JP6722173B2 - 実験データ記録装置、コンピュータプログラム、実験データ記録方法、実験データ表示装置及び実験データ表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、実験データ記録装置、コンピュータプログラム、実験データ、実験データ記録方法、実験データ表示装置及び実験データ表示方法に関する。

生化学や生物・生命工学等の分野における実験（一連の検査や培養、増幅といった試料に対してする操作をいう。）の結果を正しく評価するには、その実験が、あらかじめ設定した手順及び条件通りに確実に行われていることが検証可能に記録される必要がある。実験における作業手順や条件は一般にプロトコルと呼びならわされており、ある実験がプロトコル通りに正しく行われたか否かは、実験者が各自の実験ノートにする記述に頼って判断されることになる。

本発明の解決しようとする課題は、プロトコルに基づく実験の記録を、客観性かつ高い信頼性を持って記録することである。

本発明の一側面に係る実験データ記録装置は、生化学及び生物・生命工学の少なくとも一方の分野におけるプロトコルに基づく実験の記録である実験データを記録する実験データ記録装置であって、実験器具の動作記録を受信する受信部と、実験固有のＩＤである実験ＩＤをプロトコルに固有のプロトコルＩＤと紐付けて記録する実験ＩＤ記録部と、受信した前記動作記録のそれぞれを、前記プロトコルに含まれる複数の手順のうち、対応する手順と関連付けて記録する動作記録記録部と、を有する。

また、本発明の一側面に係る実験データ記録装置は、さらに、実験の対象となった試料のＩＤである対象試料ＩＤを、前記実験ＩＤと紐付けて記録する対象試料ＩＤ記録部と、実験の結果得られた試料のＩＤである結果試料ＩＤを、前記実験ＩＤと紐付けて記録する結果試料ＩＤ記録部と、を有してよい。

また、本発明の一側面に係る実験データ記録装置は、さらに、実験環境データを、前記実験ＩＤと紐付けて記録する実験環境データ記録部を有してよい。

また、本発明の一側面に係る実験データ記録装置では、前記実験器具には、実験者が直接操作する器具が含まれてよい。

また、本発明の一側面に係る実験データ記録装置では、前記実験器具には、電動ピペットが含まれてよい。

また、本発明の一側面に係る実験データ記録装置は、さらに、実験中に、実験に係るプロトコルをモニタに表示する実験中プロトコル表示部を有してよい。

また、本発明の一側面に係る実験データ記録装置では、前記実験器具は、前記プロトコルに基づいて実験を実行するロボットが含まれてよい。

また、本発明の一側面に係る実験データ記録装置は、さらに、実験毎に、前記実験ＩＤを発行する実験ＩＤ発行部を有してよい。

また、本発明の一側面に係る実験データ記録装置では、前記実験ＩＤ発行部は、外部の実験ＩＤ生成装置により生成された実験ＩＤを取得してよい。

また、本発明の一側面に係る実験データ記録装置は、さらに、前記実験データに改ざん防止処理を施す改ざん防止部を有してよい。

また、本発明の一側面に係る実験データ記録装置では、前記改ざん防止部は、少なくとも、前記動作記録記録部による動作記録の記録の度に、改ざん防止処理を施してよい。

また、本発明の一側面に係る実験データ記録装置は、さらに、外部の実験データ格納装置に、得られた前記実験データを格納する実験データ格納部を有してよい。

また、本発明の一側面に係る実験データ記録装置は、さらに、実験の結果得られた試料に対する分析結果のデータである分析データを、当該試料の結果試料ＩＤに紐付けて記録する分析データ記録部を有してよい。

また、本発明の一側面に係る実験データ記録装置は、さらに、実験が行われたプロトコルを表示する実験後プロトコル表示部と、前記プロトコルに含まれる手順それぞれに対応づけて、前記プロトコルに対応する前記実験データに含まれる動作記録を表示する動作記録表示部と、を有してよい。

また、本発明の別の一側面に係るコンピュータプログラムは、コンピュータを、上述のいずれかの実験データ記録装置として機能させる。

また、本発明の別の一側面に係る実験データは、生化学及び生物・生命工学の少なくとも一方の分野におけるプロトコルに基づく実験の記録である実験データであって、プロトコルに固有のプロトコルＩＤと紐付けられた、実験固有のＩＤである実験ＩＤと、前記プロトコルに含まれる対応する手順と関連付けられた、実験器具の動作記録と、を含む。

また、本発明の別の一側面に係る実験データ記録方法は、生化学及び生物・生命工学の少なくとも一方の分野におけるプロトコルに基づく実験の記録である実験データを記録する実験データ記録方法であって、実験器具の動作記録を受信し、実験固有のＩＤである実験ＩＤをプロトコルに固有のプロトコルＩＤと紐付けて記録し、受信した前記動作記録のそれぞれを、前記プロトコルに含まれる複数の手順のうち、対応する手順と紐付けて記録する。

また、本発明の別の一側面に係る実験データ表示装置は、生化学及び生物・生命工学の少なくとも一方の分野におけるプロトコルに基づく実験の記録である実験データに関して、実験が行われたプロトコルを表示する実験後プロトコル表示部と、前記プロトコルに含まれる手順それぞれに対応づけて、前記プロトコルに対応する前記実験データに含まれる、実験に用いられた動作記録を表示する動作記録表示部と、を有する。

