JP2014119368A - Spectrophotometer and program for spectral analysis - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spectrophotometer and a program for spectral analysis which are capable of preventing the increase of measurement time while suppressing noise generated in a spectrum.SOLUTION: A measurement condition in a wavelength region specified by a wavelength region specification processing unit 43 is changed to a measurement condition different from those in other wavelength regions, and a detector 14 is caused to scan in a baseline correction processing unit 41 and a sample measurement processing unit 42. Therefore, noise in a wavelength region where noise is apt to occur can be suppressed by reducing a scan speed of the detector 14 or fragmenting a sampling pitch only in, for example, the specific wavelength region. Consequently, the increase of measurement time can be prevented while suppressing noise generated in a spectrum.

Description

本発明は、光源からの光を分光器により分光して試料に照射し、試料からの光を検出器でスキャンすることにより、少なくとも紫外領域及び可視領域におけるスペクトルを測定することができる分光光度計及び分光分析用プログラムに関するものである。   The present invention provides a spectrophotometer capable of measuring a spectrum in at least the ultraviolet region and the visible region by irradiating a sample with light from a light source and irradiating the sample with light and scanning the light from the sample with a detector. And a program for spectroscopic analysis.

例えば紫外可視分光光度計や紫外可視近赤外分光光度計などの分光光度計においては、光源からの光を分光器により分光して試料に照射し、試料からの光を検出器でスキャンすることにより、透過スペクトル又は反射スペクトルなどのスペクトルを測定することができる。   For example, in a spectrophotometer such as an ultraviolet-visible spectrophotometer and an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer, the light from the light source is dispersed by a spectroscope and irradiated on the sample, and the light from the sample is scanned by the detector. Thus, a spectrum such as a transmission spectrum or a reflection spectrum can be measured.

この種の分光光度計の中には、試料がない状態で検出器によるスキャンを行い、得られた受光エネルギーデータに基づいて、ベースラインを補正することができるようになっているものがある(例えば、下記特許文献1参照)。試料のスペクトル測定は、ベースラインを補正するための処理が行われた後の状態で実行される。これにより、分光光度計に備えられた光源、分光器及び検出器などの各部の特性が測定結果に与える影響を抑制することができる。   Some types of spectrophotometers can scan with a detector in the absence of a sample and correct the baseline based on the received light energy data ( For example, see Patent Document 1 below). The spectrum measurement of the sample is executed in a state after the processing for correcting the baseline is performed. Thereby, the influence which the characteristic of each part, such as a light source, a spectroscope, and a detector provided in the spectrophotometer, has on a measurement result can be suppressed.

特開2005−147811号公報JP 2005-147811 A

上記のような分光光度計を用いて試料を測定する場合、紫外領域(例えば、190〜300nm)や近赤外領域(例えば、2000nm以上)では、測定により得られたスペクトルにノイズが生じやすいという問題があった。また、波長によって検出器の種類を切り替えるような構成の場合には、検出器の切替領域(例えば、800〜1000nm)においても、スペクトルにノイズが生じやすい傾向がある。   When measuring a sample using a spectrophotometer as described above, noise is likely to occur in the spectrum obtained by measurement in the ultraviolet region (for example, 190 to 300 nm) or the near infrared region (for example, 2000 nm or more). There was a problem. Further, in the case of a configuration in which the type of detector is switched depending on the wavelength, noise tends to be generated in the spectrum even in the detector switching region (for example, 800 to 1000 nm).

そこで、スペクトルに生じるノイズの影響を抑制するために、検出器によるスキャン速度を遅くしたり、サンプリングピッチを細分化したりすることが考えられる。すなわち、検出器によるスキャン速度を遅くすれば、積算回数が増加し、サンプリングピッチを細分化すれば、移動平均回数が増加するため、スペクトルに生じるノイズを減少させることができる。   Therefore, in order to suppress the influence of noise generated in the spectrum, it is conceivable to reduce the scanning speed by the detector or subdivide the sampling pitch. That is, if the scanning speed by the detector is slowed down, the number of integration increases, and if the sampling pitch is subdivided, the number of moving averages increases, so that noise generated in the spectrum can be reduced.

しかしながら、検出器によるスキャン速度を遅くしたり、サンプリングピッチを細分化したりした場合には、試料の測定に時間がかかるという問題がある。特に、複数の試料を続けて測定するような場合には、各試料の測定にかかる時間が長くなることにより、全体として非常に長い時間をかけて測定を行わなければならない。   However, when the scanning speed by the detector is slowed or the sampling pitch is subdivided, there is a problem that it takes time to measure the sample. In particular, when a plurality of samples are continuously measured, the time required for measurement of each sample becomes long, so that the measurement must be performed over a very long time as a whole.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、スペクトルに生じるノイズを抑制しつつ、測定時間が長くなるのを防止することができる分光光度計及び分光分析用プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a spectrophotometer and a program for spectroscopic analysis that can prevent the measurement time from becoming long while suppressing noise generated in the spectrum. And

