JP7793995B2 - Analyzer - Google Patents
AnalyzerInfo
- Publication number
- JP7793995B2 JP7793995B2 JP2022006148A JP2022006148A JP7793995B2 JP 7793995 B2 JP7793995 B2 JP 7793995B2 JP 2022006148 A JP2022006148 A JP 2022006148A JP 2022006148 A JP2022006148 A JP 2022006148A JP 7793995 B2 JP7793995 B2 JP 7793995B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solution
- solvent
- raman spectrum
- optical properties
- flow cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
Description
本発明は、フローセルを流れる溶液の溶媒の組成に測定値が影響を受ける検出器を用いた分析装置に関するものである。 The present invention relates to an analytical device that uses a detector whose measurements are affected by the solvent composition of the solution flowing through the flow cell.
分析装置に使用される検出器には、物質の光学的特性を利用してモノの有無や種類を検出する方式のものがある。そのような検出方式として、振動分光を用いたフーリエ変換赤外線分光法（ＦＴＩＲ）やラマン分光光度法が知られている（特許文献１参照）。これらの検出方式には測定に供する試料の状態について制約がなく、固体、液体、気体など種々の状態の試料の測定を行なうことができる。 Some detectors used in analytical equipment use the optical properties of materials to detect the presence or absence and type of matter. Known detection methods using vibrational spectroscopy include Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Raman spectroscopy (see Patent Document 1). These detection methods do not place any restrictions on the state of the sample used for measurement, and can measure samples in a variety of states, including solids, liquids, and gases.
上記のような検出器に試料溶液を供する場合、検出器により得られる検出データには、試料溶液に含まれる試料に起因する信号だけでなく溶媒に起因する信号も含まれる。例えば、カフェイン水溶液をラマン分光検出器に供して光学的特性であるラマンスペクトルの取得を試みると、得られたラマンスペクトルは、カフェインのラマンスペクトルと溶媒である水のラマンスペクトルを含んだものとなる。多くの場合、試料溶液に占める試料の割合は溶媒に比べて小さいため、試料のラマンスペクトルが溶媒のラマンスペクトルに埋もれてしまい、試料のラマンスペクトルを正確に測定することが困難である。このような場合、水のラマンスペクトルは既知であるため、カフェイン水溶液のラマンスペクトルからバックグランドである水のラマンスペクトルを差し引くことで、カフェインのラマンスペクトルを取得することは可能である。このように、１つの目的成分のみが溶存している溶液を測定する場合は、溶液について測定したラマンスペクトルから溶媒のラマンスペクトルを単純に差し引くことで目的成分のラマンスペクトルを取得することが可能である。 When a sample solution is submitted to a detector like the one described above, the detection data obtained by the detector includes not only signals attributable to the sample in the sample solution but also signals attributable to the solvent. For example, if an aqueous caffeine solution is submitted to a Raman spectroscopic detector to obtain its Raman spectrum, which is an optical characteristic, the obtained Raman spectrum will include the Raman spectrum of caffeine and the Raman spectrum of the solvent, water. In many cases, the sample accounts for a small proportion of the sample solution compared to the solvent, so the Raman spectrum of the sample is obscured by the Raman spectrum of the solvent, making it difficult to accurately measure the Raman spectrum of the sample. In such cases, since the Raman spectrum of water is known, it is possible to obtain the Raman spectrum of caffeine by subtracting the background Raman spectrum of water from the Raman spectrum of the caffeine aqueous solution. In this way, when measuring a solution containing only one target component, the Raman spectrum of the target component can be obtained by simply subtracting the Raman spectrum of the solvent from the Raman spectrum measured for the solution.
一方で、例えば、メチルパラベン・エチルパラベンが混在したメタノール溶液のように、目的成分が他の成分と混在しているような試料溶液については、ラマン分光検出器に供給する前に試料溶液中の複数の成分を液体クロマトグラフィによって分離することが考えられる。その場合、液体クロマトグラフィの分離カラムからの溶出液をラマン分光検出器のフローセルに直接的に導入して、目的成分のラマンスペクトルをリアルタイムで取得することが効率的であるが、液体クロマトグラフィの移動相は複数種類の液体（例えば水と有機溶媒）の混合液であることが多く、バックグランドとなる移動相のラマンスペクトルは既知ではない。さらに、液体クロマトグラフィでは、移動相を構成する複数種類の液体の混合比率を時間的に変化させる、所謂グラジエント分析が行われる場合もあり、そのような場合にはラマン分光検出器のフローセルを流れる移動相のラマンスペクトルが時間によって変化することになるため、液体クロマトグラフィを実行しながらリアルタイムで目的成分のラマンスペクトルを取得することが困難であった。 On the other hand, for sample solutions in which the target component is mixed with other components, such as a methanol solution containing methylparaben and ethylparaben, it is possible to separate the multiple components in the sample solution using liquid chromatography before supplying it to a Raman spectrometer. In such cases, it is efficient to directly introduce the eluate from the liquid chromatography separation column into the flow cell of the Raman spectrometer to obtain the Raman spectrum of the target component in real time. However, the mobile phase in liquid chromatography is often a mixture of multiple liquids (e.g., water and organic solvents), and the background Raman spectrum of the mobile phase is not known. Furthermore, liquid chromatography sometimes performs so-called gradient analysis, in which the mixing ratio of multiple liquids that make up the mobile phase is changed over time. In such cases, the Raman spectrum of the mobile phase flowing through the flow cell of the Raman spectrometer changes over time, making it difficult to obtain the Raman spectrum of the target component in real time while liquid chromatography is running.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、複数種類の液体の混合液を溶媒とする溶液を検出器のフローセルに流すことによって、その溶液に含まれる溶質の光学的特性を測定できるようにすることを目的とするものである。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to make it possible to measure the optical properties of solutes contained in a solution containing a mixture of multiple liquids as a solvent by flowing the solution through a detector flow cell.
