(57)【要約】  ＬＣ／ＭＳ、ＧＣ／ＭＳ等で収集した複数の試料に対するデータについて、情報を欠損することなく且つ少ない負荷で２次元テーブルの形式に変換することにより、効率的に多変量解析処理を行えるようにする。複数の試料のＬＣ／ＭＳ測定データを取得し、それぞれ抽出イオンクロマトグラム（ＸＩＣ）を作成したならば（Ｓ１、Ｓ２）、保持時間ずれ修正や波形処理等を行った後に（Ｓ３、Ｓ４）、ＸＩＣ毎に信号強度値を並べた１次元テーブルを作成する。そして１つの試料の複数のＸＩＣの１次元テーブルをm/zの順に連結して長い１次元テーブルを作成し（Ｓ５）、複数の試料の１次元テーブルを他の次元方向に並べることで２次元テーブルを作成する（Ｓ６）。
2012004855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に含まれる複数の成分を時間を分離要素とする１つの次元方向に分離する分離手段と、該分離手段により時間方向に成分分離された試料に対して時間以外の他の１つ又はそれ以上の分離要素の次元方向に分離してそれぞれ信号強度を取得する分析手段と、を具備する分析装置を用い、複数の試料に対してそれぞれ２次元以上の分離要素の下で収集された信号強度データを処理する分析データ処理方法であって、
a)前記複数の試料のそれぞれについて、前記分析手段における分離要素に基づく第１の変数が固定された条件の下で前記分離手段における分離要素に基づく第２の変数を変えたときの信号強度値をその第２の変数の数値の並び方向に配置した１次元的なテーブルを作成するという処理を、第１の変数を変えつつ実行して試料毎に複数の１次元的なテーブルを作成する第１処理ステップと、
b)前記第１処理ステップで作成された同一試料に対する複数の１次元的なテーブルを、第２の変数の数値の並び方向に連結することにより、第１の変数が同一である信号強度値が連なった、試料毎の１次元的なテーブルを作成する第２処理ステップと、
c)前記第２処理ステップで作成されたそれぞれ異なる試料に対する１次元的なテーブルを該次元と直交する方向に配置することにより、２次元的なテーブルを作成する第３処理ステップと、
を有することを特徴とする分析データ処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の分析データ処理方法であって、
前記第３処理ステップで作成された２次元的なテーブルに記載された数値を読み込んで多変量解析を実行する多変量解析ステップ、をさらに有することを特徴とする分析データ処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の分析データ処理方法であって、
前記分析手段は分離要素を質量電荷比とする質量分析手段であることを特徴とする分析データ処理方法。
【請求項４】
試料に含まれる複数の成分を時間を分離要素とする１つの次元方向に分離する分離手段と、該分離手段により時間方向に成分分離された試料に対して時間以外の他の１つ又はそれ以上の分離要素の次元方向に分離してそれぞれ信号強度を取得する分析手段と、を具備する分析装置を用い、複数の試料に対してそれぞれ２次元以上の分離要素の下で収集された信号強度データを処理する分析データ処理装置であって、
a)前記複数の試料のそれぞれについて、前記分析手段における分離要素に基づく第１の変数が固定された条件の下で前記分離手段における分離要素に基づく第２の変数を変えたときの信号強度値をその第２の変数の数値の並び方向に配置した１次元的なテーブルを作成するという処理を、第１の変数を変えつつ実行して試料毎に複数の１次元的なテーブルを作成する第１処理手段と、
b)前記第１処理手段で作成された同一試料に対する複数の１次元的なテーブルを、第２の変数の数値の並び方向に連結することにより、第１の変数が同一である信号強度値が連なった、試料毎の１次元的なテーブルを作成する第２処理手段と、
c)前記第２処理手段で作成されたそれぞれ異なる試料に対する１次元的なテーブルを該次元と直交する方向に配置することにより、２次元的なテーブルを作成する第３処理手段と、
を備えることを特徴とする分析データ処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の分析データ処理装置であって、
前記第３処理手段で作成された２次元的なテーブルに記載された数値を読み込んで多変量解析を実行する多変量解析手段、をさらに備えることを特徴とする分析データ処理装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の分析データ処理装置であって、
