JP6725057B2 - 電気泳動解析方法、電気泳動解析装置及び電気泳動解析プログラム - Google Patents

電気泳動解析方法、電気泳動解析装置及び電気泳動解析プログラム Download PDF

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Description

本発明は、電気泳動波形に対する波形解析によりＲＮＡ分子の品質を評価する電気泳動解析方法、電気泳動解析装置及び電気泳動解析プログラムに関するものである。
ＲＮＡ（リボ核酸）の品質を評価する際に、電気泳動解析装置が用いられる場合がある。ＲＮＡは、酵素（ＲＮａｓｅ）、熱、紫外線などの各種要因によって分解され、劣化する。このＲＮＡの劣化の程度は、ＲＮＡサンプルに対する電気泳動により得られた電気泳動波形（エレクトロフェログラム）の形状を解析することにより評価することが可能である。また、電気泳動波形に対する波形解析により得られたＲＮＡの劣化情報は、遺伝子発現研究において重要なパラメータとして扱われる。
ＲＮＡの劣化情報として、ＲＩＮ、ＲＩＮｅ、ＲＱＳ、ＲＱＩ、ＲＱＮ、ＲＩＳなどの各種指標が提供されている。これらの劣化指標は、ＲＮＡサンプルから得られる電気泳動波形における特定の波形領域（時間範囲）を用いて算出される値であり、指標ごとに使用する波形領域が異なっている。
図８は、ＲＮＡサンプルから得られる電気泳動波形における各波形領域について説明するための図である。この図８に示すように、ＲＮＡサンプルから得られる電気泳動波形には、１８Ｓフラグメントのピーク（１８ＳピークＰ１０１）と、２８Ｓフラグメントのピーク（２８ＳピークＰ１０２）とが含まれている。上記のような各劣化指標は、いずれも１８ＳピークＰ１０１及び２８ＳピークＰ１０２を用いて算出されている。
劣化指標の一例であるＲＩＮは、例えばＡｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社により提供される２１００ＢｉｏＡｎａｌｙｚｅｒにおいて用いられる劣化指標である。この劣化指標ＲＩＮは、１８Ｓピークを含む波形領域及び２８Ｓピークを含む波形領域の他、５Ｓピークを含む波形領域などの他の波形領域も用いて算出される（例えば、下記特許文献１及び非特許文献１参照）。
劣化指標の別の例であるＲＱＩは、例えばＢｉｏ−Ｒａｄ社により提供されるＥｘｐｅｒｉｏｎにおいて用いられる劣化指標である。この劣化指標ＲＱＩは、１８Ｓピークを含む波形領域及び２８Ｓピークを含む波形領域の他、１８Ｓピークの直前の波形領域も用いて算出される（例えば、下記特許文献２及び非特許文献２参照）。
劣化指標のさらに別の例であるＲＱＳは、例えばＰｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社により提供されるＬａｂＣｈｉｐ ＧＸにおいて用いられる劣化指標である。この劣化指標ＲＱＳは、１８Ｓピーク及び２８Ｓピークをベースとした４つの特徴量の線形結合によって劣化指標が算出される（例えば、下記非特許文献３参照）。
特許第４６６４２８０号公報 特許第５６２０３８２号公報
Andreas Schroeder 外9名、「The RIN: an RNA integrity number for assigning integrity values to RNA measurements」、［online］、2006年1月31日、BioMed Central、［2017年2月9日検索］、インターネット〈URL：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1413964/〉 Vladimir Denisov 外4名、「Development and validation of RQI: an RNA quality indicator for the Experion automated electrophoresis system」、［online］、2008年、Bio-Rad Laboratories, Inc.