検出システム１００は１００Ｈｚと１０ｋＨｚとの間の速度でデータを生成する。一実施形態では、検出システム１００は１ｋＨｚの速度でデータを生成する。検出システム１００は、所定の量の生データ、例えば１０秒周期に対するデータを記憶するバッファを含んでいる。検出システム１００によって供給された生データは高速データとも呼ばれる。

コンピュータ１１２は、１ｋＨｚの生データを記憶し分析するソフトウェアアプリケーション１２０を含んでいる。一実施形態では、ソフトウェアアプリケーション１２０はデータバッファを含んでいる。データバッファは１つまたは２以上の波形サイクルの間生データを記憶するように構成されている。

一実施形態では、生データおよび印加電圧は、３次元データ表示用の生データおよび印加電圧の様々なパラメータを含む形式で記憶される。

一実施形態では、ソフトウェアアプリケーションは複数の波形サイクル中生データを記憶する。データの各サイクルは生データおよび自動ゼロ値に関する情報を有する。例えば、５００ｍｓの周期を有する電圧波形が積分型アンペロメトリー分析において５分の実行時間の間分析物に印加される。そのような試験は６００の波形サイクル（５×６０／０．５）を生成することになる。ソフトウェアアプリケーションは、測定された電流に対応する（６００×５００）すなわち３０００００のデータポイントおよびハードウェアからの自動ゼロ値を取得することになる。当業者によって理解されるように、自動ゼロ値により全信号またはオフセット信号の表示が可能になる。

ソフトウェアアプリケーション１２０は、測定された電流を表す生データを３次元プロットとして表示する。３次元プロットは、測定された電流の大きさ、測定の時間間隔、および生データに含まれた波形サイクルを表示する。図２ａにおいて、右下フレームは積分型アンペロメトリーから取得された生データを表示する３次元プロットを示している。図２ａでは、垂直線が波形サイクルからの生データを表す。測定された電流の大きさはピクセル色によって示される。水平軸は試験の時間間隔を表す。したがって、３次元プロットは、試験の時間間隔、試験で使用された波形の継続期間、および測定された電流を示す。生３−Ｄアンペロメトリーデータは、図２ａの右下フレームに示されるようにアイソメプロットとして表示することができる。生３−Ｄアンペロメトリーデータは、図２ｂの右下フレームに示されるようなワイヤフレームコンタープロットとして表示することもできる。

ソフトウェアアプリケーションは特定の波形サイクルの生データも２次元プロットで表示する。図２ａにおいて、左下フレームは、測定された電流の大きさ、印加電圧波形、および波形の時間を表示する生データの２次元プロットを示している。

ソフトウェアアプリケーションは、図２ａの右上フレームに示されるような２次元プロットのクロマトグラムも表示する。クロマトグラムプロットは、選択された３Ｄデータから波形当たり１つの生データポイントを取り出すことによって、または選択された３Ｄデータから波形当たり１つの積分データポイントを計算することによって生成することができる。水平軸は試験の時間間隔であり、垂直軸は電流応答である。電流応答は、生データにはナノアンペア（ｎＡ）単位または積分データにはナノクーロン（ｎＣ）単位で表すことができる。図２ａの左上フレームは試料溶液に関する情報を提供する。

積分が可能である場合、図２ａの右下フレームに示された３−Ｄプロットおよび図２ａの左下フレームで示されたＩ−ｔプロット（すなわち電流対時間プロット）の平行な水平線は積分間隔を選択するのに使用される。積分間隔は、３Ｄ（すなわち３次元）またはＩ−ｔ（すなわち電流対時間）プロットのトップラインをドラッグすることによって移動することができる。積分間隔はボトムラインをドラッグすることによって増加または減少させることができる。積分間隔が変更される場合、新しいデータが積分され、クロマトグラムプロットに表示される新しいクロマトグラムが生成される。

積分ができない場合、図２ａの右下フレームに示された３次元プロットおよび図２ａの左下フレームに示されたＩ−ｔプロット（すなわち電流対時間）の単一の水平線が波形時間スライスを選択するのに使用される。選択された波形時間は、クロマトグラムをプロットするのにどのデータポイントが使用されるか決定する。水平線は、異なる波形時間を選択し、新しいクロマトグラムを生成するのに移動することができる。

図２ａの右下フレームに示された３−Ｄプロットおよび図２ａの右上フレームに示されたクロマトグラプロット上の移動可能な垂直線は保持時間を選択するのに使用される。選択された保持時間は、どのデータポイントがＩ−ｔプロットを生成するのに使用されるか決定する。ラインを移動して、異なる保持時間を選択し、このようにして対応するＩ−ｔプロットを生成することができる。