本発明に係る分光光度計は、光源からの光を分光器により分光して試料に照射し、試料からの光を検出器でスキャンすることにより、少なくとも紫外領域及び可視領域におけるスペクトルを測定することができる分光光度計であって、試料がない状態で前記検出器をスキャンさせ、得られた受光エネルギーデータに基づいて、ベースラインを補正するための処理を行うベースライン補正処理部と、ベースラインを補正するための処理が行われた後の状態で、試料からの光を前記検出器でスキャンさせることにより、試料を測定するための処理を行う試料測定処理部と、試料がない状態で試料測定時よりも低速で前記検出器をスキャンさせ、得られた受光エネルギーデータに基づいて、前記検出器でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域を特定する波長領域特定処理部とを備え、前記ベースライン補正処理部及び前記試料測定処理部は、前記波長領域特定処理部により特定された波長領域における測定条件を他の波長領域とは異なる測定条件に変更して、前記検出器をスキャンさせることを特徴とする。   The spectrophotometer according to the present invention measures the spectrum in at least the ultraviolet region and the visible region by irradiating the sample with the light from the light source and irradiating the sample, and scanning the light from the sample with the detector. A baseline correction processing unit that scans the detector in the absence of a sample and performs processing for correcting the baseline based on the obtained received light energy data, and a baseline In a state after the processing for correcting the sample is performed, the sample measurement processing unit that performs processing for measuring the sample by scanning the light from the sample with the detector, and the sample without the sample Waves whose scanning conditions should be changed when scanning with the detector based on the received light energy data obtained by scanning the detector at a lower speed than during measurement. A wavelength region specifying processing unit for specifying a region, wherein the baseline correction processing unit and the sample measurement processing unit differ in measurement conditions in the wavelength region specified by the wavelength region specifying processing unit from other wavelength regions The detector is scanned by changing to measurement conditions.

このような構成によれば、波長領域特定処理部により特定された波長領域における測定条件を他の波長領域とは異なる測定条件に変更して、ベースライン補正処理部及び試料測定処理部における検出器のスキャンを行わせることができる。これにより、例えば特定の波長領域についてのみ、検出器によるスキャン速度を遅くしたり、サンプリングピッチを細分化したりすることにより、ノイズが生じやすい波長領域におけるノイズを抑制することができる。したがって、スペクトルに生じるノイズを抑制しつつ、測定時間が長くなるのを防止することができる。   According to such a configuration, the measurement condition in the wavelength region specified by the wavelength region specification processing unit is changed to a measurement condition different from the other wavelength regions, and the detector in the baseline correction processing unit and the sample measurement processing unit Can be scanned. Accordingly, for example, only in a specific wavelength region, noise in a wavelength region where noise is likely to occur can be suppressed by slowing the scanning speed by the detector or subdividing the sampling pitch. Therefore, it is possible to prevent the measurement time from becoming long while suppressing noise generated in the spectrum.

特に、測定条件を変更すべき波長領域を特定するための処理を行う際には、試料測定時よりも低速で検出器をスキャンさせることにより得られた各波長につき複数回分の受光エネルギーデータを用いることができるため、ノイズが生じやすい波長領域をより精度よく特定することができる。したがって、このようにして特定された波長領域を検出器でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域とすることにより、スペクトルに生じるノイズをより効果的に抑制することができる。   In particular, when performing processing for specifying the wavelength region whose measurement conditions should be changed, the received light energy data for a plurality of times is used for each wavelength obtained by scanning the detector at a lower speed than during sample measurement. Therefore, the wavelength region where noise is likely to occur can be specified with higher accuracy. Therefore, the noise generated in the spectrum can be more effectively suppressed by setting the wavelength region thus identified to be the wavelength region to be changed when the detector scans the wavelength region.

前記波長領域特定処理部は、低速で前記検出器をスキャンさせることにより得られた各波長につき複数回分の受光エネルギーデータを、同じ波長同士で除算することにより比率データを算出し、当該比率データに基づいて、前記検出器でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域を特定するものであってもよい。   The wavelength region specifying processing unit calculates ratio data by dividing the received energy data for a plurality of times for each wavelength obtained by scanning the detector at a low speed by the same wavelength, and the ratio data Based on this, the wavelength region for which the measurement condition when scanning with the detector should be changed may be specified.

このような構成によれば、各波長につき複数回分の受光エネルギーデータを同じ波長同士で除算することにより算出された比率データを用いて、ノイズが生じやすい波長領域をより精度よく特定することができる。そのため、当該波長領域を検出器でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域とすることにより、スペクトルに生じるノイズをさらに効果的に抑制することができる。   According to such a configuration, it is possible to more accurately identify a wavelength region in which noise is likely to occur, using ratio data calculated by dividing the received light energy data for a plurality of times for each wavelength by the same wavelength. . Therefore, noise generated in the spectrum can be more effectively suppressed by setting the measurement condition when the wavelength region is scanned by the detector to be the wavelength region to be changed.

前記波長領域特定処理部は、前記比率データを波長に応じて複数のグループに分割し、グループごとに主成分分析を行うことにより、ノイズが多いグループに対応する波長領域を特定して、当該波長領域を前記検出器でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域とするものであってもよい。   The wavelength region identification processing unit divides the ratio data into a plurality of groups according to wavelengths, performs principal component analysis for each group, identifies a wavelength region corresponding to a group with a lot of noise, and The measurement condition when scanning the region with the detector may be a wavelength region to be changed.

このような構成によれば、主成分分析を用いることにより、ノイズが多いグループに対応する波長領域をより精度よく特定することができる。そのため、当該波長領域を検出器でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域とすることにより、スペクトルに生じるノイズをさらに効果的に抑制することができる。   According to such a configuration, by using principal component analysis, it is possible to specify a wavelength region corresponding to a group with a lot of noise more accurately. Therefore, noise generated in the spectrum can be more effectively suppressed by setting the measurement condition when the wavelength region is scanned by the detector to be the wavelength region to be changed.

