(57)【要約】質量（マス）スペクトルデータをマイニングするための方法とシステムはマススペクトルのスペクトル特性を特定すること（２００）と；スペクトル特定間の関係を特定すること（２０４）と；該関係に基づいてスペクトル特性と整合しているマススペクトルの部分についてマススペクトルを探査すること（２０６）と、マススペクトルの部分とスペクトル特性との間の相関の度合を示すためにマススペクトルの部分に対して得点を指定すること（２０８）とを含んでいる。【選択図】図４
2004503792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マススペクトルをマイニングする方法であって：
該マススペクトルのスペクトル特性をマイニングするために特定する段階と；
該スペクトル特性間の関係を特定する段階と；
該関係に基づいて該スペクトル特性と整合する該マススペクトルの一部を求めて該マススペクトルを探索する段階と；
該マススペクトルの該一部に対して得点を指定して、該マススペクトルの該一部と該スペクトル特定との間の相関の度合を示すようにする段階とを備えている方法。
【請求項２】
請求項１の方法であって、前記マススペクトルはいずれか一つの解離とフルスキャンにより得られる方法。
【請求項３】
請求項１の方法であって、スペクトル特性を特定する該段階はプロダクトイオン、ロスイオン、及びイオンシリーズの少なくとも一つを特定することを含んでいる方法。
【請求項４】
請求項１の方法であって、関係を特定する前記段階は：
一次及び二次スペクトル特性の一つであるとされると前記スペクトル特性の各々を識別することを含み、ここで該二次スペクトル特性は階層次に該一次スペクトル特性とリンクされていて、該一次スペクトル特性が検出された後に限り検出されるものである方法。
【請求項５】
請求項３の方法であって、前記指定する段階は：
プロダクトイオン得点を計算する段階と；
ロスイオン得点を計算する段階と；
イオンシリーズ得点を計算する段階と；
該プロダクトイオン、ロスイオン、もしくはイオンシリーズスペクトル特性が二次であるときには、それぞれの得点を調節する段階と；
該プロダクトイオン、ロスイオン、及びイオンシリーズ得点を加える段階とを含む方法。
【請求項６】
請求項５の方法であって、該プロダクトイオン得点を計算する段階は：
該プロダクトイオンスペクトル特性の周りのウィンドウ内部で最も豊富なイオンを識別する段階と；
該プロダクトイオン得点を該識別されたイオンの全イオン流の百分率として設定する段階とを含んでいる方法。
【請求項７】
請求項５の方法であって、ロスイオン得点を計算する該段階は：
単位チャージ当りの実際の先駆物質イオン質量と該ロスイオンスペクトル特性とに基づいて単位チャージ当りのロスイオン質量を計算する段階と；
単位チャージ当りの該計算されたロスイオン質量の周りのウィンドウ内部で最も豊富なイオンを設定する段階とを含んでいる方法。
【請求項８】
請求項５の方法であって、前記イオンシリーズ得点を計算する前記段階は：
イオンシリーズにおけるイオン間の距離をイオンシリーズスペクトル特性として特定する段階と；
該特定された距離だけ分離された仮定のイオンを生成する段階と；
該マススペクトルを該仮定のイオンと整列させる段階と；
該特定された距離での該整列されたマススペクトルの周りのそれぞれのウィンドウ内部で最も豊富なイオンを識別する段階と；
該識別されたイオンの全イオン流の百分率の幾何平均として該イオンシリーズ得点を設定する段階とを含み、
ここで該イオンシリーズ得点はＮ（Ｉ１・Ｉ２・Ｉ３…・Ｉｎ）／１／ｎという項を含み、ここでＮは該仮定のイオンに対応している該識別されたイオンの数であり、またＩ１ないしＩｎは該識別されたイオンの該全イオン流のそれぞれの百分率である方法。
【請求項９】
請求項５の方法であって、前記調節する段階は：
該二次スペクトル特性得点を一次スペクトル特性得点と該二次スペクトル特性得点との幾何平均として設定する段階を含み、
ここで該二次スペクトル特性得点は、該二次スペクトル特性得点がリンクされている相手の該一次スペクトル特性得点を越えることがない方法。
【請求項１０】
請求項１の方法であって、さらに、
該マススペクトルを前処理する段階と；
該指定する段階からの該得点を表示する段階とを含んでいる方法。
【請求項１１】
請求項１０の方法であって、前記前処理する段階は、
前記マススペクトルから破片でないイオンを取りのける段階と；
前記取りのける段階から得られるマススペクトルの先駆物質チャージを推定する段階と；
前記推定する段階からのマススペクトルのイオン強度を全イオン流の百分率として正規化する段階とを含んでいる方法。
【請求項１２】
請求項１０の方法であって、該表示する段階は、表及びグラフ形式の一つで前記得点を表示する段階を含んでいる方法。
【請求項１３】
請求項１の方法であって、該スペクトル特性を特定する段階は、前記マススペクトルに基づいて該スペクトル特性を自動的に特定する段階を含み、ここで関係を特定する該段階は該マススペクトルに基づいて前記関係を自動的に特定することを含む方法。
【請求項１４】
請求項１の方法であって、さらに、
前記指定された得点に基づいて、前記マススペクトルを作るデバイスについての制御パラメータを調節する段階を含んでいる方法。
【請求項１５】
衝突が誘起した解離（ＣＩＤ）スペクトルをマイニングする方法であって：
マイニングするために該ＣＩＤスペクトルのスペクトル特性を特定する段階と；
該スペクトル特性間の関係を特定する段階と；
該関係に基づいて該スペクトル特性と整合する該ＣＩＤスペクトルの部分を求めて該ＣＩＤスペクトルを探索する段階と；
該ＣＩＤスペクトルの該部分に得点を指定して、該ＣＩＤスペクトルの該部分と、該スペクトル特性との間の相関の度合を示すようにする段階とを備えている方法。
【請求項１６】
請求項１５の方法であって、スペクトル特性を特性する該段階は少くとも一つのプロダクトイオン、ロスイオン、及びイオンシリーズを特定する段階を含む方法。
【請求項１７】
請求項１５の方法であって、関係を特定する該段階は：
該スペクトル特性の各々を一次及び二次スペクトル特性の一つであるとして識別し；該二次スペクトル特性は、該一次スペクトル特性と階層的に該一次スペクトル特性とリンクされていて、該一次スペクトル特性が検出される後に限り検出されるものである方法。
【請求項１８】
請求項１６の方法であって、前記指定する段階は：
プロダクトイオン得点を計算する段階と；
ロスイオン得点を計算する段階と；
イオンシリーズ得点を計算する段階と；
該プロダクトイオン、ロスイオン、またはイオンシリーズ得点を、それぞれのプロダクトイオン、ロスイオンもしくはイオンシリーズスペクトル特性が二次であるときは調節する段階と；
該プロダクトイオン、ロスイオン、及びイオンシリーズ得点を加える段階とを含む方法。
【請求項１９】
請求項１８の方法であって、プロダクトイオン得点を計算する該段階は：
該プロダクトイオンスペクトル特性の周りのウィンドウ内部で最も豊富なイオンを識別する段階と；
該プロダクトイオン得点を該識別されたイオンの全イオン流の百分率として設定する段階とを含む方法。
【請求項２０】
請求項１８の方法であって、ロスイオン得点を計算する該段階は：
単位チャージ当りのロスイオンマスを単位チャージ当りの実際の先駆物質イオンマスと該イオンスペクトル特性とに基づいて計算する段階と；
単位チャージ当りの該計算されたロスイオンマスの周りのウィンドウ内部で最も豊富なイオンを識別する段階と；
該ロスイオン得点を該識別されたイオンの全イオン流の百分率として設定する段階とを含む方法。
【請求項２１】
請求項１８の方法であって、該イオンシリーズを計算する該段階は：
イオンシリーズ内のイオン間の距離をイオンシリーズスペクトル特性として特定する段階と；
該特定された距離だけ離れている仮定のイオンを生成する段階と；
前記ＣＩＤスペクトルを該仮定のイオンと整列させる段階と；
該特定された距離での該整列されたＣＩＤの周りのそれぞれのウィンドウ内部で最も豊富なイオンを識別する段階と；
該識別されたイオンの全イオン電流の百分率の幾何平均として該イオンシリーズ得点を設定する段階とを含み、
ここで該イオンシリーズ得点はＮ（Ｉ１・Ｉ２・Ｉ３…・Ｉｎ）１／ｎという項を含み、ここでＮは該仮定のイオンに対応している該識別されたイオンの数であり、またＩ１ないしＩｎは該識別されたイオンの該全イオン流のそれぞれの百分率である方法。
【請求項２２】
請求項１８の方法であって、該調節する段階は；
該二次スペクトル特性得点を、一次スペクトル特性得点と、該二次スペクトル特性得点との幾何平均として設定する段階を含み、ここで該二次スペクトル特性得点は、該二次スペクトル特性得点がリンクしている一次スペクトル特性得点を越えていないものである方法。
【請求項２３】
請求項１５の方法であって、さらに：
該ＣＩＤスペクトルを前処理する段階と；
該指定する段階からの該得点を表示する段階とを含んでいる方法。
【請求項２４】
請求項２３の方法であって、該前処理する段階は：
該ＣＩＤスペクトルから破片でないイオンを減算する段階と；
該減算する段階から得られるＣＩＤスペクトルの先駆物質チャージを推定する段階と；
該推定する段階からのＣＩＤスペクトルの強度を全イオン流の百分率として正規化する段階とを含む方法。
【請求項２５】
請求項２３の方法であって、該表示する段階は表及びグラフ形式の一つで該得点を表示する段階を含む方法。
【請求項２６】
請求項１５の方法であって、スペクトル特性を特定する該段階は、該ＣＩＤスペクトルに基づいて該スペクトル特性を自動的に特定する段階を含み、
ここで関係を特定する該段階は、該ＣＩＤスペクトルに基づいて該関係を自動的に特定する段階を含む方法。
【請求項２７】
請求項１５の方法であって、該指定された得点に基づいて該ＣＩＤスペクトルを作るデバイスの制御パラメータを調節する段階を備えている方法。
【請求項２８】
マススペクトルをマイニングするシステムであって：
マイニングするための該マススペクトルのスペクトル特性を特定する手段と；
該スペクトル特性間の関係を特定する手段と；
該関係に基づいて該スペクトル特性と整合する該マススペクトルの部分を求めて該マススペクトルを探索する手段と；
該マススペクトルの該部分に対して得点を指定して、該マススペクトルの該部分と該スペクトル特性との間の相関の度合を示すようにする手段とを備えているシステム。
【請求項２９】
請求項２８のシステムであって、該マススペクトルは解離及びフルスキャンのいずれか一つから得られているシステム。
【請求項３０】
請求項２８のシステムであって、さらに：
該マススペクトルを前処理する手段と；
該指定する手段からの該得点を表示する手段とを備えているシステム。
【請求項３１】
請求項２８のシステムであって、スペクトル特性を特定する該手段は該マススペクトルに基づいて該スペクトル特性を自動的に特定する手段を含み、
また、関係を特定する手段は該マススペクトルに基づいて、該関係を自動的に指定する手段を含むシステム。
【請求項３２】
請求項２８のシステムであって、該指定された得点に基づいて該マススペクトルを作るデバイスの制御パラメータを調節する手段を備えているシステム。
【請求項３３】
具体化されたマススペクトルを有しているメモリと；
該メモリデバイスと通信をするプロセッサとを備え；
該プロセッサは、
１）識別のために該マススペクトルのスペクトル特性を特定し、
２）該スペクトル特性間の関係を特定し、
３）該関係に基づいて該スペクトル特性と整合する該マススペクトルの部分を求めて該マススペクトルを探索し、
４）該マススペクトルの該部分に得点を指定して、該マススペクトルと該スペクトル特性との間の相関の度合を示すようにするように構成されているシステム。
【請求項３４】
マススペクトルをマイニングするための計算機が読取り可能な媒体を含んでいる計算機プログラム製品であって：
スペクトル特性を入力して、該スペクトル特性間の関係をマイニングしかつ特定することがユーザにとって可能であるように構成されたグラヒカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）と；
