JP5577193B2 - 微量セルの温度校正方法 - Google Patents
微量セルの温度校正方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5577193B2 JP5577193B2 JP2010193549A JP2010193549A JP5577193B2 JP 5577193 B2 JP5577193 B2 JP 5577193B2 JP 2010193549 A JP2010193549 A JP 2010193549A JP 2010193549 A JP2010193549 A JP 2010193549A JP 5577193 B2 JP5577193 B2 JP 5577193B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- spectrum
- sample
- cell
- calibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
そのため、温度センサーをキャピラリーセルに差し込むことなくキャピラリーセル内の温度測定をしなくてはならない。
角セルを使った測定ではメルティング温度が89.07℃と得られたが、キャピラリーセルで行った測定では、91.72℃となり、2.65℃の食い違いが生じた。これはキャピラリーセル内の温度がキャピラリーホルダ内の温度と一致していないことを示している。この偏りは、キャピラリーセルが石英製で温度が伝わりにくいためキャピラリーホルダの温度がキャピラリーセルに十分伝わりきれないか、あるいはキャピラリーセルの形状が非常に細い円筒状の形状であるため周囲の空気の影響を受けやすく、温度が伝わる過程で変わってしまったことなどによる系統誤差である。
そして、キャピラリーホルダの温度を徐々に変化させていき、そのつど、本発明に係る測定方法を用いてキャピラリーセル(微量セル)内の温度を測定し、キャピラリーホルダ内の温度とキャピラリーセル内の温度とを、温度及び測定値(吸光度)を軸としたX−Y平面上にプロットしていくことにより校正曲線が得られる。この校正曲線を利用すれば、キャピラリーホルダ内の温度を校正し、キャピラリーセル内の温度を求めることができる。
容積が小さく直接その内部に温度センサーが挿入不能な微量セルと、
該微量セル及び温度センサーを固定するキャピラリーホルダと、
該キャピラリーホルダ内の温度を計測する温度センサーと、を内部に含んだ試料室を備えた測定装置を用いた温度校正方法において、
前記微量セル内に、温度変化に伴い色彩が変化するサーモクロミズム特性を示し、かつ当該サーモクロミズム特性に由来する温度と、スペクトルと、の関係が予め見出されている試料を入れ、前記キャピラリーホルダ内の温度を複数回変化させ、温度を変化させる毎に該サーモクロミズム特性を示す試料のスペクトルを測定して該スペクトルを分析することにより前記微量セル内の温度を測定し、それと同時に前記キャピラリーホルダ内の温度を変化させる毎に前記温度センサーの温度を測定しておくことによって、
前記キャピラリーホルダ内の前記温度センサーの測定値と、前記微量セル内の温度と、の相関関係に基づいた校正曲線を作成し、該校正曲線を用いて前記キャピラリーホルダ内の温度を前記微量セル内の温度に校正することを特徴としている。
多項式として、前記キャピラリーホルダ内の温度を変化させたときの前記温度センサーの測定値を独立変数とし、前記スペクトルを分析して測定された微量セル内の温度を従属変数としてそれぞれ代入し、
前記多項式の各項の係数を調整して前記校正曲線に近似させることによって校正式を得、前記校正曲線に代えて該校正式を用いて前記キャピラリーホルダ内の温度を前記微量セル内の温度に校正することが好適である。
特性値の算出方法としては、例えば、スペクトルの所定の波長範囲にベースラインを設定し、所定の波長間隔でスペクトルからベースラインを差し引くことによりスペクトルの数値データを得る。これらのスペクトル値列を主成分分析し、固有ベクトルと各ベクトルとの内積により主成分スコアを計算してそれを特性値として設定する。そして、この特性値とサーモクロミズム特性を示す試料の温度をプロットすることにより検量線を得る。
サーモクロミズム特性を示す試料の温度と、スペクトルと、の関係を規定する検量線を取得するものであって、
温度センサーが挿入された光学セル内に、前記サーモクロミズム特性を示す試料を入れてスペクトルを測定し、該サーモクロミズム特性を示す試料のスペクトルの所定の波長又は波数範囲にベースラインを設定し、所定の間隔で該スペクトルから該ベースラインを差し引くことによりスペクトル値を得て、これらのスペクトル値の列を主成分分析することによって主成分スコアを計算し、これを前記スペクトルの特性値とし、
前記サーモクロミズム特性を示す試料の温度を複数回変化させ、当該サーモクロミズム特性を示す試料の温度を変える毎に、同様の手順により主成分スコアを計算して特性値を計算し、同時に前記サーモクロミズム特性を示す試料の温度を変化させる毎に前記温度センサーの温度を測定し、
前記検量線を表示するためのX−Y平面上の一つの軸を、サーモクロミズム特性を示す試料の温度とし、もう一つの軸を対応する主成分スコアとし、
前記主成分スコアを、前記温度センサーの測定値毎に、前記平面上にプロットすることによって検量線を得、
該検量線を用いてサーモクロミズム特性を示す試料のスペクトルからサーモクロミズム特性を示す試料の温度を測定することが好適である。
前記検量線に代え、サーモクロミズム特性を示す試料の温度と、スペクトルとの関係を規定する検量式を取得するものであって、