前記分析手段は分離要素を質量電荷比とする質量分析手段であることを特徴とする分析データ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は分析装置により収集されたデータを処理するデータ処理方法及び装置に関し、さらに詳しくは、液体クロマトグラフ、ガスクロマトグラフ、キャピラリ電気泳動など、時間を分離要素とする１次元方向に試料中の成分を分離する手法と、質量分析、赤外分光測定、紫外可視分光測定など、試料に対して時間以外の分離要素により１次元以上の方向に分離した信号強度を取得する測定手法と、を組み合わせた分析装置により収集されたデータを処理するデータ処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体クロマトグラフ（ＬＣ）、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）、キャピラリ電気泳動（ＣＥ）などの成分分離手法と、質量分析（ＭＳ）手法とを組み合わせた、ＬＣ／ＭＳ、ＧＣ／ＭＳ、ＣＥ／ＭＳなどによる分析では、試料に含まれる多数の成分を時間的に分離した上でその成分毎に質量分析データを取得することができる。そのため、多種多様な化合物が混じっている試料を効率良く分析することができ、近年、幅広い分野で利用されている。その反面、測定によって得られるデータの量はかなり多くなる。特に、多数の類似した試料の分析結果を比較するような評価を行う場合、試料毎に大量の質量分析データが得られるため、処理対象全体のデータ量は膨大なものとなり、網羅的な解析は困難である。この困難さを解決する解析手法の１つとして、従来、大量のデータを比較的簡便に解析可能な、判別分析、主成分分析、クラスター分析などの多変量解析が利用されている。【０００３】
例えば非特許文献１、特許文献１などには、複数のサンプルについて得られたマススペクトルデータを主成分分析し、その結果をスコアプロット及びローディングプロットで示した例が開示されている。また、上記のように質量分析データを多変量解析するための汎用的なソフトウエアとしては、例えばスウェーデンのユーメトリクス（Umetrics）社製のSIMCA-P+、米国インフォメトリクス（Infometrix）社製のPirouette、などがよく知られており、これらは容易に入手可能である。ただし、測定データを上記のような多変量解析用のソフトウエアに読み込んで処理を行うためには、解析対象の測定データ（ＬＣ／ＭＳであればマススペクトルデータ、クロマトグラムデータ）を予めテーブル形式、つまり１次元又は２次元（縦×横）配置の数値データにまとめる必要がある。【０００４】
従来一般的に、赤外分光測定装置（ＩＲ）や核磁気共鳴装置（ＮＭＲ）などを用いた分析では、多数の試料から収集されるデータを多変量解析して評価することがよく行われている。これは、ＩＲやＮＭＲではＬＣ／ＭＳやＧＣ／ＭＳと比較し、試料に対する測定によって得られるデータが単純であるからである。即ち、ＩＲやＮＭＲで得られる簡単な分析結果は１枚のグラフ、つまり、或る物理量（ＩＲであれば波長、ＮＭＲであればケミカルシフト）に対する信号強度という１次元上の数値データとして表すことができる。したがって、複数の試料の分析結果を比較する場合、各試料に割り当てられた連番などの数値を１つの次元方向の変数とし、上記物理量を他の次元方向の変数として、その２次元テーブルの中に信号強度を数値で記載する形式で、測定データを１つのテーブルにまとめることが可能である。【０００５】
これに対し、ＬＣ／ＭＳやＧＣ／ＭＳなどで得られる測定データは、時間と質量電荷比（m/z）という２つの独立した分離要素の方向にそれぞれ分離された信号強度であり、それ自体が２次元上のデータである。したがって、複数の試料の分析結果を比較する場合には、上記の２次元上のデータを１次元化し、複数の試料に対する測定データを１つのテーブルにまとめる必要がある。【０００６】
時間方向と質量電荷比方向という２次元上のデータを１次元化するために最も単純な方法は、複数の質量電荷比の中から特定の１つの質量電荷比を選択する、或いは、質量電荷比方向に全ての信号強度を積算する、といった方法である。これは、質量電荷比方向の変数を実質的に１つに固定する、つまり質量電荷比方向という次元を除くことを意味する。また、複数の質量電荷比の中から特定の１つの質量電荷比を選択することは、ＬＣ／ＭＳ（又はＧＣ／ＭＳ）のデータの中から１枚の抽出イオンクロマトグラム（Extracted Ion Chromatogram＝ＸＩＣ）を選択することに相当し、全質量電荷比範囲に亘って質量電荷比方向に信号強度を積算することは、ＬＣ／ＭＳのデータから１枚の全イオン電流クロマトグラム（Total Ion Current Chromatogram＝ＴＩＣ）を求めることに相当する。こうした方法では、後述するような１次元化のためのデータ処理演算における内部パラメータに依存する不確かさを軽減することができ、処理も簡単であるためハードウエアの負荷が軽く、処理に要する時間も短くて済むためにスループットが高い。【０００７】
しかしながら、ＴＩＣでは質量電荷比方向の情報は全て失われており、ＸＩＣでは１つの質量電荷比情報は保存されているが他の質量電荷比に対する情報は全て失われており、いずれも質量電荷比方向の１次元の情報は実質的に欠損していると言える。このように２次元上のデータの一方の次元方向の情報が欠落した場合、その欠落した情報に複数の試料間の差異を特徴付ける重要な情報が含まれていると、多変量解析を行っても複数の試料の類似性や相違性を評価するために適切な結果が得られず、試料の比較を正確に行うことができないという問題がある。【０００８】