、［2017年2月9日検索］、インターネット〈URL：http://www.gene-quantification.com/Bio-Rad-bulletin-5761.pdf〉 「RNA Quality Score (RQS) Calculation and Correlation to RIN」、［online］、2009年11月9日、Caliper Life Sciences, Inc.、［2017年2月9日検索］、インターネット〈URL：https://rtsf.natsci.msu.edu/genomics/tech-notes/caliper-gx-rin-calculations/〉
上記のような従来から用いられている劣化指標は、１８Ｓピーク及び２８Ｓピークを用いて算出されるが、これらの１８Ｓピーク及び２８Ｓピークは、ＲＮＡの劣化に伴ってピーク強度が減少し、やがて消失するという特性がある。そのため、ある程度劣化したＲＮＡの品質を評価する場合には、精度よく評価できないという問題がある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、劣化したＲＮＡであっても精度よく品質を評価することができる電気泳動解析方法、電気泳動解析装置及び電気泳動解析プログラムを提供することを目的とする。
本願発明者は、鋭意検討の結果、ＲＮＡの電気泳動波形における１８Ｓピークよりも低分子側の領域（ファーストリージョン）に、ＲＮＡの劣化に伴って現れる劣化生成物ピークが存在し、この劣化生成物ピークがＲＮＡの劣化とともに低分子側にシフトすることを見出した。より具体的には、劣化する前のＲＮＡの電気泳動波形には、１８Ｓピーク及び２８Ｓピークが存在しているが、これらの１８Ｓピーク及び２８ＳピークはＲＮＡの劣化に伴ってピーク強度が減少し、２８Ｓピークが消失した後、１８Ｓピークが消失する。そして、さらにＲＮＡが劣化すると、劣化生成物ピークが現れ、ＲＮＡの劣化とともに低分子側にシフトし、やがて消失する。
（１）本発明に係る電気泳動解析方法は、電気泳動波形に対する波形解析によりＲＮＡの品質を評価する電気泳動解析方法であって、電気泳動波形中の１８Ｓピークよりも低分子側の領域にＲＮＡの劣化に伴って現れる劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量に基づいて、ＲＮＡの品質を評価する。
このような構成によれば、電気泳動波形中の劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量に基づいて、劣化したＲＮＡの品質を評価することができる。すなわち、劣化生成物ピークは、１８Ｓピークが消失する程度までＲＮＡが劣化した後、１８Ｓピークよりも低分子側の領域にＲＮＡの劣化に伴って現れ、ＲＮＡの劣化とともに低分子側にシフトするため、この劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量に基づいて、劣化したＲＮＡであっても精度よく品質を評価することができる。
（２）前記劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量は、前記劣化生成物ピークのピークトップの位置を表す値であってもよい。
このような構成によれば、劣化生成物ピークのピークトップの位置を用いて、劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量を的確に表すことができる。したがって、当該特徴量に基づいて、劣化したＲＮＡであっても精度よく品質を評価することができる。
（３）前記劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量は、前記劣化生成物ピークの面積を低分子側領域と高分子側領域に分割したときの面積比を表す値であってもよい。
