JP3700368B2 - Chromatographic data processor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体クロマトグラフ分析やガスクロマトグラフ分析にて取得されたデータを解析処理するためのクロマトグラフ用データ処理装置に関し、更に詳しくは、複数の試料を連続的に測定する場合において前試料が完全にカラムから排出される前に次の試料をカラムに導入する、いわゆるオーバラップインジェクションに適したクロマトグラフ用データ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液体クロマトグラフ分析装置(以下「LC分析装置」という)では、カラムに一定流量で溶離液を流しておき、該溶離液に試料液を注入して該試料液をカラムに導入し、該カラムを通過する間に時間軸方向に分離して溶出する各試料成分をカラム出口に設けた検出器にて検出する構成となっている。検出器にて検出された信号はパーソナルコンピュータ等を利用したデータ処理装置において解析処理され、横軸を経過時間、縦軸を相対信号強度とするクロマトグラムが作成される。
【0003】
上記クロマトグラフ分析では、通常、試料がカラムに導入された後に該試料に含まれる成分がカラム出口に到達する迄には所定の遅延時間を要する。従って、溶離液への試料注入時点から検出信号の収集を開始し、該試料注入時点をクロマトグラム上で経過時間ゼロとすると、上記所定の遅延時間が経過する迄はクロマトグラムには何等変化が生じない。そこで、複数の試料を連続的に測定する場合、前の試料成分がカラムから完全に出終わる前に次の試料をカラムに導入する、いわゆるオーバーラップインジェクションの手法を利用すると、分析をより効率的に行なうことができる。
【0004】
図5は、カラム15内の試料液の移動状態をもってオーバーラップインジェクションの動作を示した概念図である。図5(a)においてまず試料Aがカラム15に導入され、該試料A中の各成分はカラム15内を進むに伴い図5(b)に示すようにカラム15長手方向に広がる。所定の遅延時間後に、試料Bをカラム15に導入する。このとき、試料A中の成分のうちの最も遅れて進む成分は、試料Bよりも遙かに前方に在る。カラム15に導入された試料B中の各成分も、試料Aと同様に、カラム15内を進むに伴い図5(c)に示すようにカラム15長手方向に広がる。しかしながら、充分な遅延時間をもって試料Bが注入されれば、試料Bの成分のうち最も先行して進む成分が試料Aの最後尾に追いつくことはない。
【0005】
すなわち上記オーバーラップインジェクションでは、試料中の各成分の保持時間が考慮され、オーバーラップ時間は、後から注入される試料B中の最も先行して進む成分の保持時間よりも短くなるように、或いは、後から注入される試料B中の成分のうち解析に利用し得る成分で且つ最も先行して進む成分の保持時間よりも短くなるように各試料注入のスケジューリングが行なわれる。勿論、この場合、後から注入された試料Bに対する検出信号は前の試料Aがカラム15から出終わる迄取得することができない。従って、データ処理を行なうに際しては、試料Bの注入時点から該試料Bに対する検出信号の取得を開始する迄の時間をオフセットさせて、つまり検出信号がゼロであると看做してクロマトグラムを作成する必要がある。
【0006】
図6は、従来のデータ処理装置において作成されるクロマトグラムの一例を示す図であって、(a)は試料Aに対するクロマトグラム、(b)は試料Bに対するクロマトグラムである。図6中のt1がオーバーラップ期間であって、試料Aに対するクロマトグラムでは、該オーバーラップ期間t1中に収集された検出信号が反映されており、試料Bに対するクロマトグラムではこのオーバーラップ期間t1の信号はゼロ(つまりベースライン)とされる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、試料Bに予期せぬ物質が含まれていた場合には、試料Bを解析するのに重要な一部の成分がカラム15内で試料Aの最後尾の成分に追いついてしまうことがある。例えば、仮に試料Bを単独でクロマトグラフ分析したならば図6(b)に示すピークPxがクロマトグラムに出現するような場合であっても、上記オーバーラップインジェクションによる分析では、試料Bのクロマトグラム上に該ピークPxは現われない。このため、もし該ピークPxの成分が試料Bを解析する上で重要な成分であったとすると、該ピークPxの欠落により分析の正確性が大きく損なわれることになる。(なお、試料Aのクロマトグラム上では、該ピークPxに対する成分がピークPBとして現われるが、試料Aの解析に際して、通常、このピークPBの影響は適当な処理により排除することができる。)
