JP6620189B2 - 単一粒子誘導結合プラズマ質量分析における出力および類似データセットの自動化された分析のためのシステムおよび方法 - Google Patents
単一粒子誘導結合プラズマ質量分析における出力および類似データセットの自動化された分析のためのシステムおよび方法 Download PDFInfo
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
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Description
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
サンプルの粒子に対応する分光測定データの自動化された分析のための方法であって、
(a)コンピューティングデバイスのプロセッサによって、十分に高速のレートで(例えば、十分に短い滞留時間および/または沈降時間で)分光計(例えば、誘導結合プラズマ質量分析計(ICP−MS))によって取得されたパルスカウント値(例えば、強度値)のシーケンスにアクセスし、前記サンプル中の検体を含む個々の粒子に対応する少なくとも1つの所与のピークに対して、そのそれぞれが閾値背景強度値を上回る複数のパルスカウント値を生成するステップと、
(b)前記プロセッサによって、前記パルスカウント値の第1のアレイから、ピーク信号(かつ背景信号ではない)に対応するパルスカウント値を識別する(かつ後続反復内のアレイから除外する)ための閾値を判定し、一連の反復のそれぞれに続く残りのパルスカウント値に基づいて、前記閾値を調節するステップであって、所与の後続反復はさらに、先行反復におけるピークに対応すると識別されたパルスカウント値を除外し、最終背景閾値が、容認可能公差内の閾値の収束に応じて、判定される(例えば、さらに背景レベルが、判定され、例えば、前記背景レベルは、前記サンプル中に溶解された検体濃度を判定するために使用されることができる)、ステップと、
(c)前記プロセッサによって、前記パルスカウント値の第1のアレイから、平滑化されたデータアレイ(例えば、x−点平均化データアレイ、例えば、xは、1〜100または3〜20の整数、例えば、5である)を構築し、後続および先行値の両方(例えば、後続および先行平均化値)より大きく前記最終背景閾値より大きい前記平滑化されたデータアレイ(例えば、前記x−点平均化データアレイ)の値をピークとして識別するステップと、
(d)前記プロセッサによって、前記サンプルに対して識別されたピークのそれぞれに対応するピーク面積強度を識別し、前記プロセッサによって、前記サンプルに対するピーク面積強度のヒストグラムを構成するステップと、
(e)前記プロセッサによって、前記サンプルに対するピーク面積強度のヒストグラムを使用して、(i)前記サンプルに対する粒子質量ヒストグラム、(ii)前記サンプルに対する粒子サイズヒストグラム、(iii)前記サンプルに対して検出されたピークの数、(iv)前記サンプルに対する粒子濃度、(v)前記サンプルに対する平均粒子サイズ、(vi)前記サンプルに対する中央粒子サイズ、(vii)前記サンプルに対する溶解された検体濃度、(viii)モード粒子サイズ、すなわち、最も一般的な粒子サイズ、および(ix)粒子サイズ分布の幅の測定値(例えば、標準偏差、半値全幅(FWHM)、または前記粒子の10%を含有するサイズから前記粒子の90%を含有するサイズまでの全範囲、もしくは2つの異なるパーセンテージの任意の他の選択肢)の(i)〜(ix)のうちの1つまたはそれを上回るものを算出するステップと、
(f)前記プロセッサによって、ディスプレイ上への提示のために、(i)前記サンプルに対して識別されたピーク、(ii)前記サンプルに対するピーク面積強度のヒストグラム、(iii)前記サンプルに対する粒子質量ヒストグラム、(iv)前記サンプルに対する粒子サイズヒストグラム、(v)前記サンプルに対して検出されたピークの数、(vi)前記サンプルに対する粒子濃度、(vii)前記サンプルに対する平均粒子サイズ、(viii)前記サンプルに対する中央粒子サイズ、(ix)前記サンプルに対する溶解された検体濃度、(x)前記モード粒子サイズ、すなわち、最も一般的な粒子サイズ、および(xi)前記粒子サイズ分布の幅の測定値(例えば、標準偏差、半値全幅(FWHM)、または前記粒子の10%を含有するサイズから前記粒子の90%を含有するサイズまでの全範囲、もしくは2つの異なるパーセンテージの任意の他の選択肢)の(i)〜(xi)のうちの1つまたはそれを上回るもののグラフィカルおよび/または英数字表現をレンダリングするステップと
を含む、方法。
(項目2)
前記分光計は、誘導結合プラズマ質量分析計(ICP−MS)である、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記サンプル中の粒子は、ナノ粒子である、項目1または2に記載の方法。
(項目4)
前記サンプル中の粒子は、ミクロ粒子またはセルである、項目1または2に記載の方法。
(項目5)
前記パルスカウント値のシーケンスは、前記サンプル中のピークあたり、平均して、1〜50、または1〜25、または2〜10、または1.1以上、または1.2以上、または1.5以上、または2以上、または3以上、または4以上、または5以上のパルスカウント値を含有する、前記項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目6)