該関係に基づいて該スペクトル特性と整合している該マススペクトルの部分を求めて該マススペクトルを探索し、かつ該マススペクトルの該部分と該スペクトル特性との間の相関の度合を示すようにするために構成されたマイニングコードとを備えている計算機プログラム製品。
【請求項３５】
請求項３４の計算機プログラム製品であって、該マススペクトルは解離及びフルスキャンのいずれか一つにより得られている計算機プログラム製品。
【請求項３６】
請求項３４の計算機プログラム製品であって、該ＧＵＩコードはプロダクトイオン、ロスイオン、及びイオンシリーズの少くとも一つを入力として受理するように構成されており、また、
該スペクトル特性を一次及び二次スペクトル特性の一つとして識別し、さらに、該スペクトル特性を該一次スペクトル特性とリンクさせて、該二次スペクトル特性は、該一次スペクトル特性が検出された後に限り検出されるように構成されている計算機プログラム製品。
【請求項３７】
請求項３４の計算機プログラム製品であって、該ＧＵＩコードは：
該スペクトル特性と、該マススペクトルの該スペクトル特性間の関係とを入力するように構成された制御ウィンドウと；
該マススペクトルの該得点を表示するように構成された結果ウィンドウとを備えている計算機プログラム製品。
【請求項３８】
請求項３６の計算機プログラム製品であって、該マイニングコードは、１）プロダクトイオン得点を計算し、２）ロスイオン得点を計算し、３）イオンシリーズ得点を計算し、４）該プロダクトイオン、ロスイオン、もしくは該イオンシリーズ得点を、もしそれぞれの該プロダクトイオン、ロスイオン、もしくはイオンシリーズスペクトル特性が二次であるときは調節し、ここで該二次スペクトル特性得点は該二次スペクトル特性得点がリンクしている相手の一次スペクトル特性得点を越えていないものとし、また５）該プロダクトイオン、ロスイオン及びイオンシリーズ得点を加えるように構成されている計算機プログラム製品。
【請求項３９】
請求項３８の計算機プログラム製品であって、該マイニングコードはさらに、
１）該プロダクトイオンスペクトル特性の周りのウィンドウ内部で最も豊富なイオンを識別することにより該プロダクト得点を計算し、かつ該プロダクトイオン得点を該識別されたイオンの全イオン流の百分率として設定し、
２）単位チャージ当りのロスイオンを単位チャージ当りの実際の先駆物質イオンマスと該ロスイオンスペクトル特性とに基づいて計算することによりロスイオン得点を計算し、単位チャージ当りの該計算したロスイオンマスの周りのウィンドウ内部で最も豊富なイオンを識別し、また該識別されたイオンの全イオン流の百分率として該ロスイオン得点を設定し、
３）イオンシリーズ内のイオン間の距離をイオンシリーズスペクトル特性として特定することにより該イオンシリーズ得点を計算し、該仮定のイオンと該マススペクトルとを整列し、該特定された距離での該整列されたマススペクトルの周りでそれぞれのウィンドウ内部の最も豊富なイオンを識別し、該識別されたイオンの全イオン流の百分率の幾何平均として該イオンシリーズ得点を設定し、ここで該イオンシリーズ得点はＮ（Ｉ１・Ｉ２・Ｉ３…・Ｉｎ）１／ｎという項を含み、ここでＮは該仮定のイオンに対応する該識別されたイオンの数であり、またＩ１ないしＩＮは該識別されたイオンの該全イオン流のそれぞれの百分率であるように構成されている計算機プログラム製品。
【請求項４０】
請求項３４の計算機プログラム製品であって、さらに寄生マススペクトルを除去するためにマイニングに先立って該マススペクトルを処理するように構成された前処理コードを備えている計算機プログラム製品。
【請求項４１】
請求項４０の計算機プログラム製品であって、該前処理コードは、該マススペクトルから破片でないイオンを取りのけて、
該算段階から生じたマススペクトルの先駆物質チャージを推定し、かつ、該推定段階からのマススペクトルのイオン強度を全イオン流の百分率として正規化するように構成されている計算機プログラム製品。
【請求項４２】
請求項３７の計算機プログラム製品であって、該ＧＵＩコードはさらに：
該プロダクトイオンスペクトル特性を入力するように構成されたプロダクトイオンウィンドウと；
該ロスイオンスペクトル特性を入力するように構成されたロスイオンウィンドウと；
該イオンシリーズスペクトル特性を入力するように構成されたイオンシリーズウィンドウとを備えていて、
ここで該プロダクトイオン、ロスイオン、及びイオンシリーズウィンドウは、それぞれの該スペクトル特性が該制御ウィンドウ内で選ばれるときには開かれるものである計算機プログラム製品。
【請求項４３】
請求項３７の計算機プログラム製品であって、該結果ウィンドウは表とグラフの形式の一方で該得点を表示する計算機プログラム製品。
【請求項４４】
請求項３４の計算機プログラム製品であって、該ＧＵＩコードは自動的に特定された該スペクトル特性と、該マススペクトルに基づいた該関係とを受理するように構成されている計算機プログラム製品。
【請求項４５】
請求項３４の計算機プログラム製品であって、さらに該指定された得点に基づいて該マススペクトルを生成するデバイスの制御パラメータを調節するように構成された制御コードを備えている計算機プログラム製品。
【請求項４６】
計算機システム上での実行用のプログラム命令を含んでおり、
該計算機システムによって実行されるときには、このプログラム命令は該計算機システムが請求項１ないし１４のいずれか１項記載の方法を実行するようにさせるものであるプログラム命令を含んでいる計算機が読取り可能な媒体。
【請求項４７】
スペクトル特性と、マススペクトルの該スペクトル特性間の関係とを入力するように構成された制御ウィンドウと；
該マススペクトルが該スペクトル特性とどのくらい良く整合しているかを示す該マススペクトルの得点を表示するように構成された結果ウィンドウとを備えているグラヒカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）。
【請求項４８】
請求項４７のＧＵＩであって、該結果ウィンドウは該得点を表及びグラフ形式の一つで表示するグラヒカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の属する技術分野
この発明は、一般に、データマイニング（データを目的をもって調べる、ｄａｔａ ｍｉｎｉｎｇ）の分野におけるデータ処理に係り、もっと特定すると、さらに分析を行うためにマススペクトル（質量分析）に係るデータをマイニングするための方法、システム、及び計算機プログラム製品（プロダクツ）に関する。
【０００２】
従来の技術
質量分析測定法（Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ， ＭＳ）機器は化学物質からのイオンを発生して解析をする。こういった分析はマススペクトルを生じ、これが分析される物質の化学的性質を反映している。ＭＳ機器は全走査（フルスキャン）マススペクトルを発生することができ、このスペクトルはある特定の時点でＭＳ機器に入る化学物質から発生されたすべてのイオンを表わしている。ＭＳ機器はまたタンデム（連繋する）マススペクトル（ＭＳ−ＭＳスペクトル）を生成することもでき、これは特定のイオン（プレカーソル（先駆物質）イオン）が選ばれて、その次にエネルギーの解離（ディソシエーション）を受けて、それが破片のイオン（フラグメントイオンもしくはプロダクトイオンと呼ばれている）を作り出すというプロセスによっている。ＭＳ−ＭＳスペクトルは特定の先駆物質イオンから作られたプロダクトイオンの分布を記録し、また先駆物質種の特定の構造上の特徴がこの情報から求められるようにできる。近代的なＭＳ機器は全スキャンマススペクトルあるいはＭＳ−ＭＳスペクトルの多数を自動的に取得することができる。自動化された、こういったスペクトルについての高生産性の評価は、ＭＳ機器により生成されたデータの利用に対する著しい挑戦を意味している。
【０００３】
蛋白質（プロテイン）及びペプチド分析用に最新のＭＳ技術を応用することは、細胞のプロテオーム（ｃｅｌｌｕｌａｒ ｐｒｏｔｅｏｍｅｓ）の大規模分析を実施可能なものとした。このプロテオームは生物体とかそのサブセット（一部）の中のすべての蛋白質を集めたものを含んでいる。高度に複雑のプロテオームの蛋白質組成であっても、蛋白質とペプチドにまでダイジェスト（温侵）し、その後でペプチドについてのＭＳ分析をすることによって識別されている。広く使用されているＭＳ解析は液体クロマトグラフィであり、これがトリップルクオードラポール（ｔｒｉｐｌｅ ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ）、クオードラポール・イオントラップ（ｑｕｏｄｒａｐｏｌｅ−ｉｏｎ ｔｒａｐ）、フライトのクオードラポール・時間（ｑｕｏｄｒａｐｏｌｅ−ｔｉｍｅ ｏｆ ｆｌｉｇｈｔ）、もしくはフライトのタンデム時間ＭＳ機器（ｔａｎｄｅｍ ｔｉｍｅ ｏｆ ｆｌｉｇｈｔ ＭＳ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）を備えたタンデムＭＳ（ＬＣ−ＭＳ−ＭＳ）に接続されていて、こういったＭＳ機器がペプチドについての衝突が誘起した解離（Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ−ｉｎｄｕｃｅｄ ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ；ＣＩＤ）スペクトルの中に有用な情報を与えている。ＣＩＤを受けることになるペプチド先駆物質イオンはプロダクトイオンを生ずるために分裂（フラグメンテーション）を経験することになり、これがＭＳ−ＭＳスペクトル内に記録されている。こういったスペクトルは各種のプロダクトイオンについての信号を含んでいて、その中にはｙイオン、ｂイオン、及びペプチド背景（バックボーン）の分裂から生じた関係する種（スピーシーズ）を含んでいる。さらに、こういったＭＳ−ＭＳスペクトルはペプチド変形（モディフィケーション）の存在とシーケンス位置とを示している信号を含んでいる。
【０００４】
ＭＳ−ＭＳスペクトルからのペプチドシーケンスの識別は直接解釈（ｄｉｒｅｃｔ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎであって、ｄｅ ｎｏｖｏ（改めての意）シーケンス分析と呼ぶ）によって行われてよい。ひとたびペプチドシーケンスが決定されると、ソース（源）の蛋白質は、蛋白質シーケンスのデータベースに対して、そのペプチドシーケンスを比較することによって識別されてよい。しかしながら、一般的なＬＣ−ＭＳ−ＭＳ分析は何千何百といったＭＳ−ＭＳスペクトルを生成する。データについてのうなぎ上りともいえるデータ量（ｓｈｅｅｒ ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ ｄａｔａ）はｄｅ ｎｏｖｏシーケンス解釈を含むプロテーム分析をしたがって前もって排除することになる。
【０００５】
Ｙａｔｅｓ，ＩＩＩらは米合衆国特許（ＵＳ Ｐａｔ ５，５３８，８９７）開示のようにＭＳ−ＭＳデータをデータベース内に保存されている蛋白質とヌクレオチドとのシーケンスと相関をとる計算機プログラムを実施した。このプログラムはＭＳ−ＭＳスペクトルを、ペプチド先駆物質イオンの測定された質量（マス）と整合するデータベースのシーケンスと相関をとっている。したがって、このプログラムはｄｅ ｎｏｖｏシーケンス解釈を事前に取除いて、ＭＳ−ＭＳデータからの蛋白質識別を大幅に高速化している。
【０００６】
発明が解決しようとする課題
