CN108780065B - 质谱分析数据解析装置、方法及非暂时性计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本发明质谱分析数据解析装置中，当用户按每一小组输入设定样本时(S2)，制作表示每一小组的波峰列表的样本树和对该波峰列表中包含的m/z值和信号强度值的信息进行整理而得的波峰矩阵，进而对波峰矩阵执行多变量解析(S3‑S4)。样本树、波峰矩阵、得分图、载荷图等显示在解析主画面上，当用户在载荷图上指示任意标绘点时，波峰矩阵上的表示对应波峰的行被明示出来(S5‑S7)。当去掉与明示出来的波峰相对应的复选标记时，执行将该波峰排除的多变量解析而更新得分图等(S9‑S10)。若得分图上小组未能分离，则可以目视确认排除的波峰是有助于分离多个小组的标记物。如此一来，能够简便且准确地探索标记物。

Description

质谱分析数据解析装置、方法及非暂时性计算机可读介质

技术领域

本发明涉及一种对通过进行质谱分析而获得的质谱数据进行解析处理的质谱分析数据解析装置以及为此的计算机程序，更详细而言，涉及一种适于进行多个样本小组之间的差异解析的质谱分析数据解析装置以及计算机程序。

背景技术

近年来，为了实现特定疾病、疾患的早期诊断、治疗效果的确认等，利用质谱分析法的生物标记物的解析的研究不断推进，并且一部分已供于实用。例如，若发现从多个健康人士采集到的血液、尿等生物试样中完全或几乎不存在但从患有癌症等疾患的多个患者采集到的同样的生物试样中明确存在的物质，则该物质可以说是该疾患中的有力的生物标记物候选。此外，在细菌等微生物的菌种、菌株的鉴定和判定中也会利用生物标记物。通常，这种生物标记物的探索是通过如下操作来进行：通过质谱分析装置测定分别来源于2个或以上的多个小组的样本，并对由此获得的数据进行小组间的差异解析。

对以往的普通的、利用差异解析的标记物(由于未必来源于生物或生物体，因此，以下简称为“标记物”)的探索的次序进行概略说明(参考专利文献1、非专利文献1～3等)。现在，将小组的总数设为G，将样本的总数设为S。

[步骤1]首先，分别获取对应于各样本的质谱数据并进行波峰检测，采集波峰信息也就是各波峰的质荷比值及信号强度值。继而，针对每一样本将其波峰信息整理为波峰列表。波峰列表是按照波峰的质荷比值的顺序将对应于这些质荷比值的信号强度值进行归纳而得。该波峰列表的总数为S，它们能够分类为G个小组。

[步骤2]将一个波峰列表也就是对应于一个样本的波峰列表作为列向量，并以对应于相同质荷比值的信号强度值被配置在同一行的方式将所有波峰列表沿行方向也就是横向排列，由此制作波峰矩阵。此时，在行方向上按每一小组归纳波峰列表。如此制作的波峰矩阵的列数与样本总数相同，为S，行数为整个样本观测到的波峰的总数P(其中，质荷比值处于某一阈值内的波峰视为重复而作为1个)。图8为波峰矩阵的一例。该例中，小组数量G为2。

[步骤3]将波峰矩阵的各列理解为从G个小组获取到的S个P维向量，对其进行主成分分析(PCA＝Principal Component Analysis)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA＝PartialLeast Squares-Discriminant Analysis)等规定的多变量解析。继而，根据该多变量解析的结果来掌握小组分离的程度和有助于小组分离的波峰(质荷比值)的候选。

具体而言，当对波峰矩阵进行例如PCA或PLS-DA时，获得将波峰矩阵的各列投影至低维空间而得的得分图、将从波峰矩阵到得分图的变换矩阵的分量图表化而得的载荷图。图9为源于PCA的得分图及载荷图的一例。图9的(a)所示的得分图中，以○表示的标绘点和以●表示的标绘点对应于不同小组的样本。如图中虚线所示，得分图在以视觉上确认小组间的分离的程度上较为有用。

另一方面，图9的(b)所示的载荷图中，标绘点对应于波峰矩阵的各行也就是各波峰。载荷图中，通常而言，表示小组间信号强度存在有意义的差的波峰(也就是存在量有较大差异的物质)的标绘点被标绘在第1轴(横轴)上绝对值较大的区域内。即，第1轴的载荷值的绝对值越大，越可以说是有助于小组分离的波峰。因而，在图9的(b)的例子中，被虚线围住的两个标绘点是有助于小组分离的波峰，可以将其列举为标记物的候选。如此，载荷图在找出有助于小组间分离的波峰也就是标记物候选上较为有用。

然而，像上述那样根据载荷图提取到的波峰未必是有助于小组间分离的波峰。尤其是在样本中包含的成分的数量较多而波峰的数量较多的情况或者噪声波峰较多等质谱的品质不佳的情况等，也是常有根据载荷图提取到的标记物候选无法实际用作标记物的情形。因此，在上述那样的差异解析中，通常需要由用户(解析人员)确认根据多变量解析结果选择为标记物候选的波峰是否真正有助于小组的分离。此外，在有多个标记物候选的情况下，用户须判断其中的哪一标记物候选作为标记物最恰当。