本発明に係る分析装置は、複数種類の液体の混合液を溶媒とする溶液を供給する溶液供給部と、前記溶液供給部により供給される前記溶液が内部を流れるフローセルを備え、前記フローセルを流れている前記溶液についての光学的特性を測定する検出器と、前記複数種類の液体のそれぞれの前記光学的特性に関する特性情報を保持する特性保持部と、前記フローセルを流れる前記溶液の前記溶媒を構成している前記複数種類の液体の混合比率を予め設定された分析条件から割り出し、割り出した前記混合比率と前記特性保持部に保持されている前記特性情報とを用いて前記光学的特性が測定された前記溶液中の前記溶媒の前記光学的特性をバックグランドとして計算し、前記溶液の前記光学的特性から前記バックグランドを差し引くことによって、前記溶液中の溶質の前記光学的特性を算出するように構成された演算処理部と、を備えている。 The analytical device of the present invention includes a solution supply unit that supplies a solution containing a mixture of multiple liquids as a solvent; a flow cell through which the solution supplied by the solution supply unit flows, a detector that measures the optical properties of the solution flowing through the flow cell; a characteristic storage unit that stores characteristic information related to the optical properties of each of the multiple liquids; and an arithmetic processing unit configured to: determine the mixing ratio of the multiple liquids that constitute the solvent of the solution flowing through the flow cell from preset analysis conditions; use the determined mixing ratio and the characteristic information stored in the characteristic storage unit to calculate the optical properties of the solvent in the solution whose optical properties have been measured as a background; and calculate the optical properties of the solute in the solution by subtracting the background from the optical properties of the solution.
本発明に係る分析装置によれば、検出器による溶液の光学的特性の測定時刻にフローセルを流れている溶媒の光学的特性を、溶媒を構成する複数種類の液体のそれぞれについて予め用意された光学的特性を用いて計算してそれをバックグランドとし、検出器によって測定された溶液の光学的特性からバックグランドを差し引いて溶質の光学的特性を算出するので、複数種類の液体の混合液を溶媒とする溶液を検出器のフローセルに流すことによって、その溶液に含まれる溶質の光学的特性を測定することができる。 With the analytical device of the present invention, the optical properties of the solvent flowing through the flow cell at the time the detector measures the optical properties of the solution are calculated using the optical properties prepared in advance for each of the multiple types of liquid that make up the solvent, and this is used as a background. The optical properties of the solute are then calculated by subtracting the background from the optical properties of the solution measured by the detector. Therefore, by flowing a solution containing a mixture of multiple types of liquids as the solvent through the detector's flow cell, the optical properties of the solute contained in that solution can be measured.
以下、本発明に係る分析装置の一実施例について、図面を参照しながら説明する。 Below, one embodiment of the analytical device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図１にこの実施例の概略的構成を示す。 Figure 1 shows the general configuration of this embodiment.
この実施例の分析装置１は液体クロマトグラフである。分析装置１は、送液装置４、インジェクタ６、分離カラム８、オーブン９、検出器１０、制御部１２、管理装置１４、及びディスプレイ３０を備えている。 The analytical device 1 in this embodiment is a liquid chromatograph. The analytical device 1 includes a liquid delivery device 4, an injector 6, a separation column 8, an oven 9, a detector 10, a control unit 12, a management device 14, and a display 30.
送液装置４は、分析流路２で移動相を送液する。この実施例では、送液装置４は２種類の液体Ａ、Ｂを２台のポンプによって送液してミキサで混合し、液体Ａ、Ｂの混合液を移動相として分析流路２へ送液することができる。 The liquid delivery device 4 delivers the mobile phase through the analysis flow path 2. In this embodiment, the liquid delivery device 4 delivers two types of liquids, A and B, using two pumps, mixes them in a mixer, and delivers the mixture of liquids A and B to the analysis flow path 2 as the mobile phase.
インジェクタ６は分析流路２を流れる移動相中に試料を注入する。分離カラム８はオーブン９内に収容され、設定された温度に制御される。分離カラム８は、分析流路２上におけるインジェクタ６の下流に設けられている。インジェクタ６によって移動相中に注入された試料中の複数の成分は互いに時間的に分離され、送液装置４から送液される移動相溶媒とともに順次、分離カラム８から溶出する。分離カラム８から溶出した成分は、後述する検出器１０のフローセル１６に導入される。すなわち、送液装置４、インジェクタ６及び分離カラム８は、送液装置４によって送液される移動相を溶媒、分離カラム８において他の成分から分離された目的成分を溶質とする溶液を、検出器１０のフローセル１６へ供給する溶液供給部を構成する。 The injector 6 injects the sample into the mobile phase flowing through the analysis flow path 2. The separation column 8 is housed in the oven 9 and controlled to a set temperature. The separation column 8 is located downstream of the injector 6 on the analysis flow path 2. The multiple components in the sample injected into the mobile phase by the injector 6 are separated in time from each other and sequentially elute from the separation column 8 together with the mobile phase solvent delivered by the liquid delivery device 4. The components eluted from the separation column 8 are introduced into the flow cell 16 of the detector 10, which will be described later. In other words, the liquid delivery device 4, the injector 6, and the separation column 8 constitute a solution supply unit that supplies the flow cell 16 of the detector 10 with a solution containing the mobile phase delivered by the liquid delivery device 4 as the solvent and the target component separated from other components in the separation column 8 as the solute.