【0008】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、例えばオーバーラップインジェクションを行なう場合にも、解析の正確性を損なわないクロマトグラムが作成できるクロマトグラフ用データ処理装置を提供することにある。
【0009】
【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、クロマトグラフ分析部の検出器により得られた検出信号を解析処理するクロマトグラフ用データ処理装置において、
a)前記検出信号が入力される一系統のデータ入力チャンネルと、
b)それぞれ非同期にデータの蓄積を開始することが可能な複数のデータ収集タスクと、
c)前記データ入力チャンネルに入力されたデータを前記複数のデータ収集タスクに並列に与えるデータ分岐部と、
d)前記複数のデータ収集タスクにそれぞれ蓄積開始及び終了の指示を与える制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明に係るクロマトグラフ用データ処理装置は、例えばオーバーラップインジェクションによる分析時に有効である。オーバーラップインジェクション分析時に、クロマトグラフ分析部において第1の試料が注入されると、制御手段は第1のデータ収集タスクにデータの蓄積の開始を指示する。第1のデータ収集タスクは、データ分岐部を介して、データ入力チャンネルに入力された検出信号(アナログ検出信号又は該信号をデジタル化したデータ)を、例えばメモリの所定領域に格納し始める。クロマトグラフ分析部において第1の試料に引き続いて第2の試料が注入されると、制御手段は第2のデータ収集タスクにデータの蓄積の開始を指示する。従って、第2のデータ収集タスクは第1のデータ収集タスクよりも所定時間(第1及び第2の試料の注入時刻の差)だけ遅れてデータの蓄積を開始する。このとき、第1のデータ収集タスクはデータの蓄積を継続しているので、第2の試料が注入された時点以降、蓄積の終了が指示される迄は、同一のデータが第1及び第2のデータ収集タスクの両方に収集される。
【0011】
例えば、当該データ処理装置は、第1及び第2のデータ収集タスクがデータの蓄積を行なっている間に又は蓄積を終了した後に、蓄積したデータを用いてそれぞれクロマトグラムを作成する。すると、第1及び第2の試料に対するクロマトグラム上では、オーバーラップされた部分に同一形状のピーク波形が出現する。
従って、いずれのクロマトグラムにも、試料注入時からのピークを欠損することなく反映させることができる。
【0012】
【実施例】
以下、本発明に係るクロマトグラフ用データ処理装置の一実施例を図を参照して説明する。図1は本実施例のデータ処理装置を備えるLC分析システムの構成図である。このLC分析システムは、主として、試料を測定し解析に必要なデータを取得するLC分析部10と、該データに対し所定の波形処理や演算処理を行なって定性分析や定量分析を実行するデータ処理部20とから成る。
【0013】
LC分析部10は、送液ポンプ12を含む送液ユニット11、オートインジェクタ13、カラム15を内装するカラムオーブン14、検出器16、A/D変換器を含む入力インタフェイス部17、及び上記各部に動作制御信号を送るコントローラ18から成る。一方、データ処理部20はパーソナルコンピュータにより具現化され、CPU等を備える中央制御部21、ディスプレイ22、入力手段であるキーボード23及びマウス24、ハードディスク、光ディスク、メモリカード等の外部記憶装置25、及びプリンタ26から構成される。中央制御部21には所定のソフトウエアが搭載され、該ソフトウエアをCPU上で実行させることにより後述のようなデータ収集処理が達成される。
【0014】
図2は、データ処理部20におけるデータ収集処理を機能的に示す図である。
