(57)【要約】二次元液体クロマトグラフシステムは、一次元目分析部と、二次元目分析部と、二次元目送液装置と、分画導入部と、シフトグラジエントプログラム作成部と、送液制御部と、シフトタイミング調整部と、を備えている。シフトグラジエントプログラム作成部は、前記二次元目送液装置にシフトグラジエント送液を実行させるためのシフトグラジエントプログラムを作成するように構成されている。シフトタイミング調整部は、前記シフトグラジエントプログラム作成部により作成されたシフトグラジエントプログラムにおける各段階へのシフトタイミングを、当該分析対象試料について前記一連の分析動作前に前記一次元目検出器により取得された予備クロマトグラムに基づいて調整するように構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次元目分析用移動相が流れる一次元目分析流路、前記一次元目分析流路中に試料を注入するように構成された試料注入部、前記一次元目分析流路上に設けられて前記試料注入部により注入された試料を成分ごとに分離する一次元目分析カラム、及び前記一次元目分析流路上における前記一次元目分析カラムよりも下流に設けられ、前記一次元目分析カラムからの溶出液に基づくクロマトグラムを取得するための一次元目検出器を有する一次元目分析部と、
二次元目分析流路、前記二次元目分析流路上に設けられた二次元目分析カラム、及び前記二次元目分析カラムで分離した試料成分を検出するための二次元目検出器を有する二次元目分析部と、
前記二次元目分析流路中において二次元目分析用移動相を送液する二次元目送液装置と、
前記一次元目分析カラムからの溶出液を複数のモジュレーションに分割して前記二次元目分析流路中に連続的に導入するように構成された分画導入部と、
分析対象試料についての一連の分析動作中に、前記二次元目送液装置に、前記二次元目分析用移動相の組成を時間的に変化させるグラジエント送液を複数回にわたって繰り返すとともに前記グラジエント送液のグラジエントプロファイルを段階的に変化させるシフトグラジエント送液を実行させるためのシフトグラジエントプログラムを作成するように構成されたシフトグラジエントプログラム作成部と、
前記シフトグラジエントプログラム作成部により作成されたシフトグラジエントプログラムに基づいた前記シフトグラジエント送液を前記二次元目送液装置が実行するように前記二次元目送液装置の動作を制御するように構成された送液制御部と、
前記シフトグラジエントプログラム作成部により作成されたシフトグラジエントプログラムにおいて異なるグラジエントプロファイルをもつグラジエント送液の段階へのシフトタイミングを、当該分析対象試料について前記一連の分析動作前に前記一次元目検出器により取得された予備クロマトグラムに基づいて調整するように構成されたシフトタイミング調整部と、を備えている二次元液体クロマトグラフシステム。
【請求項２】
情報表示を行なう表示装置を備え、
前記シフトタイミング調整部は、前記予備クロマトグラムを前記表示装置に表示し、当該予備クロマトグラム上においてユーザにより指定されたタイミングを前記シフトタイミングとするように構成されている、請求項１に記載の二次元液体クロマトグラフシステム。
【請求項３】
前記シフトタイミング調整部は、前記分画導入部による複数の前記モジュレーションへの分割タイミングを前記予備クロマトグラムに重ねて前記表示装置に表示するように構成されている、請求項２に記載の二次元液体クロマトグラフシステム。
【請求項４】
前記分画導入部は、複数のサンプルループを備え、いずれか１つの前記サンプルループを前記一次元目分析カラムの下流に接続して前記一次元目分析カラムからの溶出液の一部を１つの前記モジュレーションとしてそのサンプルループに捕捉すると同時に、前記一次元目分析カラムの下流に接続されていない１つの前記サンプルループを前記二次元目分析流路に接続し、そのサンプルループに捕捉されていた前記モジュレーションを前記二次元目分析流路中に導入する動作を、前記サンプルループを切り替えながら連続的に行なうものである、請求項１から３のいずれか一項に記載の二次元液体クロマトグラフシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の分離分析を行なう一次元目分析部と、一次元目分析部の分析カラムから溶出した試料成分のさらなる分析を行なう二次元目分析部と、を備えた二次元液体クロマトグラフシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体クロマトグラフを用いた分析をより詳細に行なうために、二次元液体クロマトグラフシステムが用いられる場合がある。二次元液体クロマトグラフシステムは、一次元目の分析カラム（以下、一次元目分析カラム）を用いて試料の一次元目分析を行なった後、一次元目分析カラムからの溶出液を二次元目の分析カラム（以下、二次元目分析カラム）へ導いて二次元目分析を行なうように構成されたものである。【０００３】