要进行这种确认、判断，将作为标记物候选的波峰排除来重新制作波峰矩阵，并对该波峰矩阵执行相同的多变量解析，利用所得结果来确认小组是否能够分离。但这种作业非常麻烦且费事。此外，在制作将根据多变量解析结果推断为标记物候选的波峰排除的波峰矩阵时，还容易发生误将别的波峰排除等作业上的失误。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2014-202582号公报

非专利文献

非专利文献1：藤田雄一郎，另有9人，《Mass++：差异解析用的统计/多变量解析功能(Mass++：差異解析のための統計·多変量解析機能)》，第61届质谱分析综合讨论会发表資料，[online]，[2016年2月25日检索]，网址＜http://www.shimadzu.co.jp/aboutus/ms_r/archive/files/MSSJ2013/MSSJ13_1P-07_Fu jita.pdf＞

非专利文献2：藤田雄一郎，另有10人，《校准LC-MALDI的保留时间的新的预处理方法和差异解析用的Mass++中新实现的功能(Novel preprocessing method to alignretention time of LC-MALDI and new implemented functions in Mass++fordifferential analysis)》，第61届ASMS质谱分析会议(61th ASMS Conference on MassSpectrometry)招贴会，2013年

非专利文献3：草野麻衣子，另有4人，《通过无创方法采集到的生物体体表成分的多变量解析(非侵襲手法により採取した生体体表成分の多変量解析)》，第38届日本医用质谱学会年会招贴会，2013年

发明内容

发明要解决的问题

本发明是为了解决上述问题而成，其目的在于,提供一种能够高效且高精度地进行根据多变量解析结果来探索有助于分离多个小组的标记物候选的作业的质谱分析数据解析装置以及质谱分析数据解析用程序。

解决问题的技术手段

为了解决上述问题而成的本发明的质谱分析数据解析装置根据对分别属于多个小组中的任一方的多个样本进行质谱分析而得的质谱数据来探索成为有助于该多个小组的分离的标记物的要素，该质谱分析数据解析装置的特征在于，具备：

a)波峰矩阵制作部，其根据与给出的多个样本相对应的质谱数据来制作在行方向或列方向分配质谱上的波峰的质荷比值、在列方向或行方向分配识别样本的信息、将波峰的信号强度值作为要素而配置的波峰矩阵；

b)多变量解析部，其对由所述波峰矩阵制作部制作出的波峰矩阵或者从该波峰矩阵中将由后文叙述的排除波峰指定部指定的波峰排除之后的波峰矩阵进行用以将多个样本分组或者求样本彼此的距离的规定的多变量解析，并将该多变量解析图表化；

c)显示处理部，其将所述波峰矩阵及多变量解析结果的图表显示在显示画面上；

d)选择波峰明示部，其接收用户在所述显示画面所显示的多变量解析结果的图表上对任意一个或多个标绘点的指定而确定表示与该一个或多个标绘点相对应的波峰的所述波峰矩阵的行或列，并在所述显示画面所显示的波峰矩阵上明示该确定后的行或列；以及

e)排除波峰指定部，其用以供用户在所述显示画面所显示的波峰矩阵上指定想要从多变量解析的对象中排除的波峰。

此外，为了解决上述问题而成的本发明的质谱分析数据解析用程序用于使用计算机、根据对分别属于多个小组中的任一方的多个样本进行质谱分析而得的质谱数据来探索成为有助于该多个小组的分离的标记物的要素，该质谱分析数据解析用程序的特征在于，使计算机执行如下步骤：

a)波峰矩阵制作步骤，根据与给出的多个样本相对应的质谱数据来制作在行方向或列方向分配质谱上的波峰的质荷比值、在列方向或行方向分配识别样本的信息、将波峰的信号强度值作为要素而配置的波峰矩阵；

b)多变量解析步骤，对所述波峰矩阵制作步骤中制作出的波峰矩阵或者从该波峰矩阵中将后文叙述的排除波峰指定步骤中指定的波峰排除之后的波峰矩阵进行用以将多个样本分组或者求样本彼此的距离的规定的多变量解析，并将该多变量解析图表化；

c)显示处理步骤，将所述波峰矩阵及多变量解析结果的图表显示在显示画面上；

d)选择波峰明示步骤，接收用户在所述显示画面所显示的多变量解析结果的图表上对任意一个或多个标绘点的指定而确定表示与该一个或多个标绘点相对应的波峰的所述波峰矩阵的行或列，并在所述显示画面所显示的波峰矩阵上明示该确定后的行或列；以及

e)排除波峰指定步骤，用户在所述显示画面所显示的波峰矩阵上指定想要从多变量解析的对象中排除的波峰。

在本发明的质谱分析数据解析装置以及质谱分析数据解析用程序中，作为多变量解析，典型而言宜使用PCA、PLS-DA或者将它们改良而得的各种算法。在使用这些多变量解析的情况下，由上述多变量解析部进行图表化并且由上述显示处理部显示在显示画面上的图表为载荷图。