入力インタフェイス部17の出力に接続される1系統のデータ入力チャンネル30は、複数のデータ収集タスク31、32、33、…に分岐して並列に接続されている。各データ収集タスク31、32、33、…は、外部記憶装置25又は中央制御部21内部のメモリに確保されているデータ記憶領域a、b、c、…に順次データを書き込む機能を有している。データ収集制御部34は、各データ収集タスク31、32、33、…に対し独立に(非同期に)書込み開始及び終了を指示する。データ収集タスク31、32、33、…において書込み開始指示から終了指示迄の間に収集されたデータは、通常一個のファイルとして保存され、このデータを解析することにより後述のクロマトグラムが作成されるほか、定性分析や定量分析等がなされる。
【0015】
図3は、上記LC分析システムにおいてオーバーラップインジェクションを行なう場合のデータ収集動作を示す概念図である。図3を参照しつつデータ収集動作を説明する。測定者は、ディスプレイ22の画面を見ながらキーボード23やマウス24を操作することにより、分析スケジュールを作成する。分析スケジュールは、複数の試料の分析順序を決めるためのものであり、試料名又は試料番号、試料注入量、分析時間、オーバーラップ時間、注入条件等が入力設定される。
【0016】
分析の開始が指示されると、中央制御部21は上記分析スケジュールに従って、1番目の試料Aを選択して注入するようにコントローラ18に指示信号を送る。これにより、オートインジェクタ13は送液ポンプ12から送られる溶離液中に所定量の試料Aを注入する。データ収集制御部34は、試料Aの注入と同時に、第1データ収集タスク31に対しデータ収集開始の指示を送る(図3中の時刻ta)。第1データ収集タスク31は、データ入力チャンネルに入力される時系列データを記憶領域aに書き込み始める。
【0017】
図5(b)に示したように、試料液A中の各成分はカラム15を通過する間にその保持時間の相違により、カラム15長手方向に広がる。中央制御部21は、試料Aの注入指示の後、試料Aの分析時間が経過する時点(図3中の時刻tc)からオーバーラップ時間だけ遡った時点(図3中の時刻tb)で、2番目の試料Bを選択して注入するようにコントローラ18に指示する。またデータ収集制御部34は、試料Bの注入と同時に、第2データ収集タスク32に対しデータ収集開始を指示する。第2データ収集タスク32には第1データ収集タスク31と並列にデータが与えられるので、同一の時系列データを記憶領域bに書き込み始める。
【0018】
データ収集制御部34は、試料Aの試料注入後に該試料Aの分析時間が経過したならば、第1データ収集タスク31に対しデータ収集終了の指示を送る(図3中の時刻tc)。これにより、第1データ収集タスク31は時系列データの記憶領域aへの書込みを停止する。この結果、記憶領域aには試料Aの注入開始時点から分析時間が経過する迄に検出器16により得られたデータが格納される。また、同様にして、第2データ収集タスク32の記憶領域bには試料Bの注入開始時点から分析時間が経過する迄に検出器16により得られたデータが、第3データ収集タスク33の記憶領域cには3番目の試料Cの注入開始時点から分析時間が経過する迄に検出器16により得られたデータが格納される。
【0019】
図4は、このようにして収集されたデータを利用して作成されるクロマトグラムの一例であって、(a)は試料Aに対するクロマトグラム、(b)は試料Bに対するクロマトグラムである。このようなクロマトグラムの作成処理は、データ収集とほぼ同時に、つまりリアルタイムで行なってディスプレイ22の画面上に表示する構成とすることもできるし、一旦データ収集のみを行ない、蓄積されたデータを用いてクロマトグラムを作成する構成とすることもできる。
【0020】
図4(b)に示したクロマトグラムでは、図6(b)に示した従来のクロマトグラムと異なり、オーバーラップ期間t1に試料Aのクロマトグラムのオーバーラップ期間t1と同一形状のピーク波形が現われている。この例では、試料Bに含まれる成分のうちで最も迅速にカラム15を通過する成分が、試料Aに含まれる成分のうちで最も遅くカラム15を通過する成分に追いついている。このため、図4(a)に示すクロマトグラム上で、オーバーラップ期間t1に試料Bの成分によるピークPBが出現している。逆に、図4(b)に示すクロマトグラム上では、オーバーラップ期間t1に試料Aの成分によるピークPAが出現している。
【0021】
このように、その試料に含まれない成分によるピークは、一種のノイズと看做すことができる。従って、通常の適切な解析処理を実行することにより、不所望のピークを排除して試料の定性分析や定量分析を実行することができる。