本発明に係る分光分析用プログラムは、光源からの光を分光器により分光して試料に照射し、試料からの光を検出器でスキャンすることにより、少なくとも紫外領域及び可視領域におけるスペクトルを測定することができる分光光度計に用いられる分光分析用プログラムであって、試料がない状態で前記検出器をスキャンさせ、得られた受光エネルギーデータに基づいて、ベースラインを補正するための処理を行うベースライン補正処理部と、ベースラインを補正するための処理が行われた後の状態で、試料からの光を前記検出器でスキャンさせることにより、試料を測定するための処理を行う試料測定処理部と、試料がない状態で試料測定時よりも低速で前記検出器をスキャンさせ、得られた受光エネルギーデータに基づいて、前記検出器でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域を特定する波長領域特定処理部としてコンピュータを機能させ、前記ベースライン補正処理部及び前記試料測定処理部は、前記波長領域特定処理部により特定された波長領域における測定条件を他の波長領域とは異なる測定条件に変更して、前記検出器をスキャンさせることを特徴とする。   The spectroscopic analysis program according to the present invention measures a spectrum at least in the ultraviolet region and the visible region by irradiating a sample with light from a light source and irradiating the sample with light and scanning the light from the sample with a detector. A spectroscopic analysis program used in a spectrophotometer capable of scanning the detector without a sample and performing a process for correcting a baseline based on the received light energy data A sample measurement processing unit that performs processing for measuring a sample by scanning light from the sample with the detector in a state after processing for correcting the baseline is performed. And scanning the detector at a lower speed than when measuring the sample in the absence of the sample, and based on the received light energy data, the detector The computer functions as a wavelength region specifying processing unit that specifies a wavelength region in which measurement conditions for scanning should be changed, and the baseline correction processing unit and the sample measurement processing unit are specified by the wavelength region specifying processing unit. The measurement condition in the wavelength region is changed to a measurement condition different from the other wavelength regions, and the detector is scanned.

本発明によれば、ノイズが生じやすい波長領域における測定条件についてのみ、他の波長領域とは異なる測定条件に変更して、ベースライン補正処理部及び試料測定処理部における検出器のスキャンを行わせることができるため、スペクトルに生じるノイズを抑制しつつ、測定時間が長くなるのを防止することができる。   According to the present invention, only the measurement conditions in the wavelength region where noise is likely to occur are changed to measurement conditions different from those in other wavelength regions, and the detector is scanned in the baseline correction processing unit and the sample measurement processing unit. Therefore, it is possible to prevent the measurement time from becoming long while suppressing noise generated in the spectrum.

本発明の一実施形態に係る分光光度計の構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structural example of the spectrophotometer which concerns on one Embodiment of this invention. 制御部による処理の一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the process by a control part. 制御部の波長領域特定処理部が低速で検出器をスキャンさせたときに得られる受光エネルギーデータの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the light reception energy data obtained when the wavelength area specific process part of a control part scans a detector at low speed.

図1は、本発明の一実施形態に係る分光光度計の構成例を示したブロック図である。この分光光度計は、例えば紫外可視分光光度計であり、紫外領域及び可視領域におけるスペクトルを測定することができる。ただし、本発明が適用される分光光度計は、紫外可視分光光度計に限らず、例えば紫外可視近赤外分光光度計などのように、少なくとも紫外領域及び可視領域におけるスペクトルを測定することができるような他の分光光度計であってもよい。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a spectrophotometer according to an embodiment of the present invention. This spectrophotometer is, for example, an ultraviolet-visible spectrophotometer, and can measure spectra in the ultraviolet region and the visible region. However, the spectrophotometer to which the present invention is applied is not limited to the ultraviolet-visible spectrophotometer, and can measure at least the spectrum in the ultraviolet region and the visible region, such as an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer. Such other spectrophotometers may be used.

この分光光度計には、光源11、分光器12、試料セル13及び検出器14などを含む測定機構1が備えられている。測定機構1では、光源11からの光を分光器12により分光して試料セル13に照射し、試料セル13内の試料からの光を検出器14でスキャンすることにより、透過スペクトル又は反射スペクトルなどのスペクトルを測定することができる。   This spectrophotometer is provided with a measuring mechanism 1 including a light source 11, a spectroscope 12, a sample cell 13, a detector 14, and the like. In the measurement mechanism 1, the light from the light source 11 is dispersed by the spectroscope 12 and irradiated to the sample cell 13, and the light from the sample in the sample cell 13 is scanned by the detector 14, so that a transmission spectrum, a reflection spectrum, etc. Can be measured.

光源11としては、例えば重水素ランプ又はハロゲンランプなどを用いることができる。光源11からの光は、例えば回折格子などの分光器12により波長ごとの光に分光され、試料セル13内の試料に照射される。したがって、試料セル13内の試料からの透過光を検出器14でスキャンすれば、透過スペクトルを測定することが可能であり、反射光を検出器14でスキャンすれば、反射スペクトルを測定することが可能である。   As the light source 11, for example, a deuterium lamp or a halogen lamp can be used. The light from the light source 11 is split into light for each wavelength by a spectroscope 12 such as a diffraction grating, and is irradiated to the sample in the sample cell 13. Therefore, if the transmitted light from the sample in the sample cell 13 is scanned with the detector 14, the transmission spectrum can be measured, and if the reflected light is scanned with the detector 14, the reflected spectrum can be measured. Is possible.

