JP2018116027A - Peak detection method free from influence of negative peak - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a peak detection method that is able to correctly detect a peak even in a chromatogram in which a negative peak is present near a peak generated in a positive direction.SOLUTION: A peak detection method comprises: a step of selecting two or more data points, serving as base points of a base line, for an unprocessed chromatogram, and formulating a base line from the data points by mathematical processing using approximation calculation; a step of removing the base line from the unprocessed chromatogram and acquiring a chromatogram free from base line change; a step of multiplying -1 only when an output value is negative or multiplying -1 only when the output value is positive, such that the chromatogram free from base line change is matched in symbol to the output value; a step of acquiring a primary differential value for the chromatogram matched in symbol to the output value, and acquiring respective pieces of time information at a peak start point and a peak end point; and a step of applying the pieces of time information at the peak start point and the peak end point in the unprocessed chromatogram, and determining a peak.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、負ピークが存在するクロマトグラムにおいても、正確なピーク検出を可能とする方法に関するものである。   The present invention relates to a method that enables accurate peak detection even in a chromatogram having a negative peak.

クロマトグラフィは複数成分を含む試料をカラムで分離定量する方法である。一般的には、各成分ピークの溶出時間から定性を行い、検出器の出力度合により定量を行う。定量分析を行うには、正確にピークを検出し、そのピークの面積または高さを算出することが重要となる。ピークの検出は、時間当たりの検出器の出力の変化量、つまり、クロマトグラムの微分値の変化を基に行うのが一般的な方法である。前記変化量が事前に定めた値(ピークスタート感度、ピークエンド感度)を閾値としてピークスタート点及びピークエンド点を決定し、ピーク高さ、面積等を算出する。   Chromatography is a method for separating and quantifying a sample containing multiple components on a column. Generally, qualitative analysis is performed based on the elution time of each component peak, and quantification is performed based on the output level of the detector. In order to perform quantitative analysis, it is important to accurately detect a peak and calculate the area or height of the peak. The detection of the peak is generally performed based on the amount of change in the output of the detector per time, that is, the change in the differential value of the chromatogram. A peak start point and a peak end point are determined using a predetermined value (peak start sensitivity, peak end sensitivity) as a threshold value, and a peak height, an area, and the like are calculated.

一般的にピークスタート感度(S)ピークエンド感度(−E)とした場合、検出器の出力がSを超えた点をピークスタート点、ピークがスタートしてから検出器の出力が−Eを超えた点をピークエンド点としてピーク検出を行う(図1参照)。   Generally, when the peak start sensitivity (S) and peak end sensitivity (-E) are set, the point where the detector output exceeds S is the peak start point, and the detector output exceeds -E after the peak starts. Peak detection is performed using the detected point as a peak end point (see FIG. 1).

しかしながら、図2に示すような正方向のピークと負方向のピークが存在し、しかも両者が近接する場合は正しくピーク検出できないことがある。図2aはクロマトグラム、図2bは微分曲線を示している。このようなクロマトグラムでは図2cのようなピーク検出結果となる。負ピークの最下点から正ピークのピークエンドまでを直線で引き、正ピークのピークスタートで縦切りされ、2つのピークとして定量計算されてしまう。   However, when there are a positive peak and a negative peak as shown in FIG. 2 and they are close to each other, the peak may not be detected correctly. FIG. 2a shows the chromatogram and FIG. 2b shows the differential curve. In such a chromatogram, the peak detection result is as shown in FIG. A straight line is drawn from the lowest point of the negative peak to the peak end of the positive peak, and is vertically cut at the peak start of the positive peak, and is quantitatively calculated as two peaks.

このような、誤ったピーク検出をされてしまうクロマトグラムに対しては、ピークスタート感度、ピークエンド感度のみでは対応がつかないケースが多く、他の特殊なパラメータを駆使して正しい結果が得られるようにしたり、あるいは、手作業によりピークスタート点、ピークエンド点を修正するなどの方法がとられていた。   For such chromatograms that cause erroneous peak detection, there are many cases where peak start sensitivity and peak end sensitivity alone cannot be used, and correct results can be obtained using other special parameters. In some cases, the peak start point and the peak end point are corrected manually.

本発明の課題は、正方向に生じるピークの近傍に負ピークが存在するクロマトグラムであっても、正確にピーク検出が可能なピーク検出方法を提供するものである。   An object of the present invention is to provide a peak detection method capable of accurately detecting a peak even in a chromatogram in which a negative peak exists in the vicinity of a peak generated in the positive direction.

