JPH10142213A - クロマトグラフ用データ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２つの物質のクロマトグラムの類似性を客観
的に判断する。 【解決手段】 標準試料のクロマトグラムを基に特定成
分の同定テーブルを作成しメモリ２４に記憶すると共
に、各特定成分のピーク面積を含むピークテーブルをメ
モリ２６に記憶しておく。次に未知試料のクロマトグラ
ムの各ピークを同定テーブルを用いて同定し、同様に特
定成分のピーク面積を含むピークテーブルを作成する。
演算部２７は、１対１に対応付けられる各特定成分のピ
ーク面積を基に両クロマトグラムの相関係数を計算す
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
フ又は液体クロマトグラフの分析により得られたクロマ
トグラムを解析処理するクロマトグラフ用データ処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】クロマトグラフ分析では、カラムにて分
離された各成分の保持時間を横軸に、検出器にて検出さ
れた各成分の相対強度（濃度）を縦軸にとって表わした
クロマトグラムが作成される。このようなクロマトグラ
フ分析を用いて２つの物質の同一性又は類似性を判定す
る際の従来の方法を図６を参照して説明する。まず第１
の物質Ｐ1のクロマトグラムにおいて、着目する成分に
対応するピークを含む所定の時間幅ｔ1の領域を切り出
し、その領域を時間幅方向に拡大する。次に、第２の物
質Ｐ2についても同様にそのクロマトグラムにおいて着
目する成分に対応するピークを含む所定の時間幅ｔ2の
領域を切り出し、その領域を時間幅方向に拡大する。そ
して、切り出した２つのクロマトグラムを重ね合わせ、
時間軸を揃えると共に一方を縦軸方向に拡大又は縮小し
て相対強度を揃える。そして、所定の時間間隔毎に２つ
のクロマトグラムの差を求め、これを差分スペクトルと
してディスプレイに表示させる。測定者は、この差分ス
ペクトルを観察することにより２つの物質が同一である
か否か等を判断する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の方法では、２つのクロマトグラムの差分ス
ペクトルを算出する減算処理はデータ処理装置により自
動的に行なわれるが、両クロマトグラムから切り出し時
間（始端及び終端）を揃えて着目する時間幅の領域を切
り出した上で相対強度も揃えるといった処理は測定者自
身の操作によらなければならない。このような操作は大
変面倒であって時間を要するものであった。また、測定
者は差分スペクトルを観察しその形状等により同一性や
類似性の判断を下さなければならないため、判断に或る
程度の熟練を要すると共に客観的な判断が困難であっ
た。

【０００４】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、２つの
物質の同一性、類似性等の判定を複雑な操作を行なうこ
となく定量化された数値に基づいて行なうことのできる
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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明は、クロマトグラフ分析により得られ
たクロマトグラムを解析処理することにより第１、第２
なる２つの物質の同一性や類似性を判定するためのクロ
マトグラフ用データ処理装置において、 a)第１の物質のクロマトグラム中のピーク情報を基に、
測定者により選択された特定成分を同定可能な同定テー
ブルを作成する同定テーブル作成手段と、 b)該同定テーブルを記憶しておく記憶手段と、 c)第２の物質のクロマトグラム中のピークを前記記憶手
段に記憶している同定テーブルを用いて同定する同定手
段と、 d)第１及び第２の２つの物質のクロマトグラム中の同一
の特定成分に対するピークの面積又は高さを基に、同定
されない特定成分に対してはピークの面積又は高さを零
とした上で所定の演算を行なって相関の度合いを示す指
標値を算出する演算手段と、を備えることを特徴として
いる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明に係るデータ処理装置で
は、まず、第１の物質として標準試料のクロマトグラフ
分析が行なわれ、同定テーブル作成手段は、それにより
得られたピーク情報を基に、測定者が着目する単数又は
複数の特定成分を同定するための同定テーブルを作成す
る。すなわち、この同定テーブルは標準試料に含まれる
成分の内の測定者が着目する特定成分に関するデータ
（例えば保持時間等）のみから構成される。次いで、第
２の物質として未知試料のクロマトグラフ分析が行なわ
れ、同定手段は、第２の物質のクロマトグラムの各ピー
クを記憶手段に記憶している同定テーブルのデータと照
合することにより特定成分のピークを同定する。これに
より、２つの物質のクロマトグラムにおける特定成分の
ピークに関し１対１の対応付けが行なわれる。但し、第
２の物質のクロマトグラムにおいて同定されない特定成
分がある場合には、その特定成分のピークは対応付けが
できないことになる。