ステップ(b)における少なくとも1回の反復に対する閾値は、前記アレイ内の残りの値の平均+前記標準偏差の倍数(例えば、平均+標準偏差の3倍)として算出される、前記項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目7)
ステップ(c)はさらに、前記識別されたピークの位置をピーク位置アレイ内に記憶するステップと、随意に、1つまたはそれを上回る付加的x−値を用いて、ステップ(c)を繰り返すステップと、随意に、容認可能x−値に収束させるステップとを含む、前記項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目8)
前記平滑化されたデータアレイは、x−点平均化データアレイであり、ステップ(c)は、
前記x−点平均化データアレイを構築し、平滑化されたデータを生成するステップを含み、xは、所定の整数(例えば、3〜20)であり、ステップ(c)はさらに、
前記x−点平均化データアレイを使用して、前記パルスカウント値の第1のアレイ内で識別されたピークあたりのパルスカウント値の平均数を識別し、次いで、前記パルスカウント値の第1のアレイから、x’−点平均化データアレイを構築し、後続および先行両方の平均化値より大きく前記最終背景閾値より大きい前記x’−点平均化データアレイの値をピークとして識別するステップであって、x’は、前記x−点平均化データアレイを使用して識別されたピークあたりのパルスカウント値の平均数[例えば、x’=ラウンド(ピークあたり平均点+1)]から判定される、ステップと、
次いで、ステップ(d)に進み、前記x’−点平均化データアレイを使用して識別されたピークのそれぞれに対応する前記ピーク面積強度を識別するステップと
を含む、前記項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目9)
ステップ(e)は、前記プロセッサによって、前記サンプルに対する輸送効率値、前記検体(例えば、前記サンプルの粒子が構成する金属元素)に対する溶解溶液較正値、ならびに前記分光計(例えば、ICP−MS)内の前記サンプルに対する滞留時間および流率を使用して、前記サンプルに対する質量流束較正値を構成するステップを含む、前記項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目10)
ステップ(e)はさらに、(i)前記サンプルに対するピーク面積強度のヒストグラム、(ii)前記サンプルに対する質量流束較正値、(iii)前記検体である前記粒子の質量分率、(iv)イオン化効率、(v)前記粒子の判定されたまたは既知の形状、および(vi)前記粒子の判定されたまたは既知の密度を使用して、前記サンプルに対する粒子質量ヒストグラムを算出するステップを含む、項目9に記載の方法。
(項目11)
ステップ(e)は、前記プロセッサによって、(i)既知のサイズおよび前記サンプルと同一組成を有する標準粒子(例えば、同一検体)のICP−MS行程から生成された強度ヒストグラムから判定される最も一般的な強度、(ii)前記サンプルの粒子の判定されたまたは既知の形状、および(iii)前記サンプルの粒子の判定されたまたは既知の密度を使用して、前記サンプルに対する強度対質量較正値を判定するステップを含む、前記項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目12)
ステップ(e)はさらに、(i)前記サンプルに対する強度対質量較正値、(ii)前記検体である前記粒子の質量分率、および(iii)イオン化効率を使用して、前記サンプルに対する粒子質量ヒストグラムを算出するステップを含む、項目11に記載の方法。
(項目13)
パルスカウント毎の滞留時間は、10ミリ秒以下、1ミリ秒以下、500マイクロ秒以下、200マイクロ秒以下、100マイクロ秒以下、50マイクロ秒以下、または10マイクロ秒以下である、前記項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目14)
パルスカウント毎の滞留時間は、10マイクロ秒〜500マイクロ秒または10マイクロ秒〜200マイクロ秒の値である、前記項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目15)
前記サンプルに対する沈降時間は、200マイクロ秒以下、100マイクロ秒以下、または50マイクロ秒以下、10マイクロ秒以下、5マイクロ秒以下、3マイクロ秒以下、2マイクロ秒以下、1マイクロ秒以下、0.5マイクロ秒以下、0.1マイクロ秒以下、またはゼロである、前記項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目16)
前記サンプルの粒子は、少なくとも1つの金属元素(検体)を含む、前記項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目17)