検出器14は、例えば光電子増倍管やPbS検出器により構成することができる。この例では、波長によって検出器14の種類を切り替えることができるような構成となっており、波長が短い領域のスペクトルを光電子増倍管で検出し、波長が長い領域のスペクトルをPbS検出器により検出するようになっている。このような構成からなる紫外可視分光光度計では、紫外領域(例えば、190〜300nm)と検出器14の切替領域(例えば、800〜1000nm)との2箇所において、スペクトルにノイズが生じやすい傾向がある。   The detector 14 can be constituted by, for example, a photomultiplier tube or a PbS detector. In this example, the type of the detector 14 can be switched according to the wavelength, the spectrum in the short wavelength region is detected by the photomultiplier tube, and the spectrum in the long wavelength region is detected by the PbS detector. It comes to detect. In the ultraviolet-visible spectrophotometer having such a configuration, noise tends to be generated in the spectrum at two locations of the ultraviolet region (for example, 190 to 300 nm) and the switching region of the detector 14 (for example, 800 to 1000 nm). is there.

検出器14では、受光エネルギーに応じた信号が出力され、その出力信号が増幅器2により増幅された後、A/D変換器3においてデジタル信号に変換されて、制御部4に入力される。制御部4は、例えばCPU(Central Processing Unit)を含む構成であり、当該分光光度計に備えられた測定機構1などの各部の動作を制御する。制御部4には、例えば操作部5、表示部6及び記憶部7などが接続されている。   In the detector 14, a signal corresponding to the received light energy is output. The output signal is amplified by the amplifier 2, converted into a digital signal by the A / D converter 3, and input to the control unit 4. The control unit 4 includes a CPU (Central Processing Unit), for example, and controls the operation of each unit such as the measurement mechanism 1 provided in the spectrophotometer. For example, an operation unit 5, a display unit 6, a storage unit 7, and the like are connected to the control unit 4.

操作部5は、例えばキーボード又はマウスを含む構成であり、作業者が操作部5を操作することにより入力作業を行うことができるようになっている。表示部6は、例えば液晶表示器などにより構成することができ、制御部4による処理の結果などを表示部6に表示させることができるようになっている。記憶部7は、例えばハードディスク、RAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)などにより構成することができる。   The operation unit 5 includes, for example, a keyboard or a mouse, and an operator can perform an input operation by operating the operation unit 5. The display unit 6 can be configured by a liquid crystal display, for example, and can display the result of the processing by the control unit 4 on the display unit 6. The storage unit 7 can be configured by, for example, a hard disk, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like.

制御部4は、CPUがプログラムを実行することにより、例えばベースライン補正処理部41、試料測定処理部42及び波長領域特定処理部43などの各種機能部として機能する。ベースライン補正処理部41は、試料セル13内に試料がない状態(例えば溶媒のみがある状態)で光源11から光を照射させ、検出器14をスキャンさせることにより、得られた受光エネルギーデータに基づいて、ベースラインを補正するための処理を行う。このようなベースラインを補正するための処理については、公知の技術であるため、詳細な説明を省略することとする。   The control unit 4 functions as various functional units such as a baseline correction processing unit 41, a sample measurement processing unit 42, and a wavelength region specifying processing unit 43, for example, when the CPU executes a program. The baseline correction processing unit 41 irradiates light from the light source 11 in a state where there is no sample in the sample cell 13 (for example, a state where only the solvent is present), and scans the detector 14 to obtain the received light reception energy data. Based on this, a process for correcting the baseline is performed. Since the processing for correcting such a baseline is a known technique, detailed description thereof will be omitted.

試料測定処理部42は、試料セル13内に試料がある状態で、試料からの光(例えば透過光又は反射光)を検出器14でスキャンさせることにより、試料を測定するための処理を行う。試料を測定するための処理は、ベースラインを補正するための処理が行われた後の状態で実行される。これにより、分光光度計に備えられた光源11、分光器12及び検出器14などの各部の特性が測定結果に与える影響を抑制することができる。このような試料を測定するための処理については、公知の技術であるため、詳細な説明を省略することとする。   The sample measurement processing unit 42 performs processing for measuring the sample by causing the detector 14 to scan light (for example, transmitted light or reflected light) from the sample in a state where the sample is in the sample cell 13. The process for measuring the sample is executed in a state after the process for correcting the baseline is performed. Thereby, the influence which the characteristic of each part, such as the light source 11, the spectroscope 12, and the detector 14 with which the spectrophotometer is provided, can suppress the measurement result. Since the processing for measuring such a sample is a known technique, a detailed description thereof will be omitted.

波長領域特定処理部43は、検出器14でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域を特定する。特定された波長領域のデータ(特定波長領域データ)は記憶部7に記憶され、ベースライン補正処理部41及び試料測定処理部42による処理の際に用いられる。すなわち、ベースライン補正処理部41及び試料測定処理部42は、波長領域特定処理部43により特定された波長領域における測定条件を他の波長領域とは異なる測定条件に変更して、検出器14をスキャンさせるようになっている。以下では、波長領域特定処理部43による処理の一例について具体的に説明する。   The wavelength region identification processing unit 43 identifies the wavelength region whose measurement conditions for scanning with the detector 14 are to be changed. The specified wavelength region data (specific wavelength region data) is stored in the storage unit 7 and used in the processing by the baseline correction processing unit 41 and the sample measurement processing unit 42. That is, the baseline correction processing unit 41 and the sample measurement processing unit 42 change the measurement condition in the wavelength region specified by the wavelength region specification processing unit 43 to a measurement condition different from the other wavelength regions, and change the detector 14. It is supposed to be scanned. Hereinafter, an example of processing by the wavelength region specifying processing unit 43 will be specifically described.