【０００７】演算手段は、２つの物質のクロマトグラム
において各特定成分のピークの面積又は高さを求める。
そして、全ての特定成分のそれぞれのピークの面積又は
高さを１対１に対応させ、２つのクロマトグラムの間の
相関の度合いを示す指標値を計算する。このとき、同定
されなかった特定成分が存在する場合にはその特定成分
に対するピークの面積又は高さは零として扱う。相関の
度合いを示す指標値としては、例えば一般に知られてい
る相関係数を用いることができる。

【０００８】

【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、測定者が着目する成分のピークのみに
基づいて２つのクロマトグラムの類似性が相関係数等の
指標値として定量化される。したがって、不要な成分の
影響を排除することができるので精度の高い定量化が行
なえる。また、この指標値を判定することにより２つの
物質の同一性や類似性等を判断することができるため、
判断が容易に且つ客観的に行なえ熟練を要しなくなる。
また、このクロマトグラフ用データ処理装置によれば、
相関係数等の指標値を求めるために測定者は着目する成
分又はそのピーク位置等を指示しさえすればよいので、
従来のように測定者が両クロマトグラムの切り出し時間
や相対強度を揃えるといった面倒な操作が不要になり、
作業時間を短縮することもできる。

【０００９】

【実施例】本発明に係るクロマトグラフ用データ処理装
置の一実施例を図１〜図５を参照して説明する。図１
は、本実施例のデータ処理装置を備える液体クロマトグ
ラフ分析装置の全体構成図である。液体クロマトグラフ
分析装置は、移動相を満たした移動相溶液槽１０、自動
的に試料を交換する試料チェンジャ１１、移動相に試料
を注入するオートインジェクタ１２、分離カラム１３、
分離カラム１３の出口に設けた検出器１４、各部の動作
を制御する分析制御部１５、検出器１４からの検出信号
Ｓｄを解析処理するデータ処理部１６、データ処理部１
６に接続されたプリンタ等の出力部１７から構成されて
いる。データ処理部１６としては通常パーソナルコンピ
ュータが使用され、パーソナルコンピュータに種々の解
析処理用ソフトウエアを組み込んでこれを実行すること
により後述のようなデータ処理が行なわれる。

【００１０】クロマトグラフ分析を行なう際は、まず、
移動相溶液槽１０から吸引した移動相を一定流量をもっ
て分離カラム１３に流しておく。そして、分析制御部１
５から試料チェンジャ１１に対し制御信号を与え複数の
試料の中から所定の試料を選択するようにし、オートイ
ンジェクタ１２において移動相中にその試料を注入して
分離カラム１３に送り込む。試料が分離カラム１３を通
過する間に、試料中の各成分は異なる保持時間をもって
分離される。検出器１４は分離カラム１３から溶出した
各成分を順次検出し、検出信号Ｓｄをデータ処理部１６
に送る。データ処理部１６は、検出信号Ｓｄに基づきク
ロマトグラムを作成すると共にそのクロマトグラムを解
析することにより試料に含まれる成分の定性分析及び定
量分析を行ない、その結果を出力部１７に出力する。

【００１１】図２は本発明の特徴であるデータ処理部１
６の要部の構成を機能的に示した図である。データ処理
部１６は、検出信号Ｓｄを基にクロマトグラムを作成す
るクロマトグラム作成部２１、クロマトグラムに対し所
定の基準でピークを検出し各ピークに関する解析データ
Ｓｃを得るピーク検出部２２、解析データＳｃを所定の
同定テーブルと照合して各ピークに対応する成分を同定
するピーク同定部２３、同定テーブルが格納される同定
テーブルメモリ２４、測定者の操作に応じて特定のピー
クを選択するピーク選択部２５、選択されたピークに関
する解析データから成るピークテーブルが格納されるピ
ークテーブルメモリ２６、ピークテーブルに含まれるデ
ータを基に２つのクロマトグラムの相関係数を計算する
相関係数演算部２７等から構成されている。

【００１２】上記構成のデータ処理部１６の動作を以下
に説明する。まず、含有成分及びその濃度が既知である
標準試料をクロマトグラフ分析することによりクロマト
グラム作成部２１においてクロマトグラムが作成され
る。ピーク検出部２２はクロマトグラムを構成するデー
タを受け、クロマトグラムに現われているピークを検出
する。このピーク検出の方法としては、例えばクロマト
グラムカーブの傾斜が所定の開始傾斜値以上となった時
点でピーク開始と判断し、その後傾斜が零となった時点
を経過して傾斜値が負となり、その絶対値が所定の終了
傾斜値以下となった時点でピーク終了と判定する方法と
することができる。この場合、ピーク内で傾斜が零とな
った時点をピークトップとする。ピーク検出部２２は、
各ピークトップの現われる時刻（ピーク時刻）、ピーク
面積（又はピーク高さ）等を求め、これらの解析データ
Ｓｃをピーク同定部２３へ与える。

【００１３】同定テーブルメモリ２４には、予め標準試
料を同定可能な基準同定テーブルが格納されている。通
常、標準物質は特徴的なピークを有する既知の成分が高
濃度で含有されているものであるから、基準同定テーブ
ルは移動相の流量等の分析条件の下で想定される保持時
間に対して広い検出幅を設定して作成される。ピーク同
定部２３では、このような基準同定テーブルのデータを
用いて標準試料の各ピークがいずれの成分に対応したも
のであるかを同定する。これにより、標準試料のクロマ
トグラム中の全てのピークの成分が同定される。

【００１４】一方、ピーク選択部２５には標準試料と未
知試料との同一性や類似性を判断するために測定者が着
目する成分或いはその成分に対応するピーク位置が指示
される。成分自体を選択するためには、成分名等で直接
入力するか又は成分名の表から所望のものを選択できる
ようにしておけばよい。また、ピーク位置で指定する場
合にはディスプレイに表示したクロマトグラム上で所望
のピークをマウス等の操作により選択できるようにして
おくとよい。

【００１５】ピーク同定部２３では、上述のように標準
試料中の全成分が同定された後にピーク選択部２５にて
選択された成分のみが抽出されて、この特定成分のデー
タのみから成る同定テーブルが作成される。同定テーブ
ルには特定成分を同定するための基準データとして、特
定成分の成分名、各ピークの保持時間、ピークの検出窓
幅等が含まれる。図３はこのような同定テーブルの一例
である。この例では、例えば成分Ｅ1の保持時間は１０
±１分つまり９〜１１分の範囲である。

【００１６】またピーク同定部２３では、標準試料の解
析データＳｃから特定成分のみのデータが取り出されピ
ークテーブルが作成される。図４は標準試料のピークテ
ーブルの一例である。ピークテーブルには、各特定成分
のピーク形状を判断する指標としてピーク面積又は高さ
等のデータが含まれる。図４の例では、成分Ｅ1〜Ｅnの
ｎ個の各成分のピーク面積Ａ1〜Ａnがピーク形状を判断
する指標として含まれている。このピークテーブルはピ
ークテーブルメモリ２６に一旦格納される。

【００１７】次に、未知試料のクロマトグラフ分析を実
行することにより、クロマトグラム作成部２１において
クロマトグラムが得られる。ピーク検出部２２は標準試
料のときと同様にそのクロマトグラムに現われるピーク
を検出し、各ピークの解析データＳｃをピーク同定部２
３へ与える。ピーク同定部２３は、各ピーク時刻を同定
テーブルメモリ２４に記憶している同定テーブルのデー
タと照合することにより、特定成分に対応するピークを
同定する。そして、未知試料に含まれる特定成分の解析
データから成るピークテーブルを作成する。図５は未知
試料のピークテーブルの一例である。未知試料のクロマ
トグラムにおいて同定テーブル中の全特定成分が同定さ
れたときには、図４のピークテーブルと図５のピークテ
ーブルとの各成分は１対１の対応関係を有する。もし、
同定されない成分が未知試料に存在する場合には、図５
のピークテーブルにおける成分数はｎ個より少なくな
る。

【００１８】続いて、相関係数演算部２７は、標準試料
及び未知試料の２つのピークテーブルを基に以下のよう
に相関係数を計算する。上述のように未知試料において
同定されない成分が存在する場合には、図４の標準試料
のピークテーブル中のその成分に対応する未知試料にお
けるピーク面積は０とする。これにより、標準試料及び
未知試料における全特定成分のピーク面積は１対１に対
応付けられる。そして、標準試料及び未知試料のそれぞ
れのピーク面積の平均値Ａv及びＢvを算出し、次式によ
り相関係数Ｓを計算する。 Ｓ＝｛〔Σ（Ａn−Ａv）（Ｂn−Ｂv）〕／ｎ｝ ／｛Ｒｔ〈〔Σ（Ａn−Ａv）²〕／ｎ〉 ・Ｒｔ〈〔Σ（Ｂn−Ｂv）²〕／ｎ〉｝ なお、Σは１〜ｎの総和、Ｒｔ〈ｘ〉はｘの平方根を表
わす。

【００１９】そして、このように計算した相関係数Ｓを
出力部１７に送り、ディスプレイの画面上に表示したり
プリントアウトしたりする。これにより、標準試料及び
未知試料の２つのクロマトグラムにおいて着目する成分
のピーク及びピーク近傍の形状の類似性が相関係数とい
う指標値で表わされる。

【００２０】なお、上記実施例において相関係数又は相
関係数に代わる指標値は他の計算式によることもでき
る。例えば、上記計算式の分母及び分子においてそれぞ
れ変数ｎで除している箇所を（ｎ−１）とすると、相関
係数の精度が向上する。

【００２１】また、以上説明した実施例は一例であって
本発明の趣旨に沿って適宜変形や修正を行なえることは
明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るデータ処理装置の一実施例を備
えたガスクロマトグラフ分析装置の全体構成図。

【図２】 データ処理部の要部の機能的構成図。

【図３】 同定テーブルの一例を示す図。

【図４】 標準試料のピークテーブルの一例を示す図。

【図５】 未知試料のピークテーブルの一例を示す図。

【図６】 ２つの物質のクロマトグラムの類似性の従来
の判定方法を説明するための図。

【符号の説明】

１６…データ処理部 ２１…クロマトグラム作成部 ２２…ピーク検出部 ２３…ピーク同定部 ２４…同定テーブルメモリ ２５…ピーク選択部 ２６…ピークテーブルメモリ ２７…相関係数演算部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クロマトグラフ分析により得られたクロ
   マトグラムを解析処理することにより第１、第２なる２
   つの物質の同一性や類似性を判定するためのクロマトグ
   ラフ用データ処理装置において、 a)第１の物質のクロマトグラム中のピーク情報を基に、
   測定者により選択された特定成分を同定可能な同定テー
   ブルを作成する同定テーブル作成手段と、 b)該同定テーブルを記憶しておく記憶手段と、 c)第２の物質のクロマトグラム中のピークを前記記憶手
   段に記憶している同定テーブルを用いて同定する同定手
   段と、 d)第１及び第２の２つの物質のクロマトグラム中の同一
   の特定成分に対するピークの面積又は高さを基に、同定
   されない特定成分に対してはピークの面積又は高さを零
   とした上で所定の演算を行なって相関の度合いを示す指
   標値を算出する演算手段と、 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。