JP7246680B2 - クロマトグラフ及びクロマトグラフィの定量方法 - Google Patents
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Description
なお、JISK0214:2013には、クロマトグラフィに関する用語が規定されている。
この内部標準法では、濃度が既知の測定物質と一定濃度の(内)標準物質とを含む試料を、測定物質の濃度を種々変えて測定し、測定物質の強度と内部標準の強度との強度比と、測定物質の濃度との関係を一次式で表した検量線を得て、検量線により未知試料を定量している(特許文献1)。
そこで、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、内部標準法による検量線を用いつつも、未知試料に標準物質を添加する作業を不要とし、測定を簡易にすると共に定量精度の低下を抑制したクロマトグラフ及びクロマトグラフィの定量方法の提供を目的とする。
また、このクロマトグラフによれば、内部標準が測定対象のクロマトグラムのピークの前後の時間にそれぞれピークが現れる少なくとも第1内部標準及び第2内部標準の2種類を含むので、測定精度が向上する。
そこで、このクロマトグラフによれば、クロマトグラフの状態を予め診断し、装置状態が正常とみなしたときに未知試料の定量を行うことで、誤測定を防止できる。
一方、QCサンプルとして、測定対象を含んだQCサンプルを用いて測定対象を定量すれば、クロマトグラフの診断精度が向上するが、このQCサンプルを追加の測定対象の定量にも兼用すると、追加の測定対象の測定精度が低下するおそれがある。しかし、追加の測定対象毎にQCサンプルを用意すると作業性が低下するので、測定対象を含んだQCサンプルを、すべての測定(追加の測定対象の測定)で兼用させたいという要望がある。
そこで、追加の測定対象についての内部標準法による追加の検量線データとして、内部標準強度比(A2/A1)で補正した検量線データを記憶しておく。そして、この補正した検量線データを用いて追加の測定対象を定量することで、測定対象を含んだQCサンプルを追加の測定対象の定量に兼用しつつも、追加の測定対象を精度よく定量できるようになる。
このクロマトグラフによれば、QCサンプルのクロマトグラフの波形の広がりに基づいて、未知試料の測定の可否をさらに精度よく判断できる。
このクロマトグラフによれば、標準クロマトグラフの強度に基づいて、未知試料の測定の可否をさらに精度よく判断できる。
図1は、本発明の実施形態に係る液体クロマトグラフ100の構成を示す図である。
液体クロマトグラフ100は所定の測定対象を定量するものであり、全体を制御するデータ処理装置(制御部)7、移動相(溶離液と溶媒の混合溶液)1、移動相1を送液するポンプ2、試料を注入するオートサンプラ3、成分を分離するカラム4、カラム4を恒温にするカラムオーブン5、分離された成分を検出する検出器6、表示部10を備える。
データ処理装置7は、分析を実行し分析結果を解析する制御部(CPU)9、分析結果または解析結果を保存する記憶部(ハードディスク等)8を有するコンピュータから構成される。表示部(モニタ)10は、分析結果や解析結果を表示する。
試料は、オートサンプラ3のインジェクタ(図示せず)から注入され、ポンプ2から送液される移動相1とともにカラム4を通過し、試料中の種々の成分に分離される。
成分に分離された試料は、検出器6で検出される。検出器6の信号はデータ処理装置7に送られてデータ処理が行われる。
カラム4は、移動相1中に存在する試料の成分を分離する分離部として一般的に使用される装置である。カラム4としては、充填型カラムやモノリスカラム等がある。カラム4のカラム充填剤としては、吸着型、分配型、イオン交換型等の種々のタイプのものを使用することができる。カラム4を恒温に保ち、再現性よく試料の分離ができるように、カラム4は、カラムオーブン5内に設置されていることが望ましい。
まず、図2に示すように、測定対象をXとしたとき、濃度既知の測定対象をSTD-X(標準試料)で表す。そして、STD-Xに所定濃度の内部標準a、bを加えてクロマトグラムを取得する。このクロマトグラムは、測定対象Xの濃度をX1、X2、X3、と種々変えてそれぞれ測定する。