一般的なピーク検出はクロマトグラムの1次微分値の変化を基に実施される。正方向のピークでは、ピークが生じると、微分値はゼロから上昇し、ピークトップ付近を極大とし、急激に減少し、負の極小値を経てゼロに近づく。一方、負方向のピークでは、ピークが生じると、微分値はゼロから減少し、ピークトップ付近を極小とし、急激に増加し、正の極大値を経てゼロに近づく。このように、正のピークと負のピークでは全く逆の変化を示す(図2b参照)。このため、正のピークと負のピークが近傍に存在する場合、ピークスタートとピークエンドを正確に判別することができず、誤ったピーク検出を生じさせることが多い。   Common peak detection is performed based on the change of the first derivative value of the chromatogram. At the peak in the positive direction, when a peak occurs, the differential value rises from zero, reaches a maximum near the peak top, rapidly decreases, and approaches a zero through a negative minimum value. On the other hand, in the negative peak, when a peak occurs, the differential value decreases from zero, reaches a minimum near the peak top, increases rapidly, and approaches a zero through a positive maximum. Thus, a positive peak and a negative peak show completely opposite changes (see FIG. 2b). For this reason, when a positive peak and a negative peak are present in the vicinity, the peak start and peak end cannot be accurately determined, and erroneous peak detection often occurs.

本発明は上述課題を解決するためになされたピーク検出法であって、クロマトグラムの出力値の符号を合わせることで、ピークスタートとピークエンドを正確に判別できることを見出した。   The present invention is a peak detection method for solving the above-mentioned problems, and it has been found that the peak start and the peak end can be accurately determined by matching the signs of the output values of the chromatogram.

すなわち、本発明は、
第一の工程として、未処理のクロマトグラムに対して、ベースラインの基点となるデータ点を2以上選定し、前記データ点から近似計算による数学的処理によりベースラインを策定する工程と、
第二の工程として、前記未処理のクロマトグラムから、前記ベースラインを差し引き、ベースライン変動のないクロマトグラムを取得する工程と、
第三の工程として、前記ベースライン変動のないクロマトグラムに対して、出力値が負の場合のみに−1を乗じて又は出力値が正の場合のみに−1を乗じて前記出力値の符号を合わせる工程と、
第四の工程として、前記出力値の符号を合わせたクロマトグラムに対して、一次微分値を取得し、ピークスタート点及びピークエンド点の時間情報を取得する工程と、
第五の工程として、前記ピークスタート点及びピークエンド点の時間情報を、前記未処理のクロマトグラムに適応してピークを確定する工程と、
を含んでなる、クロマトグラムのピーク検出方法に関するものである。
That is, the present invention
As a first step, with respect to an unprocessed chromatogram, two or more data points serving as a base point of a baseline are selected, and a baseline is established by mathematical processing based on approximate calculation from the data points;
As a second step, subtracting the baseline from the untreated chromatogram to obtain a chromatogram without baseline fluctuations;
As a third step, the sign of the output value is obtained by multiplying the chromatogram without the baseline fluctuation by −1 only when the output value is negative or by −1 only when the output value is positive. And the process of combining
As a fourth step, for the chromatogram combined with the sign of the output value, obtaining a primary differential value, obtaining time information of the peak start point and peak end point,
As a fifth step, the time information of the peak start point and the peak end point is adapted to the unprocessed chromatogram to determine the peak,
The present invention relates to a chromatogram peak detection method comprising:

また、本発明は第二の工程と第三の工程の間に、前記ベースライン変動のないクロマトグラムに対して平滑化処理を施す工程を含んでいてもよい。   Moreover, this invention may include the process of performing the smoothing process with respect to the chromatogram without the said baseline fluctuation | variation between a 2nd process and a 3rd process.

以下に、本発明のピーク検出法を詳細に説明し、図3に工程処理後のクロマトグラムの変化を示す。   Hereinafter, the peak detection method of the present invention will be described in detail, and FIG. 3 shows changes in the chromatogram after the process.

(第一の工程)
未処理のクロマトグラムに対してベースラインを差し引く工程を行う。
未処理のクロマトグラムでピークが存在しない領域から複数点をベースポイントとして選択する。次に、前記選択されたベースポイントを数学的に繋ぎ合わせ、仮想のベースラインを取得する処理を行う。数学的処理とは、前記の複数のベースポイント(Xn:時間、Yn:検出器出力)を最小二乗法等により近似式を算出すること、あるいはスプライン曲線を算出することを意味する。
(First step)
A step of subtracting the baseline from the unprocessed chromatogram is performed.
A plurality of points are selected as base points from a region where no peak exists in an unprocessed chromatogram. Next, the selected base points are mathematically connected to obtain a virtual baseline. Mathematical processing means calculating an approximate expression of the plurality of base points (Xn: time, Yn: detector output) by the least square method or the like, or calculating a spline curve.

近似式として1次式を採用する場合は、ベースポイントは最低で2点以上、望ましくは5点以上選択しておくことが良い。近似式として2次式を採用する場合は、ベースポイントは最低で3点以上、望ましくは5点以上選択しておくことが良い。近似式として3次式を採用する場合は、ベースポイントは最低で4点以上、望ましくは6点以上選択しておくことが良い。また、スプライン曲線を用いる場合は、できるだけ多くのベースポイントを選択しておくことが望ましい(図4参照)。   When a linear expression is adopted as the approximate expression, it is preferable to select at least two base points, preferably five or more base points. When a quadratic expression is adopted as an approximate expression, it is preferable to select at least three base points, preferably five or more base points. When a cubic expression is adopted as the approximate expression, it is preferable to select at least 4 base points, preferably 6 or more base points. When using a spline curve, it is desirable to select as many base points as possible (see FIG. 4).

