JP2013003086A - 測定装置のデータ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プログラミングなどの専門的な知識を要することなく、使用者が容易に測定、測定データの収集、及び該測定データに対するデータ処理にかかる一連の動作を自動的に行わせることができる測定装置用データ処理装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る測定装置用データ処理装置１は、測定条件及び測定データの処理方法に関する情報を使用者に入力させる条件入力部１１と、入力された測定条件及び測定データの処理方法の情報に基づいてメソッドファイルを作成するメソッドファイル作成部１２と、メソッドファイル内の測定条件の情報に基づき測定装置を制御して測定を行うとともに、測定データに対し、メソッドファイル内の測定データの処理方法の情報に基づきデータ処理を行うデータ処理部１３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、測定装置で得られたデータに対して各種演算等のデータ処理を行うデータ処理装置に関する。特に、分光光度計やクロマトグラフ装置を用いた測定で得られたスペクトルやクロマトグラムに対して各種演算等のデータ処理を行う際に好適に使用することができるデータ処理装置に関する。

分光光度計では、光源から発した光を分光器で単色化して試料に照射し、試料と相互作用した後の光（透過光、反射光）を検出する。このとき、照射光の波長を順次変化させつつ試料に照射すると、試料に特有な波長を有する光は試料と相互作用して吸収される。従って、例えば試料を透過した光を検出し、横軸を波長、縦軸を検出光の強度としてプロットすると、その試料の波長による吸光度の変化（スペクトル）を得ることができる。

また、クロマトグラフ装置では、複数の成分を含む試料をカラムに流すと、カラムを流れる時間が成分毎に異なることから、カラム出口に置かれた検出器では時間的に異なる成分が検出される。この検出器の検出データを横軸を時間軸としてプロットすると、その試料のクロマトグラムが得られる。

これらの測定に際しては、測定条件の設定（例えば、分光光度計の場合には、照射光の波長範囲の設定、波長変更速度の設定等）、測定、測定データの収集、及び該測定データに対するデータ処理が行われる。これらを行う際の使用者の負担を軽減するため、従来、予め使用者が測定条件をメソッドファイルとして作成して記憶部に記憶させておき、実行時にはこれを制御部に読み出させ、それに基づき、順次、光源や分光器、検出器等の動作を制御させることにより、測定及びスペクトルやクロマトグラムの作成等のデータ収集を自動化することが行われている（例えば特許文献１）。

上記のようにして測定を行うことにより得られたデータに対しては、一般に、スペクトル作成という一次的処理に加え、そのピーク位置やピーク強度の検出等の二次的処理が行われる。測定データに対する二次的処理は、他に、スペクトルやクロマトグラムのピーク形状を解析して重なりあったピークを分離するための関数フィッティング、取得したスペクトルやクロマトグラムそのものからは判別しづらい吸光度の微細な変化を判別するための微分処理、スペクトルやクロマトグラム上のピーク面積値を算出するための積分処理、などがある。
通常、このような二次的処理は自動測定により得た測定データに対して使用者自身が個別に行っている。

一方、測定装置がコンピュータにより細かく或いは複雑に制御され、また、測定により得られたデータに対してコンピュータにより各種の複雑な処理が行えるようになっているシステムの場合、使用者自身が該コンピュータ上で動作するマクロを記述し、これを実行させることにより、測定、測定データの収集、及び測定データに対する処理を自動化することも行われている。

特開昭62-100644号公報

上記のように、従来、測定を実行させるための手順及びパラメータをまとめたメソッドファイルを予め作成し、これに基づいて測定装置を制御して測定を自動化することにより、測定における使用者の負担は軽減はされていた。しかし、測定データに対するデータ処理は使用者自身が個別に行っていたため、依然として使用者には負担がかかり、効率が悪かった。また、多数の測定を繰り返す場合には、使用者がそのようなデータ処理を繰り返さねばならず、使用者に対する負担が大きかった。

