JPH0326941A

JPH0326941A - 試料同定装置

Info

Publication number: JPH0326941A
Application number: JP1162448A
Authority: JP
Inventors: Akio Wada; 明生和田
Original assignee: Japan Spectroscopic Co Ltd
Current assignee: Jasco Corp
Priority date: 1989-06-24
Filing date: 1989-06-24
Publication date: 1991-02-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野１本発明は、未知試料のスペクトルを多数の標品のスペク
トルと比較して未知試料を同定する試料同定装置に関す
る。

［従来の技術１この同定には、試料スペクトルと標品スペクトルとの類
似度を示す指標として、次のような相関係数ｒが用いら
れている。

ｒ　＝Ｓ　ｍｕ　／　（　Ｓ　ａｍ・Ｓ．．＞Ｉ７２　
　　・−−（１）ここに、Ｓ　ｔｕＳＳ　ｆｉｓ　．．
Ｓ　ｕｕは、離散的な波数または波長を整数値ｉ＝１〜
Ｎに対応させ、試料及び標品のスペクトルをそれぞれＡ
　１１１　ＳＡ　ｍｌと表記すると、Ｎで表わされる。

この方法は、試料スペクトルがノイズ或分を含まず良好
であり、かつ、標品の個数が少ない場合には効果的な方
法である。

相関係数の計算に・要する時間はスペクトルの測定点数
Ｎにほぼ比例し、測定点数が多くなるとそれだけ時間が
かかる。勿論、１組のスペクトルの間の相関係数の計算
に要する時間はＮが例えば２，　０００というような大
きな場合を想定しても今日のコンピュータの演算速度か
ら見れば特に問題となる程の長さにならない。

しかし、この計算は試料スペクトルと、全ての標品スペ
クトルとの間で各々実行しなければならない。標品スペ
クトルの数は場合によって異なり、一般にどれくらいと
言えるものではないが、極めて少ないケースで数十、一
般的には数百から数万に及ぶケースもあり得る。コンピ
ュータの演算速度によるため標品スペクトルの数が何個
以上というような言い方はできないが、それ程多くない
個数からその全部に対して相関係数を計算するに要する
時間が最早受容できる限界を超える。こうなると、この
計算のプロセスの中に計算時間を短縮するための具体的
な処置・手役が必要となる。

このための手段として、スペクトルの特徴を失わない程
度かつ計算時間を短くするのに十分なだけのデータの間
引きをすることが行われる。しかし、データを間引くこ
とは、スペクトルの持つ情報量を捨てることになり、結
果として計算時間と情報量のどちらかを犠牲にしてしま
う危険性が常に存在する。また、この間引き処理自身に
も時間及び手間を要する。

さらに、上式（１）で定義される相関係数は、スペクト
ルが相対的に無視できない程のノイズ戊分を含む場合、
試料と標品が例え同一物質であっても見かけ上小さくな
ってしまい、類似度が過度に低く評価されてしまうとい
う問題がある。これを避けるために、予めスペクトルに
平滑化処理を施す必要がある。この平滑化処理としては
、スペクトルのフーリエ展開、そのフーリエ級数打切、
次いでフーリエ逆展開する方法が良い方法として用いら
れている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、スペクトルのフーリエ展開、そのフーリエ級数
打切、フーリエ逆展開、データの間引き、次いで相関係
数の計算という多ステップの処理を実行しなければなら
ず、処理時間が過長となるとともに、手間がかかる。

本発明の目的は、このような問題点に鑑み、試料同定の
信頼性を失うことなくスペクトルの平滑化及び間引き処
理を自動的に適当に行い、かつ、試料同定の全処理時間
を短縮することができる試料同定装置を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］第１図は本発明に係る試料同定装置の原理構戊を示す。

図中、１は試料スペクトル記憶手段であり、供給される
試料スペクトルを記憶する。

２はフーリエ係数算出手段であり、記憶されている該試
料スペクトルのフーリエ係数を所定項、例えば２０項ま
で算出する。本明細書では、所定項までの全フーリエ係
数を定数倍したものや、ｌの増加とともに単調減少する
係数Ｋ．を第ｉ項のフーリエ係数『１に掛けたものも、
単にフーリエ係数と称す。

３は標品スペクトルフーリエ係数記憶手段であり、多数
の標品スペクトルの各々についてフーリ工係数が所定項
まで記憶されている。

４は相関係数算出手段であり、該試料スペクトルのフー
リエ係数と該標品スペクトルのフーリエ係数を用いて、
両者間の相関係数を算出する。

５は同一判定手段であり、算出された該相関係数が基準
値以下であるかどうかにより該試料が該標品と同一であ
るかどうかを判定する。

６は繰り返し制御手段であり、同一判定手段５により同
一でないと判定された場合には、相関係数算出手役４に
対し他の標品と該試料について相関係数を算出させる。

［作用］スペクトルＳ（λ）は一般的に、．（；ａｓ（ｉパ）　　　　　　　　　　　　　　　・
　・　・　（５）己フーリエ展開することができる。こ
のフーリエ級数を有限項で打ち切ることにより、スペク
゜トルに対する平滑化とデータの間引きが同時にかつ適
当に行われることになる。この打切は、単純な打切の代
わりに、適当な代数的処理を行うことも効果的である。

例えば、上式（５）の右辺の総和を２Ｎまでとし、ｌ−
〜〜２Ｎについては単調減少係数、例えば（２　−　ｉ
／　Ｎ）を掛けると、良い結果が得られる。このような
処理を施した場合のフーリエ係数ａｌ、ｂｌをそれぞれ
ＣＩＳｄｌと表記すると、ｃｏｓ（ｉλ）　　　　　　
　　　　　　　　　１　１　１　（６）となる。