ベースポイントの選択/設定は、操作者がクロマトグラムを見て任意に行っても良いが、1次微分値の変化が少ない領域を自動絞り込み、自動でベースポイントの選択/設定を行っても良く、選択/設定を限定するものではない。   The base point can be selected / set arbitrarily by the operator looking at the chromatogram, but the region where there is little change in the primary differential value can be automatically narrowed down and the base point can be selected / set automatically. The selection / setting is not limited.

(第二の工程)
前記工程で得られたベースライン(近似式)を未処理のクロマトグラムから差し引き、ベースライン変動の無いクロマトグラムを取得する。
(Second step)
The baseline (approximate expression) obtained in the above step is subtracted from the unprocessed chromatogram to obtain a chromatogram having no baseline fluctuation.

(平滑化処理工程)
前記ベースライン変動の無いクロマトグラムに対して平滑化処理を施す。本工程は必要に応じて行えば良いため必須の工程ではないが、ノイズ等の影響によるピークの誤検知を抑えることができるため、実施しておくことが好ましい。一般的にクロマトグラムに対する平滑化処理は、目的成分ピークの形状が変化しない程度の処理とするが、本発明では、ピーク形状が若干変化しても最終的な定量計算には影響をほとんど与えないことから、強めの平滑化処理を施しても問題ない。平滑化処理は、移動平均法、ローパスフィルタ等さまざまあるが、方法を限定するものではない。
(Smoothing process)
A smoothing process is performed on the chromatogram having no baseline fluctuation. Although this step may be performed as necessary, it is not an indispensable step, but it is preferable to carry out this step because false detection of peaks due to the influence of noise or the like can be suppressed. In general, the smoothing process for the chromatogram is performed so that the shape of the target component peak does not change, but in the present invention, even if the peak shape slightly changes, the final quantitative calculation is hardly affected. Therefore, there is no problem even if a strong smoothing process is performed. There are various smoothing processes such as a moving average method and a low-pass filter, but the method is not limited.

(第三の工程)
次に、ベースライン変動のないクロマトグラム(平滑化処理工程を行った場合は平滑化されたクロマトグラム)について、出力値が負の場合のみに−1を乗じて又は出力値が正の場合のみに−1を乗じて前記出力値の符号を合わせる。
(Third process)
Next, for a chromatogram with no baseline fluctuation (a smoothed chromatogram when a smoothing process is performed), only when the output value is negative, -1 is multiplied or only when the output value is positive. Multiply -1 to match the sign of the output value.

(第四の工程)
次に、前記出力値の符号を合わせたクロマトグラムに対して、1次微分を採る。一般的なピーク検出法と同様に、事前に設定した閾値と比較し、ピークスタート点及びピークエンド点の時間情報を取得する。図3dは閾値として、ピークスタート感度Sを50(mABU/分)、ピークエンド感度Eを−50(mABU/分)と設定したものである。
(Fourth process)
Next, a first derivative is taken with respect to the chromatogram obtained by combining the signs of the output values. Similar to a general peak detection method, the time information of the peak start point and peak end point is obtained by comparing with a preset threshold value. In FIG. 3d, the peak start sensitivity S is set to 50 (mABU / min) and the peak end sensitivity E is set to −50 (mABU / min) as thresholds.

(第五の工程)
次に、前記工程で得られた、ピークスタート点及びピークエンド点の時間情報を、未処理のクロマトグラムに適用し、未処理のクロマトグラムでのピークスタート点(時間、出力)及びピークエンド点(時間、出力)を取得し、それに基づき定量計算(高さ、面積等)を実施する。上述のように、各種処理を実施して取得するのは、ピークスタート点及びピークエンド点の時間情報のみで、その値を未処理のクロマトグラムに適用し、定量計算(高さ、面積等)を実施することから、未処理のクロマトグラムのベース変動やピーク形状に影響を与えることは全くない。また、本発明の目的である、負ピークの検出も確実に行われていることが分かる。
(Fifth process)
Next, the time information of the peak start point and peak end point obtained in the above step is applied to the untreated chromatogram, and the peak start point (time, output) and peak end point in the untreated chromatogram are applied. (Time, output) is acquired, and quantitative calculation (height, area, etc.) is performed based on it. As described above, only the time information of the peak start point and peak end point is acquired by performing various treatments, and the values are applied to an unprocessed chromatogram to perform quantitative calculation (height, area, etc.) Therefore, there is no influence on the base variation or peak shape of the untreated chromatogram. Moreover, it turns out that the detection of the negative peak which is the objective of this invention is also performed reliably.

