JPH10132799A - クロマトグラフ用データ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出された成分の数の多少に関わらず、全て
の成分の定量を同時に、且つ十分な精度で行なうことが
できるクロマトグラフ用データ処理装置を提供する。 【解決手段】 構成クロマトグラム作成部は、所定の波
長プログラムに従って、所定の時間区分毎に、サンプリ
ング波長を変更しながら、構成クロマトグラムを作成す
る。構成クロマトグラムにおいては、全てのピークが、
そのピーク波長又はそれにほぼ等しい波長のデータから
構成されているため、一度の処理で全ての成分の定量を
高精度で行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスクロマトグラ
フ、液体クロマトグラフ等により得られる測定データを
処理するためのデータ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスクロマトグラフや液体クロマトグラ
フ（以下、「クロマトグラフ」とする）により分離され
た試料を検出するための検出装置として、分離された試
料からの光を波長により分離して波長毎に光の強度を測
定するフォトダイオードアレイ検出器等を利用したもの
がある。このような検出装置を備えるクロマトグラフを
用いれば、試料の注入時を起点とした時間ｔ及び波長λ
毎に、検出信号強度Ｉのデータを得ることができる。こ
うして得られた、時間ｔ、波長λ及び検出信号強度Ｉを
含む３次元データを適宜処理すれば、（１）各波長λに
おける、時間ｔと検出信号強度Ｉとの関係すなわちクロ
マトグラムを得ることができ、また、（２）各時間ｔに
おける、波長λと検出信号強度Ｉとの関係すなわちスペ
クトルを得ることもできる。

【０００３】クロマトグラムは、ピークの保持時間に基
づいて成分を特定する定性分析に利用される他、ピーク
の面積又は高さに基づいて各ピーク成分の量を測定する
定量分析にも利用される。

【０００４】定量分析においては、通常、ピークの面積
が大きいほど、あるいはピークの高さが高いほど定量の
精度も高くなる。ところが、たとえ同一の成分に対応す
るピークであっても、クロマトグラムを作成する波長が
異なれば、ピークの面積又は高さも異なってくるのが一
般的である。そこで、ある成分の定量を行なう場合、ま
ずその成分のピークのスペクトルを調べて、ピークの高
さが最大となる波長又はピークの面積が最大となる波長
を特定し、この波長におけるクロマトグラムを作成し
て、上記成分の定量を行なうようにすれば、定量の精度
を高めることができる。一方、分析の目的によっては、
ピークが最も高くなる波長又はピークの面積が最大とな
る波長以外の波長を特定してクロマトグラムを作成し、
定量を行なうこともありうる。例えば、目的成分のスペ
クトルがある波長において特徴的な形状を示すことが予
め知られている場合、その波長のクロマトグラムを作成
すれば、効率よく目的成分の分析を行なうことができ
る。また、それ以外の何らかの理由により、使用者があ
る特定の波長に注目して分析を行なうこともあるであろ
う。このように、時間ｔ、波長λ及び検出信号強度Ｉを
含む３次元データに基づく定量分析では、どの波長にお
いてクロマトグラムを作成するかということが重要にな
ってくる。そこで、以下では、あるピークの分析に最も
適したクロマトグラムを作成する波長を、そのピークの
「ピーク波長」と呼ぶことにする。

【０００５】ピーク波長は成分により異なる値となるの
が一般的である。従って、測定の結果、複数の成分が検
出された場合、定量においては、各成分のピーク波長毎
にクロマトグラムを作成する必要がある。このような事
情に鑑み、従来より用いられているクロマトグラフ用デ
ータ処理装置の中には、複数の定量用チャンネルを備え
るものもある。このような装置を用いれば、１回の測定
で得られたデータから、各チャンネル毎に、異なるピー
ク波長に対応する複数のクロマトグラムを作成し、全て
のチャンネルで同時に成分の定量を行なうことができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来より用いられてい
るクロマトグラフ用データ処理装置の有する定量用チャ
ンネルの数は８程度であるのが一般的であり、もしピー
ク波長の数がチャンネル数を超過した場合、いくつかの
成分については、そのピーク波長のクロマトグラムに基
づく定量が行なわれない、ということになる。このよう
な場合、もし全ての成分について、そのピーク波長のク
ロマトグラムに基づく定量を行なおうとすれば、定量処
理を複数回に分けて行なわなければならず、面倒であ
る。

【０００７】また、例えば追跡調査のように、同一の分
析条件で複数回にわたり測定を行ない、各回毎に得られ
たデータを処理する場合、従来の装置では、新たな回の
測定データの定量処理を行なう度毎に、チャンネル設定
をやり直す必要がある。ところが、分析条件が同一であ
る以上、各チャンネルの波長設定も同一のままで定量処
理を行なうことができるはずであるにも関わらず、上記
のように新たなデータ処理の度毎にチャンネル設定をや
り直さなければならないということは、時間と労力の無
駄であり、分析の効率を妨げることになる。

【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、検出さ
れた成分の数の多少に関わらず、全ての成分に対して、
そのピーク波長のクロマトグラムに基づく定量分析を同
時に行なうことができ、また、同一の条件の下での定量
を繰り返し行なう場合には、新たな定量を効率よく行な
うことの可能なクロマトグラフ用データ処理装置を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係るクロマトグラフ用データ処理装
置は、クロマトグラフにより分離された試料からの光の
波長強度分布を測定して得られた、時間、波長及び検出
信号強度を含む３次元データを処理してクロマトグラム
を作成するデータ処理装置において、 a)各検出信号強度のデータが、該検出信号の出力された
時間及び波長毎に、保存される測定データ保存手段と、 b)上記３次元データがプロットされる３次元空間の時間
方向を複数の時間区間に分割し、各時間区間とサンプリ
ング波長との対応関係を示すデータを生成するための波
長プログラム作成手段と、 c)上記波長プログラム作成手段により生成された、時間
区間とサンプリング波長との対応関係を示すデータが保
存される波長プログラム保存手段と、 d)該波長プログラム保存手段に保存されたデータから、
各時間区間毎に、該時間区間に対応するサンプリング波
長を読み出し、該サンプリング波長において検出された
検出信号強度のデータを上記測定データ保存手段から読
み出し、読み出されたデータを時間順に再構成して、構
成クロマトグラムを作成する構成クロマトグラム作成手
段と、を備えることを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】波長プログラム作成手段は、例え
ば、キーボードやマウス等の入力装置と、ディスプレイ
上に波長設定画面を表示するとともに、操作者が入力装
置を用いて入力するコマンドや数値等を受けて、時間区
間とサンプリング波長との対応関係を示すデータを生成
するコンピュータプログラムとを備える構成とする。波
長プログラム保存手段及び測定データ保存手段は、例え
ばハードディスク等の記憶装置を利用してこれを構成す
る。また、構成クロマトグラム作成手段は、入力装置か
ら所定のコマンドが入力されると上記のように動作する
コンピュータプログラムにより構成する。

【００１１】上記において、時間区間の設定は、操作者
が波長プログラム作成手段を操作してこれを行なうよう
にしてもよいが、指定された波長のクロマトグラムに表
われた各ピークの開始時点及び終了時点を自動的に検出
するコンピュータプログラムを利用して、自動的に時間
区間が設定されるようにしてもよい。

【００１２】また、ある時間区間に対応するサンプリン
グ波長を設定するに際し、その時間区間がピークを含む
場合は、そのピークのピーク波長をサンプリング波長と
することが好ましい。ここで、ある時間区間がピークを
含むとは、その時間区間にそのピークの開始時点と終了
時点がともに含まれることを意味する。また、もし、あ
る時間区間に複数のピークが含まれていたら、その時間
区間をさらに分割して、１つの時間区間に１つのピーク
のみが含まれるようにすることが好ましいが、もし上記
複数のピークのピーク波長がほぼ等しければ、そのうち
のいずれかのピーク波長をサンプリング波長として選択
し、上記時間区間に対応させる、というようにしてもよ
い。また、もしある時間区間内にピークが全く含まれな
い場合、その時間区間には任意の波長をサンプリング波
長として対応させればよい。もちろん、全ての時間区間
が少なくとも１つのピークを含むように時間区間を設定
することが可能であるということは、言うまでもない。

