JP2011232258A - スケジューリング装置、スケジューリング方法、スケジューリングプログラム、記録媒体、および質量分析システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
スケジューリング装置100は、各物質データに含まれる保持時間を参照して複数の物質データを保持時間順にソートし、ソート後の順序が連続する物質データによって構成されるファンクションFnを生成する。また、各ファンクションFnに含まれる各物質データに含まれる物質の検出開始時間および検出終了時間によって規定される範囲をファンクションFnのファンクション範囲として設定し、同一測定グループInに属するファンクションFnのファンクション範囲間の間隔が予め定められた条件よりも大きくなるように、各ファンクションFnを測定グループInに振り分ける。
【選択図】図2
Description
本発明の一実施形態について、図1〜図14に基づいて説明すれば以下の通りである。
はじめに、本実施の形態に係る質量分析システムについて、図1を参照して以下に説明する。
液体クロマトグラフ200は、解析対象となる試料中に複数の検出対象物質が混在している場合に、導入された試料中の各物質をその物性に基づいて分離するための装置である。本実施形態においては、液体クロマトグラフ200として超高速液体クロマトグラフ(ultra performance liquid chromatograph)を用いているが、この他にも、高速液体クロマトグラフ、キャピラリーフロー液体クロマトグラフ、ナノフロー液体クロマトグラフ等でもよい。また、液体クロマトグラフの代わりに、ガスクロマトグラフ(GC)、キャピラリー電気泳動装置等の電気泳動分離装置、イオンクロマトグラフィー等の分離装置を用いることが可能である。導入時間tにおいて液体クロマトグラフ200に導入された試料中の各物質は、その物質の物性に応じた保持時間δtに亘って液体クロマトグラフ200内に保持された後、時間t+δtにおいて液体クロマトグラフ200に連結された質量分析装置300に導入される。すなわち、液体クロマトグラフ200に導入された試料中の各物質は、保持時間の短いものから順に質量分析装置300に導入される。
質量分析装置300は、液体クロマトグラフ200から導入された物質をイオン化し、質量数/電荷(m/z)比によって、このイオンを分離および検出する装置である。本実施の形態における質量分析装置300は、試料中の目的物質のイオンに対応する質量数、および当該イオンがアルゴン等の不活性ガスの衝突を受け開裂することにより得られるイオンの質量数を選択的に測定する選択反応検出法(SRM:Selected Reaction Monitoring;または多重反応検出法(MRM:Multiple Reaction Monitoring)ともいう)により測定を行うタンデム質量分析装置(MS/MS)である。なお、本明細書では、説明の便宜上、「質量数/電荷」のことを単に「質量数」と呼ぶ。質量分析装置300としては、この他にも、試料中の目的物質のイオンに対応する質量数を選択的に測定する選択イオン測定法(SIM:Selected Ion Monitoring)により測定を行う質量分析装置、および所定の質量数範囲内で質量数を走査し、その質量数範囲に含まれる全てのイオンを検出する、いわゆるスキャンモードの測定などにも使用できる。
スケジューリング装置100は、液体クロマトグラフ200から導入される各物質の検出をどのタイミングで質量分析装置300が検出するかのスケジュールを作成し、作成したスケジュールおよび各物質の測定条件を質量分析装置300に出力する装置である。質量分析装置300は、スケジューリング装置100から取得した、測定スケジュールに基づいて、質量分析を実行する。さらに、スケジューリング装置100は、測定スケジュールに基づき、液体クロマトグラフ200および質量分析装置300にて実行される測定回数を制御する。
物質データ蓄積部16は、物質データとして各物質に対応するチャンネルが蓄積されたデータベースである。物質データ蓄積部16は、ファンクション生成部11から与えられた物質データ要求(クエリ)に応じてチャンネルを読み出し、ファンクション生成部11に提供する。各チャンネルには、(1)物質ID、(2)物質名、(3)保持時間、(4)検出開始時間(保持時間およびピーク幅から推定)、(5)検出終了時間(保持時間およびピーク幅から推定)、(6)dwell time(検出感度によって推定)、(7)イオン化モード(ポジティブ、ネガティブ)、(8)プリカーサイオンの質量数、(9)プロダクトイオンの質量数、(10)コーン電圧(CV)、(11)コリジョンエネルギー(CE)を示す情報を含んでいる。ここで、ある物質のdwell timeとは、質量分析装置300がその物質(イオン)を検出するために要する1データポイントあたりの取り込み時間のことを指す。また、コーン電圧(CV)とは、標的イオンを質量分離装置340に取り込む電圧のことを指す。また、コリジョンエネルギー(CE)とは、タンデム質量分離において第1段階目の質量分離によって分離されてきたイオンを不活性ガスなどの衝突によって開裂させるために用いられるエネルギー(加速電圧)のことを指す。
ファンクション生成部11は、ユーザにより指定された、どの物質の測定を行うかの情報に対応する物質データを物質データ蓄積部16から取得すると共に、データ蓄積部16から取得した物質データからデータグループであるファンクションを生成するためのモジュールである。ここで、ファンクション生成部11によって生成される各ファンクションは、保持時間、検出開始時間または検出終了時間順にソートした物質データの集合である。つまり、ファンクション生成部11は、保持時間、検出開始時間または検出終了時間順に配列したときに互いに隣接する物質データ同士が同じファンクションに属するように、物質データ蓄積部16から取得した物質データをファンクションに割り当てる。
測定グループ生成部12は、ファンクション生成部11によって生成されたファンクションをグループにまとめた測定グループを生成するためのモジュールである。上述のように、各測定グループは、ファンクション範囲(測定時間領域)同士が互いに近接しないファンクションの集合である。つまり、測定グループ生成部12は、ファンクション範囲同士が互いに近接する物質データが異なる測定グループに属するように、ファンクション生成部11によって生成されたファンクションを各測定グループに振り分ける。ここで、各ファンクションのファンクション範囲とは、そのファンクションに含まれる各チャンネルの検出開始時間のうちで最も早い時間から、そのファンクションに含まれる各チャンネルに含まれる検出終了時間のうちで最も遅い時間までの時間範囲のことを指す。また、ファンクション範囲同士が互いに近接しているとは、先のファンクション範囲の終点(以下、ファンクション終了時間と呼称)から後のファンクション範囲の始点(以下、ファンクション開始時間と呼称)までの時間間隔F−Ftimeが予め設定された時間間隔(以下、設定ギャップ)よりも小さいことを指す。なお、この設定ギャップは、予め条件記録部17に記録されており、測定グループ生成部12は、参照すべきファンクション間の設定ギャップを条件記録部17から読み出すことができる。
ファンクション範囲拡張部13は、同一の測定グループ内で互いに隣接するファンクションのファンクション範囲が重複しないようにして各ファンクションのファンクション開始時刻およびファンクション終了時刻を再設定するモジュールである。これにより、同一の測定グループ内で互いに隣接するファンクション間のギャップの一部を、これらファンクションに付加することができ、各ファンクションのファンクション範囲を拡張することができる。質量分析装置300は、検出すべき質量数に対応するチャンネルをこの拡張されたファンクション内で指定することができる。本実施の形態において質量分析装置300は、元来ファンクション間にあったギャップまで物質の検出を行うことができるため、液体クロマトグラフ200によって実際に分離されてくる物質の保持時間が、物質データに含まれる保持時間情報の値から遅れている場合であっても、より確実にこの物質の検出を行うことが可能となる。同様に、物質の内生量が多く、液体クロマトグラフ200によって実際に分離されてくる物質の検出終了時間が、物質データに含まれる検出終了時間情報の値から遅れている場合であっても、より確実にこの物質の検出を行うことが可能となる。
出力データ生成部14は、各チャンネル、ファンクション、および測定グループが互いに関連付けられた出力データを生成するモジュールである。この出力データは、質量分析装置300および液体クロマトグラフ200に出力される。あるいは、ユーザがモニタを介して出力データを見ることができるよう、テーブルのデータを映像信号に変換して、モニタなどの出力装置に出力され得る。図10は、出力データ生成部14によって生成された出力データの例を示す図である。図10に示す例において各行はチャンネルの情報、およびスケジューリングされた測定グループ情報を示している。図10に示すように、出力データは、質量分析装置300における測定に用いられる各チャンネルが、ファンクションおよび測定グループに関連づけられている。スケジューリング装置100は、この出力データを質量分析装置300に出力する。質量分析装置300はスケジューリング装置から出力された出力データを測定スケジュールとして用いて条件設定を行ない、液体クロマトグラフ200を通過してくる試料について質量分析を実行する。図11は、モニタの画面に出力された出力データを示す図である。図11においては、ある測定グループにおける1つのファンクションのみを表している。ここでは、出力データ生成部14によって生成された出力データの情報を質量分析装置の制御アプリケーションに導入した例を示している。
条件受付部15は、ファンクションおよび測定グループを生成するための上記した各条件をユーザが設定する場合に、ユーザ入力手段19によってユーザが入力した各条件を受け付けるためのモジュールである。条件受付部15が受け付けた条件の情報は、条件記録部17に記録される。
スケジューリング装置100は、例えば、コンピュータ(電子計算機)を用いて実現することができる。図14は、コンピュータを用いて実現されたスケジューリング装置100のハードウェア構成を例示したブロック図である。
本発明の他の実施形態について説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、前述の実施の形態で用いたものと同じ機能を有する部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
本発明の他の実施形態について、図15および図16に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、前述の実施の形態で用いたものと同じ機能を有する部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
11 ファンクション生成部(グルーピング部)
12 測定グループ生成部(グルーピング部)
13 ファンクション範囲拡張部(グルーピング部)
14 出力データ生成部
15 条件受付部(第1データ受付部、第2データ受付部)
16 物質データ蓄積部
17 条件記録部
18 選択受付部
19 ユーザ入力手段
100 スケジューリング装置
200 液体クロマトグラフ(物質分離装置)
300 質量分析装置
Claims (16)
- 質量分析装置における物質の複数の特徴を示す物質データを、前記物質データに含まれる保持時間、検出開始時間、検出終了時間の少なくとも一つに基づいてソートし、予め定められたチャンネル数を上限としてソート後の順序が連続する物質データによって構成されている複数の第1のデータグループを作成する第1グルーピング部と、
第1のデータグループに含まれる前記物質データの最も早い検出開始時間と最も遅い検出終了時間に基づいて規定される範囲を第1のデータグループの測定時間領域とし、前記第1のデータグループの測定時間領域間の間隔が予め定められた第1の規定値以上となるように、前記第1のデータグループをグルーピングして第2のデータグループを作成する第2グルーピング部と、
前記第2のデータグループに基づき測定する試料を物質分離装置に導入し、前記第1のデータグループに含まれる物質の質量分析を行うための前記質量分析装置のチャンネルを制御する測定スケジュールを生成する出力データ生成部と、
を備えていることを特徴とするスケジューリング装置。 - 請求項1に記載のスケジューリング装置において、前記第1グルーピング部は、前記第1のデータグループに含まれる物質データの数が、前記質量分析装置のチャンネル数以下である予め指定された第2の規定値を超えないように、前記ソートされた順序に基づいて前記物質データをグルーピングすることを特徴とするスケジューリング装置。
- 請求項1に記載のスケジューリング装置において、前記物質データは、物質の検出に要する時間を示す最短検出時間をさらに含んでおり、
前記第1グルーピング部は、前記第1のデータグループに含まれる前記物質データが示す前記最短検出時間の総和が、予め定められた第2の規定値を超えないように、前記ソートされた順序に基づいて前記物質データをグルーピングすることを特徴とするスケジューリング装置。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載のスケジューリング装置において、前記第1グルーピング部は、前記物質データに含まれる検出開始時間から検出終了時間までの範囲を検出時間範囲とし、前記ソートされた順序において連続している任意の2つの上記物質データに含まれる検出時間範囲が重ならない前記2つの物質データのそれぞれを、異なる第1のデータグループとしてグルーピングすることを特徴とするスケジューリング装置。
- 請求項1〜4の何れか1項に記載のスケジューリング装置において、前記第2グルーピング部が、第2のデータグループ内における第1のデータグループの測定時間領域に含まれていない期間を、近傍の第1のデータグループの測定時間領域に付加し、該第1のデータグループの測定時間領域を拡大することを特徴とするスケジューリング装置。
- 請求項1〜5の何れか1項に記載のスケジューリング装置において、前記第1の規定値として複数の異なる値を受け付け、
前記第2グルーピング部が、前記複数の異なる値のそれぞれを第1の規定値として、各第1のデータグループをグルーピングし、
前記出力データ生成部は、前記複数の異なる値のそれぞれに対する測定スケジュールを生成することを特徴とするスケジューリング装置。 - 請求項2または3に記載のスケジューリング装置において、第2の規定値として複数の異なる値が設定されており、
前記第1グルーピング部が、前記複数の異なる値のそれぞれを前記第2の規定値として、各物質データをグルーピングし、
前記第2グルーピング部が、前記第1グルーピング部における各々の第2の規定値に対応したグルーピング結果をグルーピングし、
前記出力データ生成部が、各々の第2の規定値に対応した測定スケジュールを生成する、ことを特徴とするスケジューリング装置。 - 請求項1〜7の何れか1項に記載のスケジューリング装置において、前記測定時間領域は、前記質量分析装置が指定された1以上の測定対象物質の測定を実施するファンクションの時間区間であることを特徴とするスケジューリング装置。
- 請求項1〜8の何れか1項に記載のスケジューリング装置において、前記第1の規定値を入力データとして受け付ける第1データ受付部をさらに備えていることを特徴とするスケジューリング装置。
- 請求項2または3に記載のスケジューリング装置において、前記第2の規定値を入力データとして受け付ける第2データ受付部をさらに備えていることを特徴とするスケジューリング装置。
- 請求項1〜10の何れか1項に記載のスケジューリング装置と、物質分離装置と、質量分析装置とを備えており、
前記スケジューリング装置が、前記測定スケジュールを出力データとして前記物質分離装置と前記質量分析装置に出力し、
前記物質分離装置は、前記第2のデータグループ毎に測定試料を受け付け、
前記質量分析装置は、前記第1のデータグループに対応して前記チャンネルを制御して質量分析を実行することを特徴とする質量分析システム。 - 請求項11に記載の質量分析システムにおいて、前記スケジューリング装置によって生成される1以上の前記測定スケジュールの何れを質量分析に用いるかについての選択を受け付ける選択受付部をさらに備えており、
前記質量分析装置が、受け付けた前記測定スケジュールを用いて、質量分析を実行することを特徴とする質量分析システム。 - 質量分析装置における物質の複数の特徴を示す物質データを、前記物質データに含まれる保持時間、検出開始時間、検出終了時間の少なくとも一つに基づいてソートし、予め定められたチャンネル数を上限としてソート後の順序が連続する物質データによって構成されている複数の第1のデータグループを作成する第1グルーピング工程と、
第1のデータグループに含まれる前記物質データの最も早い検出開始時間と最も遅い検出終了時間に基づいて規定される範囲を第1のデータグループの測定時間領域とし、前記第1のデータグループの測定時間領域間の間隔が予め定められた第1の規定値以上となるように、前記第1のデータグループをグルーピングして第2のデータグループを作成する第2グルーピング工程と、
前記第2のデータグループに基づき測定する試料を物質分離装置に導入し、前記第1のデータグループに含まれる物質の質量分析を行うための前記質量分析装置のチャンネルを制御する測定スケジュールを生成する出力データ生成工程と、
を包むことを特徴とするスケジューリング方法。 - コンピュータを請求項1〜10に記載のスケジューリング装置として動作させるスケジューリングプログラムであって、前記コンピュータを前記スケジューリング装置の前記各部として機能させるためのスケジューリングプログラム。
- 請求項14に記載のスケジューリング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。
- 処理対象に対する処理を実施可能な処理実施時間を含む処理対象データを記録して蓄積する処理対象データ蓄積部と、
処理対象データを、各処理対象データに含まれる前記処理実施時間に基づいてソートし、ソート後の順序が連続する処理対象データによってそれぞれが構成されている複数の第1のデータグループを作成する第1グルーピング部と、
第1のデータグループに含まれる前記処理対象データの処理実施時間が示す処理実施時間の範囲を第1のデータグループの処理実施時間領域とし、前記第1のデータグループの処理実施時間領域間の間隔が予め定められた第1の規定値以上となるように、前記第1のデータグループをグルーピングし、第2のデータグループを作成する第2グルーピング部と、
前記第1のデータグループおよび前記第2のデータグループに基づいて各処理対象データに対応する処理対象に対する処理を実行するための処理実施スケジュールを生成する出力データ生成部と、
を備えていることを特徴とするスケジューリング装置。
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