JP7310928B2 - 移動相モニタ、液体クロマトグラフ、分析システムおよびプログラム - Google Patents
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Description
本開示は、移動相モニタ、液体クロマトグラフ、分析システムおよびプログラムに関する。
特開2019-144156号公報(特許文献1)には、移動相の残量を自動的に算出して分析担当者(オペレータ)に通知する機能を備えた液体クロマトグラフが開示される。特許文献1に記載の液体クロマトグラフでは、移動相容器の重量を重量センサで計測し、重量の計測値の変化量を移動相の密度で除算することにより、移動相の消費量を求めるように構成される。
上記の機能を実行するために、分析担当者は、分析を開始する前に、重量センサを校正する作業とともに、分析に使用する移動相の種類を登録する作業を行なう。これは、移動相の種類によって比重が異なることによる。なお本願明細書において、比重とは、ある温度である体積を占める物質の質量と、それと同体積の標準物質(4℃の水)の質量との比をいう。設定された移動相の種類の比重を用いることにより、分析中に重量センサにより測定される移動相の重量から移動相の残量を求めることができる。
しかしながら、オペレータは、分析に使用する移動相の種類を変更するたびに、上記の移動相の種類を登録する作業が必要となる。使用する移動相の種類が多様化するに従って、この作業は煩雑化してしまうため、分析作業の効率を低下させることが懸念される。また、オペレータが誤った移動相の種類を登録してしまうなどの人為的なミスが生じる可能性が懸念される。
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、液体クロマトグラフにおける移動相の残量管理を容易化することである。
本開示の第1の態様に係る移動相モニタは、移動相容器に収容されている移動相の液量を管理するように構成される。移動相モニタは、計測部と、演算部と、通知部と、記憶部と、判別部とを備える。計測部は、移動相容器の重量を計測する。演算部は、計測部の計測値と移動相容器に収容される移動相の液量との関係を示す検量線を作成する。演算部は、作成した検量線に基づいて計測部の計測値から移動相の液量を算出する。通知部は、演算部により算出された移動相の液量を外部に通知する。記憶部は、複数の種類の移動相にそれぞれ対応する複数の検量線を記憶する。判別部は、記憶部に記憶されている複数の検量線から、作成した検量線を検索することにより、移動相容器に収容されている移動相の種類を判別する。
本開示によれば、液体クロマトグラフにおける移動相の残量管理を容易化することができる。
以下、本開示の実施の形態について。図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。
<液体クロマトグラフの構成>
図1は、実施の形態に係る液体クロマトグラフの構成を示すブロック図である。
図1は、実施の形態に係る液体クロマトグラフの構成を示すブロック図である。
図1を参照して、液体クロマトグラフ100は、複数の移動相容器20a~20cと、ボトルホルダ22と、複数のロードセル21a~21cと、送液部4と、分析流路6と、自動試料導入部8と、カラム10と、カラムオーブン12と、検出器14と、コントローラ30と、移動相モニタ5と、ディスプレイ29とを備える。
複数の移動相容器20a~20cの各々は、移動相を収容する。複数の移動相容器20a~20cはボトルホルダ22にセットされる。図1の例では、3つの移動相容器20a~20cがボトルホルダ22にセットされている。移動相容器の数はこれに限定されるものではなく、1つでもよいし、4以上であってもよい。また複数の移動相容器の種類は同じであっても、異なっていてもよい。以下では、移動相容器20a~20cを総称して「移動相容器20」と称する場合がある。
複数のロードセル21a~21cは、ボトルホルダ22に設置されている。ロードセル21aは、移動相容器20aの底面側に設置され、移動相容器20aの底面から印加される荷重(重力)を電気信号に変換する。ロードセル21bは、移動相容器20bの底面側に設置され、移動相容器20bの底面から印加される荷重(重力)を電気信号に変換する。ロードセル21cは、移動相容器20cの底面側に設置され、移動相容器20aの底面から印加される荷重(重力)を電気信号に変換する。ロードセル21a~21cは、移動相容器20a~20cの重量をそれぞれ測定する「重量センサ」の一実施例に対応する。
重量センサは、移動相容器の重量を測定することができれば、ロードセル以外の他の重量センサを用いることができる。ロードセル21a~21cの各々は移動相モニタ5と電気的に接続されており、生成した電気信号を移動相モニタ5に出力する。ロードセルの数はこれに限定されるものではなく、1つでもよいし、4以上であってもよい。以下では、ロードセル21a~21cを総称して「ロードセル21」と称する場合がある。
送液部4は、流路切換バルブ26と、送液ポンプ2とを有する。流路切換バルブ26は、複数の移動相容器20a~20cにそれぞれ繋がる複数の移動相流路と送液ポンプ2との間に設けられ、複数の移動相流路のうちの1つを選択するように構成される。図1の例では、流路切換バルブ26が1つで階層構成を有していないが、流路切換バルブ26を複数繋げることにより複数段階の階層構成を有してもよい。
送液ポンプ2は、移動相容器20a~20cに収容される移動相を吸引する。送液ポンプ2の下流側には分析流路6が接続されている。
図1の例では、流路切換バルブ26は、3つの移動相容器20a~20cと移動相流路を介して繋がっているため、例えば、種類が異なる移動相が収容された移動相容器20を切り換えて、移動相の種類を選択して分析流路6に送液することができる。または、流路切換バルブ26は、同じ種類の移動相が収容された複数の移動相容器20を切り換えて、多量の移動相を分析流路6に送液することができる。流路切換バルブ26および送液ポンプ2の動作はコントローラ30によって制御される。
分析流路6には移動相の流れの上流から下流に向かって、自動試料導入部8、カラム10および検出器14が配置されている。自動試料導入部8は、分析流路6に試料を導入する。カラム10は、導入された試料を分離する。カラム10は、カラムオーブン12に収容されている。検出器14は、カラム10で分離された試料成分を検出する。検出器14としては、質量分析計または吸光度検出器などを用いることができる。