【００１３】なお、サンプリング波長の設定は、操作者
が波長プログラム作成手段を用いてこれを行なうように
してもよいが、例えば、サンプリング波長として、各ピ
ークの高さが最大となる波長（以下、「ピークトップ波
長」とする）を用いる場合は、各ピークのスペクトルを
走査して自動的にピークトップ波長を検出するコンピュ
ータプログラムを利用して、サンプリング波長の設定を
行なうようにしてもよい。

【００１４】

【発明の効果】本発明に係るクロマトグラフ用データ処
理装置によれば、構成クロマトグラム作成手段により作
成された構成クロマトグラムに基づいて定量分析を行な
うだけで、全てのピーク成分の定量を、各ピーク成分毎
にそのピーク波長のクロマトグラムに基づいて行なった
のと同じ高い精度で、行なうことができる。この際、使
用する定量用チャンネルは１つだけで済むから、定量用
チャンネルの数を超える数の成分が検出された場合で
も、従来のように定量処理を複数回に分けて行なう必要
はなく、一回の定量処理で全ての成分の定量を行なうこ
とができる。

【００１５】また、一度生成され、波長プログラム保存
手段に保存された、時間区間とサンプリング波長との対
応関係を示すデータは、必要に応じて読み出し、再利用
することができる。従って、例えば追跡調査のように、
同一の分析条件で複数回にわたり測定を行ない、各回毎
に得られたデータを処理する場合、２回目以降の定量処
理では、既に波長プログラム保存手段に保存されている
データを再利用することにより、時間区間やサンプリン
グ波長の設定を迅速に行なうことができ、分析の効率を
高めることができる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明に係るクロマトグラフ用データ
処理装置の実施例を示す概略構成図である。本実施例の
クロマトグラフ用データ処理装置は、中央制御部１２、
波長プログラム作成部１４、構成クロマトグラム作成部
１６、データ保存部１８、入力部２０、及び表示部２２
を備えている。このうち、中央制御部１２、波長プログ
ラム作成部１４及び構成クロマトグラム作成部１６はコ
ンピュータプログラムを利用して構成されている。入力
部２０にはキーボードやマウス等の入力装置が利用され
ている。データ保存部１８にはハードディスク等の記憶
装置が利用されている。また、表示部２２にはＣＲＴや
液晶ディスプレイ等の表示装置が利用されている。

【００１７】データ保存部１８には、クロマトグラフを
用いた測定により得られた各検出信号強度Ｉのデータ
が、その検出された時間ｔ及び波長λ毎に、保存されて
いる。更に、データ保存部１８は、波長プログラム作成
部１４により生成される、各時間区間とサンプリング波
長との対応関係を示すデータ（波長プログラムデータ）
を保存するためにも用いられる。

【００１８】以下、本実施例のクロマトグラフ用データ
処理装置を用いて、波長プログラム及び構成クロマトグ
ラムを作成する原理及び手順の一例を説明する。なお、
以下の説明では、サンプリング波長として、各ピークの
ピークトップ波長を用いるものとする。

【００１９】図２は、あるクロマトグラフから出力され
た検出信号の強度を、その信号が検出された時間及び波
長毎に示した等高線図である。この図を見ると、４つの
ピークＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４が現われているのが分
かる。そこで、各ピーク毎に４つの時間区間を設定し、
時間０からｔ1までを第１区間、ｔ1からｔ2までを第２
区間、ｔ2からｔ3までを第３区間、そしてｔ3から終了
時点までを第４区間とする。各時間区間に対応するピー
クトップ波長を見ると、第１区間、第３区間及び第４区
間にはλ1が、また、第２区間にはλ2が、それぞれ対応
する。ここで、第３区間と第４区間のように、連続する
複数の時間区間に対応するピークトップ波長が等しい場
合は、これら複数の時間区間を結合させて単一の時間区
間としてもよい。

【００２０】次に、図３において、（ａ）は波長λ1の
クロマトグラム、また、（ｂ）は波長λ2のクロマトグ
ラムを示している。これらのクロマトグラムを用いて定
量を行なおうとする場合、もし波長λ1のクロマトグラ
ムのみを用いれば、ピークＰ２の定量を正しく行なうこ
とができず、もし波長λ2のクロマトグラムのみを用い
れば、ピークＰ１、Ｐ３及びＰ４の定量を正しく行なう
ことができない。そこで、第１区間、第３区間及び第４
区間については図３（ａ）のクロマトグラムを用い、ま
た第２区間については図３（ｂ）のクロマトグラムを用
いて、波長プログラムに従って、図３（ｃ）に示したよ
うな構成クロマトグラムを作成する。

【００２１】図４は、波長プログラムの一例を示す図で
ある。この波長プログラムは、「初期波長読出」「波長
変更」及び「変更なし」といった、波長の設定及び変更
に関する処理を、指定された時間に実行する構成となっ
ている。この波長プログラムを実行するための基礎とな
る波長プログラムデータは、コマンドを実行する時間ｔ
と、コマンドの内容を示す数値（以下、「コマンド値」
とする）から成る２次元データの集合体であり、図４の
例で言えば、（０，λ1）、（ｔ1，λ2）、（ｔ2，λ
1）及び（ｔ3，０）がこれに相当する。これらのデータ
の意味について説明すると、各時点において、対応する
コマンド値が０でない場合は、その値に、読み出すデー
タの波長を初期設定（時間＝０の場合）又は変更する一
方、対応するコマンド値が０の場合は、読み出すデータ
の波長は変更されない。なお、第３区間と第４区間とを
結合させて単一の区間とする場合、（ｔ3，０）のデー
タは省略される。

【００２２】次に、図１のクロマトグラフ用データ処理
装置を用いて、上記のような波長プログラムデータを生
成する手順について、図１〜図４を参照しながら説明す
る。

【００２３】使用者が、入力部２０を操作して、定量処
理をしようとするデータファイルを指定した上で、波長
プログラムの作成開始を指示するコマンドを入力する
と、中央制御部１２は、波長プログラム作成部１４を起
動する。すると、波長プログラム作成部１４は、表示部
２２の画面上に、波長プログラム設定画面を表示する。
波長プログラム設定画面は、例えば、図４に示したよう
な表を表示部２２の画面上に表示し、「時間」又は「数
値」の欄にカーソルを移動させてから、キーボードを用
いて時間又はコマンド値（サンプリング波長、又は０）
を入力する、という構成としてもよいし、あるいは、指
定されたデータファイルのデータを用いて、図２のよう
な等高線図を表示部２２の画面上に表示し、マウスを操
作して、時間区間設定カーソル及び波長設定カーソルを
目的の値に位置させる、という構成としてもよい。

【００２４】時間区間、及び各時間区間に対応するコマ
ンド値の設定が完了したら、使用者は、入力部２０を操
作して、設定完了を宣言するコマンドを入力する。この
コマンドを受けて、波長プログラム作成部１４は、先に
説明したような波長プログラムデータを生成する。この
波長プログラムデータは、先に指定されたデータファイ
ルに付加して保存される他、中央制御部１２のメモリに
も保存される。

【００２５】波長プログラムデータの保存が完了した
ら、中央制御部１２は、構成クロマトグラム作成部１６
を起動する。起動された構成クロマトグラム作成部１６
は、中央制御部１２のメモリに保存された波長プログラ
ムデータを参照して、まず、時間０に対応するコマンド
値λ1を読み出し、データ保存部１８から読み出すデー
タの波長をλ1に設定した上で、構成クロマトグラムの
作成を開始する。その後、時間ｔ1に達したところで、
構成クロマトグラム作成部１６は、時間ｔ1に対応する
コマンド値λ2を読み出して、読み出すデータの波長を
λ2に変更した上で、クロマトグラムの作成を続行す
る。更にその後、時間ｔ2に達したところで、構成クロ
マトグラム作成部１６は、時間ｔ2に対応するコマンド
値λ1を読み出して、読み出すデータの波長をλ1に変更
した上で、クロマトグラムの作成を続行する。なお、時
間ｔ3に対応するコマンド値は０であるから、この時点
では波長の変更が行われることなく、クロマトグラムの
作成が続行される。こうして、最終的には、図３（ｃ）
に示したような構成クロマトグラムが得られる。

【００２６】なお、上記実施例では、波長設定画面を表
示させた上で、使用者が、入力部２０を操作して、波長
プログラムにおける時間区間の設定及びコマンド値（サ
ンプリング波長）の設定を行なうようにしたが、各ピー
ク毎に、該ピークの開始時点、終了時点及びピークトッ
プ波長を自動的に検出するコンピュータプログラムを作
成し、これを利用して、波長プログラムにおける時間区
間の設定及びサンプリング波長の設定を自動的に行なう
構成とすることも、もちろん可能である。このようにす
れば、波長プログラムにおける時間区間の設定及びサン
プリング波長の設定をより短時間で行なうことができる
ようになる。

【００２７】また、用いようとする波長プログラムデー
タが既にデータ保存部１８に保存されている場合は、使
用者が、入力部２０を操作して、その波長プログラムデ
ータを指定した上で、構成クロマトグラムの作成開始を
指示するコマンドを入力する、という構成とすることも
できる。このようにすれば、追跡調査などのように、同
一の条件で繰り返し定量処理を行なう場合に、２回目以
降の処理では、波長プログラムにおける時間区間の設定
及びサンプリング波長の設定を行なう必要がなくなるた
め、分析の時間効率を高めることができるようになる。

【００２８】以上、図面を参照しながら、本発明の実施
例の構成及び効果を詳細に説明したが、もちろん、本発
明の実施例はこれに限られるものではなく、別に記載の
特許請求の範囲により特定される発明の精神及び範囲内
で様々な変形が可能であることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るクロマトグラフ用データ処理装
置の実施例を示す概略構成図。

【図２】 クロマトグラフから出力された検出信号の強
度を、その信号が検出された時間及び波長毎に示した等
高線図。

【図３】 構成クロマトグラムを作成する手順を示す
図。

【図４】 波長プログラムの一例を示す表。

【符号の説明】

１２…中央制御部 １４…波長プログラム作成部 １６…構成クロマトグラム作成部 １８…データ保存部 ２０…入力部 ２２…表示部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クロマトグラフにより分離された試料か
   らの光の波長強度分布を測定して得られた、時間、波長
   及び検出信号強度を含む３次元データを処理してクロマ
   トグラムを作成するデータ処理装置において、 a)各検出信号強度のデータが、該検出信号の出力された
   時間及び波長毎に、保存される測定データ保存手段と、 b)上記３次元データがプロットされる３次元空間の時間
   方向を複数の時間区間に分割し、各時間区間とサンプリ
   ング波長との対応関係を示すデータを生成するための波
   長プログラム作成手段と、 c)上記波長プログラム作成手段により生成された、時間
   区間とサンプリング波長との対応関係を示すデータが保
   存される波長プログラム保存手段と、 d)該波長プログラム保存手段に保存されたデータから、
   各時間区間毎に、該時間区間に対応するサンプリング波
   長を読み出し、該サンプリング波長において検出された
   検出信号強度のデータを上記測定データ保存手段から読
   み出し、読み出されたデータを時間順に再構成して、構
   成クロマトグラムを作成する構成クロマトグラム作成手
   段と、を備えることを特徴とするクロマトグラフ用デー
   タ処理装置。