このような構成によれば、劣化生成物ピークの面積を低分子側領域と高分子側領域に分割したときの面積比を用いて、劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量を的確に表すことができる。したがって、当該特徴量に基づいて、劣化したＲＮＡであっても精度よく品質を評価することができる。
（４）前記劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量は、前記劣化生成物ピークの重心位置を表す値であってもよい。
このような構成によれば、劣化生成物ピークの重心位置を用いて、劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量を的確に表すことができる。したがって、当該特徴量に基づいて、劣化したＲＮＡであっても精度よく品質を評価することができる。
（５）前記劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量と、１８Ｓピーク又は２８Ｓピークに基づく特徴量とを用いて、ＲＮＡの品質を評価してもよい。
このような構成によれば、ＲＮＡがある程度劣化するまでは、１８Ｓピーク又は２８Ｓピークに基づく特徴量を用いてＲＮＡの品質を評価し、ＲＮＡがある程度劣化した後は、劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量を用いてＲＮＡの品質を評価することができる。したがって、ＲＮＡの劣化状態をより広い範囲にわたって評価することができる。
（６）本発明に係る電気泳動解析装置は、電気泳動波形に対する波形解析によりＲＮＡの品質を評価する電気泳動解析装置であって、電気泳動波形中の１８Ｓピークよりも低分子側の領域にＲＮＡの劣化に伴って現れる劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量に基づいて、ＲＮＡの品質を表す品質値を算出する品質値算出部を備える。
（７）本発明に係る電気泳動解析プログラムは、電気泳動波形に対する波形解析によりＲＮＡの品質を評価する電気泳動解析プログラムであって、電気泳動波形中の１８Ｓピークよりも低分子側の領域にＲＮＡの劣化に伴って現れる劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量に基づいて、ＲＮＡの品質を表す品質値を算出する品質値算出部としてコンピュータを機能させる。
本発明によれば、劣化生成物ピークは、１８Ｓピークが消失する程度までＲＮＡが劣化した後、１８Ｓピークよりも低分子側の領域にＲＮＡの劣化に伴って現れ、ＲＮＡの劣化とともに低分子側にシフトするため、この劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量に基づいて、劣化したＲＮＡであっても精度よく品質を評価することができる。
本発明の一実施形態に係る電気泳動解析装置の電気的構成を示したブロック図である。 品質が異なる１２個のＲＮＡをサンプルとして得られた電気泳動波形を示す図である。 ＦＰＦとＦＰＬの面積比について説明するための図である。 劣化生成物ピークの位置に応じた各特徴量とＲＮＡの品質との関係を示す実験結果である。 データ処理部が品質値を算出する際の処理を示したフローチャートである。 データ処理部が品質値を算出する際の処理の第１変形例を示したフローチャートである。 データ処理部が品質値を算出する際の処理の第２変形例を示したフローチャートである。 ＲＮＡサンプルから得られる電気泳動波形における各波形領域について説明するための図である。
１．電気泳動解析装置の電気的構成
図１は、本発明の一実施形態に係る電気泳動解析装置の電気的構成を示したブロック図である。この電気泳動解析装置は、電気泳動を用いてサンプル中の成分を分離し、その分離された成分を検出部１で検出するための装置である。本実施形態に係る電気泳動解析装置は、例えばサンプルの流路が形成されたマイクロチップ（図示せず）を備えており、泳動媒体（分離バッファ）が充填された上記流路内に液体サンプルを注入し、所定の電圧を印加することにより、液体サンプルを電気泳動させることができる。