前記サンプルの粒子は、Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Br、Kr、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、I、Xe、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Th、Pa、およびUを含む群から選択される、少なくとも1つの要素(検体)を含む、前記項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目18)
前記サンプルの粒子は全て、実質的に同一組成を有する、前記項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目19)
前記分光計(例えば、誘導結合プラズマ質量分析計、ICP−MS)を使用して、前記パルスカウント値のシーケンスを取得するステップをさらに含む、前記項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目20)
ステップ(f)においてレンダリングされた(i)〜(xi)のうちの1つまたはそれを上回るもののグラフィカルおよび/または英数字表現を表示するステップをさらに含む、前記項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目21)
前記分光計によって取得されたパルスカウント値は、前記パルスカウント値の第1のアレイに入力され(またはそれと見なされ)、ステップ(b)に進む前に、前記プロセッサによってフィルタ処理および/または正規化される、前記項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目22)
サンプルの粒子に対応する分光測定データの自動化された分析のためのシステムであって、
プロセッサと、
メモリであって、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
(a)十分に高速のレートで(例えば、十分に短い滞留時間および/または沈降時間で)分光計によって取得されたパルスカウント値(例えば、強度値)のシーケンスにアクセスし、前記サンプル中の検体を含む個々の粒子に対応する少なくとも1つの所与のピークに対して、そのそれぞれが閾値背景強度値を上回る複数のパルスカウント値を生成することと、
(b)前記パルスカウント値の第1のアレイから、ピーク信号(かつ背景信号ではない)に対応するパルスカウント値を識別する(かつ後続反復内のアレイから除外する)ための閾値を判定し、一連の反復のそれぞれに続く残りのパルスカウント値に基づいて、前記閾値を調節することであって、所与の後続反復はさらに、先行反復におけるピークに対応すると識別されたパルスカウント値を除外し、最終背景閾値が、容認可能公差内の閾値の収束に応じて、判定される(例えば、さらに背景レベルが、判定され、例えば、前記背景レベルは、前記サンプル中に溶解された検体濃度を判定するために使用されることができる)、ことと、
(c)前記パルスカウント値の第1のアレイから、平滑化されたデータアレイ(例えば、x−点平均化データアレイ、例えば、xは、1〜100または3〜20の整数、例えば、5である)を構築し、後続および先行値の両方(例えば、後続および先行平均化値)より大きく前記最終背景閾値より大きい前記平滑化されたデータアレイ(例えば、前記x−点平均化データアレイ)の値をピークとして識別することと、
(d)前記サンプルに対して識別されたピークのそれぞれに対応するピーク面積強度を識別し、前記サンプルに対するピーク面積強度のヒストグラムを構成することと、
(e)前記サンプルに対するピーク面積強度のヒストグラムを使用して、(i)前記サンプルに対する粒子質量ヒストグラム、(ii)前記サンプルに対する粒子サイズヒストグラム、(iii)前記サンプルに対して検出されたピークの数、(iv)前記サンプルに対する粒子濃度、(v)前記サンプルに対する平均粒子サイズ、(vi)前記サンプルに対する中央粒子サイズ、(vii)前記サンプルに対する溶解された検体濃度、(viii)モード粒子サイズ、すなわち、最も一般的な粒子サイズ、および(ix)粒子サイズ分布の幅の測定値(例えば、標準偏差、半値全幅(FWHM)、または前記粒子の10%を含有するサイズから前記粒子の90%を含有するサイズまでの全範囲、もしくは2つの異なるパーセンテージの任意の他の選択肢)の(i)〜(ix)のうちの1つまたはそれを上回るものを算出することと、
(f)ディスプレイ上への提示のために、(i)前記サンプルに対して識別されたピーク、(ii)前記サンプルに対するピーク面積強度のヒストグラム、(iii)前記サンプルに対する粒子質量ヒストグラム、(iv)前記サンプルに対する粒子サイズヒストグラム、(v)前記サンプルに対して検出されたピークの数、(vi)前記サンプルに対する粒子濃度、(vii)前記サンプルに対する平均粒子サイズ、(viii)前記サンプルに対する中央粒子サイズ、(ix)前記サンプルに対する溶解された検体濃度、(x)前記モード粒子サイズ、すなわち、最も一般的な粒子サイズ、および(xi)前記粒子サイズ分布の幅の測定値(例えば、標準偏差、半値全幅(FWHM)、または前記粒子の10%を含有するサイズから前記粒子の90%を含有するサイズまでの全範囲、もしくは2つの異なるパーセンテージの任意の他の選択肢)の(i)〜(xi)のうちの1つまたはそれを上回るもののグラフィカルおよび/または英数字表現をレンダリングすることと