移動相モニタ5は、複数のロードセル21a~21c(重量センサ)の出力信号に基づいて、複数の移動相容器20a~20c内の移動相残量を管理するように構成される。移動相モニタ5は、液体クロマトグラフ100と一体として設けられる構成でもよいし、液体クロマトグラフ100に対して後から追加して設けられる構成でもよい。例えば、移動相モニタ5は、液体クロマトグラフ100に対して着脱能に取り付けられている。
移動相モニタ5は、計測部51と、記憶部52と、演算部53と、通知部54とを有する。計測部51は、複数のロードセル21a~21cから出力される電気信号に基づいて、複数の移動相容器20a~20cの重量をそれぞれ計測する。計測部51は、複数の移動相容器20a~20cの重量の計測値を演算部53に出力する。
ここで、各ロードセル21の出力によって計測される移動相容器20の重量は、移動相容器20に収容された移動相の重量と、移動相容器本体の重量とを合計したものとなる。そのため、移動相の残量が0(ゼロ)の場合(すなわち、移動相容器20が空の場合)、移動相容器20の重量は、移動相容器本体の重量と等しくなる。
記憶部52は、計測部51で計測した計測値と移動相容器20に収容されている液量(移動相の体積に相当)との関係を示す検量線を、移動相の種類ごとに記憶している。通常、移動相の種類によって比重が異なるため、移動相の種類によって、移動相容器20の重量と移動相の液量との関係を示す検量線が異なってくる。検量線は、後述するように、空の移動相容器20の重量(すなわち、移動相容器本体の重量)と、既知の液量の移動相が収容された移動相容器20の重量とを計測部51で計測し、計測値に基づいて演算部53によって求められる。もちろん、既に知られている種類の移動相の検量線については、予め記憶部52に記憶させておいてもよい。
演算部53は、複数の移動相容器20a~20cの各々について、移動相容器20に収容されている移動相の種類に対応する検量線を記憶部52から読み出し、読み出した検量線に基づいて計測部51による計測値から移動相の液量(残量)を算出する。なお、移動相容器20ごとの移動相の種類の登録は、後述するように、オペレータが分析開始前に、ロードセル21を校正する際に行なうことができる。演算部53は、算出した移動相の液量を示すデータをコントローラ30および通知部54に出力する。
通知部54は、演算部53により算出された各移動相容器20に収容される移動相の液量を外部に通知するように構成される。これにより、オペレータが所持している携帯端末装置(例えばスマートフォンなど)に、移動相容器20ごとの移動相の残量を通知することができる。なお、通知部54に代えて、コントローラ30が移動相の残量を通知する構成としてもよい。
コントローラ30は、液体クロマトグラフ100の各部の動作を制御する。コントローラ30は、CPU(Central Processing Unit)と、メモリと、各種信号を入出力するための入出力バッファとを含んで構成される。CPUは、ハードディスクまたはソリッドステートディスクなどの外部記憶装置に格納されているプログラムをメモリに展開して実行する。外部記憶装置に格納されるプログラムは、コントローラ30の処理手順が記されたプログラムである。コントローラ30は、これらのプログラムに従って、液体クロマトグラフ100における各種制御を実行する。この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で処理することも可能である。
コントローラ30は、液体クロマトグラフ100に専用のコンピュータまたは汎用のパーソナルコンピュータにより実現することができる。専用のコンピュータの例はシステムコントローラである。システムコントローラとして実現した場合、コントローラ30を外部の汎用のパーソナルコンピュータ40に通信接続することができる。
パーソナルコンピュータ40は、液体クロマトグラフ100にのみ通信接続される場合または、ネットワークを介して液体クロマトグラフ100を含む複数の分析装置またはその他の装置に通信接続される場合がある。いずれの場合においても、パーソナルコンピュータ40と個々の装置との間の通信は、無線通信で実現されてもよいし、有線通信で実現されてもよい。
コントローラ30は、移動相モニタ5から送られる移動相容器20ごとの移動相の残量を示すデータに基づいて、送液部4の動作を制御する。具体的には、コントローラ30は、移動相容器20ごとの移動相の残量に応じて流路切換バルブ26における複数の移動相容器20a~20cの切り換え動作を制御する。コントローラ30はまた、送液ポンプ2における単位時間当たりの送液量を制御する。
コントローラ30はまた、検出器14からの検出信号を受け付けると、検出信号を処理することによってクロマトグラムを作成する。コントローラ30はさらに、後述する検量線データを保持しており、分析成分の定量を行なうことができる。
ディスプレイ29および操作部28は、移動相モニタ5およびコントローラ30に接続される。ディスプレイ29は、液晶パネルなどで構成される。操作部28は、液体クロマトグラフ100に対するオペレータの操作入力を受け付ける。操作部28は、典型的には、タッチパネル、キーボード、マウスなどで構成される。
ディスプレイ29は、分析担当者が移動相モニタ5を含む液体クロマトグラフ100の設定または変更を指示するための設定画面を表示可能に構成される。オペレータは、操作部28を介して、液体クロマトグラフ100の設定または変更を指示することができる。
なお、コントローラ30がシステムコントローラであってパーソナルコンピュータ40またはネットワーク上にあるパーソナルコンピュータ40に接続されている場合には、パーソナルコンピュータ40にインストールされたWebブラウザを介してシステムコントローラに接続されたディスプレイ29の設定画面にアクセスすることにより、移動相モニタ5を含む液体クロマトグラフ100の設定または変更を行なうように構成することができる。
<検量線の説明>
次に、記憶部52に記憶されている検量線について説明する。
次に、記憶部52に記憶されている検量線について説明する。
図2は、記憶部52に記憶されている検量線を示す概略図である。図2に示すように、記憶部52には、移動相の種類に対応して複数の検量線が記憶されている。具体的には、移動相の種類が「mpA(例えば純水)」の場合、検量線には「検量線A」が記憶され、移動相の種類が「mpB(例えばエタノール)」の場合、検量線には「検量線B」が記憶され、移動相の種類が「mpC(例えばアセトニトリル)」の場合、検量線には「検量線C」が記憶されている。
図3は、検量線A~検量線Cを説明するためのグラフである。図3に示すグラフの縦軸は移動相の液量(L)を示し、横軸は移動相容器の重量(kg)を示す。移動相容器の重量Wは、移動相の残量が0(ゼロ)である場合の移動相容器本体の重量である。