この電気泳動解析装置には、上記検出部１の他に、データ処理部２及び記憶部３が備えられている。データ処理部２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成であり、当該ＣＰＵがプログラムを実行することにより、波形取得部２１及び品質評価処理部２２などとして機能する。また、記憶部３は、例えばＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）及びハードディスクなどにより構成されている。
波形取得部２１は、検出部１からの検出信号に基づいて、電気泳動波形のデータを取得し、そのデータを記憶部３に記憶させる。電気泳動波形は、検出部１における検出信号の強度が経過時間に対応付けられた波形データであり、電気泳動により分離されたサンプル中の各成分に対応するピークが現れる。
品質評価処理部２２は、記憶部３に記憶されている電気泳動波形に対する波形解析により、サンプルの品質を評価する処理を行う。本実施形態では、サンプルとしてＲＮＡ（リボ核酸）が用いられ、電気泳動によりＲＮＡの品質を評価する場合について説明する。品質評価処理部２２には、例えば波形前処理部２２１、サイズ軸変換部２２２、特徴量算出部２２３及び品質値算出部２２４などが含まれる。
波形前処理部２２１は、記憶部３に記憶されている電気泳動波形に対して、ノイズ除去やベースライン補正などの各種前処理を必要に応じて実行する。波形データからノイズを除去したり、ベースラインを補正したりする処理については周知であるため、詳細な説明を省略する。
サイズ軸変換部２２２は、波形前処理部２２１により前処理が行われた電気泳動波形に対して、時間軸をサイズ軸に変換する処理を行う。このとき、外部標準物質から得られる波形（ラダー波形）を用いて、時間軸がサイズ軸に変換される。サイズ軸は、例えばｎｔ（ヌクレオチド）単位で表されてもよいし、インデックス単位で表されてもよい。
特徴量算出部２２３は、サイズ軸変換部２２２により時間軸がサイズ軸に変換された電気泳動波形に基づいて、特徴量を算出する処理を行う。この特徴量を算出する処理については後述するが、本実施形態では、電気泳動波形中の特定のピークの位置に応じた特徴量が算出される。
品質値算出部２２４は、特徴量算出部２２３により算出された電気泳動波形に固有の特徴量に基づいて、ＲＮＡの品質を表す品質値を算出する処理を行う。このとき、特徴量算出部２２３により算出された特徴量が、そのまま品質値として算出されてもよいし、特徴量とは異なる品質値が算出されてもよい。また、必要に応じて線形変換などの処理が行われることにより、特徴量が品質値に変換されてもよい。このようにして算出された品質値に基づいて、ＲＮＡの品質を評価することができる。
２．ＲＮＡの電気泳動波形
図２は、品質が異なる１２個のＲＮＡをサンプルとして得られた電気泳動波形を示す図である。サンプル１の品質が最も高く、サンプル１２に向かうにつれて徐々に品質が劣化している。
ＲＮＡの電気泳動波形には、１８Ｓフラグメントのピーク（１８ＳピークＰ１）と、２８Ｓフラグメントのピーク（２８ＳピークＰ２）とが含まれることが知られている。これらの１８ＳピークＰ１及び２８ＳピークＰ２は、ＲＮＡの劣化に伴ってピーク強度が減少するという特性がある。図２の例では、サンプル１における１８ＳピークＰ１の強度が、サンプル２，３，４，・・・と徐々に減少し、サンプル５ではほぼ消失している。また、サンプル１における２８ＳピークＰ２の強度は、サンプル２，３，・・・と徐々に減少し、サンプル４ではほぼ消失している。