しかしながら、プロテオーム分析における主要な問題は、おびただしい変換後の変更（ｐｏｓｔｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と、スプライスバリアントと、ジーン（遺伝子）ポリモルフィズム（多形性）、及びミューテーション（配列）が原因となっての蛋白質の異種混合性（ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ）である。事実、いずれもの遺伝子は複数の蛋白質生成物（プロダクト）を生じさせることができる。Ｙａｔｅｓ，ＩＩＩらのプログラムはある種の予期される変更の存在を許せるのではあるが、予想することができず、また枝分かれして行く蛋白質変更の性質はときにシーケンスデータベース内のものとは異なる質量（マス）のペプチドを生ずる。こういった予期しない蛋白質変化形はこのプログラムによる正しい蛋白質識別を妨げている。こういった環境はデータ評価ツール（道具）の必要性を例示しており、こういったツールは変種のペプチド形態に対応するＭＳ−ＭＳデータを検出できるものである。
【０００７】
予期しないペプチド変種を検出し、特性を決めるという一般的な問題は、複雑なペプチド混合物についての高度に進んだ特性を決めることについての著しい障壁を残している。
【０００８】
課題を解決するための手段
ここでこの発明の目的、特徴などを要約説明する。
【０００９】
この発明の一つの目的は、大量のデータをマイニングする（目的をもって調べる）ための新しい方法を用意することである。
【００１０】
この発明の別な目的は、マススペクトル（質量分析）データをマイニングするための新しい方法を用意することである。
【００１１】
この発明の別な目的は、データをマイニングするために使用されることになるマススペクトルデータのスペクトル特性を特定するための新しい方法を用意することである。
【００１２】
この発明の他の目的は、テーマをマイニングするために使用されることになるスペクトル特性についてのユーザが規定した階層構造を特定するための新しい方法を用意することである。
【００１３】
この発明のほかの目的は、マススペクトルデータ内で予期しない変更を効率的にマイニングするための新しい方法を用意することである。
【００１４】
こういった目的と、そのほかの目的とは、この発明によって構成された、マススペクトルデータマイニングシステム、方法、及び計算機プログラム製品によって達成され、そこではデータパターンが大規模データベース及び／又はファイルを解析するために使用されて、有用なデータが抽出されるようにする。このデータパターンはデータベースに対抗するパラメータの比較を含んでいるアイテム（事項）の存在を識別するために使用することができる。このようにして、データマイニングプロセスは大量のデータに対してのふるいがけをすることが可能であって、ユーザもしくはデータマイニングプロセスのいずれかによって特定された特定のパターンを同定識別（アイテンティファイ）して抽出するようにする。
【００１５】
とくに、この発明の一つの特徴（アスペクト）によると、マススペクトルをマイニングするための新しい方法が用意されていて、その中にはマイニング対象のマススペクトルのスペクトル特性を特定する段階と、スペクトル特性間の関係を特定する段階と、スペクトル特性間の関係に基づいてスペクトル特性と整合するマススペクトルの部分を求めてマススペクトルをサーチ（探索）する段階と、その部分とスペクトル特性との間の相関の度合い（ａ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を示すためにマススペクトルの該部分に対して得点（スコア）を指定（アサイン）する段階とを含んでいる。
【００１６】
この発明の別な特徴によると、この発明の方法を実施する新システムを用意している。
【００１７】
さらに別なこの発明の特徴によると、新しい計算機プログラム製品が用意されていて、それは計算機システムの計算機が読取ることができる媒体内部に含まれていて、これが実行されると、計算機システムがこの発明の方法を実行することになる。
【００１８】
発明の実施の形態
この発明についてのもっと完全な理解と、発明に付随する数多くの利点とは、添図の図面と関係付けて考慮するときに、以下の詳細な記述を参照してよりよく理解されることになるのと同じように、すぐに手に入れることができるものとなる。図面を参照するとして、同じ参照番号は、いくつかの図面にわたり同一もしくは対応する部分を示している。
【００１９】
図１はペプチドＡＶＡＧＣＡＧＡＲ（ａｌａｎｉｎｅ−ｖａｌｉｎｅ−ａｌａｎｉｎｅ−ｇｌｙｃｉｎｅ−ｃｙｓｔｅｉｎｅ−ａｌａｎｉｎｅ−ｇｌｙｃｉｎｅ−ａｌａｎｉｎｅ−ａｒｇｉｎｉｎｅ）のダブルチャージしたイオンについてのＣＩＤにより作られたＭＳ−ＭＳスペクトルの例を示す。この例示のマススペクトルは、またデータスキャン（データ走査）としても知られていて、この発明によってマイニングされることができて、化学的に特有の特性上の特徴（ｃｈｅｍｉｃａｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ−ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｆｅａｔｕｒｅｓ）を検出するのにあてられる。例示のマススペクトルでは、ｘ軸は検出されたイオン信号の質量（マス）対チャージ比（ｍ／ｚ）を示し、またｙ軸はマススペクトロメータ（質量分析計）により検出された特定イオンの相対的な豊富さ（ｒｅｌａｔｉｖｅ ａｂｕｎｄａｎｃｅ、相対的存在度）を示している。ペプチドの化学的構造はマススペクトルの上に示されており、またスペクトル内のイオン信号はＣＩＤにおける破片（フラグメンテーション）を記述するために受入れられている規約に従ってｙイオンとｂイオンとして注が付されている。
【００２０】
ＣＩＤによって作られたマススペクトルは例としての目的のものと理解されるべきもので、他の技術によって作られたマススペクトルもまたこの発明によってマイニングすることができるのである。このような技術は、限定するわけではないが、表面に誘起された解離（ディソシエーション）と全スキャンＭＳを含んでいる。
【００２１】
図２はマススペクトルデータをマイニングするためのシステムを示す。このシステムは、計器計算機（インスツルメントコンピュータ）１０、マススペクトロメータ（質量分析計）１２、ホスト計算機２０、及びサーバ２４を含んでいる。マススペクトロメータ１２は計器計算機１０に標準のデータ伝送／通信ケーブルを経て接続され、また計器計算機１０と、ホスト計算機２０と、サーバ２４とはローカルエリア網（ＬＡＮ）２５を経て接続されている。ＬＡＮ２５はインターネット３５に接続されている。
【００２２】
計器計算機１０は、いずれかの適当な計算機、ワークステーション、サーバ、もしくは、ホスト計算機２０とサーバ２４とにＬＡＮ２５とまたインターネット３５を経てほかのデバイスと通信をするための他のデバイスである。
【００２３】
マススペクトロメータ１２は、いずれかの適当な化学分析デバイスであって、分析対象の化学物質からイオンを発生してそれを分析して、また情報を送り、制御命令と情報とを計器計算機１０から受けるようなデバイスである。
【００２４】
ホスト計算機２０は、いずれかの適当な計算機、ワークステーション、サーバ、もしくは他のデバイスであって、ＬＡＮ２５を経てサーバ２４と計器計算機１０と、またインターネット３５を経てほかのデバイスと通信をするものである。ホスト計算機２０はデータを記憶し、また命令を実行する。この発明では、ホスト計算機２０はマススペクトルデータをマイニングするためにこの発明の段階を実行する。ホスト計算機２０は計器計算機１０とサーバ２４との間で情報の送受をする。
【００２５】
サーバ２４は、いずれかの適当なデバイスであって、計器計算機１０とホスト計算機２０との間でＬＡＮ２５を経由して情報を記憶したり回復したりするものか、あるいはインターネット３５を経由していずれかのほかのデバイスとそれをするものである。この発明では、サーバ２４が計器計算機１０からのマススペクトルデータを記憶してホスト計算機２０に向けてデータを送り、そこでデータがマイニングされる。
【００２６】
図２のシステムは、例示目的のためだけのものであり、この発明を実施するために使用される特定のハードウェアとソフトウェアとについての数多くの変形は当業者にとってすぐに明らかなものとなることは理解されたい。例えば、ホスト計算機２０とサーバ２４とはＬＡＮ２５によってではなく、インターネット３５を介して接続されるようにしてよい。あるいは、ホスト計算機は取外されてよく、この発明は計器計算機１０によって実行されてよい。または、ローカルなデータベースとか計器計算機１０がサーバ２４ではなくマススペクトルデータを記憶するのに使用されてよい。
【００２７】
図３は、この発明によりマススペクトルデータをマイニングするときに、図２のシステムによって実行されるデータの流れを示す。化学的サンプル（試料）がマススペクトロメータ１２によって分析されて、生の（ｒａｗ）データ１としてマススペクトルデータを作る一連のＭＳ−ＭＳスキャンを介してサンプル内の化学種を判断し決定する。複数の繰返し（レプリカ）ＭＳ−ＭＳスキャンが質量分析計（マススペクトロメータ）１２で各データサンプルについて取得されて、そのサンプルについての代表的な分析を主として得るようにする。三回のＭＳ−ＭＳスキャンの組が一般には取得されるけれども、いくつでもよい数のスキャンがある組で取得できる。マススペクトロメータ１２はそこで生のデータ１を計器計算機１０に送り、そこではデータファイル３内に生のデータ１を記憶する。ＭＳ−ＭＳスキャンが完了した後で、計器計算機１０はこのデータファイル３をサーバ２４に向けて送って保存にあてる。ホスト計算機２０はそこでサーバ２４からデータファイル３を検索し読出し（回復し）、データファイル３上でのデータマイニングを実行して関心のあるスペクトルデータを識別して抽出する。複数スキャンの各組はそこで平均がとられて、その先のすべての動作はこの平均されたスキャンについて実行される。この場合に、平均をとることは、平均値が単位チャージ当りの各プロダクトイオンマス（爾後ｍ／ｚと言う）値での信号強度について平均がとられることになるスキャンの組について計算されることを意味している。マイニングプロセスを完了した後に、ホスト計算機２０は結果と得点（スコア）５とをサーバ２４に送って保存する。
【００２８】
図３に示したデータの流れは例示を目的としただけのものであって、いろいろな変りだねがシステムのハードウェアとソフトウェアとで利用可能な数多くの変形に対応して発生されてよいことは理解できると思う。
【００２９】
図４はこの発明のマススペクトルデータをマイニングする方法の一実施例を示す。先ず、ユーザはこの発明の方法を開始する。段階２００では、ユーザがマイニングをそこでするデータフアイルを選んで、このファイルがホスト計算機にダウンロードされる。ホスト計算機は、そこで段階２０２でダウンロードされたデータファイルからのマススペクトルデータを前処理して、破片となっていない（ノンフラグメント）イオンを取りのけて、先駆物質チャージを推定し、全イオン流の百分率（％ＴＩＣ）でイオン強度を正規化する。この正規化はもっと大きな豊富さの（アバンダントな）種の検出に向けてのバイアスを除去し、低濃度で存在する種の識別同定ができるようにする。ユーザはそこでスペクトル特性と、他の各々についてのその特性の関係とを段階２０４で例えば制御ウィンドウを経て入力する。この段階はユーザがスペクトル特性と関係とを特定できるようにして、与えられた化学種を識別しかつデータ内での予期されていない変更を実効的に検出する上で最も有用であるものを特定する。前処理したスペクトルはそこで評価がされて、段階２０６では特定されたスペクトル特性についての整合を見付けるために評価を受ける。段階２０８では得点が計算され、その際にはスペクトル特性についてのユーザが定義した階層とともに整合したイオンの％ＴＩＣ値が勘案される。探索の結果が表もしくはグラフ形式のいずれかで段階２１０で表示され、それによって、容易に理解できる出力が用意される。
【００３０】
ユーザは人間であっても、計算機プログラムであっても、あるいはこの発明の方法が実行されるようになる命令を送ることができるいずれかのオブジェクトであってよいことは理解できると思う。
【００３１】