また、本発明の一側面に係る実験データ表示装置では、さらに、前記実験データに対応する分析データを表示する分析データ表示部を有してよい。

また、本発明の別の一側面に係る実験データ表示方法は、生化学及び生物・生命工学の少なくとも一方の分野におけるプロトコルに基づく実験の記録である実験データに関して、実験が行われたプロトコルを表示し、前記プロトコルに含まれる手順それぞれに対応づけて、前記プロトコルに対応する前記実験データに含まれる、実験に用いられた実験器具の動作記録を表示する。

本発明の実施形態に係る実験データ記録装置の物理的な構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る実験データ記録装置の機能ブロック図である。 プロトコルの一例を示す図である。 実験データ記録装置を含む、実験システム全体を示す概念図である。 実験データがプロトコルチャート上に重ね合わせて表示されている様子の一例を示す図である。 実験データ記録装置が実験データを記録する動作を示すフロー図である。 実験データ記録装置が実験データをプロトコルチャートに重ね合わせて表示する動作を示すフロー図である。 本発明の実施形態の変形例に係る実験データ記録装置の機能ブロック図である。 実験データ表示装置の機能ブロック図である。

本発明の発明者の見地によれば、実験ノートによる実験の記録には、実験者による主観や人為的ミスが介在する余地があり、重要な実験に対して、その結果の検証に多大な時間と労力が必要とされる場合がある。また、実験ノートへの正確かつ十分な記録を求めることは、実験者にとり負担となり、実験の作業効率や、研究活動そのものの生産性を低下させることになりかねない。

そこで、本発明の発明者は、プロトコルに基づく実験の記録を、客観性かつ高い信頼性を持って記録することについて鋭意研究開発を行った結果、新規かつ独創的な実験データ記録装置等を発明するに至った。以下、かかる実験データ記録装置等をその実施形態を通じ図面を参照しつつ詳述する。

図１は、本発明の実施形態に係る実験データ記録装置１の物理的な構成を示すブロック図である。実験データ記録装置１自体は、専用の機器であってもよいが、ここでは一般的なコンピュータを使用して実現されている。すなわち、市販のコンピュータにおいて、当該コンピュータを実験データ記録装置１として動作させるコンピュータプログラムを実行することによりかかるコンピュータを実験データ記録装置１として使用する。かかるコンピュータプログラムは、一般にアプリケーションソフトウェアの形で提供され、コンピュータにインストールされて使用される。当該アプリケーションソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭその他のコンピュータ読み取り可能な適宜の情報記録媒体に記録されて提供されてよく、また、インターネット等の各種の情報通信ネットワークを通じて提供されてもよい。あるいは、情報通信ネットワークを通じて遠隔地にあるサーバによりその機能が提供される、いわゆるクラウドコンピューティングにより実現されてもよい。

図１に示した構成は、実験データ記録装置１として用いられる一般的なコンピュータを示しており、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１ｂ、外部記憶装置１ｃ、ＧＣ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１ｄ、入力デバイス１ｅ及びＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）１ｆがデータバス１ｇにより相互に電気信号のやり取りができるよう接続されている。ここで、外部記憶装置１ｃはＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の静的に情報を記録できる装置である。またＧＣ１ｄからの信号はフラットパネルディスプレイ等の、使用者が視覚的に画像を認識するモニタ１ｈに出力され、画像として表示される。入力デバイス１ｅはキーボードやマウス、タッチパネル等の、ユーザが情報を入力するための機器であり、Ｉ／Ｏ１ｆは実験データ記録装置１が外部の機器と情報をやり取りするためのインタフェースである。

図２は、本実施形態に係る実験データ記録装置１の機能ブロック図である。なお、ここで示した機能ブロックは、実験データ記録装置１が有する機能に着目して示したものであり、必ずしも各機能ブロックに１対１に対応する物理的構成が存在することを有しない。いくらかの機能ブロックは実験データ記録装置１のＣＰＵ１ａ等の情報処理装置が特定のソフトウェアを実行することにより実現され、またいくらかの機能ブロックは実験データ記録装置１のＲＡＭ１ｂ等の情報記憶装置に特定の記憶領域が割り当てられることにより実現される。

実験データ記録装置１は、プロトコルを示す電子データであるプロトコルデータを記憶するプロトコルデータ記憶部１０、実験データを記憶する実験データ記憶部１１を有しており、実験の際に得られる実験データを、その実験が基いたプロトコルを示すプロトコルデータと関連付けて記録するものである。ここで、プロトコルは、生化学や生物・生命工学等の分野において試料に対しなされる前処理等の作業手順及び条件を指しており、プロトコルに含まれる個々の手順を、指定された条件及び順番で行うことにより、所定の実験がなされるよう記述されるものである。なお、プロトコルは、通常、生化学又は生物・生命工学等の分野における実験（狭義の実験に留まらず、特定の手順でサンプルや試薬、試料等に所定の処理を施すことを含み、生産や製造行為等も含む）の実施者又は計画者が計画通りの実験を行ったり、実験内容を記録・伝達したりする等のために記載するものである。したがって、ここで言うプロトコルは、上述の通り、１又は２以上の作業手順等を含めば、特定の記載形式に限定されるものではない。また、プロトコルに含まれる作業手順の数や質、内容等は、プロトコル作成者の意図に依存するものであるから、これらもまた限定されるものではない。さらに、ここで言うプロトコルが用いられる技術分野は、生化学又は生物・生命工学のみに限定されるわけではないが、本明細書では、少なくとも、生化学及び生物・生命工学の一方が含まれるものとする。プロトコルデータには、当該プロトコルを一意に特定する情報であるプロトコルＩＤと、プロトコルに含まれる個々の手順を意味する手順データが含まれる。また、実験データは、プロトコルに基づく実験において、実験そのものや実験の各種条件、実験において用いられた各種器具の動作記録等の、実験に関する各種情報を指す。特に、実験データには、実験そのものを一意に特定する情報である実験ＩＤと、実験に用いられた各種器具の動作記録が含まれる。