比較のために、一般的な未処理のクロマトグラムに対して、1次微分を取得し、事前に設定した閾値と比較し、ピークスタート点及びピークエンド点の時間情報を取得した場合の結果を図5に示す。閾値は前述と同様に、ピークスタート感度Sを50(mABU/分)、ピークエンド感度Eを−50(mABU/分)と設定したものである。図5dから分かるように、負のピークとその後に現れる正のピークの領域で、ピーク検出が異常になっており、定量計算に問題が生じている。また7.5分以降の負ピーク及び正ピークの領域では、ピークスタート及びピークエンドが検出できていない。これは、クロマトグラムが正の方向にドリフトしていることが要因である。   For comparison, a first-order derivative is obtained for a general unprocessed chromatogram, compared with a preset threshold value, and the time when peak start point and peak end point time information is obtained is obtained. As shown in FIG. As described above, the threshold is set such that the peak start sensitivity S is set to 50 (mABU / min) and the peak end sensitivity E is set to -50 (mABU / min). As can be seen from FIG. 5d, the peak detection is abnormal in the negative peak region and the positive peak region appearing thereafter, which causes a problem in the quantitative calculation. Moreover, the peak start and peak end cannot be detected in the negative peak and positive peak regions after 7.5 minutes. This is because the chromatogram drifts in the positive direction.

上述した通り、本発明のピーク検出方法は、クロマトグラムの出力値の符号を合わせたことで、負ピーク及び正ピークが近傍に存在するクロマトグラムであっても、正確にピーク検出が可能であり、さらに、ベースラインサプレッション処理を盛り込んだことで、ベースラインがドリフトしていたり、うねりがある場合であっても、正確にピーク検出が可能であり、本発明の優位性を示している。   As described above, the peak detection method of the present invention can accurately detect a peak even in a chromatogram in which a negative peak and a positive peak exist in the vicinity by matching the sign of the output value of the chromatogram. Furthermore, since the baseline suppression process is incorporated, the peak can be accurately detected even when the baseline is drifting or wavy, which shows the superiority of the present invention.

一般的なピーク検出によるピーク検出結果の一例を示した図である(正ピークのみ)。It is the figure which showed an example of the peak detection result by general peak detection (only a positive peak). 一般的なピーク検出によるピーク検出結果の一例を示した図である(正、負ピーク混在)。It is the figure which showed an example of the peak detection result by general peak detection (positive and negative peak mixed). 本発明でのピーク検出によるピーク検出結果の一例を示した図である。図3aは未処理のクロマトグラム、図3bはベースポイントの指定及びベースライン確定工程、図3cはベースラインサプレッション、平滑化処理及び信号の出力値の符号を合わせる工程、図3dは一次微分結果、図3eはピークスタート/エンド位置、図3fは最終的なピーク検出結果を示している。It is the figure which showed an example of the peak detection result by the peak detection in this invention. 3a is an unprocessed chromatogram, FIG. 3b is a base point designation and baseline determination process, FIG. 3c is a baseline suppression, smoothing process, and a process of matching the sign of the signal output value, FIG. 3d is a first derivative result, FIG. 3e shows the peak start / end position, and FIG. 3f shows the final peak detection result. 本発明でのベースポイントの指定及びベースライン確定工程の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the designation | designated of the base point in this invention, and a baseline determination process. 一般的なピーク検出によるピーク検出結果の一例を示した図である。図5aは未処理のクロマトグラム、図5bは一次微分結果、図5cはピークスタート/エンド位置、図5dは最終的なピーク検出結果を示している。It is the figure which showed an example of the peak detection result by general peak detection. FIG. 5a shows an unprocessed chromatogram, FIG. 5b shows a first derivative result, FIG. 5c shows a peak start / end position, and FIG. 5d shows a final peak detection result. 実施例1、比較例1で使用したシステム構成を示した図である。1 is a diagram showing a system configuration used in Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 実施例1での本発明でのピーク検出結果を示した図である。図7aは未処理のクロマトグラム、図7bはベースポイントの指定、ベースライン、ベースラインサプレッション、平滑化処理及び信号の出力値の符号合わせを行ったピークスタート/エンド位置を示した図である。図7cは前記処理を施した後の1次微分曲線、図7dは最終的なピーク検出結果を示している。It is the figure which showed the peak detection result in this invention in Example 1. FIG. FIG. 7a is an unprocessed chromatogram, and FIG. 7b is a diagram showing peak start / end positions after base point designation, baseline, baseline suppression, smoothing processing, and signal output value code matching. FIG. 7c shows a first-order differential curve after the above processing, and FIG. 7d shows a final peak detection result. 比較例1で用いたクロマトグラムに対して、従来のピーク検出結果を示した図である。図8aは未処理のクロマトグラム、図8bは一次微分結果、図8cは最終的なピーク検出結果を示している。It is the figure which showed the conventional peak detection result with respect to the chromatogram used in the comparative example 1. FIG. 8a shows an unprocessed chromatogram, FIG. 8b shows a first derivative result, and FIG. 8c shows a final peak detection result. 実施例2、比較例2で使用したシステム構成を示した図である。It is the figure which showed the system configuration used in Example 2 and Comparative Example 2. 実施例2での本発明でのピーク検出結果を示した図である。図10aは未処理のクロマトグラム、図10bはベースポイントの指定、ベースライン、ベースラインサプレッション、平滑化処理及び信号の出力値の符号合わせを行ったピークスタート/エンド位置をした図である。図10cは前記処理を施した後の1次微分曲線、図10dは最終的なピーク検出結果を示している。It is the figure which showed the peak detection result in this invention in Example 2. FIG. FIG. 10a is an unprocessed chromatogram, and FIG. 10b is a diagram showing peak start / end positions after base point designation, baseline, baseline suppression, smoothing processing, and signal output value code matching. FIG. 10c shows a first-order differential curve after the above processing, and FIG. 10d shows a final peak detection result. 比較例2で用いたクロマトグラムに対して、従来のピーク検出結果を示した図である。図11aは未処理のクロマトグラム、図11bは一次微分結果、図11cは最終的なピーク検出結果を示している。It is the figure which showed the conventional peak detection result with respect to the chromatogram used in the comparative example 2. FIG. 11a shows an unprocessed chromatogram, FIG. 11b shows a first derivative result, and FIG. 11c shows a final peak detection result.