検出器１０は、分析流路２上における分離カラム８の下流に設けられている。検出器１０としては、ラマン分光検出器、ＦＴＩＲなど、分離カラム８からの溶出液の光学的特性を測定するものを使用することができる。この実施例では、検出器１０がラマン分光検出器であるとして説明する。検出器１０は、分離カラム８からの溶出液が内部を流れるフローセル１６、フローセル１６に対して励起光を照射する光源１８、及び、フローセル１８を流れる溶出液からのラマン散乱光を検出するためのセンサ２０を備えている。分離カラム８において互いに分離されたそれぞれの成分は、送液装置４から送液される溶媒によって溶出し、検出器１０のフローセル１６検出器１０は、フローセル１６を流れる溶液の光学的特性であるラマンスペクトルを測定し、測定したラマンスペクトルに応じた信号（ラマンスペクトル信号）を管理装置１４に対して出力する。 Detector 10 is located downstream of separation column 8 on the analysis flow path 2. The detector 10 can be a Raman spectroscopic detector, FTIR, or other detector that measures the optical properties of the eluate from separation column 8. In this example, detector 10 is described as a Raman spectroscopic detector. Detector 10 includes a flow cell 16 through which the eluate from separation column 8 flows, a light source 18 that irradiates the flow cell 16 with excitation light, and a sensor 20 for detecting Raman scattered light from the eluate flowing through flow cell 18. The components separated from each other in separation column 8 are eluted by the solvent delivered from the solution delivery device 4. Detector 10 measures the Raman spectrum, which is the optical property of the solution flowing through flow cell 16, and outputs a signal (Raman spectrum signal) corresponding to the measured Raman spectrum to management device 14.
制御部１２は、送液装置４、インジェクタ６、及び、オーブン９の動作を制御する。制御部１２は、プロセッサを含む電子回路によって実現される。制御部１２は、例えば、専用のシステムコントローラである。 The control unit 12 controls the operation of the liquid delivery device 4, the injector 6, and the oven 9. The control unit 12 is realized by an electronic circuit including a processor. The control unit 12 is, for example, a dedicated system controller.
管理装置１４は、制御部１２を通じてこの分析装置１の動作管理を行なうためのものであり、例えば、汎用のパーソナルコンピュータによって実現される。管理装置１４は、演算処理部２２、特性保持部２４、補正データ保持部２６、及び分析条件保持部２８を備えている。演算処理部２２は、管理装置１４のプロセッサが所定のプログラムを実行することによって実現される機能である。特性保持部２４、補正データ保持部２６、及び分析条件保持部２８はそれぞれ、管理装置１４の情報記憶デバイスの一部の記憶領域によって実現される機能である。ディスプレイ３０は管理装置１４に接続されている。 The management device 14 manages the operation of the analysis device 1 through the control unit 12 and is realized, for example, by a general-purpose personal computer. The management device 14 includes an arithmetic processing unit 22, a characteristic storage unit 24, a correction data storage unit 26, and an analysis condition storage unit 28. The arithmetic processing unit 22 is a function realized by the processor of the management device 14 executing a predetermined program. The characteristic storage unit 24, the correction data storage unit 26, and the analysis condition storage unit 28 are each functions realized by a partial storage area of the information storage device of the management device 14. The display 30 is connected to the management device 14.
なお、この実施例では、特性保持部２４及び補正データ保持部２６を管理装置１４が備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、特性保持部２４及び補正データ保持部２６の少なくともいずれか一方は制御部１２に設けられていてもよいし、管理装置１４が接続されているネットワーク上のデータベースに設けられていてもよい。 In this embodiment, the management device 14 is equipped with the characteristic storage unit 24 and the correction data storage unit 26, but the present invention is not limited to this. At least one of the characteristic storage unit 24 and the correction data storage unit 26 may be provided in the control unit 12, or in a database on the network to which the management device 14 is connected.
ユーザは、分析を実行する前に分析条件を管理装置１４に対して入力する。ユーザによって管理装置１４に入力された分析条件は分析条件保持部２８に保持される。分析条件保持部２８に保持される分析条件には、送液装置４による各液体Ａ、Ｂの種類、ｐＨ、送液流量、送液圧力、特にグラジエント分析が実行される場合には分析開始後の経過時間ごとの各液体Ａ、Ｂの送液流量（液体ＡとＢの混合比率）に関するグラジエントプログラム、インジェクタ６による試料注入量、オーブン９の設定温度が含まれる。管理装置１４は、分析条件保持部２８に保持された分析条件に基づく指示を制御部１２に与え、制御部１２は管理装置１４から与えられた指示に基づいて送液装置４、インジェクタ６、及びオーブン９の動作を制御する。 The user inputs analysis conditions into the management device 14 before performing an analysis. The analysis conditions input by the user into the management device 14 are stored in the analysis condition storage unit 28. The analysis conditions stored in the analysis condition storage unit 28 include the type, pH, liquid delivery rate, and liquid delivery pressure of each liquid A and B delivered by the liquid delivery device 4, and, particularly when gradient analysis is performed, a gradient program related to the liquid delivery rate (mixing ratio of liquid A and B) of each liquid A and B for each elapsed time after the start of analysis, the amount of sample injected by the injector 6, and the set temperature of the oven 9. The management device 14 provides instructions based on the analysis conditions stored in the analysis condition storage unit 28 to the control unit 12, and the control unit 12 controls the operation of the liquid delivery device 4, injector 6, and oven 9 based on the instructions provided by the management device 14.
演算処理部２２は、検出器１０から出力されるラマンスペクトル信号を読み取り、分離カラム８からの溶出液中の目的成分（溶質）のラマンスペクトルを計算によって求めるように構成されている。分離カラム８からの溶出液中の目的成分のラマンスペクトルは、検出器１０によって測定された分離カラム８からの溶出液（溶液）のラマンスペクトルから、バックグランドである移動相（溶媒）のラマンスペクトル信号を差し引くことによって得られる。 The calculation processing unit 22 is configured to read the Raman spectrum signal output from the detector 10 and calculate the Raman spectrum of the target component (solute) in the eluate from the separation column 8. The Raman spectrum of the target component in the eluate from the separation column 8 is obtained by subtracting the background Raman spectrum signal of the mobile phase (solvent) from the Raman spectrum of the eluate (solution) from the separation column 8 measured by the detector 10.