これに対し、非特許文献２、３には、ＬＣ／ＭＳにより収集されたデータに対し、ピーク検出・選択、ノイズ除去、強度計算（ノーマライズなど）等の複雑なデータ処理演算を実行して不要なデータを削除したり統合したりすることにより、２次元上のデータを１次元化し、複数の試料に対しそれぞれ得られた測定データを２次元テーブルに落とし込み、これを主成分分析する例が開示されている。また、カナダのフェノメノム・ディスカバリーズ社（Phenomenome Discoveries Inc.）が提供しているメタボロミクス解析ソフトウエアであるプロファイラ（ProfilerTM）には、ピークピッキング、スムージング、キャリブレイションなどを含むデータ変換処理を行うことにより、ＭＳn分析が可能であるＬＣ／ＭＳで収集されたデータを２次元テーブルの形式にまとめる機能が搭載されている。【０００９】
しかしながら、このように複雑なデータ処理演算を行おうとするとハードウエアの負荷が重くなるため、高性能のＣＰＵや大容量のＲＡＭを用意する必要があり、処理のスループットも下がる。また、上記のようなデータ処理演算を行う際には予め用意された演算パラメータが使用されるが、そのパラメータによって多変量解析結果に大きな差異が生じる場合がある。また、ピークピッキングなどを行った場合、その処理の過程で元の情報の欠落が生じるため、それにより試料の差異が多変量解析結果に正確に反映されないことがある。そうしたことから、煩雑なデータ処理を行ったにも拘わらず、試料の比較を正確に行うことができない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２５０５６号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】米久保、ほか２名、「最新の飛行時間型質量分析計LCT PremierTMの特徴と食品メタボロームへの応用」、クロマトグラフィー（Chromatography）、クロマトグラフィー科学会、第２７巻、第２号（２００６年）
【非特許文献２】サンスター（Tim P. Sangster）、ほか４名、「インベスティゲイション・オブ・アナリティカル・バリエイション・イン・メタボノミック・アナリシス・ユージング・リキッド・クロマトグラフィ／マス・スペクトロメトリー（Investigation of analytical variation in metabonomic analysis using liquid chromatography/mass spectrometry）」、ラピッド・コミュニケイション・イン・マス・スペクトロメトリー（Rapid Commun. Mass Spectrom.）、第２１巻、 ｐ．２９６５−２９７０（２００７年）
【非特許文献３】シャヤン（Li Xiayan）、他１名、「アドバンシズ・イン・セパレイション・サイエンス・アプライド・トゥー・メタボノミクス（Advances in separation science applied to metabonomics）」、エレクトロフォレシス（Electrophoresis）、第２９巻、ｐ．３７２４−３７３６（２００８年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その主な目的は、ＬＣ／ＭＳやＧＣ／ＭＳなどの分析装置を用い多数の試料に対して収集された測定データが持つ情報を有効に利用しつつ、網羅的な解析を行って試料間の比較、つまり類似性や相違性などに関する正確な情報を得ることができる分析データ処理方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために成された第１発明は、試料に含まれる複数の成分を時間を分離要素とする１つの次元方向に分離する分離手段と、該分離手段により時間方向に成分分離された試料に対して時間以外の他の１つ又はそれ以上の分離要素の次元方向に分離してそれぞれ信号強度を取得する分析手段と、を具備する分析装置を用い、複数の試料に対してそれぞれ２次元以上の分離要素の下で収集された信号強度データを処理する分析データ処理方法であって、
a)前記複数の試料のそれぞれについて、前記分析手段における分離要素に基づく第１の変数が固定された条件の下で前記分離手段における分離要素に基づく第２の変数を変えたときの信号強度値をその第２の変数の数値の並び方向に配置した１次元的なテーブルを作成するという処理を、第１の変数を変えつつ実行して試料毎に複数の１次元的なテーブルを作成する第１処理ステップと、
b)前記第１処理ステップで作成された同一試料に対する複数の１次元的なテーブルを、第２の変数の数値の並び方向に連結することにより、第１の変数が同一である信号強度値が連なった、試料毎の１次元的なテーブルを作成する第２処理ステップと、
c)前記第２処理ステップで作成されたそれぞれ異なる試料に対する１次元的なテーブルを該次元と直交する方向に配置することにより、２次元的なテーブルを作成する第３処理ステップと、
を有することを特徴としている。【００１４】