マウスを使用してプロットの領域を拡大することができる。領域の周囲のフレームを引くこと（クリックし、ドラッグすること）によって、その領域は倍率変更することができる。

多数の波形がテストラン（すなわち試験）中に印加される場合、または付加の積分間隔がポストランに加えられる場合、非移動性垂直マーカーを使用して各波形または積分変更が行われる場所が指定される。

図３は積分型アンペロメトリーの実時間プロットを示している。図３の左フレームはステップ電圧（印加波形）および結果として生じる測定された電流を示している。図３の右フレームは生データの３次元プロットを示している。

一実施形態では、生データはソフトウェアアプリケーション１２０によって積分され、積分データは２次元プロットで表示される。図２ａおよび図２ｂでは、右上フレームは積分データの結果を２次元プロットで示している。水平軸はランタイムを表し、縦軸は大きさ（ナノクーロン）を表す。

一実施形態では、ソフトウェアアプリケーションは、波形サイクルごとに１つの積分データまたはデータ値を生成する。生データの１サイクルに対する１つの積分データ値は、波形周期内の時限ｔ１とｔ２との間に検出された電荷の全量に対応し、ｔ１およびｔ２はユーザー定義の積分間隔である。一実施形態では、各データポイントの継続期間は１ミリ秒であり、各データポイントの電荷は測定された電流値に０．００１秒を掛けたものである。ｔ１とｔ２との間のすべてのデータポイントの電荷の合計が積分データである。例えば、検出システム１００が時間間隔ｔ１＝１００ｍｓとｔ２＝２００ｍｓとの間で１ｋＨｚデータ（すなわち１００のデータポイント）を生成する場合、および１００のデータポイントの合計値が３５５４４４.７８ｎＡである場合、積分値は３５５.４４ｎＣである。

生データがなければ、ソフトウェアアプリケーションは、計算を行うのにハードウェアによって生成された積分データに依存しなければならない。生データがソフトウェアによって保存されていれば、それを取り出し再積分して最適な積分型アンペロメトリークロマトグラムを生成することができる。

一実施形態では、ソフトウェアアプリケーションにより、オペレータはデータ取得の後に１つまたは２以上の積分間隔を変更して様々な積分データを表示することができる。先に用意した積分例に戻って参照して、オペレータは積分間隔をｔ１＝１２０ｍｓおよびｔ２＝２３５ｍｓに変更することができる。ソフトウェアアプリケーションは１ｋＨｚデータを１２０ｍｓから２３５ｍｓまで積分することになる。積分データは２次元プロットで表示することができる。

図２ａに戻って参照すると、オペレータは右下フレームの水平線を移動させて積分間隔を対話式に変更することができ、積分データの結果は右上フレームに直ちに表示されることになる。オペレータは積分データまたは生データを引き出し、引出されたデータを図２ａに示されるような２次元プロットとして表示することができる。

図２ａの左下フレームのプロットは、図２ａの右下フレームの３次元プロットにおける垂直線によって動かされる。

ソフトウェアアプリケーションはデータを表示するのに多数のチャネルを提供する。例えば、複数のチャネルを使用して複数の組のデータを表示することができる。したがって、オペレータは、第１の組のデータを第１の２次元チャネルに、第２の組のデータを第２の２次元チャネルに、および第３の組のデータを第１の３次元チャネルに表示することができる。ソフトウェアアプリケーションにより、オペレータは生データおよび積分データに様々な数値演算を行うことができる。例えば、オペレータは２次元データの２つまたは３以上のチャネルを組み合わせて、組合せデータを新しいチャネルに表示することができる。演算組合せの結果は１つまたは２以上のプロットで表示することができる。

ソフトウェアアプリケーションはデータのベースライン補正を備える。Ｉ−ｔ曲線（すなわち電流対時間）のベースライン補正により、オペレータは様々な状態下で複数のＩ−ｔ曲線を比較することができる。ベースライン補正により、傾斜部分または大きな主ピークによって引き起こされた大きな「アンダーグラウンド部分（ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｐｏｒｔｉｏｎ）」が考慮されるので、傾斜上にあるピークＩ−ｔ曲線またはライダーピーク（Ｒｉｄｅｒ Ｐｅａｋｓ）のＩ−ｔ曲線をより正確に表示することができる。このアプリケーションは、所与の「基準」チャネルに対してピークの開始および終端を設定し、２つのピークデリミタｔａおよびｔｅの位置決めを行うことによってピークの開始および終端を示す。次に、ベースライン（Ｉ）が２つのデリミタｔａとｔｅとの間に引かれる。このステップは波形に対して毎ミリ秒繰り返される。波形のミリ秒ごとの応答、すなわち電流値が時限ｔａとｔｅとの間で測定され、ベースラインＩ−ｔ曲線がピーク開始およびピーク終端で生成される。このアプリケーションは曲線を補間し、ピークのデータポイントごとの個々のベースライン応答を計算する。図４はベースライン補正プロセスを示している。

