JPH1144682A - ターゲットクロマトグラフィックシステムの標準化の方法、ターゲットクロマトグラフィックシステムのカラム温度を較正する方法、ターゲットクロマトグラフィックシステムを確認する方法及びクロマトグラフィックシステムの１つ又は複数の特定のパラメータの値を測定する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クロマトグラフィックシステムを標準化する
新しい方法を提供し、異なるシステム及び異なる時点で
の同一のシステムから生じる情報を直接比較できるよう
にすることである。 【解決手段】 プライマリクロマトグラフィックシステ
ムは複数の温度下で標準サンプルにより動作されプライ
マリ保持時間を生成し、プライマリ保持時間は保持時間
と温度とを関係づける熱力学的定数を決定する関数に適
合される。ターゲットクロマトグラフィックシステムは
標準サンプルにより動作されセカンダリ保持時間を生成
する。保持時間に対して関数が適用されターゲットシス
テムに有効なカラムパラメータを決定し、次いで関数は
このパラメータ及びプライマリ保持時間に対して適用さ
れ圧力プログラムを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クロマトグラフィ
ックシステム、とりわけターゲットクロマトグラフィッ
クシステムの標準化の方法、ターゲットクロマトグラフ
ィックシステムのカラム温度を較正する方法、ターゲッ
トクロマトグラフィックシステムを確認する方法及びク
ロマトグラフィックシステムの１つ又は複数の特定のパ
ラメータの値を測定する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】クロマトグラフィは、物理的にサンプル
の成分をキャリア流体において分離すること及びこの分
離を測定することを含む。ガスクロマトグラフィ(Ｇ
Ｃ）ではキャリアはガスであるか又はシステムにおいて
同じように作用する少なくとも１つのスーパークリティ
カル流体である。液体クロマトグラフィ（ＬＣ）ではキ
ャリアは液体である。どちらのケースでもサンプルのパ
ルスがキャリアの定常流の中に噴射され、成分がカラム
の固定相材料によって吸着されるか又は吸着及び脱着さ
れる。カラムの端部で個々の構成成分が多かれ少なかれ
やがて分離される。カラム流出を適当な検出器で監視す
ることによって保持時間のパターンが得られる。この保
持時間のパターンは、既知のサンプルによる較正又は比
較によって、このサンプルの成分を定性的及び定量的に
示す。このようなシステムのメインコンポーネントはカ
ラム、サンプルをキャリアの中に導入するための混合チ
ャンバを有する噴射器、カラムのアウトレット端部の検
出器、流体コントロール及び検出器の出力を処理及び表
示するためのコンピュータである。表示は一般的には保
持時間の形式である。ＧＣではオーブンが一般的に温度
を高めサンプルを揮発性状態に維持し、成分の識別を改
善するために使用される。様々なガスクロマトグラフィ
ックシステムが米国特許第５４０５４３２号明細書、米
国特許第５５４５２５２号明細書（“Hinshaw 1”）、
米国特許出願シリアル番号第０８/７３４６８９号提出
１９９６年１０月２１日（“Hinshaw ２”）及び論文
“The Effectsof Inlet Liner Configuration and Sept
um Purge Flow Rate on Discrimination in Splitless
Injection”by J.V.Hinshaw, J.High Resolution Chrom
atography 16 ,247―253(April 1993)において開示され
ている。液体クロマトグラフィックシステムは米国特許
第４５７９６６３号明細書に開示されている。

【０００３】クロマトグラフィにおける保持時間パター
ンの解釈は、異なるシステム及びとりわけ異なるカラム
が異なる振る舞いをし、この結果同一のサンプルに対し
て異なるパターンを生じる場合、スキルと経験とを必要
とする傾向がある。オペレータは温度及び圧力のような
動作パラメータを選択するか、又はこれらのパラメータ
を実行中に判断に応じて変更してもよい。こうしてこれ
らのシステムをサンプル評価のために使用することはオ
ペレータのスキルに依存する。そして異なるシステム、
異なるカラム及び異なるオペレータの結果を比較するの
は困難である。

【０００４】クロマトグラフィの方法が発展すると、こ
のクロマトグラフィの方法を後で同一のシステム、異な
るカラムを有する同一のシステム又は他のシステムに変
換することがしばしば望ましい。この仕事は、温度及び
圧力の異なる較正及び異なる温度勾配を結果的にもたら
す異なるオーブンの幾何学的構成を含む他の要因によっ
てより複雑なものになる。カラムの特性が異なることは
長さ、内部直径、相の厚さ及び相の化学的性質を含み、
さらにこれらの特性はカラムを破壊することなしに精密
に測定することは困難である。システムにおけるこれら
のバリエーション、とりわけカラムにおけるこれらのバ
リエーションは、幾つかのピークのオーダを切り換えて
も、異なるシステム及び異なる時点における同一のシス
テムに対して保持時間を変化させる原因になる。再較正
は複雑で時間がかかる。例えば米国特許第５３０３１６
５号明細書（Ganz et al）に開示されているような光学
的分光法で行われるような標準化が望ましい。特殊なタ
イプのカラムに関するベーシックな標準の有用なライブ
ラリを提供できることが特に望ましいだろう。そうすれ
ば、クロマトグラフィの結果を至る所で比較できるだろ
う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、クロ
マトグラフィックシステムを標準化するための新しい方
法及び手段を提供し、異なるクロマトグラフィックカラ
ム及び異なる時点での同一のカラムを含む、異なるシス
テム及び異なる時点での同一のシステムから生じる情報
を直接比較できるようにすることである。特別な課題
は、保持時間が異なるシステム及び異なる時点における
同一のシステムに対して実質的に同一であるように各ク
ロマトグラフィックシステムに対する確実な動作パラメ
ータを確立するための新しい方法及び手段を提供するこ
とである。他の課題は、クロマトグラフィックシステム
に対するパラメータを最適化するための新しい方法及び
手段を提供することである。付加的な課題は、とりわけ
さらなる標準化のためにクロマトグラフィックカラムの
温度を測定するための新しい方法及び手段を提供し、さ
らにクロマトグラフィックシステムを確認（validatin
g）するための新しい方法及び手段を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記及び他の課題は、少
なくとも部分的には、プライマリクロマトグラフィック
システムによるターゲットクロマトグラフィックシステ
ムの標準化のための方法及び手段によって解決される。
各システムは、流体キャリアをカラムに通過させるため
のキャリア手段、サンプルのパルスをキャリアに噴射し
てサンプルの成分に固有の保持時間に従ってカラムに混
合物を通過させるための噴射手段、混合物を受け取り保
持時間を表す信号を発生するための検出器手段、及び前
記信号を受け取り相応の保持インジケータを表すための
処理手段を有する。各システムはシステムパラメータ及
び動作パラメータを有し、動作パラメータは選択可能な
第１のプログラミングを有する第１のパラメータと選択
可能な第２のプログラミングを有する第２のパラメータ
とを有し、各プログラミングは時間に関係している。保
持時間は数学的関数によってシステムパラメータ及び動
作パラメータに関係しており、前記数学的関数は成分と
カラムとの相互作用に関する熱力学的定数を含む関数パ
ラメータを有する。

【０００７】

【発明の実施の形態】有利な実施形態では、各システム
はガスキャリアを有するガスクロマトグラフィックシス
テムであり、そして第１のパラメータはカラムの温度で
あり、第２のパラメータはカラムに対するキャリアのイ
ンレット圧力である。また有利には保持インジケータは
保持時間であり、システムパラメータはカラムの寸法を
含む。

【０００８】プライマリシステムは、相応のプライマリ
保持インジケータ（例えば時間）を発生するように、標
準サンプル、第２のパラメータに対して選択されたプラ
イマリの第２のプログラム（例えば圧力）及び第１のパ
ラメータに対する複数の選択されたプライマリの第１の
プログラム（例えば温度）によって動作される。プライ
マリ保持インジケータ及び第１のプログラムは第２のプ
ログラムによって関数に適合され、この結果熱力学的定
数が決定され、これによりこの関数は仮想クロマトグラ
フィックシステムを表す。この熱力学的定数は将来の適
用のためにターゲットクロマトグラフィックシステムに
よって記憶される。

【０００９】ターゲットクロマトグラフィックシステム
は最初に標準サンプル、実質的にプライマリの第２のプ
ログラム及び複数のセカンダリの第１のプログラムによ
って動作され、この結果相応のセカンダリ保持インジケ
ータを発生する。有効なシステムパラメータ（例えばカ
ラムの寸法）は、仮定によって、初期の測定によって又
は本発明による技術（後述）によって、ターゲットクロ
マトグラフィックシステムに対して決定される。そして
セカンダリの第２のプログラムが決定され、このセカン
ダリの第２のプログラム対してこの有効なシステムパラ
メータによってこの関数は実質的にプライマリの第１の
プログラムに対するプライマリ保持インジケータをもた
らす。

【００１０】実際の動作においては、ターゲットクロマ
トグラフィックシステムはアプリケーションサンプル、
セカンダリの第２のプログラム及び選択された第１のプ
ログラムによって動作され、この結果相応の少なくとも
１つのテスト保持インジケータを発生する。このような
セカンダリプログラムを使用することによって、各テス
ト保持インジケータは仮想クロマトグラフィックシステ
ムに標準化される。

【００１１】保持時間を温度や圧力のようなパラメータ
に関係づける関数は、有利にはクロマトグラフィックシ
ステムの理論的関係に基づく。このような関数が一般的
に複雑であると、その適用には、とりわけ有効カラム寸
法及びセカンダリの第２の（圧力）プログラムには特殊
な技術が要求される。本発明では、クロマトグラフィッ
クシステムのための１つ又は複数の特定のパラメータの
値を設定するための方法及び手段が提供される。数学的
関数によって保持時間に関係づけられるシステムパラメ
ータ（例えばカラム寸法）及び動作パラメータ（例えば
温度及び圧力）が存在する。この数学的関数は、これら
のパラメータならびにカラムにおける固定相とサンプル
との相互作用に関連する熱力学的定数のような他のパラ
メータを含む関数パラメータを有する。関数パラメータ
は特定のパラメータを除いて予め設定された又は推定さ
れた値を有する。特定のパラメータはカラムインレット
圧力又はカラムの長さである。

【００１２】システム（例えばターゲットシステム）は
保持インジケータを発生するように動作される。初期デ
ータベースが提供され、特定のパラメータ又はパラメー
タの潜在的な値の範囲を定義する。理論的な保持インジ
ケータがこの潜在的な値及び予め設定された又は推定さ
れた値に対して関数によってコンピュータ計算され、理
論的な保持インジケータとセカンダリ保持インジケータ
との間の差がコンピュータ計算され、さらに、これらの
差の最小値を探索し、この最小値が各特定のパラメータ
の有効な値を確立する。

【００１３】本発明では、プライマリクロマトグラフィ
ックシステムのカラム温度に対して相対的にターゲット
クロマトグラフィックシステムのカラム温度を定める方
法及び手段が提供される。温度依存性保持時間を有する
較正化合物を含む温度標準、及び相応の保持インジケー
タと保持時間との間の同族体関係を有する複数の同族体
標準(homolog standards)が提供される。プライマリク
ロマトグラフィックシステムは温度標準、選択されたプ
ライマリ圧力プログラム及び複数の選択された較正温度
によって動作され、この結果各較正温度に対する保持時
間のプライマリセット、同族体標準に対する同族体保持
時間及び較正化合物に対する化合物保持時間を有する各
プライマリセットを発生する。同族体関係及び保持時間
のプライマリセットは最初に各較正温度に利用され較正
化合物に対する保持インジケータをプライマリシステム
のカラム温度に関連づける温度関係の較正定数を決定す
る。ターゲットクロマトグラフィックシステムは温度標
準及び測定されたカラム温度によって動作され、保持時
間のテストセット、同族体標準に対するテスト保持時間
及び較正化合物に対するテスト保持時間を有するテスト
セットを発生する。同族体関係及び保持時間のテストセ
ットは次に較正化合物に対するセカンダリ保持インジケ
ータを定めるために利用される。温度関係は、測定され
る温度に相応する較正された温度を設定するために、較
正定数及びセカンダリ保持インジケータに適用される。

【００１４】さらに本発明では、ターゲットガスクロマ
トグラフィックシステムのカラム温度とプライマリガス
クロマトグラフィックシステムのカラム温度との間の較
正された温度関係を有するターゲットガスクロマトグラ
フィックシステムを確認（validate）するための方法及
び手段が提供される。選択された確認成分(validation
constituents)及び複数の同族体標準を有する確認標準
(validation standard)が提供される。これら複数の同
族体標準は、相応の保持インジケータと保持時間との間
の同族体関係を有する。プライマリクロマトグラフィッ
クシステムは確認標準、選択されたプライマリ圧力プロ
グラム及びカラムに対するプライマリ確認温度によって
動作され、確認成分に対するプライマリ確認保持時間及
び同族体標準に対する同族体保持時間を発生する。ター
ゲットクロマトグラフィックシステムは確認標準、実質
的にプライマリ圧力プログラム及び測定されたカラム温
度によって動作され、確認成分に対するセカンダリ確認
保持時間及び同族体標準に対するテスト保持時間を発生
する。同族体保持時間は同族体関係に対するプライマリ
同族体パラメータを定めるために利用され、テスト保持
時間は同族体関係に対するセカンダリ同族体パラメータ
を定めるために利用される。同族体関係、プライマリ同
族体パラメータ及びプライマリ確認保持時間は仮の保持
インジケータをもたらすために利用される。同族関係、
セカンダリ同族体パラメータ及びセカンダリ確認保持時
間はセカンダリ確認保持インジケータをもたらすために
利用される。仮の保持インジケータは温度関係によって
セカンダリ確認温度に相応する較正された温度に調整さ
れ、プライマリ確認保持インジケータをもたらす。相応
のプライマリ確認保持インジケータとセカンダリ確認保
持インジケータとの間の差が計算され、ターゲットクロ
マトグラフィックシステムが妥当であるかどうかに対応
する予め設定された制限よりもこの差が小さいかどうか
が求められる。

【００１５】

【実施例】本発明は、前述の米国特許第５５４５２５２
号明細書（“Hinshaw 1”）、米国特許出願シリアル番
号第０８/７３４６８９号（“Hinshaw ２”）に記述さ
れているような従来の又は他の所望のガスクロマトグラ
フィック（ＧＣ）システムで利用される。これら米国特
許第５５４５２５２号明細書（“Hinshaw 1”）、米国
特許出願シリアル番号第０８/７３４６８９号（“Hinsh
aw ２”）の各々は現在の被譲受人に属し、その全てが
委託によってこの被譲受人に渡されている。適当なシス
テムはPerkin-Elmer Autosystem XL(商標)である。

【００１６】有利なタイプのＧＣシステム１０（図１）
は背圧（back pressure）調整を有するスプリットフロ
ー（split flow）を前述のHinshawの論文の図２（ｂ）
に図示されているようなやり方で利用する。圧力調整さ
れた源１２からのキャリアガスはガスフロー制御器１４
を通過して噴射装置１６に供給される。これらの各々は
基本的に従来の又は他の所望のタイプでよい。例えば、
フロー制御器は Hinshaw 2 で教示されているタイプで
あり、噴射器は Hinshaw 1 で教示されているタイプで
ある。キャリアの一部は噴射器１６からクロマトグラフ
ィックカラム１８の中を通過する。このクロマトグラフ
ィックカラム１８は長いチューブ、例えば長さ２５ｍ及
び内部直径０.２５ｍｍの融解石英チューブから形成さ
れ、メチルシリコン０.２５μｍ厚のような内側カラム
壁に選択された固定相を有する。

【００１７】インレットフローの残りの大部分は周囲を
取り巻く空間（通常は大気）へと例えば Hinshaw 2 で
教示されているような背圧調整器１３を貫流し、その結
果、カラム通路へのキャリアの一定の選択された圧力が
維持される。背圧調整器は噴射器からスプリットフロー
アウトレット１５に接続され、有利にはダウンストリー
ム成分を目詰まりから保護するために、チャコールフィ
ルタ１７が進路内に設けられている。

【００１８】圧力制御器の１つの形式として可変フロー
制限器１９がこのフィルタの後に設けられる。圧力トラ
ンスデューサ２０はカラムのインレットにおける圧力で
あるスプリットフローアウトレットにおける圧力を測定
するために接続されている。トランスデューサから制限
器に接続されている電子フィードバック装置２３は有利
にはコンピュータ３０の制御の下で利用される。噴射器
からの従来のパージガスアウトレット（purge gas outl
et）は例えば噴射器にタップされ固定ガスフロー抵抗器
２９に接続された固定圧力調整器２７を含む。

【００１９】サンプル材料は化学成分、一般的には炭素
及び水素の他に塩素、酸素、窒素及び/又は硫黄など他
の元素を有する分子を含む有機分子から成る。サンプル
のパルスはサンプル源から噴射器装置のキャリアに噴射
され、この噴射器装置においてキャリアガスとの混合物
が形成される。パルス化された混合物は大抵はサンプル
噴射後の数分間の時間の間にカラムの中を通過する。カ
ラム１８（図２）ではチューブ壁の適当な物質の固定相
はキャリアガス２１から吸着し、そしてサンプルの化学
成分を脱着する。

【００２０】異なる成分は固定相に対して異なる親和性
を有し、それゆえ異なる成分は保持時間として知られて
いる異なる固有の時間でカラムから出てくる。この固有
の時間は固定相における異なる保持時間に関連する。キ
ャリアガス（「移動相」）の速度は全保持時間に寄与す
る。この用語「保持時間」は固定相及び移動相における
噴射器から検出器までの全時間を意味する。カラムアウ
トレットの検出器２６はキャリア及び混合物の物理的性
質、通過する各成分によって変化する性質の大きさを測
定する。ホットワイヤ、炎イオン化（flame ionizatio
n）、電子捕獲、熱電子及び炎測光( flame photometri
c）のような様々なタイプの検出器が使用される。検出
器は線路２８に信号を発生し、この信号は保持時間なら
びに濃度を表す。

【００２１】コンピュータ３０はこの信号を受信して処
理し、サンプル成分を表す（「構成成分」と呼ばれる）
一連のピーク、相応する保持時間を表す構成成分のプロ
ットされた位置を作成する。コンピュータ３０は（例え
ばモニタで）相応する保持インジケータを表示する。こ
の相応する保持インジケータは直接保持時間か又は保持
指標（後述）のような時間から計算される他のインジケ
ータでもよい。ピークの構成成分は化学成分を知るため
にオペレータ又はコンピュータによって識別され、そし
てピークの高さは定量的測定を提供する。

【００２２】コンピュータシステム３０は従来型のもの
であり、実際には製造者によってＧＣに組み込まれたDE
C PC LP433のようなメインコンピュータを含む処理ユニ
ットの組み合わせでもよい。補助処理ユニットは自動サ
ンプル選択用のユニット、オーブン制御用のユニット及
び通信及びニューマティック（pneumatic）制御用のユ
ニットを含む。これらのユニットはインターフェースプ
ロセッサを介してメインコンピュータと通信する。各ユ
ニットは固有のファームウェアを含む。このコンピュー
タシステムは従来技術のものであり、オーブン制御器４
６以外は本発明では詳細は重要ではないので図１には１
台のコンピュータ３０として示されている。よって、コ
ンピュータは一般的に以下のものを含む。すなわち、所
属のメモリ（ＲＡＭ）を有する中央処理ユニット３２
（ＣＰＵ）、（必要に応じてコンピュータの中又は外に
設ける）適当なアナログ/デジタル変換器、典型的には
ハードディスクを含むディスクメモリセクション（より
一般的にはコンピュータ読み取り可能な記憶媒体）３
６、レーザディスク（ＣＤ-ＲＯＭ）及び/又はフロッピ
ーディスクアクセス手段３８、オペレータ入力用キーボ
ード４０、そして保持インジケータを表示するためのモ
ニタ４２及び/又はプリンタ。

【００２３】標準的なＧＣ動作及び本発明のためのコン
ピュータプログラムは「Ｃ」、「Ｃ++」、「Visual Bas
ic^TM」のような通常の言語で書かれ、データは「Excel
^TM」のような表計算プログラムによって管理される。本
発明の必要なプログラミングはフローチャート及びその
記述から容易に識別でき、当業者によって実施され得
る。

【００２４】カラム１８はオーブン４４等の中にカラム
の温度を設定及び調整するための制御器４６と共に納め
られる。この温度は白金抵抗温度計（又は他の精密温度
センサ）によって測定され、温度信号は線路５１を通過
してコンピュータ３０に供給される。保持時間は温度依
存性を有し、このためデータは通常は実行中に選択的に
ランピング（ramping）又は他の温度プログラムによっ
て１つ又は一連の既知の温度において採取される。同様
に、保持時間は圧力依存性を有し、このデータも選択的
にランピング又は他の圧力プログラムによって１つ又は
一連の既知の圧力において採取される。ランピングによ
って、所属のパラメータは開始値及び終了値ならびにラ
ンピングレート及びランピングの開始時間又は終了時間
を含む。

【００２５】温度、圧力又は他のパラメータに適用さ
れ、この明細書で及び請求項で使用される「プログラ
ム」という用語はレベルの一定化（例えば等温又は等
圧）、又は噴射されるサンプルによる実行中に、時間に
よってパラメータを変更することを意味する。「ランピ
ング」は必ずしもそうではないが大抵の場合は線形変化
であり、通常は増大である。そしてプログラムはレベル
の一定化とランピングとを組み合わせてもよく、複数の
ランピングを含んでもよい。

【００２６】従って、システムのための動作パラメータ
は、大抵の場合クロマトグラフィックカラムの等温の又
は他のプログラミングされた温度、カラムに対する一定
の又は他のプログラミングされたインレット圧力及びキ
ャリアガスの合成（このキャリアガスは一定の混合物又
は例えばメタン/アルゴン又はＮ₂/Ａｒの可変混合物で
もよい。）を含む。他のプログラムパラメータはランプ
レート、各レベルでの開始及び終了温度及び/又は開始
及び終了圧力、開始及び終了時間、及び/又はランピン
グの開始及び最終時間を含む。プログラムはより複雑で
もよい。例えば、間にランピングを有する複数の一定レ
ベルを有するプログラムや、非線形変化を有する複数の
一定レベルを有するプログラムなどである。

【００２７】カラムアウトレットでの圧力は一般的には
大気圧又は真空である。真空の場合、ＧＣは例えば質量
分析計と結合して使用される。アウトレット圧力Ｐ_o は
気圧計４９によって測定されるが、普通は調整されな
い。しかしアウトレット圧力は圧力プログラムの一部と
してリセット又は変更されうる。他のあり得る動作パラ
メータは、カラム寸法（後述）としてその種類から得ら
れるカラム長である。カラム長は容易に測定される。そ
してカラムは一連のシステム実行のために、特に後述す
るプライマリシステムによる一連のシステム実行のため
に次々と切断してもよい。

【００２８】数学的関数の形式の、ＧＣの動作を記述す
る理論的関係を使用する。適切な関数は積分によって表
現されるか又は積分から導出される。

【００２９】

【数１】

【００３０】ただしｔ_Rは保持時間、Ｔはカラム温度、
∩(Ｔ)は温度の既知の関数としてのキャリアガスの粘
度、Ｌはカラム長（図２）、ｒ_cはカラム半径、Ｐ_iはイ
ンレット圧力、Ｐ_o はアウトレット圧力である。項ｔ₀
は、デッドタイム、移動相時間又はガスホールドアップ
時間などさまざまに呼ばれるが、キャリアガスの中のパ
ルスの時間を表す。項βは、相比率（phase ratio）と
呼ばれ、これは移動相（キャリアガス）の容量と固定相
の容量との比率を表し、β＝ｒ_c/２ｄ_fである。ただし
このｄ_fはカラムチューブ壁における固定相の厚さであ
る。カラムの幾何学的構成に対するカラムの寸法は関数
の中にＬ、ｒ_c及びβとして示されている。熱力学的定
数ａ及びｂはエンタルピー及びエントロピーに関連し、
定数ｃがないならば、これら熱力学的定数ａ及びｂはわ
ずかに温度依存性を持つことが見いだされる。実質的に
この依存性を取り除くために、付加的な熱力学的定数ｃ
が導入される。そしてａ、ｂ及びｃの全ては各サンプル
構成成分に対して一定であると見なされる。（しかし一
般的にはこれらａ、ｂ及びｃの全ては異なる成分及び固
定相に対して異なる。しかし、ｃは極めて小さく、結果
的に得られる精度が十分であるならばゼロと仮定しても
よい。式１は通常はｃ項なしで使用される。このｃ項は
本発明の構成に従って加えられている。温度及び/又は
圧力は実行中に時間によって異なる。よって、この積分
の解又は適用は、どのパラメータがそしてどのようにこ
れらのパラメータが０からｔ_Rまでの積分時間の間に変
化するかに依存する。

【００３１】一定温度及び圧力に対して、この関数は積
分されて次の形になる。

【００３２】

【数２】

【００３３】これは一定の（等圧及び等温）条件又はプ
ログラムの一定部分に対して使用される。さもなけれ
ば、式１は従来のコンピュータ技術によって、例えば２
０ステップ使用するシンプソンの公式によって解かれ
る。

【００３４】クロマトグラフィを記述する他の適当な関
数をこれらの式の代わりに使用してもよい。このような
関数は有利にはクロマトグラフィの物理に基づくが、経
験的なファクタを含むか又は経験的なファクタに基づく
ものであってもよい。例えば関数の修正はカラム壁を貫
通するキャリアガスのわずかな洩れを補償するために行
われる。これは現在継続中の米国特許出願シリアルＮ
ｏ．１９９７年４月１５日出願（書類番号ＩＤ４５３
１）、タイトル「クロマトグラフカラム透過を補償する
ための方法及び装置（Method and Apparatus to Compen
sate for Chromatograph Column Permeativity）」、発
明者Jerry E. Cahill及びDavid H. Tracyにおいて教示
されている。 Jerry E. Cahill及びDavid H. Tracyは本
発明の被譲受人であり、この全体を本発明で参考文献と
して挙げる。

【００３５】関数（例えば式１又は式２）はコンピュー
タメモリに（関数自体は）プログラムコードの形式で及
び（パラメータデータは）データコードの形式で格納さ
れる。関数の形式がどちらでも、関数の独立変数は有利
には（本発明の例では）カラム温度Ｔ（又はそのプログ
ラム）であり、関数パラメータはインレット及びアウト
レット圧力Ｐ_i及びＰ_o、カラムの幾何学的構成β、Ｌ及
びｒ_c、そして熱力学的定数ａ，ｂ，ｃを含む。選択的
にインレット圧力を温度のかわりに独立変数として使用
して、温度を関数パラメータとしてもよい。より広く、
どの動作パラメータも独立変数として使用してもよく、
温度及びそのランプレート、又は温度及び圧力のように
１つより多くの独立変数が存在してもよい。

【００３６】図３のフローチャートを参照すると、本発
明をインプリメントするためにプライマリクロマトグラ
フィックシステム５２が設けられている。このプライマ
リクロマトグラフィックシステム５２は、実質的に同じ
タイプのカラムを有するターゲットシステム（後述）と
同じ一般的なタイプである。プライマリシステムはその
クロマトグラフィックカラムに対する確定的な（仮定の
又は既知の）プライマリカラム寸法を有する。このよう
な寸法はカラム壁における固定相の平均的な厚さｄ
_f（図２）、カラム長Ｌ及びカラム半径ｒ_cを含み、これ
によって相比率β＝ｒ_c/２ｄ_fが確定される。厚さは例
えば製造中の（充填の前及び後での）チューブの計量に
よって測定される。選択的に、カラム寸法を、プライマ
リシステムによる最初の測定の後で、厚さと半径とを測
定するためにこのカラムを破壊することによって、この
カラムがもはや必要でなくなる時に、測定してもよい。
充填されたカラムに対しては、固定相の容量を幾何学的
構成として使用してもよい。

【００３７】標準サンプル５４は、実際のサンプルと固
定相との予期される相互作用の範囲に及ぶのに適した成
分を含むように選択される。ほぼ８から１０の化合物を
有する標準が使用される。化合物は、例えば本発明で参
考文献として挙げる記事“Characterization of Some L
iquid Phases”、W.O.McReynolds著、J of Chromatogra
phic Science 8,685-693 (Dec.1970)に教示されている
やり方で固定相に適合するように選択される。メチルシ
リコンの固定相に適した標準は次のようなものを含む。
すなわち、溶媒としてｎ-ノナン、２-オクタノン、ｎ-
デカン、１-オクタノール、ｎ-ウンデカン、２,６-ジメ
チルフェノール、２,４-ジメチルアナリン、ナフタレ
ン、ｎ-ドデカン及び２-プロパノールである。

【００３８】プライマリシステム５２は標準サンプル５
４、プライマリインレット圧力５６（又は、より広く、
プライマリ圧力プログラム）及び温度に対する連続する
多数の選択された温度５８によって動作５３される。各
温度プログラムは単に等温温度レベルであってもよい
し、又は各温度プログラムは初期及び最終温度、ランピ
ングレート及びランピングのための初期及び最終時刻の
ような実行のためのプログラミングパラメータから成る
ものであってもよい。これらのパラメータのうちの１つ
より多いパラメータが連続的実行のために変更されても
よい。温度プログラムの選択は、意図されたアプリケー
ションサンプルタイプ及び意図された温度範囲及びプロ
グラミングのようなファクタに依存する。４つのプログ
ラムの例は次のようなものである。第１のプログラムは
いかにしてこれら選択されたプログラムが以下に説明さ
れる補助的な目的のために使用されるのかも示してい
る。

【００３９】１）温度較正、相比率、選択性確認に対し
て１２０°Ｃ、温度較正に対して２５０°Ｃ、有効コラ
ム長のために５°Ｃ/minで８０°Ｃから２５０°Ｃまで
ランプ。

【００４０】２）８０°Ｃから２５０°Ｃまで１０°Ｃ
ステップで等温。

【００４１】３）２５０°Ｃから３００°Ｃまで１０°
Ｃステップで等温。

【００４２】４）５°Ｃ/minで８０°Ｃから２５０°Ｃ
までランプ、１０°Ｃ/minで８０°Ｃから２５０°Ｃま
でランプ、１５°Ｃ/minで８０°Ｃから２５０°Ｃまで
ランプ。

【００４３】この動作は各温度プログラムに対するプラ
イマリ保持時間のセット（ＲＴ´ｓ）６０（これらのプ
ライマリ保持時間を他の関連する保持インジケータに変
換してもよい）を発生する。このプライマリ保持時間の
セットは、標準サンプル内の各成分に対する構成要素
（ピーク）６１によってプライマリクロマトグラム（例
えば図４）としてプロットされる。これらの構成要素
は、オペレータ又はコンピュータプログラムにより、従
来のやり方で、予め決められた順序で予期される時間の
リストと比較すること、温度に対する考慮、ノイズピー
クを無効にすることによって識別６２される。１つの標
準時間を取り出し、他の時間を選択プロセスの標準時間
に対する比率で表すのは有利である。

【００４４】この標準の各構成要素について、プライマ
リ保持時間及びプライマリ温度（又はプログラム）が関
数６６（式１又は２）に適合６４される。この適合のた
めのコンピュータ計算により熱力学的定数ａ，ｂ，ｃ
（６８）が決定され、この結果、この関数は保持時間を
カラム温度、圧力及びカラムの幾何学的構成に関連づけ
る。プライマリカラム寸法７０を含めて、全ての他の関
数パラメータが既知である。熱力学的定数は各構成要
素、すなわちサンプルの各成分に対して異なり、さらに
熱力学的定数は固定相の化学的性質によって決まる。適
合のために必要な温度プログラムの数は少なくとも存在
する熱力学的定数の数と同じである。（適合技術「関数
の適用」は後で説明する。） コンピュータ計算された熱力学的定数のセットを有する
関数は、仮想（仮説的）クロマトグラフィックシステム
６９と識別され、この際圧力及びカラム寸法はターゲッ
トシステムの変形実施形態に従って調整可能である。プ
ライマリシステム及びそのカラムはもはや必要ない。こ
の仮想システムは他のＧＣシステム（この中に「ターゲ
ットクロマトグラフィックシステム」も含まれる）と比
較するための標準と見なされる。この他のＧＣシステム
はとりわけ固定相を有するカラムタイプが同じであるこ
とによってプライマリシステムに類似する。

【００４５】全ての構成要素に対して関数から導出され
るプロットを結合することにより基本的に図４のような
シミュレートされた仮想システムのクロマトグラムが生
まれる。（ピークの高さは識別しやすいように構成要素
ごとに異なるように任意に選択される。ピークの幅は実
際のピークの幅に類似するようにプログラムされてい
る。）熱力学的定数を含んでいるフロッピーディスク７
１（又はＣＤ-ＲＯＭ又はテープのような他のコンピュ
ータ読み取り可能な記憶媒体）が、所属のカラム及び標
準サンプルと共に提供される。関数のためのプログラム
ベースがまだインストルメントコンピュータ（instrume
nt computer）にない場合には、記憶媒体が関数のため
のプログラムベースを含んでいてもよい。

【００４６】ターゲットクロマトグラフィックシステム
７２は、標準サンプル５４（これはオリジナルか又は実
質的にこのオリジナルにうりふたつのサンプルを意味す
る）によって及び実質的に同一のプライマリインレット
圧力５６（又は他の圧力プログラム）によって動作７３
される。このシステム及び設定には変形実施形態がある
ので、この圧力はプライマリとまったく同一でなくても
よい。しかし、圧力較正ステップは例えばスプリットフ
ロー出口のフローバルブ１９（図１）を完全に開き、停
止ステップはフロー制御１４によって行うことが望まし
い。これによって圧力ゲージを大気圧にさらし、これを
ゼロ較正点７５（ゲージ圧力）として使用する。

【００４７】温度値７４のセットが選択される。この温
度値７４はプライマリ温度と同一である必要はない。適
切な温度プログラムは、１２０°Ｃ及び２５０°Ｃにお
ける２つの固定（等温）レベル及び５°Ｃ/秒で８０°
Ｃから２５０°Ｃまでのランピングである。相応のセカ
ンダリ保持時間７６（又は他の保持インジケータ）が選
択された温度プログラムに対して測定される。等温保持
時間は、システムの標準化、温度較正、相比率の確認及
び相比率の決定を含む複数の用途を有する。

【００４８】ターゲットシステムの温度スケールは、例
えば特定の構成要素に対する等温のセカンダリ保持時間
を利用する後述のやり方で較正７８され、較正された温
度７９をもたらす。このステージで後述するようにター
ゲットシステムの確認８０を行うこと（まず最初に固定
相の組成を確認すること）が望ましい。もし確認が実施
されないならば、後続のプロシージャを終了させ、問題
を設定し確定８２し、例えばカラムを変える。

【００４９】ターゲットシステムのカラム寸法に関する
パラメータを測定しなくてはならない。例えばカラムに
残っている固定相の正確な量の測定のような以前の実行
時の又は製造中の測定によって既にターゲットシステム
のカラム寸法が確定されている状況もあり得る。この場
合には、関数によってカラム寸法を決定する後続のプロ
シージャをスキップしてよい。

【００５０】セカンダリ保持時間７６は関数（式１及び
/又は式２）に対するターゲット時間として識別され
る。ターゲットシステム（とりわけターゲットカラム）
は関数６６を逆に適用することによって特徴づけられ８
４、この結果、有効なカラム寸法が決定される。この有
効なカラム寸法において、先に決定された熱力学的定数
６８及びプライマリインレット圧力５６を利用して、こ
の関数によるコンピュータ計算によって、実質的にター
ゲットシステムが実行される温度に対する各セカンダリ
保持時間が得られる。相比率をこの関数によって決定し
てもよい。しかし、後述するように、相比率βは有利に
は保持時間から決定される。よって、長さＬ（すなわち
Ｌそれ自体又はアスペクト比Ｌ/ｒ_c）に関するパラメー
タのみがこの関数によって決定される必要がある。

【００５１】次に、ここでもまた式１及び/又は式２を
逆に適用することによってインレット圧力のための有効
なセカンダリプログラム８８が決定９０される。この有
効なセカンダリプログラム８８に対して、有効カラム寸
法６８及び先に決定された熱力学的定数６８によってこ
の関数は実質的にあらゆる温度プログラムに対する、有
利には選択された定格温度プログラムのうちの１つに対
するプライマリ保持時間６０を与える。一定圧力が適し
ているが、代わりにランピングのような圧力プログラム
も保持時間の適切な同等性を得るには有利である。この
セカンダリ圧力プログラム８８は後続のシステム動作で
使用８７されるか、又は選択されたプログラムが較正に
よって使用される。

【００５２】このような選択された圧力プログラムに対
して、プログラム８８に対する一定圧力は、ターゲット
システムに対する圧力設定に比べて、このターゲットシ
ステムの有効なインレット圧力に対する第２の較正点も
供給する。この第２の較正点及び前述したように決定さ
れる第１の較正「ゼロ」点７５及び仮定された線形性に
よって、圧力較正８７が確立される。どんな動作圧力８
９（Ｐ_i、一定又は一定でなくても）をターゲットシス
テムの後続動作のために選択してよい。動作圧力プログ
ラムに相応する適正な圧力プログラム設定は較正によっ
て確認される。選択され較正された同じ圧力で動作する
他のクロマトグラフィックシステムによって同一のプロ
シージャを使用すれば、保持時間を直接比較できる。他
のシステムに対する実際の圧力設定は、本発明の場合と
同一のやり方で決定され、較正され、スケーリングされ
る。

【００５３】前述したように、理想的な目的は有効なカ
ラム寸法及びセカンダリインレット圧力を決定すること
であり、この結果、関数はセカンダリ保持時間及びプラ
イマリ保持時間のそれぞれに正確に等しい保持時間をも
たらす。一般的にこれは実現できないので、「実質的
に」という言葉は、実現可能性の実際的な限度の範囲
で、ということを意味している。関数の適用についての
詳細は後述する。

【００５４】ターゲットクロマトグラフィックシステム
７２は次に（通常は未知の）アプリケーションサンプル
９２を使用して、サンプル分析のために動作９１され
る。動作パラメータとしては、選択された圧力プログラ
ム８９及び温度のための選択されたプログラム（一定又
はランピング）９４が、有利には温度較正７８によって
使用される。このような動作は各構成要素及び各温度プ
ログラムに対する少なくとも１つのテスト保持時間９６
を発生する。セカンダリ圧力プログラム（一定又はラン
ピング）を使用することによって、テスト保持時間は仮
想クロマトグラフィックシステム６９に標準化され、さ
らにテスト保持時間はアプリケーションサンプルの分析
９８に利用される。他のアプリケーションサンプル及び
他のターゲットシステムによる類似の動作は次のような
保持時間を与える。すなわち、この保持時間は、選択さ
れた温度への関数による正規化の後で、直接比較され
る。これによって、コンピュータ比較及び選択された化
学成分に対するこのような時間のライブラリによる識別
が可能となる。

【００５５】前述したように、温度は都合のよいことに
関数の中では独立変数として選択され、圧力プログラム
はパラメータとして選択される。これらのルールは逆に
することができる。すなわち独立変数として圧力を選択
してもよい。より広く、他のどんな動作パラメータもこ
れらのルールでは使用できる。すなわち、アウトレット
圧力、ランピングレート及びランピング時間（又は他の
プログラムパラメータ）、（粘度∩に影響を与える）キ
ャリアガス合成物、カラム長そしてもし実行において制
御可能に変更できるならば固定相の合成物又は厚さのよ
うな他のカラムパラメータなどの動作パラメータであ
る。その上、これらの変数のうちの１つ以上を各ルール
において同時に、例えば温度にランピングを付け加えて
使用することができる。明細書及び請求項で使用されて
いるように、用語「第１のパラメータ」は独立変数（上
の例では温度）を意味し、「第２のパラメータ」はター
ゲットシステムを仮想システムに標準化するために調整
されるパラメータ（例えばインレット圧力）を意味す
る。

【００５６】本発明の実施形態の関数（式１又は式２）
はインレット圧力を含むので、有利にはシステムはスプ
リットフローの背圧調整を利用し、インレット圧力を制
御して直接インレット圧力を知ることが有利である。し
かし、カラムへのインレット圧力が測定されており有利
には再生可能であるならば、本発明は Hinshaw 1 に開
示されているようなスプリットフローのフロー調整と共
に利用される。選択的に、このようなフロー調整システ
ムによって、圧力の代わりに第１の又は第２のパラメー
タとしてカラムフローレートを有する関数が導出され
る。このようなフローレートは再生可能であり、直接測
定されるか又は減算によって求められる。

【００５７】本発明はキャリアとしてスーパークリティ
カル流体によって使用される。この場合、本発明におけ
る用語「ガス」はこのような流体を含んでおり、プロシ
ージャは、実質的にクロマトグラフィを記述する同一の
又は他の適当な関数の利用を含んでいるここで記述した
のと同一のプロシージャである。本発明は既述の米国特
許第４５７９６６３号明細書に記述されているタイプの
ような液体キャリアを有する液体クロマトグラフィック
（ＬＣ）システムにも利用できる。ＬＣに対しては、サ
ンプルと液体キャリアとの相互作用について付加的な考
察が行われる。

【００５８】カラム寸法 ターゲットカラムの有効カラム寸法８６（図３）を特徴
づけること８４は、都合のよいことに２つの側面を有す
る。相比率βは保持時間から直接決定される。他のカラ
ム寸法は関数の適用によって以下に説明するように求め
られる。

【００５９】プライマリカラム（β_p）に対するプライ
マリ寸法７０における相比率β＝ｒ/２ｄは有利にはカ
ラムを実際に測定することから、必要とあれば破壊する
ことによって決定される。この測定は実用にたえる程度
にできるだけ正確であるべきだが、絶対的な正確さは必
要ない。というのも、ターゲットカラム寸法８６を特徴
づける８４際にターゲットカラム（β_t）の相比率は周
知のβ_pに対して相対的に決定される。相比率もβ＝Ｋ/
ｋという関係を有する。ただし、この式においてｋは容
量ファクタ（capacity factor）であり、Ｋは分配係数
であり、この分配係数は所与の構成要素、固定相及び温
度に対して一定である。よって、βはｋに反比例する。
ｋは ｋ＝（ｔ_R−ｔ₀）/ ｔ₀ から計算される。この式
の中のｔ_R及びｔ₀はそれぞれ前述のように保持時間及び
移動相時間である。容量ファクタｋは、他のプロシージ
ャの進行中にプライマリシステム及びセカンダリシステ
ムによって得られる等温保持時間のいずれかから計算さ
れる。ターゲットカラムの相比率はβ_t＝β_p・(ｋ_p/
ｋ_t)によってプライマリカラムの相比率に関連づけられ
る。これが各ターゲットシステムのカラムの相比率をコ
ンピュータ計算するのに使用され、さらにアスペクト比
の決定に先だって関数に代入される。後者は後述するよ
うに関数から決定される。

【００６０】関数の適用 積分関数（式１）は十分に複雑であり、明確な解析的な
解法は存在しない。よって、その適用には特別な技術が
一般的に必要とされる。あらゆる標準的な又は他の望ま
しい数学的な技術が使用される。１つの有利なアプロー
チにおいては、デッドタイムｔ₀は最初はｎ-アルカンの
ようなある種の同族体標準のセットを使用することによ
って決定される。このセットは有利には標準サンプル５
４（図３）に含まれている。各同族体標準は固有の同族
体数を有する。このような数は、ｎ-アルカンの炭素原
子の個数である整数Ｃ_nである。連続する数を有するほ
ぼ５個又は６個のアルカン、例えば６から１０までの周
知のＣ_n数を有する約５個又は６個のアルカンが適当で
ある。保持時間ｔ_Rは次の同族体関係式によってこの数
に関連づけられる。すなわち、 ｌｎ(ｔ_R−ｔ₀）＝ｇ・Ｃ_n＋ｈ 式３ ここでｔ₀は移動相における時間（「デッドタイ
ム」）、ｇ及びｈは潜在的に温度に依存する同族体パラ
メータである。もし他の同族体標準が同様の関係式にお
いて同一と見なしうる等しい数（必ずしも整数ではなく
ともよい）を有するならば、この他の同族体標準を使用
してもよい。アルカンの標準保持時間ｔ_Rの決定は少な
くとも１つの選択された温度においてプライマリシステ
ムを動作することに含まれる。デッドタイム及び定数は
この式をｔ_Rの測定値に適合することによって決定され
る。

【００６１】これを行う（図５）ために、プライマリシ
ステム５２はプライマリ圧力１５６及び選択された温度
のうちの１つ２０１を使用して以前のようにｎ-アルカ
ン標準（又は他の同族体標準）を含むサンプル２００に
よって動作され、アルカン保持時間１５８を発生する。
式３（１６４）を利用して、アルゴリズムはｔ₀に選択
された初期値２０２を挿入し、線形最小二乗計算（又は
他の統計的計算）を行い、データを適合２０４して、定
数及びこの適合に対する統計誤差ファクタ２０６を生成
する。デッドタイムは新しいｔ₀２１４にインクリメン
タルに変更２０７される。予め設定された制限内で誤差
を最小化し、これにより「最良の」統計的適合を与える
選択された各温度に対する最初のｔ₀の値が見いだされ
る２１２まで、このプロセスは繰り返される２１０。こ
れはパラメータｇ及びｈも決定する（１６３）。

【００６２】圧力が複数の等温動作に対して同一である
場合、式１ａからｔ₀は温度に依存するキャリアガス粘
度∩（Ｔ）に比例することが分かる。所望の温度範囲に
亘る粘度についてのデータベースは、便利なように粘度
を温度に関連づける関数のパラメータの形式でコンピュ
ータに格納２１６される。他のデッドタイムｔ₀に対す
る値は、オリジナル温度及び他の温度における粘度に比
例して他の関連する温度に対して得られ、温度に依存す
るｔ₀（Ｔ）をもたらす。これらのデッドタイムによっ
て、式１は標準化合物に対する３つの温度プログラムに
亘って（例えばシンプソンの方法で）積分され、３つの
方程式が得られる。これら３つの方程式を解き２１８、
３つの熱力学的定数ａ，ｂ，ｃを得る。

【００６３】ターゲットカラムの寸法８６（図３）のた
めに、相比率βは前述のように決定される。カラム長は
アスペクト比α＝Ｌ/ｒ_cとして式１ａを介して式１及び
式２の中に現れている。よって、このアスペクト比が長
さパラメータとして決定されるか又はｒ_cが推定され
て、Ｌに対する有効な値が決定される（この有効な値は
ｒ_cのどんな不正確さをも修正する）。有利には、長さ
Ｌはパラメータに採用される。

【００６４】探索技術は、関数を解き、長さＬのような
１つ又は複数のパラメータを決定するために使用され
る。関数を解くための適切な技術（図６）は、記憶され
た初期パラメータデータベース１０２を使用する。この
初期パラメータデータベース１０２は予期される動作条
件に亘る所定の範囲内での長さ（又は他のパラメータ）
の複数の仮の値を決定する。例えば、３０ｍの公称長さ
を有するカラムに対しては２０ｍから４０ｍまでの範囲
内でインクリメント１ｍで仮の値が決定される。（実際
に記憶されるデータは最低長及び最大長プラスインクリ
メント値である。）他のパラメータ１０４は既知であ
る。すなわち熱力学的定数６８（図３）、設定圧力５
６、較正された温度７９及び相比率βである。関数６６
（例えば式１）によって、理論的保持時間１０６がコン
ピュータ計算１０８される。この理論的な時間と測定さ
れた時間７６との間の差１１０（「誤差」又は「残
差」）が計算１１２される。これは長さベースで各値に
対して及び各サンプル成分に対して行われ、有利には平
均二乗の平方根（ｒｍｓ）残差の形式で表示される。

【００６５】残差は、所望ならばパラメータに対してプ
ロットされるか、又は探索中の複数のパラメータがある
ならば通常の技術を使用して等高線としてパラメータに
対してプロットされる。このようなプロットは探索を視
覚化するのに役立つが、本発明にとっては重要ではな
い。

【００６６】最小値の探索は手動で（例えば残差と長さ
との関係をプロットした適当なモニタディスプレイをポ
イントしたりクリックしたりすることによって）行われ
るか、又は何らかの利用可能なコンピュータプログラム
又は他の所望のコンピュータプログラムによって行われ
る。もし以前に初期の粗い探索（initial coarse searc
h）を行っていなければ１２４、初期の粗い探索１２２
は極めて小さい最小値を含む領域を見つけるのに有利で
ある。範囲の中には数学的に禁じられた領域（「フラク
タル空間」）があるかもしれない。もしこの数学的に禁
じられた領域を見つけたら、この領域には任意に１００
０のような高い値が割り当てられる。そして最小残差１
２０が決定される。（たとえ長さＬにふさわしくなくて
も、探索の他のアプリケーションでは幾つかの最小値が
あり、この粗い探索は極めて小さい値を発見するはずで
ある。）最小残差の周囲２ｍのようなより小さな範囲を
有する修正された（狭められた）長さデータベース１２
６が選択１２９され、式１が再び適用されて理論的保持
時間１０６がコンピュータ計算される。そして測定され
た値７６から残差１１０が再び計算１１２される。

【００６７】粗い探索サイクル１２３が数回繰り返され
ると（１回でも十分であろう）、細密探索(fine searc
h)１２８が選択された領域の修正されたマトリクス１２
６において行われ、選択されたウェル（well）における
最小値に照準を定める。これは線形計画法、シミュレー
ティドアニーリング法（simulated annealing）によっ
て従来通りに行われるか、又は有利には“Numerical Re
cipes in C”by W.H.Press,S.A.Teukolsky,W.T.Vetterl
ing and B.P.Flannery, The Atr of Scientific Comput
ing,2nd ed., Cambridge University Press(1992) に記
載されているダウンヒルシンプレックス法のためのアル
ゴリズムのような適応ノンパラメトリック探索によって
行われる。従来のシンプレックス探索プログラムは、短
いラインを決定する２つの近似点に対する残差平均を決
定する。このプログラムは複数の点のうちの１つの点に
このラインをフリップオーバー（flip over）し、再び
平均を求め、この平均が小さくなったかどうかを求め
る。小さくなっていなければ、このラインを他の方向に
フリップオーバーする。このプロシージャは比較的低い
残差の探索１２９において繰り返される。シンプレック
ス法に対する有利な修正によって、残差平均が小さくな
る場合、予め設定されたファクタにより点分離（the po
int separations）が少なくなるか、又は例えば各ケー
スにおいてファクタが２であることによって残差平均が
大きくなる場合、予め設定されたファクタにより点分離
が多くなる。開始点は予め定められた最小値であり、次
の最良点である。

【００６８】「ウェル」を表す低い残差１２９が発見さ
れた場合、このウェルのほぼ平坦な底部（ボトム）に対
するテスト１３０が、例えば０.００００１の予め設定
された制限よりも大きく変化しないようにｒｍｓ残差に
対して行われる。この予め設定された制限よりも大きく
変化する場合には、最後の領域の周囲のより小さいイン
ターバルにおいて選択１２９された長さの修正されたデ
ータベース１２６によってシンプレックスサイクル１３
３が繰り返される。シンプレックスサイクル数が例えば
５００サイクルの制限を越えた場合１３４、問題が存在
すると判断されこのプログラムは終了１３６される。さ
もなければ、最後の低い残差が最小値１３１として選択
され、これが相応のカラム長Ｌ又は他のパラメータを決
定する。

【００６９】同様のプロシージャは、粗い探索及び微細
な探索を有する関数を適用しセカンダリ圧力プログラム
８８を決定９０するのにも使用される（図３）。これが
一定の圧力であれば、潜在的圧力範囲の初期データベー
スが初期長さベースの代わりに初期パラメータベース１
０２（図６）として使用され、長さＬ及び半径ｒ_cは所
定のパラメータとして初期圧力に取って替わり、測定さ
れた保持時間はプライマリ保持時間である。その他の点
では、図６のプロシージャは実質的に同一である。圧力
又は幾つかの他のパラメータの場合には、複数の最小値
が存在し、これらの複数の最小値からシンプレックス探
索の前に粗い探索によって最も小さい最小値を選択でき
るかもしれない。

【００７０】ランピングを有する圧力プログラムの場合
には、このプロシージャは、ランプレート（ramp rat
e）及び初期圧力及び最終圧力（従って３次元マトリク
ス）のようなプログラムに関連するパラメータのマトリ
クスによって行われる。より大まかにいえば、マトリク
スは例えば１個、２個、３個、又はそれ以上の考えられ
る限りの変数の個数と同じ個数の軸を有する。残差はマ
トリクスのあらゆるコンパチブルな結合に対してコンピ
ュータ計算される。粗い探索に対しては、残差は前述と
同様のやり方でコンピュータプログラムで探索され、低
い値が発見される。２つの軸のマトリクスによるシンプ
レックス探索に対しては、３つの近似点が、残差の平均
化のために２つの近似点の代わりに使用される。そして
短い接続ラインの代わりに三角形が視覚化される。この
探索において、この三角形は平均値の再計算のためにこ
の三角形のうちの一辺を中心にフリップオーバーされ
る。３軸マトリクスの場合、同様に１つの辺を中心にフ
リップオーバーすることによってピラミッドが視覚化さ
れる。

【００７１】プロット及び探索技術はより広い目的のた
めに使用できる。仮想システムに対する前述の標準化に
必ずしも使用されなくても、例えばクロマトグラフィッ
クシステムのオペレータが選択されたパラメータを最適
化するのに使用される。より広いケースでは、このシス
テムは最適化のために選択されたパラメータ及び他の残
りパラメータを含む動作パラメータを有し、このクロマ
トグラフィックシステムの動作は、動作パラメータを含
む関数パラメータを有する数学的関数によって表現され
る。プライマリクロマトグラフィクシステムはサンプル
及び動作パラメータとして選択された値によって動作さ
れ、相応に測定された保持インジケータを生成する。所
定のインクリメントでこのようなパラメータの所定の範
囲亘って選択される動作パラメータの潜在的な値を有す
るデータセット又はマトリクスが提供される。このデー
タセットはこのようなパラメータの結合を表す。理論的
保持インジケータは、このようなパラメータの結合に対
する関数及びコンピュータ計算のために既知の又は仮定
の他の残りのパラメータに対する関数によってコンピュ
ータ計算される。測定された保持インジケータと理論的
な保持インジケータとの間の差（残差）が計算される。
差の最小値として残差が探索され、この結果、この最小
値は最適化された選択されたパラメータを確立する。次
いでこのシステムはこの最適化されたパラメータによっ
て動作される。

【００７２】（実際の及びシミュレートされた）保持時
間のプロットが各ステージにおいてオペレータの監視用
モニタに表示されることが望ましい。オペレータの進行
命令をポップアップメニューによって入力してもよい。
関数及び残差プロット及びこの関数をマトリクスデータ
とともに適用するための探索手段を有するソフトウェア
（ファームウェア）をこのシステムのコンピュータプロ
グラミングに組み込むか、又はフロッピィディスクのよ
うなもので別個に提供してもよい。

【００７３】本発明の一つの側面として、前述の探索技
術は、いかなる標準化にも無関係に、クロマトグラフィ
ックシステムの１つ又は複数の最適な動作パラメータを
決定するために直接使用してもよい。

【００７４】カラム温度 プライマリクロマトグラフィックシステムの温度は、従
来の手段、例えばカラム近傍のオーブンに分散配置され
る複数の熱電対による実際的な測定と同じように正確に
測定されなければならず、各温度でシステムが安定化さ
れる。しかし、最後には、プライマリシステム温度は標
準と考えられ、プライマリシステムのオリジナルな温度
スケールに対して相対的に後続のシステムカラム温度が
正確である限りは、絶対的な正確さは重要ではない。

【００７５】ターゲットカラムの動作温度はプライマリ
システムの温度スケールに対する相対的な正確さによっ
て決定される。本発明の１つの側面によれば、ターゲッ
トカラムの温度の較正は、選択された較正化合物を使用
して行われる。このために、有利には、保持インジケー
タを代替的な形式である「保持指標」ＲＩ、すなわち以
下の参考文献の事例において「Kovats 指標」として周
知の形式で表現する。これらの参考文献は、E.Kovats,H
elv.Chim.Acta 42,1915-1932(1958); E.Kovats,Z,anal.
Chem.181,351-366(1961);P.Toth,E.Kugler,and E.Kovat
s,Helv.Chim.Acta 42,2519-2530(1959);A.Wehrli and
E.Kovats,Helv.Chim.Acta 42,2709-2739(1959);L.S.Ett
re,Anal.Chem.36(8),31A-47A(1964);E.Kovats,in Advan
ces in Chromatography Vol.1(J.C.Giddings and R.A.K
eller,eds.),M.Dekker,Inc.,New York,1965;pp.229-247
である。保持指標はＲＩ＝１００・Ｃ_nとして定義され
る。ここでＣ_nは同族体関係の式３に関する前述のｎ-ア
ルカン（又は他の標準）に所属する数である。この式３
はここで次式に変形される。

【００７６】 ＲＩ＝(１００/ｇ)・[ｌｎ(ｔ_R−ｔ₀）−ｈ] 式４ （ｎ-アルカン以外の）任意の化合物は、保持時間を測
定することによって式４から決定される、一般的に非整
数Ｃ_nに相応する保持指標を有する。よって、このよう
な化合物の保持指標はアルカン標準に関連する。そして
このような化合物は実質的に温度以外の大部分のパラメ
ータとは無関係である。これによって、保持指標は、温
度依存性を決定する一方で、パラメータ条件が変化する
システムにおいて使用される。保持指標が圧力のような
パラメータに僅かに依存する程度まで、このようなパラ
メータは、連続実行に対して実用的であるようにしっか
りと繰り返されなければならない。本発明の一つの側面
では、少なくとも１つの温度較正化合物が選択され、こ
の化合物は有利には温度に対して比較的強い依存性を有
する保持指標を有する。この化合物は幾つかの同族体標
準（例えばアルカン）を有する温度標準サンプルに含有
される。所望の温度範囲をカバーするためにナフタリン
及びアントラセンのような２つ又はそれより多くの化合
物を利用するのが望ましい。これらナフタリン及びアン
トラセンの各々は温度較正の別個の比較的狭い範囲、例
えばそれぞれ１２０℃及び２５０℃において極めて有効
である。

【００７７】有利には（アルカン及び較正化合物を有す
る）温度標準サンプルは仮想システムを定義するのに使
用される成分を有する標準サンプルに含有される。よっ
て、一セット分の実行しか必要ない。温度はテスト動作
と同時に較正される。全ての又は幾つかの較正化合物及
びアルカンはこのような成分に対しても使用できる。た
だし仮想システムを定義する以外では、より温度依存性
の少ない他の成分を使用するのが有利である。さらに、
このような他の成分は、テストされるにふさわしいアプ
リケーションサンプル材料の範囲をシミュレートするの
がよいだろう。

【００７８】温度を確定するために（図７）、プライマ
リクロマトグラフィックシステム５２は、カラムに対し
て複数の選択された較正温度１５４で温度標準１５２に
よってならびに選択された圧力プログラム５６によって
動作５３される。（便利のために、これらは標準化実行
の場合と同じ条件下で行われ、ここで使用される温度は
等温実行のうちの１つである。温度の個数は後述する式
５の定数の個数に依存し、この場合はこれら定数の個数
は３つである。）これによって、各温度に対する保持時
間のプライマリセットが生成され、この保持時間のプラ
イマリセットは各較正化合物に対する同族体（例えばア
ルカン）保持時間１５８及び温度較正化合物に対する化
合物保持時間１６０を含む。ピーク識別（図示せず）の
後で同族体保持時間及び標準に対する既知の保持指標Ｃ
_nは、既存の関係式１６４（式３）で同族体パラメータ
ｇ及びｈを算定するのに使用され、同族体数は保持イン
ジケータ（例えば指標）に関係づけられる。これらのパ
ラメータは温度依存性を有する。較正化合物に対するプ
ライマリ保持指標１６６はパラメータｇ，ｈと各較正温
度に対する化合物保持時間１６０とによって関係式１６
４（式４）から計算１６８され、これにより較正化合物
の各温度での同族体数がその保持指標に関係づけられ
る。式４の中の項ｔ₀は前述のように設定される。この
同族体数は、較正温度Ｔ_c（１５４）に関連している。
保持指標と温度との間の温度関係１７０は温度に対して
線形の関係に近い。しかし厳密には２次式が使用され
る。

【００７９】 ＲＩ＝ｕ＋ｖＴ_c＋ｗＴ_c ² 式５ ここでｕ、ｖ、ｗは保持指標及び温度データから計算１
７２される較正定数１７４である。異なる較正温度によ
る複数の（この場合には３つの）プライマリ温度の実行
は、これらの定数を得るために必要である。再びこれら
の定数をオリジナルの実行と組み合わせることもでき
る。これらの定数は、必要ならば式５に対するプログラ
ムベースと共にデータディスク（又はこのような媒体）
に格納される。有利にはこれは仮想システムに対するデ
ータベースをも含むディスクである。

【００８０】次いでターゲットクロマトグラフィックシ
ステムがプライマリ圧力プログラム５６及び選択された
セカンダリ温度１８０（又は２つの較正標準を使用する
ならば２つのこのような温度）及びサンプル１５２によ
って動作７３され、この結果、相応する保持時間のテス
トセットが生成される。温度１８０はターゲットシステ
ムによって与えられる（任意の）スケールで測定され
る。この動作は温度較正実行であり、便宜的に標準化の
ための実行のうちの１つと同じものである。これらの保
持時間はアルカン保持時間１８２及び化合物保持時間１
８４を有する。アルカン保持時間は既存の関係式（式
３）の新たな同族体パラメータｇ及びｈ（１８８）を再
決定するために使用され、関係式１９３（式４）及び新
しいパラメータからセカンダリ化合物保持指標１９２を
計算する。較正関係式５（１７０、図７）及びその先に
決定された定数１７４が計算された保持指標１９２に適
用され、較正されたカラム温度７９が決定１９４され、
他のプロシージャに引き継がれる（図３）。この他のプ
ロシージャはプライマリシステムに関連し、ターゲット
クロマトグラフィックシステムの動作時間中に存在す
る。所望ならば、これら一連の温度を決定しターゲット
システムの温度センシングシステムを較正し、このセン
サをその直後に使用してもよい。

【００８１】保持指標は温度較正にとって有利な形式の
保持インジケータであり、コンピュータ計算を簡略化す
るが、他の形式を使用してもよい。保持インジケータは
有利には実質的に温度以外のシステムパラメータ及び動
作パラメータとは無関係な形式で表され、各同族体標準
は所定の保持インジケータをこのような形式で有する。
もし一つ以上の他の同族体標準が既知の確立された関係
をこれらの保持インジケータに対して有しているなら
ば、温度較正は前述のｎ-アルカンの代わりに一つ以上
の他の同族体標準によって達成され得る。

【００８２】本発明の一つの側面によれば、いかなる標
準化とも無関係に、前述の温度較正技術は直接クロマト
グラフィックシステムに対して使用してもよい。

【００８３】確認（Validation） ターゲットシステムを確認すること、とりわけターゲッ
トカラムが適切なタイプのものでありかつ満足すべき状
態にあることを保証すること、さらにとりわけ固定相の
化学的性質（「選択性」）が満足すべきものであること
を保証することが望ましい。このような確認（図３の８
０）が図８によって行われる。確認サンプル２５０は選
択された確認成分のセットを有する。これらの選択され
た確認成分は標準サンプルに含有されており、有利には
標準化に使用される成分と同一である。

【００８４】よって前述のように、有利にはプライマリ
システム５２及びターゲットシステム７２による標準化
実行の個々の動作５３、７３の間にプライマリ確認保持
時間６０及びセカンダリ確認保持時間７６が得られ、確
認サンプル成分２５０に対して識別６２される。各温度
プログラム５８、７４は有利には本発明の場合にはプラ
イマリ確認温度による等温実行（有利にはオリジナルの
実行のうちの１つ）を含む。

【００８５】（図７による温度較正の場合と同じやり方
で）仮の保持指標２５２が式４（１９３）によって計算
１６８され、同様にセカンダリ確認保持指標２５８が計
算１９０される。プライマリ指標は式５（１７０）によ
ってセカンダリ温度７４に調整２５４され、プライマリ
確認保持指標２５６が得られる。

【００８６】プライマリ確認保持指標とセカンダリ確認
保持指標との間の差２６０が計算２６２される。確認８
０のためのテストは全ての差が所定の制限範囲内にある
かどうかである。もしイエスならばプロシージャは図３
の確認８０から先に進んで行く。又は、もしノーなら
ば、プロシージャはストップされ問題が調査及び確定８
２される。

【００８７】本発明の一つの側面によれば、前述の確認
技術は、いかなる標準化とも無関係に、クロマトグラフ
ィックシステムの確認のために直接使用してもよい。

【００８８】本発明を特定の実施形態によって詳細に記
述したが、本発明の精神及び請求項の範囲内に含まれる
様々な変更及び修正は当業者にとってはあきらかであ
る。それゆえ本発明は請求項等のみによって限定される
ものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を組み込んだクロマトグラフィックシス
テムの概略図である。

【図２】図１のシステムで使用されるクロマトグラフィ
ックカラムの一部の長手方向セクションである。

【図３】図１のシステムの標準化のために本発明の実施
形態を実行する方法及び手段のフローチャートである。

【図４】図１のシステムで使用されるサンプルの成分の
クロマトグラフィック保持時間を表す一連のピークを示
す線図である。

【図５】図３の実施形態に関数を適用するための方法及
び手段のフローチャートである。

【図６】図３の実施形態に関数を適用するための付加的
な方法及び付加的な手段のフローチャートである。

【図７】図１のシステムのカラムの温度を較正するため
の方法及び手段のフローチャートである。

【図８】図１のシステムを確認するための方法及び手段
のフローチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドリュー ジェイ バジョリナス アメリカ合衆国 コネチカット スタムフ ォード スティルウオーター ロード 721 (72)発明者 ジェリー イー カヒル アメリカ合衆国 コネチカット トランブ ル ケント レーン 96 (72)発明者 ラルフ カーター イギリス国 オクソン セーム チノー ロード コーナー ロッジ （番地なし) (54)【発明の名称】 ターゲットクロマトグラフィックシステムの標準化の方法、ターゲットクロマトグラフィックシ ステムのカラム温度を較正する方法、ターゲットクロマトグラフィックシステムを確認する方法 及びクロマトグラフィックシステムの１つ又は複数の特定のパラメータの値を測定する方法

Claims (52)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブライマリクロマトグラフィックシステ
   ムによるターゲットクロマトグラフィックシステムの標
   準化の方法であって、 各システムは、流体キャリアをカラムに通過させるため
   のキャリア手段、サンプルのパルスを前記キャリアに噴
   射して前記サンプルの成分に固有の保持時間に従って前
   記カラムに混合物を通過させるための噴射手段、前記混
   合物を受け取り保持時間を表す信号を発生するための検
   出器手段、及び前記信号を受け取り相応の保持インジケ
   ータを表すための処理手段を有し、 各システムはシステムパラメータ及び動作パラメータを
   有し、前記動作パラメータは選択可能な第１のプログラ
   ミングを有する第１のパラメータと選択可能な第２のプ
   ログラミングを有する第２のパラメータとを有し、 各プログラミングは時間に関係しており、保持時間は数
   学的関数によってシステムパラメータ及び動作パラメー
   タに関連しており、前記数学的関数は成分とカラムとの
   相互作用に関連する熱力学的定数を含む関数パラメータ
   を有し、 前記方法は以下のステップを有する、すなわち、 前記プライマリクロマトグラフィックシステムを標準サ
   ンプル、前記第２のパラメータのための選択されたプラ
   イマリの第２のプログラム及び前記第１のパラメータの
   ための複数の選択されたプライマリの第１のプログラム
   によって動作し、この結果、相応のプライマリ保持イン
   ジケータを生成するステップと、 該プライマリ保持インジケータ及び前記プライマリの第
   １のプログラムを前記プライマリの第２のプログラムに
   よって前記関数に適合させ、この結果、前記熱力学的定
   数を決定し、これにより前記関数は仮想クロマトグラフ
   ィックシステムを表すステップと、 前記ターゲットクロマトグラフィックシステムによる将
   来の適用のために前記熱力学的定数を格納するステップ
   とを有する、ブライマリクロマトグラフィックシステム
   によるターゲットクロマトグラフィックシステムの標準
   化の方法。
2. 【請求項２】 保持インジケータは保持時間又は保持指
   標から成る、請求項１の方法。
3. 【請求項３】 第１のパラメータはカラムの温度であ
   る、請求項１の方法。
4. 【請求項４】 各システムはガスクロマトグラフィック
   システムであり、流体キャリアはガスキャリアであり、
   そして第２のパラメータはカラムに対するキャリアのイ
   ンレット圧力である、請求項１の方法。
5. 【請求項５】 システムパラメータはカラムの寸法を有
   する、請求項１の方法。
6. 【請求項６】 最初にターゲットクロマトグラフィック
   システムを標準サンプル、実質的にプライマリの第２の
   プログラム及び複数のセカンダリの第１のプログラムに
   よって動作し、この結果相応のセカンダリ保持インジケ
   ータを生成し、 前記ターゲットクロマトグラフィックシステムに対して
   有効なシステムパラメータを確立し、 セカンダリの第２のプログラムを決定し、該セカンダリ
   の第２のプログラムに対して前記有効なシステムパラメ
   ータによって関数は実質的にプライマリの第１のプログ
   ラムに対するプライマリ保持インジケータを生成し、 さらに前記ターゲットクロマトグラフィックシステムを
   アプリケーションサンプル、前記セカンダリの第２のプ
   ログラム及び選択された第１のプログラムによって動作
   し、この結果少なくとも１つの相応のテスト保持インジ
   ケータを生成し、これにより各テスト保持インジケータ
   は仮想クロマトグラフィックシステムに標準化されるこ
   とを有する、請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】 有効なシステムパラメータを確立するス
   テップは、ターゲットクロマトグラフィックシステムを
   前記有効なシステムパラメータによって特徴づけること
   を有し、該有効なシステムパラメータに対して関数は実
   質的にプライマリの第１のプログラム及びプライマリの
   第２のプログラムに対するセカンダリ保持インジケータ
   を生成する、請求項６記載の方法。
8. 【請求項８】 システムパラメータはカラム寸法を含
   み、特徴づけステップは少なくとも１つの特定のカラム
   寸法のために、さらに以下のステップを有する、すなわ
   ち、 前記特定のカラム寸法の潜在的な値の範囲を定義する初
   期データベースを提供するステップと、 セカンダリ温度プログラム、熱力学的定数及びプライマ
   リ圧力プログラムを有する前記潜在的な値に対する関数
   によって理論的保持インジケータを計算するステップ
   と、 前記理論的保持インジケータと前記セカンダリ温度プロ
   グラムに対するセカンダリ保持インジケータとの間の差
   を計算するステップと、 これらの差の最小値を探索し、この結果前記最小値が前
   記特定のカラム寸法の有効な値を確立するステップとを
   有する、請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】 探索ステップは適応ノンパラメトリック
   探索を含む、請求項８記載の方法。
10. 【請求項１０】 探索ステップは、さらにノンパラメト
    リック探索を続行し、該ノンパラメトリック探索のため
    の小さいデータベースを選択する粗い探索ステップを有
    する、請求項９記載の方法。
11. 【請求項１１】 決定ステップは、さらにセカンダリの
    第２のプログラムに対する少なくとも１つのパラメータ
    の潜在的な値の範囲を定義する初期データベースを提供
    するステップと、 セカンダリの第１のプログラム、熱力学的定数及び有効
    なシステムパラメータを有する前記潜在的な値に対する
    関数によって理論的保持インジケータを計算するステッ
    プと、 該理論的保持インジケータとプライマリ保持インジケー
    タとの間の差を計算するステップと、 これらの差の最小値を探索し、この結果前記最小値が少
    なくとも１つのパラメータに対する有効値を確立するス
    テップとを有する、請求項６記載の方法。
12. 【請求項１２】 探索ステップは適応ノンパラメトリッ
    ク探索を含む、請求項１１記載の方法。
13. 【請求項１３】 探索ステップは、さらにノンパラメト
    リック探索を続行し、該ノンパラメトリック探索のため
    の小さいデータベースを選択する粗い探索ステップを有
    する、請求項１２記載の方法。
14. 【請求項１４】 プライマリクロマトグラフィックシス
    テムによるターゲットクロマトグラフィックシステムを
    標準化するための方法であって、 各システムは、所属のカラム寸法を有するガスクロマト
    グラフィックカラム及びカラムインレットを有し、前記
    カラムにガスキャリアを通過させるためのキャリア手段
    を有し、サンプルのパルスをキャリアの中に噴射し前記
    サンプルの成分に固有の保持時間に従って前記カラムに
    混合物を通過させる噴射手段を有し、前記保持時間を表
    す信号を発生するために前記混合物を受け取る検出器手
    段を有し、前記信号を受け取り相応の保持インジケータ
    を表すための処理手段を有し、 前記システムはカラム温度のための温度プログラム及び
    カラムインレットにおけるキャリア圧力の少なくとも１
    つの圧力プログラムを有する動作パラメータを有し、各
    プログラムは時間に関係し、保持時間は数学的関数によ
    って前記動作パラメータに関係づけられており、前記数
    学的関数はカラム寸法及びカラムと成分との相互作用に
    関連する熱力学的定数を有する関数パラメータを有し、
    前記方法は次のステップを有する、すなわち、 前記プライマリクロマトグラフィックシステムのカラム
    のプライマリカラム寸法を確立するステップと、 標準サンプル、選択されたプライマリ圧力プログラム及
    び複数の選択されたプライマリ温度プログラムによって
    前記プライマリクロマトグラフィックシステムを動作
    し、この結果相応のプライマリ保持インジケータを生成
    するステップと、 該プライマリ保持インジケータ及び前記プライマリ温度
    プログラムを前記プライマリ圧力プログラムによって前
    記関数に適合させ、この結果前記熱力学的定数を決定
    し、これにより前記関数は仮想クロマトグラフィックシ
    ステムを表すステップと、 前記ターゲットクロマトグラフィックシステムによる将
    来の適用のために前記熱力学的定数を格納するステップ
    とを有する、プライマリクロマトグラフィックシステム
    によるターゲットクロマトグラフィックシステムを標準
    化するための方法。
15. 【請求項１５】 保持インジケータは保持時間又は保持
    指標を有する、請求項１４記載の方法。
16. 【請求項１６】 各温度プログラムは、一定温度から構
    成されるか又は温度ランピング（ramping）を含むかの
    いずれかであり、 圧力プログラムは、一定圧力から構成されるか又は圧力
    ランピングを含むかのいずれかである、請求項１４記載
    の方法。
17. 【請求項１７】 噴射器はカラムインレットにおける圧
    力を構成する背圧の調整を有するスプリットフローを有
    する、請求項１４記載の方法。
18. 【請求項１８】 関数は式１の形式であり、この式１で
    ｔ_Rは保持時間、Ｔはカラム温度、ａ，ｂ及びｃは熱力
    学的定数、βはカラム寸法の相比率、ｔ₀はデッドタイ
    ムであり、該デッドタイムは所定の温度依存性を有する
    キャリアガス粘度に比例する温度依存性を有する、請求
    項１４記載の方法。
19. 【請求項１９】 適合のステップはさらに以下のステッ
    プを有する、すなわち、 保持時間と保持インジケータとの間の確立された関係式
    を有する複数の同族体標準を提供し、この関係式は式３
    の形式であり、この式３でＣ_nは各同族体標準に一致す
    る同族体数であり、ｇ及びｈは潜在的に温度に依存する
    定数であるステップと、 プライマリクロマトグラフィックシステムを前記同族体
    標準によって選択された温度で動作し、この結果相応の
    標準保持時間を生成するステップと、 前記同族体数及び前記標準保持時間をデッドタイムに対
    して予め選択された試験値を有する関係式に適合させ、
    適合に対する統計的誤差ファクタを生成するステップ
    と、 デッドタイムの第１の値が前記誤差ファクタを最小化す
    ると確認されるまでインクリメンタルにデッドタイムを
    変化することによって先のステップを繰り返し、これに
    よって前記第１の値が前記選択された温度に対応するス
    テップと、 ガス粘度への比例から温度プログラムに対するデッドタ
    イムの他の値を決定するステップと、 デッドタイムの値によって関数を利用して熱力学的定数
    を決定するステップとを有する、請求項１８記載の方
    法。
20. 【請求項２０】 最初にターゲットクロマトグラフィッ
    クシステムを標準サンプル、実質的にプライマリ圧力プ
    ログラム及び複数のセカンダリ温度プログラムによって
    動作し、この結果相応のセカンダリ保持インジケータを
    生成し、 前記ターゲットクロマトグラフィックシステムのカラム
    の有効なカラム寸法を確立し、 有効なセカンダリ圧力プログラムを決定し、該有効なセ
    カンダリ圧力プログラムに対して前記有効なカラム寸法
    によって関数は実質的にプライマリ温度プログラムに対
    するプライマリ保持インジケータを生成し、 較正からセカンダリ圧力プログラムに相応する圧力プロ
    グラム設定を確認し、 さらに前記ターゲットクロマトグラフィックシステムを
    アプリケーションサンプル、前記圧力プログラム設定及
    び選択された温度プログラムによって動作し、この結果
    少なくとも１つの相応のテスト保持インジケータを生成
    し、これによって各テスト保持インジケータは仮想クロ
    マトグラフィックシステムに標準化されることを有す
    る、請求項１４記載の方法。
21. 【請求項２１】 圧力プログラム設定はセカンダリ圧力
    プログラムである、請求項２０記載の方法。
22. 【請求項２２】 プライマリ圧力プログラムは一定プラ
    イマリ圧力であり、セカンダリ圧力プログラムは一定セ
    カンダリ圧力であり、 確認ステップは、ターゲットシステムの圧力設定に対し
    て有効圧力を較正するための較正点として一定圧力を利
    用し、動作圧力プログラムを選択し、さらに該動作圧力
    プログラムに相応する圧力プログラム設定を確認するこ
    とを含む、請求項２０記載の方法。
23. 【請求項２３】 有効カラム寸法を確立するステップ
    は、ターゲットクロマトグラフィックシステムを前記有
    効カラム寸法によって特徴づけ、該有効カラム寸法に対
    して関数は実質的にプライマリ圧力プログラム及び選択
    された値のセットに対するセカンダリ保持インジケータ
    を生成することを含む、請求項２０記載の方法。
24. 【請求項２４】 カラムは有効な相厚を有する固定相を
    有し、カラム寸法は前記相厚、カラム長及びカラム半径
    を含む、請求項２３記載の方法。
25. 【請求項２５】 特徴付けステップは、少なくとも１つ
    の特定のカラム寸法のために、さらに以下のステップを
    有する、すなわち、 特定カラム寸法の潜在的な値の範囲を定義する初期デー
    タベースを提供するステップと、 セカンダリ温度プログラム、熱力学的定数及びプライマ
    リ圧力プログラムを有する前記潜在的な値に対する関数
    によって理論的保持インジケータを計算するステップ
    と、 該理論的保持インジケータと前記セカンダリ温度プログ
    ラムに対するセカンダリ保持インジケータとの間の差を
    計算するステップと、 これらの差の最小値を探索し、この結果該最小値は前記
    特定カラム寸法に対する有効な値を確立するステップと
    を有する、請求項２４記載の方法。
26. 【請求項２６】 探索ステップは適応ノンパラメトリッ
    ク探索を有する、請求項２５記載の方法。
27. 【請求項２７】 探索ステップは、さらにノンパラメト
    リック探索を続行し、該ノンパラメトリック探索のため
    の小さいデータベースを選択する粗い探索ステップを有
    する、請求項２６記載の方法。
28. 【請求項２８】 決定ステップは、さらに以下のステッ
    プを有する、すなわち、 少なくとも１つのセカンダリ圧力プログラムパラメータ
    の潜在的な値の範囲を定義する初期データベースを提供
    するステップと、 セカンダリ温度プログラム、熱力学的定数及び特定カラ
    ム寸法に対する有効な値を含むカラム寸法を有する前記
    潜在的な値に対する関数によって理論的保持インジケー
    タを計算するステップと、 該理論的保持インジケータとプライマリ保持インジケー
    タとの間の差を計算するステップと、 これらの差の最小値を探索し、この結果該最小値が前記
    セカンダリ圧力プログラムパラメータに対する有効値を
    確立するステップとを有する、請求項２０記載の方法。
29. 【請求項２９】 探索ステップは適応ノンパラメトリッ
    ク探索を有する、請求項２８記載の方法。
30. 【請求項３０】 探索ステップは、さらにノンパラメト
    リック探索を続行し、潜在的に等高線プロットにおける
    １つより多くの最小値から選択する粗い探索ステップを
    有する、請求項２９記載の方法。
31. 【請求項３１】 プライマリクロマトグラフィックシス
    テムのカラム温度に対して相対的にターゲットクロマト
    グラフィックシステムのカラム温度を決定するために、
    請求項２０記載の方法はさらに以下のステップを有す
    る、すなわち、 温度依存性保持時間を有する較正化合物を含む温度標
    準、及び相応する保持インジケータと保持時間との間の
    同族体関係を有する複数の同族体標準を提供するステッ
    プと、 前記プライマリクロマトグラフィックシステムを前記温
    度標準、選択されたプライマリ圧力プログラム及び複数
    の選択された較正温度によって動作し、この結果各較正
    温度に対する保持時間のプライマリセットを生成し、該
    各プライマリセットは前記同族体標準に対する同族体保
    持時間及び前記較正化合物に対する化合物保持時間を含
    むステップと、 第１に同族体関係と各較正温度に対する前記保持時間の
    プライマリセットとを利用して、前記較正化合物に対す
    る保持インジケータをプライマリシステムに対するカラ
    ム温度に関係づける温度関係に対する較正定数を決定す
    るステップと、 前記ターゲットクロマトグラフィックシステムを前記温
    度標準及び測定されたカラム温度によって動作し、この
    結果保持時間のテストセットを生成し、該テストセット
    は前記同族体標準に対するテスト保持時間及び前記較正
    化合物に対するテスト保持時間を含むステップと、 第２に前記同族体関係及び前記保持時間のテストセット
    を利用して、前記較正化合物に対するセカンダリ保持イ
    ンジケータを決定するステップと、 前記温度関係を前記較正定数及びセカンダリ保持インジ
    ケータに適用して測定された温度に対応する較正された
    温度を決定するステップとを有する、請求項２０記載の
    方法。
32. 【請求項３２】 保持インジケータは実質的には温度以
    外のシステムパラメータ及び動作パラメータとは無関係
    である形式を有し、同族体標準は各々このような形式の
    所定の保持インジケータを有する、請求項３１記載の方
    法。
33. 【請求項３３】 保持インジケータは保持指標である、
    請求項３２記載の方法。
34. 【請求項３４】 第１の利用ステップは、さらにプライ
    マリセットから標準保持時間を利用して同族体関係に対
    するプライマリ同族体パラメータを決定するステップ
    と、同族体関係、化合物保持時間及び各較正温度に対す
    るプライマリ同族体パラメータから較正化合物に対する
    プライマリ保持インジケータを計算するステップと、こ
    れにより較正化合物に対する保持インジケータをプライ
    マリシステムに対するカラム温度に関係づけるステップ
    とを有し、 第２の利用ステップは、さらにテストセットからテスト
    保持時間を利用して同族体関係に対する同族体パラメー
    タを再決定するステップと、前記同族体関係、再決定さ
    れた同族体パラメータ及び測定された保持時間からセカ
    ンダリ保持インジケータを計算するステップとを有す
    る、請求項３１記載の方法。
35. 【請求項３５】 ターゲットクロマトグラフィックシス
    テムを確認するために、請求項３４記載の方法はさらに
    以下のステップを有する、すなわち、 選択された確認成分を含む確認サンプルを提供するステ
    ップと、 前記確認サンプル、選択されたプライマリ圧力プログラ
    ム及びプライマリ確認温度によってプライマリクロマト
    グラフィックシステムを動作し、この結果相応のプライ
    マリ確認保持時間を生成するステップと、 同族体関係、前記プライマリ確認温度に相応するプライ
    マリ同族体パラメータ及びプライマリ保持時間を利用し
    て仮の保持インジケータを生成するステップと、 前記ターゲットクロマトグラフィックシステムを前記確
    認サンプル、実質的にプライマリ圧力プログラム及び測
    定されたカラム温度によって動作し、この結果相応のセ
    カンダリ確認保持時間を生成するステップと、 前記同族体関係、前記測定されたカラム温度に相応する
    再決定された同族体パラメータ及び前記セカンダリ確認
    保持時間を利用してセカンダリ確認保持インジケータを
    生成するステップと、 前記仮の保持インジケータを温度関係及び相応のプライ
    マリ同族体パラメータによってセカンダリ確認温度に相
    応する較正された温度に調整し、この結果プライマリ確
    認保持インジケータを生成するステップと、 相応のプライマリ確認保持インジケータとセカンダリ確
    認保持インジケータとの間の差を計算するステップと、 該差は前記ターゲットクロマトグラフィックシステムが
    確かに妥当であるかどうかに対応する所定の制限よりも
    小さいかどうかを決定するステップとを有する、請求項
    ３４記載の方法。
36. 【請求項３６】 保持インジケータは実質的は温度以外
    のシステムパラメータ及び動作パラメータには無関係な
    形式を有し、同族体標準は各々このような形式の所定の
    保持インジケータを有する、請求項３５記載の方法。
37. 【請求項３７】 保持インジケータは保持指標である、
    請求項３６記載の方法。
38. 【請求項３８】 プライマリクロマトグラフィックシス
    テムのカラム温度に対して相対的にターゲットクロマト
    グラフィックシステムのカラム温度を較正する方法であ
    って、 各システムは、ガスクロマトグラフィックカラムを有
    し、前記カラムにガスキャリアを通過させるためのキャ
    リア手段を有し、前記キャリアの中にサンプルのパルス
    を噴射し前記サンプルの成分に固有の保持時間に従って
    前記カラムに混合物を通過させるための噴射手段を有
    し、保持時間を表す信号を発生するために前記混合物を
    受け取る検出器手段を有し、前記信号を受信し相応の保
    持時間を処理するための処理手段を有し、 前記方法は以下のステップを有する、すなわち、 温度依存性保持時間を有する較正化合物を含む温度標
    準、及び相応の保持インジケータと保持時間との間の同
    族体関係を有する複数の同族体標準を提供するステップ
    と、 前記プライマリクロマトグラフィックシステムを前記温
    度標準、選択されたプライマリ圧力プログラム及びカラ
    ムに対する複数の選択された較正温度によって動作し、
    この結果各較正温度に対する保持時間のプライマリセッ
    トを生成し、該各プライマリセットは同族体標準に対す
    る同族体保持時間と較正化合物に対する化合物保持時間
    とを有するステップと、 第１に同族体関係と各較正温度に対する前記保持時間の
    プライマリセットとを利用して、温度関係に対する較正
    定数を決定し、該温度関係は前記較正化合物に対する保
    持インジケータをプライマリシステムに対するカラム温
    度に関係づけるステップと、 前記ターゲットクロマトグラフィックシステムを温度標
    準及び測定されたカラム温度によって動作し、この結果
    保持時間のテストセットを生成し、該テストセットは同
    族体標準に対するテスト保持時間及び較正化合物に対す
    るテスト保持時間を有するステップと、 第２に前記同族体関係と前記保持時間のテストセットを
    利用して、較正化合物に対するセカンダリ保持インジケ
    ータを決定するステップと、 前記温度関係を較正定数及び前記セカンダリ保持インジ
    ケータに適用して、測定された温度に対応する較正され
    た温度を決定するステップとを有する、プライマリクロ
    マトグラフィックシステムのカラム温度に対して相対的
    にターゲットクロマトグラフィックシステムのカラム温
    度を較正する方法。
39. 【請求項３９】 保持インジケータは実質的には温度以
    外のシステムパラメータ及び動作パラメータには無関係
    の形式を有し、同族体標準は各々このような形式の所定
    の保持インジケータを有する、請求項３８記載の方法。
40. 【請求項４０】 保持インジケータは保持指標である、
    請求項３９記載の方法。
41. 【請求項４１】 第１の利用ステップは、さらにプライ
    マリセットから標準保持時間を利用して同族体関係に対
    するプライマリ同族体パラメータを決定するステップ
    と、前記同族体関係、化合物保持時間及び各較正温度に
    対するプライマリ同族体パラメータから較正化合物に対
    するプライマリ保持インジケータを計算するステップ
    と、これにより較正化合物に対する保持インジケータを
    プライマリシステムに対するカラム温度に関係づけるス
    テップとを有し、 第２の利用ステップは、さらにテストセットからテスト
    保持時間を利用して前記同族体関係に対する同族体パラ
    メータを再決定するステップと、前記同族体関係、再決
    定された同族体パラメータ及び測定された保持時間から
    セカンダリ保持インジケータを計算するステップとを有
    する、請求項３８記載の方法。
42. 【請求項４２】 ターゲットクロマトグラフィックシス
    テムを確認するために、請求項４１記載の方法はさらに
    以下のステップを有する、すなわち、 選択された確認成分を含む確認サンプルを提供するステ
    ップと、 前記確認サンプル、選択されたプライマリ圧力プログラ
    ム及びプライマリ確認温度によってプライマリクロマト
    グラフィックシステムを動作し、この結果相応のプライ
    マリ確認保持時間を生成するステップと、 同族体関係、前記プライマリ確認温度に相応するプライ
    マリ同族体パラメータ及びプライマリ保持時間を利用し
    て仮の保持インジケータを生成するステップと、 前記ターゲットクロマトグラフィックシステムを前記確
    認サンプル、実質的にプライマリ圧力プログラム及び測
    定されたカラム温度によって動作し、この結果相応のセ
    カンダリ確認保持時間を生成するステップと、 前記同族体関係、前記測定されたカラム温度に相応する
    再決定された同族体パラメータ及び前記セカンダリ確認
    保持時間を利用してセカンダリ確認保持インジケータを
    生成するステップと、 前記仮の保持インジケータを温度関係及び相応のプライ
    マリ同族体パラメータによってセカンダリ確認温度に相
    応する較正された温度に調整し、この結果プライマリ確
    認保持インジケータを生成するステップと、 相応のプライマリ確認保持インジケータと前記セカンダ
    リ確認保持インジケータとの間の差を計算するステップ
    と、 該差は前記ターゲットクロマトグラフィックシステムが
    確かに妥当であるかどうかに対応する所定の制限よりも
    小さいかどうかを決定するステップとを有する、請求項
    ４１記載の方法。
43. 【請求項４３】 保持インジケータは実質的には温度以
    外のシステムパラメータ及び動作パラメータには無関係
    な形式を有し、同族体標準は各々このような形式の所定
    の保持インジケータを有する、請求項４２記載の方法。
44. 【請求項４４】 同族体標準はｎ-アルカンであり、保
    持インジケータは保持指標である、請求項４３記載の方
    法。
45. 【請求項４５】 プライマリクロマトグラフィックシス
    テムを利用してターゲットクロマトグラフィックシステ
    ムを確認する方法であって、 各システムはガスクロマトグラフィックカラムを有し、
    前記カラムにガスキャリアを通過させるためのキャリア
    手段を有し、前記キャリアの中にサンプルのパルスを噴
    射し前記サンプルの成分に固有の保持時間に従って前記
    カラムに混合物を通過させるための噴射手段を有し、保
    持時間を表す信号を発生するために前記混合物を受け取
    る検出器手段を有し、前記信号を受信し保持時間を処理
    するための処理手段を有し、前記ターゲットクロマトグ
    ラフィックシステムはそのカラム温度と前記プライマリ
    クロマトグラフィックシステムのカラム温度との間の較
    正された温度関係を有し、 前記方法は以下のステップを有する、すなわち、 選択された確認成分を含む確認標準及び相応の保持イン
    ジケータと保持時間との間の同族体関係を有する複数の
    同族体標準を提供するステップと、 前記プライマリクロマトグラフィックシステムを前記確
    認標準、選択されたプライマリ圧力プログラム及びカラ
    ムに対するプライマリ確認温度によって動作し、この結
    果前記確認成分に対するプライマリ確認保持時間及び前
    記同族体標準に対する同族体保持時間を生成するステッ
    プと、 前記ターゲットクロマトグラフィックシステムを前記確
    認標準、実質的にプライマリ圧力プログラム及び測定さ
    れたカラム温度によって動作し、この結果前記確認成分
    に対するセカンダリ確認保持時間及び前記同族体標準に
    対するテスト保持時間を生成するステップと、 前記同族体保持時間を利用して同族体関係に対するプラ
    イマリ同族体パラメータを決定し、前記テスト保持時間
    を利用して前記同族体関係に対するセカンダリ同族体パ
    ラメータを決定するステップと、 前記同族体関係、前記プライマリ同族体パラメータ及び
    前記プライマリ確認保持時間を利用して、仮の保持イン
    ジケータを生成するステップと、 前記同族体関係、前記セカンダリ同族体パラメータ及び
    前記セカンダリ確認保持時間を利用してセカンダリ確認
    保持インジケータを生成するステップと、 前記仮の保持インジケータを温度関係によってセカンダ
    リ確認温度に対応する較正された温度に調整し、この結
    果プライマリ確認保持インジケータを生成するステップ
    と、 相応のプライマリ確認保持インジケータと前記セカンダ
    リ確認保持インジケータとの間の差を計算するステップ
    と、 該差は前記ターゲットクロマトグラフィックシステムが
    確かに妥当であるかどうかに対応する所定の制限よりも
    小さいかどうかを決定するステップとを有する、プライ
    マリクロマトグラフィックシステムを利用してターゲッ
    トクロマトグラフィックシステムを確認する方法。
46. 【請求項４６】 保持インジケータは実質的には温度以
    外のシステムパラメータ及び動作パラメータには無関係
    な形式を有し、同族体標準は各々このような形式の所定
    の保持インジケータを有する、請求項４５記載の方法。
47. 【請求項４７】 同族体標準はｎ-アルカンであり、保
    持インジケータは保持指標である、請求項４６記載の方
    法。
48. 【請求項４８】 クロマトグラフィックシステムの１つ
    又は複数の特定のパラメータの値を決定する方法であっ
    て、 前記システムは、カラムに流体キャリアを通過させるた
    めのキャリア手段を有し、前記キャリアの中にサンプル
    のパルスを噴射して前記サンプルの成分に固有の保持時
    間に従って前記カラムに混合物を通過させるための噴射
    手段を有し、保持時間を表す信号を発生するために前記
    混合物を受け取る検出器手段を有し、前記信号を受信し
    相応の保持インジケータを表すための処理手段を有し、 前記システムは数学的関数によって保持時間に関係づけ
    られるシステムパラメータ及び動作パラメータを有し、
    前記数学的関数は前記システムパラメータ及び動作パラ
    メータを含む関数パラメータを有し、該関数パラメータ
    は前記特定のパラメータを除いて所定の又は仮定の値を
    有し、 前記方法は以下のステップを有する、すなわち、 前記システムを動作して、この結果保持インジケータを
    生成するステップと、 前記特定のパラメータの潜在的な値の範囲を定義する初
    期データベースを提供するステップと、 前記潜在的な値及び所定の又は仮定の値に対する前記関
    数によって理論的保持インジケータを計算するステップ
    と、 該理論的保持インジケータとセカンダリ保持インジケー
    タとの間の差を計算するステップと、 これらの差の最小値を探索し、この結果該最小値が各特
    定のパラメータの有効な値を確立するステップとを有す
    る、クロマトグラフィックシステムの１つ又は複数の特
    定のパラメータの値を決定する方法。
49. 【請求項４９】 探索ステップは適応ノンパラメトリッ
    ク探索を有する、請求項４８記載の方法。
50. 【請求項５０】 探索ステップは、さらにノンパラメト
    リック探索を続行し、該ノンパラメトリック探索のため
    の小さいデータベースを選択する粗い探索ステップを有
    する、請求項４９記載の方法。
51. 【請求項５１】 システムはガスキャリアを有するガス
    クロマトグラフィックシステムである、請求項４８記載
    の方法。
52. 【請求項５２】 動作パラメータはカラムのインレット
    圧力のプログラムパラメータを含み、システムパラメー
    タはカラム寸法を含み、特定のパラメータは１つ又は複
    数のプログラムパラメータ及びカラム寸法から成る、請
    求項５１記載の方法。