JP2827889B2 - 定性処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石油化学製品や香料等
の試料に対してクロマトグラフによる分析を行なった結
果得られるクロマト解析データを用いて、試料に含まれ
る各成分を同定して試料の定性を行なう定性処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】クロマトグラフでは、カラムにおいて試
料の各成分が分離されてカラム出口から溶出する。カラ
ム出口から溶出する各成分を検出器で検出し、その検出
値を縦軸に時間を横軸にしてグラフを描くと、クロマト
グラムと呼ばれる溶出曲線が得られる。このクロマトグ
ラムには、カラムで分離された各成分に対応するピーク
が現われる。

【０００３】クロマトグラフにおけるデータ処理装置
は、このようなクロマトグラムを表わす検出信号を入力
し、試料が注入されてから各ピークの頂点が現われるま
での時間（以下「ピーク時刻」という）や各ピークの面
積などを算出する（算出されたデータは「クロマト解析
データ」と呼ばれる）。このクロマト解析データは、例
えば、パーソナルコンピュータ（パソコン）に取り込ま
れて、パソコン内で所定のソフトウェアに基づき試料の
定性が行なわれる（定性処理）。この定性処理は、試料
に含まれる成分の種類が予め知られている場合、図７に
示すような手順で行なわれる。すなわち、まず、クロマ
トグラフによる分析（クロマト分析）を行なってクロマ
トグラムを得て、そのクロマトグラムに基づいてデータ
処理（クロマト解析）を行なうことにより、クロマトグ
ラムのピーク時刻やピーク面積などのクロマト解析デー
タを算出する（ステップＳ５０）。次にステップＳ５２
において、クロマトグラムの各ピーク時刻を、予め作成
しておいた同定テーブル（各成分と保持時間との対応
表）内の各保持時間と照合して、各ピーク時刻が同定テ
ーブル内のどの保持時間と一致するかを調べることによ
り、試料に含まれる各成分を同定する（クロマト同
定）。

【０００４】クロマトグラフによる分析では、分析条件
の変化（温度変化や装置ばらつき等）や試料への不純物
の混入等によってクロマトグラムのピーク時刻が変動す
る。このため、ステップＳ５２のクロマト同定におい
て、クロマトグラムの各ピーク時刻うち同定テーブルの
いずれの保持時間とも一致しないものが存在するのが通
常であり、そのようなピークに対応する成分は未同定と
なる。このような未同定成分が存在する場合には、従
来、同定テーブルを変更（ステップＳ５８）した後に、
再度、クロマト同定（ステップＳ５２）を行なってい
た。再度のクロマト同定の後においてもなお未同定成分
が存在する場合には、未同定成分がなくなるまでステッ
プＳ５４→Ｓ５８→Ｓ５２→Ｓ５４というループが繰り
返し実行される。そして未同定成分がなくなった時点で
ステップＳ５６へ進む。ステップＳ５６では、試料の各
成分の名称等を定性結果として出力する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の定
性処理では、未同定成分がなくなるまで、同定テーブル
を変更してクロマト同定（ステップＳ５２）を行なうと
いう処理を繰り返さなければならない。したがって、多
くの成分を含む試料（例えば石油化学製品のように３０
０程度の成分を含む試料）の定性を行なう場合、未同定
成分も多くなって同定テーブルの変更を数多く繰り返さ
なければならず、定性処理に長時間を要していた。ま
た、同種の試料を続けて分析する場合において、不純物
の混入等により試料の成分が多少変化するに過ぎないと
きでも、同一の同定テーブルを使用することができなか
った。この場合、不純物の混入した試料の定性によって
同定テーブルが変更され、その後に不純物の混入しない
試料の定性を行なう際に、同定テーブルの内容を元に戻
すための変更が更に行なわれることになる。このように
従来の定性処理では、同定テーブルの変更（及びそれに
伴う同定処理の再実行）を繰り返すことになるため、定
性結果を得るまでに長時間を要し、定性結果が得られな
い間は、試料の定量等、定性結果に基づく各種演算を行
なうことができなかった。

【０００６】そこで本発明では、クロマト解析データと
同定テーブルとの照合によって同定することができない
成分が存在しても、同定テーブルを変更することなく、
試料に含まれる全ての成分を同定することができ、ま
た、不純物の混入等により成分に多少ばらつきがある一
群の試料についても同一の同定テーブルを使用すること
ができる定性処理装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明は、試料のクロマトグラフ分析によっ
て得られるクロマトグラムに基づいて算出されたクロマ
ト解析データを所定の同定テーブルの値と照合すること
により、前記クロマトグラムの各ピークに対応する成分
を同定する自動同定手段を有する定性処理装置におい
て、 ａ）前記クロマトグラムの各ピークのうち自動同定手段
によって同定することができなかった未同定成分のピー
クについて、クロマト解析データを前記同定テーブルの
値とともに表示する表示手段と、 ｂ）前記未同定成分を同定する情報を操作者が外部から
入力する入力手段と、 ｃ）入力手段によって入力された情報を用いることによ
り前記同定テーブルを変更することなく試料の定性を行
なう定性手段と、 を備えた構成としている。

