JP5146344B2 - Chromatographic data processing device - Google Patents

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JP5146344B2 JP2009026830A JP2009026830A JP5146344B2 JP 5146344 B2 JP5146344 B2 JP 5146344B2 JP 2009026830 A JP2009026830 A JP 2009026830A JP 2009026830 A JP2009026830 A JP 2009026830A JP 5146344 B2 JP5146344 B2 JP 5146344B2
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康敬 水戸
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株式会社島津製作所
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本発明は、液体クロマトグラフ(LC)などのクロマトグラフで得られるデータを処理するデータ処理装置に関し、さらに詳しくは、検出器としてフォトダイオードアレイ検出器などのマルチチャンネル型検出器を用いたクロマトグラフ用のデータ処理装置に関する。 The present invention relates to a data processing apparatus for processing data obtained by chromatography such as liquid chromatography (LC), more particularly, chromatograph using a multichannel detector such as a photodiode array detector as the detector It relates to a data processing apparatus of use.

液体クロマトグラフ(LC)などのクロマトグラフでは、試料に含まれる成分に対応したピークが出現したクロマトグラムを得ることができる。 The chromatograph such as a liquid chromatograph (LC), it is possible to obtain the chromatogram peak corresponding to the components contained in the sample appeared. しかしながら、クロマトグラムに現れている単一形状に見えるピークが必ずしも単一成分によるものであるとは限らず、カラムで十分に分離されなかった複数の成分が重なっている場合もあり得る。 However, not limited to the peaks appear as a single shape appearing in the chromatogram is necessarily due to a single component, there may be a case that overlaps a plurality of components that are not well separated in the column. そこで、従来より、クロマトグラムのピークが単一成分によるものであるか否かを調べるために、ピーク純度判定処理が行われている。 Therefore, conventionally, the peak of the chromatogram in order to investigate whether or not due to a single component, peak purity determination processing is performed.

非特許文献1には、フォトダイオードアレイ(PDA)検出器を用いた液体クロマトグラフで得られるクロマトグラム上のピーク純度判定処理の手法が開示されている。 Non-Patent Document 1, the method of peak purity determination process on the chromatogram obtained by liquid chromatography using a photodiode array (PDA) detector is disclosed. PDA検出器では、試料による所定の波長範囲に亘る吸収スペクトルを短時間で測定することができるため、これを検出器とした液体クロマトグラフでは、時間、波長、及び信号強度の3つのディメンジョンを有する3次元データを取得することができる。 The PDA detector, it is possible to measure in a short time absorption spectrum over a predetermined wavelength range by the sample, the liquid chromatograph to as detector, with time, wavelength, and the three dimensions of the signal strength 3-dimensional data can be acquired. そこで上記文献では、次のような2つ方法によるピーク純度判定が提案されている。 Therefore, in the above document, it is proposed peak purity determination by two methods as follows.

〔方法1〕クロマトグラム上の或るピークの純度を判定する際に、そのピークトップ、ピーク上昇スロープ、及びピーク下降スロープの3点における吸収スペクトルのパターンを比較し、ピークトップにおけるスペクトルパターンとピーク上昇スロープにおけるスペクトルパターンとの一致度、及び、ピークトップにおけるスペクトルパターンとピーク下降スロープにおけるスペクトルパターンとの一致度、をそれぞれ求める。 [Method 1] in determining the purity of certain peaks on the chromatogram, the peak top, compared peaks rising slope, and the pattern of the absorption spectrum in three peaks descending slope, the spectral pattern and peak at the peak top determining the degree of coincidence between the spectral pattern at elevated slope, and, the degree of coincidence with the spectral pattern in the spectral pattern peaks descending slope at the peak top, respectively. そして、その2つの一致度の平均値を求め、それが予め定めた閾値に比べて大きいか否かにより、単一ピークであるか否かを判定する。 Then, the average value of the two matching degrees calculated, depending on whether it is larger than the predetermined threshold value, determines whether the single peak. スペクトルの一致度の求め方は例えば特許文献1などにより詳しく開示されている。 Matching degree of obtaining the spectrum is disclosed, for example in more detail in Patent Document 1.

〔方法2〕ピークトップの吸収スペクトルとピーク開始時点からピーク終了時点までの各吸収スペクトルとの間の類似度と閾値とを計算し、[類似度]−[閾値]の値を時間軸に対しプロットして、そのピークが現れている時間中に[類似度]−[閾値]の値が負になることがあるか否かを判断することにより、ピークの純度を判定するものもある(非特許文献2)。 [Method 2] to calculate the similarity with a threshold value between each absorption spectrum from absorption spectra and peak start time of the peak top to peak end time, [similarity] - with respect to the time axis the value of the threshold] plotted, the [similarity] during the time when a peak appears - by determining whether the value of [the threshold] may become negative, and some to determine the purity of the peak (non Patent Document 2).