図５は図４の前処理段階２０２に含まれている段階を示す。少くともｎ個の破片イオンを備えたマススペクトルデータがデータワークアップ（クライマックスまで順序もって来る）サブルーチンによって前処理され、このサブルーチンでは先駆物質チャージが推定されて、破片イオンが％ＴＩＣによって正規化される。この実施例では、ｎは２５に設定されている。先ず、データがホスト計算機によって段階２３０で読取られる。ｎ個より少い破片イオンについてのデータは段階２３２でスペクトルからサブトラクト（取りのけ）される。段階２３４では先駆物質イオンと、特定された先駆物質のｍ／ｚの±ｐ％内にあるイオンとが各スペクトルから減算され、段階２３６では先駆物質イオンについてのもののｍ倍よりも大きなｍ／ｚをもつイオンも併せて取りのけされる。この実施例では、ｐは０．４に設定され、またｍは２に設定される。先駆物質チャージはそこで比の計算によって推定され（段階２３８）るが、この比は、先駆物質よりも大きなｍ／ｚをもつイオンについての加算されたイオン流の、残っているイオンについての全イオン流に対する比となっている。比が０．１よりも大きいスペクトルは二重にチャージされた先駆物質から生ずるものとして定義される。比が０．１以下のスペクトルは単一にチャージされた先駆物質から生じるものと定義されていて、先駆物質よりも大きいｍ／ｚをもつ全イオンはスペクトルから減算されている。したがって、段階２４０では、照合がされて、そのスペクトルが単一もしくは二重にチャージされているかどうかが問合される。もしスペクトルが単一にチャージされているものであれば、そのときは先駆物質よりも大きなｍ／ｚをもつ全イオンが段階２４２でスペクトルから取りのけられる。次に段階２４４では、残っている破片イオンが％ＴＩＣに正規化され、ここでは各イオンが１００ｘに等しい値をもつ（ｘはイオン強度／残っているイオンの加算したイオン強度）。段階２４６では、ｑよりも小さな％ＴＩＣ値をもつイオンがスペクトルから取りのけられる。この実施例では、ｑは０．２に設定されている。次に、段階２４８では、残っているイオンが再び正規化される。ｓ破片イオンよりも小さい残っているデータがスペクトルから取りのけられる（段階２５０）。この実施例では、ｓは１５に設定されている。こういった取りのけは、検出された破片イオンについては％ＴＩＣを最大とし、イオンシリーズ（もしくは対）検出についての背景雑音を減らしている。
【００３２】
図６の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）と図７の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）とは、図４の段階２０６と２０８とでそれぞれ示した整合と得点付けとがどのように実行されるかを示している。このスペクトル特性として示したものは、プロダクトイオン、中性もしくはチャージ（帯電）された破片のロス、イオン対、及びイオンシリーズを含んでいる。
【００３３】
プロダクトイオンスペクトル特性はｍ／ｚ値として特定されている。特定されたプロダクトイオン特性に対してスペクトルを整合させるために、このスペクトルはこの特定されたｍ／ｚ値を有するイオンを求めて探索される。そこで探索は、その指定されたｍ／ｚ値±ｂｍ／ｚに中心のある窓（ウィンドウ）内部で実行され、そのウィンドウ内で最も豊富なイオンｉ１選ばれる。この実施例ではｂは０．５に設定されている。プロダクトイオンでこういったスペクトルに整合しているものはそこで次式（１）のように、選ばれたイオンについての％ＴＩＣ値とＩ１ として得点付けがされる：
得点（Ｓｃｏｒｅ）＝Ｉ１　　　　　　　　　　　　　　（１）。
【００３４】
図６（Ａ）は、特定されたｍ／ｚに中心のあるウィンドウ１００をもつ、特定されたｍ／ｚ（１１８）を示している。最も豊富なイオン１０１でこのウィンドウ内部のものがそのイオンの％ＴＩＣ値を示している最高ピークとして示されていて、これが識別される。（１１８）のｍ／ｚをもつ特定されたプロダクトイオンの得点はイオン１０１のこの％ＴＩＣ値である。
【００３５】
ロスイオン（中性もしくはチャージされた）スペクトル特定は先駆物質からの所望のロスｍ／ｚ値として特定される。中性ロスについての特定されたロスイオン特性にスペクトルを整合するために、イオンロスｍ／ｚが先駆物質ｍ／ｚから特定されたロスｍ／ｚ値を減算して計算される。そこで探索が計算されたイオンロスｍ／ｚ値±ｃｍ／ｚの周りに中心があるウィンドウ内で実行されて、最も豊富なイオンｉ１ウィンドウの内部のものが選ばれる。この実施例では、ｃは０．５に設定されている。こういったスペクトルについてのプロダクトイオン整合はそこで次の式（２）のように選ばれたイオンについての％ＴＩＣ値Ｉ１として得点が付けられる：
得点（Ｓｃｏｒｅ）＝Ｉ１　　　　　　　　　　　　　　　（２）。
【００３６】
チャージされたロスについての特定されたロスイオン特性にスペクトルを整合するために、ロスイオンｍ／ｚが計算され、この計算は特定されたロスｍ／ｚ値を実際の先駆物質ｍ／ｚに代り先駆物質についての予測された単一にチャージされたｍ／ｚ値から減算するものである（すなわち、２×先駆物質ｍ／ｚ−１）。
【００３７】
中性ロスの場合と同じように、計算されたイオンロスｍ／ｚ値±ｃｍ／ｚの周りに中心があるウィンドウが次に探索されて、そのウィンドウ内で最も豊富なイオンが選ばれる。この実施例では、ｃは０．５に設定されている。こういったスペクトルについてのプロダクトイオン整合はそこで次の式（３）のように選ばれたイオンについての％ＴＩＣ値Ｉ１として得点が付けられる：
得点（Ｓｃｏｒｅｄ）＝Ｉ１　　　　　　　　　　　　　　　（３）。
【００３８】
中性ロスは先駆物質イオンと同じチャージ（電荷）を有しているプロダクトイオンを結果として生じさせる。したがって、二重にチャージされた先駆物質からの中性ロスについてのイオンロスｍ／ｚを計算するために使用されるｍ／ｚ値は、単一のチャージされた先駆物質からの同じマスロスのものの半分となっている。これと対照的なのは、チャージされたロスがプロダクトイオンを生成し、このイオンは先駆物質のものよりも１単位少ないチャージを有していて、二重にチャージされた先駆物質から生ずるスペクトルの中でのみ観察される。したがって、特定のロスが探索規準として入ってくるときには、先駆物質チャージと、ロスによって作られたプロダクトイオンのチャージとがロス記述の中に含まれて、ユーザはロスを中性もしくはチャージされたものとして定義することができ、また先駆物質のチャージ状態に見合うように中性ロスの大きさを調節できるようにしている。
【００３９】
図６Ｂは先駆物質ｍ／ｚもしくは推定された単一にチャージされたｍ／ｚ値１０４と、ｍ／ｚ値１０４からの距離をとったウィンドウ１０２とを示している。この距離は上述のように計算されたロスｍ／ｚである。このウィンドウ１０２内部の最も豊富なイオン１０３は最大ピークをイオンの％ＴＩＣ値で示していてこのイオン１０３が識別される。特定されたイオン損失の得点はイオン１０３の％ＴＩＣ値である。
【００４０】
イオン対スペクトル特性が二つの破片イオン間の距離（ｍ／ｚを単位として測定される）によって特定される。この距離はいくつかのアミノ酸の残留マス（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｍａｓｓ）を反映しているか、特定の付加生成物、付加生成物の破片、もしくは構造上の半分（ｍｏｉｅｔｙ）の除去を反映していてよい。スペクトルを特定したイオン対スペクトル特性と整合をとるために、破片イオンの仮定の（ヒポセティカルな）リストが先ず生成される。破片のイオンはスペクトルの中の実際の破片イオン（すなわち“実の（リアルな）”リスト）の上でｍ／ｚ単位の特定の距離だけシフトしたものであり、次に両方のリスト内の破片ｍ／ｚ値が一番近い整数に丸められる。それぞれの丸められた破片ｍ／ｚ値±ｄｍ／ｚに中心のある二つのウィンドウが探索されて、最も豊富なｉ１，ｉ２がそれぞれのウィンドウの中で選択される。この実施例では、ｄは０．５に設定されている。イオン対整合はそこで得点を付与され、この得点は丸められたウィンドウの各々からの選択された破片イオンについての％ＴＩＣ値Ｉ１，Ｉ２の幾何平均である：
得点（Ｓｃｏｒｅ）＝（Ｉ１・Ｉ２）１／２　　　　　　　　（４）。
【００４１】
図６Ｃは丸められたｍ／ｚイオン対を示し、ユーザによって特定された距離だけ分けられている。ウィンドウ１０５と１０６とはイオン対の辺りに中心がある。最も豊富なイオン１０７と１０８とが、それぞれのウィンドウ１０６，１０５内部にあって、イオンの％ＴＩＣ値を示している一番高いピークとして示されており、これらのイオンが識別同定される。特定されたイオン対の得点はそれぞれの％ＴＩＣ値の幾何平均である。
【００４２】
イオンシリーズスペクトル特性はイオン対スペクトル特性の拡張された形式であって、そこでは複数のイオンが複数の距離にあって整合されている。このイオンシリーズスペクトル特性は、所望のｍ／ｚ値によって間隔をとった一連のイオン（イオンシリーズ）として特定されている。イオンシリーズは一群のイオン（ｉ１，ｉ２，ｉ３…ｉｎ）として定義され、これらのイオンは特定のｍ／ｚ値（ｍ１，ｍ２，ｍ３…ｍｎ）によって分離されていて、ここでｍｎ＝ｉｎ−ｉｎ＋１であることがＦｉｇ７に示されている。イオンシリーズ内の低い方の添え字は高い方のｍ／ｚ値を示している。ペプチドシーケンス主題（モティーフ）の場合には、このシリーズ内のイオン間の距離はそのペプチド内のそのシーケンスの中のアミノ酸の平均残留マスに対応している。スペクトルをこのイオンシリーズスペクトル特性に整合をとるために、アミノ酸シリーズについての平均残留マス差によって分けられた破片イオンについての仮定リストがまず生成される。この仮定シリーズ（ｉ１）内の第一のイオンが次に図７のグラフ（Ａ）に示したように評価されている実際のＭＳ−ＭＳスペクトル内の一番大きなｍ／ｚ破片イオンと整列がとられる。仮定イオンと整列がとれている実際のイオンがそこでユーザが特定した公差（一般に±０．５ｍ／ｚ単位）の辺りに中心があるウィンドウ内部で検出される。
【００４３】
仮定イオンシリーズとの整列によって検出されたイオンは以下に記述するように得点が付けられる。仮定イオンシリーズはそこでＭＳ−ＭＳスペクトル内で次に低いｍ／ｚイオンで始まる整列がされて、整合が再び記録されて得点が付与される（図７グラフ（Ｂ））。シリーズが得点を付与されるために検出されることになる最小イオン数ｘが特定されてもよい。グラフ（Ｂ）で示した例では、二つだけの整合が検出されていて（ｉ１とｉ２）、スペクトルは、ｘ＞２であれば、得点が付与されない。整列と検出とのサイクルは、ユーザが特定した最小数の整合（ｘ）が検出されることができないようなときすなわち、仮定イオンシリーズがそのスペクトルの低い方のｍ／ｚ限界以下に展開するまで続けられる。ある種のＭＳ−ＭＳスペクトルは特定シリーズの中にすべてのイオンを含まなくてもよいことが原因となって、仮定シリーズはまた第二の仮定イオン（ｉ２）で始まるスペクトルに対しても整合され、また実のイオンと仮定のイオンｉ２〜ｉｎ間での整合がそこで記録されて、得点が付与される（図７のグラフ（Ｃ））。仮定イオンシリーズのＭＳ−ＭＳデータとの整列はイオンｉｎ−ｘを介して続けられ、ここでｘは得点付与にとって必要とされる整合の最小数でユーザが特定したものである。
【００４４】
スペクトルの得点付与は仮定イオンｉ１〜ｉｎに対応している検出されたイオンについての％ＴＩＣ値から計算される（図７グラフ（Ｄ）参照）。％ＴＩＣ値でｉ１，ｉ２，ｉ３…ｉｎに対応しているものがそれぞれＩ１，Ｉ２，Ｉ３…Ｉｎとして示されている。スペクトルについての得点は式（５）により計算される：
【００４５】
得点（Ｓｃｏｒｅ）＝Ｎ（Ｉ１・Ｉ２・Ｉ３…・Ｉｎ）１／ｎ　　　（５）
ここでＮはそのシリーズ内で仮定イオンｉ１〜ｉｎに対応している検出されたイオンの数である。シリーズ内のいくつかのイオンが失われているスペクトルについては、値Ｉｎが挿入され、これはイオン検出のためのしきい値に等しい値であり、ユーザにより設定されてよいものであり、一般には０．２％ＴＩＣとなっている。図７のグラフ（Ｄ）では、例えば得点は式（６）により計算される；
得点（Ｓｃｏｒｅ）＝４（Ｉ１・Ｉ２・Ｉ３・Ｉ４・Ｉ５・Ｉ６）１／６　　（６）
ここではシリーズの中の六つのイオンのうちの四つだけ（すなわち、Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ６）がスペクトルの内で実際に検出されていて、しきい値％ＴＩＣ値が検出されていなかったＩ１とＩ５のために使用されている。示したように、もしＮ＜ｘであれば（ｘはユーザが特定した、検出されたイオンについての最小数）、そのときはこのスペクトルにゼロ得点が指定されることになる。
【００４６】
得点付与での背景雑音を減らすために、各スペクトル特性は、探索の始めに一次か二次かについての指定がされる。二次特性はそこで一次特性とリンクされるか対となって、所望の構造が発生する化学種の識別ができるようにし、またマススペクトルデータ内での予期しない変化を効果的に検出できるようにする。一次と二次との対形成（ペアリング）の例は、これに限定するわけではないが、あるイオンシリーズにとって二次的なプログクトイオン、あるプロダクトイオンにとって二次的なロスイオン、あるロスイオンにとって二次的な複数のプロダクトイオン、及び他のイオンシリーズにとって二次的な一つのイオンシリーズである。二次スペクトル特性は一次特性と同じやり方で入力されるが、例外としてこの二次特性は探索について特定の一次特性とそれぞれリンクしていることを除くものとする。一次特性は検出されたときに自動的に得点が付けられるのであるが、二次特性はリンクした一次特性が同じマススペクトル内で検出される場合に限り得点が付けられる。こうして、二次特性の得点付けは他の一次インジケータの存在に付随している。一次と二次との特性は階層状にリンクされている。例えば、スペクトル内で弱いか不規則かのインジケータであるか、あるいは背景スペクトルで共通のものであるスペクトル特性は二次分類にとってのよい候補となる。二次特性についての得点は、最終得点が一次特性によって最も重く影響されることを保証するように調節される。二次特性についての最初の計算された％ＴＩＣ得点はこの得点と、リンクしている一次特性の％ＴＩＣ得点との幾何平均をとることによって調節される。各二次特性は一度だけ得点が付けられ、リンクした一次特性の得点に等しい最大得点が許される。最終のスペクトル得点は検出された一次特性の％ＴＩＣ値の和に調節された二次特性得点の和を加えたものとして計算される。各二次イオンカテゴリィは一次イオンについて一度だけ得点が付けられる。
【００４７】
得点はゼロでない得点を受ける平均されたＭＳ−ＭＳスキャンのすべての組について報告される。この得点に加えて、スキャン番号、保持時間、先駆物質ｍ／ｚ、及び仮定シリーズと整合するＭＳ−ＭＳスペクトル内で検出されたイオンが報告される。スキャン番号は各ＭＳもしくはＭＳ−ＭＳスキャンに対してデータファイル内で、データシステムによって、指定されたシーケンシャル識別子である。保持時間はＭＳもしくはＭＳ−ＭＳスキャンが記録されたときに、ＬＣ−ＭＳ−ＭＳ分析での経過時間である。先駆物質ｍ／ｚはＭＳ−ＭＳに従っている先駆物質のｍ／ｚ値である。検出されたイオンは探索基準に整合した得点付けされたスペクトル内の信号のｍ／ｚ値である。これが関心のあるスペクトルを識別同定することを単純にしている。最後に、一次及び二次イオンもしくはイオンシリーズで得点付与されたもののすべてがスペクトル識別子と一緒に報告される。ときとして、この情報から直接にスペクトル品質を推定することが可能であり、これが目視検査用の完全なＣＩＤスペクトルを回復させる前に可能となる。
【００４８】
この発明の一次と二次との特性は階層状の関係に限定されず、例えばシーケンシャルとか、並列とか、分析される化学種に依存して他のやり方でリンクされていてよいことは理解できると思う。
【００４９】
図８ないし１２は、特定されたスペクトル特性に基づいて得点を計算するための段階を示す。先ず、得点はゼロに初期化される（段階２６０）。次に一次としてユーザにより指定されたスペクトル特性が識別同定される（段階２６１）。もし、プロダクトイオンスペクトル特性（パラメータ）が一次として指定されると、そのときは図９で示したように、プロダクトイオン得点、得点１、を計算するための段階が実行される。もし、ロスイオンパラメータが一次として指定されると、そのときはロスイオン得点、得点２、を計算するための段階が図１０に示すように実行される。もし、イオンシリーズパラメータが一次として指定されると、そのときはイオンシリーズ得点、得点３、を計算するための段階が図１１に示すように実行される。そうでなければ、得点はゼロのままであり、プロセスは図４の表示段階２１０へ続く。
【００５０】
図９はプロダクトイオン得点、得点１、を計算する段階を示し、そこではプロダクトイオンが一次スペクトル特性として特定される。プロダクトイオン得点、得点１、は段階２６７でゼロに初期化される。段階２６８では、特定されたプロダクトイオンパラメータｍ／ｚ値±０．５ｍ／ｚユニットに中心のあるウィンドウが識別される。段階２６９では、照会がされて、プロダクトイオン整合が識別されたウィンドウ内部で見付けられたかどうかの問合せがされる。もしプロダクトイオン整合が見付からなければ、段階２６１で始まる図８の段階が実行されて、いずれか他の指定された一次パラメータを評価するようにする。他方では、もし整合が見付かると、段階２７１でプロダクトイオン一次得点、得点１ａ、が％ＴＩＣ値で識別されたウィンドウ内部の最も豊富なイオンについての値に設定される。
【００５１】
次に照会が段階２７２でされて、ロスイオンスペクトル特性が二次であり一次プロダクトイオンパラメータにリンクしているかどうかが問合せされる。もしそうであれば（後述する）図１０の段階が実行されて、ロスイオン二次得点、得点１ｂ、を段階２７３で決める。二次得点は一次得点を越えることはない。したがって、段階２７４では、もし得点１ｂが得点１ａよりも大きいとすると、そのときは得点１ｂは得点１ａに等しく設定される。そうでなければ、得点１ｂで段階２７３で計算されたものが使用される。段階２７２では、もしロスイオンが一次プロダクトイオンパラメータにリンクした二次探索特性でないとすると、そのときは得点１ｂが段階２７５でゼロに設定される。
【００５２】
次に、照会が段階２７６でされて、イオンシリーズスペクトル特性が二次であり、一次プロダクトイオンパラメータにリンクされているかどうか問合せされる。もしそうであれば、（後に論じられる）図１１の段階が実行されて、イオンシリーズ二次得点、得点１ｃを決めるようにする（段階２７７）。前述したように、二次得点は一次得点を越えることはない。したがって、段階２７８では、もし得点１ｃが得点１ａより大きければ、そのときは得点１ｃが得点１ａに等しく設定される。そうでなければ得点１ｃで段階２７７で計算されたものが使用される。段階２７９では、もしイオンシリーズが一次プロダクトイオンパラメータにリンクしている二次探索特性でなければ、そのときは得点１ｃが段階２７９でゼロに設定される。
【００５３】
プロダクトイオン得点、得点１、が次に得点１ａと、得点１ｂと、得点１ｃとの和として段階２８０で計算される。照会がそこでされて（段階２８１）、他の一次特性が指定されているかどうか問合せる。もしそうであれば、図８の段階が実行されて、他の指定された一次特性の得点を計算する。もし他の指定された一次特性が何もなければ、得点１が、（後に論じられる）図１２の段階で使用されて、全マススペクトル得点を計算する。
【００５４】
異なるｍ／ｚ値をもつ複数のプロダクトイオンが一次特性として指定されてよいことは理解できると思う。この場合には、プロダクトイオン得点、得点１、は各プロダクトイオンについてのプロダクトイオン得点の和である。
【００５５】
図１０はロスイオン得点、得点２、を計算する段階を示し、そこではロスイオンが一次スペクトル特性として特定される。段階２８２で始まりプロダクトイオン得点、得点２、はゼロに初期化される。段階２８３では、計算されたロスイオンパラメータｍ／ｚ値±０．５ｍ／ｚユニットに中心のあるウィンドウが識別される。もしロスがチャージされたロスであると、そのときはロスイオンｍ／ｚが計算され、この計算では特定されたｍ／ｚが先駆物質についての予測された単一にチャージされたｍ／ｚ値から減算される（すなわち２×先駆物質ｍ／ｚ−１）。段階２８４では、照会がされて、ロスイオン整合が識別されたウィンドウ内部で見付けられたかどうかの問合せがされる。もしロスイオン整合が見付からなければ、段階２６１で始まる図８の段階が実行されて、いずれか他の指定された一次パラメータを評価するようにする。他方では、もし整合が見付かると、段階２８６でロスイオン一次得点、得点２ａ、が％ＴＩＣ値で識別されたウィンドウ内部の最も豊富なイオンについての値に設定される。
【００５６】
次に照会が段階２８７でされて、プロダクトイオンスペクトル特性が二次であり一次ロスイオンパラメータにリンクしているかどうかが問合せされる。もしそうであれば（後述する）図９の段階が実行されて、プロダクトイオン二次得点、得点２ｂ、を段階２８８で決める。二次得点は一次得点を越えることはない。したがって、段階２８９では、もし得点２ｂが得点２ａよりも大きいとすると、そのときは得点２ｂは得点２ａに等しく設定される。そうでなければ、得点２ｂで段階２８８で計算されたものが使用される。段階２８７（注２７２は誤記）では、もしプロダクトイオンが一次ロスイオンパラメータにリンクした二次探索特性でないとすると、そのときは得点２ｂが段階２９０でゼロに設定される。
【００５７】
次に、照会が段階２９１でされて、イオンシリーズスペクトル特性が二次であり、一次ロスイオンパラメータにリンクされているかどうか問合せされる。もしそうであれば、（後に論じられる）図１１の段階が実行されて、イオンシリーズ二次得点、得点２ｃを決めるようにする（段階２９２）。二次得点は一次得点を越えることはない。したがって、段階２９３では、もし得点２ｃが得点２ａより大きければ、そのときは得点２ｃが得点２ａに等しく設定される。そうでなければ得点２ｃで段階２９２で計算されたものが使用される。段階２９４では、もしイオンシリーズが一次プロダクトイオンパラメータにリンクしている二次探索特性でなければ、そのときは得点２ｃが段階２９４でゼロに設定される。
【００５８】
プロダクトイオン得点、得点２、が次に得点２ａと、得点２ｂと、得点２ｃとの和として段階２９５で計算される。照会がそこでされて（段階２９６）、他の一次特性が指定されているかどうか問合せる。もしそうであれば、図８の段階が実行されて、他の指定された一次特性の得点を計算する。もし他の指定された一次特性が何もなければ、得点２が、（後に論じられる）図１２の段階で使用されて、全マススペクトル得点を計算する。
【００５９】
異なるｍ／ｚ値をもつ複数のロスイオンが一次特性として指定されてよいことは理解できると思う。この場合には、ロスイオン得点、得点２、は各ロスイオンについてのロスイオン得点の和である。
【００６０】
図１１は、イオンシリーズ得点、得点３、を計算する段階を示し、そこではイオンシリーズが一次スペクトル特性として特定される。イオンシリーズ得点、得点３、は段階２９７でゼロに初期化される。段階２９８では、アミノ酸シリーズの平均残留マス差によって分けられた破片イオンの仮定リストが先ず生成される。段階２９９では、この仮定シリーズ内の第一のイオンがそこで評価されている実際のＭＳ−ＭＳスペクトルにおける最大のｍ／ｚ破片イオンと整列される。段階３００では、ウィンドウが識別され、これはユーザが特定したｍ／ｚ公差（一般には±０．５ｍ／ｚユニット）のあたりに中心があり、仮定イオンと整列している実際のイオンに対応している。段階３０１では、照会がされて、イオンシリーズ整合が識別されたウィンドウ内部で見付けられたかどうかの問合せがされる。もしイオンシリーズ整合が見付からなければ、段階２６１で始まる図８の段階が実行されて、いずれか他の指定された一次パラメータを評価するようにする。他方では、もし整合が見付かると、段階３０２でイオンシリーズ一次得点、得点３ａ、が％ＴＩＣ値で識別されたウィンドウ内部の最も豊富なイオンについての値に設定される。注意すべきことは、イオンシリーズ特性についての得点は図１１のイオンシリーズを用いて計算できることであり、ここでは識別され、かつ得点３ａで使用されたウィンドウ（及びイオン）の数が２である。