を行わせる命令を備える、メモリと
を備える、システム。
(項目23)
前記サンプルに対するパルスカウント値のシーケンスを取得するための分光計をさらに備え、前記分光計は、誘導結合プラズマ質量分析計(ICP−MS)である、項目22に記載のシステム。
(項目24)
前記ICP−MSは、サンプル導入システム(例えば、(i)噴霧器およびスプレーチャンバ、(ii)ミクロ液滴発生器システム、および/または(iii)直接注射高効率噴霧器)と、大気圧イオン源としての役割を果たす、アルゴンプラズマを発生させるためのICPトーチおよびRFコイルと、前記大気圧ICPイオン源を高真空質量分析計に連結するためのインターフェースと、イオン光学、四重極、および検出器のための高真空を提供する、真空システムと、前記質量分析計に先行し、達成可能検出限界を低下させ得る干渉を除去するように構成される、衝突/反応セルと、中性種および光子が前記イオンビームから廃棄されることを保証しながら、前記所望のイオンを前記四重極の中に誘導する、前記イオン光学と、その質量/電荷比(m/z)によってイオンを分類するための質量フィルタとして作用する、質量分析計と、前記四重極から退出する個々のイオンをカウントする、検出器と、機器制御の側面ならびに最終濃度結果を得る際に使用するためのデータ取得および処理を制御する、データ取扱およびシステムコントローラであって、前記プロセッサは、前記データ取扱およびシステムコントローラの一部である、データ取扱およびシステムコントローラとを備える、項目23に記載のシステム。
(項目25)
前記メモリは、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、項目1−21のいずれか1つに記載の方法を行わせる命令を備える、項目22−24のいずれか1つに記載のシステム。
(項目26)
その上に記憶される命令を有する非一過性コンピュータ可読媒体であり、前記命令は、プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
(a)十分に高速のレートで(例えば、十分に短い滞留時間および/または沈降時間で)分光計によって取得されたパルスカウント値(例えば、強度値)のシーケンスにアクセスし、前記サンプル中の検体を含む個々の粒子に対応する少なくとも1つの所与のピークに対して、そのそれぞれが閾値背景強度値を上回る複数のパルスカウント値を生成することと、
(b)前記パルスカウント値の第1のアレイから、ピーク信号(かつ背景信号ではない)に対応するパルスカウント値を識別する(かつ後続反復内のアレイから除外する)ための閾値を判定し、一連の反復のそれぞれに続く残りのパルスカウント値に基づいて、前記閾値を調節することであって、所与の後続反復はさらに、先行反復におけるピークに対応すると識別されたパルスカウント値を除外し、最終背景閾値が、容認可能公差内の閾値の収束に応じて、判定される(例えば、さらに背景レベルが、判定され、例えば、前記背景レベルは、前記サンプル中に溶解された検体濃度を判定するために使用されることができる)、ことと、
(c)前記パルスカウント値の第1のアレイから、平滑化されたデータアレイ(例えば、x−点平均化データアレイ、例えば、xは、1〜100または3〜20の整数、例えば、5である)を構築し、後続および先行値の両方(例えば、後続および先行平均化値)より大きく前記最終背景閾値より大きい前記平滑化されたデータアレイ(例えば、前記x−点平均化データアレイ)の値をピークとして識別することと、
(d)前記サンプルに対して識別されたピークのそれぞれに対応するピーク面積強度を識別し、前記サンプルに対するピーク面積強度のヒストグラムを構成することと、
(e)前記サンプルに対するピーク面積強度のヒストグラムを使用して、(i)前記サンプルに対する粒子質量ヒストグラム、(ii)前記サンプルに対する粒子サイズヒストグラム、(iii)前記サンプルに対して検出されたピークの数、(iv)前記サンプルに対する粒子濃度、(v)前記サンプルに対する平均粒子サイズ、(vi)前記サンプルに対する中央粒子サイズ、(vii)前記サンプルに対する溶解された検体濃度、(viii)モード粒子サイズ、すなわち、最も一般的な粒子サイズ、および(ix)粒子サイズ分布の幅の測定値(例えば、標準偏差、半値全幅(FWHM)、または前記粒子の10%を含有するサイズから前記粒子の90%を含有するサイズまでの全範囲、もしくは2つの異なるパーセンテージの任意の他の選択肢)の(i)〜(ix)のうちの1つまたはそれを上回るものを算出することと、
(f)ディスプレイ上への提示のために、(i)前記サンプルに対して識別されたピーク、(ii)前記サンプルに対するピーク面積強度のヒストグラム、(iii)前記サンプルに対する粒子質量ヒストグラム、(iv)前記サンプルに対する粒子サイズヒストグラム、(v)前記サンプルに対して検出されたピークの数、(vi)前記サンプルに対する粒子濃度、(vii)前記サンプルに対する平均粒子サイズ、(viii)前記サンプルに対する中央粒子サイズ、(ix)前記サンプルに対する溶解された検体濃度、(x)前記モード粒子サイズ、すなわち、最も一般的な粒子サイズ、および(xi)前記粒子サイズ分布の幅の測定値(例えば、標準偏差、半値全幅(FWHM)、または前記粒子の10%を含有するサイズから前記粒子の90%を含有するサイズまでの全範囲、もしくは2つの異なるパーセンテージの任意の他の選択肢)の(i)〜(xi)のうちの1つまたはそれを上回るもののグラフィカルおよび/または英数字表現をレンダリングする、ことと