【0022】
なお、上記実施例の説明はオーバーラップインジェクションによる分析の場合について行なったが、本発明に係るデータ処理装置の利用はこれに限らない。例えば、或る一つの長時間のクロマトグラフ分析を行なって第1データ収集タスク31によりデータを収集している期間途中に、一部分のデータを第2データ収集タスク32により収集することが可能である。これにより、例えば、第1データ収集タスク31により収集したデータをリアルタイムで処理してそのクロマトグラムをディスプレイ22の画面上に表示させながら、特定のピークが該クロマトグラムに現われたときに測定者がキーボード23又はマウス24を操作して、該ピークを保持時間の起点とする別のクロマトグラムを作成することができる。
【0023】
また、上記実施例は一例であって、本発明の趣旨に沿った範囲で適宜変形や修正を行なえることは明らかである。
【0024】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るクロマトグラフ用データ処理装置によれば、例えばオーバーラップインジェクションを行なう場合にも、オーバーラップ部分のデータを各試料のクロマトグラム上に反映させることができる。従って、必要なピークの欠損がなくなり、各試料の分析がより正確に行なえる。また、試料注入のタイミングの自由度が増すので、従来のように厳密な試料注入のスケジューリングを行なう必要がなくなる。このため、測定者の負担が軽減される。
【0025】
更に、従来でも検出器からのアナログ検出信号を複数の入力インタフェイス部に並列に導入し、該入力インタフェイス部に対応したデータ収集タスクによりデータを非同期に格納する構成とすることは可能であった。しかしながら、このような構成では、入力インタフェイス部を複数用意する必要がありコスト上昇が大きいため、実際上オーバラップインジェクションが行なわれることは少なかった。これに対し、本発明に係るクロマトグラフ用データ処理装置によれば、ソフトウエアのみにより非同期に複数チャンネルのデータ収集ができるので、コスト上昇が少なく、オーバラップインジェクションが利用し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例であるクロマトグラフ用データ処理装置を備えるLC分析システムの構成図。
【図2】 図1のLC分析システムにおけるデータ処理部のデータ収集処理を機能的に示す図。
【図3】 オーバーラップインジェクションを行なう場合のデータ収集動作を示す概念図。
【図4】 本実施例のデータ処理装置において作成されるクロマトグラムの一例を示す図。
【図5】 オーバーラップインジェクション時のカラム内の試料液の移動状態を示す概念図。
【図6】 従来のデータ処理装置において作成されるクロマトグラムの一例を示す図。
【符号の説明】
10…LC分析部
13…オートインジェクタ
15…カラム
16…検出器
17…入力インタフェイス部
20…データ処理部
21…中央制御部
22…ディスプレイ
23…キーボード
24…マウス
25…外部記憶装置
30…データ入力チャンネル
31、32、33…データ収集タスク
34…データ収集制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a chromatographic data processing apparatus for analyzing and processing data acquired by liquid chromatographic analysis or gas chromatographic analysis, and more particularly, when a plurality of samples are continuously measured, The present invention relates to a chromatographic data processing apparatus suitable for so-called overlap injection, in which the next sample is introduced into a column before being completely discharged from the column.