しかしながら、上記方法1では、比較的簡単に計算が可能であるが、溶出ピークの全プロファイルを精査していないため、例えばピークの端部付近に不純物が重なっていた場合には検知できず、単一ピークであると誤判定するおそれがある。 However, in the method 1, although it is possible to relatively easy to calculate, since no review all profiles of elution peak can not be detected if the impurity is overlap in the vicinity of the end portion of the example peak, single there is erroneous determination that the first peak. また、一致度の平均値をを判定するための閾値を予め与える必要があるが、その確からしさを統計学的に担保することはできない。 Further, it is necessary to provide a threshold value for determining the average value of the degree of coincidence in advance, it is not possible to statistically ensure its likelihood.

一方、方法2では、閾値を決めるためにノイズレベルを条件として設定する必要があるが、PDA検出器ではノイズレベルは波長毎に異なる。 On the other hand, in the method 2, it is necessary to set the noise level as a condition to determine the threshold, the noise level in the PDA detector is different for each wavelength. また、ベースライン上でのノイズレベル(不確定分)が、信号強度が高い部分での不確定さと等しいという保証もない。 The noise level (uncertainty) on baseline signal strength is no guarantee that uncertainty is To equal at high part. このため、方法2によりピーク純度を正確に判定するには、処理がかなり複雑になることが避けられず効率が悪い。 Therefore, the exactly determines peak purity by method 2, the process is inefficient inevitably be fairly complex.

また、いずれの方法でも、目的とするピークが単一成分によるものか否かという判定が可能なだけであり、単一成分でない場合に幾つの成分が重なっている可能性があるかという推定までは行うことができない。 Further, in any way, it is the peak of interest only capable determination of whether or not due to a single component, to estimate that there is a possibility that overlap many components when not a single component it is not possible to do.

特公平7−74761号公報 Kokoku 7-74761 Patent Publication No.

本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その主な目的は、煩雑な条件設定などをユーザが行うことなく且つ少ない計算量でもって、高い精度のピーク純度判定を行うことが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。 The present invention has been made in view of the above problems, its main purpose is to have in and a small amount of calculation without performing a user and complicated condition setting, it is possible to perform peak purity determination of high accuracy to provide a data processing apparatus for chromatography.

上記課題を解決するために成された本発明は、マルチチャンネル型検出器を検出器としたクロマトグラフで収集される、時間、チャンネル、及び信号強度をディメンジョンとする3次元データを処理するクロマトグラフ用データ処理装置であって、前記データに基づいて作成されるクロマトグラムに存在するピークの純度を判定するクロマトグラフ用データ処理装置において、 The present invention was made in order to solve the above problems, it is collected in a chromatograph as a detector multi-channel detector, time, chromatographed processing channel, and the three-dimensional data for the signal strength and dimension a use data processing device, the data process unit chromatographic determining the purity of the peaks present in the chromatogram that is created on the basis of the data,
a)目的とするピークの開始時点から終了時点までの時間範囲の全て又は一部の複数チャンネルの3次元データを抽出するデータ抽出手段と、 A data extracting means for extracting three-dimensional data of all or some of a plurality of channels of the time range from the start of the peak to a) object to the end point,
b)該データ抽出手段により抽出されたデータを行列要素とした行列を作成し、該行列に対して主成分分析を行い、第1主成分から第n主成分(nは2以上の整数)までの分散を計算する主成分分析手段と、 b) Create a the matrix and the extracted data matrix elements by said data extracting means, performs principal component analysis on this matrix, the first principal component to the n principal component (n is an integer of 2 or more) a principal component analysis means for calculating the variance,
c)前記主成分分析により得られた各主成分の分散から第1主成分の寄与率、又は第1主成分以降の累積寄与率を計算する寄与率算出手段と、 c) the contribution rate of the first principal component from the dispersion of each principal component obtained by the principal component analysis, or the contribution ratio calculating means for calculating a cumulative contribution ratio of the first principal component and later,
を備えることを特徴としている。 It is characterized in that it comprises.

本発明に係るクロマトグラフ用データ処理装置において、マルチチャンネル型検出器は、例えばフォトダイオードアレイ(PDA)検出器や波長走査型の紫外可視分光検出器であり、この場合、チャンネルとは波長のことである。 A data processing apparatus for chromatograph according to the present invention, a multi-channel detector, eg a photodiode array (PDA) detector and a wavelength scanning ultraviolet-visible spectroscopy detector, in this case, it wavelengths and channel it is. また、マルチチャンネル型検出器として質量分析計を用いることもでき、この場合、チャンネルとは質量電荷比(m/z値)のことである。 It is also possible to use a mass spectrometer as a multi-channel detector, in this case, the channel is that mass-to-charge ratio (m / z values). 特に、PDA検出器では多波長同時検出が可能であるため、狭い時間間隔で繰り返し吸光スペクトルデータの取得が可能である。 In particular, since the PDA detector is capable of multiwavelength simultaneous detection, it is possible to acquire repeated absorption spectrum data in a narrow time interval.

また、クロマトグラフは液体クロマトグラフ、ガスクロマトグラフのいずれでもよい。 Further, chromatographic may be either a liquid chromatograph, a gas chromatograph.