を行わせる、非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目27)
前記分光計は、誘導結合プラズマ質量分析計(ICP−MS)である、項目26に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目28)
前記サンプル中の粒子は、ナノ粒子である、項目26または27に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目29)
前記サンプル中の粒子は、ミクロ粒子またはセルである、項目26または27に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目30)
前記パルスカウント値のシーケンスは、前記サンプル中のピークあたり、平均して、1〜50、または1〜25、または2〜10、または1.1以上、または1.2以上、または1.5以上、または2以上、または3以上、または4以上、または5以上のパルスカウント値を含有する、項目26−29のいずれか1つに記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目31)
ステップ(b)における少なくとも1回の反復に対する閾値は、前記アレイ内の残りの値の平均+前記標準偏差の倍数(例えば、平均+標準偏差の3倍)として算出される、項目26−30のいずれか1つに記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目32)
ステップ(c)において、前記命令は、プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、前記識別されたピークの位置をピーク位置アレイ内に記憶させ、随意に、1つまたはそれを上回る付加的x−値を用いてステップ(c)を繰り返させ、随意に、容認可能x−値に収束させる、項目26−31のいずれか1つに記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目33)
前記平滑化されたデータアレイは、x−点平均化データアレイであり、ステップ(c)において、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
前記x−点平均化データアレイを構築し、平滑化されたデータを生成することであって、xは、所定の整数(例えば、3〜20)である、ことと、
前記x−点平均化データアレイを使用して、前記パルスカウント値の第1のアレイ内の識別されたピークあたりのパルスカウント値の平均数を識別し、次いで、前記パルスカウント値の第1のアレイから、x’−点平均化データアレイを構築し、後続および先行両方の平均化値より大きく前記最終背景閾値より大きい前記x’−点平均化データアレイの値をピークとして識別することであって、x’は、前記x−点平均化データアレイを使用して識別されたピークあたりのパルスカウント値の平均数[例えば、x’=ラウンド(ピークあたり平均点+1)]から判定される、ことと、
次いで、ステップ(d)に進み、前記x’−点平均化データアレイを使用して識別されたピークのそれぞれに対応する前記ピーク面積強度を識別することと
を行わせる、項目26−32のいずれか1つに記載の非一過性コンピュータ可読媒体。(項目34)
ステップ(e)において、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、前記サンプルに対する輸送効率値、前記検体(例えば、前記サンプルの粒子が構成する金属元素)に対する溶解溶液較正値、ならびに前記分光計(例えば、ICP−MS)内の前記サンプルに対する滞留時間および流率を使用して、前記サンプルに対する質量流束較正値を構成させる、項目26−33のいずれか1つに記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目35)
ステップ(e)において、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、(i)前記サンプルに対するピーク面積強度のヒストグラム、(ii)前記サンプルに対する質量流束較正値、(iii)前記検体である前記粒子の質量分率、(iv)イオン化効率、(v)前記粒子の判定されたまたは既知の形状、および(vi)前記粒子の判定されたまたは既知の密度を使用して、前記サンプルに対する粒子質量ヒストグラムを算出させる、項目34に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目36)
ステップ(e)において、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、(i)既知のサイズおよび前記サンプルと同一組成を有する標準粒子(例えば、同一検体)のICP−MS行程から生成された強度ヒストグラムから判定される最も一般的な強度、(ii)前記サンプルの粒子の判定されたまたは既知の形状、および(iii)前記サンプルの粒子の判定されたまたは既知の密度を使用して、前記サンプルに対する強度対質量較正値を判定させる、項目26−35のいずれか1つに記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目37)