[0002]
[Prior art]
In a liquid chromatographic analyzer (hereinafter referred to as “LC analyzer”), an eluent is allowed to flow through a column at a constant flow rate, a sample liquid is injected into the eluent, the sample liquid is introduced into the column, and the column is Each sample component that is separated and eluted in the time axis direction while passing is detected by a detector provided at the column outlet. The signal detected by the detector is analyzed by a data processing device using a personal computer or the like, and a chromatogram is created with the elapsed time on the horizontal axis and the relative signal intensity on the vertical axis.
[0003]
In the chromatographic analysis, usually, a predetermined delay time is required until the components contained in the sample reach the column outlet after the sample is introduced into the column. Therefore, when collection of detection signals is started from the point of sample injection into the eluent and the elapsed time is zero on the chromatogram, there is no change in the chromatogram until the predetermined delay time has elapsed. Does not occur. Therefore, when measuring multiple samples continuously, the analysis can be performed more efficiently by using the so-called overlap injection method, in which the next sample is introduced into the column before the previous sample components are completely removed from the column. Can be done.
[0004]
FIG. 5 is a conceptual diagram showing the operation of overlap injection with the state of movement of the sample liquid in the
[0005]
That is, in the overlap injection, the retention time of each component in the sample is considered, and the overlap time is shorter than the retention time of the most advanced component in the sample B to be injected later, or Then, each sample injection is scheduled so as to be shorter than the holding time of the component in the sample B to be injected later that can be used for analysis and the component that advances most first. Of course, in this case, the detection signal for the sample B injected later cannot be acquired until the previous sample A finishes coming out of the
[0006]
6A and 6B are diagrams showing an example of a chromatogram created in a conventional data processing apparatus. FIG. 6A is a chromatogram for sample A, and FIG. 6B is a chromatogram for sample B. FIG. In FIG. 6, t1 is an overlap period, and the chromatogram for the sample A reflects the detection signal collected during the overlap period t1, and the chromatogram for the sample B shows the overlap period t1. The signal is zero (ie baseline).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the sample B contains an unexpected substance, some components important for analyzing the sample B may catch up with the last component of the sample A in the
[0008]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to provide chromatographic data capable of creating a chromatogram that does not impair the accuracy of analysis even when, for example, overlap injection is performed. It is to provide a processing apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a chromatograph data processing apparatus for analyzing and processing a detection signal obtained by a detector of a chromatographic analyzer.
a) a data input channel to which the detection signal is input;
b) multiple data collection tasks each capable of starting data accumulation asynchronously;
c) a data branching unit that provides the data input to the data input channel in parallel to the plurality of data collection tasks;
d) control means for giving an instruction to start and end accumulation to each of the plurality of data collection tasks;
It is characterized by having.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The chromatographic data processing apparatus according to the present invention is effective, for example, at the time of analysis by overlap injection. When the first sample is injected in the chromatograph analysis unit during the overlap injection analysis, the control means instructs the first data collection task to start storing data. The first data collection task starts to store the detection signal (analog detection signal or data obtained by digitizing the signal) input to the data input channel via the data branching unit, for example, in a predetermined area of the memory. When the second sample is injected subsequent to the first sample in the chromatographic analysis unit, the control means instructs the second data collection task to start storing data. Therefore, the second data collection task starts to accumulate data after a predetermined time (difference between the injection times of the first and second samples) from the first data collection task. At this time, since the first data collection task continues to accumulate data, the same data is stored in the first and second data until the end of accumulation is instructed after the second sample is injected. Collected in both data collection tasks.
[0011]
For example, the data processing apparatus creates a chromatogram using the accumulated data while the first and second data collection tasks are accumulating data or after the accumulation is completed. Then, on the chromatogram for the first and second samples, a peak waveform having the same shape appears in the overlapped portion.
Therefore, any chromatogram can be reflected without loss of the peak from the sample injection.