また上記課題を解決するために成された第２発明は、上記第１発明に係る分析データ処理方法を実施するためのデータ処理装置であり、試料に含まれる複数の成分を時間を分離要素とする１つの次元方向に分離する分離手段と、該分離手段により時間方向に成分分離された試料に対して時間以外の他の１つ又はそれ以上の分離要素の次元方向に分離してそれぞれ信号強度を取得する分析手段と、を具備する分析装置を用い、複数の試料に対してそれぞれ２次元以上の分離要素の下で収集された信号強度データを処理する分析データ処理装置であって、
a)前記複数の試料のそれぞれについて、前記分析手段における分離要素に基づく第１の変数が固定された条件の下で前記分離手段における分離要素に基づく第２の変数を変えたときの信号強度値をその第２の変数の数値の並び方向に配置した１次元的なテーブルを作成するという処理を、第１の変数を変えつつ実行して試料毎に複数の１次元的なテーブルを作成する第１処理手段と、
b)前記第１処理手段で作成された同一試料に対する複数の１次元的なテーブルを、第２の変数の数値の並び方向に連結することにより、第１の変数が同一である信号強度値が連なった、試料毎の１次元的なテーブルを作成する第２処理手段と、
c)前記第２処理手段で作成されたそれぞれ異なる試料に対する１次元的なテーブルを該次元と直交する方向に配置することにより、２次元的なテーブルを作成する第３処理手段と、
を備えることを特徴としている。【００１５】
第１及び第２発明において、分離手段は例えば液体クロマトグラフ、ガスクロマトグラフ、キャピラリ電気泳動などであり、分離手段における分離要素は時間である。したがって、上記「前記分析手段における分離要素に基づく第１の変数が固定された条件の下で前記分離手段における分離要素に基づく第２の変数を変えたときの信号強度値」とは、時間の経過に伴って信号強度が変化する広義のクロマトグラムである。【００１６】
一方、分析手段は、試料に対し、時間以外の何らかの１つ又はそれ以上の分離要素の次元方向に分離した信号強度を取得することが可能であれば、特にその種類は限定されない。典型的には、分析手段は質量電荷比を分離要素とする質量分析装置であるが、そのほかに、波長を分離要素とする紫外可視分光光度計、フォトダイオードアレイ分光光度計、赤外分光測定装置、ケミカルシフトを分離要素とする核磁気共鳴装置などでもよい。【００１７】
また、第１の変数は上記の分離要素の値そのものでなくてもよい。例えば分析手段が質量分析手段である場合に、第１の変数は質量電荷比の値そのものでもよいが、例えば、複数の質量電荷比又は質量電荷比範囲の加算、減算などの組み合わせなど、その分離要素に関する情報が残る状態で各種変換や処理を加えたものを第１の変数とすることができる。第１の変数が質量電荷比の値そのものであれば上記「広義のクロマトグラム」は抽出イオンクロマトグラムであるが、それ以外に、全イオン電流クロマトグラムを加えたり、ベースピーククロマトグラム（Base Peak Chromatogram）、マスデフェクトクロマトグラム（Mass Defect Chromatogram）、アイソトピックフィルタードクロマトグラム（Isotopic Filterd Chromatogram）、ニュートラルロスクロマトグラム（Neutral-loss Chromatogram）なども含むようにしてもよい。【００１８】
例えば上記分析装置がＬＣ／ＭＳである場合、質量電荷比、時間（保持時間）という２つの分離要素に対する信号強度値が測定データとして得られる。質量電荷比は試料に含まれる物質（化合物）由来のイオンそのものの物理量であるから、物質固有の情報であり、分析環境（装置の種類など）や分析条件に依存しない。他方、時間は分析環境や分析条件によって変動するものであって、同一分析環境・分析条件の下では物質に依存するから異なる試料間の比較には利用可能であるものの、物質固有の情報ではない。【００１９】
第１発明に係る分析データ処理方法において、第１処理ステップでは、或る１つの試料について、物質固有の情報である例えば質量電荷比が或る値であるときの信号強度値の時間変化、つまりは抽出イオンクロマトグラム等のクロマトグラムデータを取得し、その時間値の並び方向に信号強度値を順に配置することで１次元的なテーブルを作成する。このような１次元的なテーブルを複数の質量電荷比のそれぞれについて作成し、さらに、複数の試料のそれぞれについても同様に時間の経過に伴って信号強度値を並べた１次元的なテーブルを作成する。第２処理ステップでは、同一試料に対する複数の１次元的なテーブルを時間値の並び方向に連結して細長いテーブルを作成し、さらに第３処理ステップでは、比較すべき異なる試料に対する１次元的なテーブルを他の次元方向に並べることにより２次元化する。
【発明の効果】
【００２０】
以上の処理により、分析装置がＬＣ／ＭＳやＧＣ／ＭＳである場合には、複数の試料に対するマススペクトルデータ、クロマトグラムデータが、２次元テーブルの形式に変換されることになる。このように２次元テーブルにまとめられた数値を多変量解析ソフトウエアに読み込ませてデータ処理を行うことにより、時間方向の情報と質量電荷比方向の情報とを共に反映した網羅的な解析結果を得ることができる。もちろん、一般的な多変量解析ソフトウエアで実現される機能を本発明に取り込むことにより、２次元テーブルへのデータ変換処理から多変量解析処理までを連続的に行うことができる。即ち、第１発明に係る分析データ処理方法において、好ましくは、第３処理ステップで作成された２次元テーブルに記載された数値を読み込んで多変量解析を実行する多変量解析ステップ、をさらに有するものとするとよい。【００２１】