なお、プロトコルデータ記憶部１０、又は後述するプロトコルサーバ３２、或いはこれらの両方は、プロトコルＩＤに紐づけられた１又は複数のプロトコルデータを記憶してよく、プロトコルＩＤからプロトコルデータを特定することができる等、一般的なデータベース類似の機能を有していてよい。

実験データ記録装置１は、実験データに含まれる各種情報を実験の際に記録する種々の記録部を含んでいる。実験ＩＤ記録部１２は、実験を行う際に、実験ＩＤをプロトコルＩＤに紐づけて、実験データとして実験データ記憶部１１に記録する。この紐づけは、具体的には、実験データ中にプロトコルＩＤと実験ＩＤの両方が含まれることにより、実験ＩＤにより特定される実験が、プロトコルＩＤにより特定されるプロトコルに基づいてなされたことが示される。なお、実験データに、プロトコルデータそのものを付加してもよい。実験ＩＤは、実験毎に、実験ＩＤ発行部１３により発行される。

なお、実験データ記憶部１１、又は後述する実験データ格納装置２６、或いはこれらの両方もまた、プロトコルＩＤ及び実験ＩＤに紐づけられた１又は複数の実験データを記憶してよく、実験ＩＤから実験データを特定したり、プロトコルＩＤから実験データを検索したりすることができる等、一般的なデータベース類似の機能を有していてよい。

実験ＩＤ発行部１３は、実験ＩＤを自ら生成するものであってもよいが、通信部２０を介して接続される、外部の実験ＩＤ生成装置２４により生成された実験ＩＤを取得するものであってもよい。実験ＩＤ生成装置２４を、インターネット等の電気通信回線を介して通信可能なｗｅｂサーバとして、複数の実験データ記録装置１に共通に設置することで、異なる実験データ記録装置１においても重複することなく、実験ＩＤを一意に発行することができる。あるいは、実験ＩＤ発行部１３により発行する実験ＩＤにある種の制限、例えば、実験データ記録装置１に固有に設定されたＩＤを実験ＩＤの一部として使用する等を施すことにより、実験ＩＤの一意性を担保してもよい。いずれにせよ、実験ＩＤは実験ごとに固有のものとして発行され、以下に説明する実験データに含まれる種々の情報は、この実験ＩＤと紐付けて記録されるから、これら種々の情報がどの実験についての情報であるのかが明確に記録されることになる。

実験環境データ記録部１４は、実験についての実験環境データを実験データとして実験データ記憶部１１に記録する。実験環境データは、実験そのものについての条件を示すデータであり、少なくとも、実験者、実験場所、実験日時、実験器具を示すデータのいずれかが含まれる。実験者は、直接実験を行った人物又は実験に責任を持つ人物を特定する情報であり、実験場所は実験を行った建物や部屋、ブース番号等の場所を特定する情報であり、実験日時は実験を行った日時を特定する情報であり、実験の開始時刻や、これに加えて終了時刻を含んでよい。そして、実験器具を示すデータは、実験に用いられた実験器具を特定する情報である。例えば、後述するように、実験器具が電動ピペットである場合には、その電動ピペットのシリアル番号等の固有のＩＤが実験器具を特定する情報に相当する。実験器具が複数用いられた場合、例えば、複数の電動ピペットが用いられたり、電動ピペットに加え顕微鏡が用いられたりした場合には、それぞれの実験器具固有のＩＤが全て実験器具を示すデータとして、実験環境データに含まれてよい。実験環境データもまた、実験が真正に行われたことを示す重要なデータとして活用できる。

対象試料ＩＤ記録部１５は、実験に用いた試料を特定する情報である対象試料ＩＤを実験データとして実験データ記憶部１１に記録する。また、結果試料ＩＤ記録部１６は、実験に用いた試料に対して各種操作を施した結果得られる、実験の結果物としての試料を特定する情報である結果試料ＩＤを実験データとして実験データ記憶部１１に記録する。これにより、実験に用いられた対象試料と、実験の結果得られた結果試料を正確に特定できる。対象試料ＩＤ及び結果試料ＩＤは、例えば、試料が格納された試験管やペトリ皿等の容器に付された容器を示すＩＤを、リーダ１７により読み取り、対象試料ＩＤ又は結果試料ＩＤとして用いてよい。