[0012]
【Example】
An embodiment of a chromatographic data processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an LC analysis system including a data processing apparatus according to the present embodiment. This LC analysis system mainly includes an
[0013]
The
[0014]
FIG. 2 is a diagram functionally illustrating the data collection process in the
One
[0015]
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a data collection operation when overlap injection is performed in the LC analysis system. The data collection operation will be described with reference to FIG. The measurer creates an analysis schedule by operating the
[0016]
When the start of analysis is instructed, the
[0017]
As shown in FIG. 5B, each component in the sample liquid A spreads in the longitudinal direction of the
[0018]
If the analysis time of the sample A elapses after the sample A is injected, the
[0019]
FIG. 4 is an example of a chromatogram created using the data collected in this way, where (a) is a chromatogram for sample A and (b) is a chromatogram for sample B. Such a chromatogram creation process can be performed almost simultaneously with data collection, that is, in real time and displayed on the screen of the
[0020]
In the chromatogram shown in FIG. 4B, unlike the conventional chromatogram shown in FIG. 6B, a peak waveform having the same shape as the overlap period t1 of the chromatogram of the sample A appears in the overlap period t1. ing. In this example, the component that passes through the
[0021]
Thus, a peak due to a component not included in the sample can be regarded as a kind of noise. Therefore, by executing normal appropriate analysis processing, it is possible to eliminate unwanted peaks and perform qualitative analysis or quantitative analysis of the sample.
[0022]
Although the above embodiment has been described in the case of analysis by overlap injection, the use of the data processing apparatus according to the present invention is not limited to this. For example, a part of data can be collected by the second data collection task 32 during a period in which a certain long-time chromatographic analysis is performed and the data is collected by the first data collection task 31. . Thus, for example, when the specific peak appears on the chromatogram while the chromatogram is displayed on the screen of the
[0023]
Moreover, the said Example is an example and it is clear that a deformation | transformation and correction can be performed suitably in the range along the meaning of this invention.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the chromatographic data processing apparatus of the present invention, for example, even when overlap injection is performed, the data of the overlap portion can be reflected on the chromatogram of each sample. Therefore, a necessary peak defect is eliminated and each sample can be analyzed more accurately. In addition, since the degree of freedom of sample injection timing is increased, it is not necessary to perform strict sample injection scheduling as in the prior art. For this reason, the burden on the measurer is reduced.
[0025]
Further, conventionally, it is possible to adopt a configuration in which analog detection signals from a detector are introduced in parallel to a plurality of input interface units, and data is stored asynchronously by a data collection task corresponding to the input interface units. It was. However, in such a configuration, since it is necessary to prepare a plurality of input interface units and the cost increases greatly, it is rare that overlap injection is actually performed. On the other hand, according to the chromatographic data processing apparatus of the present invention, data acquisition of a plurality of channels can be performed asynchronously only by software, so that there is little increase in cost and it is easy to use overlap injection.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an LC analysis system including a chromatograph data processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram functionally showing data collection processing of a data processing unit in the LC analysis system of FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a data collection operation when overlap injection is performed.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a chromatogram created by the data processing apparatus according to the present embodiment.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a movement state of a sample solution in a column at the time of overlap injection.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a chromatogram created by a conventional data processing apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
a)前記検出信号を入力する一系統のデータ入力チャンネルと、
b)それぞれ非同期にデータの蓄積を開始することが可能な複数のデータ収集タスクと、
c)前記データ入力チャンネルに入力されたデータを前記複数のデータ収集タスクに並列に与えるデータ分岐部と、
d)前記複数のデータ収集タスクにそれぞれ蓄積開始及び終了の指示を与える制御手段と、
を備えることを特徴とするクロマトグラフ用データ処理装置。In the chromatographic data processing apparatus for analyzing and processing the detection signal obtained by the detector of the chromatographic analysis unit,
a) a data input channel for inputting the detection signal;
b) multiple data collection tasks each capable of starting data accumulation asynchronously;
c) a data branching unit that provides the data input to the data input channel in parallel to the plurality of data collection tasks;
d) control means for giving an instruction to start and end accumulation to each of the plurality of data collection tasks;
A chromatograph data processing apparatus comprising:
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