本発明の効果を、実際のクロマトグラムを用いて検証を行った。   The effect of the present invention was verified using an actual chromatogram.

(実施例1)
GPC(分子排除クロマトグラフィー)の系で検証を実施した。図6に示す、液体クロマトグラムシステムを使用し、実際の測定を行った。システムは、溶媒脱気装置(SD−8020)2、サンプル側送液ポンプ(DP−8020)3、リファレンス側送液ポンプ(DP−8020)10、試料注入装置(AS−8020)4、カラムオーブン(CO−8020)6、示差屈折計(RI−8020)12、及びデータ処理装置(LC−8020II)9で構成した(いずれも、東ソー(株)製)。分析カラム5としては、東ソー(株)製 SuperMultiporePW−N(4μm 6.0mmI.D.×15 cm×2)を使用し、Polyvinylpyrrolidone K 15(MW:10,000、25mg/mL、東京化成工業(株))の分離を行った。その他の条件は下記の通りである。
注入量:50uL、カラム温度:40℃、サンプル側流速:0.600 mL/min、リファレンス側流速:0.3 mL/min、溶離液:200mM NaNO+20%アセトニトリル
Example 1
Verification was carried out using a GPC (Molecular Exclusion Chromatography) system. The actual measurement was performed using the liquid chromatogram system shown in FIG. The system is composed of a solvent degassing device (SD-8020) 2, a sample side liquid feeding pump (DP-8020) 3, a reference side liquid feeding pump (DP-8020) 10, a sample injection device (AS-8020) 4, a column oven. (CO-8020) 6, differential refractometer (RI-8020) 12, and data processor (LC-8020II) 9 (all manufactured by Tosoh Corporation). As the analytical column 5, SuperMultipore PW-N (4 μm 6.0 mm ID × 15 cm × 2) manufactured by Tosoh Corporation was used, and Polyvinylpyrrolidone K 15 (MW: 10,000, 25 mg / mL, Tokyo Chemical Industry ( ))). Other conditions are as follows.
Injection volume: 50 uL, column temperature: 40 ° C., sample side flow rate: 0.600 mL / min, reference side flow rate: 0.3 mL / min, eluent: 200 mM NaNO 3 + 20% acetonitrile

図7は、本発明のピーク検出法による、ピーク検出の過程、結果である。図7aは未処理のクロマトグラム及びベースポイントを示した図である。図7bは0分と12分をベースポイントとし1次式(直線)でベースラインを策定し、未処理のクロマトグラムから差し引き、負の出力値のみに−1を乗じて出力値の符号を合せ、及び単純移動平均法(61点)により平滑化して得られたクロマトグラムを示した図である。図7cは前記処理したクロマトグラムの1次微分曲線及び、ピークスタート点、エンド点を示した図である。図7dは前記処理されたクロマトグラムでのピークスタート点(時間)、エンド点(時間)を未処理のクロマトグラムに適用し、ピーク検出を行った図である。   FIG. 7 shows a peak detection process and result according to the peak detection method of the present invention. FIG. 7a shows an unprocessed chromatogram and a base point. Fig. 7b shows the baseline as a linear expression with 0 and 12 minutes as base points, subtracted from the unprocessed chromatogram, and only the negative output value is multiplied by -1 to match the sign of the output value. And a chromatogram obtained by smoothing by a simple moving average method (61 points). FIG. 7c is a diagram showing a first derivative curve, a peak start point, and an end point of the processed chromatogram. FIG. 7d is a diagram in which peak detection is performed by applying the peak start point (time) and end point (time) in the processed chromatogram to an unprocessed chromatogram.

図7bで明らかなように、クロマトグラムは全て正の値を持つ曲線に変換されるため、1次微分曲線の変化によるピーク検出が容易に行える。クロマトグラムの1次微分値が0.3mABU/分を超えた点(時間)をピークスタート(白丸)とし、ピークがスタートしてから−0.3mABU/分を超えた点(時間)をピークエンド(黒丸)として認識される(図7c)。   As can be seen from FIG. 7b, all the chromatograms are converted into curves having positive values, and therefore peak detection can be easily performed by changing the first derivative curve. The point (time) at which the first derivative of the chromatogram exceeds 0.3 mABU / min is the peak start (white circle), and the point (time) at which -0.3 mABU / min is exceeded after the peak starts is the peak end. It is recognized as (black circle) (FIG. 7c).

