WO2019111312A1 - 生体試料分析システム - Google Patents

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WO2019111312A1
WO2019111312A1 PCT/JP2017/043590 JP2017043590W WO2019111312A1 WO 2019111312 A1 WO2019111312 A1 WO 2019111312A1 JP 2017043590 W JP2017043590 W JP 2017043590W WO 2019111312 A1 WO2019111312 A1 WO 2019111312A1
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山本　浩平
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株式会社島津製作所
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Definitions

  • the present invention relates to an analysis system which executes a predetermined analysis on a sample containing a plurality of compounds to obtain a quantitative value for each compound and displays the quantitative value as an analysis result, more specifically, from the same living body
  • the present invention relates to a biological sample analysis system for performing analysis on a plurality of samples which are different in collection time.
  • the sample of biological origin refers to a sample containing a compound of biological origin, such as whole blood, serum, filter paper, urine, etc., not only a sample directly collected from a living body, but also pluripotent stem cells, etc. And a culture supernatant containing metabolites obtained from a culture medium for culturing living tissues, microorganisms and the like.
  • pluripotent stem cells such as iPS cells and ES cells have been actively conducted in recent years.
  • Patent Documents 1 to 3 the amount of a specific compound present in the culture supernatant of the culture medium in which the cells are cultured rather than the cells themselves is determined by liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS) or gas chromatography A method of analyzing using a mass spectrometer (GC-MS) or the like and evaluating the differentiation state of cells based on the result is disclosed.
  • LC-MS liquid chromatography mass spectrometry
  • GC-MS mass spectrometer
  • software for LC-MS for performing multi-component simultaneous analysis on a sample derived from a culture medium for culturing cells has also been put to practical use in order to carry out such a method (see Non-Patent Document 1). According to such a method, there is a great advantage that the differentiation state of cells can be evaluated noninvasively on cells.
  • a sample derived from the culture medium used for the culture is introduced from the culture apparatus to an analyzer such as LC-MS.
  • the medium sample contains a protein which is unnecessary for the evaluation of the differentiation state of cells and which may denature the target compound with the passage of time. Therefore, in general, a culture medium sample subjected to pretreatment such as removal of proteins in a pretreatment device is introduced to LC-MS. That is, the culture medium sample is introduced from the culture apparatus through the pretreatment apparatus to an analyzer such as LC-MS.
  • the pretreatment apparatus for example, an apparatus disclosed in Patent Document 4 and Non-patent Document 2 and the like that can automatically process a large number of samples stored in a sample container is useful.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to confirm general results such as grasping and comparison of temporal change tendency of quantitative values as described above and individualization.
  • An object of the present invention is to provide a biological sample analysis system which allows an operator to easily perform detailed confirmation such as quantitative values.
  • the present invention made to solve the above-mentioned problems is a biological sample analysis system for analyzing a sample derived from a living body, a) An analyzer which executes a predetermined analysis on a sample and acquires signal intensity value data reflecting the content or concentration of a plurality of compounds contained in the sample; b) a quantitative analysis unit that calculates a quantitative value for each compound based on the signal intensity value data obtained by the analyzer; c) An analysis result storage unit which stores the quantitative value of each compound calculated by the quantitative analysis unit together with or associated with the sample information related to the analyzed sample as an analysis result, d) Using the sample information, obtain analysis results for a plurality of samples derived from the same living body and having different collection times from the analysis result storage unit, and for each of the plurality of compounds, obtain quantitative values for each collection time A table creation unit that creates the arranged table, e) a graph creation unit that creates a graph showing temporal changes in quantitative values at different collection times for one or more of the plurality of compounds;
  • a biological sample is typically a sample derived from a medium in which cells and microorganisms are cultured, for example, a culture supernatant of the medium.
  • a plurality of samples having different collection times are a plurality of samples having different culture days or culture times which are elapsed days or elapsed time from the culture start (seeding) time point.
  • the analyzer may be, for example, liquid chromatograph (LC), gas chromatograph (GC), liquid chromatograph mass spectrometer (LC-MS), gas chromatograph mass spectrometer (GC-MS) etc.
  • LC liquid chromatograph
  • GC gas chromatograph
  • LC-MS liquid chromatograph mass spectrometer
  • GC-MS gas chromatograph mass spectrometer
  • the analysis device when the analysis device is LC-MS or GC-MS, the analysis device performs LC / MS analysis or GC / MS analysis on a sample in a prepared sample container to correspond to the target compound.
  • Chromatogram (that is, extracted ion chromatogram or mass chromatogram) data is acquired as signal intensity value data for each mass-to-charge ratio.
  • the quantitative analysis unit creates an extracted ion chromatogram from the acquired data, detects a peak corresponding to the target compound, and obtains an area value or a height value of the peak. Then, with reference to a calibration curve prepared in advance by analyzing a standard sample, the content or concentration is calculated as a quantitative value from the area value or height value of the peak.
  • the analysis result storage unit stores the quantitative value of each compound together with or associated with the sample information related to the analyzed sample as an analysis result.
  • the sample information can include, for example, a culture name for specifying a lot of the culture, a date of seeding, a date of collection, and the like.
  • analysis is similarly performed on a large number of samples by the analysis device, and information of the quantitative value calculated by the quantitative analysis unit is stored based on the data acquired thereby.