【０００８】

【作用】このような構成によると、まず自動同定手段
が、クロマト解析データを所定の同定テーブルの値と照
合することにより、クロマトグラムの各ピークに対応す
る成分を同定するための処理を行なう。表示手段は、こ
の処理によって同定することができなかった成分（未同
定成分）に対応するピークについてのクロマト解析デー
タを同定テーブルの値とともに表示する。すなわち、ク
ロマトグラムの各ピークについてのピーク時刻及び面積
等（クロマト解析データ）や、各成分と保持時間との対
応表（同定テーブル）を表示する。操作者は、このよう
な表示を見て、所定の情報を入力手段によって入力する
ことにより、未同定成分を同定する。例えば、操作者
は、同定テーブルにおける保持時間のうち未同定成分の
ピーク時刻に最も近い保持時間を探して、その保持時間
に対応付けられた成分をそのピークに対応する成分と判
断し、その判断に基づく情報を入力する。定性手段は、
このような未同定成分を同定する情報を用いることによ
り、同定テーブルを変更することなく、試料の定性を行
なう。

【０００９】

【実施例】図２は、クロマト分析を行なって試料に含ま
れる各成分を同定するために用いられる装置の一例を示
すブロック図である。本例は液体クロマトグラフを用い
たものであるが、本発明の定性処理装置は、ガスクロマ
トグラフ等の他のクロマトグラフを用いた場合にも利用
することができる。本例において、液体クロマトグラフ
によって得られたクロマトグラムは、データ処理装置６
０に入力されてクロマト解析データＤcが算出され、こ
のクロマト解析データＤcに基づき、本発明の一実施例
である定性処理装置１０によって試料に含まれる各成分
が同定される。以下、クロマト分析を行なって試料に含
まれる各成分を同定し、試料の定性及び定量を終了する
までの処理内容を、図３に示すフローチャートを参照し
つつ説明する。

【００１０】まず、分析対象の試料に対応した同定テー
ブルを作成し、定性処理装置１０内の記憶部に格納して
おく（ステップＳ１０）。同定テーブルは、図４に示す
ような構成となっており、分析対象の試料に含まれる成
分（試料に含まれる成分の種類は既知とする）に対して
保持時間を対応づけたものである。ただし、保持時間に
幅を持たせるためにＢＡＮＤとして所定の数値を与えて
いる。したがって、例えば成分Ａに対応づけられた保持
時間は、１０±１分すなわち９分〜１１分の範囲とな
る。

【００１１】同定テーブルの作成後は、図２に示した液
体クロマトグラフを用いてクロマト分析を行なう（ステ
ップＳ１２）。本例の液体クロマトグラフでは、容器５
０に入っている移動相としての液体５１は、送液ポンプ
５２により所定の流量でインジェクタ５３を経てカラム
５４に供給され、カラム５４を通過した後は検出器５５
を経て排出される。試料はインジェクタ５３から瞬間的
に注入され、その各成分はカラム５４を通過するうちに
分離されて、検出器５５に送られる。検出器５５は、カ
ラム５４から出てくる各成分の濃度を検出し、検出信号
Ｓdを生成する。この検出信号Ｓdは、クロマトグラムを
示すものであり、カラム５４で分離された各成分に対応
するピークを有する。

【００１２】データ処理装置６０は、クロマトグラムを
示す上記検出信号Ｓdを入力してクロマト解析を行なう
（ステップＳ１４）。すなわち、クロマトグラムにおけ
る各ピークの面積Ａiや各ピーク時刻（インジェクタ５
３より試料が注入されてから検出信号Ｓdにピークが現
われるまでの時間）Ｔiを、クロマト解析データＤcとし
て算出する。

【００１３】定性処理装置１０は、データ処理装置６０
によって算出された上記クロマト解析データＤc及びク
ロマトグラムを示すデータを取り込み（ステップＳ１
６）、ステップＳ１８〜Ｓ２４の処理を実行する。この
定性処理装置１０は、処理中に未同定成分が生じても同
定テーブルを変更することなく、手動操作により人間の
判断に基づく情報を取り込んで未同定成分を同定する点
において、従来と相違する。以下、この定性処理装置１
０の詳細について説明する。