二次元液体クロマトグラフシステムでは、一次元目分析カラムからの溶出液を連続的に二次元目分析カラムへ導くために、一次元目分析カラムからの溶出液の一部をモジュレーションとして捕捉する２つのサンプルループを用いる。切替バルブによってサンプルループを交互に連続的に切り替えながら一次元目分析カラムの下流に接続し、一方のサンプルループを一次元目分析カラムの下流に接続している間に他方のサンプルループを二次元目分析カラムに接続する。二次元目分析カラムに接続されたサンプルループの上流からは、二次元目の分離分析を行なうための移動相が送液される。これにより、一次元目分析カラムからの溶出液が複数のモジュレーションに分割され、各モジュレーションが順次連続的に二次元目分析カラムへ導入される。【０００４】
このような二次元液体クロマトグラフシステムでは、二次元目分析をより効率よく行なうために、二次元目の分離分析用の移動相（以下、二次元目分析用移動相）の組成を時間的に変化させるグラジエント送液を複数回にわたって繰り返すとともに、グラジエント送液のグラジエントプロファイルを段階的に変化させる場合がある。このように繰り返されるグラジエント送液のグラジエントプロファイルを段階的に変化させることをシフトグラジエント送液という。シフトグラジエント送液を行なう場合には、一定時間ごとにグラジエント送液がグラジエントプロファイルの異なる次の段階へシフトするようにグラジエントプログラムが作成される。グラジエントプロファイルとは、グラジエント送液における移動相の初期濃度や最終濃度などである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、二次元液体クロマトグラフシステムでは、一次元目分析カラムからの溶出液を捕捉するサンプルループを一定時間ごとに切り替えて複数のモジュレーションに分割し、二次元目分析カラムへ導入している。このため、一次元目分析カラムで分離されて一次元目分析カラムから溶出した同一の試料成分が２以上のモジュレーションに分割されることがある。【０００６】
同一の試料成分が２以上のモジュレーションに分割された場合、同一の試料成分を含むモジュレーションが二次元目分析用移動相のシフトグラジエント送液の段階がシフトするタイミングで二次元目分析カラムに導入されることがある。【０００７】
シフトグラジエント送液の段階がシフトすると、グラジエントの初期濃度等が変化する。このため、同一の試料成分を含むモジュレーションがシフトグラジエント送液の段階がシフトするタイミングで二次元目分析カラムに導入されると、同一の試料成分を含むモジュレーションであるにも拘わらず、互いに異なるグラジエントプロファイルで二次元目の分析が行われてしまい、各モジュレーションに含まれる試料成分の二次元目分析カラムでの保持時間に差が生じ、二次元目分析の結果に悪影響を与える。【０００８】
そこで、本発明は、同一試料成分を含む複数のモジュレーションが存在する場合でも、それらのモジュレーションに含まれる試料成分について同じグラジエント送液条件下において二次元目の分離分析が行なわれるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る二次元液体クロマトグラフシステムは、一次元目分析部と、二次元目分析部と、二次元目送液装置と、分画導入部と、シフトグラジエントプログラム作成部と、送液制御部と、シフトタイミング調整部と、を備えている。【００１０】
一次元目分析部は、一次元目分析用移動相が流れる一次元目分析流路、前記一次元目分析流路中に試料を注入するように構成された試料注入部、前記一次元目分析流路上に設けられて前記試料注入部により注入された試料を成分ごとに分離する一次元目分析カラム、及び前記一次元目分析流路上における前記一次元目分析カラムよりも下流に設けられ、前記一次元目分析カラムからの溶出液に基づくクロマトグラムを取得するための一次元目検出器を有する。【００１１】
二次元目分析部は、二次元目分析流路、前記二次元目分析流路上に設けられた二次元目分析カラム、及び前記二次元目分析カラムで分離した試料成分を検出するための二次元目検出器を有する。【００１２】
二次元目送液装置は、前記二次元目分析流路中において二次元目分析用移動相を送液する。【００１３】
分画導入部は、前記一次元目分析カラムからの溶出液を複数のモジュレーションに分割して前記二次元目分析流路中に連続的に導入するように構成されている。【００１４】
シフトグラジエントプログラム作成部は、分析対象試料についての一連の分析動作中に、前記二次元目送液装置に、前記二次元目分析用移動相の組成を時間的に変化させるグラジエント送液を複数回にわたって繰り返すとともに前記グラジエント送液のグラジエントプロファイルを段階的に変化させるシフトグラジエント送液を実行させるためのシフトグラジエントプログラムを作成するように構成されている。【００１５】
送液制御部は、前記シフトグラジエントプログラム作成部により作成されたシフトグラジエントプログラムに基づいた前記シフトグラジエント送液を前記二次元目送液装置が実行するように前記二次元目送液装置の動作を制御するように構成されている。【００１６】
シフトタイミング調整部は、前記シフトグラジエントプログラム作成部により作成されたシフトグラジエントプログラムにおいて異なるグラジエントプロファイルをもつグラジエント送液の段階へのシフトのタイミング（以下、シフトタイミング）を、当該分析対象試料について前記一連の分析動作前に前記一次元目検出器により取得された予備クロマトグラムに基づいて調整するように構成されている。【００１７】
本発明の好ましい実施形態では、情報表示を行なう表示装置をさらに備え、前記シフトタイミング調整部は、前記予備クロマトグラムを前記表示装置に表示し、当該予備クロマトグラム上においてユーザにより指定されたタイミングを前記シフトタイミングとするように構成されている。これにより、ユーザが予備クロマトグラムを参照しながら各段階へシフトさせるタイミングを指定することができるので、シフトタイミングの調整が容易になる。【００１８】
本発明のさらに好ましい実施形態では、前記シフトタイミング調整部は、前記分画導入部による複数の前記モジュレーションへの分割タイミングを前記予備クロマトグラムに重ねて前記表示装置に表示するように構成されている。これにより、ユーザは一次元目分析カラムからの溶出液がどのように複数のモジュレーションに分割されるかをクロマトグラムとともに視認することができるようになるので、シフトタイミングの調整がさらに容易になる。【００１９】
前記分画導入部の一実施形態として、複数のサンプルループを備え、いずれか１つの前記サンプルループを前記一次元目分析カラムの下流に接続して前記一次元目分析カラムからの溶出液の一部を１つの前記モジュレーションとしてそのサンプルループに捕捉すると同時に、前記一次元目分析カラムの下流に接続されていない１つの前記サンプルループを前記二次元目分析流路に接続し、そのサンプルループに捕捉されていた前記モジュレーションを前記二次元目分析流路中に導入する動作を、前記サンプルループを切り替えながら連続的に行なうものが挙げられる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る二次元液体クロマトグラフシステムでは、シフトグラジエント送液のシフトタイミングを分析対象試料についての予備クロマトグラムに基づいて調整することができるように構成されているので、同一試料成分を含む複数のモジュレーションが存在する場合でも、それらのモジュレーションに対して同一のグラジエントプロファイルをもつグラジエント送液を行なうようにシフトグラジエントプログラムを修正することが可能になる。これにより、複数のモジュレーションに分割された同一の試料成分について、確実に、同一のグラジエント送液条件下で二次元目の分離分析が行われるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】二次元液地帯クロマトグラフシステムの一実施例を示す概略構成図である。
【図２】同実施例の一次元目分析部により得られるクロマトグラムの一例と調整前のグラジエントプログラムの一例を示す図である。
【図３】同クロマトグラムと調整後のシフトグラジエントプログラムの一例を示す図である。
【図４】同クロマトグラムと調整後のシフトグラジエントプログラムの他の例を示す図である。
【図５】シフトグラジエントプログラムを調整せずに得られる二次元液体クロマトグラフの分析データの一例である。
【図６】シフトグラジエントプログラムを調整して得られる二次元液体クロマトグラフの分析データの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、二次元液体クロマトグラフシステムの一実施例について、図面を用いて説明する。
【００２３】
図１は二次元液体クロマトグラフシステムの概略的構成を示す。
【００２４】
この実施例の二次元液体クロマトグラフシステムは、一次元目分析部２、二次元目分析部４、分画導入部６、二次元目送液装置８、演算制御装置１０及び表示部１２を備えている。
【００２５】
一次元目分析部２は一次元目分析を行なうためのものであり、一次元目分析流路１４、一次元目送液装置１６、試料注入部１８、一次元目分析カラム２０及び一次元目検出器２２を備えている。一次元目送液装置１６は一次元目分析流路１４中で移動相を送液するためのものである。試料注入部１８は、試料容器に収容された試料を自動的に採取して一次元目分析流路１４中に注入するように構成されている。一次元目分析カラム２０は一次元目分析流路１４上における試料注入部１８よりも下流に設けられ、試料注入部１８により注入された試料を成分ごとに分離する。一次元目検出器２２は一次元目分析カラム２０で分離された試料成分を検出するためのものであり、一次元目分析流路１４上における一次元目分析カラム２０よりも下流に設けられている。一次元目検出器２２で得られる検出信号は演算制御装置１０に取り込まれる。
【００２６】
一次元目分析部２の一次元目分析流路１４の下流端は分画導入部６の切替バルブ３０ａの１つのポートに接続されている。分画導入部６は、一次元目分析部２の一次元目検出器２２を経た一次元目分析カラムからの溶出液を複数のモジュレーションに分け、各モジュレーションを順次、二次元目分析部４へ導入するように構成されている。
【００２７】
分画導入部６は６つの接続ポートを有する切替バルブ３０ａ，３０ｂと２つのサンプルループ３２、３４を備えている。サンプルループ３２、３４のそれぞれの一端は、切替バルブ３０ａの接続ポートのうち、一次元目分析部２の一次元目分析流路１４が接続されているポートに隣接するポートに接続されており、一次元目分析流路１４の下流端がサンプルループ３２，３４のいずれか一方に接続されるようになっている。サンプルループ３２，３４のそれぞれの他端は、切替バルブ３０ｂの接続ポートのうち二次元目分析部４の二次元面分析流路２４が接続されているポートに隣接するポートに接続されており、二次元面分析流路２４の上流端がサンプルループ３２，３４のいずれか一方に接続されるようになっている。切替バルブ３０ａの他の接続ポートには、二次元目送液装置８によって送液される二次元目分析用移動相が流れる二次元目移動相送液流路３５も接続されている。
【００２８】
切替バルブ３０ａ，３０ｂは互いに同期して切り替えられ、一次元目分析流路１４の下流にサンプルループ３２を接続しながら二次元目移動相送液流路３５と二次元目分析流路２４とをサンプルループ３４を介して接続した状態（図１の状態）と、一次元目分析流路１４の下流にサンプルループ３４を接続しながら二次元目移動相送液流路３５と二次元目分析流路２４とをサンプルループ３２を介して接続した状態と、のいずれか一方の状態に切り替えることができる。
【００２９】
一次元目分析流路１４の下流に一方のサンプルループ３２又は３４が接続されると、一方のサンプルループ３２又は３４には一次元目分析カラム２０からの溶出液の一部がモジュレーションとして捕捉される。このとき、他方のサンプルループ３４又は３２は二次元目移動相送液流路３５と二次元目分析流路２４との間に接続され、そのサンプルループ３４又は３２に捕捉されていたモジュレーションが二次元目送液装置８によって送液される二次元目分析用移動相によって二次元目分析部４へ導入される。切替バルブ３０は一定時間ごとに一方の状態へ交互に切り替えられるようになっており、それによって一次元目分析カラム２０からの溶出液が複数のモジュレーションに分割されながら二次元目分析部４へ導入される。
【００３０】
なお、この実施例では、分画導入部６の機能が２つの切替バルブ３０ａ，３０ｂと２つのサンプルループ３２、３４によって実現されているが、本発明はこれに限定されない。切替バルブ３０ａ，３０ｂに代えて１つの切替バルブ（例えば、１０ポートバルブ）を用いてもよい。
【００３１】
二次元目分析部４の二次元目分析流路２４上には、二次元目の分析を行なうための二次元目分析カラム２６及び二次元目検出器２８が設けられている。二次元目検出器２８で得られる検出信号は演算制御装置１０に取り込まれる。
【００３２】
二次元目送液装置８は、少なくとも２種類の溶媒を送液する送液ポンプを備え、それらの溶媒を混合して二次元目分析用移動相として送液するように構成されている。二次元目送液装置８には送液ポンプの動作を制御する送液制御部３６が設けられている。送液制御部３６は、演算制御装置１０から提供されるシフトグラジエントプログラムに基づいて二次元目分析用移動相のシフトグラジエント送液を実行するように構成されている。シフトグラジエント送液とは、図２の下側のグラフに示されているような、二次元目分析用移動相の所定溶媒の濃度（図では移動相濃度と記載されている。）を時間的に変化させるグラジエント送液を繰り返すとともにグラジエント送液のグラジエントプロファイルを段階的に変更する送液方法である。図２の例では、分画導入部６によるモジュレーションへの分割タイミングに同期してグラジエント送液を繰り返すようにプログラムされている。
【００３３】
演算制御装置１０は、一次元目分析部２、分画導入部６、二次元目送液装置８の動作管理を行なう機能や、一次元目検出器２２の検出信号と二次元目検出器２８の検出信号に基づいて所定の演算処理（例えば、図２の上側に示されるようなクロマトグラムの作成や図５、図６に示されるような二次元マップの作成）を行なう機能を有する。演算制御装置１０は、シフトグラジエントプログラムを作成するシフトグラジエントプログラム作成部３８、シフトグラジエントプログラム作成部３８により作成されたシフトグラジエントプログラムのシフトタイミングを調整するように構成されたシフトタイミング調整部４０及び予備クロマトグラム保持部４２を備えている。
【００３４】
演算制御装置１０は、専用のコンピュータ又は汎用のパーソナルコンピュータによって実現されるものである。シフトグラジエントプログラム作成部３８とシフトタイミング調整部４０は、演算制御装置１０を実現するコンピュータにおいて所定のプログラムが実行されることにより得られる機能である。予備クロマトグラム保持部４２は演算制御装置１０を実現するコンピュータに設けられた記憶装置の一部の記憶領域によって実現される機能である。
【００３５】
表示部１２は演算制御装置１０に接続されており、演算制御装置１０は種々の情報を表示部１２に表示させることができる。
【００３６】
演算制御装置１０のグラジエントプログラム作成部３８は、ユーザによって入力された各段階の初期濃度、最終濃度に関する情報に基づいてシフトグラジエントプログラムを作成するように構成されている。シフトグラジエントプログラムは、図２の下側のグラフに示されているように、グラジエント送液のグラジエントプロファイルが所定のタイミングでシフトしていくように作成される。
【００３７】
シフトタイミング調整部４０は、グラジエントプログラム作成部３８によって作成されたシフトグラジエントプログラムの各段階へのシフトタイミングをユーザによって指定されたタイミングに調整するように構成されている。
【００３８】
シフトタイミング調整部４０は、その機能が有効になると、分析対象試料について予備的に行なわれた一次元目分析部２による分析により取得されたクロマトグラム（これを予備クロマトグラムという）とともに、分画導入部６によって各モジュレーションに分割されるタイミング、すなわち分画導入部６の切替バルブ３０が切り替えられるタイミングを表示部１２に表示する。図２では、分画導入部６によって各モジュレーションに分割されるタイミングが破線で示されている。予備クロマトグラムは予備クロマトグラム保持部４２に保持されている。シフトタイミング調整部３８は、表示部１２に表示された予備クロマトグラム上の任意のシフトタイミング又はシフトさせないタイミングをユーザに指定させる。
【００３９】
図２は予備クロマトグラムに現れた１つのピーク部分を示している。この予備クロマトグラムの１つのピークは２つのモジュレーションＭ１とＭ２に分割されることになる。初期の（調整前の）シフトグラジエントプログラムでは、図２下段に示されているように、同一のピーク成分を含む２つのモジュレーションＭ１、Ｍ２に対して互いに異なるグラジエントプロファイルをもつグラジエント送液がなされるようになっている。このようなシフトグラジエントプログラムでは、同じピーク成分であるにもかかわらず、モジュレーションＭ１に含まれる成分とモジュレーションＭ２に含まれる成分とで異なるグラジエントプロファイルによって二次元目の分析がなされてしまい、二次元目分析カラム２６の保持時間が変わってしまう虞がある。このような現象が生じると、一次元目検出器２２の検出信号と二次元目検出器２８の検出信号に基づいて作成される二次元マップが、図５のピーク３のように歪な形状となってしまい、目的成分の定性や定量の信頼性が損なわれる。
【００４０】
なお、図２下段のグラフは、同図上段のクロマトグラムを有する一次元目分析部２からの溶出液に供給される二次元目分析用移動相の所定溶媒の濃度（移動相濃度）を示している。図３、図４の下段のグラフも同様である。また、図５の二次元マップは、横軸に一次元目分析カラム２０による保持時間、縦軸に二次元目分析カラム２６による保持時間をとり、各時間における検出器２２、２８の検出信号の強度を等高線で示したものである。
【００４１】
上記の問題を避けるために、シフトグラジエントプログラムのシフトタイミングを調整し、同一のピーク成分を含むモジュレーションに対しては同一のグラジエントプロファイルによるグラジエント送液がなされるようにする。図２でいえば、モジュレーションＭ１とＭ２との間でグラジエントプロファイルをシフトさせないようにし、モジュレーションＭ１とＭ２に対するグラジエント送液のグラジエントプロファイルを同一にする。
【００４２】
モジュレーションＭ１とＭ２に対するグラジエント送液のグラジエントプロファイルを同一にする場合、モジュレーションＭ２の後のモジュレーションに対するグラジエント送液には、図３下段のグラフに示されているように、モジュレーションＭ２に対して本来的に設定されていたグラジエントプロファイルを適用してもよい。この場合、全体の分析時間とモジュレーション数は、同一のピーク成分を含むモジュレーション数に応じて増えることとなる。
【００４３】
また、モジュレーションＭ１とＭ２に対するグラジエント送液のグラジエントプロファイルを同一にする場合、モジュレーションＭ２の後のモジュレーションに対するグラジエント送液には、図４下段のグラフに示されているように、当該モジュレーションに対して本来的に設定されていたグラジエントプロファイルをそのまま適用してもよい。この場合は、全体の分析時間やモジュレーション数は同一のピーク成分を含むモジュレーション数に関係なく初期設定時のままになる。
【００４４】
このようにシフトグラジエントプログラムを調整すれば、モジュレーションＭ１に含まれる成分とモジュレーションＭ２に含まれる成分を同一グラジエントプロファイルで二次元目分析を行なうことができる。これにより、ピーク３の二次元マップの等高線図が図６のように正常な形状となる。
【００４５】
上記のようなシフトグラジエントプログラムの調整は、ユーザが予備クロマトグラムに基づいて任意に行なうことができるようになっていてもよいし、同一のピーク成分を含むモジュレーションを演算制御装置１０が自動で認識し、それらのモジュレーションに対し同一のグラジエントプロファイルを適用するように構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
２      一次元目分析部
４      二次元目分析部
６      分画導入部
８      二次元目送液装置
１０      演算制御装置
１２      表示部
１４      一次元目分析流路
１６      一次元目送液装置
１８      試料注入部
２０      一次元目分析カラム
２２      一次元目検出器
２４      二次元目分析流路
２６      二次元目分析カラム
２８      二次元目検出器
３０      切替バルブ
３２、３４      サンプルループ
３５      二次元目移動相送液流路
３６      送液制御部
３８      シフトグラジエントプログラム作成部
４０      シフトタイミング調整部
４２      予備クロマトグラム保持部
【図１】
2019130460.tif 000003
【図２】
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【図３】
2019130460.tif 000005
【図４】
2019130460.tif 000006
【図５】
2019130460.tif 000007
【図６】
2019130460.tif 000008
【国際調査報告】
2019130460.tif 000009
2019130460.tif 000010
2019130460.tif 000011
2019130460.tif 000012