動作記録記録部１８は、実験において用いられた各種器具の動作記録を実験データとして実験データ記憶部１１に記録する。ここで、動作記録は、実験に用いた実験器具１９の動作の記録であり、通信部２０を介して受信部２１により受信される。動作記録の具体的な例については後述する。動作記録は、プロトコルに含まれる個々の手順が、具体的な実験器具１９を用いて現実に行われたことを記録するものであるので、動作記録記録部１８は、動作記録のそれぞれを、プロトコルデータ中の対応する手順データに紐づけて記録する。これにより、実験データに含まれる動作記録のそれぞれが、プロトコルに含まれる複数の手順のうち、どの手順に対応しているのかを特定できる。

分析データ記録部２２は、実験が終了した後得られた結果試料を、外部の分析機２３により分析した結果の情報である分析データを、実験データとして実験データ記憶部１１に記録する。このとき、分析機２３による分析がなされた試料を特定するため、分析データ記録部２２は、分析データを結果試料ＩＤと紐づけて記録する。この分析データには、分析対象となった試料の情報に加え、分析環境に関する情報、例えば、分析に用いた分析機を特定するＩＤや、各種分析条件、分析日時を示す情報が含まれてよい。これにより、実験データにより、実験の事実のみならず、得られた結果までも合わせて評価できることになる。また、結果試料ＩＤは、実験ＩＤと紐付けられているため、分析データは、実験ＩＤとも紐づけられることになる。

実験データ格納部２５は、以上説明した各種の記録部により記録され、実験データ記憶部１１に記憶された実験データを、通信部２０を介して外部の実験データ格納装置２６に格納する。実験データ格納装置２６がインターネット等の電気通信回線を介して通信可能なｗｅｂサーバとして設置されているものである場合、格納された実験データは、実験データ記録装置１以外の機器からも閲覧可能であり、また、実験者以外の第三者からも閲覧可能となる。実験データの機密性を確保し、また閲覧可能な者を制限するために、実験データ格納装置２６に格納される実験データに、パスワードを付加したり、閲覧制限を付加し、対応する閲覧権限を持つ者に閲覧を制限するようにしたりしてもよい。また、この実験データ格納部２５による実験データの格納は、改ざん防止部３３を通じて、実験データに適宜の改ざん防止処理を施すとよい。改ざん防止部３３は、実験データに公知の改ざん防止処理、例えば、電子証明を付与したり、非公開のハッシュ関数によるハッシュ値を付加する等により、電子データの改ざんを防止する。これにより、実験データに人為的な操作がなされたり、データの破損が検出可能となり、実験データの信頼性・正確性が保たれる。

通信部２０は、実験データ記録装置１と外部の各種機器との電気的通信を行う。通信部２０は、図１のＩ／Ｏ１ｆにより実現され、その通信の有線／無線の別や使用する通信規格は問わない。特に、通信部２０は、実験器具１９と通信し、その動作記録を受信部２１に受信させる。

実験中プロトコル表示部２７は、実験中に、プロトコルデータ記憶部１０に記憶されたプロトコルデータに基づいて、実験に用いられるプロトコルをモニタ１ｈ上に表示する。これにより、実験者が実験器具１９を直接操作して実験を行う場合に、実験者がプロトコルを確認しながら操作を行うことができる。そのような実験者が直接操作すべき実験器具１９としては、例えば電動ピペットや、顕微鏡が挙げられる。また、実験器具１９がロボットであり、ロボット制御装置がプロトコルデータを解釈して実験を自動で行う場合等には、実験中プロトコル表示部２７により、実験に立ち会う実験者が、ロボットがプロトコルに含まれるどの操作を行っているのかを確認することができる。

実験後プロトコル表示部２８は、実験が行われたプロトコルについて、プロトコルデータ記憶部１０に記憶されたプロトコルデータ、又は、実験データ記憶部１１に記憶された実験データにプロトコルデータが含まれる場合には、当該プロトコルデータに基づいて、当該プロトコルをモニタ１ｈ上に表示する。さらに、動作記録表示部２９は、実験データ記憶部１１に記憶された実験データに基づいて、モニタ１ｈ上に表示されたプロトコルに含まれる手順それぞれに対応付けて、動作記録をモニタ１ｈ上に同時に表示する。このように、モニタ１ｈ上で、プロトコルと実験データとを、個々の手順に動作記録を対応付けて表示することにより、実験に含まれる個々の手順が、実際にどのように行われたかが直ちに把握できる。また、分析データ表示部３０は、さらに、外部の分析機２３により得られた分析データを、実験により得られた結果試料と対応付けてモニタ１ｈ上に表示する。これにより、実験が依拠したプロトコルと、その実験の履歴、並びに、実験の結果得られた分析データが互いに関連付けて示され、これら情報は互いに紐づいているため、プロトコルに基づく実験の記録が、客観性かつ高い信頼性をもって示されることになる。また、この記録は実験データ記録装置１により自動的に記録されるから、実験を記録するために、実験ノートに細かな記入を求めるなど実験者に余計な負担をかけることがない。

図３は、表示部２７又はプロトコル表示部２８によりモニタ１ｈに表示されるプロトコルの一例を示す図である。ここで示すように、プロトコルは、図表（チャート）の形式で、プロトコルに含まれる各手順とその実行順や条件、実験に用いる器具が明瞭に示されている。以降、プロトコルを図表の形式で示したものをプロトコルチャートと称する。なお、図３に示されたプロトコルチャートはその一部分である。