ステップ(e)において、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、(i)前記サンプルに対する強度対質量較正値、(ii)前記検体である前記粒子の質量分率、および(iii)イオン化効率を使用して、前記サンプルに対する粒子質量ヒストグラムを算出させる、項目36に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目38)
パルスカウント毎の滞留時間は、10ミリ秒以下、1ミリ秒以下、500マイクロ秒以下、200マイクロ秒以下、100マイクロ秒以下、50マイクロ秒以下、または10マイクロ秒以下である、項目26−37のいずれか1つに記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目39)
パルスカウント毎の滞留時間は、10マイクロ秒〜500マイクロ秒または10マイクロ秒〜200マイクロ秒の値である、項目26−38のいずれか1つに記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目40)
前記サンプルに対する沈降時間は、200マイクロ秒以下、100マイクロ秒以下、または50マイクロ秒以下、10マイクロ秒以下、5マイクロ秒以下、3マイクロ秒以下、2マイクロ秒以下、1マイクロ秒以下、0.5マイクロ秒以下、0.1マイクロ秒以下、またはゼロである、項目26−39のいずれか1つに記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目41)
前記サンプルの粒子は、少なくとも1つの金属元素(検体)を含む、項目26−40のいずれか1つに記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目42)
前記サンプルの粒子は、Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Br、Kr、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、I、Xe、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Th、Pa、およびUを含む群から選択される、少なくとも1つの要素(検体)を含む、項目26−41のいずれか1つに記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目43)
前記サンプルの粒子は全て、実質的に同一組成を有する、項目26−42のいずれか1つに記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目44)
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、前記分光計(例えば、誘導結合プラズマ質量分析計、ICP−MS)を使用して、前記パルスカウント値のシーケンスを取得させる、項目26−43のいずれか1つに記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目45)
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、前記ステップ(f)においてレンダリングされた(i)〜(xi)のうちの1つまたはそれを上回るもののグラフィカルおよび/または英数字表現を表示させる、項目26−44のいずれか1つに記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
(項目46)
前記分光計によって取得されたパルスカウント値は、前記パルスカウント値の第1のアレイに入力され(またはそれと見なされ)、ステップ(b)に進む前に、前記プロセッサによってフィルタ処理および/または正規化される、項目26−45のいずれか1つに記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
Claims (24)
- 質量分析データの自動化された分析のための方法であって、前記方法は、
(a)誘導結合プラズマ質量分析計(ICP−MS)によって取得されたパルスカウント値のシーケンスにアクセスし、検体を含み、かつサンプル中に存在する、粒子に対応する少なくとも1つの所与のピークのそれぞれに対して、それぞれが閾値背景強度値を上回るパルスカウント値を生成することと、
(b)前記パルスカウント値の第1のアレイから、ピーク信号に対応するパルスカウント値を識別するための閾値を判定し、一連の反復のそれぞれに続く残りのパルスカウント値に基づいて、前記閾値を調節することであって、所与の後続反復は、先行反復におけるピークに対応すると識別されないパルスカウント値を含み、最終背景閾値が、容認可能公差内の前記閾値の収束に応じて、判定される、ことと、
(c)前記パルスカウント値の第1のアレイから、平滑化されたデータアレイを構築し、後続値および先行値の両方より大きくかつ前記最終背景閾値より大きい前記平滑化されたデータアレイの値を、識別されたピークとして識別することと、