溶出液中の移動相のラマンスペクトルは、移動相を構成する液体Ａ、Ｂのそれぞれのラマンスペクトルを用いて算出することができる。溶媒を構成する液体Ａ、Ｂのラマンスペクトルは既知であるか予め測定によって取得されており、特性保持部２４に保持されている。特性保持部２４に保持されている各液体Ａ、Ｂのラマンスペクトルデータとは、図３に示されているようなデータが数値化されたものである。図３では、液体Ａ、Ｂとしてそれぞれ使用される水とメタノールのラマンスペクトルデータが示されている。当該データにおいて、横軸はラマンシフト（検出される光の波長の励起光波長からのシフト量）、縦軸は信号強度である。 The Raman spectrum of the mobile phase in the eluent can be calculated using the Raman spectra of each of the liquids A and B that make up the mobile phase. The Raman spectra of the liquids A and B that make up the solvent are either known or have been obtained by prior measurement and are stored in the characteristic storage unit 24. The Raman spectrum data for each of the liquids A and B stored in the characteristic storage unit 24 is the digitized data shown in Figure 3. Figure 3 shows the Raman spectrum data for water and methanol, which are used as liquids A and B, respectively. In this data, the horizontal axis represents the Raman shift (the amount of shift in the wavelength of the detected light from the wavelength of the excitation light), and the vertical axis represents the signal intensity.
ラマン散乱光の強度は、溶液中の物質の濃度に比例することがわかっている。そのため、液体Ａと液体Ｂの混合比率がＸ：Ｙであるときの移動相のラマンスペクトルＲａは、液体ＡのラマンスペクトルＲａＡと液体ＢのラマンスペクトルＲａＢを用いて、次式（１）により求めることができる。
Ｒａ＝ＲａＡ×Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）＋ＲａＢ×Ｙ／（Ｘ＋Ｙ） （１）
上記式（１）を用いることにより、図４に示されるような所望の組成の移動相のラマンスペクトルデータを求めることができる。図４の例は、メタノールと水の混合比率を２：８、４：６、６：４、８：２としたときのそれぞれのラマンスペクトルデータである。
It is known that the intensity of Raman scattered light is proportional to the concentration of a substance in a solution. Therefore, when the mixing ratio of liquid A to liquid B is X:Y, the Raman spectrum Ra of the mobile phase can be calculated using the Raman spectrum RaA of liquid A and the Raman spectrum RaB of liquid B according to the following formula (1):
Ra=Ra A ×X/(X+Y)+Ra B ×Y/(X+Y) (1)
By using the above formula (1), it is possible to obtain Raman spectrum data for a mobile phase of a desired composition, as shown in Figure 4. The examples in Figure 4 show Raman spectrum data for mixtures of methanol and water with a mixing ratio of 2:8, 4:6, 6:4, and 8:2.
上記のように、バックグランドとなる溶媒由来のラマンスペクトルは、予め用意された液体Ａ、Ｂのラマンスペクトルデータを用いて計算により求めることができる。これは、移動相の組成が時間的に変化するグラジエント分析において特に有効である。すなわち、ある時刻にフローセル１６を流れる移動相を構成する液体ＡとＢの混合比率は、予め分析条件として設定されたグラジエントプログラムから割り出すことができる。したがって、グラジエントプログラムが設定された後で分析が開始される前の段階で、時間帯ごとの移動相の組成を割り出し、各時間帯における移動相に由来するラマンスペクトルデータをバックグランドとして求めておくことができる。分離カラム８で分離された目的成分がフローセル１６を流れているときの移動相の組成は、グラジエントプログラムのほかに送液装置４からフローセル１６までの間のシステム容量を考慮することによって正確に求めることができる。システム容量は、管理装置１４に記憶させておくことができる。そのようにして予め求められたバックグランドを、分析中に検出器１０によって取得された溶出液のラマンスペクトルから差し引くことで、分離カラム８で分離された目的成分のラマンスペクトルデータを取得することができる。 As described above, the background Raman spectrum derived from the solvent can be calculated using pre-prepared Raman spectral data for liquids A and B. This is particularly effective in gradient analysis, in which the composition of the mobile phase changes over time. That is, the mixing ratio of liquids A and B constituting the mobile phase flowing through the flow cell 16 at a given time can be calculated from a gradient program pre-set as an analytical condition. Therefore, after the gradient program is set and before the analysis begins, the composition of the mobile phase for each time period can be calculated, and the Raman spectral data derived from the mobile phase for each time period can be calculated as the background. The composition of the mobile phase when the target component separated in the separation column 8 flows through the flow cell 16 can be accurately calculated by considering the gradient program as well as the system capacity between the liquid delivery device 4 and the flow cell 16. The system capacity can be stored in the management device 14. By subtracting the pre-prepared background from the Raman spectrum of the eluate acquired by the detector 10 during analysis, Raman spectral data for the target component separated in the separation column 8 can be obtained.
また、ラマンスペクトルにおけるピークの位置は、フローセル１６を流れる溶液の温度、ｐＨ、溶媒の種類、励起光波長などによってシフトすることがわかっている。そこで、上記のように計算で求めたバックグランドのピークの位置を、オーブン９の設定温度、移動相のｐＨ、溶媒の種類、励起光波長といった分析条件に基づいて補正することができる。補正データ保持部２６には、ラマンスペクトルのピーク位置に影響を与える温度、ｐＨ、溶媒の種類、励起光波長といった分析条件とラマンスペクトル中の特定ピークのシフト量との相関関係を示す補正データが保持されている。演算処理部２２は、補正データ保持部２６に保持されている補正データを使用して、計算によって求めたバックグランドにおける特定ピークの位置を、温度、ｐＨ、溶媒の種類、励起光波長といった分析条件に応じて補正する。これにより、分析条件に応じたより正確なバックグランドデータが得られる。 It is also known that the position of a peak in a Raman spectrum shifts depending on the temperature, pH, type of solvent, and excitation light wavelength of the solution flowing through the flow cell 16. Therefore, the position of the background peak calculated as described above can be corrected based on analysis conditions such as the set temperature of the oven 9, the pH of the mobile phase, type of solvent, and excitation light wavelength. The correction data storage unit 26 stores correction data that indicates the correlation between analysis conditions such as temperature, pH, type of solvent, and excitation light wavelength that affect the peak position of the Raman spectrum and the amount of shift of a specific peak in the Raman spectrum. The calculation processing unit 22 uses the correction data stored in the correction data storage unit 26 to correct the position of a specific peak in the calculated background according to analysis conditions such as temperature, pH, type of solvent, and excitation light wavelength. This allows for more accurate background data to be obtained according to the analysis conditions.