より詳細には、この例で示すプロトコルチャートでは、実験に用いる試料を収容し、また試料に各種操作を加える上で使用する容器ごとに、その手順を上から下に縦に並べて示している。実験に用いる容器は、横に並べて示され、縦軸に沿った一連の手順は、一の容器に対して順に行われることが明示される。

容器は、容器の初期状態を意味するシンボル１００ａと容器の最終状態を意味するシンボル１００ｂによって表され、その容器又はその容器に収容された試料の流れは、容器シンボル１００ａから容器シンボル１００ｂへと向かう縦の矢印により示されている。容器や、容器に収容された試料になされる手順は、個々の手順を示すシンボル１００ｃにより示されている。ここでは、手順が容器から内容物を取り出す操作（例えば、内容物の廃棄を意味する「Ｄｉｓｃａｒｄ」等）である場合には、縦の矢印から引き出される矢印、容器に内容物を加える操作（たとえば、試薬などの添加を意味する「Ａｄｄ」等）である場合には、縦の矢印に合流する矢印により、また、容器単独で行う操作（例えば、細胞のかき取りを意味する「Ｓｃｒａｐｅ」や、遠心分離を意味する「Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ」等）は縦の矢印上にシンボル１００ｃを配置することにより個々の手順がどのようなものであるかが視覚的に分かりやすく表示されている。個々のシンボル１００ｃには、それぞれ、用いる試薬や分量などの条件が示される。実験における手順の実行順は、各シンボルの配置位置により、すなわち、上から下の優先順位で、また、高さが同じシンボルの場合には左から右の優先順位で実行するものと定められているため、各手順の実行順もまた一意に示されている。

プロトコルデータ記憶部１０に記憶されるプロトコルデータは、図３に示すようなプロトコルに一意に付与されたプロトコルＩＤと、プロトコルに示される各手順を示す手順データを含んでいる。ここで、手順データは、図３に示した個々のシンボルに対応するデータである。実験中プロトコル表示部２７は、かかるプロトコルデータを解釈し、モニタ１ｈ上に、図３に示すような態様でプロトコルチャートを表示する。なお、図３に示したプロトコルチャートは一例であり、プロトコルを表現する形式として、異なる形式でプロトコルを示しても差し支えないが、少なくとも、プロトコルに含まれる個々の手順はそれぞれ独立して明示される。

図４は、実験データ記録装置１を含む、実験システム全体を示す概念図である。同図では、インターネット等に代表される広域電気通信回線に種々の機器が互いに通信可能に接続されている様子を示している。

図中左下に示した実験データ記録装置１は、実験器具１９の例として実験者が直接操作する器具である電動ピペットが接続されており、実験者が行う実験についての記録を実験データ記録装置１で記録することを意図したものである。実験データ記録装置１には、別途用意された（または、実験データ記録装置１自体を兼用してもよい）プロトコル作成装置３１により作成されたプロトコルデータが読み込まれるようにしてよい。

図中右下に示した実験データ記録装置１は、実験器具１９の例として自動装置、ここでは汎用のロボットが接続されており、プロトコルデータに基づく実験をロボットの自動制御により実行し、その記録を実験データ記録装置１で記録することを意図したものである。この実験データ記録装置１には、電気通信回線を通して接続されたサーバであるプロトコルサーバ３２に蓄積されたプロトコルデータがダウンロードされ、かかるプロトコルデータに基づいて実験が記録され、またロボットが制御されてよい。プロトコルサーバ３２には、実験を行う主体となる実験者が作成したプロトコルデータのみならず、第三者が作成した多数のプロトコルデータが蓄積されていてよく、これにより、他の研究者による実験の追試を容易に行ったり、他の研究者が作成したプロトコルを利用して新たな実験を行ったりすることができるなど、知的資産としてのプロトコルの有効活用が図られる。

電気通信回線には、その他、分析機２３、実験ＩＤ生成装置２４及び実験データ格納装置２６等が実験データ記録装置１と通信可能に接続されていてよい。これら機器については、すでに述べたとおりである。

以上示した実験システムを通じて、実験データ記録装置１が収集記録した実験データは、ユーザからの要求等に基づいて、実験データ記録装置１のモニタ１ｈ上に、図２に示した実験後プロトコル表示部２８、動作記録表示部２９及び分析データ表示部３０によりプロトコルチャートに重ね合わせて表示される。図５は、実験データがプロトコルチャート上に重ね合わせて表示されている様子の一例を示す図である。

実験後プロトコル表示部２８がモニタ１ｈ上にプロトコルチャートを表示する点については、先に説明した実験中プロトコル表示部２７によるものとおおむね同様である。ここでは、図３に示したものと同じプロトコルチャートが示されているものとし、各種シンボル１００によりプロトコルが示される点も同様である。