図５ａおよび図５ｂは、測定された電流およびバックグラウンドからベースライン補正されたプロットを生成する例を示している。図５ａは測定された電流の３次元プロットを示している。図５ｂはベースライン補正されたプロットである。ベースライン補正の利点は図５ｂで容易にわかり、ピーク対称が傾斜要素を取り除くことによって回復している。このアプリケーションにより手動再積分でベースライン補正ができる。オペレータは手動でピークデリミッタを移動することができる。各手動移動の後、新しいベースラインＩ−ｔ曲線が自動的に再補間され再計算される。

図６は本発明の一実施形態に従って電気化学分析からの測定データを受け取り表示する方法ステップの流れ図である。ステップ７０４で、ソフトウェアアプリケーションは電気化学検出システムによって生成されたデータ（生データとも呼ばれる）を受け取る。一実施形態では、ソフトウェアアプリケーションは１ｋＨｚデータを受け取る。ステップ７０８で、生データは３次元表示用に記憶される。ステップ７１２で、データは積分され、２次元表示用に記憶される。ステップ７１６で、生データ、積分データ、および印加電圧波形が様々なプロットで表示される。ステップ７２０で、データは外部ソフトウェアアプリケーションにエクスポートされる。

本発明の一実施形態では、ソフトウェアアプリケーションは、コンパクトディスク、ハードドライブ、フロッピーディスク、磁気テープドライブ、または他のメモリデバイスのようなコンピュータプログラム製品で具体化される。コンピュータプログラム製品は、分析物の化学的特性を分析し、分析結果を表示する方法ステップを実行するコンピュータ読取り可能プログラムコードを含んでいる。

本発明の様々な実施形態および利点を先の説明で述べたが、前述の開示は単なる例示であり、変更を細部で行い、依然として本発明の広義の原理内にとどめることができる。例えば、ソフトウェアアプリケーションを検出システム１００に関して説明したが、本ソフトウェアアプリケーションは他のタイプの検出システムでの使用、および様々な電気化学的または電気分析的技法に関する使用に適合させることができることが当業者によって理解されるであろう。したがって、本発明は添付された特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。

本発明の一実施形態による電気化学検出システムを示す。 生データの３次元のアイソプロットを示している。 生データの３次元ワイヤフレームコンタープロットを示している。 印加電圧波形および結果として生じる電流の実時間２次元プロットを示している。 ベースライン補正プロセスを示している。 測定された電流からベースライン補正電流プロットを生成する例を示している。 測定された電流からベースライン補正電流プロットを生成する例を示している。 本発明の一実施形態に従って電気化学分析からの測定データを受け取り表示する方法ステップの流れ図である。

Claims (36)