その一方で、電気泳動波形中の１８Ｓピークよりも低分子側（泳動時間が短い側）の領域に着目すると、１８ＳピークＰ１及び２８ＳピークＰ２が消失する程度までＲＮＡが劣化したサンプル６において、ＲＮＡの劣化に伴い生じる新たなピーク（劣化生成物ピークＰ３）が現れている。この劣化生成物ピークＰ３は、そのピーク強度がサンプル７，８，９，・・・と徐々に増加しながら、ピークトップ位置が低分子側に徐々にシフトする。そして、さらにＲＮＡが劣化すると、ピークトップ位置がサンプル１０，１１，・・・と低分子側に徐々にシフトし続けながら、ピーク強度が徐々に減少し、サンプル１２ではほぼ消失する。
本実施形態では、電気泳動波形中の１８Ｓピークよりも低分子側の領域（特にファーストリージョン内）に現れる上記劣化生成物ピークＰ３を用いて、その位置に応じた特徴量を算出し、算出された特徴量に基づいてＲＮＡの品質を評価する。すなわち、劣化生成物ピークＰ３は、１８ＳピークＰ１が消失する程度までＲＮＡが劣化した後、１８ＳピークＰ１よりも低分子側の領域にＲＮＡの劣化に伴って現れ、ＲＮＡの劣化とともに低分子側にシフトするため、この劣化生成物ピークＰ３の位置に応じた特徴量に基づいて、劣化したＲＮＡであっても精度よく品質を評価することができる。
３．品質評価の第１実施例
ＲＮＡの品質を評価する方法の第１実施例では、劣化生成物ピークＰ３のピークトップ位置を表す値が、劣化生成物ピークＰ３の位置に応じた特徴量（ピークトップ位置特徴量ｆ１）として用いられる。
例えば、サイズ軸の値をｉとし、そのサイズにおける電気泳動波形の強度をｅ［ｉ］とした場合に、ピークトップ位置特徴量ｆ１は下記式（１）で表される。式（１）において、Ｒは劣化生成物ピークＰ３が生じ得る領域（例えばファーストリージョン）である。
Figure 0006725057
すなわち、劣化生成物ピークＰ３が生じ得る領域Ｒ内において、ｅ［ｉ］のａｒｇｍａｘを算出することにより、領域Ｒ内でｅ［ｉ］を最大にするｉの値がピークトップ位置特徴量ｆ１として算出される。このピークトップ位置特徴量ｆ１の値は、ＲＮＡの劣化とともに変化（減少）するため、その変化に基づいてＲＮＡの品質を評価することができる。このように、劣化生成物ピークＰ３のピークトップの位置を用いて、劣化生成物ピークＰ３の位置に応じた特徴量（ピークトップ位置特徴量ｆ１）を的確に表すことができるため、当該特徴量に基づいて、劣化したＲＮＡであっても精度よく品質を評価することができる。
４．品質評価の第２実施例
ＲＮＡの品質を評価する方法の第２実施例では、劣化生成物ピークＰ３の面積を低分子側領域（ＦＰＦ）と高分子側領域（ＦＰＬ）に分割したときの各領域の面積比を表す値が、劣化生成物ピークＰ３の位置に応じた特徴量（ピーク面積比特徴量ｆ２）として用いられる。
図３は、ＦＰＦとＦＰＬの面積比について説明するための図である。この図３に示すように、劣化生成物ピークＰ３が生じ得る領域Ｒ内に局所領域（ＦＰＦ＋ＦＰＬ）が予め設定され、その領域がＦＰＦとＦＰＬに二等分される。この場合、ＦＰＦの領域内における劣化生成物ピークＰ３の面積ＳＦＰＦは下記式（２）で表され、ＦＰＬの領域内における劣化生成物ピークＰ３の面積ＳＦＰＬは下記式（３）で表される。
Figure 0006725057
したがって、局所領域（ＦＰＦ＋ＦＰＬ）における劣化生成物ピークＰ３の面積（ＳＦＰＦ＋ＳＦＰＬ）に対するＦＰＬの領域内における劣化生成物ピークＰ３の面積ＳＦＰＬの割合は、下記式（４）で表される。
Figure 0006725057
上記式（４）で表される面積比がピーク面積比特徴量ｆ２として用いられる。このピーク面積比特徴量ｆ２の値は、ＲＮＡが劣化して劣化生成物ピークＰ３の位置がシフトするのに伴って変化するため、その変化に基づいてＲＮＡの品質を評価することができる。このように、劣化生成物ピークＰ３の面積を低分子側領域ＦＰＦと高分子側領域ＦＰＬに分割したときの面積比を用いて、劣化生成物ピークＰ３の位置に応じた特徴量（ピーク面積比特徴量ｆ２）を的確に表すことができる。したがって、当該特徴量に基づいて、劣化したＲＮＡであっても精度よく品質を評価することができる。
５．品質評価の第３実施例