又、内部標準a、bは、測定対象Xのクロマトグラムのピークの前後の時間にそれぞれピークが現れる。内部標準a、bが、それぞれ特許請求の範囲の「第1内部標準」、「第2内部標準」に相当する。
同様に内部標準bについても、図3(b)に示すように、濃度既知の測定対象STD-X1、STD-X2、STD-X3、の各強度と内部標準bの強度との強度比(STD/b)を縦軸にプロットし、測定対象STD-X1、STD-X2、STD-X3、の各濃度Concを横軸にプロットし、強度比と測定対象Xの濃度との関係を表す一次式の第2検量線データCAL2が得られる。
なお、検量線データは、強度比と、測定対象の濃度との関係を表すものであれば、一次式に限らず、テーブル、近似曲線等でもよい。
まず、図4(a)に示すように、図2、図3で検量線データ(第1検量線データCAL1、第2検量線データCAL2)を作成した際の各内部標準a、bと同一濃度の内部標準a、bを含むQCサンプルのクロマトグラムを測定する。
次に、図4(b)に示すように、濃度が未知の測定対象Xnを含み、内部標準a、bを含まない未知試料のクロマトグラムを測定する。
次に、制御部9は、濃度Conc1、Conc2を平均したConc Xn=(Conc1+Conc2)/2を求め、測定対象Xnの濃度とする。このようにして、制御部9は、未知試料の測定対象Xnを定量する。
又、平均値Conc Xnを採用するのは、内部標準が2つ以上の場合であって、内部標準が1つの場合は平均化は不要であり、単一の検量線を参照すればよい。
従って、液体クロマトグラフの状態が悪化し、測定のばらつきが大きくなった場合に本法を用いると、誤った測定結果となってしまう。
この診断は、例えば図6~図7に示すようにして行うことができる。まず、記憶部8は、QCサンプルと同濃度の内部標準を少なくとも含む標準クロマトグラフの波形又は強度に基づく診断基準を記憶する。
但し、診断基準は、QCサンプルと同濃度の内部標準a、bを含むクロマトグラムの波形又は強度に基づくものであれば、測定対象Xのピークを含まなくてもよい。
そして制御部9は、QCサンプルのクロマトグラムの波形又は強度について、診断基準に基づいて未知試料の測定の可否を判断する。
なお、以下の説明では、診断基準及びQCサンプルが既知の濃度X1の測定対象Xも含むものとするが、診断基準及びQCサンプルが測定対象Xを含まくてもよいのはいうまでもない。
図6に示すように、標準クロマトグラムCRは、測定対象XのピークS0、ピークS0の前後の保持時間にそれぞれ現れる第1内部標準a、bのピークS1、S2を有する。
各ピークS0、S1、S2につき、それぞれ半値幅(波形の広がり)をW0、W1、W2、強度(例えばピーク面積)をA0、A1、A2で表す。
制御部9は、診断基準J1に基づいて診断を行い、未知試料の測定の可否を判断する。
なお、半値幅W0a、W1がそれぞれ第1閾値Wx、Wzを超えた場合とは、固定相(カラム4)の不具合が想定される。
なお、強度A1bが第2閾値Ay未満の場合とは、検出器の不具合(例えば、検出器のランプ交換要)が想定される。
なお、半値幅W1c、W2cの少なくとも一方が第1閾値Wy又はWzを超えた場合とは、移動相の不具合が想定される。
又、図6のQCサンプルのクロマトグラムCRcの例では、半値幅W1c、W2cの少なくとも一方が第1閾値Wy又はWzを超えた場合に未知試料の測定を不可と判断したが、ピークS0~S2の半値幅W0c~W2cのすべてがそれぞれ第1閾値を超えた場合や、これらの半値幅W0c~W2cのうち2以上が第1閾値を超えた場合、半値幅W0c~W2cのいずれか1つが第1閾値を超えた場合に未知試料の測定を不可と判断してもよい。
又制御部9は、未知試料の測定を許容した際、その旨を表示部10に表示したり、音声を鳴動させて作業者に告知しても良いし、液体クロマトグラフ100の測定が進行するような制御を行ってもよい。この制御は、例えば測定を実行するコンピュータプログラムを自動的に進行させ、ソフトウェア上で制御するのが簡便である。
一方、QCサンプルとして、上述の図6のように測定対象Xを含んだQCサンプルを用いて測定対象Xを定量する場合、液体クロマトグラフ100の診断精度が向上するが、このQCサンプルを測定対象Yの定量にも兼用すると、測定対象Yの測定精度が低下するおそれがある。