試料と標品の間の相関係数ｒは、このフーリエ係数を用
いると次式で表される。

（７）ここに、ＣｕｔｓＣ＠ｉはそれぞれ試料及び標品のスペ
クトルの上記フーリエ係数Ｃｉであり、ｄｕｌｓｄｓｌ
はそれぞれ未知試料及び標品のスペクトルの上記フーリ
エ係数ｄ，である。

標品スペクトルのフーリエ係数００につぃは予め求めて
メモリに書き込んでおけばよいので、同定処理において
は、試料スペクトルのみについてフーリエ係数Ｃｖｌを
計算により求めた後、相関係数ｒを計算すればよい。

［実施例］以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。

第２図は高速液体クロマトグラフ１０と試料同定ｔｉ　
Ｒ　２　Ｑとを結合したシステムの構成を示す。

高速液体クロマトグラフ１０は、貯［１１内の溶雛液を
ボンブｌ２で送液し、これをサンプルインジェクタ−１
３から注入される試料とともに分離カラム１４へ送り、
分離カラム１４からの溶出液を、分光光度計を備えた検
出器１５に通してクロマトダラムを取得し、これをレコ
ーダｌ６に記録し、また、操作者がこのクロマトグラム
を見て適当な時点でスイッチＩ７を押すと、検出器ｌ５
が波数走査（または波長走査）して試料或分のスペクト
ルを取得するように構或されている。

試料同定装置２０は、検出器１５から出力されるスペク
トルをＡ／Ｄ変換器２１でデジタル変換してコンピュー
タ２２に読み込ませ、多数の標品スペクトルのフーリエ
係数Ｃ　ｍｉｘ　ｄ　ｓ＋　（　＋　＝　１〜２Ｎ，　
Ｎは例えば１０）を記憶している磁気ディスクの内容を
磁気ディスク装置２３から読み出してコンピュータ２２
により同定処理を行うように構成されている。

コンピュータ２２のハードウエアは周知の構戊であり、
第２図ではコンピュータ２２のソフトウエア構成を機能
ブロック２２ａ〜２２ａで示す。

試料スペクトル記憶Ｂ　２　２　ａは、Ａ／Ｄ変換器２
ｌから供給される試料スペクトルを、検出器１５から供
給される走査波数に対応させて記憶する。

フーリエ係数算出Ｒ２２ｂは、試料スペクトル記憶８６
２　２　ａから試料スペクトルを読み出し、試料スペク
トルのフーリエ係数Ｃ　ｕｌ　、，ｄ　ｕｌを第１項（
　ｉ　＝　’１　）から第２Ｎ項まで算出する。

相関係数算出部２２ｃは、磁気ディスク装置２３から、
ある標品スペクトルのフーリエ係数Ｃ．いａｓｉ（ｌ＝
ｉ〜２Ｎ）を読み出し、これとフーリ工係数算出部２２
ｂで求められた試料スペクトルのフーリエ係数ｃ　ｕｌ
　，　ｄ　．，ｉ　（＋　＝　１　〜２Ｎ）とから、両
者間の相関係数ｒを上式（７）に基づいて算出する。

同一判定部２２ｄは、相関係数算出部２２ｃで算出され
た相関係数ｒが基準値ｒ０以下であれば未知試料が標品
と同一であると判定し、そうでなければ同一でないと判
定する。

同一判定部２２ｄが同一でないと判定すると、繰り返し
制御部は、相関係数算出部２２ｃに対し他の標品と該試
料について相関係数の算出を要求し、相関係数算出部２
２ｃはこれに応じる。同一判定Ｒ２２ｄが同一であると
判定すると、繰り返し制御部２２ｅは、レコーダｌ６に
この標品名を供給する。レコーダ１６は、この標品名を
クロマトグラムの対応する部分に記入する。

［発明の効果］以上説明した如く、本発明に係る試料同定装置１こよれ
ば、同定の信頼性を失うことなくスペクトルの平滑化及
び間引き処理を自動的に適当に行い、！．）つ、同定の
全処理時間を短縮することができる二・．）う擾れた効
果を奏する。

第１図は本発明に係る試料同定装置の原理構成を示すブ
ロック図である。

第２図は本発明の一実施例に係り、高速液体クロマトグ
ラフと試料同定装置のシステム構或を示すブロック図で
ある。

図中、０：クロマトグラフ５；検出器０：試料同定装置２：コンピュータ３：磁気ディスク装置

Claims

【特許請求の範囲】供給される試料スペクトルを記憶する試料スペクトル記
憶手段（１）と、記憶されている該試料スペクトルのフーリエ係数を所定
項まで算出するフーリエ係数算出手段（２）と、多数の標品スペクトルの各々についてフーリエ係数が所
定項まで記憶されている標品スペクトルフーリエ係数記
憶手段（３）と、該試料スペクトルのフーリエ係数と該標品スペクトルの
フーリエ係数を用いて、両者間の相関係数を算出する相
関係数算出手段（４）と、算出された該相関係数が基準値以下であるかどうかによ
り該試料が該標品と同一であるかどうかを判定する同一
判定手段（５）と、該同一判定手段により同一でないと判定された場合には
、該相関係数算出手段に対し他の標品と該試料について
相関係数を算出させる繰り返し制御手段（６）と、を有することを特徴とする試料同定装置。