JP2018025536A - 電気泳動測定方法、データ処理装置及びデータ処理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の一実施形態に係る電気泳動測定方法を用いて測定を行う電気泳動システムの一例を示したブロック図である。この電気泳動システムには、電気泳動装置1とデータ処理装置2とが備えられている。
図2は、電気泳動測定方法の一例を示したフローチャートである。本実施形態では、基準試料及び測定対象試料を電気泳動装置1で測定することにより得られたデータが、それぞれデータ処理装置2で処理される。
図3は、補正された測定対象データD103の一例を示した図である。この例では、図8に示した測定対象データD102が、基準データD101を基準にして時間軸方向に伸縮及びシフトされることにより、補正された測定対象データD103が得られた結果を示している。
図4は、測定対象データD102の伸縮方向を決定する際の具体的な処理の一例を示したフローチャートである。この処理は、複数の基準データD101をそれぞれ用いて行われ、各基準データD101に対応する測定対象データD102の伸縮方向が決定される。
(A):相関係数R0>相関係数R+、かつ、相関係数R0>相関係数R−の場合は、測定対象データD102を「伸縮させない」と決定する
(B):(A)以外であり、かつ、相関係数R+>相関係数R−の場合は、測定対象データD102を「伸長させる」と決定する
(C):(A)以外であり、かつ、相関係数R−>相関係数R+の場合は、測定対象データD102を「短縮させる」と決定する
(D):(A)〜(C)以外の場合は、下限マーカー物質のピークP121、又は、上限マーカー物質のピークP122の時間軸方向への移動量を増加させながら、(A)〜(C)のいずれかに該当するまでステップS201〜S206を繰り返す。
図5は、測定対象データD102を伸縮させる際の具体的な処理の一例を示したフローチャートである。この処理は、複数の基準データD101をそれぞれ用いて行われることにより、各基準データD101に対応して伸縮させた測定対象データD102が得られる。
図6は、測定対象データD102をシフトさせる際の具体的な処理の一例を示したフローチャートである。この処理は、複数の基準データD101をそれぞれ用いて行われることにより、各基準データD101に対応してシフトさせた測定対象データD102が得られる。
以上のような実施形態に限らず、測定対象データD102を時間軸方向に伸長又は短縮させる伸縮補正工程と、伸縮補正工程前又は伸縮補正工程後に、測定対象データD102を時間軸方向にシフトさせるシフト補正工程とを含むような構成であれば、以下のような構成も可能である。
以下では、類似度判定部23が類似度を判定する際の具体的態様について説明する。類似度判定部23は、各基準データD101と補正後の測定対象データD103との相関係数A、補正後の測定対象データD103のピーク面積B、各基準データD101のピーク面積に対する補正後の測定対象データD103のピーク面積の面積比Cを用いて、類似度を判定する。
E1=A×α+B×β+C×γ
各基準データD101と補正後の測定対象データD103との相関係数Aを算出する場合に、時間軸方向において関心領域を複数の領域に分割し、各領域で算出した相関係数の平均値を求めてもよい。例えば図7において、泳動指数60〜95%の関心領域が、60〜75%の第1領域、75〜87.5%の第2領域、87.5〜95%の第3領域に分割される。そして、第1〜第3領域の各領域において相関係数が算出され、それらの相関係数の相加平均、加重平均又は相乗平均といった平均値を求めることにより、その平均値が相関係数Aとして算出される。
以上の実施形態では、図2のステップS103(基準データ取得工程)やステップS106(測定対象データ取得工程)において、規格化された検出データを上記設定周期でサンプリングし直す際に、上記基準周期における各検出強度を補間し、それらの補間された各検出強度をそのまま用いる場合について説明した。しかし、このような構成に限らず、上記基準周期における各検出強度に係数を乗算することにより、基準データD101又は測定対象データD102を取得するような構成であってもよい。
2 データ処理装置
11 検出部
21 データ取得部
22 データ補正部
23 類似度判定部
24 適合データ選択部
221 相互相関算出部
222 シフト補正部
223 伸縮データ取得部
224 相関係数算出部
225 伸縮方向決定部
226 伸縮補正部
D101 基準データ
D102 測定対象データ
D103 測定対象データ
P111 下限マーカー物質のピーク
P112 上限マーカー物質のピーク
P113 ピーク群
P121 下限マーカー物質のピーク
P122 上限マーカー物質のピーク
P123 ピーク群
Claims (18)
- 基準物質、前記基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分を含む下限マーカー物質、及び、前記基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分を含む上限マーカー物質が混合された基準試料を電気泳動させることにより検出データを取得する第1電気泳動工程と、
前記第1電気泳動工程により取得した検出データを、当該検出データに含まれる前記下限マーカー物質及び前記上限マーカー物質の各ピークを基準にして、一定の時間幅に規格化することにより、基準データを取得する基準データ取得工程と、
測定対象物質、前記測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分を含む前記下限マーカー物質、及び、前記測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分を含む前記上限マーカー物質が混合された測定対象試料を電気泳動させることにより検出データを取得する第2電気泳動工程と、
前記第2電気泳動工程により取得した検出データを、当該検出データに含まれる前記下限マーカー物質及び前記上限マーカー物質の各ピークを基準にして、前記一定の時間幅に規格化することにより、測定対象データを取得する測定対象データ取得工程と、
前記基準データ及び前記測定対象データを時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせるデータ補正工程とを含むことを特徴とする電気泳動測定方法。 - 前記データ補正工程には、
前記測定対象データを時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における前記測定対象データと前記基準データとの相互相関を算出する相互相関算出工程と、
前記相互相関算出工程により算出された相互相関が最大となるときのシフト量で前記測定対象データをシフトさせるシフト補正工程とが含まれることを特徴とする請求項1に記載の電気泳動測定方法。 - 前記第1電気泳動工程及び前記第2電気泳動工程では、予め定められた基準周期でサンプリングすることにより検出データを取得し、
前記相互相関算出工程において段階的にシフトされる前又は後の前記測定対象データ、あるいは、前記基準データの少なくとも一方は、前記基準周期とは異なる設定周期でサンプリングし直されることを特徴とする請求項2に記載の電気泳動測定方法。 - 前記データ補正工程には、
前記測定対象データを時間軸方向に伸長及び短縮させ、伸長させたときの前記測定対象データ及び短縮させたときの前記測定対象データに基づいて、2つの伸縮データを取得する第1伸縮データ取得工程と、
前記2つの伸縮データと前記基準データとの相関係数、及び、伸縮前の前記測定対象データと前記基準データとの相関係数を算出する第1相関係数算出工程と、
前記第1相関係数算出工程により算出された各相関係数に基づいて、時間軸における前記測定対象データの伸縮方向を決定する伸縮方向決定工程とが含まれることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気泳動測定方法。 - 前記第1相関係数算出工程では、前記2つの伸縮データを時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における前記2つの伸縮データと前記基準データとの相互相関を算出することにより、その算出された相互相関が最大となるときのシフト量でシフトさせた前記2つの伸縮データと前記基準データとの相関係数を算出するとともに、伸縮前の前記測定対象データを時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における前記測定対象データと前記基準データとの相互相関を算出することにより、その算出された相互相関が最大となるときのシフト量でシフトさせた前記測定対象データと前記基準データとの相関係数を算出することを特徴とする請求項4に記載の電気泳動測定方法。
- 前記第1電気泳動工程及び前記第2電気泳動工程では、予め定められた基準周期でサンプリングすることにより検出データを取得し、
前記第1伸縮データ取得工程により取得する前記2つの伸縮データ及び伸縮前の前記測定対象データ、又は、前記基準データの少なくとも一方は、前記基準周期とは異なる設定周期でサンプリングし直されることを特徴とする請求項4又は5に記載の電気泳動測定方法。 - 前記データ補正工程には、
前記測定対象データを時間軸方向に段階的に伸長又は短縮させ、それぞれの伸縮量における前記測定対象データに基づいて、複数の伸縮データを取得する第2伸縮データ取得工程と、
前記複数の伸縮データと前記基準データとの相関係数、及び、伸縮前の前記測定対象データと前記基準データとの相関係数を算出する第2相関係数算出工程と、
前記第2相関係数算出工程により算出された相関係数が最大となる前記伸縮データ又は伸縮前の前記測定対象データを補正後の前記測定対象データとする伸縮補正工程とが含まれることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の電気泳動測定方法。 - 前記第2相関係数算出工程では、前記複数の伸縮データを時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における前記複数の伸縮データと前記基準データとの相互相関を算出することにより、その算出された相互相関が最大となるときのシフト量でシフトさせた前記複数の伸縮データと前記基準データとの相関係数を算出するとともに、伸縮前の前記測定対象データを時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における前記測定対象データと前記基準データとの相互相関を算出することにより、その算出された相互相関が最大となるときのシフト量でシフトさせた前記測定対象データと前記基準データとの相関係数を算出することを特徴とする請求項7に記載の電気泳動測定方法。
- 前記第1電気泳動工程及び前記第2電気泳動工程では、予め定められた基準周期でサンプリングすることにより検出データを取得し、
前記第2伸縮データ取得工程により取得する前記複数の伸縮データ及び伸縮前の前記測定対象データ、又は、前記基準データの少なくとも一方は、前記基準周期とは異なる設定周期でサンプリングし直されることを特徴とする請求項7又は8に記載の電気泳動測定方法。 - 前記データ補正工程には、
前記測定対象データを時間軸方向に伸長又は短縮させる伸縮補正工程と、
前記伸縮補正工程前又は前記伸縮補正工程後に、前記測定対象データを時間軸方向にシフトさせるシフト補正工程とが含まれることを特徴とする請求項1に記載の電気泳動測定方法。 - 前記基準データ取得工程及び前記測定対象データ取得工程の少なくとも一方において、設定周期でサンプリングし直された検出データの各周期における検出強度に係数を乗算することにより、基準データ又は測定対象データを取得することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の電気泳動測定方法。
- 前記第1電気泳動工程では、それぞれ異なる基準物質を含む複数の基準試料を電気泳動させることにより、各基準試料に対応する複数の検出データを取得し、
前記基準データ取得工程では、前記第1電気泳動工程により取得した複数の検出データから複数の基準データを取得し、
前記データ補正工程では、前記複数の基準データについて、前記測定対象データを時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせるものであり、
相対的に伸縮又はシフトされた前記測定対象データと各基準データとの類似度を判定する類似度判定工程と、
前記類似度判定工程における判定結果に基づいて前記複数の基準データの中から適合データを選択する適合データ選択工程とをさらに含むことを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の電気泳動測定方法。 - 前記類似度判定工程では、各基準データと前記測定対象データとの相関係数、及び、前記測定対象データのピーク面積に基づいて、類似度を判定することを特徴とする請求項12に記載の電気泳動測定方法。
- 前記類似度判定工程では、各基準データと前記測定対象データとの相関係数、及び、各基準データのピーク面積に対する前記測定対象データのピーク面積の面積比に基づいて、類似度を判定することを特徴とする請求項12に記載の電気泳動測定方法。
- 前記類似度判定工程では、各基準データと前記測定対象データとの相関係数、前記測定対象データのピーク面積、及び、各基準データのピーク面積に対する前記測定対象データのピーク面積の面積比に基づいて、類似度を判定することを特徴とする請求項12に記載の電気泳動測定方法。
- 各基準データと前記測定対象データとの相関係数として、前記一定の時間幅に含まれる複数の領域でそれぞれ算出される相関係数の平均値が用いられることを特徴とする請求項13〜15のいずれか一項に記載の電気泳動測定方法。
- 基準物質、前記基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分を含む下限マーカー物質、及び、前記基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分を含む上限マーカー物質が混合された基準試料を電気泳動させることにより得られた検出データを、当該検出データに含まれる前記下限マーカー物質及び前記上限マーカー物質の各ピークを基準にして、一定の時間幅に規格化することにより取得した基準データと、
測定対象物質、前記測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分を含む前記下限マーカー物質、及び、前記測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分を含む前記上限マーカー物質が混合された測定対象試料を電気泳動させることにより得られた検出データを、当該検出データに含まれる前記下限マーカー物質及び前記上限マーカー物質の各ピークを基準にして、前記一定の時間幅に規格化することにより取得した測定対象データとを用いてデータ処理を行うデータ処理装置であって、
前記基準データ及び前記測定対象データを時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせるデータ補正部を備えることを特徴とするデータ処理装置。 - 基準物質、前記基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分を含む下限マーカー物質、及び、前記基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分を含む上限マーカー物質が混合された基準試料を電気泳動させることにより得られた検出データを、当該検出データに含まれる前記下限マーカー物質及び前記上限マーカー物質の各ピークを基準にして、一定の時間幅に規格化することにより取得した基準データと、
測定対象物質、前記測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分を含む前記下限マーカー物質、及び、前記測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分を含む前記上限マーカー物質が混合された測定対象試料を電気泳動させることにより得られた検出データを、当該検出データに含まれる前記下限マーカー物質及び前記上限マーカー物質の各ピークを基準にして、前記一定の時間幅に規格化することにより取得した測定対象データとを用いてデータ処理を行うデータ処理プログラムであって、
前記基準データ及び前記測定対象データを時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせるデータ補正部としてコンピュータを機能させることを特徴とするデータ処理プログラム。
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