一方で、追加の測定対象Y毎に、測定対象Yを含んだQCサンプルを用意すると作業性が低下するので、測定対象Xを含んだQCサンプルを、すべての測定で兼用させたいという要望がある。
そして、この補正した検量線データを用いて測定対象Yを定量することで、測定対象Xを含んだQCサンプルを測定対象Yの定量に兼用しつつも、測定対象Yを精度よく定量できるようになる。
第2検量線CAL4は、同様に内部標準bについて、図9(b)に示すように、濃度既知の測定対象STD-Y1、STD-Y2、STD-Y3、の各強度と内部標準bの強度との強度比(STD/b)を縦軸にプロットし、測定対象STD-Y1、STD-Y2、STD-Y3、の各濃度Concを横軸にプロットし、強度比と測定対象Xの濃度との関係を表す一次式が得られる。
内部標準強度比(A2/A1)は、各内部標準a、bごとに算出され、例えば内部標準aについては、(A2/A1)=(ay/ax)であり、内部標準bについては、(A2/A1)=(by/bx)である。
この補正は、第1検量線CAL3の縦軸における測定対象STD-Y1、STD-Y2、STD-Y3、の各強度と内部標準aの強度との強度比(STD/a)の分母のaの値に、(ay/ax)を乗じる。つまり、補正後の強度比=STD/{a×(ay/ax)}となる。
図8に示すように、本例ではay>axであるので補正後の強度比は小さくなり、図9に示すように、補正後の検量線データCAL5は第1検量線CAL3よりも傾きが小さくなる。補正後の検量線データCAL6も同様にして、第2検量線CAL4よりも傾きが小さくなる。
検量線データCAL5、CAL6がそれぞれ特許請求の範囲の「補正した(追加の)検量線データ」に相当する。
なお、検量線データCAL5、CAL6は、強度比と、測定対象の濃度との関係を表すものであれば、一次式に限らず、テーブル、近似曲線等でもよい。
すると、制御部9は、上記診断基準とQCサンプルのクロマトグラムとに基づいて、上述のように未知試料の測定の可否を判断する。そして、測定を許容した場合には、制御部9は、補正後の検量線データCAL5、CAL6を参照し、未知試料の測定対象Yを定量する。定量の方法は測定対象Xと同様であり、検量線データCAL5、CAL6から図5と同様にして、測定対象Yの濃度をそれぞれ求め、それを平均する。
このように、補正した検量線データCAL5、CAL6を用いることで、測定対象Xを含むQCサンプルを測定対象Yの定量に兼用しつつも、未知試料に標準物質を添加せずに測定対象Yを精度よく定量できるようになる。
内部標準は複数に限らず、1つでもよい。但し、内部標準が測定対象のクロマトグラムのピークの前後の時間にそれぞれピークが現れる少なくとも第1内部標準及び第2内部標準の2種類を含むと、測定精度が向上するので好ましい。
補正した(追加の)検量線データCAL5,CAL6は、予めクロマトグラフ装100の出荷時に記憶部8に記憶しておいてもよく、後から作業者が測定対象Yと内部標準a、bを含むQCサンプルを一回だけ作製して内部標準強度比(A2/A1)を求め、、記憶部8に後から記憶させてもよい。
9 制御部
10 記憶部
100 (液体)クロマトグラフ
CR 標準クロマトグラフ
CR1~Cr3 QCサンプルのクロマトグラフ
J1 診断基準
W0~W2 標準クロマトグラフの波形
A0~A2 標準クロマトグラフの強度
W0a、W0c~W2c QCサンプルのクロマトグラフの波形
A0b~A2b QCサンプルのクロマトグラフの強度
Wx~Wz 第1閾値
Ax~Az 第2閾値
X、Xn 測定対象
a 第1内部標準
b 第2内部標準
CAL1 第1検量線データ
CAL2 第2検量線データ
CR 標準クロマトグラム
CRa、CRb、CRc QCサンプルのクロマトグラム
Y 追加の測定対象
CAL5,CAL6 補正した検量線データ
Xn/a 第1強度比
Xn/b 第2強度比
Claims (6)
- 制御部と、記憶部とを備え、所定の測定対象を定量するクロマトグラフであって、
前記記憶部は、前記測定対象に所定濃度の内部標準を加えて求められ、前記測定対象の強度と前記内部標準の強度との強度比を有する内部標準法による検量線データを記憶し、