ＲＮＡの品質を評価する方法の第３実施例では、劣化生成物ピークＰ３の重心位置を表す値が、劣化生成物ピークＰ３の位置に応じた特徴量（ピーク重心特徴量ｆ３）として用いられる。劣化生成物ピークＰ３が生じ得る領域Ｒ内における信号値の重心は、下記式（５）で表され、この値がピーク重心特徴量ｆ３として算出される。
Figure 0006725057
上記式（５）で表されるピーク重心特徴量ｆ３は、ＲＮＡが劣化して劣化生成物ピークＰ３の位置がシフトするのに伴って変化するため、その変化に基づいてＲＮＡの品質を評価することができる。このように、劣化生成物ピークＰ３の重心位置を用いて、劣化生成物ピークＰ３の位置に応じた特徴量（ピーク重心特徴量ｆ３）を的確に表すことができる。したがって、当該特徴量に基づいて、劣化したＲＮＡであっても精度よく品質を評価することができる。
６．各特徴量についての実験結果
図４は、劣化生成物ピークＰ３の位置に応じた各特徴量とＲＮＡの品質との関係を示す実験結果である。この実験では、１２段階で劣化させたＨｕｍａｎ ＬｉｖｅｒのｔｏｔａｌＲＮＡの電気泳動波形（図２参照）を用いて、ピークトップ位置特徴量ｆ１、ピーク面積比特徴量ｆ２、ピーク重心特徴量ｆ３をそれぞれ算出した。図４には、算出された特徴量（品質値）を各サンプル１〜１２に対応付けてプロットした結果が示されている。
この図４に示すように、いずれの特徴量についても、ＲＮＡの品質が劣化するにつれて減少している。特に、劣化レベルが８以上、すなわちサンプル８の程度までＲＮＡが劣化すると、品質の変化を容易に区別することができるため、劣化したＲＮＡであっても精度よく品質を評価できることが確認できる。
７．品質値算出処理のフローチャート
図５は、データ処理部２が品質値を算出する際の処理を示したフローチャートである。まず、データ処理部２は、検出部１からの検出信号に基づいて、波形取得部２１により電気泳動波形のデータを取得し、そのデータを記憶部３に記憶させる（ステップＳ１０１）。その後、記憶部３に記憶されている電気泳動波形に対して、波形前処理部２２１により前処理が行われる（ステップＳ１０２）。そして、前処理が行われた電気泳動波形に対して、サイズ軸変換部２２２により時間軸をサイズ軸に変換する処理が行われる（ステップＳ１０３）。
本実施形態では、電気泳動波形中の１８Ｓピークよりも低分子側の領域のみに着目して、ピークトップ位置特徴量ｆ１、ピーク面積比特徴量ｆ２、ピーク重心特徴量ｆ３などの特徴量のいずれかが特徴量算出部２２３により算出される（ステップＳ１０４）。そして、当該特徴量が、品質値算出部２２４によりＲＮＡの品質を表す品質値に変換される（ステップＳ１０５）。
８．品質値算出処理の第１変形例
図６は、データ処理部２が品質値を算出する際の処理の第１変形例を示したフローチャートである。まず、データ処理部２は、検出部１からの検出信号に基づいて、波形取得部２１により電気泳動波形のデータを取得し、そのデータを記憶部３に記憶させる（ステップＳ２０１）。その後、記憶部３に記憶されている電気泳動波形に対して、波形前処理部２２１により前処理が行われる（ステップＳ２０２）。そして、前処理が行われた電気泳動波形に対して、サイズ軸変換部２２２により時間軸をサイズ軸に変換する処理が行われる（ステップＳ２０３）。
この変形例では、電気泳動波形中の１８Ｓピークよりも低分子側の領域だけでなく、１８Ｓピーク及び２８Ｓピークにも着目して、ＲＮＡの品質を表す品質値が算出される。具体的には、ピークトップ位置特徴量ｆ１、ピーク面積比特徴量ｆ２、ピーク重心特徴量ｆ３などの低品質のＲＮＡの特徴量（低品質特徴量）だけでなく、１８Ｓピーク及び２８Ｓピークに基づく高品質特徴量も用いて、品質値が算出される。この場合、特徴量算出部２２３は、低品質特徴量に加えて、高品質特徴量も公知のアルゴリズムにより算出する（ステップＳ２０４）。