図3に示すように、検量線A~検量線Cの各々は、移動相の液量の増加に応じて移動相容器の重量が増加する一次関数として表すことができる。この一次関数の傾きは、移動相の比重量に相当する。比重量とは、物質の単位体積にかかる重力の大きさである。移動相の種類が同じである場合、一次関数の縦軸の切片(重量W)は移動相容器の個体差に応じて異なるものの、一次関数の傾き(すなわち、移動相の比重量)はほぼ同じ値となる。図3の例では、移動相mpA~移動相mpCは種類が互いに異なるため、一次関数の傾き(移動相の比重量)も互いに異なっている。
記憶部52は、検量線A~検量線Cの各々を一次関数の形式で記憶することができる。具体的には、記憶部52は、一次関数の形式として、一次関数の傾き(すなわち、移動相の比重量)を記憶することができる。または記憶部52は、検量線A~検量線Cの各々を、例えば0.1L~10Lまでの0.1Lごとの移動相容器の重量の数値データの形式で記憶することができる。
図2に示すテーブルには、図3に示す3種類の移動相の検量線以外に、他の移動相の種類についても検量線が記憶されている。なお、図2では、異なる検量線を移動相の物質名で分けて移動相の種類としてラベリングした例を示したが、異なる検量線を分析用途ごと、オペレータごとなどで分けて移動相の種類としてラベリングしてもよい、または、移動相の物質名、分析用途およびオペレータなどの項目を組み合わせて移動相の種類としてラベリングしてもよい。
<移動相の液量(残量)を計測する処理>
次に、移動相モニタ5における移動相の液量(残量)を計測する処理について説明する。
次に、移動相モニタ5における移動相の液量(残量)を計測する処理について説明する。
上述したように、移動相の種類に対応する検量線を用いて移動相の液量を算出するためには、分析開始前に、移動相容器20ごとに移動相の種類を登録する必要がある。オペレータは、ディスプレイ29に設定画面を表示させた状態で、操作部28を介して、移動相容器20a~20cの各々に対して移動相の種類を入力することができる。
しかしながら、移動相容器20に収容する移動相の種類を変更するたびに、オペレータは、移動相の種類を入力する作業が必要となる。使用する移動相の種類が多様化するに従って、この作業は煩雑化してしまうため、分析作業の効率を低下させることが懸念される。また、オペレータが誤った移動相の種類を登録してしまうなどの人為的なミスが生じる可能性が懸念される。
本実施の形態に係る液体クロマトグラフ100において、移動相モニタ5は、移動相容器20に収容される移動相の種類を判別する判別部55をさらに有する。判別部55は、移動相容器20に収容される移動相の検量線を作成し、記憶部52に記憶されている複数の検量線から、作成した検量線を検索することにより、移動相容器20に収容されている移動相の種類を判別するように構成される。これは、図3で述べたように、移動相の種類が同じであれば、検量線を示す一次関数の傾きがほぼ同じ値であることに基づいている。
具体的には、判別部55は、移動相容器20に収容される移動相の種類について、記憶部52に記憶されている複数の検量線にそれぞれ対応する複数の種類の移動相から、少なくとも1つの候補を検索する。判別部55は、検索された少なくとも1つの候補をディスプレイ29に表示させる。判別部55はさらに、通知部54により、当該少なくとも1つの候補を外部に通知することができる。
当該少なくとも1つの候補の中から1つの移動相の種類を選択する操作を受け付けると、判別部55は、選択された1つの移動相の種類を、移動相容器20に収容される移動相の種類に登録する。
このように移動相モニタ5が移動相容器20に収容される移動相の種類を自動的に判別する機能を備えることにより、オペレータが移動相の種類を直接入力する作業をなくすことができる。これにより、分析作業を効率化することができるとともに、誤入力などの人為的ミスを減らすことができる。
図4は、移動相モニタ5における移動相の液量(残量)を計測する処理の手順を説明するためのフローチャートである。
図4を参照して、ステップS01により、操作部28は、ロードセル21(重量センサ)を校正する操作入力を受け付ける。ロードセル21の校正は、分析を開始する前に行なわれる。ステップS01による操作入力は、操作部28に限らず、パーソナルコンピュータ40またはオペレータが所持する携帯端末装置からできるようにしてもよい。
ロードセル21の校正では、最初にステップS02にて、計測部51は、ロードセル21の出力信号に基づいて、空の移動相容器20の重量(図2の移動相容器本体の重量Wに相当)を計測する。次にステップS03により、計測部51は、ロードセル21の出力信号に基づいて、既知の液量の移動相が収容された移動相容器20の重量を計測する。
ステップS04により、演算部53は、ステップS02で計測した空の移動相容器20の重量と、ステップS03で計測した既知の液量の移動相が収容された移動相容器20の重量とに基づいて、検量線を作成する。具体的には、演算部53は、空の移動相容器20の重量と既知の液量の移動相が収容された移動相容器20の重量との2点から一次関数を求め、求めた一次関数を検量線とする。
次に、ステップS05に進み、判別部55は、記憶部52に記憶されている複数の検量線を参照することにより、ステップS04で作成された検量線に基づいて、移動相容器20に収容されている移動相の種類の候補を検索する。具体的には、判別部55は、図2に示すテーブルに記憶されている複数の検量線の中から、ステップS04で作成された検量線と一致するものを検索する。なお、本願明細書において「2つの検量線が一致する」とは、一方の検量線(一次関数)と他方の検量線(一次関数)とが厳密に一致する場合に限定されず、一方の検量線の傾き(比重量)が他方の検量線の傾き(比重量)に近似する場合も含むものとする。
ステップS05における検索において、記憶部52に記憶されている複数の検量線の中に、ステップS04で作成された検量線と一致するものがある場合、判別部55は、ステップS06により、複数の検量線にそれぞれ対応する複数の移動相の種類の中に、移動相容器20に収容されている移動相の種類の候補が有ると判定する(S06にてYES)。この場合、判別部55は、ステップS07に進み、検索された移動相の種類の候補をディスプレイ29に表示する。ステップS07ではさらに、通知部54が移動相の種類の候補をパーソナルコンピュータ40および/またはオペレータが所持している携帯端末装置に通知してもよい。
図5は、ディスプレイ29の第1の表示例を模式的に示す図である。図5(A)には、ディスプレイ29に表示される、移動相の種類を登録するための設定画面が示されている。ディスプレイ29の設定画面には、移動相の種類(例えば移動相の物質名)の入力を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)32が表示されている。オペレータは、操作部28(例えばマウス)を用いてGUI32を選択し、移動相の種類を直接入力することができる。