【００１４】定性処理装置１０は、図１に示すように、
記憶部１２、自動同定部１４、入力部１６、表示部１
８、及び定性部２０から構成され、以下のように動作す
る。まず、自動同定部１４がクロマト解析データＤcを
入力し、これを記憶部１２に格納された前記同定テーブ
ルと照合する。すなわち、クロマト解析データＤcには
クロマトグラムの各ピーク時刻のデータが含まれてお
り、これが同定テーブル内のどの保持時間と一致するか
を調べることにより、試料に含まれる各成分を同定す
る。前述のように同定テーブル内の保持時間は幅を持っ
ているため、この同定において、クロマト解析データＤ
c内のピーク時刻に多少の変動があっても対応できるよ
うになっている。なお、同定テーブルとの照合に当たっ
ては最小二乗法を用いた保持時間の補正を行なう。

【００１５】しかし、同定テーブル内の保持時間に幅を
持たせても、また保持時間の補正を行なっても、クロマ
ト分析の条件や試料のばらつきによって、クロマト解析
データＤc内のピーク時刻には同定テーブルの内の保持
時間のいずれとも一致しないものが存在し、そのような
一致しないピーク時刻に対応する成分は未同定のままと
なる。本実施例の定性処理装置１０は、この未同定成分
に対して手動クロマト同定を行なう（ステップＳ２
０）。すなわち、自動同定部１４によっては同定するこ
とができなかった成分（未同定成分）に対応するピーク
についてのクロマト解析データ（ピーク時刻等）がクロ
マトグラム及び同定テーブルとともに表示部１８に表示
され、操作者がこの表示を見て未同定成分を同定するた
めの情報Ｄiを入力部１６から入力する。

【００１６】具体的には、ＣＲＴの画面に図６に示すよ
うな表示を行ない、操作者がこの画面を見ながらマウス
等のポインティングデバイスを用いて同定情報Ｄiを入
力するという構成が考えられる。この構成においてＣＲ
Ｔ画面は、図６に示すように、クロマトグラムの表示領
域３１、クロマトグラムの一部（点線で囲まれた部分）
を拡大した編集クロマトグラムの表示領域３２、同定テ
ーブルの表示領域３３、クロマト解析データの表示領域
３４、及び、その他の表示領域３５、３６、３７から成
る。編集クロマトグラムの表示領域３２において、各ピ
ークには縦棒'｜'が付されており、同定テーブル内の各
成分の保持時間に対応する位置に三角マークが付されて
いる。この三角マークのうち自動クロマト同定（ステッ
プＳ１８）で同定済みとなったものは黒三角、未同定の
ものは白三角となっている。また、縦の点線はカーソル
位置を示しており、カーソルは同定しようとする未同定
のピークに置かれる。カーソルが置かれた未同定のピー
ク（以下「カレントピーク」という）のピーク時刻等の
データは、クロマト解析データの表示領域３４内で反転
表示されるとともに、そのピークの識別番号等が表示領
域３６に表示される。操作者は、白三角マークのうちカ
レントピークに対応すると判断した白三角マークを例え
ばマウスでクリックする。クリックされた白三角マーク
に対応する保持時間等のデータは同定テーブルの表示領
域３３内で反転表示される。次に操作者は、クリックさ
れた白三角マークをカレントピークまでマウスで引きず
るようにして移動させる（ドラッグする）。表示領域３
５には、クリックされた白三角マークに対応する同定テ
ーブル内のデータ（保持時間を含む）をその移動量分だ
け変化させた値が変更データとして表示され、この変更
データが同定情報Ｄiとして定性部２０に入力される。
ただし、記憶部１２に格納された同定テーブルのデータ
には変更が加えられない。白三角マークの移動により、
この変更データに含まれる保持時間がＢＡＮＤの値によ
って決まる許容範囲内でカレントピークのピーク時刻と
一致すると、定性部２０は、クリックされた白三角マー
クの成分がカレントピークに対応すると判定する。そし
て、カレントピークは同定済みであるとして、クリック
された白三角マークを黒三角マークに変えるとともに、
カレントピーク同定後の同定率を計算して表示領域３７
に表示する。このような手動の同定処理は、未同定のピ
ークすべてについて行なわれる。

【００１７】上記からわかるように本実施例では、自動
同定部１４で同定できない成分（未同定成分）が存在し
ても、人間の判断に基づく同定情報Ｄiを利用すること
により、同定テーブルを変更することなく、未同定成分
を同定することができる。