図2は、制御部4による処理の一例を示したフローチャートである。検出器14をスキャンさせる際のスキャン速度、サンプリングピッチ及び波長領域などといった測定条件については、作業者が操作部5を操作することにより予め設定することができるようになっている。このように、作業者の操作によって測定条件が設定された場合には、制御部4により、設定された測定条件を記憶部7に記憶させるための処理が行われる(ステップS101)。   FIG. 2 is a flowchart showing an example of processing by the control unit 4. Measurement conditions such as a scanning speed, a sampling pitch, and a wavelength region when the detector 14 is scanned can be set in advance by an operator operating the operation unit 5. As described above, when the measurement condition is set by the operator's operation, the control unit 4 performs a process for storing the set measurement condition in the storage unit 7 (step S101).

その後、制御部4の波長領域特定処理部43は、試料がない状態で光源11から光を照射させ、検出器14をスキャンさせる(ステップS102)。このとき、サンプリングピッチ及び波長領域などは、予め設定された測定条件とされるが、スキャン速度については、予め設定されたスキャン速度よりも低速で検出器14をスキャンさせる。すなわち、試料測定時(又はベースライン補正時)よりも低速で検出器14をスキャンさせるようになっている。   Thereafter, the wavelength region identification processing unit 43 of the control unit 4 causes the light source 11 to emit light in the absence of the sample, and scans the detector 14 (step S102). At this time, the sampling pitch, the wavelength region, and the like are set as measurement conditions set in advance, but the scan speed is made to scan the detector 14 at a lower speed than the preset scan speed. That is, the detector 14 is scanned at a lower speed than when measuring the sample (or correcting the baseline).

図3は、制御部4の波長領域特定処理部43が低速で検出器14をスキャンさせたときに得られる受光エネルギーデータの一例を示した図である。この例では、検出器14のスキャン速度を低速とすることにより、積算回数として8回分の受光エネルギーデータが得られる。すなわち、検出器14をスキャンさせることにより、各波長につき8回分(No.1〜No.8)の受光エネルギーデータEが得られるようになっている。本実施形態では、このようにして得られた受光エネルギーデータEを積算回数分(8回分)のエネルギー曲線として捉え、当該受光エネルギーデータEに基づいて、検出器14でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域を特定するようになっている。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of received light energy data obtained when the wavelength region specifying processing unit 43 of the control unit 4 scans the detector 14 at a low speed. In this example, by reducing the scanning speed of the detector 14, light reception energy data for eight times can be obtained as the number of integrations. That is, by scanning a detector 14, receiving energy data E n of 8 times for each wavelength (No.1~No.8) is adapted to obtain. In the present embodiment, the measurement time captures light energy data E n obtained in this way as the energy curve of the cumulative number of times (8 times), which based on the received light energy data E n, scanned by the detector 14 The wavelength region whose conditions are to be changed is specified.

具体的には、まず、図2のステップS103に示すように、得られた受光エネルギーデータEに基づいて比率データが算出される。このとき、得られた各波長につき積算回数分(8回分)の受光エネルギーデータEが、例えば波長ごとに下記式に代入されて同じ波長同士で除算されることにより、各波長につき積算回数分(8回分)の比率データTが算出されるようになっている。このようにして算出された各波長の比率データTは、積算回数分(8回分)の比率曲線として捉えることができる。
=(E/E)×100
=(E/E)×100
=(E/E)×100
=(E/E)×100
=(E/E)×100
=(E/E)×100
=(E/E)×100
=(E/E)×100
Specifically, first, as shown in step S103 of FIG. 2, the ratio data is calculated based on the received light energy data E n obtained. At this time, the light receiving energy data E n of the accumulated number of times for each wavelength was obtained (8 times), for example by being substituted into the following formula is divided by the same wavelength each other for each wavelength, integrating the number of times for each wavelength The ratio data T n for (eight times) is calculated. The ratio data T n of each wavelength calculated in this way can be understood as a ratio curve for the number of times of integration (for 8 times).
T 1 = (E 1 / E 2 ) × 100
T 2 = (E 2 / E 3 ) × 100
T 3 = (E 3 / E 4 ) × 100
T 4 = (E 4 / E 5 ) × 100
T 5 = (E 5 / E 6 ) × 100
T 6 = (E 6 / E 7 ) × 100
T 7 = (E 7 / E 8 ) × 100
T 8 = (E 8 / E 1 ) × 100

次に、上記のようにして得られた各波長につき積算回数分(8回分)の比率データTが、波長に応じて複数のグループに分割され、グループごとに主成分分析が行われる(ステップS104)。例えばステップS101の測定条件設定時に、波長領域が200〜2000nmに設定された場合には、当該波長領域を200〜400nm(第1グループ)、400〜600nm(第2グループ)、600〜800nm(第3グループ)、800〜1000nm(第4グループ)、1000〜1200nm(第5グループ)、1200〜1400nm(第6グループ)、1400〜1600nm(第7グループ)、1600〜1800nm(第8グループ)、1800〜2000nm(第9グループ)の9個のグループに分割することができる。 Then, the accumulated number of times for each wavelength obtained as the ratio data T n (8 times), is divided into a plurality of groups according to wavelength, principal component analysis is performed for each group (step S104). For example, if the wavelength region is set to 200 to 2000 nm when setting the measurement conditions in step S101, the wavelength region is set to 200 to 400 nm (first group), 400 to 600 nm (second group), and 600 to 800 nm (first). 3 group), 800-1000 nm (fourth group), 1000-1200 nm (fifth group), 1200-1400 nm (sixth group), 1400-1600 nm (seventh group), 1600-1800 nm (eighth group), 1800 It can be divided into 9 groups of ˜2000 nm (9th group).

比率データTを波長に応じて複数のグループに分割する際のグループの数は、予め定められた値であってもよいし、作業者が任意の値に設定できるような構成であってもよい。また、各グループの波長領域の幅は、均等である必要はなく、グループごとに波長領域の幅が異なるような構成であってもよい。 The number of groups at the time of dividing into a plurality of groups in accordance with the ratio data T n to the wavelength may be a predetermined value, even worker have a configuration can be set to any value Good. Moreover, the width of the wavelength region of each group does not need to be equal, and the wavelength region width may be different for each group.

各グループの比率データTを用いてグループごとに主成分分析を行う際には、公知の主成分分析の方法を用いて、グループごとに複数の主成分の固有値が求められる。この例では、積算回数分(8回分)である第1〜第8主成分の固有値λ〜λが求められ、それらの固有値の和に対する第2〜第8主成分の固有値の和の割合であるA値が、下記式により算出される(ステップS105)。
A値=(λ+λ+λ+・・・+λ)/(λ+λ+λ+・・・+λ
When principal component analysis is performed for each group using the ratio data T n of each group, eigenvalues of a plurality of principal components are obtained for each group using a known principal component analysis method. In this example, the eigenvalues lambda 1 to [lambda] 8 of the first to eighth main component is required is an integrated number of times (8 times), the ratio of the eigenvalues sum of the second to eighth principal component to the sum of their eigenvalues Is calculated by the following equation (step S105).
A value = (λ 2 + λ 3 + λ 4 +... + Λ 8 ) / (λ 1 + λ 2 + λ 3 +... + Λ 8 )

本実施形態では、上記のようにして算出されたA値が大きい順に2つのグループが、ノイズの多いグループと判断されるようになっている。そして、これらの2つのグループに対応する波長領域を、ノイズが多いグループに対応する波長領域として特定し、当該波長領域を検出器14でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域とする(ステップS106)。このようにして特定された波長領域のデータは、記憶部7に記憶されることとなる。   In the present embodiment, the two groups are determined to be noisy groups in descending order of the A value calculated as described above. Then, the wavelength region corresponding to these two groups is specified as the wavelength region corresponding to the noisy group, and the wavelength region to be changed in the measurement condition when the detector 14 scans the wavelength region ( Step S106). The data of the wavelength region specified in this way is stored in the storage unit 7.

その後にベースラインを補正するための処理(ステップS107)や試料を測定するための処理(ステップS108)が行われる際には、特定された波長領域についてのみ、ステップS101で設定された測定条件よりも検出器14のスキャン速度を遅くしたり、サンプリングピッチを細分化したりするなど、特別な測定条件でスキャンが行われる。一方、特定された波長領域以外の波長領域については、ステップS101で設定された測定条件で検出器14のスキャンが行われる。すなわち、検出器14によるスキャン中に、波長領域に応じて測定条件が変化するようになっている。   Thereafter, when the process for correcting the baseline (step S107) or the process for measuring the sample (step S108) is performed, only the specified wavelength region is determined based on the measurement conditions set in step S101. Also, scanning is performed under special measurement conditions such as slowing the scanning speed of the detector 14 or subdividing the sampling pitch. On the other hand, for wavelength regions other than the specified wavelength region, the detector 14 is scanned under the measurement conditions set in step S101. In other words, during scanning by the detector 14, the measurement conditions change according to the wavelength region.

以上のように、本実施形態では、波長領域特定処理部43により特定された波長領域における測定条件を他の波長領域とは異なる測定条件に変更して、ベースライン補正処理部41及び試料測定処理部42における検出器14のスキャンを行わせることができる。これにより、例えば特定の波長領域についてのみ、検出器14によるスキャン速度を遅くしたり、サンプリングピッチを細分化したりすることにより、ノイズが生じやすい波長領域におけるノイズを抑制することができる。したがって、スペクトルに生じるノイズを抑制しつつ、測定時間が長くなるのを防止することができる。   As described above, in this embodiment, the measurement conditions in the wavelength region specified by the wavelength region specifying processing unit 43 are changed to measurement conditions different from those in other wavelength regions, and the baseline correction processing unit 41 and the sample measurement processing are changed. The detector 14 in the unit 42 can be scanned. Thereby, for example, only in a specific wavelength region, by reducing the scanning speed by the detector 14 or by subdividing the sampling pitch, noise in a wavelength region where noise is likely to occur can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the measurement time from becoming long while suppressing noise generated in the spectrum.