GUI32の右隅には、図4のステップS05による検索の結果を表示させるためのアイコン36が示されている。オペレータが操作部28を用いてアイコン36をクリックすると、GUI32の下側には、移動相の種類の候補を表示するためのGUI38が表示される。GUI38には、ステップS05の検索で得られた少なくとも1つの移動相の種類の候補について、その物質名が表示される。
この少なくとも1つの移動相の種類の候補は、移動相容器20に収容されている移動相と検量線が一致する移動相の種類に該当する。図5(A)の例では、移動相の種類の候補として、3種類の移動相mpA,mpD,mpGが示されている。
オペレータは、GUI38に表示された少なくとも1つの移動相の種類の候補から、移動相容器20に収容されている移動相の種類に該当するものを選択することができる。図5(A)の例では、GUI38には、操作部28によって制御できるポインタP1が示されている。オペレータは、ポインタP1を用いて、移動相容器20に収容されている移動相の種類に該当する移動相の種類を選択することができる。
図4に戻って、ステップS07により移動相の種類の候補をディスプレイ29に表示すると、移動相モニタ5は、オペレータによる移動相の種類の選択を受け付け可能となる。図5(A)の例では、オペレータがGUI38にて移動相の種類を選択すると、図5(B)に示すように、GUI32には、選択した移動相の種類が自動的に書き込まれる。例えばオペレータがGUI38上で移動相mpDを選択した場合には、GUI32には移動相mpDの物質名が書き込まれる。
図4のステップS08にて移動相の種類の選択を受け付けた場合(S08にてYES)、演算部53は、ステップS09により、選択された移動相の種類を、移動相容器20に収容されている移動相の種類として登録する。したがって、図5(B)のGUI32に書き込まれた移動相mpDは、移動相容器20に収容されている移動相の種類として登録される。
これに対して、ステップS05における検索において、記憶部52に記憶されている複数の検量線の中に、ステップS04で算出された検量線に一致するものが見当たらない場合、演算部53は、ステップS06にて、複数の検量線にそれぞれ対応する複数の移動相の種類の中に、移動相の種類の候補が無いと判定する(S06にてNO)。この場合、演算部53は、ステップS12に進み、ディスプレイ29の設定画面にてオペレータからの移動相の種類の入力を受け付ける。
図6は、ディスプレイ29の第2の表示例を模式的に示す図である。図6(A)には、ディスプレイ29に表示される、移動相の種類を登録するための設定画面が示されている。図6(A)の設定画面においても、図5(A)と同様のGUI32が表示されている。
オペレータが操作部28を用いてGUI32に示されたアイコン36をクリックすると、GUI32の下側に、移動相の種類の候補を表示するためのGUI38が表示される。ただし、記憶部52に記憶される複数の移動相の種類の中に、移動相の種類の候補が見当たらない場合には、GUI38には空欄のままとなり、移動相の種類が表示されない。
この場合、オペレータは、操作部28を用いて、移動相容器20に収容されている移動相の種類をGUI32に直接入力することができる。図6(A)の例では、GUI32には移動相mpXの物質名が書き込まれる。
なお、図4のステップS08にて移動相の種類の選択を受け付けない場合においても(S08にてNO)、演算部53は、ステップS12に進み、ディスプレイ29の設定画面にてオペレータからの移動相の入力を受け付ける。
図4のステップS12にて移動相の種類の入力を受け付けると、演算部53は、ステップS13に進み、ステップS12で受け付けた移動相の種類と、ステップS04で算出した検量線とを紐付けて記憶部52に記憶する。図6(B)に示すように、記憶部52のテーブルには、移動相mpXの物質名がラベリングされた検量線Xが記憶される。
演算部53はさらに、ステップS09により、選択された移動相の種類を、移動相容器20に収容されている移動相の種類として登録する。したがって、図6(B)のGUI32に書き込まれた移動相mpXは、移動相容器20に収容されている移動相の種類として登録される。
次に、演算部53は、ステップS10により、ステップS04で算出された検量線に基づき、ロードセル21で計測した移動相容器20の重量の計測値から移動相の液量を算出する。具体的には、移動相容器20の移動相の種類がmpAの場合、演算部53は、検量線Aを用いて移動相容器20の重量から移動相の液量を算出する。移動相容器20の移動相の種類がmpBの場合、演算部53は、検量線Bを用いて移動相容器20bの重量から移動相の液量を算出する。移動相容器20cの移動相の種類がmpCの場合、演算部53は、検量線Cを用いて移動相容器20cの重量から移動相の液量を算出する。
演算部53は、ステップS11により、ステップS10で算出した移動相容器20の移動相の液量を出力する。具体的には、演算部53は、通知部54を介してコントローラ30およびパーソナルコンピュータ40に対して移動相容器20の移動相の液量を出力する。演算部53はまた、通知部54を介して外部の携帯端末装置に移動相容器20の移動相の液量を通知する。これにより、携帯端末装置を所持するオペレータは、液体クロマトグラフ100の近くにいなくても移動相の液量をリアルタイムでモニタすることが可能となる。
なお、移動相モニタ5は、説明を簡単にするためステップS11で移動相の液量を出力した後、処理を終了しているが、実際の計測では液体クロマトグラフ100が稼働している間、所定の時間間隔(例えば1秒間隔)で移動相の液量の算出(S10)および液量を出力(S11)と繰り返す。また、ロードセル21(重量センサ)を校正する操作入力を受け付ける処理(S01)は、基本的に、移動相容器を変更するごと、または、移動相容器に収容する移動相の種類を変更するごとに行なうものとする。
また、図4のフローチャートでは、ディスプレイ29に表示された設定画面(図5および図6参照)において移動相の種類の選択または入力を受け付ける構成例を示したが、パーソナルコンピュータ40または携帯端末装置から、移動相の種類の選択または入力を受け付けることも可能である。
以上説明したように、本実施の形態に係る液体クロマトグラフ100では、移動相モニタ5は、移動相容器20に収容されている移動相について検量線を作成し、作成した検量線に基づいて、記憶部52に記憶されている複数の検量線にそれぞれ対応する複数の移動相の種類の中から、移動相容器20に収容される移動相の種類の少なくとも1つの候補を検索する。そして、移動相モニタ5は、当該少なくとも1つの候補をディスプレイ29に表示し、当該少なくとも1つの候補の中からオペレータが1つの移動相の種類を選択する操作を受け付ける。