前記所定濃度の前記内部標準を含むQCサンプルのクロマトグラムと、濃度未知の前記測定対象を含み前記内部標準を含まない未知試料のクロマトグラムとを測定したとき、前記制御部は、前記QCサンプルの前記内部標準の強度と、前記未知試料の前記測定対象の強度とから前記強度比を算出し、前記検量線に基づいて前記未知試料の前記測定対象を定量し、
前記内部標準は、前記測定対象のクロマトグラフのピークの前後の時間にそれぞれピークが現れる少なくとも第1内部標準及び第2内部標準の2種類を含み、
前記検量線データは、それぞれ前記第1内部標準と前記第2内部標準に対応した第1検量線データ及び第2検量線データを少なくとも含み、
前記制御部は、前記未知試料の前記測定対象を定量する際、前記QCサンプルのそれぞれ前記第1内部標準と前記第2内部標準の強度と、前記未知試料の前記測定対象の強度とからそれぞれ算出した第1強度比及び第2強度比から、それぞれ前記第1検量線データ及び前記第2検量線データを参照して前記測定対象を別個に定量し、その定量値を平均するクロマトグラフ。 - 前記記憶部は、前記所定濃度の前記内部標準を含む標準クロマトグラムの波形又は強度に基づく診断基準を記憶し、
前記制御部は、前記QCサンプルのクロマトグラムの波形又は強度に対し、前記診断基準に基づいて前記未知試料の測定の可否を判断する請求項1に記載のクロマトグラフ。 - 前記記憶部は、前記測定対象と異なる追加の測定対象に前記所定濃度の前記内部標準を加えて求められ、前記追加の測定対象の強度と前記内部標準の強度との強度比を有する内部標準法による追加の検量線データであって、前記追加の測定対象が共存したときの前記所定濃度の前記内部標準の強度A2と、前記追加の測定対象と同一濃度の前記測定対象が共存したときの前記所定濃度の前記内部標準の強度A1との内部標準強度比(A2/A1)で、前記追加の検量線データにおける前記内部標準の強度を補正した検量線データを記憶し、
前記QCサンプルは、濃度既知の前記測定対象をさらに含み、
前記追加の測定対象を定量する場合に、前記QCサンプルのクロマトグラムを測定し、前記制御部が前記診断基準に基づいて前記未知試料の測定を許容したとき、
前記制御部は、前記補正した検量線データに基づいて、濃度未知の前記追加の測定対象を含み前記内部標準を含まない第2の未知試料における、前記追加の測定対象を定量する請求項2に記載のクロマトグラフ。 - 前記診断基準は、前記標準クロマトグラフの波形の広がりの第1閾値を含み、
前記制御部は、前記QCサンプルのクロマトグラフの波形の広がりが前記第1閾値を超えた場合に、前記未知試料の測定を不可と判断する請求項2又は3に記載のクロマトグラフ。 - 前記診断基準は、前記標準クロマトグラフの強度の第2閾値を含み、
前記制御部は、前記QCサンプルのクロマトグラフの強度が前記第2閾値未満の場合に、前記未知試料の測定を不可と判断する請求項2、3又は4に記載のクロマトグラフ。 - 所定の測定対象を定量するクロマトグラフィの定量方法であって、
前記測定対象に所定濃度の内部標準を加えて求められ、前記測定対象の強度と前記内部標準の強度との強度比を有する内部標準法による検量線データを予め記憶し、
前記所定濃度の前記内部標準を含むQCサンプルのクロマトグラムと、濃度未知の前記測定対象を含み前記内部標準を含まない未知試料のクロマトグラムとを測定したとき、前記QCサンプルの前記内部標準の強度と、前記未知試料の前記測定対象の強度とから前記強度比を算出し、前記検量線に基づいて前記未知試料の前記測定対象を定量し、
前記内部標準は、前記測定対象のクロマトグラフのピークの前後の時間にそれぞれピークが現れる少なくとも第1内部標準及び第2内部標準の2種類を含み、
前記検量線データは、それぞれ前記第1内部標準と前記第2内部標準に対応した第1検量線データ及び第2検量線データを少なくとも含み、
さらに、前記未知試料の前記測定対象を定量する際、前記QCサンプルのそれぞれ前記第1内部標準と前記第2内部標準の強度と、前記未知試料の前記測定対象の強度とからそれぞれ算出した第1強度比及び第2強度比から、それぞれ前記第1検量線データ及び前記第2検量線データを参照して前記測定対象を別個に定量し、その定量値を平均する、クロマトグラフィの定量方法。
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