1. １つまたは２以上の電圧波形を分析物に印加し、前記分析物中に結果として生じる電流を測定することによって行われた電気化学分析から受け取ったデータを分析し表示するコンピュータ方法ステップに対してアプリケーションプログラムを実行させる媒体に組み入れられたコンピュータ読取り可能プログラムコードを有するコンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータプログラム製品であって、前記方法ステップが、
   測定された電流のパラメータを表す、前記電気化学分析からの生データを受け取ること、
   少なくとも１つの積分時間間隔に基づいて前記生データを積分すること、
   前記生データを少なくとも１つの３次元プロットで表示すること、
   積分データおよび前記生データを少なくとも１つの２次元プロットで表示すること、
   を含むコンピュータプログラム製品。
2. 前記電気化学分析が前記分析物の化学成分を決定するように構成された積分型アンペロメトリープロセスである、請求項１に記載のコンピュータプログラム製品。
3. 前記方法ステップが３次元表示および２次元表示用の前記生データを記憶することをさらに含む、請求項１に記載のコンピュータプログラム製品。
4. 前記方法ステップが２次元表示用の積分データを記憶することをさらに含む、請求項１に記載のコンピュータプログラム製品。
5. 前記方法ステップが前記生データのベースライン補正を行うことをさらに含む、請求項１に記載のコンピュータプログラム製品。
6. 前記方法ステップがベースライン補正されたデータを３次元プロットおよび２次元プロットで表示することをさらに含む、請求項５に記載のコンピュータプログラム製品。
7. 前記方法ステップが前記生データに数値演算を行うことをさらに含む、請求項１に記載のコンピュータプログラム製品。
8. 前記方法ステップが前記積分データに数値演算を行うことをさらに含む、請求項１に記載のコンピュータプログラム製品。
9. 前記生データが好ましくは１００Ｈｚと１０ｋＨｚとの間の速度で送られ記憶される、請求項１に記載のコンピュータプログラム製品。
10. 前記生データが１ｋＨｚの速度で送られ記憶される、請求項１に記載のコンピュータプログラム製品。
11. 前記方法ステップが積分間隔を変更することをさらに含む、請求項１に記載のコンピュータプログラム製品。
12. 前記方法ステップが前記積分間隔の積分開始点および終了点を変更することをさらに含む、請求項１に記載のコンピュータプログラム製品。
13. １つまたは２以上の電圧波形を分析物に印加し、前記分析物中に結果として生じる電流を測定することによって行われた電気化学分析から受け取ったデータを分析し表示する方法であって、
    測定された電流のパラメータを表す、前記電気化学分析からの生データを受け取ること、
    少なくとも１つの積分時間間隔に基づいて前記生データを積分すること、
    前記生データを少なくとも１つの３次元プロットで表示すること、
    積分データおよび前記生データを少なくとも１つの２次元プロットで表示すること、
    を含む方法。
14. 前記電気化学分析が前記分析物の化学成分を決定するように構成された積分型アンペロメトリープロセスである、請求項１３に記載の方法。
15. ３次元表示および２次元表示用の前記生データを記憶することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
16. ２次元表示用の前記積分データを適切に記憶することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
17. 前記生データのベースライン補正を行うことをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
18. ベースライン補正されたデータを３次元表示で表示することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記生データに数値演算を行うことをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
20. 前記積分データに数値演算を行うことをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
21. 前記データが１００Ｈｚと１０ｋＨｚとの間の速度で送られる請求項１３に記載の方法。
22. 前記データが１ｋＨｚで送られる請求項１に記載の方法。
23. １つまたは２以上の電圧波形を分析物に印加し、前記分析物中に結果として生じる電流を測定することによって行われた電気化学分析から受け取ったデータを分析し表示する方法であって、
    測定された電流のパラメータを表す、前記電気化学分析からの生データを受け取ること、
    前記生データを少なくとも１つの３次元プロットで表示すること、
    を含む方法。
24. 前記電気化学分析が前記分析物の化学成分を決定するように構成されたサイクリックボルタンメトリープロセスである、請求項２３に記載の方法。
25. 前記電気化学分析が前記分析物の化学成分を決定するように構成されたＤＣアンペロメトリープロセスである、請求項２３に記載の方法。
26. 印加電圧を少なくとも１つのプロットで表示することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
27. 前記測定された電流を少なくとも１つのプロットで表示することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
28. 前記測定された電流および前記印加電圧をサイクリックボルタンメトリープロットで表示することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
29. 前記生データに数値演算を行うことをさらに含む請求項２３に記載の方法。
30. １つまたは２以上の電圧波形を分析物に印加し、前記分析物中に結果として生じる電流を測定することによって行われた電気化学分析から受け取ったデータを分析し表示する、複数のモジュールを有するシステムであって、
    少なくとも１つのデジタル電圧波形を生成するように構成されたプロセッサ回路と、
    前記デジタル電圧波形を受け取るように構成され、アナログ電圧波形を生成するように応答する第１の変換器回路と、
    前記アナログ電圧波形を受け取るように構成され、前記アナログ電圧波形を前記分析物に印加し、前記分析物中に前記結果として生じる電流を測定するように応答する少なくとも１つの第１の電極と、
    前記測定された電流信号を受け取るように構成され、前記測定された電流信号を表す生データを生成するように応答する第２の変換器回路と、
    前記生データを受け取るように構成され、前記生データを少なくとも１つの３次元プロットで表示するコンピュータと、
    を有するシステム。
31. 前記分析物中の基準電圧を測定するように構成された少なくとも１つの第２の電極をさらに有する、請求項３０に記載のシステム。
32. 前記第１の変換器回路に結合され、前記基準電圧および前記アナログ電圧波形を受け取るように構成され、結果として生じる電圧波形を生成するように応答する加算回路であって、前記結果として生じる電圧波形が前記分析物に印加される加算回路をさらに有する、請求項３１に記載のシステム。
33. ホストコンピュータが１つまたは２以上の積分時間間隔に基づいて前記生データを積分する、請求項３０に記載のシステム。
34. 前記ホストコンピュータが積分データおよび前記生データを少なくとも１つの２次元プロットで表示する、請求項３０に記載のシステム。
35. 前記電気化学分析が前記分析物の化学成分を決定するように構成された積分型アンペロメトリープロセスである、請求項３０に記載の方法。
36. 前記方法が前記データを様々な積分パラメータで再積分することをさらに含む、請求項１に記載のコンピュータプログラム製品。

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