これによると、オペレータは、ディスプレイ29に表示された少なくとも1つの候補の中から、移動相容器20に収容されている移動相の種類に該当するものを選択することで移動相容器20に収容されている移動相の種類を登録することができる。したがって、移動相の種類を直接入力する作業が不要となる。これにより、移動相の液量(残量)の管理を容易に行なうことができる。その結果、分析作業を効率化することができるとともに、誤入力などの人為的ミスを減らすことができる。
また、記憶部52に記憶されている複数の検量線にそれぞれ対応する複数の移動相の種類の中に、移動相容器20に収容される移動相の種類に該当するものが見当たらない場合には、オペレータが移動相容器20に収容されている移動相の種類を入力すると、入力された移動相の種類が、作成された検量線と紐付けられて記憶部52に記憶される。これによると、次回以降、同じ種類の移動相が移動相容器20に収容された場合には、移動相モニタ5から示される少なくとも1つの候補の中に、当該移動相の種類が含まれることになる。したがって、オペレータは、当該少なくとも1つの候補の中から移動相の種類を選択することで移動相の種類を登録することができる。すなわち、次回以降、移動相の種類を直接入力する作業が不要となる。
このようにして、移動相モニタ5の記憶部52には、過去に使用した履歴のない新たな種類の移動相が移動相容器20に収容されるたびに、当該移動相の種類とその検量線とが紐付けられて記憶されるため、記憶部52に記憶される検量線の数が増えていくことになる。これによると、移動相モニタ5の使用を重ねることにより、移動相の種類の検索精度が上がることになり、分析作業の効率化が促進される。
また記憶部52に蓄積される検量線は、液体クロマトグラフ100における移動相の使用履歴を反映したものとなることから、記憶部52に記憶される検量線は、分析用途に応じて液体クロマトグラフごとにカスタマイズされていくことになる。これにより、決められた分析用途で液体クロマトグラフ100が使用される場合において、分析作業の効率化を促進することができる。
なお、図4に示した処理において、使用する移動相容器本体の重量が既知である場合には、検量線を作成するために、移動相容器本体の重量を計測する処理(S02)を省略することができる。例えば、複数種類の移動相容器の各々について、移動相容器本体の重量を予め記憶しておき、検量線を算出する際に、使用する移動相容器に対応する重量を記憶部52から読み出してもよい。
一方、移動相容器の種類が同じであっても、複数の移動相容器間で重量に個体差が有る場合がある。そのため、移動相容器ごとにID(識別番号)を付しておき、移動相容器IDをラベリングして移動相容器本体の重量を記憶部52に記憶しておくことができる。移動相モニタ5は、移動相容器IDの入力を受け付けると、移動相容器IDに対応する移動相容器本体の重量を記憶部52から読み出し、読み出した移動相容器本体の重量を用いて検量線を作成する。
図7は、移動相モニタ5における移動相の液量(残量)を計測する処理の手順の変形例を説明するためのフローチャートである。
図7に示すフローチャートは、図4に示すフローチャートにおけるステップS02を、ステップS02Aに置き換えたものである。その他のステップは図4のステップと同じであるため、説明を繰り返さない。
ステップS02Aでは、移動相モニタ5は、移動相容器IDの入力を受け付ける。具体的には、オペレータは、操作部28を用いて、使用する移動相容器20の移動相容器IDを入力する。コントローラ30、パーソナルコンピュータ40または携帯端末装置から移動相容器IDを入力することができるようにしてもよい。
演算部53は、ステップS02Aで受け付けた移動相容器IDに対応する移動相容器本体の容量を記憶部52から読み出すことにより、移動相容器20について移動相容器本体の重量を取得する。図8は、記憶部52に記憶されている移動相容器本体の重量を示す概略図である。図8に示すように、記憶部52には、移動相容器IDに対応して移動相容器本体の重量が記憶されている。例えば、移動相容器IDが「BA」の場合、移動相容器本体の重量には「WA(kg)」が記憶されている。
一方、ステップS02Aで受け付けた移動相容器IDに対応する移動相容器本体の重量が記憶部52に記憶されていない場合、空の移動相容器の重量の計測が必要となる。そのため、移動相モニタ5は、通知部54を介して、空の移動相容器20の重量の計測を促すガイドを外部に出力することにより、オペレータに対して報知する。この場合、移動相モニタ5は、空の移動相容器20の重量を計測し、計測値を用いて検量線を作成する。
なお、移動相容器本体の重量についても、検量線と同様に、新たに計測した移動相容器本体の重量を、移動相容器IDをラベリングして記憶部52に記憶するようにしてもよい。これによると、次回以降、同一の移動相容器を使用する場面において、空の移動相容器の重量を計測する処理を省略することができる。
<分析システムの構成>
次に、本実施の形態に係る液体クロマトグラフ100を備える分析システムについて説明する。
次に、本実施の形態に係る液体クロマトグラフ100を備える分析システムについて説明する。
図9は、実施の形態に係る分析システムの構成例を示す概略図である。
図9を参照して、分析システムは、複数の液体クロマトグラフS1~S3、パーソナルコンピュータ40、携帯端末装置(例えばスマートフォン)100、およびストレージ300を備える。これらの装置は相互に通信可能に接続されている。装置間の通信方式は有線および無線のいずれであってもよい。分析システムはさらに、ゲートウェイ201を介してクラウド200と接続されている。
図9を参照して、分析システムは、複数の液体クロマトグラフS1~S3、パーソナルコンピュータ40、携帯端末装置(例えばスマートフォン)100、およびストレージ300を備える。これらの装置は相互に通信可能に接続されている。装置間の通信方式は有線および無線のいずれであってもよい。分析システムはさらに、ゲートウェイ201を介してクラウド200と接続されている。
複数の液体クロマトグラフS1~S3の各々は、図1に示した液体クロマトグラフ100と同様の構成を有している。すなわち、液体クロマトグラフS1~S3の各々は、移動相モニタ5およびコントローラ30を有している。移動相モニタ5は、ボトルホルダ22の底部に設けられたロードセル21(重量センサ)と接続されており、ロードセル21からの出力信号を取得する。移動相モニタ5は、ロードセル21の出力信号に基づいて、移動相容器に収容される移動相について検量線を作成し、作成した検量線を用いて移動相の液量を算出し、算出したい移動相の液量のデータをコントローラ30およびパーソナルコンピュータ40に出力する。