特に、測定条件を変更すべき波長領域を特定するための処理を行う際には、試料測定時よりも低速で検出器14をスキャンさせることにより得られた各波長につき複数回分の受光エネルギーデータを用いることができるため、ノイズが生じやすい波長領域をより精度よく特定することができる。したがって、このようにして特定された波長領域を検出器14でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域とすることにより、スペクトルに生じるノイズをより効果的に抑制することができる。   In particular, when performing processing for specifying a wavelength region whose measurement conditions should be changed, received energy data for a plurality of times is obtained for each wavelength obtained by scanning the detector 14 at a lower speed than at the time of sample measurement. Since it can be used, a wavelength region in which noise is likely to occur can be specified with higher accuracy. Therefore, the noise generated in the spectrum can be more effectively suppressed by setting the wavelength region that is specified in this way to the wavelength region that should be changed when the detector 14 scans the wavelength region.

また、本実施形態では、各波長につき複数回分の受光エネルギーデータを同じ波長同士で除算することにより算出された比率データを用いて、ノイズが生じやすい波長領域をより精度よく特定することができる。そのため、当該波長領域を検出器14でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域とすることにより、スペクトルに生じるノイズをさらに効果的に抑制することができる。   Further, in the present embodiment, a wavelength region where noise is likely to occur can be identified with higher accuracy by using ratio data calculated by dividing received light energy data for a plurality of times for each wavelength by the same wavelength. Therefore, noise generated in the spectrum can be more effectively suppressed by setting the measurement condition when the wavelength region is scanned by the detector 14 to be changed.

さらに、本実施形態では、主成分分析を用いることにより、ノイズが多いグループに対応する波長領域をより精度よく特定することができる。そのため、当該波長領域を検出器14でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域とすることにより、スペクトルに生じるノイズをさらに効果的に抑制することができる。   Furthermore, in the present embodiment, by using principal component analysis, it is possible to specify a wavelength region corresponding to a group with a lot of noise with higher accuracy. Therefore, noise generated in the spectrum can be more effectively suppressed by setting the measurement condition when the wavelength region is scanned by the detector 14 to be changed.

以上の実施形態では、紫外領域(例えば、190〜300nm)と検出器14の切替領域(例えば、800〜1000nm)との2箇所において、スペクトルにノイズが生じやすい紫外可視分光光度計について説明した。そのため、ノイズが生じやすい波長領域として2つの波長領域を特定するような構成について説明したが、このような構成に限らず、ノイズが生じやすい波長領域を1つだけ、又は、3つ以上特定するような構成であってもよい。例えば、上記2つの波長領域に加えて、近赤外領域(例えば、2000nm以上)においてもノイズが生じやすい紫外可視近赤外分光光度計の場合には、ノイズが生じやすい波長領域として3つの波長領域を特定するような構成であってもよい。   In the above embodiment, the ultraviolet-visible spectrophotometer in which noise is likely to occur in the spectrum has been described in two places, the ultraviolet region (for example, 190 to 300 nm) and the switching region of the detector 14 (for example, 800 to 1000 nm). For this reason, a configuration has been described in which two wavelength regions are specified as wavelength regions in which noise is likely to occur. However, the configuration is not limited to such a configuration, and only one wavelength region or three or more wavelength regions in which noise is likely to occur is specified. Such a configuration may be adopted. For example, in the case of an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer that easily generates noise in the near-infrared region (for example, 2000 nm or more) in addition to the above two wavelength regions, three wavelengths are likely to be generated in the ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer. The configuration may be such that the area is specified.

また、波長領域特定処理部43が波長領域を特定するための処理は、上記実施形態のような処理に限定されるものではない。すなわち、複数回分の受光エネルギーデータを、同じ波長同士で除算することにより比率データを算出するような構成や、比率データを波長に応じて複数のグループに分割し、グループごとに主成分分析を行うような構成などに限らず、他のあらゆる態様でノイズが生じやすい波長領域を特定することが可能である。   Further, the processing for the wavelength region specifying processing unit 43 to specify the wavelength region is not limited to the processing as in the above embodiment. In other words, a configuration in which ratio data is calculated by dividing the received light energy data for a plurality of times by the same wavelength, or the ratio data is divided into a plurality of groups according to the wavelength, and a principal component analysis is performed for each group. It is possible to specify a wavelength region in which noise is likely to occur in all other modes, not limited to such a configuration.

以上の実施形態では、いわゆるシングルビーム方式の分光光度計について説明したが、本発明は、試料セル13以外に対照セルを備えた、いわゆるダブルビーム方式の分光光度計にも適用可能である。   In the above embodiment, a so-called single beam type spectrophotometer has been described. However, the present invention can also be applied to a so-called double beam type spectrophotometer including a reference cell in addition to the sample cell 13.

また、上述のような分光光度計としてコンピュータを機能させるためのプログラム(分光分析用プログラム)を提供することも可能である。この場合、前記プログラムは、記憶媒体に記憶された状態で提供されるような構成であってもよいし、プログラム自体が提供されるような構成であってもよい。   It is also possible to provide a program (spectrum analysis program) for causing a computer to function as the spectrophotometer as described above. In this case, the program may be provided in a state stored in a storage medium, or may be configured such that the program itself is provided.