在本发明的质谱分析数据解析装置中，给出例如包含通过对已知分别属于多个小组的样本进行质谱分析而得的质谱数据或者通过对各质谱执行遵循规定算法的波峰检测而检测到的波峰信息的波峰列表。在前一种情况下，在本解析装置中进行波峰检测而制作波峰列表即可。

在本发明的质谱分析数据解析装置中，波峰矩阵制作部根据每一样本的波峰列表来制作波峰矩阵。最初制作的波峰矩阵包含给出的全部的样本的波峰信息。接着，多变量解析部对制作出的波峰矩阵执行PCA、PLS-DA等多变量解析，例如制作得分图和载荷图作为多变量解析结果的图表。继而，显示处理部在监视器等的显示画面上显示波峰矩阵和多变量解析结果的图表。

如上所述，载荷图上的各标绘点分别对应于波峰矩阵中列举的波峰，载荷图上的标绘点的位置大多表示样本向多个小组分离的贡献程度。因此，用户例如在载荷图上选择推断为有助于样本的分离的标绘点，例如通过指示装置的点击操作等来指示该标绘点。当然，不仅可指示一个标绘点，也可指示多个标绘点。此外，也能以图形方式指示载荷图上的任意范围而不是个别地指示标绘点，在指示了某一范围时，该范围内包含的一个或多个标绘点视为被指示。

选择波峰明示部接收上述那样的一个或多个标绘点的指示而确定表示与各标绘点相对应的波峰的波峰矩阵的行或列。1个标绘点对应于波峰矩阵的1行或1列。继而，在显示画面所显示的波峰矩阵上改变该确定后的行或列的信息的显示颜色而区别于其他内容，或者改变其背景色而区别于其他内容，或者改变所显示的文字的形态，由此，以能与其他内容识别开来的方式进行明示。由此，用户能以视觉方式掌握与自己在多变量解析结果的图表(即载荷图)上指示的标绘点相对应的波峰矩阵上的行或列。

虽然该明示出来的波峰为标记物候选，但并不保证真的是标记物。因此，在想要确认标记物候选作为标记物是否恰当的情况下，用户在波峰矩阵上以将与明示出来的行或列相对应的波峰从多变量解析的对象中排除的方式通过排除波峰指定部进行指定。指定方法较理想为比较简便，因此，例如宜设为可以通过在针对波峰矩阵的每一行或每一列设置的复选框内加入复选标记或者去掉复选标记等操作来进行指定。当通过排除波峰指定部指定一个或多个波峰的排除时，多变量解析部这次对从原波峰矩阵中将指定的波峰排除之后的波峰矩阵执行多变量解析。继而，显示处理部对显示画面上显示的多变量解析结果的图表进行更新。

若由排除波峰指定部指定排除的波峰为标记物，则在基于将该波峰排除之后的波峰矩阵的多变量解析中，样本将不会被恰当地分组。因此，用户在显示出来的多变量解析结果的图表例如得分图上判断样本的分离程度，若没有分离，则可以作出指定的波峰作为标记物是恰当的这一结论。另一方面，若样本仍旧被分离成了原本的小组，则可以判断之前指定排除的波峰无助于或者仅部分有助于样本的分离。因此，视需要像之前一样在载荷图上进行指示别的标记物候选的标绘点这一作业而确认该标记物候选是否恰当即可。

此外，认为，在小组数量为3个以上的情况下，某一标记物有助于向3个以上的小组的分离的情形较少，大部分是某一标记物有助于向一个小组A与其他多个小组的分离、别的标记物有助于向不同于小组A的一个小组B与其他多个小组的分离。即，在小组的数量为3个以上的情况下，通常存在多个标记物，每一标记物下，因该标记物而分离的小组都不一样。在这种情况下，若有助于某一小组的分离的标记物已判明，则将来源于属于该小组的样本的数据从解析处理对象中除去，并根据与剩余样本相对应的数据来探索下一标记物，如此一来，能够更高效地找出标记物。

因此，在本发明的质谱分析数据解析装置中，优选设为如下构成：

还具备排除小组指定部，所述排除小组指定部用以供用户指定所述多个小组中的任意一个或多个小组作为想要从多变量解析的对象中排除的小组，

所述波峰矩阵制作部根据与将由所述排除小组指定部指定的小组中包含的样本排除之后的剩余样本相对应的质谱数据来制作波峰矩阵，

所述多变量解析部对这一部分小组中包含的样本排除后的波峰矩阵或者从该波峰矩阵中将由所述排除波峰指定部指定的波峰排除之后的波峰矩阵执行规定的多变量解析。

例如，排除小组指定部宜设为：将样本所属的所有小组的信息(小组编号等小组的标识符)和与其对应的复选框显示在显示画面上，能够通过在该复选框内加入复选标记或者去掉复选标记等操作来指定想要排除的小组。

根据该构成，即便在小组的数量较多而且有助于这多个小组间的分离的标记物的数量也较多这样的情况下，也能一方面逐一针对推测为标记物的候选而确认是否真正有助于分离、另一方面高效地决定恰当的标记物。

发明的效果

根据本发明的质谱分析数据解析装置以及质谱分析数据解析用程序，在探索有助于将大量样本分离为多个小组的标记物时，可以通过简便的操作准确地目视确认作为标记物候选的波峰是否真正有助于分离。由此，能够高效且高精度地进行标记物的探索作业。

附图说明

图1为本发明的一实施例的质谱分析数据解析装置的概略构成框图。

图2为本实施例的质谱分析数据解析装置中显示部上显示的解析主画面的概略配置图。

图3为本实施例的质谱分析数据解析装置中的标记物探索时的操作及处理的流程图。

图4为表示本实施例的质谱分析数据解析装置中的样本树编辑对话框的一例的图。

图5为表示本实施例的质谱分析数据解析装置中的解析主画面的显示例(左半部分)的图。

图6为表示本实施例的质谱分析数据解析装置中的解析主画面的显示例(右半部分)的图。

图7为本实施例的质谱分析数据解析装置中小组数量为3个以上的情况下的标记物探索时的操作及处理的部分流程图。

图8为表示波峰矩阵的一例的图。

图9为表示基于差异解析的标记物探索时的源于PCA的得分图及载荷图的一例的图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明的质谱分析数据解析装置的一实施例进行说明。图1为本实施例的质谱分析数据解析装置的概略构成框图。

本实施例的质谱分析数据解析装置具备数据解析部1、输入部2及显示部3，所述数据解析部1具有质谱数据存储部10、波峰列表制作部11、样本树制作部12、波峰矩阵制作部13、多变量解析部14、波峰矩阵-多变量解析结果联合处理部15、标记物候选指定受理部16、标记物候选波峰排除指定受理部17、小组排除指定受理部18及差异解析显示处理部19作为功能块，所述输入部2用以供用户(解析人员)进行某些输入、指示，所述显示部3显示解析结果等。

通常，该数据解析部1的实体为个人计算机或者更高性能的工作站等计算机，通过在该计算机上执行安装在该计算机中的专用的数据解析软件来实现上述各功能块。在该情况下，输入部2为计算机的键盘、鼠标等指示装置，显示部3为显示器。在这种构成中，计算机中安装的数据解析软件相当于本发明的质谱分析数据解析用程序。

通过在质谱分析装置4中对规定样本执行质谱分析而得的规定质荷比范围的质谱数据被送至数据解析部1，存储至质谱数据存储部10。但是，不仅是由特定的某1台质谱分析装置4获得的质谱，在其他质谱分析装置中以相同方式获得的质谱数据也能存储至质谱数据存储部10。即，数据解析部1中对应于作为解析对象的大量样本的质谱数据可为由特定的1台质谱分析装置获得的数据，也可为由不同的多个质谱分析装置获得的数据，没有这种数据的制约。

无论怎样，都是在质谱数据存储部10中存储对应于大量样本的质谱数据。波峰列表制作部11在规定时刻针对各质谱数据、按照规定算法来检测波峰，并求检测到的各波峰的位置(质荷比值)和信号强度值。继而，针对每一质谱制作汇集大量质荷比值Mp与信号强度值Ip的组(Mp，Ip)(其中，p＝1、2、…)而得的波峰列表。继而，针对每一样本制作存储有波峰列表的数据文件，并将该数据文件存储至质谱数据存储部10。

此处，作为进行基于差异解析的标记物的探索的前提，要在质谱数据存储部10中保存有针对大量样本而分别存储有波峰列表的数据文件。已知该大量样本属于多个小组中的某一个。例如，在有患有特定疾病的患者小组和健康人士小组这两个小组的情况下，从多个患者分别采集到的血液、尿是属于患者小组的样本，从多个健康人士采集到的血液、尿是属于健康人士小组的样本。

一边参考图3所示的流程图，一边对基于差异解析的标记物的探索用的操作及处理工作进行说明。此处，列举有Group1和Group2这两个小组的情况作为例子。

用户利用输入部2进行规定操作而启动解析处理程序。由此，显示部3的画面上显示规定的解析主画面(初始画面)(步骤S1)。图2为解析主画面50的概略配置图。解析主画面50中配置有样本树显示区域51、质谱显示区域53、波峰矩阵显示区域54、多变量解析结果显示区域56及解析条件设定区域57，具体例将于后文叙述。