また、目的とするピークの開始時点及び終了時点は、例えば表示画面上に描出されたクロマトグラム上でユーザがマウス操作などにより指定できるようにしてもよいし、ピーク検出処理の結果、検出されたピークの開始時点及び終了時点が自動的に設定されるようにしてもよい。 Also, the beginning and end of the peak of interest, for example, a user on a chromatogram visualized on the display screen may be designated by a mouse operation, a result of the peak detection process, it was detected it may be the start point and end point of the peak is automatically set. 即ち、目的ピークやその開始時点/終了時点は手動で設定される場合も自動的に設定される場合も考えられる。 That is, the object peak and its start time / end time can also be considered when it is automatically set even if it is set manually.

いずれにしても、ピーク純度判定の対象となる目的ピークの開始時点及び終了時点、つまりピークの時間範囲が定まると、データ抽出手段は、例えばデータが格納されている記憶部から該当する時間範囲の3次元データを読み出す。 In any event, the start time and end time of object peak to be peak purity determination, that is, when the time range of the peak is determined, the data extracting means, for example, the time range corresponding from the storage unit in which the data is stored read out the three-dimensional data. このときに用いるデータは時間軸、チャンネル軸ともに全ての(つまり間引きのない)データであることが望ましいが、必ずしもそれに限るものではなく、例えば一部の複数のチャンネルのデータを用いてもよい。 The time data used in this case, it is desirable that all (ie no thinning) data channel axis both not necessarily limited thereto, may be used, for example the data of a portion of the plurality of channels.

主成分分析手段は、抽出されたデータを行列要素とする行列を作成し、これに対し主成分分析を実行する。 Principal component analysis means, the extracted data to create a matrix having matrix elements, contrary to execute the principal component analysis. 即ち、抽出されたデータが時間軸上ではN個、チャンネル軸上ではM個である場合、変量の数がM個、サンプル数がN個である行列を作成し、この行列に対して主成分分析を実行する。 That, the N is extracted data on the time axis, if the on channel axis is the M in number of M variables, to create a matrix number of samples is N pieces, a main component for this matrix to perform the analysis. 主成分分析により、第1主成分から第n主成分までのそれぞれの分散が求まる。 The principal component analysis, variance for each of the first principal component to the n principal component is obtained. nの最大値は変量の数で決まるが、必ずしもその最大値まで求める必要はなく、適宜の数で打ち切ることができる。 The maximum value of n is determined by the number of variables, but not necessarily seek to its maximum value, it can be aborted by the number of appropriate. 各主成分はそれぞれ、目的ピークに含まれる試料成分に対応する。 Each main component corresponds to a sample component contained in the object peak. また、分散の値が大きいほど、その主成分で元のデータを説明できると言える。 Also, the larger the value of the dispersion, it can be said that can explain the original data in the main component.

そこで、寄与率算出手段は、主成分分析により得られた各主成分の分散からまず第1主成分の寄与率を計算する。 Therefore, the contribution ratio calculating means calculates the contribution rate of the first first principal component from each major component of the dispersion obtained by the principal component analysis. 第1主成分の寄与率が十分に高ければ、第1主成分のみで元のデータを説明できる。 If the contribution of the first principal component is high enough, it can explain the original data only in the first principal component. 即ち、これは目的ピークに含まれる試料成分が1つであることを意味する。 In other words, this means that the sample components contained in the object peak is one. これに対し、第1主成分の寄与率が十分に高くない場合には、寄与率算出手段は第2主成分以降までの累積寄与率を順に計算する。 In contrast, when the contribution of the first principal component is not sufficiently high, the contribution ratio calculating means calculates the cumulative contribution rate up to the second principal component and subsequent in sequence. 例えば第2主成分までの累積寄与率が十分に高い場合には、互いに相関のない第1主成分及び第2主成分の2つで元のデータを説明できると言える。 For example, when the cumulative contribution rate up to the second principal component is sufficiently high, it can be said that can explain the original data two of the first principal component and the second principal component having no correlation with each other. 即ち、これは目的ピークに含まれる試料成分が2つであることを意味する。 In other words, this means that the sample components contained in the object peak is two. 累積寄与率が十分に高い値を示すまでこれを繰り返すことにより、目的ピークに含まれる試料成分が3以上であることも推定可能である。 By cumulative contribution ratio is repeated until showing a sufficiently high value, it is possible to estimate the sample components contained in the object peak is three or more.

本発明に係るクロマトグラフ用データ処理装置では、好ましくは、前記寄与率算出手段により計算された寄与率又は累積寄与率に基づいて、目的ピークに重なる成分の数を推定する純度推定手段、をさらに備える構成とするとよい。 In the data processing device for chromatograph according to the present invention, preferably, on the basis of the contribution rate or cumulative contribution ratio calculated by the contribution ratio calculating means, the purity estimation means for estimating the number of components overlapping the purposes peak, the more it may configured to include.