【００１８】上記の手動クロマト同定によって（ステッ
プＳ１８）により全ての未同定成分が同定された後、定
性処理装置１０は、定性結果Ｄrすなわちクロマトグラ
ムの各ピークに対応する成分名等を各ピークの面積や保
持時間等とともに報告書として出力する（ステップＳ２
２）。また、定性結果を同定テーブル内のデータと複合
し、定性結果ファイルとしてＡＳＣＩＩ形式等のテキス
ト形式で出力する（ステップＳ２４）。この定性結果フ
ァイルは図５に示すような構成であって、各成分に対し
て密度や炭素数等を算出するための係数を必要に応じて
設定できるようになっている。例えば石油化学分析等で
は、このような機能を利用して、密度や炭素数の他、重
量感度やオクタン化率等の成分組成データを算出するた
めの係数を定性結果ファイルに持たせるとよい。

【００１９】次のステップＳ２６では、このような定性
結果ファイルを読み込んで定量計算等の各種演算を行な
う。このとき、入力部１６からデータを入力して密度や
炭素数、重量感度、オクタン化率等に対応する係数を予
め定性結果ファイルに設定しておくと、これらの係数を
各成分に対応する（クロマトグラムの）ピークの面積値
に乗じることにより、試料の炭素数、重量感度、オクタ
ン化率等を求めることができる。したがって本実施例で
は、従来のように試料の炭素数、重量感度、オクタン化
率等を算出する際に定性結果ファイルを別途作成したテ
ーブルと照合するという作業を不要とすることができ
る。また、定性結果ファイルはテキスト形式で作成され
ているため、定性処理装置１０から出力される定性結果
ファイルをそのまま使用して、ユーザにおいて自由に演
算処理を行なうことができ、ステップＳ２６の各種演算
を汎用の表計算ソフトウェアに行なわせることも可能で
ある。したがって、従来のように各種の演算のために定
性結果ファイルを変換するという作業も不要となる。

【００２０】以上において説明した本実施例の定性処理
装置１０は、例えば、パソコンで動作するソフトウェア
により実現することができ、この場合には、汎用の表計
算ソフトウェアを利用することにより、同一のパソコン
で定量計算等の各種演算（ステップＳ２６）も行なうこ
とができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、同定テーブルを変更す
ることなく未同定成分を同定することができるため、従
来のように同定テーブルを変更してクロマト同定を行な
うという処理を繰り返す必要がない。したがって、多く
の成分を含む試料に対しても短時間で定性処理を終了さ
せることができる。また、不純物の混入等により成分に
多少ばらつきがある一群の試料についても、同一の同定
テーブルを使用することができるため、短時間で定性処
理を終了させることができる。これにより、試料の定量
結果等、定性結果に基づく各種演算の結果も短時間で得
られる。さらに、未同定成分が存在しても同定テーブル
の変更作業が不要であるため、同定テーブルのデータと
して必ずしも厳密な値を設定しなくともよい。したがっ
て、同定テーブルの作成が容易になるという利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例である定性処理装置の構成
を示すブロック図。

【図２】 クロマト分析を行なって試料に含まれる各成
分を同定するために用いられる装置の一例を示すブロッ
ク図。

【図３】 クロマト分析を行なって試料に含まれる各成
分を同定し、試料の定性及び定量を終了するまでの処理
内容を示すフローチャート。

【図４】 同定テーブルの構成を示す図。

【図５】 本発明の一実施例である定性処理装置から出
力される定性結果ファイルの構成を示す図。

【図６】 本発明の一実施例である定性処理装置の表示
部における表示の一例を示す図。

【図７】 従来の定性処理を示すフローチャート。

【符号の説明】

１０…定性処理装置 １２…記憶部 １４…自動同定部 １６…入力部 １８…表示部 ２０…定性部 Ｄc …クロマト解析データ Ｄi …同定情報 Ｄr …定性結果

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料のクロマトグラフ分析によって得ら
   れるクロマトグラムに基づいて算出されたクロマト解析
   データを所定の同定テーブルの値と照合することによ
   り、前記クロマトグラムの各ピークに対応する成分を同
   定する自動同定手段を有する定性処理装置において、 ａ）前記クロマトグラムの各ピークのうち自動同定手段
   によって同定することができなかった未同定成分のピー
   クについて、クロマト解析データを前記同定テーブルの
   値とともに表示する表示手段と、 ｂ）前記未同定成分を同定する情報を操作者が外部から
   入力する入力手段と、 ｃ）入力手段によって入力された情報を用いることによ
   り前記同定テーブルを変更することなく試料の定性を行
   なう定性手段と、 を備えることを特徴とする定性処理装置。