さらには、検出器１０で検出されるラマン散乱光の強度は、光源１８からの励起光の強度、移動相中に注入された試料の量、温度等に依存して変化する。そのため、予め用意された各液体Ａ、Ｂのラマンスペクトルデータを用いて計算により求められたバックグランドをそのまま測定されたラマンスペクトルデータから差し引いただけでは、バックグランドの除去が過剰になることもある。そのような事態を避けるために、実際に分析が開始された後で測定されるラマンスペクトルの強度（例えば、特定ピークの高さ）を利用して、計算によって求めたバックグランドの強度を規格化することが有効である。例えば、演算制御部２２は、分析が開始された直後の移動相のみがフローセル１６を流れる状態で測定されるラマンスペクトルデータを検出器１０から取得し、取得したラマンスペクトルデータの強度に基づいて、計算によって求めたバックグランドの強度を補正するように構成することができる。 Furthermore, the intensity of the Raman scattered light detected by the detector 10 varies depending on the intensity of the excitation light from the light source 18, the amount of sample injected into the mobile phase, temperature, etc. Therefore, simply subtracting the background calculated using the Raman spectral data of each liquid A and B prepared in advance from the measured Raman spectral data may result in excessive background removal. To avoid this situation, it is effective to normalize the calculated background intensity using the intensity of the Raman spectrum measured after the analysis has actually begun (e.g., the height of a specific peak). For example, the calculation and control unit 22 can be configured to acquire from the detector 10 Raman spectral data measured when only the mobile phase is flowing through the flow cell 16 immediately after the analysis has begun, and then correct the calculated background intensity based on the intensity of the acquired Raman spectral data.
この実施例の分析動作の一例について、図１とともに図２のフローチャートを用いて説明する。なお、以下では、移動相の組成を時間的に変化させるグラジエント分析の場合について説明する。 An example of the analytical operation of this embodiment will be described using the flowchart in Figure 2 along with Figure 1. Note that the following describes the case of gradient analysis in which the composition of the mobile phase is changed over time.
予めユーザによって分析条件が管理装置１４に対して設定されているものとする。演算処理部２２は、分析条件保持部２８に保持されている分析条件を参照し、グラジエントプログラムに基づいて、分析開始後の各時間帯にフローセル１６を流れる移動相の組成（液体ＡとＢの混合比率）を特定し、各時間帯における移動相由来のラマンスペクトル（バックグランド）を計算によって求める（ステップ１０１、１０２）。 It is assumed that the analysis conditions have been set in advance in the management device 14 by the user. The calculation processing unit 22 references the analysis conditions stored in the analysis condition storage unit 28 and, based on the gradient program, identifies the composition of the mobile phase flowing through the flow cell 16 (mixing ratio of liquids A and B) at each time period after the start of the analysis, and calculates the Raman spectrum (background) derived from the mobile phase at each time period (steps 101 and 102).
送液装置４によって分析流路２に初期状態の移動相が送液されている状態で、検出器１０によってフローセル１６を流れる移動相のラマンスペクトルを測定する（ステップ１０３）。そして、測定したラマンスペクトルの強度を用い、計算によって求めた各時間帯のバックグランドの強度を補正することにより規格化する（ステップ１０４）。また、必要に応じて、移動相の温度（オーブン９の設定温度）、移動相のｐＨ、移動相を構成する溶媒の種類、励起光波長等によってバックグランドにおける特定ピークの位置を補正する。 With the initial mobile phase being delivered to the analytical flow path 2 by the liquid delivery device 4, the detector 10 measures the Raman spectrum of the mobile phase flowing through the flow cell 16 (step 103). The measured Raman spectrum intensity is then used to correct and normalize the calculated background intensity for each time period (step 104). Furthermore, if necessary, the position of a specific peak in the background is corrected based on the temperature of the mobile phase (the set temperature of the oven 9), the pH of the mobile phase, the type of solvent that makes up the mobile phase, the wavelength of the excitation light, etc.
分析中、検出器１０は一定周期でラマンスペクトルを測定する（ステップ１０５）。測定時刻になると、検出器１０は分離カラム８からの溶出液のラマンスペクトルを測定する（ステップ１０６）。演算処理部２２は、検出器１０が測定したラマンスペクトルから、予め計算によって求めていた当該測定時刻におけるバックグランドを差し引き、溶出液に含まれる目的成分由来のラマンスペクトルを算出する（ステップ１０７）。算出した目的成分のラマンスペクトルデータはディスプレイ３０にリアルタイムで表示することができる（ステップ１０８）。ステップ１０５～１０９の動作は、分析が終了するまで、一定周期で到来する測定時刻ごとに繰返し実行される。 During the analysis, the detector 10 periodically measures the Raman spectrum (step 105). At the measurement time, the detector 10 measures the Raman spectrum of the eluate from the separation column 8 (step 106). The calculation processor 22 subtracts the background at that measurement time, which was calculated in advance, from the Raman spectrum measured by the detector 10, to calculate the Raman spectrum derived from the target component contained in the eluate (step 107). The calculated Raman spectrum data of the target component can be displayed in real time on the display 30 (step 108). The operations of steps 105 to 109 are repeatedly executed at each measurement time that arrives at a regular interval until the analysis is completed.
なお、上記の説明では、分析が開始される前に各時間帯でのバックグランドを予め求めているが、本発明はこれに限定されず、分析中又は分析後にバックグランドを計算してそれを測定したラマンスペクトルから差し引いてもよい。例えば、分析が開始され分離カラム８からの溶出液のラマンスペクトルが測定された直後に、そのときの移動相の組成を割り出してバックグランドを計算してそのバックグランドを分析条件等によって補正し、測定した溶出液のラマンスペクトルからバックグランドを差し引いてもよい。また、分析が終了した後で、分析中の各時間帯におけるバックグランドを事後的に計算し、分析で得られた溶出液のラマンスペクトルから対応する時間帯のバックグランドを差し引いてもよい。 In the above explanation, the background for each time period is determined in advance before the analysis begins, but the present invention is not limited to this. The background may be calculated during or after the analysis and subtracted from the measured Raman spectrum. For example, immediately after the analysis begins and the Raman spectrum of the eluate from separation column 8 is measured, the composition of the mobile phase at that time may be determined to calculate the background, and the background may be corrected based on the analysis conditions, etc., and then subtracted from the measured Raman spectrum of the eluate. Alternatively, after the analysis is completed, the background for each time period during the analysis may be calculated retrospectively, and the background for the corresponding time period may be subtracted from the Raman spectrum of the eluate obtained in the analysis.
上記の説明では、グラジエント分析を前提として説明しているが、移動相を構成する複数の液体の混合比率が時間的に変化せずに一定であってもよい。その場合には、分析が開始されてから終了するまでのバックグランドが一定になるだけであり、バックグランドを計算によって求めておくことに変わりはない。 The above explanation assumes gradient analysis, but the mixing ratio of the multiple liquids that make up the mobile phase may remain constant over time. In that case, the background will simply be constant from the start to the end of the analysis; the background will still be calculated.
すなわち、本発明に係る分析装置の実施形態は以下のとおりである。 That is, embodiments of the analytical device according to the present invention are as follows:
本発明に係る分析装置の一実施形態では、複数種類の液体の混合液を溶媒とする溶液を供給する溶液供給部と、前記溶液供給部により供給される前記溶液が内部を流れるフローセルを備え、前記フローセルを流れている前記溶液についての光学的特性を測定する検出器と、前記複数種類の液体のそれぞれの前記光学的特性に関する特性情報を保持する特性保持部と、前記光学的特性が測定された前記溶液中の前記溶媒を構成している前記複数種類の液体の混合比率を予め設定された分析条件から割り出し、割り出した前記混合比率と前記特性保持部に保持されている前記特性情報とを用いて前記光学的特性が測定された前記溶液中の前記溶媒の前記光学的特性をバックグランドとして計算し、前記溶液の前記光学的特性から前記バックグランドを差し引くことによって、前記溶液中の溶質の前記光学的特性を算出するように構成された演算処理部と、を備えている。 One embodiment of the analytical device according to the present invention includes a solution supply unit that supplies a solution containing a mixture of multiple liquids as a solvent; a flow cell through which the solution supplied by the solution supply unit flows and a detector that measures the optical properties of the solution flowing through the flow cell; a characteristic storage unit that stores characteristic information related to the optical properties of each of the multiple liquids; and an arithmetic processing unit configured to: determine, from preset analytical conditions, the mixing ratio of the multiple liquids that constitute the solvent in the solution whose optical properties have been measured; use the determined mixing ratio and the characteristic information stored in the characteristic storage unit to calculate the optical properties of the solvent in the solution whose optical properties have been measured as a background; and calculate the optical properties of the solute in the solution by subtracting the background from the optical properties of the solution.
本発明に係る分析装置の上記一実施形態の第１態様では、前記溶液供給部は、前記溶媒を送液する送液装置、前記送液装置により送液される前記溶媒中に試料を注入するインジェクタ、及び前記インジェクタにより前記溶媒中に注入された試料に含まれる複数の成分を互いに分離するための分離カラムを備えており、前記分離カラムによって分離された個々の成分を前記溶質とする溶液を前記検出器の前記フローセルへ供給するものである。このような態様により、液体クロマトグラフィによって他の成分から分離された目的成分を溶質とする溶液をフローセル中で流しながら目的成分の光学的特性を測定することができる。 In a first aspect of the above embodiment of the analytical device according to the present invention, the solution supply unit includes a liquid delivery device that delivers the solvent, an injector that injects a sample into the solvent delivered by the liquid delivery device, and a separation column that separates multiple components contained in the sample injected into the solvent by the injector, and supplies a solution containing the individual components separated by the separation column as solutes to the flow cell of the detector. In this manner, the optical properties of the target component can be measured while a solution containing the target component as solute, separated from other components by liquid chromatography, is flowed through the flow cell.
上記第１態様において、前記分析条件は、前記送液装置によって送液される前記溶媒を構成する前記複数種類の液体の混合比率を時間的に変化させるためのグラジエントプログラムを含むことができる。これにより、液体クロマトグラフィにおいてグラジエント分析を実行する場合にも、溶媒の組成の時間的な変化に応じてバックグランドを時間的に変化させることができ、それによって、目的成分の光学的特性を正確に測定することができる。 In the first aspect described above, the analysis conditions can include a gradient program for changing over time the mixing ratio of the multiple types of liquids that make up the solvent delivered by the liquid delivery device. This allows the background to be changed over time in accordance with changes over time in the solvent composition, even when performing gradient analysis in liquid chromatography, thereby enabling accurate measurement of the optical properties of the target component.
上記の場合、前記分析条件は、前記送液装置による送液流量、及び、前記送液装置から前記フローセルまでの前記溶液の流通経路内の容量であるシステム容量を含み、前記演算処理部は、前記送液流量及び前記システム容量に基づいて、前記光学的特性が測定された前記溶液中の前記溶媒を構成する前記複数種類の液体の混合比率を割り出すように構成することができる。これにより、バックグランドの正確性が向上する。 In the above case, the analysis conditions include the liquid delivery flow rate by the liquid delivery device and the system capacity, which is the volume within the solution distribution path from the liquid delivery device to the flow cell, and the arithmetic processing unit can be configured to calculate the mixing ratio of the multiple types of liquids that make up the solvent in the solution whose optical properties were measured based on the liquid delivery flow rate and the system capacity. This improves the accuracy of the background.
本発明に係る分析装置の上記一実施形態の第２態様では、前記演算処理部は、分析開始前から前記溶媒のみが前記フローセルを流れる所定のタイミングで前記検出器により測定された前記溶媒についての前記光学的特性の強度を用いて、前記計算によって求めた前記バックグランドの規格化を行なうように構成されている。このような態様により、より正確なバックグランドが得られ、目的成分の光学的特性の測定精度が向上する。 In a second aspect of the above embodiment of the analytical device of the present invention, the arithmetic processing unit is configured to normalize the background obtained by the calculation using the intensity of the optical property of the solvent measured by the detector at a predetermined timing before the start of analysis when only the solvent flows through the flow cell. This aspect allows for a more accurate background to be obtained, improving the measurement accuracy of the optical property of the target component.
本発明に係る分析装置の上記一実施形態の第３態様では、前記検出器は、前記光学的特性としてラマンスペクトルを測定するラマン分光光度計であり、前記特性保持部は前記複数種類の液体のそれぞれのラマンスペクトルを保持する。 In a third aspect of the above embodiment of the analytical device according to the present invention, the detector is a Raman spectrophotometer that measures a Raman spectrum as the optical property, and the property storage unit stores the Raman spectrum of each of the multiple types of liquids.
上記第３態様において、前記ラマンスペクトルに影響を与える特定の分析条件と前記特定の分析条件による前記ラマンスペクトルに対する影響の大きさとの相関関係を示す補正データを保持する補正データ保持部をさらに備えることができ、前記演算処理部は、前記補正データに基づいて前記バックグランドを補正し、前記溶液の前記光学的特性から補正後の前記バックグランドを差し引いて当該溶液中の前記溶質の前記光学的特性を求めるように構成することができる。これにより、ラマンスペクトルの変動要因となる特定の分析条件を考慮したバックグランドを測定に使用することができ、目的成分の光学的特性の測定精度が向上する。 The third aspect above can further include a correction data storage unit that stores correction data indicating the correlation between specific analytical conditions that affect the Raman spectrum and the magnitude of the effect of the specific analytical conditions on the Raman spectrum, and the calculation processing unit can be configured to correct the background based on the correction data and subtract the corrected background from the optical properties of the solution to determine the optical properties of the solute in the solution. This allows a background that takes into account the specific analytical conditions that cause fluctuations in the Raman spectrum to be used in the measurement, improving the measurement accuracy of the optical properties of the target component.
上記の場合、前記特定の分析条件は、前記フローセルを流れる前記溶液の温度、及び／又は、ｐＨとすることができ、前記補正データ保持部は、前記溶液の温度、溶媒の種類、励起光波長、及び／又は、ｐＨの値と前記ラマンスペクトル内のピーク位置のシフト量との相関関係を前記補正データとして保持することができる。 In the above case, the specific analysis condition can be the temperature and/or pH of the solution flowing through the flow cell, and the correction data storage unit can store, as the correction data, the correlation between the temperature, type of solvent, excitation light wavelength, and/or pH value of the solution and the amount of shift in peak position in the Raman spectrum.
１ 液体クロマトグラフ（分析装置）
２ 分析流路
４ 送液装置
６ インジェクタ
８ 分離カラム
９ オーブン
１０ 検出器
１２ 制御部
１４ 管理装置
１６ フローセル
１８ 光源
２０ センサ
２２ 演算処理部
２４ 特性保持部
２６ 補正データ保持部
２８ 分析条件保持部
３０ ディスプレイ
1. Liquid chromatograph (analytical device)
2 Analysis flow path 4 Liquid delivery device 6 Injector 8 Separation column 9 Oven 10 Detector 12 Control unit 14 Management device 16 Flow cell 18 Light source 20 Sensor 22 Arithmetic processing unit 24 Characteristics storage unit 26 Correction data storage unit 28 Analysis condition storage unit 30 Display
Claims (8)
前記溶液供給部により供給される前記溶液が内部を流れるフローセルを備え、前記フローセルを流れている前記溶液についての光学的特性を測定する検出器と、
前記複数種類の液体のそれぞれの前記光学的特性に関する特性情報を保持する特性保持部と、
前記光学的特性が測定された前記溶液中の前記溶媒を構成している前記複数種類の液体の混合比率を予め設定された分析条件から割り出し、割り出した前記混合比率と前記特性保持部に保持されている前記特性情報とを用いて前記光学的特性が測定された前記溶液中の前記溶媒の前記光学的特性をバックグランドとして計算し、前記溶液の前記光学的特性から前記バックグランドを差し引くことによって、前記溶液中の前記溶質の前記光学的特性を算出するように構成された演算処理部と、を備えている、分析装置。 a solution supply unit that supplies a solution containing a solute and a solvent, the solvent being a mixture of a plurality of types of liquid;
a detector including a flow cell through which the solution supplied by the solution supply unit flows, the detector measuring optical characteristics of the solution flowing through the flow cell;
a characteristic storage unit that stores characteristic information regarding the optical characteristics of each of the plurality of types of liquid;
an arithmetic processing unit configured to: determine a mixing ratio of the multiple types of liquids constituting the solvent in the solution whose optical properties have been measured from predetermined analysis conditions; calculate the optical properties of the solvent in the solution whose optical properties have been measured as a background using the determined mixing ratio and the property information stored in the property storage unit; and calculate the optical properties of the solute in the solution by subtracting the background from the optical properties of the solution.