品質値算出部２２４は、特徴量算出部２２３により算出された低品質特徴量及び高品質特徴量に基づいて、線形結合により品質値を算出する（ステップＳ２０５）。具体的には、ピークトップ位置特徴量ｆ１、ピーク面積比特徴量ｆ２、ピーク重心特徴量ｆ３などの低品質特徴量をｆＬとし、１８Ｓピーク及び２８Ｓピークに基づく高品質特徴量をｆＨとした場合に、係数Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２を用いて、品質値Ｑ１を下記式（６）で表すことができる。
Ｑ１＝Ｃ０＋Ｃ１ｆＬ＋Ｃ２ｆＨ ・・・（６）
このように、本実施形態では、劣化生成物ピークＰ３の位置に応じた特徴量（低品質特徴量ｆＬ）と、１８Ｓピーク及び２８Ｓピークに基づく特徴量（高品質特徴量ｆＨ）とを用いて、品質値Ｑ１が算出され、その品質値Ｑ１に基づいてＲＮＡの品質を評価することができる。これにより、ＲＮＡがある程度劣化するまでは、高品質特徴量ｆＨを用いてＲＮＡの品質を評価し、ＲＮＡがある程度劣化した後は、低品質特徴量ｆＬを用いてＲＮＡの品質を評価することができる。したがって、ＲＮＡの劣化状態をより広い範囲にわたって評価することができる。ただし、高品質特徴量ｆＨは、１８Ｓピーク及び２８Ｓピークの両方を用いて算出されるものに限らず、１８Ｓピーク又は２８Ｓピークのいずれか一方を用いて算出されるものであってもよい。この場合、１８Ｓピークや２８Ｓピーク以外の領域も併用して高品質特徴量を算出することにより、１８Ｓピークなどに基づく高品質特徴量、又は、２８Ｓピークなどに基づく高品質特徴量としてもよい。
９．品質値算出処理の第２変形例
図７は、データ処理部２が品質値を算出する際の処理の第２変形例を示したフローチャートである。まず、データ処理部２は、検出部１からの検出信号に基づいて、波形取得部２１により電気泳動波形のデータを取得し、そのデータを記憶部３に記憶させる（ステップＳ３０１）。その後、記憶部３に記憶されている電気泳動波形に対して、波形前処理部２２１により前処理が行われる（ステップＳ３０２）。そして、前処理が行われた電気泳動波形に対して、サイズ軸変換部２２２により時間軸をサイズ軸に変換する処理が行われる（ステップＳ３０３）。
この変形例では、電気泳動波形中の１８Ｓピークよりも低分子側の領域だけでなく、１８Ｓピーク及び２８Ｓピークにも着目して、ＲＮＡの品質を表す品質値が算出される。具体的には、ピークトップ位置特徴量ｆ１、ピーク面積比特徴量ｆ２、ピーク重心特徴量ｆ３などの低品質のＲＮＡの特徴量（低品質特徴量）と、１８Ｓピーク及び２８Ｓピークに基づく高品質特徴量とを切り替えて、品質値が算出される。この場合、特徴量算出部２２３は、低品質特徴量に加えて、高品質特徴量も公知のアルゴリズムにより算出する（ステップＳ３０４）。
品質値算出部２２４は、高品質特徴量が一定値以下であるか否かに応じて、低品質特徴量又は高品質特徴量のいずれ一方に切り換え（ステップＳ３０５）、その特徴量に基づいて品質値を算出する（ステップＳ３０６）。具体的には、ピークトップ位置特徴量ｆ１、ピーク面積比特徴量ｆ２、ピーク重心特徴量ｆ３などの低品質特徴量をｆＬとし、１８Ｓピーク及び２８Ｓピークに基づく高品質特徴量をｆＨとした場合に、係数Ｃ０１、Ｃ０２、Ｃ１、Ｃ２を用いて、品質値Ｑ２を下記式（７）、（８）で表すことができる。すなわち、高品質特徴量ｆＨが一定値αより大きければ式（７）を用い、高品質特徴量ｆＨが一定値α以下であれば式（８）を用いて、品質値Ｑ２が算出される。
Ｑ２＝Ｃ０１＋Ｃ１ｆＨ （ｆＨ＞α） ・・・（７）
Ｑ２＝Ｃ０２＋Ｃ２ｆＬ （ｆＨ≦α） ・・・（８）
このように、本実施形態では、劣化生成物ピークＰ３の位置に応じた特徴量（低品質特徴量ｆＬ）と、１８Ｓピーク及び２８Ｓピークに基づく特徴量（高品質特徴量ｆＨ）とを用いて、品質値Ｑ２が算出され、その品質値Ｑ２に基づいてＲＮＡの品質を評価することができる。これにより、ＲＮＡがある程度劣化するまでは、高品質特徴量ｆＨを用いてＲＮＡの品質を評価し、ＲＮＡがある程度劣化した後は、低品質特徴量ｆＬを用いてＲＮＡの品質を評価することができる。したがって、ＲＮＡの劣化状態をより広い範囲にわたって評価することができる。ただし、高品質特徴量ｆＨは、１８Ｓピーク及び２８Ｓピークの両方を用いて算出されるものに限らず、１８Ｓピーク又は２８Ｓピークのいずれか一方を用いて算出されるものであってもよい。この場合、１８Ｓピークや２８Ｓピーク以外の領域も併用して高品質特徴量を算出することにより、１８Ｓピークなどに基づく高品質特徴量、又は、２８Ｓピークなどに基づく高品質特徴量としてもよい。
