[发明专利]色谱数据处理方法以及装置

权利要求书

1.一种色谱数据处理方法，是对针对作为测定对象的试样收集到的、具有时间、信号强度以及第三维度的三维色谱数据进行处理的色谱数据处理方法，将峰模型函数的拟合分为两个阶段的步骤来进行，由此将在分别以时间和信号强度为轴的色谱上重叠的、源自所述试样中含有的多个成分的峰进行分离，该色谱数据处理方法的特征在于，包括以下步骤：

a)数据分配步骤，基于与分别以时间和信号强度为轴的色谱的波形形状以及分别以第三维度和信号强度为轴的频谱的波形形状有关的波形形状模型，将所提供的三维色谱数据分配给一个或多个成分，求出每个成分的三维色谱数据，其中，该波形形状模型是预先提供的估计结果和通过后述拟合执行步骤得到的估计结果中的某一个；

b)拟合执行步骤，通过对根据通过所述数据分配步骤得到的每个成分的三维色谱数据求出的色谱和频谱分别进行色谱波形形状的拟合和频谱波形形状的拟合，来对与各成分对应的波形形状模型的参数进行修正，并通过重复执行第一步骤和第二步骤来提高拟合的似然度，其中，在所述第一步骤中，在设色谱波形形状正确的假设下通过最小二乘法来求出频谱波形，在所述第二步骤中，在设频谱波形形状正确的假设下通过最小二乘法来求出色谱波形；以及

c)含有成分判定步骤，将所述数据分配步骤和所述拟合执行步骤重复执行既定次数或者重复执行到能够视作解已收敛为止，之后，以提取或强调与在此时得到的各成分所对应的频谱正交的频谱成分的方式对所提供的三维色谱数据进行过滤处理，基于该过滤后的数据中出现的峰状波形的高度，来判定所述试样是否还含有另外的成分。

2.根据权利要求1所述的色谱数据处理方法，其特征在于，

在所述含有成分判定步骤中判定为所述试样含有另外的成分时，将所述过滤后的数据中出现的峰状波形作为要追加的该另外的成分的色谱波形形状的初始值来供于所述数据分配步骤的处理。

3.根据权利要求1或2所述的色谱数据处理方法，其特征在于，

在所述数据分配步骤中，根据用于峰分离处理的步骤的重复次数或解的收敛度来在比例分配与均等分配之间切换，在所述比例分配中，根据各测定点的理论值的强度比来分配从所提供的三维色谱数据减去基于各色谱波形和各频谱波形计算出的信号强度的理论值而求出的残差信号，在所述均等分配中，将该残差信号均等地分配给各成分。

4.根据权利要求1或2所述的色谱数据处理方法，其特征在于，

在所述数据分配步骤中，根据利用与各成分对应的频谱的线性加权和进行的最小二乘近似，来分配从所提供的三维色谱数据减去基于各色谱波形和各频谱波形计算出的信号强度的理论值而求出的残差信号。

5.根据权利要求4所述的色谱数据处理方法，其特征在于，

在进行最小二乘近似时，使用残差信号的大小或各成分的信号强度的理论值的大小、或者这两方来限制对各成分的频谱赋予的权重。

6.根据权利要求1或2所述的色谱数据处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：

d)估计步骤，用于求出将各成分的色谱波形以任意的比率进行相加后得到的色谱波形，基于该色谱波形上的强度与信号强度的理论值之间的差异，来估计通过所述数据分配步骤和所述拟合执行步骤所执行的EM算法得到的解的稳定性。

7.根据权利要求1或2所述的色谱数据处理方法，其特征在于，

在所述拟合执行步骤中，利用收录有将峰宽度、峰高度进行标准化后得到的色谱波形的数据库，从该数据库选择最佳的色谱波形来使用。

8.根据权利要求1或2所述的色谱数据处理方法，其特征在于，

基于以所述过滤后的数据为矩阵来进行主成分分析所得到的固有值的各要素的大小的比率，判定所述峰状波形是否因检测器的线性劣化所引起，在估计为所述峰状波形因线性劣化所引起时，做出不存在要追加的成分的结论。

9.一种色谱数据处理装置，用于执行根据权利要求1～8中的任一项所述的色谱数据处理方法，对针对作为测定对象的试样收集到的、具有时间、信号强度以及第三维度的三维色谱数据进行处理，该色谱数据处理装置将峰模型函数的拟合分为两个阶段的步骤来进行，由此将在分别以时间和信号强度为轴的色谱上重叠的、源自所述试样中含有的多个成分的峰进行分离，该色谱数据处理装置的特征在于，具备：

a)数据分配部，其基于与分别以时间和信号强度为轴的色谱的波形形状以及分别以第三维度和信号强度为轴的频谱的波形形状有关的波形形状模型，将所提供的三维色谱数据分配给一个或多个成分，求出每个成分的三维色谱数据，其中，该波形形状模型是预先提供的估计结果和通过后述拟合执行部得到的估计结果中的某一个；

b)拟合执行部，其通过对根据通过所述数据分配部得到的每个成分的三维色谱数据求出的色谱和频谱分别进行色谱波形形状的拟合和频谱波形形状的拟合，来对与各成分对应的波形形状模型的参数进行修正，并通过重复执行第一步骤和第二步骤来提高拟合的似然度，其中，在所述第一步骤中，在设色谱波形形状正确的假设下通过最小二乘法来求出频谱波形，在所述第二步骤中，在设频谱波形形状正确的假设下通过最小二乘法来求出色谱波形；以及

c)含有成分判定部，其将所述数据分配部的处理和所述拟合执行部的处理重复执行既定次数或者重复执行到能够视作解已收敛为止，之后，以提取或强调与在此时得到的各成分所对应的频谱正交的频谱成分的方式对所提供的三维色谱数据进行过滤处理，基于该过滤后的数据中出现的峰状波形的高度，来判定所述试样是否还含有另外的成分。