表1にその結果を示す。   Table 1 shows the results.

Figure 2018116027
Figure 2018116027

前記ピークスタートの時間(1)とピークエンドの時間(4)を未処理のクロマトグラムに適用し、未処理のクロマトグラムでの出力値(3)、(6)を取得した。これにより、未処理のクロマトグラムでのピークスタートは時間(1)と出力(3)、ピークエンドは時間(4)と出力(6)となった(図7d)。これを基に、ピーク面積、高さ等の定量計算を実施した。   The peak start time (1) and peak end time (4) were applied to an untreated chromatogram, and output values (3) and (6) in the untreated chromatogram were obtained. As a result, the peak start in the untreated chromatogram was time (1) and output (3), and the peak end was time (4) and output (6) (FIG. 7d). Based on this, quantitative calculations such as peak area and height were performed.

表2に本発明のピーク検出法でのピーク検出/定量結果を示す。   Table 2 shows the peak detection / quantification results obtained by the peak detection method of the present invention.

Figure 2018116027
Figure 2018116027

(比較例1)
実施例1で用いたのと同一の未処理のクロマトグラムについて、1次微分をとり、その閾値によりピークスタート及びピークエンドを見つけ、定量計算を実施するという従来の検出法によりピーク検出を行った。なお、ピーク検出感度を0.3mABU/分と指定し、ピーク検出を行った。つまり、クロマトグラムの1次微分値が0.3mABU/分を超えた点(時間)をピークスタートとし、ピークがスタートしてから−0.3mABU/分を超えた点(時間)をピークエンドとして認識される(図8b)。
(Comparative Example 1)
The same untreated chromatogram as used in Example 1 was subjected to peak detection by a conventional detection method in which first derivative was taken, peak start and peak end were found by the threshold value, and quantitative calculation was performed. . The peak detection sensitivity was specified as 0.3 mABU / min, and peak detection was performed. In other words, the point (time) at which the first derivative value of the chromatogram exceeded 0.3 mABU / min was used as the peak start, and the point (time) after -0.3 mABU / min after the peak started was used as the peak end. Is recognized (FIG. 8b).

この結果、従来のピーク検出法では図8cの如く、モノマーや添加剤由来のシャープな正のピークから溶媒由来の負のピークの間でピーク検出が異常となる。これは、負ピークの最下点をモノマーや添加剤由来のピークのピークエンド及び、溶媒ピークのピークスタートと認識してしまうことが原因である。   As a result, in the conventional peak detection method, as shown in FIG. 8c, the peak detection becomes abnormal between the sharp positive peak derived from the monomer or additive and the negative peak derived from the solvent. This is because the lowest point of the negative peak is recognized as the peak end of the peak derived from the monomer or additive and the peak start of the solvent peak.

表3に従来のピーク検出法でのピーク検出/定量結果を示す。   Table 3 shows the peak detection / quantification results obtained by the conventional peak detection method.

Figure 2018116027
Figure 2018116027

表2と表3を比較して明らかなように、7.26分に溶出する高分子成分ピークに関しては面積、高さ等の定量値に変化はないが、10.18分に溶出する低分子成分ピークでは、従来のピーク検出法では、ピーク高さで3倍、面積で7倍、本発明の方法より大きく計算されてしまう。また溶出時間は、信号が負に転じるポイントをピークトップと判別されるため、正しい値にならない。10.64分に溶出する溶媒ピークでは、従来のピーク検出法では正のピークとして判別されることで、面積、高さとも正の値であり、ピークトップも信号が負からゼロになる付近をピークトップと判別されるため、正しい値にならない。本発明の方法では、10.18分に溶出する低分子成分ピーク、10.64分に溶出する溶媒ピークとも正確に定量できており、本発明の優位性を示している。   As is clear by comparing Table 2 and Table 3, there is no change in the quantitative values such as area and height for the polymer component peak eluting at 7.26 minutes, but the low molecule eluting at 10.18 minutes. In the component peak, the conventional peak detection method calculates the peak height three times and the area seven times larger than the method of the present invention. Also, the elution time is not a correct value because the point at which the signal turns negative is determined as the peak top. The solvent peak eluting at 10.64 minutes is identified as a positive peak by the conventional peak detection method, so that the area and height are both positive values, and the peak top is also in the vicinity where the signal goes from negative to zero. Since it is identified as the peak top, the value is not correct. In the method of the present invention, both the low molecular component peak eluting at 10.18 minutes and the solvent peak eluting at 10.64 minutes can be accurately quantified, indicating the superiority of the present invention.