(d)前記識別されたピークに基づいて、前記サンプル中の粒子に対するピーク面積強度のヒストグラム、および、前記サンプル中の粒子に対する粒子サイズヒストグラムを判定することと
を含む、方法。 - 前記サンプル中の粒子は、ナノ粒子である、請求項1に記載の方法。
- 前記サンプル中の粒子は、ミクロ粒子またはセルである、請求項1に記載の方法。
- 前記パルスカウント値のシーケンスは、前記サンプル中のピークあたり、平均して、2以上のパルスカウント値を含有する、請求項1に記載の方法。
- ステップ(b)における少なくとも1回の反復に対する閾値は、前記アレイ内の残りの値の平均に標準偏差の倍数を加えたものに基づいて調節される、請求項1に記載の方法。
- 前記平滑化されたデータアレイは、x−点平均化データアレイであり、ステップ(c)はさらに、前記識別されたピークの位置をピーク位置アレイ内に記憶することと、1つ以上の付加的x−値を用いて、ステップ(c)を繰り返すことと、容認可能x−値に収束させることとを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記平滑化されたデータアレイは、x−点平均化データアレイであり、ステップ(c)は、
前記x−点平均化データアレイを構築し、前記平滑化されたデータアレイを生成することを含み、xは、所定の整数であり、ステップ(c)はさらに、
前記x−点平均化データアレイを使用して、前記パルスカウント値の第1のアレイ内の識別されたピークあたりのパルスカウント値の平均数を識別することと、
次いで、前記パルスカウント値の第1のアレイから、x’−点平均化データアレイを構築し、後続平均化値および先行平均化値の両方より大きくかつ前記最終背景閾値より大きい前記x’−点平均化データアレイの値をピークとして識別することであって、x’は、前記x−点平均化データアレイを使用して識別されたピークあたりのパルスカウント値の平均数から判定される、ことと
を含み、
ステップ(d)は、前記x’−点平均化データアレイを使用して識別されたピークのそれぞれに対応するピーク面積強度を識別することを含む、請求項1に記載の方法。 - ステップ(d)は、
前記サンプルに対する輸送効率値が規定されたかどうか、および前記検体に対する溶解溶液較正値が存在するかどうかを自動的に判定することと、
前記サンプルに対する前記輸送効率値が規定されたこと、および前記検体に対する前記溶解溶液較正値が存在することの両方という判定に応じて、前記サンプルに対する前記輸送効率値、前記検体に対する前記溶解溶液較正値、ならびに前記ICP−MS内の前記サンプルに対する滞留時間および流率を使用して、前記サンプルに対する質量流束較正値を構成することと
を含む、請求項1に記載の方法。 - ステップ(d)はさらに、
ステップ(c)における前記識別されたピークのそれぞれに対して、ピーク面積強度を判定し、それによって、前記サンプルに対するピーク面積強度の前記ヒストグラムを判定することと、
(i)前記サンプルに対するピーク面積強度のヒストグラム、(ii)前記サンプルに対する質量流束較正値、(iii)前記検体である前記粒子の質量分率、(iv)イオン化効率、(v)前記粒子の判定されたまたは既知の形状、および(vi)前記粒子の判定されたまたは既知の密度を使用して、前記サンプルに対する粒子質量ヒストグラムを算出することと
を含む、請求項8に記載の方法。 - 各パルスカウント値に対する滞留時間は、10ミリ秒以下である、請求項1に記載の方法。
- 各パルスカウント値に対する滞留時間は、10マイクロ秒〜500マイクロ秒である、請求項1に記載の方法。
- 前記サンプルに対する沈降時間は、200マイクロ秒以下である、請求項1に記載の方法。
- 前記検体は、少なくとも1つの金属元素を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記検体は、Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Br、Kr、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、I、Xe、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Th、Pa、およびUから成る群から選択される、少なくとも1つの要素を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記サンプル中の粒子は全て、実質的に同一組成を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記ICP−MSを使用して、前記パルスカウント値のシーケンスを取得することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ICP−MSによって取得されたパルスカウント値は、ステップ(b)において前記パルスカウント値の第1のアレイから前記閾値を判定する前に、フィルタ処理および/または正規化される、請求項1に記載の方法。
- ステップ(d)は、ステップ(c)における前記識別されたピークのそれぞれに対して、プロセッサによって、前記識別されたピークに対応するピーク面積強度を判定することを含み、前記識別されたピークに対応するピーク面積強度を判定することは、