以上の実施形態では、電気泳動解析装置の処理により、本発明に係る電気泳動解析方法が行われるような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、電気泳動解析方法の各ステップの少なくとも一部がユーザにより手動で行われてもよい。
また、上述のような電気泳動解析装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム（電気泳動解析プログラム）を提供することも可能である。この場合、前記プログラムは、記憶媒体に記憶された状態で提供されるような構成であってもよいし、プログラム自体が提供されるような構成であってもよい。
１ 検出部
２ データ処理部
３ 記憶部
２１ 波形取得部
２２ 品質評価処理部
２２１ 波形前処理部
２２２ サイズ軸変換部
２２３ 特徴量算出部
２２４ 品質値算出部

Claims (7)

  1. 電気泳動波形に対する波形解析によりＲＮＡの品質を評価する電気泳動解析方法であって、
    電気泳動波形中の１８Ｓピークよりも低分子側の領域にＲＮＡの劣化に伴って現れる劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量に基づいて、ＲＮＡの品質を評価することを特徴とする電気泳動解析方法。
  2. 前記劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量は、前記劣化生成物ピークのピークトップの位置を表す値であることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動解析方法。
  3. 前記劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量は、前記劣化生成物ピークの面積を低分子側領域と高分子側領域に分割したときの面積比を表す値であることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動解析方法。
  4. 前記劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量は、前記劣化生成物ピークの重心位置を表す値であることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動解析方法。
  5. 前記劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量と、１８Ｓピーク又は２８Ｓピークに基づく特徴量とを用いて、ＲＮＡの品質を評価することを特徴とする請求項１に記載の電気泳動解析方法。
  6. 電気泳動波形に対する波形解析によりＲＮＡの品質を評価する電気泳動解析装置であって、
    電気泳動波形中の１８Ｓピークよりも低分子側の領域にＲＮＡの劣化に伴って現れる劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量に基づいて、ＲＮＡの品質を表す品質値を算出する品質値算出部を備えることを特徴とする電気泳動解析装置。
  7. 電気泳動波形に対する波形解析によりＲＮＡの品質を評価する電気泳動解析プログラムであって、
    電気泳動波形中の１８Ｓピークよりも低分子側の領域にＲＮＡの劣化に伴って現れる劣化生成物ピークの位置に応じた特徴量に基づいて、ＲＮＡの品質を表す品質値を算出する品質値算出部としてコンピュータを機能させることを特徴とする電気泳動解析プログラム。
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