移動相モニタ5はさらに、携帯端末装置110に対して移動相の液量のデータを出力することができる。これにより、携帯端末装置110を所持しているオペレータは、液体クロマトグラフから離れた位置にいても、携帯端末装置110を通じて移動相の液量をリアルタイムでモニタすることができる。
また、移動相モニタ5は、クラウド200に移動相の液量の情報を出力することができる。これにより、移動相の液量の履歴情報をクラウド200に保存することが可能になる。過去の分析において移動相の液量がどのように変化していたのかを検証することができる。
ストレージ300は、複数の液体クロマトグラフS1~S3の各々の記憶部52に記憶されている検量線のデータを保存することが可能に構成される。ストレージ300は、例えばHDD(Hard Disk Drive)またはSSD(Solid State Disk)などの不揮発性記憶装置で構成される。ストレージ300は、分析システム全体を管理するサーバ(図示せず)に内蔵することができる。
ストレージ300はさらに、クラウド200からゲートウェイ201を介して、他の分析システムのストレージに保存されている検量線のデータを取得し、保存することができる。
液体クロマトグラフS1~S3の各々において、移動相モニタ5は、自装置の記憶部52に記憶されている検量線に加えて、ストレージ300に保存されている他装置の移動相モニタ5の記憶部52に記憶されている検量線を利用して、移動相容器に収容されている移動相の種類の候補を検索することができる。これによると、移動相の種類の候補の検索範囲を広げることができるため、移動相の種類の候補を見つける確率を高めることができる。
また、移動相モニタ5は、移動相の種類の候補の検索範囲を切り換えることが可能となる。具体的には、オペレータは、記憶部52に記憶されている検量線を利用する他装置を指定することができる。例えば分析用途が共通している他装置を指定することにより、当該他装置の記憶部52に記憶されている検量線のデータを利用することができる。
図10は、液体クロマトグラフS1のディスプレイの表示例を模式的に示す図である。図10(A)には、ディスプレイに表示される、移動相の種類を登録するための設定画面が示されている。図10(A)の設定画面においても、図5(A)および図6(A)と同様のGUI32が表示されている。
オペレータが操作部28を用いてGUI32に示されたアイコン36をクリックすると、GUI32の下側に、移動相の種類の候補を表示するためのGUI38が表示される。GUI38には、ステップS05の検索で得られた少なくとも1つの移動相の種類の候補について、その物質名が表示される。
GUI38には、検索範囲を示すアイコン41および、検索範囲の切り換えを指示するためのアイコン42が示されている。図10(A)では、アイコン41は、検索範囲が、自装置である液体クロマトグラフS1の記憶部52であることを示している。
GUI38に示された少なくとも1つの移動相の種類の候補の中に、移動相容器に収容される移動相の種類に該当するものが見当たらない場合、オペレータは、アイコン42を操作することにより、検索範囲を変更(追加)することができる。例えばオペレータがポインタP2を用いてアイコン42をクリックすると、ディスプレイ29には検索範囲の設定画面(図示せず)が表示される。オペレータは、設定画面上で、検量線のデータを利用する他装置を指定することができる。なお、検索範囲には、ストレージ300に保存されている他装置の検量線のデータに限定されず、クラウド200に保存されている他の分析システムの検量線のデータを含めることができる。
例えば、液体クロマトグラフS2が指定された場合には、図10(B)に示すように、GUI38には、検索範囲が液体クロマトグラフS2の記憶部52で有ることを示すアイコン44が追加される。拡大された検索範囲内で再び検索が行なわれることにより、移動相の種類の候補が更新される。図10(B)の例では、移動相の種類の候補の数が増えている。
オペレータは、更新された移動相の種類の候補の中に、移動相容器20に収容されている移動相の種類に該当するものが有る場合には、該当する移動相の種類を選択することができる。図10(B)の例では、GUI38には、操作部28によって制御できるポインタP3が示されている。オペレータは、ポインタP3を用いて、移動相容器20に収容されている移動相の種類に該当する移動相の種類を選択することができる。
オペレータがGUI38にて移動相の種類を選択すると、図10(C)に示すように、GUI32には、選択した移動相の種類が自動的に書き込まれる。例えばオペレータがGUI38上で移動相mpXを選択した場合には、GUI32には移動相mpXの物質名が書き込まれる。
以上説明したように、本実施の形態に係る分析システムにおいて、複数の液体クロマトグラフの各々は、他装置の移動相モニタ5の記憶部52に記憶されている検量線のデータを利用して、移動相容器に収容されている移動相の種類の候補を検索することができる。したがって、自装置の移動相モニタ5の記憶部52に記憶される検量線のデータに、移動相の種類の候補が見当たらない場合であっても、他装置の移動相モニタ5の記憶部52に記憶される検量線のデータの中から、移動相の種類の候補を見つけることが可能となる。これにより、移動相容器に収容される移動相の種類が、自装置で過去に使用した履歴のない移動相の種類であっても、移動相の種類を直接入力する作業を不要とすることができる。その結果、分析作業を効率化することができるとともに、誤入力などの人為的ミスを減らすことができる。
[態様]
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
(第1項)一態様に係る移動相モニタは、移動相容器に収容されている移動相の液量を管理する。移動相モニタは、計測部と、演算部と、通知部と、記憶部と、判別部とを備える。計測部は、移動相容器の重量を計測する。演算部は、計測部の計測値と移動相容器に収容される移動相の液量との関係を示す検量線を作成する。演算部は、作成した検量線に基づいて計測部の計測値から移動相の液量を算出する。通知部は、演算部により算出された移動相の液量を外部に通知する。記憶部は、複数の種類の移動相にそれぞれ対応する複数の検量線を記憶する。判別部は、記憶部に記憶されている複数の検量線から、作成した検量線を検索することにより、移動相容器に収容されている移動相の種類を判別する。