また、本発明に係る分析データ方法及び装置では、数値データをテーブル中に反映させる過程でピークピッキングなどの煩雑なデータ処理を行わないので、そうしたデータ処理演算に際して用いられる内部パラメータに起因する情報の不適切な丸めや強調などがなくなる。これにより、複数の試料間の類似性や相違性をより正確に且つ的確に評価することが可能となる。【００２２】
また上記のように作成される２次元テーブルでは、例えば、縦方向の１列のデータ（信号強度値）が同一試料由来のデータであり、横方向の１行のデータ（信号強度値）は或る１つの質量電荷比又は複数の質量電荷比に基づく値で或る１つの保持時間における各試料由来のデータである。このテーブル中では、１枚のクロマトグラムを構成するクロマトグラムデータは縦方向にかたまって（つまり隣接するセル中に）配置され、異なる試料における同一の質量電荷比又はそれに基づく値に対するクロマトグラムに含まれるクロマトグラムデータは横方向にかたまって配置される。異なる試料に含まれる成分の同一性を判断するのに、同一の質量電荷比又はそれに基づく値に対するクロマトグラムのピークパターン形状を比較することが一般的によく行われる。上記のようにデータが配置されていると、分析者はこのテーブル中の信号強度値からクロマトグラムのピークパターン形状を把握し易く、複数の試料のピークパターン形状の比較を直感的に行うことができるという利点もある。【００２３】
なお、各データ値つまり信号強度値は分析装置で得られた値をそのまま用いてもよいが、そうすると、多変量解析結果への絶対強度の影響が大きくなりすぎて正確な比較評価に支障をきたす場合がある。そこで、異なる試料間における同一の第１の変数に対するクロマトグラム上の強度値の差異を緩和するような簡単なデータ処理を行うようにしてもよい。こうしたデータ処理としては、例えば、強度の最大値、分散、標準偏差などを用いて同一クロマトグラム上の各強度値をノーマライズする処理などが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る分析データ処理装置を備えるＬＣ−ＭＳ分析システムの一実施例の概略ブロック構成図。
【図２】本実施例のＬＣ−ＭＳ分析システムにおいて収集されるクロマトグラムデータの説明図。
【図３】本実施例のＬＣ−ＭＳ分析システムにおける特徴的なデータ処理の手順を示すフローチャート。
【図４】図３に示したデータ処理の具体例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係る分析データ処理方法及び該方法が実施される分析データ処理装置の一形態について、その分析データ処理装置を備えるＬＣ−ＭＳ分析システムを例に挙げて説明する。図１はこのＬＣ−ＭＳ分析システムの概略ブロック構成図である。
【００２６】
図１において、試料チェンジャ１は予め用意された複数の試料を、制御部４による制御の下に順次選択して液体クロマトグラフ（ＬＣ）部２に導入する。ＬＣ部２は分離用のカラムを含み、試料チェンジャ１から与えられた試料をカラムに導入し、カラムを通過する間に試料中の各種成分を時間的に分離させて順次、質量分析（ＭＳ）部３に送り込む。
【００２７】
図示しないが、ＭＳ部３は例えば、エレクトロスプレイイオン源等の大気圧イオン源と、イオントラップと、飛行時間型質量分析器と、イオン検出器とを備えるイオントラップ飛行時間型質量分析装置（ＩＴ−ＴＯＦＭＳ）である。このＭＳ部３において、ＬＣ部２から導入された溶出液中の試料成分はイオン化され、生成されたイオンは一旦イオントラップに保持される。保持されたイオンはイオントラップにおいて一定の運動エネルギーを付与されて飛行時間型質量分析器に送り込まれ、飛行空間を飛行する間に質量電荷比に応じてイオンは分離され、イオン検出器において順に検出される。
【００２８】
ＭＳ部３で得られた検出信号はデータ処理部７に入力されてデジタルデータに変換され、データ記憶部を含むデータ収集部７１に全て保存される。その後、制御部４の指示の下に、データ収集部７１から所定のデータが読み出されてクロマトグラム作成部７２において抽出イオンクロマトグラム（以下「ＸＩＣ」と略す）等の各種クロマトグラムが作成され、データ変換処理部７３において処理されることで、複数の試料に対して取得されたマススペクトルデータ、クロマトグラムデータが１枚のテーブル（２次元上のデータ）にまとめられる。このテーブルが制御部４を介して表示部６の表示画面上に表示されるとともに、多変量解析処理部７４に取り込まれて主成分分析等のデータ処理が実行されてスコアプロット等の多変量解析結果が得られ、この結果が制御部４を介して表示部６の表示画面上に表示される。
【００２９】
制御部４は試料チェンジャ１、ＬＣ部２、ＭＳ部３、及びデータ処理部７の動作を制御するとともに、ユーザインターフェイスとしての操作部５や表示部６を介して、分析者の操作を受け付ける一方、上述したスコアプロット等の分析結果を出力する。なお、制御部４及びデータ処理部７の機能の大部分は、所定の制御／処理ソフトウエアを搭載したパーソナルコンピュータにより具現化することができる。また、多変量解析処理部７４の機能は、上述したSIMCA-P+等の汎用の多変量解析ソフトウエアを利用することができる。
【００３０】
本実施例のＬＣ−ＭＳシステムにおいて、測定対象である複数の試料はほぼ同じ成分を含んだ類似した試料である。また、含まれる成分の種類は基本的に既知である。質量電荷比は分析条件などに影響を受けない物質固有の情報であるから、含有成分の種類が既知であることは、観測対象の質量電荷比も既知であることを意味する。そこで、分析者は予め複数の測定対象の質量電荷比を測定条件の１つとして操作部５から入力した上で、測定実行を指示する。ここでは、測定対象の質量電荷比として、m/z100,101,120,130,…が設定されたものとする。これにより、制御部４の制御の下にＭＳ部３では、m/z100,101,120,130,…のＳＩＭ（選択イオンモニタリング）測定が繰り返し実行される。
【００３１】
測定が開始されると、試料チェンジャ１は決められた順序で試料を選択し、該試料をＬＣ部２に送り込む。ＬＣ部２は試料中の成分を時間的に分離し、ＭＳ部３は上記設定された複数の質量電荷比に対するＳＩＭ測定を繰り返す。１つの試料に対するＬＣ／ＭＳ測定が終了したならば、試料チェンジャ１は次の試料を選択してＬＣ部２に送り込み、ＬＣ部２及びＭＳ部３は上記と同様に測定を実行する。こうして複数の試料の全てについてＬＣ／ＭＳ測定を実行し、データ収集部７１はそれらデータを一旦格納する（ステップＳ１）。
【００３２】
次に、クロマトグラム作成部７２は、試料毎に、観測対象の質量電荷比に対するＸＩＣを作成する（ステップＳ２）。例えば、観測対象の質量電荷比の数が８であれば、１つの試料当たり８枚のＸＩＣが作成される（図２参照）。また、クロマトグラム作成部７２は異なる試料に対する同一質量電荷比のＸＩＣに現れるピーク波形を比較し、その類似性から同一成分の由来のピークを識別する。そして、同一成分由来のピークの時間差、つまり、試料間の保持時間ずれを算出し、このずれを修正するようにＸＩＣを修正する（ステップＳ３）。この保持時間ずれは、ＬＣ部２における移動相の流速のばらつき、カラムの温度のばらつき、など成分分離特性に影響を与える要因のばらつきにより生じるものである。
【００３３】
続いて、各試料の複数のＸＩＣに対し、測定目的等に応じた波形処理を実行する。例えばＸＩＣのベースラインを求めて該ベースラインを除去したり、ＸＩＣ上の信号強度をノーマライズしたりする（ステップＳ４）。ノーマライズする場合には、例えば各ＸＩＣにおいて信号強度の最大値や分散、標準偏差などを求め、それを基準として各信号強度値をノーマライズ（規格化）すればよい。
【００３４】
続いて、データ変換処理部７３は、複数の試料についてのＸＩＣデータを２次元テーブル形式にまとめる。具体的には次の手順で処理を行う。
【００３５】
図４（ａ）に示したような、或る１つの試料における１つの質量電荷比に対するＸＩＣを構成するデータは、時間軸上の各時間（保持時間）毎の信号強度値を示すデータである。そこで、１つの試料において各ＸＩＣ毎に、時間の変化に対して信号強度値を１次元方向に並べた１次元のテーブルを作成する。図４（ｂ）はm/z100のＸＩＣについて１次元のテーブルを作成した例である。
【００３６】
他の質量電荷比（m/z101,120,130,…）のＸＩＣについても同様の１次元のテーブルが作成されるから、これら複数の１次元テーブルを質量電荷比の小さい順（又は大きい順）でテーブル中の信号強度値の並びの方向に連結する（ステップＳ５）。図４（ｃ）は試料１についての異なる質量電荷比に対する１次元のテーブルを連結した例である。このとき、１次元方向（図４（ｃ）の縦方向）において、信号強度値は測定条件等によって変動し得る情報である保持時間ではなく、物質に固有の情報である質量電荷比毎に集約されている。
【００３７】
同様に、試料毎にそれぞれ複数のＸＩＣを構成する信号強度値が１次元方向に配置された１次元のテーブルを作成する。そして、全ての試料について、試料に付された番号の順に、上記の１次元のテーブルを他方の次元方向に並べることで、図４（ｄ）に示したような２次元テーブルの形式にまとめる。即ち、図４（ｄ）に示した２次元テーブルは、縦方向の１つの列が、１つの試料における全てのＸＩＣの信号強度データである。また、その１つの列の中では、同じ質量電荷比に対する信号強度値が隣接してかためられている。一方、横方向の１つの行は、或る１つの質量電荷比で且つ或る１つの時間における全試料の信号強度データである。
【００３８】
データ変換処理部７３において上記のような２次元テーブル形式にまとめられた信号強度データが多変量解析処理部７４に入力されると、多変量解析処理部７４は予め決められた多変量解析処理を実行し、試料の類似性や相違性を示す結果を表示部６に出力する（ステップＳ７）。多変量解析処理部７４が主成分分析を行うものである場合には、読み込んだ信号強度データに基づいて試料毎にスコアとローディングとを求め、それぞれの分散図を作成してこれを出力する。これにより、分析者は複数の試料の類似性や相違性の評価を行うことができる。