【００６１】
次に照会が段階３０３でされて、プロダクトイオンスペクトル特性が二次であり一次イオンシリーズパラメータにリンクしているかどうかが問合せされる。もしそうであれば図９の段階が実行されて、プロダクトイオン二次得点、得点３ｂ、を段階３０４で決める。二次得点は一次得点を越えることはない。したがって、段階３０５では、もし得点３ｂが得点３ａよりも大きいとすると、そのときは得点３ｂは得点３ａに等しく設定される。そうでなければ、得点３ｂで段階３０４で計算されたものが使用される。段階３０５では、もしプロダクトイオンが一次ロスイオンパラメータにリンクした二次探索特性でないとすると、そのときは得点３ｂが段階３０６でゼロに設定される。
【００６２】
次に、照会が段階３０７でされて、ロスイオンスペクトル特性が二次であり、一次イオンシリーズパラメータにリンクされているかどうか問合せされる。もしそうであれば、図１０の段階が実行されて、ロスイオン二次得点、得点３ｃを決めるようにする（段階３０８）。前述したように、二次得点は一次得点を越えることはない。したがって、段階３０９では、もし得点３ｃが得点３ａより大きければ、そのときは得点３ｃが得点３ａに等しく設定される。そうでなければ得点３ｃで段階３０８で計算されたものが使用される。段階３１０では、もしロスイオンが一次イオンシリーズパラメータにリンクしている二次探索特性でなければ、そのときは得点３ｃが段階３１０でゼロに設定される。
【００６３】
イオンシリーズ得点、得点３、が次に得点１ａと、得点１ｂと、得点１ｃとの和として段階３１１で計算される。照会がそこでされて（段階３１２）、他の一次特性が指定されているかどうか問合せる。もしそうであれば、図８の段階が実行されて、他の指定された一次特性の得点を計算する。もし他の指定された一次特性が何もなければ、得点３が、（後に論じられる）図１２の段階で使用されて、全マススペクトル得点を計算する。
【００６４】
複数のプロダクトイオンが一次特性として指定されてよいことは理解できると思う。この場合には、イオンシリーズ得点、得点３、は各プロダクトイオンについてのプロダクトイオン得点の和である。
【００６５】
図１２は分析されているマススペクトルデータの全得点を計算するための段階を示している。段階３２０では、全得点（トータルスコア）である得点（スコア）が、図９で示したように計算された得点１と、図１０で示したように計算された得点２と、図１１で示したように計算された得点３との和として計算される。この得点はそこで例えば図４の段階２１０で示したように表示される。追加のスペクトル特性を加えたり、得点を付けたりすることができることは理解されると思う。
【００６６】
図１３と１４とは、この発明のマススペクトルデータをマイニングするための方法の別の実施形態を示す。この実施形態では、マススペクトルマイニングが実時間で実行されて、マススペクトロメータ（質量分析計）の制御設定が生成されたスペクトルを改善するために調節できるものとしている。制御設定の例示には、限定をするのではないが、源のエネルギー、衝突のエネルギー、先駆物質イオン選定についての分解能、及び検出器利得設定を含んでいる。したがって、図１３の段階７００では、第一のサンプルが走査されて、そのスペクトルデータがホスト計算機２０に向けてダウンロードされる。段階７０２では、データが図５の段階に従って前処理される。この前処理段階は、もっと大きく豊富な種の検出に向けてのバイアス（偏り）を除去して、低い濃度で存在している種の識別を可能とするものである。分析に先立って、ユーザはスペクトル特性とデータを探して得点付けすることになる関係とを段階７０４で入力している。この段階はユーザがスペクトル特性と、所与の化学種を識別同定するのに、またデータ内での予期しなかった変更を効果的に検出するのに最も有用な関係とを特定できるようにしている。このデータは段階７０６でスペクトル特性と比較される。問合せがされ、スペクトル特性にデータが整合するかどうかを照会する（段階７０８）。もし整合していなければ、そのときは段階７１０で制御設定調節が質量分析計に送られて、段階７００で始まるプロセスが繰返される。
【００６７】
しかしながら、段階７０８で、データがスペクトル特性と整合しているとすると、得点が図８〜１２の段階に従って計算される。段階７１４では、計算された得点が所定のしきい値を越えているかどうか問合せがされる。越えていなければ制御設定調節は段階７１０で質量分析計に送られて、段階７００で始まるプロセスが繰返される。
【００６８】
しかしながら、もし得点が所定しきい値を越えるのであれば、そのときは整合がとられ、結果が段階７１６で表示され、図１４に示すような容易に理解できる表もしくはグラフ形式として表示される。もし、データサンプルについてのすべてのスキャンが段階７１８では完了していなければ、そのときはプロセスは段階７００で始まる次のスキャンを繰返し、そうでなければこのプロセスは終る。
【００６９】
図１５はさらに別な実施形態であって、この発明のマススペクトルデータのマイニングに当り、ここではスペクトル特性と、それらの関係とが分析されている化学種の所定の特性に基づいて自動的に特定されている。したがって、段階８００では、マススペクトルデータファイルと、スペクトル特性と、それらの関係で分析された化学種と関係するものがホスト計算機２０に対してダウンロードされる。スペクトル特性とそれらの関係は例えばデータファイル内に記憶されてよい。次にデータが段階８０２で図５の段階により前処理される。この前処理段階はもっと大きく豊富とされる種の検出に向けてのバイアスを除去して、低い濃度で存在する種の識別同定ができるようにする。そこで、スペクトル特性とそれらの関係とが段階８０４で読取られる。特定されたスペクトル特性と関係とは所与の化学種を識別同定することと、データ内での予期していない変更とを効果的に検出することとにとって最も有用なものとして予め更に決められている。ユーザはロードした後に特定した特性を自動的に更新できることは理解されたい。段階８０６では、データファイルがスペクトル特性に対応しているスペクトルを求めて探索される。整合についての得点が段階８０８で図８〜１２で記述したように計算される。次に、段階８１０で、結果がユーザのために表またはグラフ形式で表示される。
【００７０】
図４〜１５のマススペクトルデータをマイニングする方法はＬＡＮ２５上ではなくインターネット３５上で実行できて、計算機が互に遠方にあるようにできることは理解できると思う。あるいは計器計算機１０がデータマイニング機能を実行できて、それによりホスト計算機が使用されないようにしてよい。
【００７１】
図１６は制御ウィンドウ９００の例を示し、これによってユーザは、関心のあるデータを識別同定し抽出するためにデータベースもしくはデータファイルについて使用されるマススペクトルデータのスペクトル特性を入力する。スペクトル特性の例には特定のｍ／ｚ値でのプロダクトイオン、中性もしくはチャージされたロスで単一もしくは二重にチャージされた先駆物質からのもの、及びイオンシリーズもしくは対を含んでいる。このウィンドウ９００を介して、ユーザはマイニング対象のデータを含んでいるファイルをオープンボタン９０２をクリックすることにより選ぶ。オープンボタン９０２をクリックすると、マススペクトルデータファイルのすべてについてのリストが現れて、ユーザか分析対象のデータファイルについてブラウジング（データ読取り）ができるようにする。ユーザは所望のデータファイル上をクリックし、システムはファイルを開いて、制御ウィンドウ９００に対してユーザを戻す。ファイルが一旦開かれると、ファイルパスがフィールド９０４内に現れて、何らかのコメントもしくはノードであってそのデータファイルと関係しているものがフィールド９０６内に現われ、そのデータファイルが作られた日時がフィールド９０７（Ｄａｔｅ）に現われ、そのデータファイル内に記憶された平均のＭＳ−ＭＳスキャンの組の数がフィールド９０８（Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｍｓｍｓ ｓｃａｎｓ）に現れる。
【００７２】
フィールド９１０，９１２，９１４，９１６内にはユーザがパラメータを入力し、これらはマススペクトルデータを前処理するのに使ったものである。フィールド９１０では、ユーザがピークしきい値（％ＴＩＣ）を入力する。このピークしきい値は最小％ＴＩＣ値であって、探索で考慮されることになるためにはデータがこれを越えていなければならない。最小値はイオンピークの強度をそのイオンの全イオン流で除算したものとして決められ、マススペクトルデータの強度とデータが寄生（スプリアス）か実かどうかを示している。ピークしきい値の例は０．２％である。フィールド９１２では、ユーザがプロダクトイオンデルタ値を入力する。このプロダクトイオンデルタ値はユーザが特定したプロダクトイオンｍ／ｚ値に中心を置くマスウィンドウに関するものであって、マスウィンドウは入力されたプロダクトイオンデルタ値を＋側と−側とにもつ幅を有している。プロダクトイオンデルタの例は０．５である。イオンはプロダクトイオンとしてマススペクトルデータからのみ選ばれることになり、その条件はこの定義されたウィンドウ内部に入っているものが選ばれるものとしている。ユーザはチャージ推定しきい値をフィールド９１４内に入力する。中性とチャージされたロスイオン計算とに対しては、先駆物質イオンが単一にもしくは二重にチャージされているかどうかが判断される。この判断をするために、先駆物質ｍ／ｚより上の全イオン流の百分率が調べられる。もしこの百分率がチャージ推定しきい値以下であるとすると、ＭＳ−ＭＳスキャンは単一にチャージされた先駆物質イオンから来るものとして指定される。もし百分率がチャージ推定しきい値よりも大きければ、先駆物質イオンが二重にチャージされたとして指定され。チャージ推定しきい値の例は０．１と０．１５の間の範囲にある。ユーザはロスイオンデルタをフィールド９１６内に入力する。このロスイオンデルタは指定されたロスイオンｍ／ｚ値に中心のあるマスウィンドウに関するもので、入力されたロスイオンデルタ値だけ＋側と−側とにそれぞれ幅をもっている。イオンはこのウィンドウ内部に入ることを条件としてロスイオンとして選ばれるだけである。ロスイオンデルタの例は０．５である。
【００７３】
ユーザはそこでマススペクトルデータをマイニングするのに使用されるスペクトル特性を定義する。この場合に、特定されるスペクトル特性はプロダクトイオンと、ロス（中性もしくはチャージされた）イオンと、イオンシリーズ（または対）である。もしユーザが特定のプロダクトイオンが発生しているマススペクトルデータをマイニングしたいのであれば、そのときはユーザはＡｄｄ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｉｏｎ（プロダクトイオンを加える）ボタン９１８を選ぶことになる。もしユーザがスペクトルデータであってその中では先駆物質イオンからのチャージロスがＭＳ−ＭＳ破断（フラグメンテーション）の際に発生しているデータについてマイニングをしたいのであれば、そのときはユーザはＡｄｄ Ｌｏｓｓ Ｉｏｎ（ロスイオンを加える）ボタン９２０上をクリックする。あるいは、もしユーザがイオンのシリーズが発生しているマススペクトルデータについてマイニングをしたいとするのであれば、そのときはユーザはＡｄｄ Ｉｏｎ Ｓｅｒｉｅｓ（イオンシリーズを加える）ボタン９２２上をクリックする。これらのボタン９１８，９２０，９２２の各々をクリックすると、それぞれのパラメータウィンドウが現れて、その中では、ユーザが、探索を指揮しているスペクトル特性を、特定するようになる。パラメータウィンドウについては以下に説明することとする。
【００７４】
もしユーザがスペクトル特性が二次スペクトル特性となることを望むとすると、そのユーザはまず一次スペクトル特性でウィンドウ９３４内に表示されているものに、特定された後に、ハイライトを当てる。次に、もしユーザがプロダクトイオン特性が探索の中で二次となることを望んでいればそのときは、ユーザはＬｉｎｋ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｉｏｎ（プロダクトイオンをリンクする）ボタン９２４上をクリックする。プロダクトイオンパラメータウィンドウはそこで開き、ユーザは所望のプロダクトイオンスペクトル特性を入力する。単純な段階が実行されるが、その条件はロスイオン特性がＬｉｎｋ Ｌｏｓｓ Ｉｏｎ（ロスイオンをリンクする）ボタン９２６上をクリックすることにより二次であるときと、またイオンシリーズ特性がＬｉｎｋ Ｉｏｎ Ｓｅｒｉｅｓ（イオンシリーズをリンクする）ボタン９２８上をクリックすることにより二次であるときとである。
【００７５】
スペクトル特性とその関係とが定義される後に、それらがウィンドウ９３４内で表示される。一次スペクトル特性がまた意図された第一と第二のスペクトル特性がその下に表示される。
【００７６】
もしユーザがすでに特定されたスペクトル特性を編集したいとするときは、ユーザはウィンドウ９３４内でその特性にハイライトをあてて、編集（Ｅｄｉｔ）ボタン９３０上をクリックする。対応しているパラメータウィンドウが現れて、そこでユーザがデータを編集する。ユーザはまた、すでに特定されたスペクトル特性を削除することもでき、それにはウィンドウ９３４内でその特性にハイライトをあてて、Ｄｅｌｅｔｅ（削除）ボタン９３２上をクリックする。この特性はそこでウィンドウ９３４からと、探索から消去される。
【００７７】
ユーザがマススペクトルデータをマイニングするために使用することになるスペクトル特性を特定した後に、ユーザはＳｃｏｒｅ（得点）ボタン９３６をクリックして、マイニングプロセスを実行し、その結果に得点を指定して、この結果がどのくらい良く特定されたスペクトル特性に対応しているかを示すようにする。もし正規化された得点（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｓｃｏｒｅｓ）ボックス９３８がマイニングプロセスを実行する前に調べられていたとすると、そのときは、表示された得点は実際の得点をすべての得点についての平均得点で除算したものである。クリアサーチ（Ｃｌｅａｒ Ｓｅａｒｃｈ）ボタン９４０はユーザがすべてのパラメータを制御ウィンドウ９００からクリアして、その上で開始（やりなおし）ができるようにする。ロードサーチ（Ｌｏａｄ Ｓｅａｒｃｈ）ボタン９４２は、ユーザが前のサーチ（探索）からのパラメータをロードできるようにする。また、セーブサーチ（Ｓａｖｅ Ｓｅａｒｃｈ）ボタン９４４はユーザが現在表示されているパラメータをセーブできるようにする。
【００７８】
図１７〜２０は前述のパラメータウィンドウを示し、それらはスペクトル特性ボタン９１８，９２０，９２２をクリックすると出現するものであり、ユーザがマススペクトルデータをマイニングするために使用するスペクトル特性値を入力できるようにしている。
【００７９】
図１７はプロダクトイオンパラメータウィンドウ１０００の例を示し、これはＡｄｄ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｉｏｎボタン９１８（図１６）をクリックすると出現する。ユーザが特定したプロダクトイオンｍ／ｚ値がフィールド１００２内に入力される。ユーザがこの特定した値を入力する後で、ユーザはＯＫボタン１００４をその値が正しいことを条件としてクリックする。もしユーザが値を入力しないと決めると、そのときはユーザはＣａｎｃｅｌ（取消し）ボタン１００６をクリックして、このパラメータウィンドウ１０００を閉じる。
【００８０】
図１８はロスイオンパラメータウィンドウ１１００の例を示し、これが図１６のＡｄｄ Ｌｏｓｓ Ｉｏｎボタン９２０をクリックすると出現する。ユーザはフィールド１１０２でロスイオンのマスを特定できる。ユーザはプルダウンウィンドウ１１０４内でロスイオンの形式を中性イオンもしくはチャージしたイオンとして特定できる。プルダウンウィンドウ１１０６では、ユーザは先駆物質チャージを単一もしくは二重あるいはその両方として特定できる。もし両方（“ｅｉｔｈｅｒ”）が特定されると、二重にチャージした先駆物質イオンからの中性ロスが単一にチャージした先駆物質からの同じ中性イオンのロスの半分の量として現れるという事実がその得点の中に自動的に勘案されることになる。図１６のチャージ推定しきい値は先駆物質チャージ状態を決めるために使用され、それから先駆物質チャージの計算がそれにより調節される。もし特定されたパラメータが正しければ、そのときはユーザがＯＫボタン１１０８をクリックする。そうでなければユーザはＣａｎｃｅｌ（取消し）ボタン１１１０をクリックして、パラメータウィンドウ１１００を閉じて、やり直しとなる。
【００８１】
図１９は、イオンシリーズパラメータウィンドウ１２００の例を示し、このウィンドウは図１６のＡｄｄ Ｉｏｎ Ｓｅｒｉｅｓ（イオンシリーズを加える）ボタン９２２をクリックすることによって現れる。ユーザはフィールド１２０２内でデルタ値を特定することができ、これが指定されたｍ／ｚ値に中心があり、入力されたデルタ値だけ＋と−との両方向に幅をもっているマスウィンドウを参照している。イオンは、イオンがこのウィンドウの中に入ることを条件としてイオンシリーズの一部として選ばれるだけである。デルタ値の例は０．５である。ユーザはそこでフィールド７０４内でＭＳ−ＭＳスキャン内のイオンの最小数を入力し、これが、スキャンが得点されることになるためには、特定されたイオンと整合していなければならない。数の例は２である。最小数２では、大部分のＭＳ−ＭＳスキャンは一般に得点を受取り、その多くは比較的小さなものである。大きな最少数は結果内でのスキャン数を減らすが弱い方のしかし真の結果の検出を妨げることができる。フィールド１２０６では、ユーザはいくつの最高得点の整合が保たれるかを入力する。この最高得点はユーザが特定したイオンシリーズ特性とシリーズ内のイオンの最良の整列を示している。値の例は１である。多くのスキャンは、ユーザが特定したシリーズと整合する複数のイオンをもつことができる。ウィンドウ１２０８がマイニングされることになるシリーズを表示するために使用される。ユーザはＡｄｄ（加える）ボタン１２１４をクリックすることによりシリーズを入力し、ここではパラメータウィンドウが（後に論じられるように）出現する。入力された値が正しければ、そのときはユーザはＯＫボタン１２１０を選ぶ。そうでなければ、ユーザはＣａｎｃｅｌ（取消し）ボタン１２１２を押して、始めからやりなおす。もしユーザがウィンドウ１２０８内に表示された加えられた情報を編集したいとするときには、ユーザはこの情報にハイライトをあてて、Ｅｄｉｔ（編集）ボタン１２１６をクリックする。パラメータウィンドウが出現して、ユーザは前に特定されたシリーズを編集する。もしユーザがウィンドウ１２０８内に加えられた情報を消去したいとするときは、ユーザはその情報にハイライトをあてて、Ｄｅｌｅｔｅ（消去）ボタン１２１８をクリックする。この情報はウィンドウ１２０８と探索（サーチ）から削除される。
【００８２】
図２０は、前述したように、図１９のＡｄｄボタン１２１４をクリックすると出現する。このウィンドウでは、用語“ギャップ（隙き間）”はマイニング対象のスペクトルｍ／ｚ軸上のイオン間の数値間隔（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｐａｃｉｎｇ）である。フィールド１３０２では、大文字もしくは数値はマイニング対象のシリーズもしくはギャップを表わしている。大文字でペプチドのアミノ酸シーケンスを表わしているものはこのフィールド１３０２内に類型化される。アミノ酸の最大値が探索用に使用できる。シーケンスが正しく入力されるときには、ＯＫボタン１３０４がクリックされる。そうでなければ、ユーザはＣａｎｃｅｌ（取消し）ボタン１３０６をクリックして、パラメータウィンドウ１３００を閉じてよい。ｍ／ｚギャップについての数値が一度に一つ入力される。第一の数値は追加のギャップ対話箱１３００に入力されて、ＯＫボタン１３０４がクリックされる。次の数値を入力するためには、図１９のＡｄｄ（加える）ボタン１２１４が再度選ばれて、別の数値が図２０のフィールド１３０２内に入力される。アミノ酸がＮからＣのターミナル方向で入力されるときは、探索が実行されて、ｙイオンに対応するイオンを見付けるようにする。アミノ酸シーケンス内のｂイオンについて探索するためには、このシーケンスはＣからＮへのターミナル方向で後方向に入力されるようにできる。
【００８３】
図２１は、結果ウィンドウの例１４００を示し、これは“Ａｌｌ Ｉｏｎｓ（すべてのイオン）”表示１４０２の選択で、表形式でマイニング結果を表示している。表示されたデータは、得点（Ｓｃｏｒｅ）１４０４、先駆物質（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）ｍ／ｚ１４０６、チャージ推定比（Ｚ Ｅｓｔ．Ｒａｔｉｏ）１４０７、スキャンの設定についての保留時間（Ｒ．Ｔ．）（分）１４０８、スキャンの組のスキャン数（Ｓｃａｎ ＃’ｓ）１４１０，及びスペクトル特性と整合し、得点を付与されたイオン（Ｉｏｎ）１４１２についての欄を有している。この結果は得点が小さくなる順１４０４で表示されている。しかし、この結果はいずれの欄に基づいても種分けができるし、表示もできるものである。種分け欄を指定するために、ユーザは各欄の上部で選んだ欄のタイトルをクリックすることになる。
【００８４】
図２２は結果ウィンドウ１４００を示し、これが“Ｇｒａｐｈ（グラフ）”表示１４１４を選ぶとグラフ形式でマイニング結果を表示する。ｍ／ｚがｘ軸上で示され、得点がｙ軸上で示されている。ピーク上でのマーカーは一番大きな得点をもつ先駆物質ｍ／ｚイオンを示している。
【００８５】
この発明について一般的な記述をしてきたが、さらに理解をすることはある種の特定の例を参照することによって得ることができるのであって、この例として、例示の目的に限り、他に特記しない限りは非限定的なものを用意している。
【００８６】
第一の例では、ピロールの一部分の損失が原因となって１１７Ｄａのニュートラルロスを伴って破断されたペプチドイオン上のピロール付加生成物を仮定することとする。このロスイオン特徴を表示しているＭＳ−ＭＳスキャンについてのＬＣ−ＭＳ−ＭＳデータをマイニングするために、ユーザはＡｄｄ Ｌｏｓｓ Ｉｏｎボタン９２０で図１６にあるものを選んで、図１８でのロスイオンパラメータウィンドウが出現する。ユーザは“１１７”をマスフィールド１１０２内に入力し、ロスプルダウンウィンドウ１１０４の形式内で“ニュートラル（中性）”をクリックし、また先駆物質チャージプルダウンウィンドウ１１０６で“Ｅｉｔｈｅｒ（両方）”をクリックする。“Ｅｉｔｈｅｒ”が選ばれる理由はニュートラルロスは単一にまたは二重にチャージされた先駆物質イオンから生ずることができることによる。ユーザはそこでＯＫボタン１１０８をクリックして、制御ウィンドウ９００は図２３に示したように、ウィンドウ９３４内で特定された特性を表示する。ユーザは、Ｎｏｒｍａｌｉｚｅ Ｓｃｏｒｅ（得点を正規化する）箱９３８を（ユーザが正規化した得点を得たいとしているかどうかに依存して）チェックするかチェックしないかすることができる。次にユーザはＳｃｏｒｅ（得点）ボタン９３６をクリックして、マイニングプロセスを実行する。
【００８７】
図２１はマイニングプロセスの結果を表形式で示しており、ここでは得点が下って行く順序で作表されている。上の三つの得点は所望のペプチド付加生成物に対応しているスキャンについてのものであり、この付加生成物は欄１４０６に示したように７７８の先駆物質単一チャージｍ／ｚを有している。この結果はＭＳ−ＭＳスキャンの三つの組が３８．３６ないし４０．９４分の間のＬＣ−ＭＳ−ＭＳ分析で溶離しているこの化学種について記録されたことを示している。各場合に、チャージ推定比（Ｚ Ｅｓｔ．Ｒａｔｉｏ， 欄１４０７）は０．１よりも小さな比を示していて、それによりスペクトルは単一にチャージされた種を示すものとなっている。この結果はまた“Ｉｏｎ（イオン）”欄１４１２から、このスペクトルがｍ／ｚ６６１で強いイオンをもっていて、これが中性破片の損失により作られたプロダクトイオンであることも示している。
【００８８】
別な例では、トリプシンでダイジェスト（消化）されたフィブリノーゲン（繊維素原）のあるサンプルがトリプシンにより生じたペプチドであるＮＳＬＦＥＹＱＫを含んでいると仮定する。この発明の探索は、ペプチドＳＬＦＥＹＱからのインナ（分子間）アミノ酸を用いて実行できる。したがって、ユーザは、これらのインナアミノ酸を特定して、このシーケンスモチーフもしくはその変種を含んでいるペプチドのＭＳ−ＭＳスペクトルを見付けるためにマイニングされることになるイオンシリーズスペクトル特性であるとする。このようにして、ユーザは、図１６でＡｄｄ Ｉｏｎ Ｓｅｒｉｅｓ（イオンシリーズを加える）ボタン９２２を選んで、イオンシリーズスペクトル特性を入力するようにする。このイオンシリーズパラメータウィンドウ１２００は開いて、ユーザがフィールド１２０２，１２０４、及び１２０６でのしきい値設定を特定する。ユーザはそこでＡｄｄ ボタン１２１４（図１９）をクリックして、図２０のパラメータウィンドウ１３００が開き、ユーザにとってｍ／ｚシリーズパラメータを加えることができるようにする。このようにして、ユーザはインナアミノ酸シーケンスＳＬＦＥＹＱを図２４で示すように、フィールド１３０２内で類型化する。そこでユーザはＯＫボタン１３０４をクリックして、パラメータウィンドウ１３００を閉じる。その後に、イオンシリーズパラメータウィンドウ１２００が、図２５に示すように、ウィンドウ１２０８内に入力されたスペクトル特性とともに出現する。もしこのシリーズが正しければ、ユーザはＯＫボタン１２１０をクリックして、イオンシリーズパラメータウィンドウ１２００が閉じる。そして、イオンシリーズ探索規準が、図２６に示したように、制御ウィンドウ９００のウィンドウ９３４内に出現する。このイオンシリーズは一次スペクトル特性である。
【００８９】
トリプシンにより生じたペプチドのような既知のペプチドを探索するときには、ｂイオンとｙイオンとがこのペプチドについて決めることができる。したがって、これらのプロダクトイオンの質量が探索を規定するために二次探索パラメータとしてイオンシリーズ探索に対して加えられるようにできる。
【００９０】
したがって、ユーザは複数のプロダクトイオン特性を二次として特定したいとする。ユーザはウィンドウ９３４内でイオンシリーズ特性にハイライトをあてて、そこでＬｉｎｋ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｉｏｎ（プロダクトイオンをリンクする）ボタン９２４をクリックしてリンクプロダクトイオンスペクトル特性をイオンシリーズスペクトル特性にリンクするようにする。プロダクトイオンパラメータウィンドウ１０００が開いて、ユーザが図１７のフィールド１００２内でプロダクトイオンｍ／ｚ値を特定する。このユーザはそこでＯＫボタン１００４をクリックして、プロダクトイオン二次特性が入力される。ユーザはキーボード上か、何らかの適当なデータエントリィデバイス上でＥｎｔｅｒ（エンター）キーを押して、プロダクトイオンウィンドウ１０００が次のプロダクトイオン二次特性エントリィのために再度出現する。このプロセスが繰返されて、すべての二次プロダクトイオン特性が特定されることになる。図２７に示したように、二次値は一次スペクトル特性の下にリストされ、字下げ（インデント）されている。
【００９１】
図２８は、得点ボタンをヒットした後の探索の結果を示す。ここでもまた前に論じたように六つの欄のデータがこの例では表形式で示されている。高得点のスキャンが次のことを調べることによって確認される。すなわち、イオン得点がそのペプチドについての予期されたｙイオンと整合することと、先駆物質イオンについてのマスが単一か二重か三重かでチャージされた予期されたペプチドマスと整合していることとがチェックされて確認される。不完全なトリプシンによるダイジェスチョン（消化）は探索で使用されたペプチドモチーフを含んでいる破片を作ることができて、それによってマスが予期されたものよりも大きくなる。もし追加のアミノ酸が探索ペプチドのｃターミナス（到達点）であるとすると、ｙイオン得点は予期されたｙイオンと整合しない。したがって、大きな値をもつペプチドの識別子（ＩＤ）を判断しようとするときには不完全なダイジェスチョンを考慮するように考えておかなければならない。図２８では一番大きな得点付けのスキャンは（得点１２．１４のもので）先駆物質ｍ／ｚとして５１５．０８を有していて、この値は探索ペプチドＮＳＬＦＹＱＫの二重にチャージしたマスに対応している。第二の大きな得点は７．２０であり、これが探索ペプチドの単一にチャージしたマスに対応している。こういった両方のスキャンは、予期されたｙイオンで探索ペプチドについてのものと対応している破片イオンを含んでいる。
【００９２】
発明の効果
ここで記述した中にある機構とプロセスとは、この明細書の教示するところに従ってプログラムされた従来形の汎用マイクロプロセッサを用いて実施することができ、そのことは当業者にとって評価できるものであろう。適切なソフトウェアのコーデングが技術をもったプログラマによりこの発明の開示が教示するところに基づいて用意できることもまた当業者にとって明らかであろう。
【００９３】
このようにこの発明は記憶媒体上でホストされることが可能な計算機応用製品を含んでおり、またこの発明に従うプロセス実行のために計算機をプログラムするために使用できる命令を含んでいる。この記憶媒体は、限定するわけではないが、フロッピィディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気光ディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気または光カード、あるいは電子的な命令を記憶するのに適したいずれもの形式の媒体を含むことができる。
【００９４】
この発明を実施するために使用されるソフトウェアの構造はいずれか希望する形式をとることができる。例えば、図４ないし１５に示したマイニング方法は単一のプログラムとして、複数のプログラムもしくはルーチンとして、あるいは希望するいくつでもよい数で実施されてよい。
【００９５】
数多くの修正と変更とがこの発明にとっては、上記の教示からみて、可能とされている。したがって、特許請求の範囲のわくの中でこの発明は、ここで特に記述したもの以上に他のやり方で実現されてよいことは理解されるべき事項である。
【００９６】
先の出願についての参考事項
この出願は、法３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）の下での優先権の恩恵を主張するものであり、その対象は２０００年６月１２日提出の米合衆国（ＵＳ）仮出願一連番号Ｎｏ．６０／２１０，９８１の全内容であり、この中には発明者の論文（ペーパー）とそこに引用した記事（アーティクル）が含まれ、それらがここで参照に組入れられるものである。
【００９７】
連邦が資金を出している研究であることの宣言
ここに記述された発明はｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈにより契約番号Ｎｏ．１ＲＯ１ＥＳ１００５６によって支援されていたもので、政府はこの発明についてのある種の権利をもつことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
質量（マス）スペクトログラムの例を示す図。
【図２】
この発明によりマススペクトルデータを目的をもって調べる（マイニング）するためのシステムのブロック図。
【図３】
この発明によるマススペクトルデータのデータ流の例を示す図。
【図４】
マススペクトルデータをマイニングするための方法を記述している、この発明の実施例の流れ図であり、ここではユーザはスペクトル特性と、スペクトル特性間の関係とを特定する図。
【図５】
図４の実施例の再処理段階を記述する流れ図。
【図６】
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、この発明で、スペクトルがどのようにスペクトル特性と整合されるかを示すグラフ。
【図７】
図６に続くもので、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、この発明でスペクトルがどのようにスペクトル特性と整合されるかを示すグラフ。
【図８】
図４の実施例の得点計算段階を記述する流れ図。
【図９】
図４の実施例の得点計算段階を記述する流れ図。
【図１０】
図４の実施例の得点計算段階を記述する流れ図。
【図１１】
図４の実施例の得点計算段階を記述する流れ図。
【図１２】
図４の実施例の得点計算段階を記述する流れ図。
【図１３】
マススペクトルデータを実時間でマイニングし、かつマイニング動作の結果に基づいてマススペクトル計の制御設定をするこの発明の別の実施例の流れ図。
【図１４】
図１３とともに、マススペクトルデータを実時間でマイニングし、かつマイニング動作の結果に基づいてマススペクトル計の制御設定をするこの発明の別の実施例の流れ図。
【図１５】
マススペクトルデータをマイニングする方法を記述している、また別な実施例の流れ図であり、ここではスペクトル特性がデータと入力とに基づいて予め定められている図。
【図１６】
グラヒカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）の一部であって、マススペクトルデータのマイニング用にスペクトル特性を入力するために使用される制御ウィンドウ（窓）を示す図。
【図１７】
ＧＵＩの一部であって、マススペクトルデータをマイニングするためのプロダクトイオンスペクトル特性を入力するために使用されるプロダクトイオンパラメータウィンドウを示す図。
【図１８】
ＧＵＩの一部であって、マススペクトルデータをマイニングするためのロスイオンスペクトル特性を入力するために使用されるロスイオンパラメータウィンドウを示す図。
【図１９】
ＧＵＩの一部であって、マススペクトルデータをマイニングするためにイオンシリーズ（または対（ペア））スペクトル特性を入力するために使用されるイオンシリーズパラメータウィンドウを示す図。
【図２０】
ＧＵＩの一部であって、マススペクトルデータをマイニングするために追加のイオンシリーズギャップスペクトルを入力するために使用される追加のイオンシリーズギャップパラメータウィンドウを示す図。
【図２１】
ＧＵＩの一部であって、マススペクトルデータの結果を表示するために使用される結果ウィンドウを示す図。
【図２２】
ＧＵＩの一部であって、マススペクトルデータの結果をグラフ形式で示すために使用される結果ウィンドウを示す図。
【図２３】
マススペクトルデータのマイニング用に使用される、ロススペクトル特性の例を示す図。
【図２４】
マススペクトルデータのマイニング用に使用される、追加のイオンシリーズギャップの例を示す図。
【図２５】
スペクトル特性が特定されている、イオンシリーズパラメータウィンドウの例を示す図。
【図２６】
スペクトル特性が特定されている、制御ウィンドウの例を示す図。
【図２７】
一次と二次とのスペクトル特性が特定されている、制御ウィンドウの例を示す図。
【図２８】
図２７に示したスペクトル特性と整合しているマススペクトルデータを示す結果ウィンドウの例を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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