純度推定手段は、計算された寄与率又は累積寄与率を予め与えられた閾値と比較し、寄与率又は累積寄与率が閾値以上である場合に、その寄与率又は累積寄与率を与える主成分の数を試料成分の数であると推定すればよい。 Purity estimation means compares the calculated contribution ratio or the cumulative contribution ratio previously given threshold, if the contribution rate or the cumulative contribution ratio is equal to or greater than the threshold value, the main component gives the contribution rate or cumulative contribution ratio the number may be estimated to be the number of sample components. 閾値は例えば0.8(=80%)などと予め決めておいてもよいし、ユーザが適宜に設定できるようにしてもよい。 Threshold may be predetermined and, for example, 0.8 (= 80%), the user may be set as appropriate.

また本発明に係るクロマトグラフ用データ処理装置では、主成分分析により得られた各主成分と分散との関係を示すグラフを作成して表示画面上に描出するグラフ作成手段、をさらに備える構成とすることもできる。 In the data processing device for chromatograph according to the present invention, graph generator to render the create and display screen a graph showing the relationship between the dispersion and each principal component obtained by principal component analysis, and further comprising configure it is also possible to.

目的ピークが単一試料成分によるものである場合、つまり目的ピークが完全に純粋である場合には、第1主成分の分散のみが突出して大きくなり、第2以降の主成分の分散は全て小さくなる。 If the objective peak is due to a single sample components, i.e. when the objective peak is completely pure, distributed only in the first principal component is increased projects, distributed in the second and subsequent principal components are all small Become. また、目的ピークに含まれる試料成分が2つである場合には、第1主成分及び第2主成分の分散が突出して大きくなり、第3以降の主成分の分散は全て小さくなる。 Further, when a sample component contained in the object peak is two, the dispersion of the first principal component and the second principal component is increased to protrude, the dispersion of the third and subsequent principal components are all small. したがって、各主成分と分散との関係を示すグラフを表示すれば、ユーザはこのグラフを見てピークの純度(試料成分の重なり)を視覚的にすぐに認識することができる。 Therefore, by displaying a graph showing the relationship between the dispersion and the main component, the user can visually recognize quickly the purity of peak (overlapping sample components) looking at this graph. また、このグラフにより、寄与率や累積寄与率に基づく判定の適切性の確認を行うこともできる。 Further, this graph can also be confirmed adequacy of determination based on the contribution rate and the cumulative contribution ratio.

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、クロマトグラムに現れるピークに対応した3次元データの全て又はその多くを利用して、該ピークの純粋性を判定することができる。 According to the data processing device for chromatograph according to the present invention may utilize all or many its three-dimensional data corresponding to a peak appearing in the chromatogram, to determine the purity of the peak. したがって、例えばピークの端部付近にのみ他の試料成分が重なっているような場合でも、その重なりを正確に検知することができ、ピーク純度判定の精度を向上させることができる。 Thus, for example, even when the overlap other sample components only in the vicinity of the end portion of the peak, the overlapping of the can be detected accurately, it is possible to improve the accuracy of peak purity determination.

また本発明に係るクロマトグラフ用データ処理装置では、ピーク純度判定を行うために煩雑な条件やパラメータを設定する必要はなく、また演算自体もそれほど複雑でない。 In the data processing device for chromatograph according to the present invention it is also not necessary to set complicated conditions and parameters in order to perform a peak purity determination, also not so complicated computation itself. したがって、条件設定などのためにユーザに過大な負担を課すことがなく、ピーク純度判定も効率的に、つまり高いスループットでもって行うことができる。 Therefore, without imposing excessive burden on the user for such condition setting, the peak purity determination also can be efficiently carried out with a i.e. a high throughput.

さらにまた本発明に係るクロマトグラフ用データ処理装置では、ピークが単一成分でないと判定するだけでなく、重なっている試料成分の数も高い精度で推定することができるので、従来のピーク純度判定処理よりも有用な情報をユーザに提供することができる。 Further, in the data processing system for chromatography according to the present invention is also not only determines the peak is not a single component, it can be estimated by the high number of overlapping and sample components accuracy, conventional peak purity determination than processing it is possible to provide useful information to the user.

本発明に係るデータ処理装置を用いたクロマトグラフの一実施例である液体クロマトグラフの要部の構成図。 Configuration view of a main part of a liquid chromatograph according to an embodiment of chromatograph using a data processing apparatus according to the present invention. 本実施例の液体クロマトグラフで得られる3次元データとクロマトグラムの概念図。 Conceptual view of a three-dimensional data and chromatogram obtained with the liquid chromatograph of the present embodiment. 本実施例の液体クロマトグラフにおけるピーク純度判定処理手順を示すフローチャート。 Flowchart showing a peak purity determination procedure in the liquid chromatograph of the present embodiment. 本実施例の液体クロマトグラフで表示される主成分−分散値グラフの一例を示す図。 Main component is displayed by the liquid chromatograph of the present embodiment - shows an example of a dispersion value graph.

以下、本発明に係るデータ処理装置を用いたクロマトグラフの一実施例である液体クロマトグラフについて、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, the liquid chromatograph according to an embodiment of chromatograph using a data processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本実施例の液体クロマトグラフの要部の構成図である。 Figure 1 is a configuration diagram of a main part of the liquid chromatograph of the present embodiment. この液体クロマトグラフにおいて、送液ポンプ2は移動相容器1に収容されている移動相を吸引し、略一定流量でインジェクタ3を介してカラム4に送給する。 In the liquid chromatograph, liquid feed pump 2 sucks the mobile phase contained in the mobile phase container 1, is fed to the column 4 through the injector 3 at a substantially constant flow rate. インジェクタ3は所定のタイミングで予め用意された試料を移動相中に注入する。 The injector 3 injects a prepared sample at a predetermined timing in the mobile phase. 注入された試料液は移動相の流れに乗ってカラム4に導入され、カラム4を通過する間に試料液に含まれる各種の試料成分は分離され、時間的にずれてカラム4から溶出する。 Injected sample liquid is introduced into the column 4 on stream of mobile phase, the various sample components contained in the sample liquid while passing through the column 4 is separated, eluted from the column 4 shifted temporally.

カラム4の出口には、カラム4からの溶出液中の試料成分を検出するマルチチャンネル型検出器としてPDA検出器5が設けられている。 The outlet of the column 4, PDA detector 5 is provided as a multi-channel detector for detecting the sample components in the eluate from the column 4. PDA検出器5は、溶出液が流通する透明なフローセル51と、光源52と、フローセル51を透過した光を波長分散させる分光器53と、波長分散された光をほぼ同時に検出するPDA素子54と、を含む。 PDA detector 5 includes a transparent flow cell 51 of the eluate flows, a light source 52, the spectroscope 53 for wavelength dispersion of light transmitted through the flow cell 51, a PDA device 54 to substantially simultaneously detect the light wavelength dispersion ,including.

PDA検出器5による検出信号はA/D変換器6によりデジタル信号に変換されてデータ処理部7に入力され、一旦、データメモリ8に格納される。 Detection signals by the PDA detector 5 are input are converted into digital signals by the A / D converter 6 to the data processing unit 7, temporarily stored in the data memory 8. その後、データ処理部7ではデータメモリ8に格納されたデータに対し後述するような各種処理を実行する。 Then, to execute various processes as described below with respect to data stored in the data memory 8 in the data processing unit 7. 特にデータ処理部7は、後述するピーク純度判定処理を実施するための機能ブロックとして、データ抽出部71、主成分分析部72,寄与率計算部73、成分数判定部74、及び主成分−分散グラフ表示処理部75を備える。 Especially the data processing unit 7 includes, as functional blocks for performing the peak purity determination process to be described later, the data extraction unit 71, a principal component analysis unit 72, the contribution rate calculating section 73, component number determining unit 74, and the main component - the dispersion It comprises a graph display processing unit 75.

分析制御部9は制御部10からの指示に基づいて、送液ポンプ2などの各部をそれぞれ制御する。 Analysis control unit 9 based on an instruction from the control unit 10 controls each unit such as the liquid sending pump 2, respectively. 制御部10には分析担当者が操作するキーボードやマウスなどの操作部11や、測定結果などを表示するための表示部12が接続され、主としてそうしたユーザインターフェースに関与する。 The control unit 10 operation unit 11 such as a keyboard and a mouse analyst's operation, the measurement result display unit 12 for displaying the connected, primarily responsible for such user interface. なお、分析制御部9、制御部10、データ処理部7の機能の殆ど又は一部は、汎用のパーソナルコンピュータをハードウエアとし、これに予めインストールされた専用の制御/処理ソフトウエアを動作させることで実現する構成とすることができる。 Incidentally, the analysis control unit 9, the control unit 10, most or part of the functionality of the data processing unit 7, a general-purpose personal computer as hardware, pre-installed dedicated control / processing causing software to work with this in may be configured to be realized.

PDA検出器5は波長走査を行うことなく多波長同時検出が可能であるため、インジェクタ3により試料が移動相中に注入された時点から所定時間間隔で所定波長範囲の吸収スペクトルデータを取得することができる。 For PDA detector 5 is capable of multiwavelength simultaneous detection without performing wavelength scanning, the sample by the injector 3 to obtain the absorption spectrum data of a predetermined wavelength range at predetermined time intervals from the time that is injected into the mobile phase can. したがって、この液体クロマトグラフでは、図2(a)に示すような、時間、波長、信号強度の3つのディメンジョンを持つ3次元データが得られる。 Thus, in this liquid chromatograph, as shown in FIG. 2 (a), time, wavelength, three-dimensional data with three dimensions of the signal strength. 分析制御部9による制御の下に或る1つの試料に対する液体クロマトグラフ分析が実行されると、分析開始時点(試料注入時点)から分析終了時点までの3次元データがデータメモリ8に保存される。 When the liquid chromatography analysis for a certain one of the sample is performed, the three-dimensional data from the analysis start point (sample injection time) until end of analysis time is stored in the data memory 8 under the control of the analysis controller 9 .

次に、本実施例の液体クロマトグラフにおいてデータ処理部7を中心に実行される、特徴的なピーク純度判定処理について、図3及び図4を参照して説明する。 Then, the liquid chromatograph of the present embodiment is performed around the data processing unit 7, the characteristic peak purity determination processing will be described with reference to FIGS. 図3はこのピーク純度判定処理の手順を示すフローチャートである。 Figure 3 is a flow chart showing the procedure of the peak purity determination process.

分析担当者が操作部11で所定の操作を行うと、データ処理部7は表示部12の画面上に特定の波長のクロマトグラムを描出する。 When the analyst performs a predetermined operation on the operation unit 11, the data processing unit 7 renders chromatogram of a specific wavelength on the screen of the display unit 12. その際の波長は任意に指定可能である。 Wavelength at that time can be arbitrarily specified. 分析担当者はこのクロマトグラムを見ながら、ピーク純度判定を行いたい目的ピークのピーク開始時間tsとピーク終了時間teとを操作部11により指示する(ステップS1)。 Analyst while viewing the chromatogram, instructs via the operation unit 11 and the peak start time of the target peak you want to peak purity determination ts and peak end time te (step S1). 図2(b)は目的ピークとピーク開始時間ts及びピーク終了時間teの一例を示す図である。 Figure 2 (b) is a diagram showing an example of the object peak and peak start time ts and the peak end time te.

なお、分析担当者(ユーザ)自身が目的とするピークの開始時点及び終了時点を手動で指示する代わりに、目的ピークをユーザが指示すると、そのピークの開始時点及び終了時点が自動的に求められるようにしてもよい。 Instead of analyst (user) himself instructs the start time and end time of the peak of interest manually, when the target peak user instructs the start point and end point of the peak is automatically determined it may be so. また、ピーク検出自体を自動的に実行し、検出された全てのピークについて自動的に開始時点及び終了時点が設定されるようにしてもよい。 Also, automatically performs the peak detection itself, automatically beginning and end of all the peaks detected may also be set. こうしたピークの自動検出やピーク開始点及び終了点の検出は、従来一般に行われているピーク検出方法を用いて行うことができる。 Detection of automatic detection and peak start and end points of these peaks can be performed using a peak detection methods which are conventionally.

データ処理部7においてデータ抽出部71は、データメモリ8に格納されている3次元データの中から、指示されたピーク開始時間ts〜ピーク終了時間teに相当する全ての3次元データを抽出して読み出す(ステップS2)。 Data extraction section 71 in the data processing unit 7, from the three-dimensional data stored in the data memory 8, and extract all the three-dimensional data corresponding to the indicated peak start time ts~ peak end time te read (step S2). 以下、読み出された、ts〜teの時間範囲の多数の3次元データをまとめて抽出データ群という。 Hereinafter, read, that extracted data group together a number of 3-dimensional data in the time range of Ts~te. 抽出データ群に含まれるデータが、時間軸方向にはN個であり、波長軸方向の波長点がM個であるとすると、この抽出データ群全体は次の行列で表すことができる。 Data contained in the extracted data group is N-number in the time axis direction, the wavelength point of the wavelength axis direction is assumed to be the M, the entire extraction data group can be represented by the following matrix.
この行列Xの要素xijは、時間軸上でi、波長軸上でjの位置にあるデータ値、つまり信号強度値である。 Element xij of the matrix X, i on the time axis, the data value at the position of j on the wavelength axis, that is, a signal strength value.

上記行列は、変量の数がN個、サンプル数がM個、の行列である。 The matrix, number of N variates, the number of samples is M pieces, the matrix. 主成分分析部72はこの行列に対し主成分分析を実行し、第1主成分〜第n主成分の分散をそれぞれ計算する(ステップS3)。 Principal component analysis unit 72 performs principal component analysis for this matrix, calculating the variance of the first principal component to the n principal component, respectively (step S3). 主成分を求める場合のサンプルデータ数は、そのサンプルデータを定義するベクトル次数より多ければよい。 Sample data number of the case of obtaining the principal component may be the amount exceeds vector order to define the sample data. 主成分分析ではサンプルデータ空間のベクトル次元数と同数の次元数の主成分が求められ、サンプルデータの分散が最も多い軸を決める主成分を第1主成分、分散が2番目に大きい軸を決める主成分を第2主成分、以下、同様に、第n主成分が決まる。 Determining vector dimensionality as many number of dimensions main component of the sample data space is a need in the principal component analysis, the main component dispersion of sample data determines the largest axial first principal component, the axial dispersion is the second largest the main component second principal component, hereinafter, similarly, determines the n-th principal component.

第1主成分から第n主成分までの分散が求まると、主成分−分散グラフ表示処理部75は、横軸を主成分#、縦軸を分散値とし、各主成分の分散値を第1主成分から順に並べてプロットしたグラフを作成して、これを制御部10を介して表示部12上に描出する(ステップS4)。 If the dispersion of the first principal component to the n principal component is determined, the main component - the dispersion graph display processing unit 75, mainly of abscissa #, the vertical axis represents the dispersion value, the dispersion value of each principal component first from main component on the plot of side by side in order, to render on the display unit 12 via the control unit 10 (step S4). 判定対象であるクロマトグラムピークが単一試料成分由来のものであれば、有意な主成分は第1主成分のみになるため、第1主成分の分散値のみが第2以降の主成分の分散値に対し突出して大きくなる。 As long as the chromatogram peak from a single sample components to be determined, significant principal components to become only the first principal component, only the dispersion values ​​of the first principal component variance of the second and subsequent principal components increases protrude relative value. また、それに加えて第2主成分以降の分散値は殆ど等しくなる。 Further, the variance value of the second principal component since in addition to is almost equal.

一方、寄与率計算部73は、第1主成分〜第n主成分の各分散値を用い、まず第1主成分の寄与率を計算する(ステップS5)。 On the other hand, the contribution rate calculating section 73, using the variance value of the first principal component to the n principal component, first calculates the contribution rate of the first principal component (step S5). そして成分数判定部74は、算出された寄与率が閾値である0.8以上であるか否かを判定して(ステップS6)、0.8以上であれば、そのピークは純粋である、つまり1つの試料成分のみからなるものであると判断し(ステップS7)、その旨を知らせる表示を表示部12に行う(ステップS12)。 And component number determination section 74 is calculated contribution ratio is equal to or in a is 0.8 or larger than the threshold (step S6), and if at least 0.8, the peak is pure, that determines that consist solely of one sample component (step S7), and performs the display unit 12 to display informing to that effect (step S12).

第1主成分のみの寄与率が0.8未満である場合には、寄与率計算部73は第2主成分までの累積寄与率を計算し(ステップS8)、この累積寄与率が0.8以上であるか否かを判定する(ステップS9)。 If the contribution of the first principal component only is less than 0.8, the contribution ratio calculating unit 73 calculates the cumulative contribution rate up to the second principal component (step S8), and the cumulative contribution ratio is 0.8 determines a whether more (step S9). 第2主成分までの累積寄与率が0.8以上であれば、そのピークは2つの成分が重なって溶出したものであると判断し(ステップS10)、その旨を知らせる表示を表示部12に行う(ステップS12)。 If the cumulative contribution rate up to the second principal component is 0.8 or more, it is determined that the peak is obtained by elution overlap two components (step S10), and the display unit 12 to display informing to that effect (step S12). 第2主成分までの累積寄与率が0.8未満であれば、さらに第3主成分以降までの累積寄与率を計算して同様に閾値に対する判定を実行し、重なった成分数を求める(ステップS11)。 If the cumulative contribution rate up to the second principal component is less than 0.8, perform the judgment for threshold as well and further calculates the cumulative contribution ratio to the third principal component later, it obtains the number of overlapping components (step S11).

これにより、表示部12の画面上には、主成分と分散値との関係を示すグラフと、この関係に基づいて推定される目的ピークに重なっている成分数とが表示される。 Thus, on the screen of the display unit 12, a graph showing the relationship between the main component and the variance value, the number of components that overlap the object peak which is estimated is displayed based on this relationship. 図4(a)はピークが単一成分からなる場合のグラフの一例、図4(b)はピークが2つの成分からなる場合のグラフの一例である。 4 (a) shows an example of a graph when the peak consists of a single component, FIG. 4 (b) is an example of a graph when the peak is composed of two components.

なお、寄与率又は累積寄与率を判定する閾値の値は適宜に変更することができるほか、例えばユーザが操作部11などから自由に設定できるようにしてもよい。 The value of the threshold value for determining the contribution rate or cumulative contribution ratio may be freely set from the other, for example, a user operation unit 11 may be changed as necessary.

上記実施例では、収集した全ての3次元データの中から目的ピークに対応した所定の時間範囲の3次元データを切り出したが、必ずしも全ての波長点のデータを用いる必要はなく、部分的な波長範囲に含まれるデータや複数の離れた波長に対するデータを用いてもよい。 Above in the embodiment, although cut out 3-dimensional data in a predetermined time range corresponding to the intended peak among all the three-dimensional data collected, it is not always necessary to use all the data in the wavelength points, partial wavelength it may be used data for the data and a plurality of remote wavelength included in the range. 実用的には用いる波長は多いほうがよいが、理論的には最低2つの波長における所定の時間範囲のクロマトグラムデータを用いれば上記のような処理が可能である。 Wavelength used in practice is often the better but, theoretically possible processing as described above by using the chromatogram data in a predetermined time range in at least two wavelengths on.

また、上記実施例は本発明に係るデータ処理装置をPDA検出器を用いた液体クロマトグラフに適用したものであるが、PDA検出器の代わりに波長走査を行って所定波長範囲のスペクトルデータを収集する紫外可視分光検出器などを用いた液体クロマトグラフに適用できることは言うまでもない。 Further, the above embodiment is a data processing apparatus according to the present invention is applied to liquid chromatography using a PDA detector, collecting the spectral data in the predetermined wavelength range by performing a wavelength scan instead of PDA detector It can of course be applied to a liquid chromatograph using a ultraviolet-visible spectrophotometer detector.

また、収集されるデータが時間、波長、信号強度の3つのディメンジョンを持つデータでなく、波長に代えて他のディメンジョンを持つデータであってもよい。 Moreover, data collected time, wavelength, rather than data with three dimensions of the signal strength, it may be data having other dimensions instead of the wavelength. 例えば、質量分析計を検出器とした液体クロマトグラフ質量分析計やガスクロマトグラフ質量分析計では、時間、質量電荷比、信号強度の3つのディメンジョンを持つデータが得られるから、これに本発明を適用することもできる。 For example, the detector and the liquid chromatograph mass spectrometer or a gas chromatograph mass spectrometer mass spectrometer, time, mass-to-charge ratio, since data having the three dimensions of the signal intensity is obtained, applying the present invention thereto it is also possible to.

1…移動相容器2…送液ポンプ3…インジェクタ4…カラム5…PDA検出器51…フローセル52…光源53…分光器54…PDA素子6…A/D変換器7…データ処理部71…データ抽出部72…主成分分析部73…寄与率計算部74…成分数判定部75…主成分−分散グラフ表示処理部8…データメモリ9…分析制御部10…制御部11…操作部12…表示部 1 ... mobile phase container 2 ... feeding pump 3 ... injector 4 ... Column 5 ... PDA detector 51 ... flow cell 52 ... light source 53 ... spectroscope 54 ... PDA device 6 ... A / D converter 7 ... data processing unit 71 ... data extractor 72 ... principal component analysis unit 73 ... contribution rate calculating section 74 ... component number determining unit 75 ... main component - the dispersion graph display processing section 8 ... data memory 9 ... analysis control unit 10 ... controller 11 ... operation part 12 ... display part

Claims (4)

  1. マルチチャンネル型検出器を検出器としたクロマトグラフで収集される、時間、チャンネル、及び信号強度をディメンジョンとする3次元データを処理するクロマトグラフ用データ処理装置であって、前記データに基づいて作成されるクロマトグラムに存在するピークの純度を判定するクロマトグラフ用データ処理装置において、 The multichannel detector is collected by the chromatograph and the detector time, a data processing apparatus for chromatographic processing channel, and the three-dimensional data for the signal strength and dimensions, it created based on the data a data processing apparatus for chromatographic determining the purity of the peaks present in the chromatogram that is,
    a)目的とするピークの開始時点から終了時点までの時間範囲の全て又は一部の複数チャンネルの3次元データを抽出するデータ抽出手段と、 A data extracting means for extracting three-dimensional data of all or some of a plurality of channels of the time range from the start of the peak to a) object to the end point,
    b)該データ抽出手段により抽出されたデータを行列要素とした行列を作成し、該行列に対して主成分分析を行い、第1主成分から第n主成分(nは2以上の整数)までの分散を計算する主成分分析手段と、 b) Create a the matrix and the extracted data matrix elements by said data extracting means, performs principal component analysis on this matrix, the first principal component to the n principal component (n is an integer of 2 or more) a principal component analysis means for calculating the variance,
    c)前記主成分分析により得られた各主成分の分散から第1主成分の寄与率、又は第1主成分以降の累積寄与率を計算する寄与率算出手段と、 c) the contribution rate of the first principal component from the dispersion of each principal component obtained by the principal component analysis, or the contribution ratio calculating means for calculating a cumulative contribution ratio of the first principal component and later,
    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。 Data processing apparatus for chromatography, characterized in that it comprises a.
  2. 請求項1に記載のクロマトグラフ用データ処理装置であって、 A data processing apparatus for chromatographic according to claim 1,
    前記寄与率算出手段により計算された寄与率又は累積寄与率に基づいて、目的ピークに重なる成分の数を推定する純度推定手段、をさらに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。 On the basis of the calculated contribution ratio or the cumulative contribution rate by the contribution ratio calculating means, chromatographic data processing apparatus further comprising purity estimating means for estimating the number of components overlapping the purpose peaks, the.
  3. 請求項1又は2に記載のクロマトグラフ用データ処理装置であって、 A data processing apparatus for chromatographic according to claim 1 or 2,
    前記主成分分析により得られた各主成分と分散との関係を示すグラフを作成して表示画面上に描出するグラフ作成手段、をさらに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。 The principal component analysis data processing apparatus for chromatographic graph generator to render the create and display screen a graph showing the relationship between the principal component obtained with the dispersion, and further comprising a for the.
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載のクロマトグラフ用データ処理装置であって、 A data processing apparatus for chromatograph according to any one of claims 1 to 3,
    前記マルチチャンネル型検出器はフォトダイオードアレイ検出器であり、前記チャンネルは波長であることを特徴とするクロマトグラフ用データ処理装置。 The multi-channel detector is a photodiode array detector, data processing apparatus for chromatography, wherein the channel is the wavelength.
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