多項式の変数に前記光学セル内の前記サーモクロミズム特性を示す試料の温度を変化させたときの前記温度センサーの測定値を独立変数とし、前記主成分スコアを従属変数としてそれぞれ代入し、前記多項式の各項の係数を調整して前記検量線に近似させることにより検量式を得、該検量式を用いてサーモクロミズム特性を示す試料のスペクトルからサーモクロミズム特性を示す試料の温度を測定するのが好適である。
なお、塩化コバルトは2つの化学種の間の化学平衡の移動によってスペクトルが変化する性質を持ち、肉眼では室温付近では赤色、高温では青色を示す。
本発明の方法を用いた光学的装置の構成について説明する。
本発明の方法を用いた光学的装置は、試料室内に図1に示された細い円筒状の容器であるキャピラリーセル10と、キャピラリーセル10と温度センサーとを固定するキャピラリーホルダ12と、温度センサーを挿入するための温度センサー用挿入口14と、キャピラリーセル10内の塩化コバルトへ光源からの光を透過させるための光路上に設けられた光路窓16とを備える。
次に塩化コバルト水溶液の吸収スペクトルの測定について説明する。0.1molの硫酸コバルトと4.5molの塩化ナトリウムを含む1Lの水溶液を調整し、これを石英製の2mmの角セルに入れ、分光光度計+ペルチェ恒温セルホルダの装置にセットし、20℃から110℃まで0.5℃/分の速さで温度を上げながら1℃ごとに可視部の吸収スペクトルを測定した。
このとき塩化コバルト水溶液の温度を角セル内に温度センサーを入れて測定した。得られた91本のスペクトルのうち、20℃と100℃のものを図2に示した。温度が変化することによりスペクトルの形状と大きさが顕著に変化していることがわかる。
次にこれらのスペクトルを温度と関連づけるための、スペクトルの「特性値」を計算した。特性値としてはスペクトルの特徴を反映し、温度と関連づけられるものなら様々な方法で算出することができる。例えば、短波長側(例えば500nm付近)と長波長側(680nm付近)のピーク比、短波長側(例えば500nm付近)と長波長側(680nm付近)の面積比、スペクトル面積、スペクトルの重心波長などが考えられる。ただし、スペクトルには温度とは直接関係していない変動、偏りなども含まれる可能性があり、特性値の選び方によっては信頼性に差が生じる。また、変動、偏りとして、スペクトルのベースラインの変動、水溶液の濃度の変化に起因する大きさの変動などが考えられる。
各スペクトルで410nmと780nmを直線で結んでベースラインとして差引き、ついで450nmから700nmまでを5nm毎に平均し、できた51個のスペクトルデータに対して51/(データ値の総和)をかけて規格化して解析用のデータ点列とした。この操作の様子を図3に示した。上図が20℃の場合で、下図が100℃の場合を示している。
そこで、第1主成分の固有ベクトルと各ベクトルとの内積により主成分スコアを計算し、これを特性値とすることにした。この主成分スコアと実測の温度に対してプロットしたものが、スペクトルと温度の関係を示した検量線となる。このときの検量線を図5に示した。
この検量線を使うと、塩化コバルト水溶液のスペクトルからその温度を求めることができる。ただし、毎回図から温度を読み取るのは面倒で手間がかかり、読み取り誤差が含まれることもあるので、多項式でフィッティングし、コンピュータ上で計算できるようにした。多項式としては5次式程度が好適である。図5の検量線について5次式を当てはめた場合の各項の係数を図6に示した。
次に、キャピラリーホルダの温度からキャピラリーセル内の温度に換算する校正曲線を作成する。そのためにキャピラリーセルに全く同じ塩化コバルト水溶液を入れ、同じ測定をした。このとき温度センサーはキャピラリーホルダに取付け、その温度を測定する。また、得られた各温度でのスペクトルに検量線を作成したときと同様の操作をおこない、ベクトルを取り出した。それらと第1主成分の固有ベクトルとの内積をとって主成分スコアを算出した。そして、この主成分スコアを検量式に代入して温度を算出した。このようにして算出されたキャピラリーセル内の温度と、そのときのキャピラリーホルダ内の温度とをそれぞれ軸としてX−Y平面上にプロットすることにより、キャピラリーホルダの温度からキャピラリーセル内の温度に校正する校正曲線が作成される。そのときの校正曲線を図7に示した。
毎回図から温度を読み取るのは面倒で手間がかかり、読み取り誤差が含まれることもあるので、検量式と同様に多項式でフィッティングし、コンピュータ上で計算できるようにした。こちらも多項式としては5次程度が好適である。
図7の校正曲線について5次式を当てはめた場合の各項の係数を図8に示した。
図9に本発明に係る方法の処理フローを示した。
本発明の方法における処理フローは大きく分けて2つに分けられる。角セルでの測定ではサーモクロミズム特性を示す試料のスペクトルと角セル内の温度との関係から検量線(検量式)が求められる。
また、キャピラリーセルでの測定では作成された検量線(検量式)を用いて、ホルダ内の温度とキャピラリーセル内の温度との関係を示す校正曲線(校正式)が求められる。
12・・・キャピラリーホルダ
14・・・温度センサー用挿入口
16・・・光路窓
18a、18b・・・レンズ
Claims (4)
- 容積が小さく直接その内部に温度センサーが挿入不能な微量セルと、
該微量セル及び温度センサーを固定するキャピラリーホルダと、
該キャピラリーホルダ内の温度を計測する温度センサーと、を内部に含んだ試料室を備えた測定装置を用いた温度校正方法において、
前記微量セル内に、温度変化に伴い色彩が変化するサーモクロミズム特性を示し、かつ当該サーモクロミズム特性に由来する温度と、スペクトルと、の関係が予め見出されている試料を入れ、前記キャピラリーホルダ内の温度を複数回変化させ、温度を変化させる毎に該サーモクロミズム特性を示す試料のスペクトルを測定して該スペクトルを分析することにより前記微量セル内の温度を測定し、それと同時に前記キャピラリーホルダ内の温度を変化させる毎に前記温度センサーの温度を測定しておくことによって、
前記キャピラリーホルダ内の前記温度センサーの測定値と、前記微量セル内の温度と、の相関関係に基づいた校正曲線を作成し、該校正曲線を用いて前記キャピラリーホルダ内の温度を前記微量セル内の温度に校正することを特徴とする温度校正方法。 - 請求項1記載の温度校正方法において、
多項式として、前記キャピラリーホルダ内の温度を変化させたときの前記温度センサーの測定値を独立変数とし、前記スペクトルを分析して測定された微量セル内の温度を従属変数としてそれぞれ代入し、
前記多項式の各項の係数を調整して前記校正曲線に近似させることによって校正式を得、前記校正曲線に代えて該校正式を用いて前記キャピラリーホルダ内の温度を前記微量セル内の温度に校正することを特徴とする温度校正方法。 - 請求項1記載の温度校正方法において、
サーモクロミズム特性を示す試料の温度と、スペクトルと、の関係を規定する検量線を取得するものであって、
温度センサーが挿入された光学セル内に、前記サーモクロミズム特性を示す試料を入れてスペクトルを測定し、該サーモクロミズム特性を示す試料のスペクトルの所定の波長又は波数範囲にベースラインを設定し、所定の間隔で該スペクトルから該ベースラインを差し引くことによりスペクトル値を得て、これらのスペクトル値の列を主成分分析することによって主成分スコアを計算し、これを前記スペクトルの特性値とし、
前記サーモクロミズム特性を示す試料の温度を複数回変化させ、当該サーモクロミズム特性を示す試料の温度を変える毎に、同様の手順により主成分スコアを計算して特性値を計算し、同時に前記サーモクロミズム特性を示す試料の温度を変化させる毎に前記温度センサーの温度を測定し、
前記検量線を表示するためのX−Y平面上の一つの軸を、サーモクロミズム特性を示す試料の温度とし、もう一つの軸を対応する主成分スコアとし、
前記主成分スコアを、前記温度センサーの測定値毎に、前記平面上にプロットすることによって検量線を得、
該検量線を用いてサーモクロミズム特性を示す試料のスペクトルからサーモクロミズム特性を示す試料の温度を測定することを特徴とする温度校正方法。 - 請求項3記載の温度校正方法において、
前記検量線に代え、サーモクロミズム特性を示す試料の温度と、スペクトルとの関係を規定する検量式を取得するものであって、
多項式の変数に前記光学セル内の前記サーモクロミズム特性を示す試料の温度を変化させたときの前記温度センサーの測定値を独立変数とし、前記主成分スコアを従属変数としてそれぞれ代入し、前記多項式の各項の係数を調整して前記検量線に近似させることにより検量式を得、該検量式を用いてサーモクロミズム特性を示す試料のスペクトルからサーモクロミズム特性を示す試料の温度を測定することを特徴とする温度校正方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010193549A JP5577193B2 (ja) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | 微量セルの温度校正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010193549A JP5577193B2 (ja) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | 微量セルの温度校正方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012052830A JP2012052830A (ja) | 2012-03-15 |
JP5577193B2 true JP5577193B2 (ja) | 2014-08-20 |
Family
ID=45906326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010193549A Expired - Fee Related JP5577193B2 (ja) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | 微量セルの温度校正方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5577193B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108018195B (zh) * | 2018-01-23 | 2021-10-26 | 深圳市真迈生物科技有限公司 | 承载模块、核酸加载装置及用途 |
CN110487445A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-11-22 | 中国计量科学研究院 | 一种pcr仪温度校准装置的校正装置及校正方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4203202A1 (de) * | 1992-02-05 | 1993-08-12 | Boehringer Mannheim Gmbh | Geraet zur analyse einer medizinischen probe |
WO2009052222A1 (en) * | 2007-10-15 | 2009-04-23 | Bayer Healthcare Llc | Method and assembly for determining the temperature of a test sensor |
-
2010
- 2010-08-31 JP JP2010193549A patent/JP5577193B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012052830A (ja) | 2012-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5886347A (en) | Analytical method for multi-component aqueous solutions and apparatus for the same | |
EP3502669B1 (en) | Antibody analyzer, antibody analysis method, and associated computer readable medium | |
US10139291B2 (en) | Sensor calibration method and apparatus | |
US10018520B2 (en) | Temperature calibration for a measuring apparatus | |
US20080309922A1 (en) | Attenuated total reflection sensor | |
US11353470B2 (en) | Spectral-potentiometric-thermometric multi-dimensional titration analysis instrument and use method thereof | |
AU2006324129A1 (en) | Apparatus and method for spectrophotometric analysis | |
WO2021007876A1 (zh) | 一种光谱-电位-温度多维滴定分析仪及其使用方法 | |
JP2671931B2 (ja) | 医学的試料の分析装置および方法 | |
JP5577193B2 (ja) | 微量セルの温度校正方法 | |
US7573023B2 (en) | Arrangement and method for compensation of the temperature dependency of detectors in spectrometers | |
US20190011354A1 (en) | Spectroscopic measuring device and method to determine concentrations of pollutants | |
JP6313224B2 (ja) | 校正方法、装置、及びプログラム、並びにこの方法を用いて校正された体液成分測定装置 | |
Wehlburg et al. | New hybrid algorithm for maintaining multivariate quantitative calibrations of a near-infrared spectrometer | |
JP2006023200A (ja) | 光学プローブ及びそれを用いた分光測定装置 | |
JP4974042B2 (ja) | スペクトル補正方法 | |
CN105300924A (zh) | 温度影响下近红外校正模型的无测点补偿建模方法 | |
JP2010261895A (ja) | 溶液中微量成分の濃度測定方法及び濃度測定装置 | |
Workman Jr | First principles of instrument calibration | |
RU2790063C1 (ru) | Способ градуировки акустооптического спиртомера | |
KR102115105B1 (ko) | 체액 중 분석물의 농도를 결정하는 방법 및 장치 | |
JP2005274143A (ja) | 多成分水溶液の分析方法 | |
Lowe et al. | Correction for window transmission losses in radiation thermometry using high temperature fixed points | |
Liebmann et al. | Traceability and quality control in a radiation thermometry laboratory | |
Fairchild et al. | PCR eigenvector selection based on correlation relative standard deviations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130521 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131204 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131217 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140217 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140610 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140707 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5577193 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |