JP5957333B2 - マニュアルベースライン処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体クロマトグラフ分析装置に関し、特にデータ処理装置におけるクロマトグラムのマニュアルベースライン処理方法に関する。

液体クロマトグラフ用データ処理装置におけるクロマトグラムは、縦軸に信号強度、横軸を時間軸とした非線形の信号データとして表示する。時間と成分の関係は予め既知であり、信号データの山の頂点（ピーク）は成分名を、山の面積を含有量として出力される。
クロマトグラムの波形処理は、コンピュータを内蔵するデータ処理装置により行われ、クロマトグラムの形状とベースラインにより自動補正される場合と、オペレータが手動操作で行うマニュアルベースライン補正に大別される。

従来、自動補正の技術としては、Ｇａｕｓｓｉａｎ（Ｇ関数）やＥｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｌｙ ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｇａｕｓｓｉａｎ（ＥＭＧ関数）等の解析的関数を用いた非線形最小２乗法を用いて重なりピークをフィッティングする技術（特許文献１）や、ピークの形状関数を用いて重なり合うピーク同士の面積、高さ、保持時間等を変えた種々のパターンの重なりピークを予めシミュレートする解析法などの技術（特許文献２）がある。また、マニュアルベースライン補正は、ユーザーがベースライン処理法とパラメータを数値入力し、処理するクロマトグラムの時間範囲を指定し、１つのみベースライン補正結果を取得する手段を用いていた。

特開平６−９４６９６号公報 特開２００８−５８１５６号公報

特許文献１や特許文献２のような自動補正する技術を使用した場合でも、１００％ユーザーが期待した処理結果が得られないため、マニュアルでのベースライン処理は必要不可欠となる。マニュアルベースライン補正では、クロマトグラムの分離不十分のピークの重なりから各ピーク面積、高さを求める場合、不分離ピーク間の谷間から時間軸に対して垂直分割したり、テーリングピーク、リーディングピークから副なるピークを直線により切り取るように分割する方法等多数あるが、従来方法では一度に一つの分割処理法しか指定できず、ユーザーが複数のピーク分割処理結果を確認するには、複数回の操作が必要となる。また、新たなピーク分割処理を実行した場合、前回のピーク分割処理した実行結果は削除されるため、各ピーク分割処理法での実行結果を視覚的に比較することができない欠点がある。このような方式では、最終的に決定される波形処理結果を出力するまでに多大な時間を要すこととなる。

そこで本発明は本発明は、以下の構成を有する。溶離液を送液するポンプと、試料導入部と、試料中の成分を分離する分離部と、分離部で分離された成分を検出する検出器と、前記検出器で検出された信号を処理する処理装置を有する液体クロマトグラフ装置であって、前記処理装置は、前記検出器で検出された信号波形のベースライン作成機能を有し、複数のベースライン処理方法を同時に処理し、複数のベースライン処理方法により処理された波形を表示画面上に同時に表示することを特徴とする液体クロマトグラフ装置。

本発明により、複数回行っていたマニュアルベースライン処理結果を一度に、かつ、並列に視覚的に確認することができ、ユーザーの操作性を向上させるとともに結果、分析時間を短縮することが可能となる。

液体クロマトグラフ分析装置の構成例の図である。 本発明との比較参考例を示すもので、従来のマニュアルベースライン補正方法を示すフローチャートである。 本発明でのマニュアルベースライン補正方法を示すフローチャートである。 クロマトグラムの一例である。 本発明の実施例に係わるもので、マニュアルベースライン補正の上下限値の指定方法を示したものである。 本発明の実施例に係わるもので、マニュアルベースライン処理方法の指定画面である。 本発明の実施例に係わるもので、マニュアルベースライン処理結果の表示画面である。 本発明の実施例に係わるもので、マニュアルベースライン結果を反映した画面である。

以下実施例について図を用いて説明する。

図１に本発明における液体クロマトグラフ分析装置の構成例を示す。液体クロマトグラフ分析装置は、溶離液を送液するポンプ１０１、試料導入部１０２、分離機構部１０３、及び、検出器１０４を有し、これらは流路によって接続されている。

分離機構部内部には分離カラム１０３ｃを有し、これにより試料を分離する。ポンプ１０１、及び検出器１０４は１台に限定されず、分析用途に応じて複数台構成される場合もある。クロマトグラフ分析装置には更にデータ処理装置１０５を有し、記憶装置１０５ａ、表示装置１０５ｂ及び入力装置１０５ｃを備える。

試料導入部１０２でサンプリングされた試料は、ポンプ１０１から送液される移動相（１０１ａ溶離液）により分離部１０３に導入される。分離部１０３では分離カラム１０３ａにより混合物試料を分離し検出器１０４に導入する。検出器１０４では予め設定された特定の波長での測光を行い、物質の持つ特定波長の光を吸収する性質を利用し吸収強度を検出する。吸収強度は電気信号に変換され、データ処理装置１０５に送られ表示装置１０５ｂに、横軸を時間軸、縦軸に信号強度とし、リアルタイムで表示される。データ処理装置では得られた信号強度をクロマトグラムとして表示し、ピーク検出、ベースライン補正等の波形処理を行い各成分の定量計算を行う。この際、クロマトグラムの形状によっては、不分離なピークが存在する場合があり、自動ベースライン補正処理ではユーザーが期待した波形処理とは異なる波形処理法で処理される場合がある。ユーザーはその不分離ピークに対しての自動ベースライン処理方法に問題がある場合、複数の波形処理法を指定して、最終の波形処理方法を決定する。

ここで、図２を用いて従来のマニュアルベースライン補正方法について説明する。ステップＳ２０１にて、表示装置に自動補正されたベースライン処理結果を表示する。ユーザーは、自動補正されたベースライン処理結果を確認し、マニュアルベースライン補正が必要か否かの判断を行う（ステップＳ２０２）。マニュアルベースライン補正が必要な場合、ステップＳ２０３、Ｓ２０４、及びＳ２０５でマニュアルベースライン方法と必要なパラメータの入力と時間範囲を指定し、ステップＳ２０６にて補正処理を実行する。データ処理装置はステップＳ２０３、Ｓ２０４、及びＳ２０５で設定されたパラメータと処理方法をもとにマニュアルベースライン補正処理を実行し、結果を表示装置に出力する。ユーザーはこの処理結果を検討し、期待通りの結果が得られない場合（Ｓ２０７）は、ステップＳ２０３に戻り、再度マニュアルベースライン処理を実行する。この操作をユーザーが意図した結果となるまで繰り返す。この時、前回実行したマニュアルベースライン補正結果は表示装置、及び記憶装置のいずれにも表示、格納されることはない。

次に、図３を用いて本発明でのマニュアルベースライン補正方法を説明する。ステップＳ３０１にて、ユーザーは、自動補正されたベースライン処理結果を確認し、マニュアルベースライン補正が必要か否かの判断を行う（ステップＳ３０２）。マニュアルベースライン補正が必要な場合、ステップＳ３０３、Ｓ３０４、及びＳ３０５でマニュアルベースライン方法と必要なパラメータの入力と時間範囲を指定し、ステップＳ３０６にて補正処理を実行する。データ処理装置は指定されたベースライン処理法をすべて実行し、補正処理が完了したマニュアルベースライン補正結果を、別画面としてサムネイル表示にて表示装置に表示する（ステップＳ３０７）。ユーザーはこの複数の処理結果を参照し、期待したマニュアルベースライン補正結果を選択する（Ｓ３０８）。データ処理装置は選択されたマニュアルベースライン補正処理結果をもとの表示画面に反映する（Ｓ３０９）。この手法を用いることにより、ユーザーは一回の操作により複数のベースライン処理結果を視覚的に比較確認することができ、従来の煩わしいマニュアルベーラインの設定から解放されることが期待できるとともに、一回の操作ですべてのベースライン処理結果を確認することができるため、マニュアルベースライン補処理結果の確定までの時間を大幅に短縮することが可能となる。

次に、図４、図５及び図６を用いて本発明におけるマニュアルベースライン作成方法を行う画面の一例について説明する。図４は、液体クロマトグラフ分析装置で測定したクロマトグラムの一例であり、横軸は時間、縦軸は信号強度を示している。図４の４０１のピークは不分離ピークであり、この形状から複数のベースライン処理法が考えられる。

オペレータは図５の５０１ように不分離ピークと見られる部位に対し、その時間範囲の上下限値を画面上のマウスポインタにより上限、下限の２点を指定する。データ処理装置では、指定した時間範囲がわかるようにマウスポインタによりクリックした点に対し垂線を描画する。指定時間を変更する場合は、マウスの右ボタンのクリックにより、解除することができる。時間範囲が確定した場合、５０２に示すマニュアルベースライン処理ボタン５０２をクリックし、図６に示すベースライン処理法指定画面を表示する。

オペレータは、期待する複数またはすべてのベースライン補正処理法を選択する選択ボタン６０１をクリックし、実行ボタン６０２をクリックする。例えば、図６のように垂直分割、テーリング、グルーピングの３つの処理法を指定した場合、データ処理装置では、垂直分割処理として、不分離ピークの谷を検出して垂直分割を行い、そのベースライン処理結果、面積計算結果を記憶装置に記憶する。次に、テーリング処理として、不分離ピークの谷を検出して接線分割を行い、そのベースライン処理結果、面積計算結果を記憶する。次に、グルーピング処理として、不分離ピークの一塊のピーク群を１つのピークとしてまとめる処理を実行し、そのベースライン処理結果、面積計算結果を記憶する。この記憶された３つの処理結果により、その処理方法、指定区間のクロマトグラム、ベースライン、分割線を図７に示す画面の個々のウィンドウを作成し、サムネイル表示する。サムネイル表示する数は可変であり、指定された時間範囲、ピーク形状等により波形処理できない場合は、サムネイル表示から自動で除外する。

オペレータは、表示されたベースライン補正処理結果の中から期待する処理結果を選択（マウスでクリック）する。データ処理装置では選択されたことがわかるよう、選択された図を二重枠表示、もしくは枠色を変更させて表示する。オペレータは処理結果の選択後、反映ボタン（７０１）をクリックする。データ処理装置は、選択されたマニュアルベースライン補正結果を図４の画面に反映し図８のように表示する。この際、図６、図７の画面を消去する。
この手法を用いることで、複数考えられるベースライン補正結果を一括して視覚的に確認することができ、ベースライン補正処理の選択や結果検討に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。

上述したマニュアルベースライン補正に関する画面表示や補正機能は、すべてデータ処理装置のプログラムに則って実行され、このプログラムは、記録媒体や通信回線を介してデータ処理装置に収められる。

１０１…ポンプ、１０２…試料導入部、１０３…分離部、１０３ａ…分離カラム、１０４…検出器、１０５…データ処理部、１０５ａ…記憶装置、１０５ｂ…表示装置、１０５ｃ…入力装置、４０１…不分離ピーク、５０１…ポインタ、５０２…マニュアルベースライン処理ボタン、６０１…選択ボタン、６０２…実行ボタン

Claims (7)

1. 溶離液を送液するポンプと、試料導入部と、試料中の成分を分離する分離部と、分離部で分離された成分を検出する検出器と、前記検出器で検出された信号を処理するデータ処理装置と、を有する液体クロマトグラフ装置であって、
   前記データ処理装置は、当該処理された信号をクロマトグラムとして表示する表示部を有し、
   当該表示されたクロマトグラムのベースラインを自動補正し、当該自動補正の結果を前記表示部に表示し、
   当該表示された自動補正の結果から、マニュアルベースライン補正が必要である場合に、異なる種類のベースライン処理法の中から複数またはすべてのベースライン処理法を指定可能な指定画面を前記表示部に表示し、
   当該指定画面において指定されたベースライン処理法の各々に基づいて、前記クロマトグラムに対してマニュアルベースライン補正を同時に行い、
   当該各々のベースライン処理法に基づいて同時に補正された複数のマニュアルベースライン補正の処理結果のすべてを前記表示部の同一の画面上に表示し、前記画面は、当該複数のマニュアルベースライン補正の処理結果の中から所望の処理結果を選択可能な選択画面であって、
   当該選択画面において選択された処理結果を、前記クロマトグラムに反映させて前記表示部に表示することを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
2. 請求項１に記載の液体クロマトグラフ装置において、
   前記表示部は、前記選択画面において当該複数のマニュアルベースライン補正の処理結果をサムネイル表示することを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
3. 請求項１に記載の液体クロマトグラフ装置において、
   前記表示部は、前記選択画面において選択された処理結果について、選択されたことを識別可能に表示形式を変更して表示することを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
4. 溶離液を送液するポンプと、試料導入部と、試料中の成分を分離する分離部と、分離部で分離された成分を検出する検出器と、を有する液体クロマトグラフにおいて、前記検出器で検出された信号を処理する液体クロマトグラフ用のデータ処理装置であって、
   当該処理された信号をクロマトグラムとして表示する表示部を有し、
   当該表示されたクロマトグラムのベースラインを自動補正し、当該自動補正の結果を前記表示部に表示し、
   当該表示された自動補正の結果から、マニュアルベースライン補正が必要である場合に、異なる種類のベースライン処理法の中から複数またはすべてのベースライン処理法を指定可能な指定画面を前記表示部に表示し、
   当該指定画面において指定されたベースライン処理法の各々に基づいて、前記ベースラインに対してマニュアルベースライン補正を同時に行い、
   当該各々のベースライン処理法に基づいて同時に補正された複数のマニュアルベースライン補正の処理結果のすべてを前記表示部の同一の画面上に表示し、前記画面は、当該複数のマニュアルベースライン補正の処理結果の中から所望の処理結果を選択可能な選択画面であって、
   当該選択画面において選択された処理結果を、前記クロマトグラムに反映させて前記表示部に表示することを特徴とする液体クロマトグラフ用のデータ処理装置。
5. 請求項４に記載の液体クロマトグラフ用のデータ処理装置において、
   前記表示部は、前記選択画面において当該複数のマニュアルベースライン補正の処理結果をサムネイル表示することを特徴とする液体クロマトグラフ用のデータ処理装置。
6. 請求項４に記載の液体クロマトグラフ用のデータ処理装置において、
   前記表示部は、前記選択画面において選択された処理結果について、選択されたことを識別可能に表示形式を変更して表示することを特徴とする液体クロマトグラフ用のデータ処理装置。
7. 溶離液を送液するポンプと、試料導入部と、試料中の成分を分離する分離部と、分離部で分離された成分を検出する検出器と、前記検出器で検出された信号を処理するデータ処理装置と、を有する液体クロマトグラフ装置のデータ処理方法であって、
   前記データ処理装置は、当該処理された信号をクロマトラムとして表示する表示部を有し、
   当該表示されたクロマトグラムのベースラインを自動補正し、当該自動補正の結果を前記表示部に表示し、
   当該表示された自動補正の結果から、マニュアルベースライン補正が必要である場合に、異なる種類のベースライン処理法の中から複数またはすべてのベースライン処理法を指定可能な指定画面を前記表示部に表示し、
   当該指定画面において指定されたベースライン処理法の各々に基づいて、前記ベースラインに対してマニュアルベースライン補正を同時に行い、
   当該各々のベースライン処理法に基づいて同時に補正された複数のマニュアルベースライン補正の処理結果のすべてを前記表示部の同一の画面上に表示し、前記画面は、当該複数のマニュアルベースライン補正の処理結果の中から所望の処理結果を選択可能な選択画面であって、
   当該選択画面において選択された処理結果を、前記クロマトグラムに反映させて前記表示部に表示することを特徴とする液体クロマトグラフ装置のデータ処理方法。