動作記録表示部２９は、実験データに含まれる動作記録を、プロトコルチャート上の各シンボルの近傍に表示する。これにより、動作記録と、プロトコルに含まれる手順とが対応付けられて示されることになる。図５に示した例では、例えば、左上のシンボル１００ａに対し、対象試料名（「サンプル１」）とその対象試料ＩＤ（「１４０００１０」）、試料が準備された時刻が、又そのすぐ下のシンボル１００ｃに対しては、使用した実験器具名（「ピペット４」）とそのＩＤ（「４５０３４１」）、使用したチップとその個体番号（「チップ４３４０」及び「２６８９９１２」）、液体を吸引廃棄した分量の実測値（「６２７μＬ」）、手順が実行された時刻が示される。同様に、その下のシンボル１００ｃでは使用した試薬のＩＤ（「１５６７１０」）が、さらにその下のシンボル１００ｃでは用いたスクレーパの個体番号（「１５６７１０」）がそれぞれ時刻とともに示されている。このように、動作記録表示部２９は、実験器具の動作記録を、個々の手順に対応付けて表示し、動作記録には、使用した器具や消耗品、試薬、時刻、作動量（分量や時間）等が含まれる。

さらにその下のシンボル１００ｃは試料の容器間の移送を指示するものであるが、ここで符号１０１に示したように、実験中に撮影された実際の試料の写真などの画像や、実験中に計測記録された温度、ｐＨなどの物理量を、合わせて動作記録として示してよい。このようにすることにより、プロトコルに基づく実験が確かに行われたこと、また、個々の手順がどのように実施されたか、その過程で試料がどのように変化したかを詳細に追跡することが可能となる。

また、プロトコル上部に符号１０２で示すように、種々の実験環境データを実験ＩＤ並びにプロトコルＩＤとともに示してよい。これにより、実験が行われた状況、たとえば、その実験は何時、誰によりなされたか、といったこともまた誤りなく確認されることになる。

さらに、分析データ表示部３０は、モニタ１ｈ上に、プロトコルチャート及び実験データと併せて、分析データを符号１０３に示すように表示する。この分析データの表示形式は一例であるが、これは対象試料ＩＤが１４０００１０であるサンプル１についての分析データであり、分析対象となった結果試料ＩＤは９４０００１０であること、分析結果について何らかの基準による判断（例えば、信頼できる実験結果である等）がＯＫであったことが示されている。なお、表示されている分析データの右上に「ＬＯＧ」とあるが、この例では、この部分を選択することにより、分析データに換えて、実験データのより詳細な情報（細かな数値など）が表示されるようになっている。

また、同一のプロトコルによる一連の実験において、複数の対象試料について実験がなされた場合、これを対象試料ごとに切り替えて表示できるようにしてもよい。図５に示した例では、プロトコルチャート右上にタブ１０４が示されており、閲覧したい対象試料ＩＤに応じたタブを選択することにより、それぞれの対象試料ごとの実験データ及び分析データが表示されるようになっている。なお、分析データの表示にあたって、複数の対象試料についての分析データを重ね合わせるなどして比較表示することとしてもよい。また、表示の切り替えを対象試料ごとでなく、結果試料ごととしてもよい。

図６は、実験データ記録装置１が実験データを記録する動作を示すフロー図である。なお、このフローは一例として示したものであり、必ずしもここで示した全ての動作がなされることを要求するものではない。

まず、ステップＳＴ１にて、プロトコルデータ記憶部１０にプロトコルサーバ３２などからプロトコルデータをダウンロードし、読み込む。プロトコルデータには、プロトコルＩＤと手順データが含まれている。

続くステップＳＴ２にて、読み込んだプロトコルデータに基づいて、表示部２７によりプロトコルチャートを表示する。

ステップＳＴ３では、実験ＩＤ発行部１３が実験ＩＤを発行し、実験ＩＤ記録部１２が当該実験ＩＤを記録する。実験ＩＤの発行は、例えば、実験ＩＤ発行部１３が実験ＩＤ生成装置２４に実験ＩＤを生成させることによりなされる。

ステップＳＴ４では、実験環境データ記録部１４が、各種機器から必要な情報を収集し、記録する。ここでの各種機器は、実験環境データとして必要な情報に依存しており、例えば、実験者のＩＤであれば、ＩＤカードリーダであってよいし、実験に用いる実験器具のＩＤであれば、実験器具そのものであってよい。

ステップＳＴ５では、対象試料ＩＤ記録部１５が、実験に用いる対象試料のＩＤを記録する。対象試料ＩＤは、例えば、リーダ１７により読み取られてよい。

ステップＳＴ６では、受信部２１が、実験に用いる実験器具１９の動作記録を受信し、動作記録記録部１８が当該動作記録を記録する。この記録は、プロトコルに含まれる手順が実行される間、それぞれの手順について行われ、収集される個々の動作記録は、プロトコルに含まれる対応する各手順に紐づけて記録される。

ステップＳＴ７では、結果試料ＩＤ記録部１６が、実験の結果得られた結果試料のＩＤを記録する。この結果試料ＩＤもまた、例えば、リーダ１７により読み取られてよい。

ステップＳＴ８では、分析データ記録部２２が、分析機２３から得られる分析データを記録する。分析データは、分析に供された結果試料の結果試料ＩＤに紐づけられる。

ステップＳＴ９では、こうして得られた実験データに改ざん防止部３３による改ざん防止処理を施し、さらに続くステップＳＴ１０では、実験データ格納部２５により、当該実験データ格納装置２６に格納する。これにより、プロトコルＩＤと紐づけられ、改ざん防止処理が施された実験データが自動的に記録されることになる。

図７は、実験データ記録装置１が実験データをプロトコルチャートに重ね合わせて表示する動作を示すフロー図である。なお、このフローは一例として示したものであり、必ずしもここで示した全ての動作がなされることを要求するものではない。

まずステップＳＴ１１にて、表示したい実験データを実験データ格納装置２６から読み込み、実験データ記憶部１１に記憶する。表示したい実験データがすでに記憶済みの場合、このステップは不要である。

続くステップＳＴ１２で、実験データに紐づけられたプロトコルＩＤを持つプロトコルデータを、プロトコルサーバ３２よりダウンロードし、プロトコルデータ記憶部１０に記憶する。プロトコルＩＤは、プロトコルに一意に付与されるＩＤであるから、プロトコルＩＤに基づいて、実験データを得る際に用いた正しいプロトコルがダウンロードされることになる。なお、実験データにプロトコルデータが含まれている場合、このステップは不要である。

ステップＳＴ１３で、プロトコル表示部２８によりプロトコルチャートを表示し、続くステップＳＴ１４で動作記録表示部２９により動作記録をプロトコルチャート中の手順を示すシンボルと関連付けて表示し、さらに、ステップＳＴ１５で分析データ表示部３０により、分析データを表示する。このようにして表示された結果は、図５に例示した通りである。

以上の説明では、改ざん防止部３３は、実験データ格納部２５が、実験データ記憶部に記憶された実験データを実験データ格納装置に格納する際に、改ざん防止処理を施す例を説明した。この例に対し、改ざん防止処理をより強化した変形例に係る実験データ記録装置１の機能ブロック図を図８に示す。

本実施形態に係る実験データ記録装置１では、改ざん防止部３３は、実験データ格納部２５と通信部２０の間ではなく、実験データ記録装置１が有する各記録部、ここでは、実験ＩＤ記録部１２、実験環境データ記録部１４、対象試料ＩＤ記録部１５、結果試料ＩＤ記録部１６、動作記録記録部１８及び分析データ記録部２２と実験データ記憶部１１の間に介在するように配置されている。そして、各記録部による各種情報の記録の度に、改ざん防止処理が施される。

これにより、実験データ格納装置２６に格納される前の、実験データ記憶部１１に記憶されている段階における実験データにも改ざん防止処理が施されるから、改ざん防止処理が施される前の実験データに対し不正な改ざんを行うことが極めて困難となる。

なお、本変形例における改ざん防止部３３による改ざん防止処理は、必ずしも、実験データ記録装置１が有する全ての記録部による各種情報の記録に対しなされずともよく、改ざんを防止すべき事情が認められる情報についてのみ行うようにしてもよい。例えば、少なくとも、動作記録記録部１８による動作記録の記録の度に改ざん防止処理を施すようにしてよい。

以上示した実施形態に係る実験データ記録装置１では、実験データ記録装置１が実験データをプロトコルチャートに重ね合わせて表示する動作も行っていた。しかしながら、発明者の見地によれば、実験データをプロトコルと併せ閲覧したいという要求は、実験者のみに限定されるものでなく、実験結果を検証し、また参考としたい第三者によってもなされうるものである。このとき、第三者からは、閲覧しようとする実験結果が、確かにプロトコル通りになされたこと、またその結果が真正であり、客観性・正確性が担保されたものであると確認できれば、結果の検証に必要とされる多大な時間と労力を省略できるなどメリットが大きいと考えられる。

そこで、発明者は、さらに、実験データをプロトコルと関連付け、客観性かつ高い信頼性を持って表示する実験データ表示装置２をも、実験データ記録装置１と併せて発明するに至ったので、以下にかかる実験データ表示装置２を説明する。

実験データ表示装置２の物理的構成は、実験データ記録装置１と同じであるから、図１を援用し、その重複する説明は省略するものとする。実験データ表示装置２は、一般的なコンピュータ上で、同コンピュータを、実験データ表示装置２として動作させるためのプログラムを実行することにより実現される点についても実験データ記録装置１と同様である。

図８は、実験データ表示装置２の機能ブロック図である。なお、実験データ表示装置２は、その機能上、実験データ記録装置１と共通する構成を含むため、同図中、実験データ記録装置１について図２に示したものと同様の機能ブロックについては同符号を付し、重複する説明は省略するものとする。

実験データ読込部３４は、通信部２０を介し、実験データ格納装置２６より表示したい実験データを読み込み、実験データ記憶部１１に記憶する。また、プロトコルデータ読込部３５は、読み込んだ実験データに紐づけられたプロトコルＩＤを持つプロトコルデータを、プロトコルサーバ３２より読み込み、プロトコルデータ記憶部１０に記憶する。

実験後プロトコル表示部２８、動作記録表示部２９及び分析データ表示部３０の動作は、先に説明した実験データ記録装置１のものと同じである。また、実験データ表示装置２の動作は、図７で説明したものと同じである。

このように、プロトコルＩＤと紐づいた動作データに基づいて、プロトコルデータを特定し読み込み、プロトコルチャートに重ね合わせて動作データ、及び分析データを表示することにより、実験データをプロトコルと関連付け、客観性かつ高い信頼性を持って表示することができる。