【００３９】
なお、上記実施例では、図４（ｂ）に示したクロマトグラムデータは或る１つの質量電荷比に対するＸＩＣの信号強度データで、多数の質量電荷比に対するＸＩＣの信号強度データを用いることで図４（ｃ）に示す１次元テーブルを作成するようにしていたが、そのクロマトグラムの一部又は全部をＸＩＣではない他の態様のクロマトグラムに置き換えることができる。例えば、複数の質量電荷比に対するＸＩＣの差分をとった差分クロマトグラム、複数の質量電荷比に対するＸＩＣを加算した又は所定の質量電荷比範囲に亘る全てのＸＩＣを加算した加算クロマトグラムなどとしてもよい。例えば、図４（ｃ）の例においてm/z100、m/z101の２つのＸＩＣを示すデータに代えて、両方のＸＩＣを加算した、つまりm/z＝100＋101に対するクロマトグラムを示すデータとしてもよい。このような変換を行っても、質量電荷比という次元の情報は欠損しない。
【００４０】
また、質量分析装置において作成されるクロマトグラムとしてはＴＩＣやＸＩＣが一般的であるが、そのほかに、様々な態様のクロマトグラムが作成されるから、そうしたクロマトグラムを構成するデータを図４（ｃ）に示した１次元テーブルに含むようにしてもよい。こうしたクロマトグラムとして、例えばイオン量が最大のピークを集めたベースピーククロマトグラム、マスデフェクトクロマトグラム、アイソトピックフィルタードクロマトグラム、ニュートラルロスクロマトグラムなどが含まれる。なお、これらクロマトグラムの一部は、ＭＳ部３においてイオンを開裂させることで生成されるプリカーサイオンの質量分析を行うことにより収集されるデータに基づくものであることは当然である。
【００４１】
また上記実施例は本発明をＬＣ−ＭＳ分析システムに適用したものであるが、ＬＣの代わりに、同様に時間方向に成分分離が可能なＧＣ、ＣＥを用いてもよいことは明らかである。また、試料に対する測定データを取得する分析手段としてＭＳ以外の様々な分析装置をもちいてもよいことも明らかである。例えば、紫外可視分光光度計を用いた場合には、複数の波長毎に信号強度の時間的変化を測定することができるから、波長毎にクロマトグラムを作成することができ、複数の試料に対する複数の波長のクロマトグラムデータを上記と同様の方法で２次元テーブル化することができる。
【００４２】
また、上記実施例は本発明の一例にすぎず、上記記載以外でも、本発明の趣旨の範囲で適宜に変更、修正、追加を行っても本願請求の範囲に包含されることは当然である。
【符号の説明】
【００４３】
１…試料チェンジャ
２…ＬＣ部
３…ＭＳ部
４…制御部
５…操作部
６…表示部
７…データ処理部
７１…データ収集部
７２…クロマトグラム作成部
７３…データ変換処理部
７４…多変量解析処理部
【図１】
2012004855.tif 000003
【図２】
2012004855.tif 000004
【図３】
2012004855.tif 000005
【図４】
2012004855.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月27日(2012.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
試料に含まれる複数の成分を時間を分離要素とする１つの次元方向に分離する分離手段と、該分離手段により時間方向に成分分離された試料に対して時間以外の他の１つ又はそれ以上の分離要素の次元方向に分離してそれぞれ信号強度を取得する分析手段と、を具備する分析装置を用い、複数の試料に対してそれぞれ２次元以上の分離要素の下で収集された信号強度データを処理する分析データ処理方法であって、
a)前記複数の試料のそれぞれについて、前記分析手段における分離要素に基づく第１の変数が固定された条件の下で前記分離手段における分離要素に基づく第２の変数を順次変えたときの、該第２の変数の各値に対応してそれぞれ得られた信号強度値そのものをその第２の変数の数値の並び方向に配置した１次元的なテーブルを作成するという処理を、第１の変数を変えつつ実行して試料毎に複数の１次元的なテーブルを作成する第１処理ステップと、
b)前記第１処理ステップで作成された同一試料に対する複数の１次元的なテーブルを、第２の変数の数値の並び方向に連結することにより、第１の変数が同一である信号強度値が連なった、試料毎の１次元的なテーブルを作成する第２処理ステップと、
c)前記第２処理ステップで作成されたそれぞれ異なる試料に対する１次元的なテーブルを該次元と直交する方向に配置することにより、２次元的なテーブルを作成する第３処理ステップと、
を有することを特徴とする分析データ処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
試料に含まれる複数の成分を時間を分離要素とする１つの次元方向に分離する分離手段と、該分離手段により時間方向に成分分離された試料に対して時間以外の他の１つ又はそれ以上の分離要素の次元方向に分離してそれぞれ信号強度を取得する分析手段と、を具備する分析装置を用い、複数の試料に対してそれぞれ２次元以上の分離要素の下で収集された信号強度データを処理する分析データ処理装置であって、
a)前記複数の試料のそれぞれについて、前記分析手段における分離要素に基づく第１の変数が固定された条件の下で前記分離手段における分離要素に基づく第２の変数を変えたときの、該第２の変数の各値に対応してそれぞれ得られた信号強度値そのものをその第２の変数の数値の並び方向に配置した１次元的なテーブルを作成するという処理を、第１の変数を変えつつ実行して試料毎に複数の１次元的なテーブルを作成する第１処理手段と、
b)前記第１処理手段で作成された同一試料に対する複数の１次元的なテーブルを、第２の変数の数値の並び方向に連結することにより、第１の変数が同一である信号強度値が連なった、試料毎の１次元的なテーブルを作成する第２処理手段と、
c)前記第２処理手段で作成されたそれぞれ異なる試料に対する１次元的なテーブルを該次元と直交する方向に配置することにより、２次元的なテーブルを作成する第３処理手段と、
を備えることを特徴とする分析データ処理装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上記課題を解決するために成された第１発明は、試料に含まれる複数の成分を時間を分離要素とする１つの次元方向に分離する分離手段と、該分離手段により時間方向に成分分離された試料に対して時間以外の他の１つ又はそれ以上の分離要素の次元方向に分離してそれぞれ信号強度を取得する分析手段と、を具備する分析装置を用い、複数の試料に対してそれぞれ２次元以上の分離要素の下で収集された信号強度データを処理する分析データ処理方法であって、
a)前記複数の試料のそれぞれについて、前記分析手段における分離要素に基づく第１の変数が固定された条件の下で前記分離手段における分離要素に基づく第２の変数を変えたときの、該第２の変数の各値に対応してそれぞれ得られた信号強度値そのものをその第２の変数の数値の並び方向に配置した１次元的なテーブルを作成するという処理を、第１の変数を変えつつ実行して試料毎に複数の１次元的なテーブルを作成する第１処理ステップと、
b)前記第１処理ステップで作成された同一試料に対する複数の１次元的なテーブルを、第２の変数の数値の並び方向に連結することにより、第１の変数が同一である信号強度値が連なった、試料毎の１次元的なテーブルを作成する第２処理ステップと、
c)前記第２処理ステップで作成されたそれぞれ異なる試料に対する１次元的なテーブルを該次元と直交する方向に配置することにより、２次元的なテーブルを作成する第３処理ステップと、
を有することを特徴としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また上記課題を解決するために成された第２発明は、上記第１発明に係る分析データ処理方法を実施するためのデータ処理装置であり、試料に含まれる複数の成分を時間を分離要素とする１つの次元方向に分離する分離手段と、該分離手段により時間方向に成分分離された試料に対して時間以外の他の１つ又はそれ以上の分離要素の次元方向に分離してそれぞれ信号強度を取得する分析手段と、を具備する分析装置を用い、複数の試料に対してそれぞれ２次元以上の分離要素の下で収集された信号強度データを処理する分析データ処理装置であって、
a)前記複数の試料のそれぞれについて、前記分析手段における分離要素に基づく第１の変数が固定された条件の下で前記分離手段における分離要素に基づく第２の変数を変えたときの、該第２の変数の各値に対応してそれぞれ得られた信号強度値そのものをその第２の変数の数値の並び方向に配置した１次元的なテーブルを作成するという処理を、第１の変数を変えつつ実行して試料毎に複数の１次元的なテーブルを作成する第１処理手段と、
b)前記第１処理手段で作成された同一試料に対する複数の１次元的なテーブルを、第２の変数の数値の並び方向に連結することにより、第１の変数が同一である信号強度値が連なった、試料毎の１次元的なテーブルを作成する第２処理手段と、
c)前記第２処理手段で作成されたそれぞれ異なる試料に対する１次元的なテーブルを該次元と直交する方向に配置することにより、２次元的なテーブルを作成する第３処理手段と、
を備えることを特徴としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
第１及び第２発明において、分離手段は例えば液体クロマトグラフ、ガスクロマトグラフ、キャピラリ電気泳動などであり、分離手段における分離要素は時間である。したがって、上記「前記分析手段における分離要素に基づく第１の変数が固定された条件の下で前記分離手段における分離要素に基づく第２の変数を変えたときの、該第２の変数の各値に対応してそれぞれ得られた信号強度値そのもの」とは、時間の経過に伴って信号強度が変化する広義のクロマトグラムである。
【国際調査報告】
2012004855.tif 000007
2012004855.tif 000008
2012004855.tif 000009
2012004855.tif 000010