前記演算処理部は、前記送液流量及び前記システム容量に基づいて、前記光学的特性が測定された前記溶液中の前記溶媒を構成する前記複数種類の液体の混合比率を割り出すように構成されている、請求項３に記載の分析装置。 the analysis conditions include a liquid delivery flow rate by the liquid delivery device and a system capacity which is a capacity in a distribution path of the solution from the liquid delivery device to the flow cell;
4. The analytical device according to claim 3, wherein the calculation processing unit is configured to calculate a mixing ratio of the plurality of types of liquids constituting the solvent in the solution whose optical characteristics have been measured, based on the liquid delivery flow rate and the system capacity.
前記特性保持部は前記複数種類の液体のそれぞれのラマンスペクトルを保持する、請求項１から５のいずれか一項に記載の分析装置。 the detector is a Raman spectrophotometer that measures a Raman spectrum as the optical property;
The analytical device according to claim 1 , wherein the characteristic storage unit stores Raman spectra of the plurality of types of liquids.
前記演算処理部は、前記補正データに基づいて前記バックグランドを補正し、前記溶液の前記光学的特性から補正後の前記バックグランドを差し引いて当該溶液中の前記溶質の前記光学的特性を求めるように構成されている、請求項６に記載の分析装置。 a correction data storage unit that stores correction data indicating a correlation between specific analytical conditions that affect the Raman spectrum and the magnitude of the effect of the specific analytical conditions on the Raman spectrum,
7. The analytical device according to claim 6, wherein the calculation processing unit is configured to correct the background based on the correction data, and to obtain the optical properties of the solute in the solution by subtracting the corrected background from the optical properties of the solution.
前記補正データ保持部は、前記溶液の温度、溶媒の種類、励起光波長、及び／又は、ｐＨの値と前記ラマンスペクトル内のピーク位置のシフト量との相関関係を前記補正データとして保持する、請求項７に記載の分析装置。
the specific analysis conditions are a temperature, a type of solvent, an excitation light wavelength, and/or a pH of the solution flowing through the flow cell;
8. The analytical instrument according to claim 7, wherein the correction data storage unit stores, as the correction data, a correlation between a temperature, a type of solvent, an excitation light wavelength, and/or a pH value of the solution and a shift amount of a peak position in the Raman spectrum.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022006148A JP7793995B2 (en) | 2022-01-19 | 2022-01-19 | Analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022006148A JP7793995B2 (en) | 2022-01-19 | 2022-01-19 | Analyzer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023105369A JP2023105369A (en) | 2023-07-31 |
| JP7793995B2 true JP7793995B2 (en) | 2026-01-06 |
Family
ID=87468871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022006148A Active JP7793995B2 (en) | 2022-01-19 | 2022-01-19 | Analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7793995B2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014119401A (en) | 2012-12-19 | 2014-06-30 | Hitachi High-Technologies Corp | Control data transmission method for system conversion between liquid chromatograph apparatuses |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6024447A (en) * | 1983-07-20 | 1985-02-07 | Japan Spectroscopic Co | High performance liquid chromatography quantitative analytical method and apparatus using multi-wavelength simultaneous detection |
| JP2882836B2 (en) * | 1990-02-19 | 1999-04-12 | 株式会社日立製作所 | Liquid chromatographic analysis method and the analyzer |
-
2022
- 2022-01-19 JP JP2022006148A patent/JP7793995B2/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014119401A (en) | 2012-12-19 | 2014-06-30 | Hitachi High-Technologies Corp | Control data transmission method for system conversion between liquid chromatograph apparatuses |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023105369A (en) | 2023-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103765207B (en) | Chromatographic data processing device and processing method | |
| JP5665863B2 (en) | Test method and apparatus for checking the function of a mass spectrometer and method and apparatus for compensating for ion yield fluctuations in mass spectrometry | |
| US20110302997A1 (en) | Liquid chromatograph apparatus | |
| US20110239860A1 (en) | Apparatus and method for controlling constant mass flow to gas chromatography column | |
| US6138082A (en) | Standardizing between analytical instruments | |
| EP2096426B1 (en) | Method for determining average properties of molecules in solution by injection into a flowing solvent | |
| US20140095082A1 (en) | Expanded linear range by use of two flow cell detectors with long and short path | |
| JP6256216B2 (en) | Spectrometer, liquid chromatograph and spectrometer wavelength calibration method | |
| US20160033457A1 (en) | Chromatogram data processing device and processing method | |
| CN107490632A (en) | The detector output valve of liquid chromatograph and liquid chromatograph changes bearing calibration | |
| CN113237986B (en) | Liquid Chromatograph and Method for Performing Analysis | |
| JP7793995B2 (en) | Analyzer | |
| Yu et al. | A chemometric-assisted method for the simultaneous determination of malachite green and crystal violet in water based on absorbance–pH data generated by a homemade pH gradient apparatus | |
| JP2012163476A (en) | Content determination method in gas chromatography | |
| JP4861107B2 (en) | Chromatograph apparatus and analysis method | |
| JP2007064977A (en) | System and method for aligning features | |
| JP6237510B2 (en) | Chromatograph data processing apparatus, data processing method, and chromatographic analysis system | |
| JP6992892B2 (en) | A liquid chromatograph having a method for measuring the concentration accuracy of a gradient liquid feed and a function for carrying out the method. | |
| JP7069537B2 (en) | Spectral data processing equipment | |
| JP7800221B2 (en) | Analysis method using a spectrometer | |
| RU2468363C1 (en) | Flow chromatograph | |
| JP7663063B2 (en) | Chromatogram waveform processing device and chromatogram waveform processing method | |
| US11874230B2 (en) | Augmented Raman analysis using absolute Raman | |
| Lam | Performance verification of HPLC | |
| JP2002311009A (en) | Chromatographic preparative equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20241018 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20241018 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250827 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250902 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20251027 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20251118 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20251201 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7793995 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |