特許 6237510 クロマトグラフ用データ処理装置及びデータ処理方法並びにクロマトグラフ分析システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6237510

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】クロマトグラフ用データ処理装置及びデータ処理方法並びにクロマトグラフ分析システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 30/86 20060101AFI20171120BHJP

【ＦＩ】

   G01N30/86 J

   G01N30/86 G

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-143109(P2014-143109)

(22)【出願日】2014年7月11日

(65)【公開番号】特開2016-17941(P2016-17941A)

(43)【公開日】2016年2月1日

【審査請求日】2016年10月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001069

【氏名又は名称】特許業務法人京都国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中島 みのり

(72)【発明者】

【氏名】尾坂 裕輔

【審査官】 高田 亜希

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０８７７７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１０９１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９２６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１２９９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１７２７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３５５３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０６１４６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−３２７８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２８０７６４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３０／７２−３０／８６

Ｇ０１Ｎ ２７／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

目的成分を含む試料について実行された３次元クロマトグラフにより得られた時間、分析パラメータ及び信号強度の３次元データを処理するクロマトグラフ用データ処理装置において、
a) 前記３次元データに基づき、目的成分のピークのピークトップを通過するスペクトルにおいて、該ピークトップの分析パラメータP1と、該ピークに属する、前記分析パラメータP1とは別の分析パラメータP2を設定する設定手段と、
b) 前記ピークに属する各時間のスペクトルにおいて、前記分析パラメータP2における信号強度に対する、前記分析パラメータP1における信号強度の比を算出する算出手段と、
c) 前記算出手段により算出された各時間の信号強度比から補正値を設定する補正値設定手段と、
d) 前記補正値と、前記分析パラメータP2におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度とに基づき、前記ピークトップの分析パラメータP1におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度の推定値を求め、該推定値に乗じたとき、その値が、前記３次元クロマトグラフの所定の下限強度値から上限強度値までの範囲内となるような濃度調整係数を決定する係数決定手段と
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。

【請求項2】

目的成分を含む試料について実行された３次元クロマトグラフにより得られた時間、分析パラメータ及び信号強度の３次元データを処理するクロマトグラフ用データ処理装置において、
a) 前記３次元データに基づき、目的成分のピークのピークトップを通過するスペクトルにおいて、該ピークトップの分析パラメータP1と、該ピークに属する、前記分析パラメータP1とは別の分析パラメータP2を設定する設定手段と、
b) 前記ピークに属する各時間のスペクトルにおいて、前記分析パラメータP2における信号強度に対する、前記分析パラメータP1における信号強度の比を算出する算出手段と、
c) 前記信号強度比と該信号強度比を求めたスペクトルの時間との関係を図に示す図示手段と、
d) 前記図に示される信号強度比のうち１つの値を補正値としてユーザに選択させる補正値選択手段と、
e) 前記補正値と、前記分析パラメータP2におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度とに基づき、前記ピークトップの分析パラメータP1におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度の推定値を求め、該推定値に乗じたとき、その値が、前記３次元クロマトグラフの所定の下限強度値から上限強度値までの範囲内となるような濃度調整係数を決定する係数決定手段と
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。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のクロマトグラフ用データ処理装置において、
前記目的成分のピークのピークトップ強度が所定の上限値を超えているか否かを判定する判定手段をさらに備え、
前記設定手段が、前記ピークトップ強度が前記上限値を超えている場合に、該ピークトップの分析パラメータP1と、強度が所定の上限強度値以下で且つ所定の下限強度値以上である分析パラメータを分析パラメータP2として設定することを特徴とするクロマトグラフ用データ処理装置。

【請求項4】

目的成分を含む試料について実行された３次元クロマトグラフにより得られた時間、分析パラメータ及び信号強度の３次元データを処理するクロマトグラフ用データ処理方法において、
a) 前記３次元データに基づき、目的成分のピークのピークトップを通過するスペクトルにおいて、該ピークトップの分析パラメータP1と、該ピークに属する、前記分析パラメータP1とは別の分析パラメータP2を設定し、
b) 前記ピークに属する各時間のスペクトルにおいて、前記分析パラメータP2における信号強度に対する、前記分析パラメータP1における信号強度の比を算出し、
c) 前記算出された各時間の信号強度比から補正値を設定し、
d) 前記補正値と、前記分析パラメータP2におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度とに基づき、前記分析パラメータP1におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度の推定値を求め、
e) 該推定値に乗じた値が、前記３次元クロマトグラフの所定の下限強度値から上限強度値までの範囲内となるような濃度調整係数を決定する
ことを特徴とするクロマトグラフ用データ処理方法。

【請求項5】

目的成分を含む試料について実行された３次元クロマトグラフにより得られた時間、分析パラメータ及び信号強度の３次元データを処理するクロマトグラフ用データ処理方法において、
a) 前記３次元データに基づき、目的成分のピークのピークトップを通過するスペクトルにおいて、該ピークトップの分析パラメータP1と、該ピークに属する、前記分析パラメータP1とは別の分析パラメータP2を設定し、
b) 前記ピークに属する各時間のスペクトルにおいて、前記分析パラメータP2における信号強度に対する、前記分析パラメータP1における信号強度の比を算出し、
c) 前記信号強度比と該信号強度比を求めたスペクトルの時間との関係を表示画面に図示させ、
d) 前記表示画面に示される信号強度比のうち１つの値を補正値としてユーザに選択させ、
e) 前記補正値と、前記分析パラメータP2におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度とに基づき、前記分析パラメータP1におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度の推定値を求め、
f) 該推定値に乗じた値が、前記３次元クロマトグラフの所定の下限強度値から上限強度値までの範囲内となるような濃度調整係数を決定する
ことを特徴とするクロマトグラフ用データ処理方法。

【請求項6】

請求項４又は５に記載のクロマトグラフ用データ処理方法において、
前記目的成分のピークのピークトップ強度が所定の上限強度値を超えているか否かを判定し、
前記ピークトップ強度が前記上限強度値を超えている場合に、該ピークトップの分析パラメータP1と、信号強度が所定の上限強度値以下で且つ所定の下限強度値以上である分析パラメータを分析パラメータP2として設定することを特徴とするクロマトグラフ用データ処理方法。

【請求項7】

試料をカラムに導入する試料導入装置を備えたクロマトグラフ装置と、該クロマトグラフ装置により実行された３次元クロマトグラフにより得られた時間、分析パラメータ及び信号強度の３次元データを処理するクロマトグラフ用データ処理装置とを備えるクロマトグラフ分析システムにおいて、
前記クロマトグラフ用データ処理装置が、
a) 前記３次元データに基づき、目的成分のピークのピークトップを通過するスペクトルにおいて、該ピークトップの分析パラメータP1と、該ピークに属する、前記分析パラメータP1とは別の分析パラメータP2を設定する設定手段と、
b) 前記ピークに属する各時間のスペクトルにおいて、前記分析パラメータP2における信号強度に対する、前記分析パラメータP1における信号強度の比を算出する算出手段と、
c) 前記算出手段により算出された各時間の信号強度比から補正値を設定する補正値設定手段と、
d) 前記補正値と、前記分析パラメータP2におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度とに基づき、前記ピークトップの分析パラメータP1におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度の推定値を求め、該推定値に乗じたとき、その値が、前記３次元クロマトグラフの所定の下限強度値から上限強度値までの範囲内となるような濃度調整係数を決定する係数決定手段と、
e) 前記濃度調整係数を出力する出力手段とを備え、
前記液体クロマトグラフ分析装置が、
f) 前記クロマトグラフ用データ処理装置から出力された濃度調整係数に基づき前記試料を前処理する前処理部と、前処理を行った試料について３次元クロマトグラフを実行するクロマトグラフ分析実行部とを備えることを特徴とするクロマトグラフ分析システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体クロマトグラフ、ガスクロマトグラフなどのクロマトグラフ装置用のデータ処理装置及びデータ処理方法並びにクロマトグラフ分析システムに関する。

【背景技術】

【0002】

クロマトグラフ装置では、試料を分析することによって横軸に時間、縦軸に信号強度（出力電圧など）をとったクロマトグラムを表すデータ（以下、クロマトグラムデータという）を取得する。クロマトグラフ用データ処理装置では、このようなクロマトグラムに出現しているピークを検出し、予め設定された同定テーブルを参照してピーク位置（保持時間）からそのピークに対応する物質を同定し、さらにピークの高さや面積からその物質の濃度や量を算出する。

【0003】

こうしたデータ処理装置では、一般に、Ａ／Ｄ変換器を含む信号処理回路のハードウエア上での制約から処理可能な信号の大きさに限界があり、限界以上又は限界以下の大きさの信号が入力されても正確な演算処理を実行することができない。

【0004】

また、こうした信号処理上での限界とは別に、クロマトグラフ装置の検出器はその信号のレベルによって検出結果の信頼度が相違する。例えば液体クロマトグラフの検出器として使用される紫外可視分光光度計、フォトダイオードアレイ検出器などでは、一般に、図１０に示すように試料中の成分濃度が高くなるに従い非直線性が顕著になり定量精度が悪化する。したがって、試料の目的成分の濃度が所定の範囲（ダイナミックレンジ）内となるようにして分析を行うことが望ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開2006-292641号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