一方、使用者がマクロを記述し、それを実行させることにより、測定、測定データの収集、及び該測定データに対するデータ処理を自動化する場合、使用者がプログラム言語やマクロ言語、各構成機器を動作させるための制御命令等を理解しなければならない。これは多くの場合、容易なことではない。

本発明が解決しようとする課題は、プログラミングなどの専門的な知識を要することなく、使用者が容易に測定、測定データの収集、及び該測定データに対するデータ処理にかかる一連の動作を自動的に行わせることができる測定装置用データ処理装置を提供することである。

上記課題を解決するために成された本発明に係る測定装置用データ処理装置は、
a) 目的試料の測定のために測定装置を動作させるための条件である測定条件、及び
前記測定により得られる測定データの処理方法に関する情報を使用者に入力させる条件入力部と、
b) 前記入力された測定条件及び測定データの処理方法の情報に基づいてメソッドファイルを作成するメソッドファイル作成部と、
c) 前記メソッドファイル内の前記測定条件情報に基づき前記測定装置を制御して測定を行うとともに、該測定により得られた測定データに対し、該メソッドファイル内の前記測定データの処理方法の情報に基づきデータ処理を行うデータ処理部と、
を備えることを特徴とする。

前記測定条件は、例えば分光光度計を用いて、試料に照射する光の波長を変化させつつ透過光を検出して吸光度の変化（スペクトル）を取得する場合には、照射光の波長範囲の設定、波長変更速度の設定等とすることができる。また、クロマトグラフ装置において、カラムにより時間的に分離された成分を検出してクロマトグラムを取得する場合には、測定時間の設定等とすることができる。
また、前記測定データの処理方法は、例えば測定データの微分処理や積分処理、所定の参照データを差し引く差分処理、スペクトルやクロマトグラムに対する関数フィッティングなどの測定データ処理の種類とすることができる。
さらに、例えば前記微分処理を行う場合には微分の次数、前記積分処理を行う場合には積分の範囲、前記差分処理を行う場合には差分をとる参照データの種類、関数フィッティングの場合には使用する関数の種類をデータ処理パラメータとして追加するなど、前記測定データの処理方法に関する情報が、データ処理の種類と該データ処理の種類に対応付けられたデータ処理パラメータを含むようにしても良い。

本発明に係る測定装置用データ処理装置を用いることにより、プログラミングなどの専門的な知識を要することなく、使用者が簡便に測定、測定データの収集、及び該測定データに対するデータ処理にかかる一連の動作を自動的に行わせることができる。

前記条件入力部は、予め設定された測定条件の候補を複数使用者に提示して、その中から所望の測定条件を選択させることにより前記測定条件に関する情報を入力させるように構成することができる。同様に測定データの処理方法についても、予め設定された複数の候補を使用者に提示して、その中から所望のものを選択させることにより前記測定データの処理方法に関する情報を入力させるように構成することもできる。
また、本発明に係る測定装置用データ処理装置は、測定条件及び測定データの処理方法に関する情報が記載されたメソッドファイルを複数保持する記憶部を備えるとともに、前記条件入力部が、前記記憶部から読み出した複数のメソッドファイルを候補として使用者に提示するメソッドファイル読み出し部と、その中から所望のメソッドファイルを選択させることにより前記測定条件及び測定データの処理方法に関する情報を入力させる選択指示部とを備えるように構成しても良い。この構成においては、使用者がメソッドファイルを選択した後、該メソッドファイルに記載された測定条件及び測定データの処理方法に関する情報に変更を加えることを許容するとともに、変更が加えられたメソッドファイルを前記記憶部に上書きで又は別途保存するメソッドファイル保存部を備えることが望ましい。
これらにより、測定条件及び測定データの処理方法に関する情報の入力を行う際に、使用者が個別に数値等を入力する手間を省くことができる。

本発明に係る測定装置用データ処理装置を用いることにより、プログラミングなどの専門的な知識を要することなく、使用者が簡便に測定、測定データの収集、及び測定データの処理にかかる一連の動作を自動的に行わせることができる。

本発明に係る測定装置用データ処理装置の一実施例の構成を示す図。 使用者に測定条件を入力させる画面の一例を示す図。 使用者に測定データの処理方法に関する情報を入力させる画面の一例を示す図。 データ処理部が自動的に測定データの収集及び測定データに対するデータ処理を自動的に連続して行う様子を説明する図。 使用者に測定データの処理方法に関する情報を入力させる画面の別の一例を示す図。 使用者にメソッドファイルを選択させる画面の一例を示す図。

本発明に係る測定装置用データ処理装置の一実施例の構成を図１により説明する。
本実施例の測定装置用データ処理装置１は分光光度計２を制御し、得られたデータに対して自動的に処理を行うものであり、コンピュータ１０、入力部２０、表示部３０により構成される。コンピュータ１０は条件入力部１１、メソッドファイル作成部１２、データ処理部１３、記憶部１４を備えている。また、データ処理部１３が分光光度計２の動作を制御するとともに、分光光度計２において計測された信号を取り込むように、コンピュータ１０と分光光度計２は所定の方式により接続されている。

本実施例の測定装置用データ処理装置１の動作について、分光光度計２を用いた測定で得られたデータに対して微分処理を行う例により説明する。具体的には、照射光の波長を順次変化させつつ試料に照射して試料を透過した光を検出して、その信号から吸光度の変化に関するデータ（スペクトル）を取得し、該スペクトルを１次微分する操作を100回行う場合について説明する。

はじめに、条件入力部１１は表示部３０に図２に示すような画面を表示し、使用者に分光光度計２を動作させるための測定条件及び測定データの処理方法に関する情報を入力させる。使用者は、まず入力部２０を通じて各測定条件を入力する。本実施例では、各測定条件について使用者に数値を入力させる画面の例を示しているが、プルダウンにより使用者に予め設定された複数の数値の中から所望の数値を選択させるようにしても良い。また、図２には測定条件として測定波長範囲、波長変更幅、測定回数を入力させる画面を表示しているが、使用する分光光度計２の仕様に応じて、波長変更速度の設定に関する測定条件などを追加してもよい。

使用者は測定条件の入力を完了すると、引き続き、測定データの処理方法に関する情報を入力する。
図３に、使用者がデータ処理の種類として微分を選択した場合に条件入力部１１が表示する画面を示す。使用者が微分を選択すると、条件入力部１１は、予めデータ処理の種類と関連付けられたデータ処理パラメータである微分の次数を選択させる画面を表示する。条件入力部１１が表示するデータ処理パラメータは使用者が選択するデータ処理の種類によって異なる。例えば、データ処理の種類として使用者が積分を選択した場合には、積分を行う範囲をデータ処理パラメータとして使用者に入力させる画面を表示する。

使用者により測定条件及び測定データの処理方法に関する情報が入力されると、メソッドファイル作成部１２はこれらの情報に基づいてメソッドファイルを作成し、記憶部１４に保存する。

上記の設定が終了すると、データ処理部１３は記憶部１４からメソッドファイルを読み出し、該メソッドファイルに記載された測定条件に基づいて分光光度計２を制御して測定を開始し、データを収集する。そして、データ処理部１３は、設定された測定条件に基づくデータ収集が１回終わるごとに測定データを記憶部１４に保存すると共に、メソッドファイルに規定されたデータ処理の方法に基づいて、測定データに対するデータ処理を行い、記憶部１４に保存する。本実施例の場合、データ処理部１３は、試料に照射する光の波長を300nmから800nmまで順に変更して測定データを収集するたびに、これを記憶部１４に保存し、さらに測定データの１次微分処理を行って、測定データと処理後のデータとを表示部３０に表示する（図４参照）。本実施例の測定装置のデータ処理装置１は、この一連の動作を100回繰り返して動作を終了する。

以上のように、本発明に係る測定装置のデータ処理装置を用いることにより、使用者が測定開始前に測定条件及び測定データに対するデータ処理の方法に関する情報を入力するだけで、測定、測定データの収集、及び該測定データに対するデータ処理という一連の動作を自動的に行わせることができる。

上記の実施例は一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜変更や修正を行うことが可能である。
上記実施例では、分光光度計を用いた測定で得られたデータに対する微分処理を行う場合を説明したが、クロマトグラフ装置を用いた測定で得られたクロマトグラムに対して自動的にデータ処理を行わせる場合などにも用いることができる。データ処理の方法についても、微分処理に限らず、積分処理、所定の参照データを差し引く差分処理、関数フィッティング、ピーク位置や強度の検出など、測定の目的に応じた処理を行わせることができる。一例として、予め標準試料を用いて得た測定データを差し引く差分処理を行う場合に、条件入力部１１が表示部３０に表示する画面の例を図５に示す。この場合、条件入力部１１はデータ処理パラメータとして、差分処理を行う参照データ（予め標準試料に関して取得された測定データ）を使用者に選択させる。

また、条件入力部１１が、記憶部１４から読み出した複数のメソッドファイルを候補として使用者に提示するメソッドファイル読み出し部と、その中から所望のメソッドファイルを選択させることにより測定条件及び測定データの処理方法に関する情報を入力させる選択指示部とを含むように構成しても良い。この構成においては、使用者がメソッドファイルを選択した後、該メソッドファイルに規定された測定条件及び測定データの処理方法に関する情報に変更を加えると、自動的に新しいメソッドファイルを作成して前記記憶部に保存するメソッドファイル保存部をさらに備えることが望ましい。
図６に使用者がメソッドファイル３を選択して、測定条件及び測定データの処理方法が自動的に表示される例を示す。これにより、過去に使用した条件で測定及び測定データの処理を行う場合、使用者はメソッドファイルを選択するだけで測定条件及び測定データの処理方法の入力を完了することができる。

１…測定装置のデータ処理装置
２…分光光度計
１０…コンピュータ
１１…条件入力部
１２…メソッドファイル作成部
１３…データ処理部
１４…記憶部
２０…入力部
３０…表示部

Claims (4)

1. a) 目的試料の測定のために測定装置を動作させるための条件である測定条件、及び
   前記測定により得られる測定データの処理方法に関する情報を使用者に入力させる条件入力部と、
   b) 前記入力された測定条件及び測定データの処理方法の情報に基づいてメソッドファイルを作成するメソッドファイル作成部と、
   c) 前記メソッドファイル内の前記測定条件情報に基づき前記測定装置を制御して測定を行うとともに、該測定により得られた測定データに対し、該メソッドファイル内の前記測定データの処理方法の情報に基づきデータ処理を行うデータ処理部と、
   を備えることを特徴とする測定装置用データ処理装置。
2. 前記測定データの処理方法に関する情報が、データ処理の種類と該データ処理の種類に対応付けられたデータ処理パラメータを含むことを特徴とする請求項１に記載の測定装置用データ処理装置。
3. さらに、
   d) 測定条件及び測定データの処理方法に関する情報が記載されたメソッドファイルを複数保持する記憶部
   を備え、
   前記条件入力部が、前記記憶部から読み出した複数のメソッドファイルを候補として使用者に提示するメソッドファイル読み出し部と、その中から所望のメソッドファイルを選択させることにより前記測定条件及び測定データの処理方法に関する情報を入力させる選択指示部とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の測定装置用データ処理装置。
4. さらに、
   e) 使用者が前記メソッドファイルに記載された測定条件及び測定データの処理方法に関する情報に変更を加えることを許容するとともに、変更が加えられたメソッドファイルを上書きで又は別途前記記憶部に保存するメソッドファイル保存部
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の測定装置用データ処理装置。

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