第1項に記載の移動相モニタは、移動相容器に収容される移動相の種類を自動的に判別する判別部を備えることにより、オペレータが移動相の種類を直接入力する作業をなくすことができる。これにより、移動相の残量管理を容易化することができる。よって、分析作業を効率化することができるとともに、誤入力などの人為的ミスを減らすことができる。
(第2項)第1項に記載の移動相モニタにおいて、判別部は、移動相容器に収容されている移動相の種類について、記憶部に記憶されている複数の検量線にそれぞれ対応する複数の種類の移動相から、少なくとも1つの候補を検索するように構成される。通知部は、判別部により検索された少なくとも1つの候補を外部に通知する。
第2項に記載の移動相モニタによれば、オペレータは、移動相モニタから通知された少なくとも1つの候補の中から、移動相容器に収容されている移動相の種類に該当するものを選択することで移動相容器に収容されている移動相の種類を登録することができる。したがって、移動相の種類を直接入力する作業が不要となる。
(第3項)第2項に記載の移動相モニタは、移動相モニタに対する操作を受け付ける操作部(28)をさらに備える。操作部が少なくとも1つの候補の中から、1つの移動相の種類を選択する操作を受け付けた場合、判別部は、選択された移動相の種類を、移動相容器に収容されている移動相の種類に登録する。
第3項に記載の移動相モニタによれば、オペレータは、移動相モニタから通知された少なくとも1つの候補の中から、移動相容器に収容されている移動相の種類に該当するものを選択することで移動相容器に収容されている移動相の種類を登録することができる。したがって、移動相の種類を直接入力する作業が不要となる。
(第4項)第3項に記載の移動相モニタにおいて、操作部が1つの移動相の種類を入力する操作を受け付けた場合、判別部は、入力された移動相の種類を、移動相容器に収容されている移動相の種類に登録する。
第4項に記載の移動相モニタによれば、オペレータは、移動相モニタから通知された少なくとも1つの候補の中に、移動相容器に収容されている移動相の種類に該当するものが見当たらない場合には、移動相の種類の入力することで移動相容器に収容されている移動相の種類を登録することができる。
(第5項)第4項に記載の移動相モニタにおいて、操作部が1つの移動相の種類を入力する操作を受け付けた場合、判別部は、入力された移動相の種類を、演算部により作成された検量線に紐付けて記憶部に記憶する。
第5項に記載の移動相モニタによれば、入力された移動相の種類が、作成された検量線と紐付けられて記憶部に記憶されるため、次回以降、同じ種類の移動相が移動相容器に収容された場合には、移動相モニタから通知される少なくとも1つの候補の中に、当該移動相の種類が含まれることになる。したがって、オペレータは、当該少なくとも1つの候補の中から移動相の種類を選択することで移動相の種類を登録することができる。すなわち、次回以降、移動相の種類を直接入力する作業が不要となる。
(第6項)第1項から第5項に記載の移動相モニタにおいて、演算部は、移動相容器本体の重量の計測値と、既知の液量の移動相が収容されている移動相容器の重量の計測値とに基づいて、検量線を作成する。
第6項に記載の移動相モニタによれば、演算部は、移動相の種類に対応する検量線に基づいて、計測部で計測した移動相容器の重量から移動相の液量を算出することができるため、移動相の種類によらず移動相の液量(残量)の管理を容易に行なうことができる。
(第7項)第1項から第5項に記載の移動相モニタにおいて、記憶部はさらに、移動相容器ごとに、移動相容器本体の重量を記憶するように構成される。演算部は、移動相容器に対応する移動相容器本体の重量を記憶部から読み出し、読み出した移動相容器本体の重量と、既知の液量の移動相が収容されている移動相容器の重量の計測値とに基づいて、検量線を作成する。
第7項に記載の移動相モニタによれば、移動相容器本体の重量を計測する処理を省略することができるため、重量センサの校正作業を効率化することができる。
(第8項)一態様に係る液体クロマトグラフは、導入された試料をカラムで分離して試料成分を検出する。液体クロマトグラフは、カラムに送る移動相を収容する移動相容器と、第1項から第7項に記載の移動相モニタと、移動相容器に収容されている移動相をカラムに送る送液部とを備える。
第8項に記載の液体クロマトグラフによれば、移動相モニタは、移動相容器に収容される移動相の種類を自動的に判別する判別部を備えることにより、オペレータが移動相の種類を直接入力する作業をなくすことができる。これにより、移動相の残量管理を容易化することができる。
(第9項)一態様に係る分析システムは、複数の移動相モニタが通信接続されている。複数の移動相モニタの各々は、第1項から第7項に記載の移動相モニタにより構成される。複数の移動相モニタの各々において、判別部は、自装置を含む少なくとも2つの移動相モニタの記憶部に記憶されている複数の検量線から、作成した検量線を検索することにより、移動相容器に収容されている移動相の種類を判別する。
第9項に記載の分析システムによれば、複数の移動相モニタの各々は、自装置の記憶部に記憶されている検量線に加えて、他装置の移動相モニタの記憶部に記憶されている検量線を利用して、移動相容器に収容されている移動相の種類の候補を検索することができる。これによると、移動相の種類の候補の検索範囲を広げることができるため、移動相の種類の候補を見つける確率を高めることができる。
(第10項)第9項に記載の分析システムは、複数の移動相モニタに通信接続され、各移動相モニタの記憶部に記憶されている複数の検量線を保存するための不揮発性記憶装置をさらに備える。
第10項に記載の分析システムによれば、複数の移動相モニタの各々は、不揮発性記憶装置に保存されている他装置の移動相モニタの記憶部に記憶されている検量線を利用して、移動相容器に収容されている移動相の種類の候補を検索することができる。各移動相モニタは、移動相の種類の候補の検索範囲を切り換えることが可能となる。これにより、検索精度を高めることができる。
(第11項)第9項または第10項に記載の分析システムにおいて、各移動相モニタの通知部は、携帯端末装置に対して情報を通知可能に構成される。
第11項に記載の分析システムによれば、携帯端末装置を所持するオペレータは、移動相モニタの近くに居なくても移動相の液量をリアルタイムでモニタすることができる。
(第12項)第9項から第11項に記載の分析システムにおいて、各移動相モニタは、少なくとも2つの移動相モニタを選択する操作を受け付け可能に構成される。
第12項に記載の分析システムによれば、各移動相モニタ5は、移動相の種類の候補の検索範囲を切り換えることが可能となる。例えば、各移動相モニタのオペレータは、分析用途が共通している他装置の移動相モニタを検索範囲を指定することにより、当該他装置の記憶部に記憶されている検量線のデータを利用することができる。
