(57)【要約】【課題】各スペクトルデータに共通して含まれているピークを、サンプル間において重複対応させることなく正確に１対１に対応付ける。【解決手段】ピーク範囲設定部１５は、複数のスペクトルの全てに共通し、かつ、同一スペクトルにおける他の箇所とは重ならない複数の特定箇所を個別にカバーする複数のピーク範囲を設定する。このとき、複数のスペクトルのそれぞれにおけるピーク範囲に含まれるピークの数はいずれも１または０であり、かつ、複数のスペクトルの少なくともいずれかにおけるピーク範囲に含まれるピークの数は１である。ピーク範囲設定部１５によって設定された複数のピーク範囲のそれぞれに含まれている各スペクトルの上記ピークを、ピーク対応付け手段が、ピーク範囲ごとに共通するピークとして互いに対応付ける。【選択図】図１
2007155344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスペクトルにそれぞれ含まれている複数のピークを上記スペクトルごとに互いに対応付ける情報処理装置であって、
上記複数のスペクトルの全てに共通し、かつ、同一スペクトルにおける他の箇所とは重ならない複数の特定箇所を個別にカバーする複数のピーク範囲であって、上記複数のスペクトルのそれぞれにおける上記ピーク範囲に含まれるピークの数がいずれも１または０であり、かつ、上記複数のスペクトルの少なくともいずれかにおける上記ピーク範囲に含まれるピークの数が１である複数のピーク範囲をそれぞれ設定するピーク範囲設定手段と、
上記ピーク範囲設定手段によって設定された上記複数のピーク範囲のそれぞれに含まれている上記各スペクトルの上記ピークを、上記ピーク範囲ごとに共通するピークとして互いに対応付けるピーク対応付け手段とを備えていることを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
上記ピーク対応付け手段は、
上記ピーク範囲ごとに、上記各スペクトルにそれぞれ含まれている上記各ピークの出現位置の平均値と、上記各ピークの振幅値とを対応付けることによって、多変量データを生成することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
上記多変量データを用いて、上記複数のスペクトル間の上記ピークの振幅値に関する相関係数を算出する相関係数算出手段をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の情報処理装置を動作させる情報処理プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための情報処理プログラム。
【請求項５】
請求項４に記載の情報処理プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞全体の代謝産物に代表される混合物を対象にした機器分析により得られる一次元スペクトルデータを迅速に比較解析する情報処理装置、情報処理プログラム、および記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の代謝物分析では、ターゲットを絞った特定化合物の個別分析に重きが置かれていた。具体的には、液体クロマトグラフィーおよびガスクロマトグラフィーなどの分離技術を用いて、サンプルから単一物質を分離したことを確認する。さらに、何らかの分析機器（たとえば質量分析器）を用いて、分離した単一物質の種類を分析する。これにより特定の成分を精製したことを確認する。このことは、植物の化学分析にも当てはまる。
【０００３】
このような状況において、近年、単離した物質を超高分解能で測定できる技術が開発されている。たとえばフーリエ変換イオンサイクロトロン質量分析法（ＦＴ−ＭＳ）があり、この技術を用いれば、イオン化された代謝物質の質量を１ｐｐｍの精度で測定できる。混合物（たとえば組織全体）に含まれている各化合部は、分離結果においてピークとして検出できる。したがって、混合物サンプルに含まれている化合物の分離結果と、各化合物のピークとの関係を、短時間で大量に得ることができる。
【０００４】
液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィーなどの分離技術においては、それぞれの保持時間に対してスペクトル強度が得られる。一方、フーリエ変換イオンサイクロトロン質量分析法（ＦＴ−ＭＳ）では、分離系はサンプルの個々の成分についてのイオン化による質量と電荷の比（ｍ／ｚ値）ごとに、スペクトル強度を得ることができる。すなわち、各サンプルから、複数のピークに関する、ピークの位置と強度とを得ることができる。
【０００５】
分離結果は常に一定の誤差を含んでいる。そこで誤差を考慮し複数の混合物サンプルを迅速に比較する方法の開発が、必要とされている。たとえば同一の生体試料について実験を繰り返し行い、その結果として一次元スペクトルデータを得たとする。このとき得られたデータを比較することは、再現性の高いピークを検出するために必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし従来の技術では、サンプルごとのピークの比較を、実験者が目視して行っていたのが現状である。一種類の化合物を分析する際には、それで特に問題は生じなかった。しかし上述したように分析技術の急速な発達によって、数百から数千種類の化合物を同時に分析できるようになっている。そのため分析結果には各化合物に対応した数百種類のピークが含まれることがあり、これら大量のピークを人間が目視によってサンプルごとに対応付けることは現実的ではない。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、各スペクトルデータに共通して含まれているピークを、サンプル間において重複対応させることなく正確に１対１に対応付ける情報処理装置、情報処理プログラム、および記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る情報処理装置は、上記の課題を解決するために、
複数のスペクトルにそれぞれ含まれている複数のピークを上記スペクトルごとに互いに対応付ける情報処理装置であって、
上記複数のスペクトルの全てに共通し、かつ、同一スペクトルにおける他の箇所とは重ならない複数の特定箇所を個別にカバーする複数のピーク範囲であって、上記複数のスペクトルのそれぞれにおける上記ピーク範囲に含まれるピークの数がいずれも１または０であり、かつ、上記複数のスペクトルの少なくともいずれかにおける上記ピーク範囲に含まれるピークの数が１である複数のピーク範囲をそれぞれ設定するピーク範囲設定手段と、
上記ピーク範囲設定手段によって設定された上記複数のピーク範囲のそれぞれに含まれている上記各スペクトルの上記ピークを、上記ピーク範囲ごとに共通するピークとして互いに対応付けるピーク対応付け手段とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
上記の構成によれば、ピーク範囲設定手段は、複数のスペクトルの全てに共通し、かつ、同一スペクトルにおける他の箇所とは重ならない複数の特定箇所を個別にカバーする複数のピーク範囲を設定する。このとき設定される各ピーク範囲においては、複数のスペクトルのそれぞれに含まれるピークの数がいずれも１または０であり、かつ、複数のスペクトルの少なくともいずれかに含まれるピークの数が１である。たとえば第１スペクトルに含まれているピークの数が「１」であり、かつ、第２スペクトルに含まれているピークの数も「１」であるピーク範囲Ａを設定する。
【００１０】
ここでピーク対応付け手段は、各複数のスペクトルのそれぞれにおける、ピーク範囲設定手段によって設定されたピーク範囲に含まれているピークを、共通するピークとして互いに対応付ける。たとえば上述した例では、範囲Ａには第１および第２スペクトルのピークがそれぞれ１つずつ、含まれている。つまりある特定のスペクトルのピークが、複数含まれていることはない。そこでピーク対応付け手段は、これらのピークを、互いに同じ成分由来のピークとして対応付ける。また、この対応付けを、ピーク範囲ごとに行う。
【００１１】
また、ピーク範囲設定手段によって設定されるピーク範囲がカバーする箇所は、同一スペクトルにおける他のピーク範囲がカバーする箇所とは重なり合わない。したがって、あるピーク範囲においてスペクトル間の対応付けがなされたピークは、他のピーク範囲に含まれるピークと互いに対応付けられることもない。
【００１２】
以上のように、ピーク対応付け手段は、あるスペクトルのピークと、他のスペクトルのピークとを、１対多の関係や、多対多の関係に対応付けることがない。したがって情報処理装置は、各スペクトルに共通して含まれているピークを、スペクトル間において重複対応させることなく正確に１対１に対応付けることができる効果を奏する。
【００１３】
また、本発明に係る情報処理装置では、さらに、
上記ピーク対応付け手段は、
上記ピーク範囲ごとに、上記各スペクトルにそれぞれ含まれている上記各ピークの出現位置の平均値と、上記各ピークの振幅値とを対応付けることによって、多変量データを生成することが好ましい。
【００１４】
上記の構成によれば、ピーク対応付け手段は、複数のスペクトルにおける共通のピーク範囲ごとに、各スペクトルにそれぞれ含まれている各ピークの出現位置の平均値と、各ピークの振幅値とを対応付ける。これにより、各ピークの出現位置の平均値ごとに各スペクトルのピーク振幅値が関連付けられている多変量データを生成する。
【００１５】
したがって情報処理装置は、各種の統計処理に有効に用いることのできるデータを生成することができる効果を奏する。
【００１６】
また、本発明に係る情報処理装置では、さらに、
上記多変量データを用いて、スペクトル間の上記ピークの振幅値に関する相関係数を算出する相関係数算出手段をさらに備えていることが好ましい。
【００１７】
上記の構成によれば、相関係数算出手段は、多変量データを用いて、スペクトル間のピークの振幅値に関する相関係数を算出する。したがって、スペクトルごとに、ピークの対応付けに成功したか否かを検証できる効果を奏する。
【００１８】
なお、上記情報処理装置は、コンピュータによって実現してもよい。この場合、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記情報処理装置１をコンピュータにおいて実現する情報処理プログラム、およびその情報処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明に係る情報処理装置は、各スペクトルに共通するピーク範囲にそれぞれ１つ含まれるピークを、共通するピークとして互いに対応付けるピーク対応付け手段を備えているため、各スペクトルに共通して含まれているピークを、スペクトル間において重複対応させることなく正確に１対１に対応付けることができる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の一実施形態について、図１〜図３を参照して以下に説明する
（情報処理装置１の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置１の要部構成を表すブロック図である。この図に示すように、情報処理装置１は、データ入力部１０、最大許容範囲設定部１１、メモリ１２、データ合成部１３、ピーク数算出部１４、ピーク範囲決定部１５（ピーク範囲設定手段）、代表値算出部１６、ピーク対応付け部１７（ピーク対応付け手段）、および相関係数算出部１８（相関係数算出手段）を備えている。
【００２１】
情報処理装置１のユーザは、事前に、何らかの分析装置（分離装置）を用いて、サンプル中の成分を分析する。たとえばフーリエ変換イオンサイクロトロン質量分析（ＦＴ−ＭＳ）装置を用いて、植物培養細胞に含まれている各成分を分析する。このとき分析装置は、自装置が実行可能な分析手法に応じてサンプルを分析することによって、サンプルに含まれている各成分の濃度や含量を表すスペクトルデータを生成する。ＦＴ−ＭＳ装置ならば、サンプルに含まれている成分を、イオン化された成分における質量と電荷の比（ｍ／ｚ値）ごとに、分析し、抽出する。具体的には、成分のｍ／ｚ値ごとにイオン強度を検出し、データ化する。これにより、横軸に成分のｍ／ｚ値を取り縦軸に成分のイオン強度を取るスペクトルデータを、サンプルごとに生成する。
【００２２】
分析装置は、生成したスペクトルデータを、サンプルごとに情報処理装置１に出力する。これにより情報処理装置１には複数のスペクトルデータが入力される。以下ではｐ個のスペクトルデータが入力される例を説明する。
【００２３】
情報処理装置１は、入力された各スペクトルデータに含まれているピーク位置データを、スペクトルデータ間において対応付ける。すなわち各スペクトルに共通して現れるピークがどれであるのかを、ピークの出現位置ごとに同定する。
【００２４】
以下ではユーザがｐ個（ｐは２以上の正の整数）のサンプルＳ１〜Ｓｐを対象に分析装置を用いて分析する例を説明する。そこでｓ番目（ｓはｐ以下の正の整数）のスペクトルデータＳｓに含まれているピーク位置データの総数を、Ｎｓと表現する。さらにスペクトルデータＳｓに含まれるｉ番目に値の小さいピーク位置データを、ｘｉ（ｓ）と表現する。このときピーク位置データｘｉ（ｓ）に対応するピークの強度を、Ｉｎｔｉ（ｓ）と表現する。
【００２５】
この表現にルールに従えば、スペクトルデータＳ１には全部でＮ１個のピーク位置データが含まれていることになり、このときｘ５（１）はＳ１に含まれているピーク位置データのうち５番目に値の小さいデータであることがわかる。
【００２６】
上述したように、情報処理装置１にはｐ個のスペクトルデータすなわちＳ１〜Ｓｐが入力される。このデータ入力はデータ入力部１０が受け付ける。データ入力部１０は受け付けたスペクトルデータをメモリ１２に格納する。
【００２７】
（データの合成）
本実施形態では、メモリ１２に格納されているｐ個のスペクトルデータを、データ合成部１３が一つの配列データに合成する。データ合成部１３は、まず、メモリ１２に格納されている各ピーク位置データをスペクトルデータごとに全て読み出し、１つに連結する。このときピーク位置データごとに、何番目のスペクトルデータの由来のデータであるのかをメモリ１２に記憶しておく。つぎにデータ合成部１３は、連結して生成した配列データに含まれている全ピーク位置データを、値の小さい順に並び替える。以上の処理によって、データ合成部１３は、全部でＮ個のピーク位置データを含んでいる１つの配列データを生成する。
【００２８】
以下では、データ合成部１３が生成した配列データに含まれる、ｊ番目に値の小さいピーク位置データをｕｊと表現する。配列データにはＮ個のピーク位置データが含まれているので、ｊはＮ以下の正の整数となる。また、配列データにおいて、各ピーク位置データがどのスペクトルデータ由来であるのかを、データ合成部１３がメモリ１２に記憶させている。そこでピーク位置データｕｊが帰属するスペクトルデータの番号を、ｉｄ（ｕｊ）と表現する。ｉｄ（ｕｊ）は、１、２、・・・ｐのいずれかの値を取る。これは情報処理装置１がｐ個のスペクトルデータを処理するからである。
【００２９】
Ｎは、情報処理装置１に入力される各スペクトルデータに含まれるピーク位置データを全て合算した数を表す。したがってＮは、次式（１）によって表される。
【００３０】
【数１】
2007155344.tif 000003
【００３１】
（ピーク位置の範囲の決定）
情報処理装置１は、ｐ個のスペクトルデータを１つに合成した配列データを用いて、各スペクトルデータに共通するピークを対応付ける。すなわち各スペクトルデータにおいて、同一のピーク位置に出現すると見なすことのできるピークを、同一の成分に由来するピークとして互いに対応付ける。情報処理装置１は、配列データにおける特定範囲（ピーク範囲）を決定する。この特定範囲とは、他の特定範囲と一部でも重ならない排他的なものであり、同一のスペクトルデータに由来するピークを複数含んでいないピーク範囲を意味する。
【００３２】
以下では、情報処理装置１は、ｋ個の特定範囲を決定する。すなわち、ｋ種類の共通ピークを、各スペクトルデータにおいて対応付ける。以下では、値の小さい順にｋ番目に共通するピーク位置データを特定する範囲を、［ｓｔｋ，ｅｎｋ］と表現する。
【００３３】
情報処理装置１では、図示しない操作部を通じて、ユーザが事前に最大許容範囲Ｔｈを入力する。Ｔｈは、後述するピーク数算出部１４が、ピーク位置データの数をスペクトルデータごとに算出する際、算出を続けることができる最大の許容範囲を示す値である。この入力を最大許容範囲設定部１１が受け付け、メモリ１２に記憶させる。
【００３４】
情報処理装置１は、配列データに含まれているｕｊのうち、小さいほうから順に、どのスペクトルデータに由来するのかを、特定範囲において確かめる。これにより、処理を開始した最初の位置から、その位置にＴｈを加えた位置までの特定範囲において、同一のスペクトルデータに由来するピーク位置データが複数存在するか否か、すなわち同一のｉｄ（ｕｊ）を有するｕｊが複数存在するか否かを判定する。
【００３５】
情報処理装置１は、特定範囲において判定を始めてから、重複するｉｄ（ｕｊ）を初めて確認したとき、そのｉｄ（ｕｊ）のピーク位置をｅｎｋとする。これにより、各スペクトルデータ由来のピーク位置データをそれぞれ多くても１つだけ含んでいる［ｓｔｋ，ｅｎｋ］を決定する。
【００３６】
また、特定区間において、同一のｉｄ（ｕｊ）が現れなかったとき、この範囲において最大のピーク位置データの次のピーク位置データを、ｅｎｋとする。
【００３７】
（処理の詳細）
図２を参照して、以上の処理について以下に説明する。図２は、情報処理装置１が特定範囲ごとにピーク位置データを対応付ける際の処理を説明する図である。ピーク数算出部１４は、特定範囲において、ピーク位置データの数をスペクトルデータごとにカウントする。以下では、ピーク数算出部１４がカウントしたサンプルＳｓのピーク数の数をｃｔｓと表現する。まず図２のステップ１において、配列データに含まれているもっとも値の小さいピーク位置データｕ１から処理を始める。このときピーク数算出部１４は、ｕ１のサンプル番号ｉｄ（ｕ１）を、メモリ１２から読み出す。ｉｄ（ｕ１）のサンプル番号は「１」である。そこでピーク数算出部１４は、ｃｔ１に１を加える。これによりｃｔ１は「１」となる。
【００３８】
ピーク数算出部１４が最初のｕ１のｉｄ（ｕ１）を解析したとき、ｃｔ１の値「１」であり、その他のｃｔ２〜ｃｔｐは、いずれも「０」である。すなわちピーク数算出部１４は、サンプル番号が重複するピーク位置データをまだ確認していない。そこでピーク数算出部１４は、重複を確認すべき特定範囲が終了したか否かを判定する。具体的には、ｕ１が、ｓｔ１＋Ｔｈより小さいか否かを判定する。ｕ１はｓｔ１に等しいので、この判定結果は「真」である。これによりピーク数算出部１４は、次のピーク位置データの解析を始める。すなわちｕ１のつぎに値の小さいｕ２のサンプル番号ｉｄ（ｕ２）をメモリ１２から読み出す。ｉｄ（ｕ２）は「２」である。そこでピーク数算出部１４は、ｃｔ２に１を加える。これによりｃｔ２の値は「１」となる。
【００３９】
ピーク数算出部１４がｕ２のｉｄ（ｕ２）を解析したとき、ｃｔ１およびｃｔ２の値は「１」であり、その他のｃｔ３〜ｃｔｐは、いずれも「０」である。すなわちピーク数算出部１４は、サンプル番号が重複するピーク位置データをまだ確認していない。そこでピーク数算出部１４は、重複を確認すべき特定範囲が終了したか否かを判定する。具体的には、ｕ２が、ｓｔ１＋Ｔｈより小さいか否かを判定する。ｕ２は、図２に示すようにｓｔ１＋Ｔｈより小さいので、この判定結果は「真」である。これによりピーク数算出部１４は、次のピーク位置データの解析を始める。すなわちｕ２のつぎに値の小さいｕ３のサンプル番号ｉｄ（ｕ３）をメモリ１２から読み出す。ｉｄ（ｕ３）は「３」である。そこでピーク数算出部１４は、ｃｔ３に１を加える。これによりｃｔ３の値は「１」となる。
【００４０】
ピーク数算出部１４がｕ３のｉｄ（ｕ３）を解析したとき、ｃｔ１〜ｃｔ３の値はいずれも「１」であり、その他のｃｔ４〜ｃｔｐは、いずれも「０」である。すなわちピーク数算出部１４は、サンプル番号が重複するピーク位置データをまだ確認していない。そこでピーク数算出部１４は、重複を確認すべき特定範囲が終了したか否かを判定する。具体的には、ｕ３が、ｓｔ１＋Ｔｈより小さいか否かを判定する。ｕ３は、図２に示すようにｓｔ１＋Ｔｈより小さいので、この判定結果は「真」である。これによりピーク数算出部１４は、次のピーク位置データの解析を始める。すなわちｕ３のつぎに値の小さいｕ４のサンプル番号ｉｄ（ｕ４）をメモリ１２から読み出す。ｉｄ（ｕ４）は「１」である。そこでピーク数算出部１４は、ｃｔ１に１を加える。これによりｃｔ１の値は「２」となる。
【００４１】
ピーク数算出部１４がｕ４のｉｄ（ｕ４）を解析したとき、ｃｔ１の値が「２」となる。すなわちこのときピーク数算出部１４は、サンプル番号が重複するピーク位置が存在することを確認している。これによりピーク範囲決定部１５は、ピーク数算出部１４が重複を特定したピーク位置データよりひとつ小さいピーク位置データを、最初の特定範囲の上限ｅｎ１に設定する。すなわち、ｕ３をｅｎ１に設定する。
【００４２】
これによりピーク範囲決定部１５は、範囲［ｕ１，ｕ３］を、最初のピーク範囲［ｓｔ１，ｅｎ１］として算出する。また、ピーク数算出部１４が他のピーク位置のいずれかとサンプル番号が同じになると判定したピーク位置データのうちより大きい方を、次のピーク範囲の先頭として設定する。すなわち、ｕ４をｓｔ２に設定する。
【００４３】
以上の処理により、ピーク範囲決定部１５は、１番目の成分に由来するピークが現れる範囲として、［ｓｔ１，ｅｎ１］を算出する。この範囲には、ｕ１〜ｕ３が含まれている。そこでピーク範囲決定部１５は、範囲［ｓｔ１，ｅｎ１］にピーク位置データｕ１〜ｕ３を関連づけて、メモリ１２に保存する。
【００４４】
（２番目の範囲の特定）
続いて、ステップ２において、情報処理装置１は、次の特定範囲において、サンプル番号が重複するピーク位置データを検索する。このときｓｔ２すなわちｕ４から処理を始める。具体的には、［ｕ４，ｕ４＋Ｔｈ］の範囲において、値の小さい順に、ピーク位置データのサンプル番号を数える。このとき図２に示すように、［ｕ４，ｕ４＋Ｔｈ］には、ｕ４、ｕ５、およびｕ６が含まれている。ここでｉｄ（ｕ４）、ｉｄ（ｕ５）、ｉｄ（ｕ６）はそれぞれ１、２、および３である。すなわちピーク数算出部１４は、ｕ４からピーク位置データの数をスペクトルデータごとに数えたとき、サンプル番号が重複するピーク位置データを算出しない。
【００４５】
そこでピーク範囲決定部１５は、ｕ４＋Ｔｈを、ｅｎ２に設定する。これにより、２番目のピーク範囲［ｓｔ２，ｅｎ２］として、［ｕ４，ｕ４＋Ｔｈ］を算出する。
【００４６】
つぎにピーク範囲決定部１５は、ｓｔ４＋Ｔｈよりも大きく、かつｓｔ４＋Ｔｈにもっとも近い値のピーク位置を検索する。図２の例では、この条件を満たす値として、ｕ７を検索することになる。そこでピーク範囲決定部１５は、検索したｕ７を３番目の特定範囲の先頭であるｓｔ３に設定する。
【００４７】
以上の処理により、ピーク範囲決定部１５は、２番目の成分に由来するピークが現れる範囲として、［ｓｔ２，ｅｎ２］を算出する。この範囲には、ｕ５〜ｕ７が含まれている。そこでピーク範囲決定部１５は、［ｓｔ２，ｅｎ２］にｕ５〜ｕ７を関連づけて、メモリ１２に保存する。
【００４８】
（３番目の範囲の特定）
続いて、ステップ３において、情報処理装置１は、ｓｔ３すなわちｕ７から、サンプル番号が重複するピーク位置データを確認する。具体的には、［ｕ７，ｕ７＋Ｔｈ］の範囲において、値の小さい順に、ピーク位置データのサンプル番号を確認する。このとき図２に示すように、［ｕ７，ｕ７＋Ｔｈ］には、ｕ７およびｕ８が含まれている。ここでｉｄ（ｕ７）およびｉｄ（ｕ８）は、それぞれ２および３である。すなわちピーク数算出部１４は、ピーク位置データの数をスペクトルデータごとに数えたとき、［ｕ７，ｕ７＋Ｔｈ］においてサンプル番号が重複するピーク位置データを算出しない。
【００４９】
そこでピーク範囲決定部１５は、ｕ７＋Ｔｈを、ｅｎ３に設定する。これにより、３番目のピーク範囲［ｓｔ３，ｅｎ３］として、［ｕ７，ｕ７＋Ｔｈ］を算出する。
【００５０】
つぎにピーク範囲決定部１５は、ｓｔ７＋Ｔｈよりも大きく、かつｓｔ７＋Ｔｈにもっとも近い値のピーク位置を検索する。図２の例では、この条件を満たす値として、ｕ９を検索することになる。そこでピーク範囲決定部１５は、４番目の範囲の先頭であるｓｔ４として、ｕ９を設定する。
【００５１】
以上の処理により、ピーク範囲決定部１５は、３番目の成分に由来するピークが現れる範囲として、［ｓｔ３，ｅｎ３］を算出する。この範囲には、ｕ７およびｕ８が含まれている。そこでピーク範囲決定部１５は、［ｓｔ３，ｅｎ３］にｕ７およびｕ８を関連づけて、メモリ１２に保存する。
【００５２】
情報処理装置１は、最大のピーク位置ｕＮｓが属する範囲［ｓｔｋ，ｅｎｋ］を決定するまで、以上の処理を繰り返す。
【００５３】
（ピーク位置の代表値の決定）
ピーク範囲決定部１５がピーク範囲を全て決定したあと、情報処理装置１では、つぎに代表値算出部１６が、特定されたピーク範囲ごとに、ピーク位置の代表値を算出する。すなわち代表値算出部１６は、同一の特定範囲に含まれているピーク位置の代表値を算出する。代表値の算出方法は特定のものに限定されない。たとえば代表値算出部１６は、同一範囲に属する複数のピーク位置を平均した値、または各値の中央値を、代表値として算出する。あるいは、同一範囲に属するピーク位置が１つなら、そのピーク位置を代表値として算出する。代表値算出部１６は算出した代表値を表す代表値データを生成し、さらにこれを対応するピーク範囲データに関連付けてメモリ１２に記憶させる。
【００５４】
代表値算出部１６が代表値として平均値を算出する例を説明する。図３は、情報処理装置１が生成する多変量行列データを表す図である。この図に示す例では、代表値算出部１６は、ピーク位置範囲［ｓｔｋ，ｅｎｋ］ごとに、所属するピーク位置の平均値ＡＶｋを代表値として算出する。たとえば、［ｓｔ１，ｅｎ１］の代表値として、ＡＶ１を算出する。このとき［ｓｔ１，ｅｎ１］にはｕ１〜ｕ３が含まれているので、代表値算出部１６は、ｕ１〜ｕ３の平均値をＡＶ１として算出する。また、この処理を繰り返すことによって、［ｓｔ１，ｅｎ１］〜［ｓｔｋ，ｅｎｋ］にそれぞれ対応するＡＶ１〜ＡＶｋを算出する。
【００５５】
（行列データの生成）
ピーク対応付け部１７は、代表値算出部１６が算出したＡＶｋに、それぞれ、［ｓｔｋ，ｅｎｋ］に含まれるピーク位置データを関連付ける。このときピーク対応付け部１７は、まず、［ｓｔ１，ｅｎ１］に属するピーク位置データを特定し、さらに、特定したピーク位置のピークに対応するピークの強度（振幅値）を特定する。図２に示すように、［ｓｔ１，ｅｎ１］には、ｕ１、ｕ２、およびｕ３が属している。これらのピーク位置データは、サンプルＳ１、Ｓ２、およびＳ３のスペクトルデータに含まれている各１番目のデータである。そこでピーク対応付け部１７は、これらのピーク位置データに対応するピーク強度Ｉｎｔ１（１）、Ｉｎｔ２（１）、およびＩｎｔ３（１）をメモリ１２から読み出し、いずれもＡＶ１に関連付ける。これにより一行目のデータを生成する。
【００５６】
ピーク対応付け部１７は、ある範囲内にピーク位置データが存在しないサンプルについては、ピーク強度として０を算出する。たとえば図２に示すように、［ｓｔ３，ｅｎ３］には、ｕ７およびｕ８が含まれている。上述したようにｉｄ（ｕ７）は「２」でありｉｄ（ｕ８）は「３」である。すなわち［ｓｔ３，ｅｎ３］には、サンプルＳ１のピーク位置データが含まれていない。そこでピーク対応付け部１７は、ＡＶ３にはＳ１のピークのピーク強度として「０」を関連付ける。
【００５７】
ピーク対応付け部１７は、以上の関連付け処理を［ｓｔｋ，ｅｎｋ］ごと、すなわちＡｋに繰り返す。これによりピーク対応付け部１７は、ピーク位置の代表値と、各スペクトルデータに由来するピーク強度データとが互いに関連付けられている多変量データを生成する。こうして、最終的に、ｋ個の代表値と、各サンプルのピーク強度とが互いに個別に関連付けられている行列データを生成する。ピーク対応付け部１７は、生成した行列データを相関係数算出部１８に出力する。
【００５８】
（相関係数の算出）
相関係数算出部１８は、入力された多変量行列データを用いることによって、サンプル間のピーク強度に関する相関係数を算出する。具体的な算出方法は公知のものであるため説明を省略する。相関係数を算出することにより、相関係数算出部１８は、ピーク対応付け部１７が対応付けたピーク位置が正確だったか否かを判定する。たとえば、サンプルＳ１、Ｓ２、およびＳ３由来のスペクトルデータが情報処理装置１に入力されたとき、相関係数算出部１８は、Ｓ１とＳ２との相関係数、Ｓ２とＳ３との相関係数、およびＳ１とＳ３との相関係数を算出する。相関係数算出部１８は算出した相関係数を表すデータを生成し、メモリ１２に記憶させる。
【００５９】
また情報処理装置１は、算出した相関係数を図示しない表示装置に表示させることもできる。この表示を確認したユーザは、各サンプルに含まれている各成分が、サンプル間においてどの程度共通しているのか、また、共通している成分が各サンプルにどの程度の濃度（または量）含まれているのかを知ることができる。
【００６０】
以上のように、情報処理装置１は、各スペクトルデータに共通して含まれているピーク位置データを、サンプル番号を重複させることなく互いに対応付けることができる。すなわち、ピーク位置データを１対多、あるいは多対多の関係に対応付けることがない。これにより、各サンプルに共通して存在している成分を、正確に同定し、対応付けることができる。またコンピュータ処理により自動で行うため、大量のピークを含まれているスペクトルデータであっても高速に処理できる。
【００６１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６２】
（ピーク位置データの補正）
情報処理装置１は、各スペクトルデータに含まれているピーク位置データを、標準ピーク位置データに基づき補正することもできる。このとき、Ｍ個（Ｍは正の整数）の内部標準物質に由来するピーク位置データが、あらかじめメモリ１２に格納されている。ユーザはサンプルを解析する際、Ｍ個の内部標準物質を加えたサンプルを用いる。そのため分析装置は、サンプルにもともと存在する成分に由来するピークに加えて、内部標準物質に由来するピークも検出する。したがって情報処理装置１に入力されるスペクトルデータは、各成分に由来するピーク位置データに加えて、内部標準物質に由来する補正ピーク位置データも含んでいる。
【００６３】
このとき情報処理装置１は、入力されたスペクトルデータと、メモリ１２に格納されている補正ピーク位置データとを比較する。これによりスペクトルデータに含まれている補正ピーク位置データと、メモリ１２に格納されているピーク補正位置データとのずれを比較する。ずれが存在するとき、そのずれをメモリ１２に格納されている値に逢わせるように、スペクトルデータに含まれている各ピーク位置データの値を補正する。
【００６４】
以上の処理により、情報処理装置１は、各スペクトルデータに含まれているピーク位置データを補正できる。したがってノイズや統計誤差に由来するピーク位置データのずれを事前に無くすことができるので、ピークの対応付けをより正確に実行することができる。
【００６５】
（対応付け順の変形例）
情報処理装置１は、値の大きい順から、ピーク位置データを対応付けてもよい。すなわち、全スペクトルデータを合成した１つの配列データにおいて、ピーク位置データを値の大きい順に並び替え、上述したピーク対応付け処理を実行することもできる。また、同じ配列データを用いて、ピーク位置データの小さい順にピークを対応付けした結果と、値の大きい順に逆方向からピークを対応付けした結果を算出し、それらの平均を取って、最終的な対応付け結果として算出することもできる。この場合、より正確な対応付け結果を得ることが出来る。また、配列データにおいて、任意の値のピーク位置データを起点として、より値の小さくなる方向、およびより値の大きくなる方向に向かってそれぞれピークの対応漬けを行い、それぞれの方向において対応漬けが完了した後に、２つの結果を連結して、最終的な対応付け結果として算出することもできる。
【００６６】
（プログラムおよび記録媒体）
最後に、情報処理装置１に含まれている各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成すればよい。または、次のように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００６７】
すなわち、情報処理装置１は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ、この制御プログラムを格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、上記制御プログラムを実行可能な形式に展開するＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、および、上記制御プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）を備えている。
【００６８】
この構成により、本発明の目的は、所定の記録媒体によっても、達成できる。この記録媒体は、上述した機能を実現するソフトウェアである情報処理装置１の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録していればよい。情報処理装置１はに、この記録媒体を供給する。これにより、コンピュータとしての情報処理装置１（またはＣＰＵやＭＰＵ）が、供給された記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し、実行すればよい。
【００６９】
プログラムコードを情報処理装置１に供給する記録媒体は、特定の構造または種類のものに限定されない。すなわち、この記録媒体は、たとえば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などとすることができる。
【００７０】
また、情報処理装置１を、通信ネットワークと接続可能に構成しても、本発明の目的を達成できる。この場合、上記のプログラムコードを、通信ネットワークを介して情報処理装置１に供給する。この通信ネットワークは、情報処理装置１にプログラムコードを供給できるものであればよく、特定の種類または形態に限定されない。たとえば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等であればよい。
【００７１】
この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な任意の媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。たとえば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Ａｓｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【００７２】
〔実施例〕
本発明の一実施例を以下に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００７３】
シロイヌナズナ培養細胞を、暗所および明所のそれぞれにおいて培養した。それぞれ３実験区、培養細胞サンプルを作成し、全体で６個の実験区の培養細胞サンプルからメタノール抽出によって、代謝物サンプルを６個得た。代謝物サンプルをついて、それぞれ１０回づつフーリエ変換イオンサイクロトロン質量分析（ＦＴ−ＭＳ）を行った。このときイオン化のモードをネガティブとして、イオン強度を測定した。
【００７４】
得られたスペクトルデータは情報処理装置１に入力された。ユーザは、最大許容範囲Ｔｈとして０．０００１を情報処理装置１に入力した。これにより情報処理装置１は、全ての実験区における繰り返し実験全体において、平均４１０個のピークのうち２６３個のピーク位置を対応づけた。さらに、対応付けた２６３個のピークの強度に用いて、次表（１）に示す相関係数を算出した。
【００７５】
【表１】
2007155344.tif 000004
【００７６】
表（１）において、Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３は、明所における培養結果のデータである。一方、Ｄ１、Ｄ２、およびＤ３は、暗所における培養結果のデータである。表（１）に示すように、相関係数算出部１８は、Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３の相互間に全ておいて、０．８７以上の相関係数を算出した。また、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の相互間の全てにおいても、０．８７以上の相関係数を算出した。このように情報処理装置１は、同一の条件において培養された細胞のサンプル由来のスペクトルデータを用いて、サンプルごとに共通するピーク位置を正しく対応づけることができた。
【００７７】
なお、本実施例では、情報処理装置１は、ピーク位置を対応付ける前に、あらかじめ、内部標準による標準ピーク位置のデータを用いて、測定ピーク位置の値を補正した。このとき、ユーザは、２、４−Ｄｉｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｘｙａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ（精密イオン分子量＝２１８．９６２１２）、Ａｍｐｉｃｉｌｌｉｎ（精密イオン分子量＝３４８．１０２３５）、ＣＨＡＰＳ（精密イオン分子量＝６１３．３８９２０）、およびｔｅｔｒａ−Ｎ−Ａｃｅｔｙｌｃｈｉｔｏｔｅｔｒａｏｓｅ（精密イオン分子量＝８２９．３２０７８）を内部標準物質として用いた。これらの内部標準物質に由来する標準ピーク位置データは、情報処理装置１のメモリ１２にあらかじめ格納されていた。そこで情報処理装置１は、メモリ１２に格納されている標準ピーク位置データを用いて、入力された各スペクトルデータに含まれているピーク位置データを、それぞれ補正した。
【００７８】
以上のように、情報処理装置１は、同一の実験条件内において再現性を有するピークの数、および異なる実験条件区内において強度が大きく変化するピークを、迅速に得ることができた。したがって、情報処理装置１と、通常の統計解析とを組み合わせることに、次のような基板技術を確立できる。すなわちこの基盤技術は、ピーク出現に再現性があるか否か、および、同一のピーク位置におけるピーク強度間に、有意な差が存在するか否かを、それぞれ迅速に解析できる。結論として、情報処理装置１が産業界において有用であることは、本実施例により十分に証明された。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、各種の分析装置を用いて生成したスペクトルデータに含まれているピークを正確かつ１対１に対応付けることのできる情報処理装置として広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の一実施形態に係る情報処理装置の要部構成を表すブロック図である。
【図２】情報処理装置が特定範囲ごとにピーク位置データを対応付ける際の処理を説明する図である。
【図３】情報処理装置が生成する多変量行列データを表す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１    情報処理装置
１０  データ入力部
１１  最大許容範囲設定部
１２  メモリ
１３  データ合成部
１４  ピーク数算出部
１５  ピーク範囲決定部（ピーク範囲設定手段）
１６  代表値算出部
１７  ピーク対応付け部（ピーク対応付け手段）
１８  相関係数算出部（相関係数算出手段）
【図１】
2007155344.tif 000005
【図２】
2007155344.tif 000006
【図３】
2007155344.tif 000007