試料に含まれる目的成分の濃度範囲が予め分かっている場合は、検出強度がダイナミックレンジに収まるようにするために、試料を適宜の倍率で希釈したり濃縮したりしたといった前処理を施した上で分析が行われる（特許文献１参照）。しかし、濃度範囲が全く分からない場合は、試料の希釈率や濃縮率の設定は分析者の経験や勘に頼らざるを得ない。そのため、経験の浅い未熟者の場合、希釈率や濃縮率を変更しつつ、繰り返し測定を行うか、或いは、希釈率や濃縮率の異なる複数の試料を用意し、複数回の分析を行って目的成分の濃度を求める必要があった。

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、分析者の経験や勘に頼ることなく試料中の目的成分濃度を適切な値に調整してクロマトグラフ分析を実行することができるクロマトグラフ用データ処理装置及びデータ処理方法並びにクロマトグラフ分析システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るクロマトグラフ用データ処理装置は、
目的成分を含む試料について実行された３次元クロマトグラフにより得られた時間、分析パラメータ及び信号強度の３次元データを処理するデータ処理装置であって、
a) 前記３次元データに基づき、目的成分のピークのピークトップを通過するスペクトルにおいて、該ピークトップの分析パラメータP1と、該ピークに属する、前記分析パラメータP1とは別の分析パラメータP2を設定する設定手段と、
b) 前記ピークに属する各時間のスペクトルにおいて、前記分析パラメータP2における信号強度に対する、前記分析パラメータP1における信号強度の比を算出する算出手段と、
c) 前記算出手段により算出された各時間の信号強度比から補正値を設定する補正値設定手段と、
d) 前記補正値と、前記分析パラメータP2におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度とに基づき、前記ピークトップの分析パラメータP1におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度の推定値を求め、該推定値に乗じたとき、その値が、前記３次元クロマトグラフの所定の下限強度値から上限強度値までの範囲内となるような濃度調整係数を決定する係数決定手段と
を備えることを特徴とする。
ここで、「分析パラメータ」とは、波長やm/z（質量電荷比）等を意味する。
また、所定の下限強度値か上限強度値までの範囲とは、信号処理上の限界、及び３次元クロマトグラフ分析に用いる検出器の定量精度上の限界から決まる、いわゆるダイナミックレンジを指す。

【0009】

本発明の別の態様に係るクロマトグラフ用データ処理装置は、
目的成分を含む試料について実行された３次元クロマトグラフにより得られた時間、分析パラメータ及び信号強度の３次元データを処理するデータ処理装置であって、
a) 前記３次元データに基づき、目的成分のピークのピークトップを通過するスペクトルにおいて、該ピークトップの分析パラメータP1と、該ピークに属する、前記分析パラメータP1とは別の分析パラメータP2を設定する設定手段と、
b) 前記ピークに属する各時間のスペクトルにおいて、前記分析パラメータP2における信号強度に対する、前記分析パラメータP1における信号強度の比を算出する算出手段と、
c) 前記信号強度比と該信号強度比を求めたスペクトルの時間との関係を図に示す図示手段と、
d) 前記図に示される信号強度比のうち１つの値を補正値としてユーザに選択させる補正値選択手段と、
e) 前記補正値と、前記分析パラメータP2におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度とに基づき、前記ピークトップの分析パラメータP1におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度の推定値を求め、該推定値に乗じたとき、その値が、前記３次元クロマトグラフの所定の下限強度値から上限強度値までの範囲内となるような濃度調整係数を決定する係数決定手段と
を備えることを特徴とする。

【0010】

本発明に係るクロマトグラフ用データ処理方法は、
目的成分を含む試料について実行された３次元クロマトグラフにより得られた時間、分析パラメータ及び信号強度の３次元データを処理する方法であって、
a) 前記３次元データに基づき、目的成分のピークのピークトップを通過するスペクトルにおいて、該ピークトップの分析パラメータP1と、該ピークに属する、前記分析パラメータP1とは別の分析パラメータP2を設定し、
b) 前記ピークに属する各時間のスペクトルにおいて、前記分析パラメータP2における信号強度に対する、前記分析パラメータP1における信号強度の比を算出し、
c) 前記算出された各時間の信号強度比から補正値を設定し、
d) 前記補正値と、前記分析パラメータP2におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度とに基づき、前記分析パラメータP1におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度の推定値を求め、
e) 該推定値に乗じた値が、前記３次元クロマトグラフの所定の下限強度値から上限強度値までの範囲内となるような濃度調整係数を決定する
ことを特徴とする。

【0011】

また、本発明の別の態様に係るクロマトグラフ用データ処理方法は、
目的成分を含む試料について実行された３次元クロマトグラフにより得られた時間、分析パラメータ及び信号強度の３次元データを処理する方法であって、
a) 前記３次元データに基づき、目的成分のピークのピークトップを通過するスペクトルにおいて、該ピークトップの分析パラメータP1と、該ピークに属する、前記分析パラメータP1とは別の分析パラメータP2を設定し、
b) 前記ピークに属する各時間のスペクトルにおいて、前記分析パラメータP2における信号強度に対する、前記分析パラメータP1における信号強度の比を算出し、
c) 前記信号強度比と該信号強度比を求めたスペクトルの時間との関係を表示画面に図示させ、
d) 前記表示画面に示される信号強度比のうち１つの値を補正値としてユーザに選択させ、
e) 前記補正値と、前記分析パラメータP2におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度とに基づき、前記分析パラメータP1におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度の推定値を求め、
f) 該推定値に乗じた値が、前記３次元クロマトグラフの所定の下限強度値から上限強度値までの範囲内となるような濃度調整係数を決定する
ことを特徴とする。

【0012】

或る成分のスペクトルは、本来、成分固有の形状をしており、その濃度の大小によってその形状が変化するものではない。このスペクトル形状の相似性により、同じピークに属する各分析パラメータのクロマトグラムピークの信号強度は、互いに一定の関係を有することになる。従って、この関係を用いれば、ピークトップの分析パラメータP1のクロマトグラムピーク強度を、同じピークに属する別の分析パラメータP2のクロマトグラムピーク強度から推定することができる。この場合、ピークトップの分析パラメータP1における信号強度や、分析パラメータP2における信号強度がダイナミックレンジから外れている場合等、分析パラメータP1における強度又は分析パラメータP2における強度に誤差が大きく含まれると、その時間のスペクトルの形状は本来のものから崩れたものとなり、その時間で算出される両者の関係も前記一定の関係から外れたものとなる。そこで、予め所定の基準を設けて、誤差が小さい時間領域での関係を用いる。

【0013】

例えば分析パラメータが波長である場合、本発明では、まず、３次元データ上の目的成分のピークのピークトップを通過するスペクトルにおいて、ピークトップ波長λ1と、目的成分のピークに属する、前記波長λ1とは別の波長λ2を設定する。この波長λ2は、その強度がダイナミックレンジの範囲内にある波長とする。なお、目的成分のピークのピークトップ強度がダイナミックレンジの上限値を超えているときのみ、前記波長λ1及び波長λ2を設定し、後述するようにして補正値を算出し、ピークトップ強度が該上限値を超えていない場合には、ピークトップ波長λ1のクロマトグラムピークから、通常の方法にて目的成分の定量値を算出するようにしても良い。

【0014】

次に、目的成分のピークに属する各時間のスペクトルにおいて、ピークトップ波長λ1における強度と波長λ2における強度の比を算出する。そして、所定の選択基準により、波長λ1における強度及び／又は波長λ2における強度の誤差が小さい時間領域での強度比の値を補正値として選択する。そして、補正値と波長λ2のクロマトグラムにおける目的成分のピーク強度を用いることにより、波長λ1のクロマトグラムにおける前記ピーク強度を推定する。続いて、波長λ1のクロマトグラムにおける前記ピーク強度の推定値に乗じたときに、その値がダイナミックレンジ内に収まるような濃度調整係数を求める。この濃度調整係数は、前記３次元クロマトグラムを取得する際に用いた試料中の目的成分の濃度を反映する。つまり、濃度調整係数が１の試料は、試料中の目的成分濃度が適切な範囲にある。このため、該試料について実行された３次元クロマトグラフにより得られた３次元クロマトグラムにおける目的成分のピーク強度はダイナミックレンジ内に収まる。

【0015】

一方、濃度調整係数が１よりも大きい試料は、該試料中の目的成分の濃度がクロマトグラフ分析に適切な濃度を下回っており、濃度調整係数が１よりも小さい試料は、該試料中の目的成分の濃度がクロマトグラフ分析に適切な濃度を超えている。従って、このような場合は、濃度調整係数に対応する倍率で試料を濃縮したり希釈したりする前処理を行う。そうすれば、前処理後の試料について得られる３次元クロマトグラムにおける目的成分のピーク強度はダイナミックレンジから外れることはないの上限値を超えたり下限値を下回ったりすることが無く、目的成分の定量値を正確に求めることができる。

【0016】

この場合、クロマトグラフ用データ処理装置が求めた濃度調整係数に基づき、クロマトグラフ装置が自動的に試料を濃縮／希釈する前処理を実行し、前処理後の試料について３次元クロマトグラフ分析を実行するようにすれば、試料をセットしてから試料中の目的成分の定量値を算出するまでの一連の作業を自動化することができる。

【0017】

すなわち、本発明に係るクロマトグラフ分析システムは、試料をカラムに導入する試料導入装置を備えたクロマトグラフ装置と、該クロマトグラフ装置により実行された３次元クロマトグラフにより得られた時間、分析パラメータ及び信号強度の３次元データを処理するクロマトグラフ用データ処理装置とを備えるシステムであって、
前記クロマトグラフ用データ処理装置が、
a) 前記３次元データに基づき、目的成分のピークのピークトップを通過するスペクトルにおいて、該ピークトップの分析パラメータP1と、該ピークに属する、前記分析パラメータP1とは別の分析パラメータP2を設定する設定手段と、
b) 前記ピークに属する各時間のスペクトルにおいて、前記分析パラメータP2における信号強度に対する、前記分析パラメータP1における信号強度の比を算出する算出手段と、
c) 前記算出手段により算出された各時間の信号強度比から補正値を設定する補正値設定手段と、
d) 前記補正値と、前記分析パラメータP2におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度とに基づき、前記ピークトップの分析パラメータP1におけるクロマトグラムでの前記目的成分のピーク強度の推定値を求め、該推定値に乗じたとき、その値が、前記３次元クロマトグラフの所定の下限強度値から上限強度値までの範囲内となるような濃度調整係数を決定する係数決定手段と、
e) 前記濃度調整係数を出力する出力手段とを備え、
前記液体クロマトグラフ分析装置が、
f) 前記クロマトグラフ用データ処理装置から出力された濃度調整係数に基づき前記試料を前処理する前処理部と、前処理を行った試料について３次元クロマトグラフを実行するクロマトグラフ分析実行部とを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、目的成分を含む試料について３次元クロマトグラフを実行することにより得られる信号強度が、該３次元クロマトグラフのダイナミックレンジから外れている場合に、どの程度外れているかを示す指標となる濃度調整係数を自動的に求めることができるため、分析者の経験や勘に頼ることなく、試料に希釈／濃縮等の適切な前処理を施して、３次元クロマトグラフ分析を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施例であるクロマトグラフ用データ処理装置を含む分析システムの概略構成図。

【図2】本実施例の分析システムを構成するオートサンプラの動作を説明するための流路構成図。

【図3】本実施例のクロマトグラフ用データ処理装置におけるデータ処理の概略フローチャート。

【図4】本実施例のクロマトグラフ用データ処理装置が取得する３次元データを示す等高線図。

【図5】前記３次元データから得られる、時間T1に沿ったスペクトル。

【図6】前記３次元データから得られる、補正用波長λ2に沿ったクロマトグラム。

【図7】強度比を算出するときの処理概念を示す時間−波長−強度の３次元グラフ。

【図8】目的ピークに属する、或る時間tにおけるスペクトル。

【図9】時間と強度比の関係を示すグラフ、及び、ピークトップ波長λ1と補正用波長λ2におけるクロマトグラム。

【図10】検出器におけるダイナミックレンジの説明図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の一実施例として、液体クロマトグラフ装置及びそのデータ処理装置から成るクロマトグラフ分析システムを例に挙げて説明する。

【0021】

図１（ａ）は、本実施例に係るクロマトグラフ用データ処理装置を含む分析システムの概略構成図である。この分析システムは、移動相容器１から移動相を吸引して一定流量で送給する送液ポンプ２、ラックに用意された多数の液体試料から所定の順序で試料を選択して採取し、必要に応じて希釈、濃縮等の前処理を実行した後に、前記送液ポンプ２により送給されてきた移動相中に注入するオートサンプラ３、移動相に乗った液体試料が送り込まれるカラム５を内部に有し該カラム５を温度制御するカラムオーブン４、各成分の所定の波長範囲のスペクトルを検出するフォトダイオードアレイ検出器（ＰＤＡ）６、ＰＤＡ６から出力されるデータを処理するデータ処理装置７、を備えている。送液ポンプ２、オートサンプラ３、カラムオーブン４、ＰＤＡ６は分析操作部８による指示に基づいて分析制御部９により制御される。送液ポンプ２、オートサンプラ３、カラムオーブン４、カラム５、ＰＤＡ６、分析操作部８及び分析制御部９等から、本発明の液体クロマトグラフ装置が構成される。

【0022】

データ処理装置７の実体はＣＰＵ（中央演算装置）やメモリ、ハードディスクやＳＳＤなどの記憶装置等から構成される一般的なコンピュータである。このコンピュータには専用のデータ処理ソフトウエアがインストールされており、このソフトウエアを実行することにより、図１（ｂ）に示した強度判定部７１、波長設定部７２、強度比算出部７３、図示部７４、補正値選択部７５、成分定量部７６、係数決定部７７などの機能が実現される。さらに、データ処理装置７には、キーボードやマウス等のポインティングデバイスである操作部７９、及び表示部８０が接続されている。

【0023】

図２はオートサンプラ３の構成の一例、及び動作を説明するための流路構成図である。図２において、インジェクションバルブ（高圧バルブ）３０は６つのポート３０ａ〜３０ｆを有する回転式の６ポート２ポジション流路切換バルブであって、切換え操作により、隣接する２つのポートが選択的に接続される。即ち、図２（ａ）中の実線又は点線の２つの接続の組み合わせが切換え可能とされる。一方、低圧バルブ３１は７つのポート３１ａ〜３１ｇを有する回転式の７ポート６ポジションバルブであり、計量ポンプ３２が接続された共通ポート３１ｇは他の６つのポート３１ａ〜３１ｆのいずれか１つに連結され、それに連動してポート３１ａ〜３１ｆの中の隣接する所定の２つのポートが連結される。例えば図２（ａ）中に実線で示すように共通ポート３１ｇとポート３１ｂとが連結されるときにはポート３１ａと３１ｆとが連結される。

【0024】

インジェクションバルブ３０のポート３０ｂにはカラム５へ至るカラム流路が、ポート３０ｃには送液ポンプ２により移動相が供給される移動相流路が接続される。また、ポート３０ｄにはサンプルループ３４に接続され、さらにニードル３６、インジェクションポート３５を介してポート３０ａに接続される。ポート３０ｅ及びポート３０ｆは、それぞれ低圧バルブ３１のポート３１ｂ及びポート３１ｃに接続される。その低圧バルブ３１のポート３１ａには洗浄ポート３３が接続され、ポート３１ｅは計量ポンプ３２に接続され、さらにポート３１ｄには洗浄液が供給される。試料ラック３８には、液体試料や希釈液等が貯留されたバイアル瓶３９が多数収容されている。ニードル３６は、移動機構３７により水平方向及び垂直方向にそれぞれ移動可能となっており、バイアル瓶３９上及び洗浄ポート３３上に移動すると共にそれぞれの液中に挿入可能である。

【0025】

このオートサンプラ３における試料導入時の基本的な動作シーケンスを説明する。試料採取時には、インジェクションバルブ３０及び低圧バルブ３１は図２（ａ）中の実線で示す接続状態に切り替えられ、ニードル３６はバイアル瓶３９上に移動されてその液体試料中に挿入される（符号３６’の位置）。その状態で、計量ポンプ３２のプランジャが引かれると、計量ポンプ３２からニードル３６に至る流路中に満たされている移動相（又は同じ成分である洗浄液）を介してバイアル瓶３９から液体試料が吸引され、その液体試料はサンプルループ３４中に保持される。液体試料の採取量は計量ポンプ３２の吸引量に等しい。

【0026】

試料採取後、ニードル３６はインジェクションポート３５上の位置に戻されてインジェクションポート３５に接続される。また、インジェクションバルブ３０は図２（ａ）中の点線で示す接続状態に切り換えられる。すると、送液ポンプ２から送給された移動相が、サンプルループ３４、ニードル３６、インジェクションポート３５を通ってカラム５へ送られる。この際、移動相と共に、先にサンプルループ３４中に保持された液体試料がカラム５へと送り込まれる。

【0027】

こうした試料吸引によって液体試料が付着したニードル３６の洗浄は次のようにして行われる。即ち、インジェクションバルブ３０及び低圧バルブ３１は図２（ｂ）中の実線で示す接続状態に切り換えられる。そして、計量ポンプ３２のプランジャが引かれてシリンジ内に洗浄液が吸引される。その後にインジェクションバルブ３０及び低圧バルブ３１が共に図２（ａ）中の点線で示す接続状態に切り換えられ、プランジャが押されて計量ポンプ３２から洗浄液が吐出されると、洗浄液は洗浄ポート３３に導入されて満たされ、余分の洗浄液は洗浄ポート３３の排液口から排出される。次に、ニードル３６を図２（ｂ）中に示すように洗浄ポート３３上に移動させて洗浄ポート３３に貯留された洗浄液中に浸漬させ、一定時間、ニードル３６を洗浄した後にインジェクションポート３５まで戻す。

【0028】

上記動作は最も基本的な動作のみであり、試料中の目的成分の濃縮や希釈、試薬の添加などの前処理が加わるとさらにその動作は煩雑になるが、いずれにしても、オートサンプラ３では一連の動作を実行する際にバルブ３０、３１、計量ポンプ３２、移動機構３７などの各機構系の動作を順番に実行していくことになる。

【0029】

次に、本実施例に係るクロマトグラフ分析システムの特徴的な動作である、液体試料の濃度調整係数を決定する動作について図３のフローチャートを参照しつつ説明する。
濃度調整係数の決定に先立ち、液体クロマトグラフ装置では、試料ラック３８にセットされた所定のバイアル瓶３９内の液体試料について、クロマトグラフ分析が実行される。すなわち、オートサンプラ３は試料ラック３８内の所定のバイアル瓶３９から所定量の液体試料を採取し、液体クロマトグラフ装置のカラム５に導入する。液体試料の採取から該液体試料のカラム５への導入までの動作は上述した通りである。なお、このときは液体試料を希釈したり濃縮したりする等の前処理は行われない。

【0030】

カラム５に液体試料が導入されると、該液体試料に含まれる各成分が時間的に分離され、各成分の所定の波長範囲のスペクトルがＰＤＡ６により検出される。この検出データ（スペクトルデータ）は逐次、データ処理装置７に送られ、この結果、図４に示すような時間−波長−強度の３次元データが得られる（ステップＳ１）。データ処理装置７の強度判定部７１は、この３次元データ中の目的成分のピーク（以下、「目的ピーク」とする）について、そのピークトップ強度が所定の上限値Paを超えているか否かを判定する（ステップＳ２）。この上限値Paは、ＰＤＡ６やＡ／Ｄ変換器（図示せず）等のダイナミックレンジを考慮して予めデータ処理装置７に設定されている値である。通常はダイナミックレンジの上限値が用いられるが、それよりも低い安全な値を用いても良いし、それよりもやや高い、実用上許容できる値を用いても良い。

【0031】

ステップＳ２において、目的ピークのピークトップ強度が上限値Paを超えていない場合、データ処理装置７の成分定量部７６は、目的ピークのピークトップ波長λ1に沿ったクロマトグラムから、通常の方法にて目的成分の定量値（ピーク面積又はピーク高さ）を算出する。
一方、目的ピークのピークトップ強度が上限値Paを超えた場合、目的ピークのピークトップ波長λ1に沿ったクロマトグラムから目的成分の定量値を算出しても、それは正確な値とならない。そのため、以下のプロセスにより、液体試料の濃度調整係数を決定する。

【0032】

ステップＳ３では、波長設定部７２が目的ピークのピークトップを通過するスペクトル（図４の時間T1に沿ったスペクトル）の、目的ピークに属する波長範囲において、ピークトップ波長λ1と、強度が所定の上限値Pb以下であり且つ所定の下限値Pc以上である波長（以下、「補正用波長」とする）λ2を設定する（図５）。この上限値Pbも、前記の上限値Paと同じく、ＰＤＡ６等のダイナミックレンジの上限値に基づいて予めデータ処理装置７に設定されている値である。ステップＳ３で用いられる上限値Paと、ステップＳ４で用いられる上限値Pbは同じであっても良く、異なっていても良い。本実施例ではPa=Pbとする。
また、下限値Pcは、ダイナミックレンジの下限値に基づいて予めデータ処理装置７に設定されている値であり、通常はダイナミックレンジの下限値とするが、それよりもやや高い値を用いても良い。

【0033】

強度比算出部７３は、前記３次元データより、補正用波長λ2におけるクロマトグラム（補正用クロマトグラム）を作成する（図６）。そして、この補正用クロマトグラムにおいて、目的ピークに属する時間範囲[Ta, Tb]内（図６及び図７）の各時間tにおいて、波長λ1の強度Ｉ_１(t)と補正用波長λ2の強度Ｉ_２(t)を取得し（図８）、その比から強度比R(t)を次式に示すように算出する（ステップＳ４）。
[強度比R(t)]＝[波長λ1での強度Ｉ_１(t)]／[補正用波長λ2での強度Ｉ_２(t)]

【0034】

図示部７４は、この強度比R(t)のグラフを作成し、表示部８０に表示する。強度比R(t)は、図９に示すように、強度Ｉ_１(t)と強度Ｉ_２(t)の少なくとも一方がダイナミックレンジの範囲外にあるとき、スペクトル形状の相似性が崩れ、一定値からずれたものとなる。一方、強度Ｉ_１(t)と強度Ｉ_２(t)の両方がダイナミックレンジの範囲内にあるとき、強度比R(t)はほぼ一定の値になる。そのため、強度Ｉ_１(t)及び強度Ｉ_２(t)の両方がダイナミックレンジの範囲内にあるときが最もスペクトル間の相似性が確保されており、信頼性の高いものとなる。本実施例では、補正値選択部７５は、強度Ｉ_１(t)と強度Ｉ_２(t)の両方がダイナミックレンジの範囲内にあるときの強度比R(t)の中央値を補正値Rsとして自動的に設定する（ステップＳ５）。

【0035】

係数決定部７７は、このように設定された補正値Rsを用いて、目的ピークのピークトップ波長λ1に沿ったクロマトグラムのピークトップ強度PAを、補正用波長λ2のクロマトグラムのピークトップ強度に補正値Rsを乗じた値として算出する（ステップＳ６）。
そして、目的ピークのピークトップ強度PAに乗じたとき、その値が、ダイナミックレンジの下限値Pcから上限値Paまでの値になるような濃度調整係数１／Ｄを算出する（ステップＳ７）。本実施例では、目的ピークのピークトップ強度が確実にダイナミックレンジに収まるように、上記ピークトップ強度PAに濃度調整係数１／Ｄを乗じた値が、下限値Pcの３倍以上で且つ上限値Paの１／２以下の補正強度範囲に収まるように、該濃度調整係数１／Ｄを算出する。 なお、濃度調整係数１／Ｄのうち「Ｄ」は希釈率に相当する。本実施例では、液体試料の希釈／濃縮等の前処理を容易にするためにＤを整数とし、且つ、ピークトップ強度PAに１／Ｄを乗じた値（PA×（１／Ｄ））が前記補正強度範囲内で最も大きな値となるように、整数Ｄを求める。

【0036】

例えば、ダイナミックレンジが0.4mAU〜2000mAUでありステップＳ６で算出された目的ピークのピークトップ強度PAが5633mAUであるとき、PA×（１／Ｄ）が1.2mAU〜1000mAUの強度範囲内で最も大きな値となる整数Ｄは「６」となる。従って、係数決定部７７は濃度調整係数として「１／６」を決定する。

【0037】

ステップＳ７で求められた濃度調整係数１／Ｄは、データ処理装置７から分析制御部９に出力される（ステップＳ８）。分析制御部９は、濃度調整係数１／Ｄの値に応じて、オートサンプラ３に前処理を実行するよう指示する。具体的には、液体試料を希釈液でＤ倍に希釈する前処理を行ってからカラム５に導入するようオートサンプラ３を制御する。その後、上述したステップＳ２〜Ｓ３の処理が実行されるが、液体試料を希釈する処理を行ったことにより、目的ピークのピークトップ強度PAは下限値Pcから上限値Paまでの範囲（ダイナミックレンジ）内にあるため、通常の方法にて液体試料中の目的成分の定量値が算出される。
目的成分の定量値が算出されると、データ処理装置７は、該定量値を濃度調整係数１／Ｄで除する。これにより、液体試料中の目的成分の定量値が求められる。

【0038】

なお、上記実施例では、濃度調整係数１／Ｄが求められると、希釈率Ｄで液体試料を希釈してからカラム５に導入するようにしたが、カラム５に導入する液体試料の量を１／Ｄ倍に変更しても良い。

【0039】

また、上記実施例では、液体試料のピークトップ強度がダイナミックレンジの上限値を超える場合について説明したが、本発明はダイナミックレンジの下限値を下回る場合にも適用可能である。この場合は、濃度調整係数１／Ｄが１よりも大きい値となり（言い換えると、Ｄが１よりも小さい値となる）、クロマトグラフ分析の前処理として液体試料を濃縮率Ｄで濃縮するか、あるいはカラムに導入する液体試料の量を１／Ｄ倍に増加させることになる。これにより、クロマトグラフ分析を行ったときに得られる目的成分のピーク強度がダイナミックレンジに収まるため、液体試料中の目的成分の正確な定量値を求めることができる。

【0040】

なお、補正値選択部７５は補正値Rsを自動的に設定するのではなく、表示部８０に表示された強度比R(t)のグラフから、1つの強度比をユーザに選ばせるものであっても良い。

【0041】

また、補正用波長λ2は、３次元データに基づいて波長設定部７２が自動的に決定してもよい。補正用波長λ2を自動的に設定する方法は次の通りである。
・目的ピークの保持時間T１でのスペクトルを取得する。
・このスペクトルについて、ピークトップ波長λ1の＋側（長波長側）または−側（短波長側）で、強度値が、予めユーザーにより設定された「補正用波長強度」となる波長を補正用波長λ2とする（図５）。＋又は−の探索方向は、予めユーザーに指定させておいてもよいし、システムで定めておいてもよい（図５では−側に探索）。

【0042】

さらに、上記の実施例では、目的成分のピークのピークトップ強度が上限値Paを超えているか否かを判定し、超えた場合にのみステップＳ３〜Ｓ７の処理を実行するようにしたが、常時、実行するようにしても良い。

【符号の説明】

【0043】

１…移動相容器
２…送液ポンプ
３…オートサンプラ
４…カラムオーブン
５…カラム
６…検出器（ＰＤＡ）
７…データ処理装置
７１…強度判定部
７２…波長設定部
７３…強度比算出部
７４…図示部
７５…補正値選択部
７６…成分定量部
７７…係数決定部
８…分析操作部
９…分析制御部
３０…インジェクションバルブ
３１…低圧バルブ
３２…計量ポンプ
３３…洗浄ポート
３４…サンプルループ
３６…ニードル
３７…移動機構
３８…試料ラック
３９…バイアル瓶

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】