以上説明した実施形態の構成は具体例として示したものであり、本明細書にて開示される発明をこれら具体例の構成そのものに限定することは意図されていない。当業者はこれら開示された実施形態に種々の変形を加えてもよく、また、開示されたフローチャートに示した制御は、同等の機能を奏する他の制御に置き換えてもよい。本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。

Claims (19)

1. 生化学及び生物・生命工学の少なくとも一方の分野におけるプロトコルであって、複数の手順及びその順序が所定の実験がなされるよう記述されたプロトコルに基づく実験の記録であって、実験の際に得られるデータを少なくとも含む実験データを記録する実験データ記録装置であって、
   前記実験データに含まれる、実験器具の動作記録を受信する受信部と、
   実験固有のＩＤであって、前記実験データに含まれる実験ＩＤをプロトコルに固有のプロトコルＩＤと紐付けて記録する実験ＩＤ記録部と、
   受信した前記動作記録のそれぞれを、前記複数の手順のうち、対応する手順と関連付けて記録する動作記録記録部と、
   を有する実験データ記録装置。
2. 実験の対象となった試料のＩＤである対象試料ＩＤを、前記実験ＩＤと紐付けて記録する対象試料ＩＤ記録部と、
   実験の結果得られた試料のＩＤである結果試料ＩＤを、前記実験ＩＤと紐付けて記録する結果試料ＩＤ記録部と、
   を有する請求項１に記載の実験データ記録装置。
3. 実験環境データを、前記実験ＩＤと紐付けて記録する実験環境データ記録部を有する請求項１又は２に記載の実験データ記録装置。
4. 前記実験器具には、実験者が直接操作する器具が含まれる請求項１〜３のいずれか１項に記載の実験データ記録装置。
5. 前記実験器具には、電動ピペットが含まれる請求項４に記載の実験データ記録装置。
6. 実験中に、実験に係るプロトコルをモニタに表示する実験中プロトコル表示部を有する請求項４又は５に記載の実験データ記録装置。
7. 前記実験器具は、前記プロトコルに基づいて実験を実行するロボットが含まれる請求項１〜３のいずれか１項に記載の実験データ記録装置。
8. 実験毎に、前記実験ＩＤを発行する実験ＩＤ発行部を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の実験データ記録装置。
9. 前記実験ＩＤ発行部は、外部の実験ＩＤ生成装置により生成された実験ＩＤを取得する請求項８に記載の実験データ記録装置。
10. 前記実験データに改ざん防止処理を施す改ざん防止部を有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の実験データ記録装置。
11. 前記改ざん防止部は、少なくとも、前記動作記録記録部による動作記録の記録の度に、改ざん防止処理を施す請求項１０に記載の実験データ記録装置。
12. 外部の実験データ格納装置に、得られた前記実験データを格納する実験データ格納部を有する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の実験データ記録装置。
13. 実験の結果得られた試料に対する分析結果のデータである分析データを、当該試料の結果試料ＩＤに紐付けて記録する分析データ記録部を有する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の実験データ記録装置。
14. 実験が行われたプロトコルを表示する実験後プロトコル表示部と、
    前記複数の手順それぞれに対応づけて、前記プロトコルに対応する前記実験データに含まれる動作記録を表示する動作記録表示部と、
    を有する請求項１〜１３のいずれか１項に記載の実験データ記録装置。
15. コンピュータを、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の実験データ記録装置として機能させるコンピュータプログラム。
16. 生化学及び生物・生命工学の少なくとも一方の分野におけるプロトコルであって、複数の手順及びその順序が所定の実験がなされるよう記述されたプロトコルに基づく実験の記録であって、実験の際に得られるデータを少なくとも含む実験データを記録する実験データ記録方法であって、
    前記実験データに含まれる実験器具の動作記録を受信し、
    実験固有のＩＤであって、前記実験データに含まれる実験ＩＤをプロトコルに固有のプロトコルＩＤと紐付けて記録し、
    受信した前記動作記録のそれぞれを、前記複数の手順のうち、対応する手順と紐付けて記録する、
    実験データ記録方法。
17. 生化学及び生物・生命工学の少なくとも一方の分野におけるプロトコルであって、複数の手順及びその順序が所定の実験がなされるよう記述されたプロトコルに基づく実験の記録であって、実験の際に得られるデータを少なくとも含む実験データに関して、実験が行われたプロトコルを表示する実験後プロトコル表示部と、
    前記複数の手順それぞれに対応づけて、前記プロトコルに対応する前記実験データに含まれる、前記実験データに含まれる、実験に用いられた実験器具の動作記録を表示する動作記録表示部と、
    を有する実験データ表示装置。
18. 前記実験データに対応する分析データを表示する分析データ表示部を有する請求項１８に記載の実験データ表示装置。
19. 生化学及び生物・生命工学の少なくとも一方の分野におけるプロトコルであって、複数の手順及びその順序が所定の実験がなされるよう記述されたプロトコルに基づく実験の記録であって、実験の際に得られるデータを少なくとも含む実験データに関して、
    実験が行われたプロトコルを表示し、
    前記複数の手順それぞれに対応づけて、前記プロトコルに対応する前記実験データに含まれる、前記実験データに含まれる、実験に用いられた実験器具の動作記録を表示する、
    実験データ表示方法。

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