其后，当用户进行输入部2的规定操作时，样本树制作部12接收该操作而在解析主画面50上重叠显示图4所示的样本树编辑(Edit Sample Tree)对话框60。样本树编辑对话框60中设置有小组设定区域61和样本设定区域62。用户在该对话框60上点击操作“小组追加(Add Group)”按钮63及“小组删除(Remove Groups)”按钮64，由此设定任意数量的小组。在图4的例子中，为设定有Group1和Group2这两个小组的状态，但也能进一步追加小组。

用户设定好小组之后，通过箭头按钮65来指定一个小组而选择与属于该小组的样本相对应的波峰列表的数据文件。如此一来，样本树制作部12将所选择的波峰列表的数据文件名等读入至样本设定区域62。样本设定区域62上显示的波峰列表的数据文件名可以通过“波峰列表追加(Add Peak Lists)”按钮66、“波峰列表删除(Remove Peak Lists)”按钮67及箭头按钮68的操作来酌情进行追加、删除。通过这种操作，针对每一小组而设定与作为解析对象的所有样本相对应的波峰列表的数据文件。当这种设定已完成时，用户通过点击操作“OK”按钮69来指示制作样本树(步骤S2)。

样本树制作部12接收该指示，根据设定好的小组和波峰列表的数据文件名而针对每一小组来制作列有波峰列表的数据文件名的样本树。在图4的例子中，小组为Group1和Group2这两个，制作图5所示的解析主画面50中的样本树显示区域51中描绘那样的样本树。此外，与样本树制作并行地，波峰矩阵制作部13读入样本树中列举的波峰列表的数据文件中的数据并加以整理而制作波峰矩阵(步骤S3)。此处，像图8的例子中已叙述过的那样，是通过沿纵向排列所有波峰的质荷比值、沿横向排列样本(波峰列表的数据文件)来制作波峰矩阵。

当制作好波峰矩阵时，多变量解析部14对该波峰矩阵执行多变量解析。此处，像后文叙述的那样，可以选择PCA和PLS-DA作为多变量解析的方法，执行所选择的多变量解析，并制作得分图及载荷图作为多变量解析结果(步骤S4)。步骤S3中制作出的样本树及波峰矩阵、步骤S4中制作出的得分图及载荷图均送至差异解析显示处理部19，如图5及图6所示，差异解析显示处理部19将这些信息分别显示在显示部3所显示的解析主画面50中的样本树显示区域51、波峰矩阵显示区域54及多变量解析结果显示区域56中(步骤S5)。当然，样本树、波峰矩阵、多变量解析结果(得分图及载荷图)也可按照制作顺序加以显示而不是同时显示出来。此外，如图5及图6所示，质谱显示区域53内显示所有波峰列表中列举的波峰重叠在一起的质谱。

当确定了应设定至样本树的小组和样本(波峰列表)时，具体而言，当样本树编辑对话框60上的“OK”按钮69受到点击操作时，便自动连续进行上述的样本树的制作及显示、波峰矩阵的制作及显示、多变量解析的执行及其结果的显示。结果，如图5及图6所示，在解析主画面50中的样本树显示区域51内显示样本树，在质谱显示区域53内显示质谱，在波峰矩阵显示区域54内显示波峰矩阵，在多变量解析结果显示区域56内显示得分图561及载荷图562。

再者，解析条件设定区域57中的解析方法选择栏58内配置有用以选择PCA、PLS-DA中的某一种作为多变量解析的方法的单选按钮，执行此处选择的多变量解析。

用户在像上述那样显示在解析主画面50的多变量解析结果显示区域56内的得分图561中确认属于Group1的样本与属于Group2的样本是充分分离的。继而，若分离充分，则通过输入部2在载荷图562上选择指示推断为有助于样本向小组的分离的标绘点(一个标绘点对应于一条波峰)作为标记物候选。具体而言，通过指示装置来点击操作载荷图562上的任意标绘点或者其极近的位置，由此，能够选择指示该标绘点(步骤S6)。当然，不仅可选择指示一个标绘点，也可连续地选择指示多个标绘点。此外，也可通过指示装置的拖拽操作在载荷图562上指定任意范围来统一选择指示该范围内包含的标绘点而不是逐一选择指示标绘点。

标记物候选指定受理部16接收该输入操作而识别所选择指示的一个或多个标绘点。继而，波峰矩阵-多变量解析结果联合处理部15确定与该选择指示的标绘点相对应的波峰(质荷比值)在波峰矩阵上存在的行。继而，以能在视觉上将确定后的行与其他行识别开来的方式进行例如反白显示或者变更文字颜色或背景色(步骤S7)。在图5及图6的例子中，是变更与所选择指示的标绘点相对应的行(显示在最下面那一行)的背景色而与其他行区别开来。由此，用户一眼就能掌握波峰矩阵上哪一行是自己指定的标记物候选波峰。

在想要确认该标记物候选波峰作为有助于两个小组间的分离的标记物是否恰当的情况下，用户在波峰矩阵显示区域54所显示的波峰矩阵上对显示在与该波峰相对应的行的左端的标记物候选波峰排除选择用复选框55进行点击操作，由此去掉复选标记(步骤S8)。再者，标记物候选波峰排除选择用复选框55中的复选标记表示对应于这一行的波峰的信息反映到了多变量解析中，也就是说，在实施多变量解析时使用了该波峰的信息。

当标记物候选波峰排除选择用复选框55中的某一复选标记被去掉时，标记物候选波峰排除指定受理部17识别该复选标记被去掉的行。继而，波峰矩阵制作部13以删除与该行相对应的波峰信息的方式修正波峰矩阵。接着，多变量解析部14根据该修正后的波峰矩阵来执行与之前相同的多变量解析，并制作得分图及载荷图(步骤S9)。

继而，差异解析显示处理部19以将多变量解析结果显示区域56中显示的得分图及载荷图替换为新的多变量解析的结果的方式对显示进行更新(步骤S10)。即，根据标记物候选波峰排除选择用复选框55中的复选标记的变更来自动修正波峰矩阵，并执行针对该修正后的波峰矩阵的多变量解析进而对得分图及载荷图进行更新。

在通过由用户进行去掉复选标记的操作而排除的波峰作为有助于两个小组间的分离的标记物是恰当的情况下，由于它是从多变量解析的对象中排除的，因此成为两个小组的分离变差或者完全不分离的状态。因此，用户在更新后的得分图上确认两个小组的分离状况，若未能分离，则判断排除的波峰作为标记物是恰当的。另一方面，若得分图上两个小组能够充分分离，则可以判断排除的波峰作为标记物不恰当。在后一种情况下，为了找到正确的标记物，例如在更新后的载荷图上选择指示别的标绘点作为标记物候选，并对应于该选择指示而在波峰矩阵上将明示出来的行的标记物候选波峰排除选择用复选框55中的复选标记去掉。在标记物候选有多个的情况下，反复进行这种处理来找到小组无法再分离的波峰即可。

即便暂时去掉与波峰矩阵的某一行相对应的标记物候选波峰排除选择用复选框55中的复选标记，也可以通过进行在同一行的复选框55中再次加入复选标记的操作(只是点击操作)来立即确认作为与再次加入暂时排除的波峰之后的波峰矩阵相对应的多变量解析结果的得分图。由此，能够非常简便地进行在作为多变量解析结果的载荷图上提取的标记物候选是否恰当的确认。此外，在标记物候选有多个的情况下，还能简便且准确地进行其中的哪一个最恰当的判断。

在上述例子中，对小组的数量为两个的情况进行了说明，而在小组的数量为3个以上的情况下，像以下那样进行操作即可。

在小组的数量为3个以上的情况下，大量样本因某一个标记物而分类为这三个小组的情形较少(在这种情况下，可以按照上述次序来找到一个标记物)。因此，例如在小组为A、B、C这三个的情况下，通常而言，有助于小组A与其他小组的分离的标记物与有助于小组B与其他小组的分离的标记物是不一样的。因此，在小组的数量为3个以上的情况下，首先找到有助于将样本分离为某一个小组与其他小组的标记物，找到后，将属于这一个小组的样本从解析对象中除去，也就是说，将小组的数量减少一个，在该状态下找到有助于将剩余样本分离为某一个小组与其他小组的标记物，重复该作业。

参考图7进行具体说明。图7为用以说明小组的数量为3个以上的情况下追加的操作及处理的流程图。首先，按照上述图3所示的流程图找到有助于分离某一个小组A与其他多个小组的标记物(步骤S11)。接着，用户在显示部3所显示的解析主画面50上的样本树显示区域51中显示的样本树中的小组名(图5的例子中为Group1、Group2)的左侧配置的小组排除选择用复选框52中将与已找到有助于分离的标记物的小组A相对应的复选标记去掉(步骤S12)。该小组排除选择用复选框52中加入了复选标记的小组表示是波峰矩阵制作、多变量解析处理的对象。因而，去掉复选标记表示将该小组从多变量解析的对象中排除。

当小组排除选择用复选框52中的某一方的复选标记被去掉时，小组排除指定受理部18将去掉了其复选标记的小组识别为应排除的小组。继而，波峰矩阵制作部13将与属于该应排除的小组的样本相对应的波峰列表排除，并根据剩余小组的波峰列表来制作波峰矩阵(步骤S13)。接着，多变量解析部14根据新制作的波峰矩阵来执行与之前相同的多变量解析，并制作得分图及载荷图(步骤S14)。

差异解析显示处理部19将小组排除后新制作的波峰矩阵和基于它的质谱以及通过基于它的多变量解析而得的得分图及载荷图显示在解析主画面50上的各显示区域内。即，根据小组排除选择用复选框52中的复选标记的变更来自动修正波峰矩阵，并执行针对该修正后的波峰矩阵的多变量解析，使得波峰矩阵、质谱、以及作为多变量解析结果的得分图及载荷图均得到更新(步骤S15)。此时，更新后的信息仅仅反映属于将小组A除去的剩余小组的样本。

因此，通过与上述的步骤S6～S10的操作及处理相同的步骤S16～S20的操作及处理来找到有助于剩余小组中的一个小组与其他小组的分离的标记物即可。在小组的数量为四个以上的情况下，通过进一步重复该步骤S11～S20的操作及处理而按照一次一个的顺序来探索有助于一个小组与其他小组的分离的标记物即可。

通过如上操作，在本实施例的质谱分析数据解析装置中，能够简便且高精度地探索有助于大量样本所属的两个以上的小组的分离的标记物(质荷比值或者与其相对应的物质)。

再者，上述实施例只是本发明的一例，在本发明的宗旨的范围内酌情进行变形、修正、追加等当然也包含在本申请的申请专利范围内。

例如，在上述实施例中，作为解析对象的质谱数据也可为n为2以上的MSⁿ谱数据。此外，在上述实施例中，只能选择PCA及PLS-DA作为多变量解析的方法，但只要是能将大量样本分组或者以指标值形式表示并可视化样本间的远近的多变量解析的方法，当然也可为其他方法。此外，解析主画面50上的各显示区域的配置当然也不限于上述实施例。

符号说明

1 数据解析部

10 质谱数据存储部

11 波峰列表制作部

12 样本树制作部

13 波峰矩阵制作部

14 多变量解析部

15 波峰矩阵-多变量解析结果联合处理部

16 标记物候选指定受理部

17 标记物候选波峰排除指定受理部

18 小组排除指定受理部

19 差异解析显示处理部

2 输入部

3 显示部

4 质谱分析装置

50 解析主画面

51 样本树显示区域

52 小组排除选择用复选框

53 质谱显示区域

54 波峰矩阵显示区域

55 标记物候选波峰排除选择用复选框

56 多变量解析结果显示区域

561 得分图

562 载荷图

57 解析条件设定区域

58 解析方法选择栏

60 样本树编辑对话框

61 小组设定区域

62 样本设定区域

63 “小组追加(Add Group)”按钮

64 “小组删除(Remove Groups)”按钮

65、68 箭头按钮

66 “波峰列表追加(Add Peak Lists)”按钮

67 “波峰列表删除(Remove Peak Lists)”按钮

69 “OK”按钮。

Claims (9)

1.一种质谱分析数据解析装置，其根据对分别属于多个小组中的任一方的多个样本进行质谱分析而得的质谱数据，来探索成为有助于该多个小组的分离的标记物的要素，所述质谱分析数据解析装置的特征在于，具备：

a)波峰矩阵制作部，其根据与给出的多个样本相对应的质谱数据，来制作在行方向或列方向分配质谱上的波峰的质荷比值、在列方向或行方向分配识别样本的信息、将波峰的信号强度值作为要素而配置的波峰矩阵；

b)多变量解析部，其对由所述波峰矩阵制作部制作出的波峰矩阵，进行用以将多个样本分组或者求样本彼此的距离的规定的多变量解析，并将该多变量解析图表化；

c)显示处理部，其将所述波峰矩阵及多变量解析结果的图表显示在显示画面上；

d)选择波峰明示部，其接收用户在所述显示画面所显示的多变量解析结果的图表上对任意一个或多个标绘点的指定，而确定表示与该一个或多个标绘点相对应的波峰的所述波峰矩阵的行或列，并在所述显示画面所显示的波峰矩阵上明示该确定后的行或列；以及

e)排除波峰指定部，其用以供用户在所述显示画面所显示的波峰矩阵上指定波峰作为标记物的候选,

在所述排除波峰指定部指定波峰之后，所述多变量解析部对将排除波峰指定部指定的波峰排除之后的波峰矩阵，进行用以将多个样本分组或者求样本彼此的距离的规定的多变量解析，并将该多变量解析图表化。

2.根据权利要求1所述的质谱分析数据解析装置，其特征在于，

还具备排除小组指定部，所述排除小组指定部用以供用户指定所述多个小组中的任意一个或多个小组作为想要从多变量解析的对象中排除的小组，

所述波峰矩阵制作部根据与将所述排除小组指定部指定的小组中包含的样本排除之后的剩余样本相对应的质谱数据，来制作波峰矩阵，

所述多变量解析部对这一部分的小组所包含的样本排除后的波峰矩阵或者从这一部分的小组所包含的样本排除后的波峰矩阵中将由所述排除波峰指定部指定的波峰排除之后的波峰矩阵执行规定的多变量解析。

3.根据权利要求1或2所述的质谱分析数据解析装置，其特征在于，

由所述多变量解析部执行的多变量解析为PCA或PLS-DA中的某一种，由所述显示处理部显示在显示画面上的图表为载荷图及得分图。

4.一种非暂时性计算机可读介质，其记录质谱分析数据解析用程序，所述质谱分析数据解析用程序根据对分别属于多个小组中的任一方的多个样本进行质谱分析而得的质谱数据，来探索成为有助于该多个小组的分离的标记物的要素，所述质谱分析数据解析用程序的特征在于，使计算机执行如下步骤：

a)波峰矩阵制作步骤，根据与给出的多个样本相对应的质谱数据，来制作在行方向或列方向分配质谱上的波峰的质荷比值、在列方向或行方向分配识别样本的信息、将波峰的信号强度值作为要素而配置的波峰矩阵；

b)多变量解析应用步骤，对所述波峰矩阵制作步骤中制作出的波峰矩阵，进行用以将多个样本分组或者求样本彼此的距离的规定的多变量解析，并将该多变量解析图表化；

c)显示处理步骤，将所述波峰矩阵及多变量解析结果的图表显示在显示画面上；

d)选择波峰明示步骤，接收用户在所述显示画面所显示的多变量解析结果的图表上对任意一个或多个标绘点的指定，而确定表示与该一个或多个标绘点相对应的波峰的所述波峰矩阵的行或列，并在所述显示画面所显示的波峰矩阵上明示该确定后的行或列；

e)排除波峰指定步骤，用户在所述显示画面所显示的波峰矩阵上指定波峰作为标记物的候选；以及

f)多变量解析再应用步骤，对将排除波峰指定步骤中指定的波峰排除之后的波峰矩阵，进行用以将多个样本分组或者求样本彼此的距离的规定的多变量解析，并将该多变量解析图表化。

5.根据权利要求4所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于，

所述质谱分析数据解析用程序还使计算机执行排除小组指定步骤，用于供用户指定所述多个小组中的任意一个或多个小组作为想要从多变量解析的对象中排除的小组，

在所述波峰矩阵制作步骤中，根据与将所述排除小组指定步骤中指定的小组中包含的样本排除之后的剩余样本相对应的质谱数据，来制作波峰矩阵，

在所述多变量解析应用步骤或者所述多变量解析再应用步骤中，对这一部分的小组所包含的样本排除后的波峰矩阵或者从这一部分的小组所包含的样本排除后的波峰矩阵中将所述排除波峰指定步骤中指定的波峰排除之后的波峰矩阵，执行规定的多变量解析。

6.根据权利要求4或5所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于，

所述多变量解析应用步骤和所述多变量解析再应用步骤中执行的多变量解析为PCA或PLS-DA中的某一种，所述显示处理步骤中显示在显示画面上的图表为得分图及载荷图。

7.一种质谱分析数据解析方法，根据对分别属于多个小组中的任一方的多个样本进行质谱分析而得的质谱数据，来探索成为有助于该多个小组的分离的标记物的要素，所述质谱分析数据解析方法的特征在于，具备如下步骤：

a)波峰矩阵制作步骤，根据与给出的多个样本相对应的质谱数据，来制作在行方向或列方向分配质谱上的波峰的质荷比值、在列方向或行方向分配识别样本的信息、将波峰的信号强度值作为要素而配置的波峰矩阵；

b)多变量解析应用步骤，对波峰矩阵制作步骤中制作出的波峰矩阵，进行用以将多个样本分组或者求样本彼此的距离的规定的多变量解析，并将该多变量解析图表化；

c)显示处理步骤，将所述波峰矩阵及多变量解析结果的图表显示在显示画面上；

d)选择波峰明示步骤，接收用户在所述显示画面所显示的多变量解析结果的图表上对任意一个或多个标绘点的指定，而确定表示与该一个或多个标绘点相对应的波峰的所述波峰矩阵的行或列，并在所述显示画面所显示的波峰矩阵上明示该确定后的行或列；

e)排除波峰指定步骤，用以供用户在所述显示画面所显示的波峰矩阵上指定波峰作为标记物的候选；以及

f)多变量解析再应用步骤，对将排除波峰指定步骤中指定的波峰排除之后的波峰矩阵，进行用以将多个样本分组或者求样本彼此的距离的规定的多变量解析，并将该多变量解析图表化。

8.根据权利要求7所述的质谱分析数据解析方法，其特征在于，

还具备排除小组指定步骤，用以供用户指定所述多个小组中的任意一个或多个小组作为想要从多变量解析的对象中排除的小组，

在所述波峰矩阵制作步骤中，根据与将所述排除小组指定步骤中指定的小组中包含的样本排除之后的剩余样本相对应的质谱数据，来制作波峰矩阵，

在所述多变量解析应用步骤或者所述多变量解析再应用步骤中，对这一部分的小组所包含的样本排除后的波峰矩阵或者从这一部分的小组所包含的样本排除后的波峰矩阵中将在所述排除波峰指定步骤中指定的波峰排除之后的波峰矩阵执行规定的多变量解析。

9.根据权利要求7或8所述的质谱分析数据解析方法，其特征在于，

在所述多变量解析应用步骤和所述多变量解析再应用步骤中执行的多变量解析为PCA或PLS-DA中的某一种，在所述显示处理步骤中显示在显示画面上的图表为得分图及载荷图。

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