(第13項)一態様に係るプログラムは、移動相容器に収容されている移動相の液量を管理する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。上記方法は、移動相容器の重量を計測するステップと、移動相容器の重量の計測値と移動相容器に収容される移動相の液量との関係を示す検量線を作成するステップと、作成した検量線に基づいて移動相容器の重量から移動相の液量を算出するステップと、算出するステップにより算出された移動相の液量を外部に通知するステップと、複数の種類の移動相にそれぞれ対応する複数の検量線を記憶するステップと、複数の検量線から、作成した検量線を検索することにより、移動相容器に収容されている移動相の種類を判別するステップとを備える。
第13項に記載のプログラムによれば、移動相容器に収容される移動相の種類を自動的に判別する機能を備えることにより、オペレータが移動相の種類を直接入力する作業をなくすことができる。これにより、移動相の残量管理を容易化することができる。よって、分析作業を効率化することができるとともに、誤入力などの人為的ミスを減らすことができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
2 送液ポンプ、4 送液部、5 移動相モニタ、6 分析流路、8 自動試料導入部、10 カラム、12 カラムオーブン、14 検出器、20,20a~20c 移動相容器、21,21a~21c ロードセル(重量センサ)、22 ボトルホルダ、26 流路切換バルブ、28 操作部、29 ディスプレイ、30 コントローラ、40 パーソナルコンピュータ、51 計測部、52 記憶部、53 演算部、54 通知部、55 判別部、100 液体クロマトグラフ、110 携帯端末装置、200 クラウド、201 ゲートウェイ、300 ストレージ。
Claims (13)
- 移動相容器に収容されている移動相の液量を管理するための移動相モニタであって、
前記移動相容器の重量を計測する計測部と、
前記計測部の計測値と前記移動相容器に収容される移動相の液量との関係を示す検量線を作成し、作成した前記検量線に基づいて前記計測部の計測値から移動相の液量を算出する演算部と、
前記演算部により算出された移動相の液量を外部に通知する通知部と、
複数の種類の移動相にそれぞれ対応する複数の検量線を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記複数の検量線から、作成した前記検量線を検索することにより、前記移動相容器に収容されている移動相の種類を判別する判別部とを備える、移動相モニタ。 - 前記判別部は、前記移動相容器に収容されている移動相の種類について、前記記憶部に記憶されている前記複数の検量線にそれぞれ対応する前記複数の種類の移動相から、少なくとも1つの候補を検索するように構成され、
前記通知部は、前記判別部により検索された前記少なくとも1つの候補を外部に通知する、請求項1に記載の移動相モニタ。 - 前記移動相モニタに対する操作を受け付ける操作部をさらに備え、
前記操作部が前記少なくとも1つの候補の中から、1つの移動相の種類を選択する操作を受け付けた場合、前記判別部は、選択された移動相の種類を、前記移動相容器に収容されている移動相の種類に登録する、請求項2に記載の移動相モニタ。 - 前記操作部が1つの移動相の種類を入力する操作を受け付けた場合、前記判別部は、入力された移動相の種類を、前記移動相容器に収容されている移動相の種類に登録する、請求項3に記載の移動相モニタ。
- 前記操作部が1つの移動相の種類を入力する操作を受け付けた場合、前記判別部は、入力された移動相の種類を、前記演算部により作成された前記検量線に紐付けて前記記憶部に記憶する、請求項4に記載の移動相モニタ。
- 前記演算部は、移動相容器本体の重量の計測値と、既知の液量の移動相が収容されている移動相容器の重量の計測値とに基づいて、前記検量線を作成する、請求項1に記載の移動相モニタ。
- 前記記憶部はさらに、移動相容器ごとに、移動相容器本体の重量を記憶するように構成され、
前記演算部は、前記移動相容器に対応する移動相容器本体の重量を前記記憶部から読み出し、読み出した移動相容器本体の重量と、既知の液量の移動相が収容されている移動相容器の重量の計測値とに基づいて、前記検量線を作成する、請求項1に記載の移動相モニタ。 - 導入された試料をカラムで分離して試料成分を検出する液体クロマトグラフであって、
前記カラムに送る移動相を収容する移動相容器と、
請求項1に記載の移動相モニタと、
前記移動相容器に収容されている移動相を前記カラムに送る送液部とを備える、液体クロマトグラフ。 - 複数の移動相モニタが通信接続された分析システムであって、
前記複数の移動相モニタの各々は、請求項1に記載の移動相モニタにより構成され、
各前記複数の移動相モニタにおいて、前記判別部は、自装置を含む少なくとも2つの前記移動相モニタの前記記憶部に記憶されている前記複数の検量線から、作成した前記検量線を検索することにより、前記移動相容器に収容されている移動相の種類を判別する、分析システム。 - 前記複数の移動相モニタに通信接続され、各前記複数の移動相モニタの前記記憶部に記憶されている前記複数の検量線を保存するための不揮発性記憶装置をさらに備える、請求項9に記載の分析システム。
- 各前記複数の移動相モニタにおいて、前記通知部は、携帯端末装置に対して情報を通知可能に構成される、請求項9に記載の分析システム。
- 各前記複数の移動相モニタは、前記少なくとも2つの前記移動相モニタを選択する操作を受け付け可能に構成される、請求項9に記載の分析システム。
- 移動相容器に収容されている移動相の液量を管理する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記方法は、
前記移動相容器の重量を計測するステップと、
前記移動相容器の重量の計測値と前記移動相容器に収容される移動相の液量との関係を示す検量線を作成するステップと、
作成した検量線に基づいて前記移動相容器の重量から移動相の液量を算出するステップと、
前記算出するステップにより算出された移動相の液量を外部に通知するステップと、
複数の種類の移動相にそれぞれ対応する複数の検量線を記憶するステップと、
前記複数の検量線から、作成した前記検量線を検索することにより、前記移動相容器に収容されている移動相の種類を判別するステップとを備える、プログラム。
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