前記パルスカウント値の第1のアレイ内に、前記識別されたピークに対応するピーク点を判定することと、
最初に、前記ピーク点のパルスカウント値を総和変数に代入し、ステップ(b)において判定された前記最終背景閾値を差し引くことと、
前記ピーク点の右側の各点に対して、点が、ステップ(b)において判定された前記最終背景閾値未満またはそれに等しくなると判定されるまで、前記ピーク点の右側の点のパルスカウント値を前記総和変数の値に反復的に加算し、ステップ(b)において判定された前記最終背景閾値を差し引くことと、
前記ピーク点の左側の各点に対して、(i)点が、ステップ(b)において判定された前記最終背景閾値未満またはそれに等しくなると判定されるまで、または、(ii)前記パルスカウント値の第1のアレイの開始が到達されたと判定されるまで、前記ピーク点の左側の点のパルスカウント値を前記総和変数の値に反復的に加算し、ステップ(b)において判定された前記最終背景閾値を差し引くことと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記サンプル中の粒子に対するピーク面積強度のヒストグラム、および、前記サンプル中の粒子に対する粒子サイズヒストグラムに基づいて、以下のデータ(i)〜(iv):
(i)前記サンプル中の粒子に対する平均粒子サイズと、
(ii)前記サンプル中の粒子に対する中央粒子サイズと、
(iii)前記サンプル中の粒子に対するモード粒子サイズと、
(iv)前記サンプル中の粒子に対する粒子サイズ分布の幅の測定値と
のうちの1つ以上を算出することをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記サンプル中の粒子に対するピーク面積強度のヒストグラム、および、前記サンプル中の粒子に対する粒子サイズヒストグラムに基づいて、
(v)前記サンプルに対する粒子濃度と、
(vi)前記サンプルに対する溶解された検体濃度と
のうちの少なくとも1つを算出することをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記サンプル中の粒子に対するピーク面積強度のヒストグラム、および、前記サンプル中の粒子に対する粒子サイズヒストグラムに基づいて、前記サンプルに対して検出されるピークの数を算出することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 質量分析データの自動化された分析のためのシステムであって、前記システムは、
プロセッサと、
メモリと
を備え、
前記メモリは、命令を備え、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
(a)誘導結合プラズマ質量分析計(ICP−MS)によって取得されたパルスカウント値のシーケンスにアクセスし、検体を含み、かつサンプル中に存在する、粒子に対応する少なくとも1つの所与のピークのそれぞれに対して、それぞれが閾値背景強度値を上回るパルスカウント値を生成することと、
(b)前記パルスカウント値の第1のアレイから、ピーク信号に対応するパルスカウント値を識別するための閾値を判定し、一連の反復のそれぞれに続く残りのパルスカウント値に基づいて、前記閾値を調節することであって、所与の後続反復は、先行反復におけるピークに対応すると識別されないパルスカウント値を含み、最終背景閾値が、容認可能公差内の前記閾値の収束に応じて、判定される、ことと、
(c)前記パルスカウント値の第1のアレイから、平滑化されたデータアレイを構築し、後続値および先行値の両方より大きくかつ前記最終背景閾値より大きい前記平滑化されたデータアレイの値を、識別されたピークとして識別することと、
(d)前記識別されたピークに基づいて、前記サンプル中の粒子に対するピーク面積強度のヒストグラム、および、前記サンプル中の粒子に対する粒子サイズヒストグラムを判定することと
を行わせる、システム。 - 前記パルスカウント値のシーケンスを取得するために前記ICP−MSをさらに備える、請求項22に記載のシステム。
- 前記ICP−MSは、サンプル導入システムと、大気圧イオン源としての役割を果たす、アルゴンプラズマを発生させるためのICPトーチおよびRFコイルと、前記大気圧イオン源を高真空質量分析計に連結するインターフェースと、イオン光学、四重極、および検出器のための高真空を提供する、真空システムと、達成可能検出限界を低下させ得る干渉を除去するように構成される、衝突/反応セルとを備え、前記イオン光学は、中性種および光子が廃棄されることを保証しながら、所望のイオンを前記四重極の中に誘導し、前記ICP−MSは、イオンをその質量/電荷比(m/z)によって分類するように構成され、前記ICP−MSはさらに、前記四重極から退出する個々のイオンをカウントする、検出器と、機器制御の側面ならびに最終濃度結果を得る際に使用するためのデータ取得および処理を制御する、データ取扱およびシステムコントローラとを備え、前記プロセッサは、前記データ取扱およびシステムコントローラの一部である、請求項23に記載のシステム。
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