(実施例2)
実施例2では、イオンクロマトの系で検証を実施した。図9に示す、液体クロマトグラムシステムを使用し、実際の測定を行った。システムは、溶媒脱気装置(SD−8020)2、送液ポンプ(DP−8020)3、試料注入装置(AS−8020)4、カラムオーブン(CO−8020)6、電気伝導度計(CM−8000)7、及びデータ処理装置(LC−8020II)9で構成した(いずれも、東ソー(株)製)。分析カラム5としては、東ソー(株)製 TSKgel SuperIC−AnionHS(4.6 mmID×10cm+ガードカラム)を使用し、標準アニオン混合物(20倍希釈、関東化学(株))の分離を行った。その他の条件は下記の通りである。
注入量:30uL、カラム温度:40℃、流速:1.50mL/min、溶離液:3.8mmol/L NaHCO + 3.0mmol/L NaCO (pH=10.1)
(Example 2)
In Example 2, verification was performed using an ion chromatography system. The actual measurement was performed using the liquid chromatogram system shown in FIG. The system consists of a solvent degassing device (SD-8020) 2, a liquid feed pump (DP-8020) 3, a sample injection device (AS-8020) 4, a column oven (CO-8020) 6, an electric conductivity meter (CM- 8000) 7 and a data processing device (LC-8020II) 9 (both manufactured by Tosoh Corporation). As the analytical column 5, TSKgel SuperIC-AnionHS (4.6 mmID × 10 cm + guard column) manufactured by Tosoh Corporation was used, and a standard anion mixture (diluted 20 times, Kanto Chemical Co., Inc.) was separated. Other conditions are as follows.
Injection volume: 30 uL, column temperature: 40 ° C., flow rate: 1.50 mL / min, eluent: 3.8 mmol / L NaHCO 3 +3.0 mmol / L Na 2 CO 3 (pH = 10.1)

図10は、本発明のピーク検出法による、ピーク検出の過程、結果である。図10aは未処理のクロマトグラム及びベースポイントを示した図である。図10bは0分と5分をベースポイントとし1次式(直線)でベースラインを策定し、未処理のクロマトグラムから差し引き、更に負の出力値のみに−1を乗じて出力値の符号を合せ、及び単純移動平均法(21点)により平滑化して得られたクロマトグラムを示した図である。図10cは前記処理したクロマトグラムの1次微分曲線及び、ピークスタート点、エンド点を示した図である。図10dは前記処理されたクロマトグラムでのピークスタート点(時間)、エンド点(時間)を未処理のクロマトグラムに適用し、ピーク検出を行った図である。   FIG. 10 shows a peak detection process and result according to the peak detection method of the present invention. FIG. 10a shows an unprocessed chromatogram and a base point. Fig. 10b shows a baseline (linear line) with 0 and 5 minutes as the base points, subtracted from the unprocessed chromatogram, and only negative output values are multiplied by -1 to sign the output values. It is the figure which showed the chromatogram obtained by combining and smoothing by the simple moving average method (21 points). FIG. 10c shows the first derivative curve, peak start point and end point of the processed chromatogram. FIG. 10d is a diagram in which the peak start point (time) and end point (time) in the processed chromatogram are applied to an unprocessed chromatogram to perform peak detection.

図10bで明らかなように、クロマトグラムは全て正の値を持つ曲線に変換されるため、1次微分曲線の変化によるピーク検出が容易に行える。クロマトグラムの1次微分値が2.0mABU/分を超えた点(時間)をピークスタート(白丸)とし、ピークがスタートしてから−2.0mABU/分を超えた点(時間)をピークエンド(黒丸)として認識される(図10c)。   As is clear from FIG. 10b, all the chromatograms are converted into curves having positive values, so that peak detection can be easily performed by changing the first derivative curve. The point (time) at which the first derivative of the chromatogram exceeds 2.0 mABU / min is set as the peak start (white circle), and the point (time) at which -2.0 mABU / min is exceeded after the peak starts is the peak end. It is recognized as (black circle) (FIG. 10c).

表4にその結果を示す。   Table 4 shows the results.

Figure 2018116027
Figure 2018116027

前記ピークスタートの時間(1)とピークエンドの時間(4)を未処理のクロマトグラムに適用し、未処理のクロマトグラムでの出力値(3)、(6)を取得する。これにより、未処理のクロマトグラムでのピークスタートは時間(1)と出力(3)、ピークエンドは時間(4)と出力(6)となる(図10d)。これを基に、ピーク面積、高さ等の定量計算を実施する。 The peak start time (1) and peak end time (4) are applied to an unprocessed chromatogram, and output values (3) and (6) in the unprocessed chromatogram are obtained. Thus, the peak start in the unprocessed chromatogram is time (1) and output (3), and the peak end is time (4) and output (6) (FIG. 10d). Based on this, quantitative calculation such as peak area and height is performed.

表5に本発明のピーク検出法でのピーク検出/定量結果を示す。   Table 5 shows the peak detection / quantification results obtained by the peak detection method of the present invention.

Figure 2018116027
Figure 2018116027

(比較例2)
実施例2で用いたのと同一の未処理のクロマトグラムについて、1次微分をとり、その閾値によりピークスタート及びピークエンドを見つけ、定量計算を実施するという従来の検出法によりピーク検出を行った。なお、ピーク検出感度は2.0mABU/分と指定し、ピーク検出を行った。つまり、クロマトグラムの1次微分値が2.0mABU/分を超えた点(時間)をピークスタートとし、ピークがスタートしてから−2.0mABU/分を超えた点(時間)をピークエンドとして認識される(図11b)。
(Comparative Example 2)
The same untreated chromatogram as used in Example 2 was subjected to peak detection by a conventional detection method in which a first derivative was taken, peak start and peak end were found by the threshold value, and quantitative calculation was performed. . The peak detection sensitivity was specified as 2.0 mABU / min, and peak detection was performed. That is, the point (time) at which the first derivative value of the chromatogram exceeded 2.0 mABU / min was set as the peak start, and the point (time) after -2.0 mABU / min after the peak started was set as the peak end. Is recognized (FIG. 11b).

この結果、従来のピーク検出法では図11cの如く、負ピークであるウォーターディップと最初に溶出するFイオンピークの間でピーク検出が異常となる。これは、負ピークの最下点をピークスタートとし、本来のFイオンのピークスタートが検知できないことが原因である。このような状態になると、Fイオンの定量値が異常となってしまう。   As a result, in the conventional peak detection method, as shown in FIG. 11c, the peak detection becomes abnormal between the water dip that is a negative peak and the F ion peak that elutes first. This is because the peak start of the negative peak is the peak start, and the actual peak start of F ions cannot be detected. In such a state, the quantitative value of F ions becomes abnormal.

表6に従来のピーク検出法でのピーク検出/定量結果を示す。   Table 6 shows the peak detection / quantification results obtained by the conventional peak detection method.

Figure 2018116027
Figure 2018116027

表5と表6を比較して明らかなように、1.84分以降に溶出するClイオンのピークに関しては面積、高さ等の定量値に変化はないが、1.44分に溶出するFイオンのピークでは、従来のピーク検出法では、ピーク高さで7%、面積で17%、本法より大きく計算されてしまう。本発明の方法では、負のウォーターディップのピークは、負のピークとしてピーク検出及び定量でき、ウォーターディップ直後に溶出するFイオンのピークでも、正しいピーク検出及び定量できており、本発明の優位性を示している。   As is clear from comparison between Tables 5 and 6, there is no change in the quantitative values such as area and height for the Cl ion peak eluted after 1.84 minutes, but F eluted at 1.44 minutes. In the case of the ion peak, the conventional peak detection method calculates the peak height 7% and the area 17% larger than the present method. In the method of the present invention, the negative water dip peak can be detected and quantified as a negative peak, and the peak of the F ion eluted immediately after the water dip can be correctly detected and quantified. Is shown.

1.溶離液
2.脱気装置
3.送液ポンプ(サンプル側)
4.試料注入バルブ
5.分析カラム
6.カラム恒温槽
7.示差屈折計
8.廃液
9.システム制御及びデータ処理装置
10.送液ポンプ(リファレンス側)
11.抵抗管
12.電気伝導度計
1. 1. Eluent 2. Deaeration device Liquid feed pump (sample side)
4). 4. Sample injection valve Analysis column 6. 6. Column constant temperature bath Differential refractometer8. Waste liquid9. System control and data processing device 10. Liquid feed pump (reference side)
11. Resistance tube 12. Electric conductivity meter

Claims (2)

第一の工程として、未処理のクロマトグラムに対して、ベースラインの基点となるデータ点を2以上選定し、前記データ点から近似計算による数学的処理によりベースラインを策定する工程と、
第二の工程として、前記未処理のクロマトグラムから、前記ベースラインを差し引き、ベースライン変動のないクロマトグラムを取得する工程と、
第三の工程として、前記ベースライン変動のないクロマトグラムに対して、出力値が負の場合のみに−1を乗じて又は出力値が正の場合のみに−1を乗じて前記出力値の符号を合わせる工程と、
第四の工程として、前記出力値の符号を合わせたクロマトグラムに対して、一次微分値を取得し、ピークスタート点及びピークエンド点の時間情報を取得する工程と、
第五の工程として、前記ピークスタート点及びピークエンド点の時間情報を、前記未処理のクロマトグラムに適応しピークを確定する工程と、
を含んでなる、クロマトグラムのピーク検出方法。
As a first step, with respect to an unprocessed chromatogram, two or more data points serving as a base point of a baseline are selected, and a baseline is established by mathematical processing based on approximate calculation from the data points;
As a second step, subtracting the baseline from the untreated chromatogram to obtain a chromatogram without baseline fluctuations;
As a third step, the sign of the output value is obtained by multiplying the chromatogram without the baseline fluctuation by −1 only when the output value is negative or by −1 only when the output value is positive. And the process of combining
As a fourth step, for the chromatogram combined with the sign of the output value, obtaining a primary differential value, obtaining time information of the peak start point and peak end point,
As a fifth step, the time information of the peak start point and peak end point is adapted to the unprocessed chromatogram and the peak is determined,
A method for detecting a peak of a chromatogram, comprising:
第二の工程と第三の工程の間に、前記ベースライン変動のないクロマトグラムに対して平滑化処理を施す工程を含んでなる請求項1に記載のクロマトグラムのピーク検出方法。   The chromatogram peak detection method according to claim 1, further comprising a step of performing a smoothing process on the chromatogram having no baseline fluctuation between the second step and the third step.
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