1 測定機構
2 増幅器
3 A/D変換器
4 制御部
5 操作部
6 表示部
7 記憶部
11 光源
12 分光器
13 試料セル
14 検出器
41 ベースライン補正処理部
42 試料測定処理部
43 波長領域特定処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measurement mechanism 2 Amplifier 3 A / D converter 4 Control part 5 Operation part 6 Display part 7 Storage part 11 Light source 12 Spectroscope 13 Sample cell 14 Detector 41 Baseline correction process part 42 Sample measurement process part 43 Wavelength area specific process Part

Claims (4)

光源からの光を分光器により分光して試料に照射し、試料からの光を検出器でスキャンすることにより、少なくとも紫外領域及び可視領域におけるスペクトルを測定することができる分光光度計であって、
試料がない状態で前記検出器をスキャンさせ、得られた受光エネルギーデータに基づいて、ベースラインを補正するための処理を行うベースライン補正処理部と、
ベースラインを補正するための処理が行われた後の状態で、試料からの光を前記検出器でスキャンさせることにより、試料を測定するための処理を行う試料測定処理部と、
試料がない状態で試料測定時よりも低速で前記検出器をスキャンさせ、得られた受光エネルギーデータに基づいて、前記検出器でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域を特定する波長領域特定処理部とを備え、
前記ベースライン補正処理部及び前記試料測定処理部は、前記波長領域特定処理部により特定された波長領域における測定条件を他の波長領域とは異なる測定条件に変更して、前記検出器をスキャンさせることを特徴とする分光光度計。
A spectrophotometer capable of measuring a spectrum in at least an ultraviolet region and a visible region by irradiating a sample with light from a light source and irradiating the sample with light and scanning the light from the sample with a detector,
A baseline correction processing unit that scans the detector in the absence of a sample and performs processing for correcting the baseline based on the obtained received light energy data;
A sample measurement processing unit that performs processing for measuring the sample by scanning light from the sample with the detector in a state after the processing for correcting the baseline is performed;
Wavelength region that specifies the wavelength region in which the detector should be scanned at a lower speed than when measuring the sample in the absence of the sample, and the measurement conditions for scanning with the detector should be changed based on the obtained received light energy data With a specific processing unit,
The baseline correction processing unit and the sample measurement processing unit change the measurement conditions in the wavelength region specified by the wavelength region specification processing unit to measurement conditions different from other wavelength regions, and scan the detector. A spectrophotometer characterized by that.
前記波長領域特定処理部は、低速で前記検出器をスキャンさせることにより得られた各波長につき複数回分の受光エネルギーデータを、同じ波長同士で除算することにより比率データを算出し、当該比率データに基づいて、前記検出器でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域を特定することを特徴とする請求項1に記載の分光光度計。   The wavelength region specifying processing unit calculates ratio data by dividing the received energy data for a plurality of times for each wavelength obtained by scanning the detector at a low speed by the same wavelength, and the ratio data 2. The spectrophotometer according to claim 1, wherein a wavelength region in which a measurement condition when scanning with the detector is to be changed is specified. 前記波長領域特定処理部は、前記比率データを波長に応じて複数のグループに分割し、グループごとに主成分分析を行うことにより、ノイズが多いグループに対応する波長領域を特定して、当該波長領域を前記検出器でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域とすることを特徴とする請求項2に記載の分光光度計。   The wavelength region identification processing unit divides the ratio data into a plurality of groups according to wavelengths, performs principal component analysis for each group, identifies a wavelength region corresponding to a group with a lot of noise, and 3. The spectrophotometer according to claim 2, wherein a wavelength region to be changed is a measurement condition when the region is scanned by the detector. 光源からの光を分光器により分光して試料に照射し、試料からの光を検出器でスキャンすることにより、少なくとも紫外領域及び可視領域におけるスペクトルを測定することができる分光光度計に用いられる分光分析用プログラムであって、
試料がない状態で前記検出器をスキャンさせ、得られた受光エネルギーデータに基づいて、ベースラインを補正するための処理を行うベースライン補正処理部と、
ベースラインを補正するための処理が行われた後の状態で、試料からの光を前記検出器でスキャンさせることにより、試料を測定するための処理を行う試料測定処理部と、
試料がない状態で試料測定時よりも低速で前記検出器をスキャンさせ、得られた受光エネルギーデータに基づいて、前記検出器でスキャンするときの測定条件を変更すべき波長領域を特定する波長領域特定処理部としてコンピュータを機能させ、
前記ベースライン補正処理部及び前記試料測定処理部は、前記波長領域特定処理部により特定された波長領域における測定条件を他の波長領域とは異なる測定条件に変更して、前記検出器をスキャンさせることを特徴とする分光分析用プログラム。
Spectroscopy used in a spectrophotometer that can measure the spectrum in at least the ultraviolet region and the visible region by irradiating the sample with light from the light source and irradiating the sample with the light, and scanning the light from the sample with the detector. An analysis program,
A baseline correction processing unit that scans the detector in the absence of a sample and performs processing for correcting the baseline based on the obtained received light energy data;
A sample measurement processing unit that performs processing for measuring the sample by scanning light from the sample with the detector in a state after the processing for correcting the baseline is performed;
Wavelength region that specifies the wavelength region in which the detector should be scanned at a lower speed than when measuring the sample in the absence of the sample, and the measurement conditions for scanning with the detector should be changed based on the obtained received light energy data Let the computer function as a specific processing unit,
The baseline correction processing unit and the sample measurement processing unit change the measurement conditions in the wavelength region specified by the wavelength region specification processing unit to measurement conditions different from other wavelength regions, and scan the detector. Spectral analysis program characterized by this.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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