  • the table creation unit utilizes the sample information and analyzes the analysis result for a plurality of samples derived from the same living body but having different collection times. Are obtained from the analysis result storage unit. Then, a table is created in which a plurality of quantitative values are arranged at each collection time for each of a plurality of target compounds.
  • the graph creation unit creates, for example, a line graph indicating temporal changes in quantitative values at different collection times for one or more compounds among the plurality of target compounds.
  • the display processing unit displays the table of the quantitative value and the graph indicating temporal change of the quantitative value on the same screen of the display unit. The operator can grasp at a glance the temporal change in the content or concentration of one compound from the graph. In addition, the operator can know detailed values of the content and concentration of each compound on the table as needed.
  • the display processing unit further includes an operation unit for an operator to designate any one compound in the table displayed by the display processing unit, and the display processing unit is a compound instructed via the operation unit. It is preferable that a graph showing temporal change of the quantitative value of is displayed on the same screen as the table.
  • the table creation unit can switch the numerical values arranged in the created table to the average value of the quantitative values for the plurality of samples instead of the quantitative values for the plurality of samples at each collection time. It is good to be composition. According to this configuration, the operator can also know the average value of the plurality of quantitative values as a numerical value, as needed.
  • the graph creating unit creates a graph showing a temporal change of an average value obtained by averaging quantitative values of a plurality of samples for each collection time, instead of a graph showing a temporal change of quantitative values. It is good also as composition. According to this configuration, the operator can also visually grasp the tendency of the temporal change of the average value of the quantitative values for a plurality of samples under the same culture condition, as needed.
  • the sample information may include a culture name, a seeding date, and a collecting date.
  • the culture name can be arbitrarily assigned by the operator (user), generally, the same culture name is given to those in which the same cells and microorganisms are cultured under the same culture environment and conditions. Therefore, when the same cells or microorganisms are cultured in a plurality of culture vessels under the same culture environment and conditions, they are the same culture name and the information for specifying the culture vessel, for example, the culture plate number is different.
  • the graph creating unit in the present invention is an average value of quantitative values of the target compound in a plurality of samples having the same culture name and the same culture conditions and different information for specifying the culture container, and variation of the quantitative values thereof.
  • a value representing a degree may be calculated, and a graph may be created in which the average value of the quantitative values is plotted and the value representing the degree of variation of the quantitative values is an error bar.
  • the value representing the degree of variation of the quantitative value may be, for example, the standard deviation of a plurality of quantitative values.
  • the operator can visually confirm the degree of variation of the quantitative value on the displayed graph.
  • the variation of the quantitative value is abnormally large, it can be recognized rapidly and the quantitative value can be confirmed in detail in the table.
  • the graph creating unit may be configured to create a graph in which a graph showing temporal change of the quantitative value of the same compound obtained from a plurality of samples having different culture names is superimposed on the same axis.
  • culture names to be graphed may be selected appropriately by the operator.
  • the operator can easily compare temporal changes in quantitative values of compounds for samples of a plurality of culture names on the display screen. Thereby, it is possible to visually and easily find a sample whose trend of temporal change in the quantitative value of a certain compound is different from other samples, for example.
  • the graph creating unit is a difference between a quantitative value of the same compound obtained from a plurality of samples having different culture names and a quantitative value of the reference based on a sample which is any one culture name. It may be configured to create a graph showing temporal change of
  • the operator visually and easily displays on the display screen a sample having a large difference from the quantitative value of the compound for the reference sample or a compound having a large difference from the quantitative value for the reference sample.
  • a sample having a large difference from the quantitative value of the compound for the reference sample or a compound having a large difference from the quantitative value for the reference sample can be found in As a result, it is possible to properly provide the operator with information useful for examining optimal culture conditions and grasping the cell state during culture.
  • the operator can grasp the tendency of the temporal change of the quantitative value of the target compound in the sample from the graph displayed on the screen of the display unit at a glance, while the quantitative measurement as needed. You can check the details of the values in the same screen table.
  • the time and effort required for the operator to understand and confirm the analysis result can be simplified, and the work can be efficiently performed.
  • the operator can save time and labor for searching and graphing analysis results having different collection dates and times, it is possible to reduce the time and burden on the operator also in that respect, and erroneous understanding of analysis results due to work errors Can also be avoided.
  • the schematic block block diagram of the culture-medium automatic analysis system which is one Example of this invention.
  • the schematic diagram which shows an example of the apparatus status display screen displayed on a display part in the culture-medium automatic analysis system of a present Example.
  • the figure which shows an example of the sample information setting screen in the culture-medium automatic analysis system of a present Example.
  • the figure which shows an example of the analysis result display screen (comparison screen) in the culture-medium automatic-analysis system of a present Example The figure which shows a part of left side of the analysis result display screen shown in FIG.
  • the figure which shows an example of the analysis result display screen (comparison screen) in the culture-medium automatic-analysis system of a present Example The figure which shows a part of left side of the analysis result display screen shown in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of the culture medium sample automatic analysis system of the present embodiment.
  • the system of this example evaluates the differentiation state of the test cell based on the abundance of the biomarker (the metabolite by the cell) in the culture supernatant of the culture medium in which the test cell such as pluripotent cells are cultured.
  • the system of this embodiment includes a pretreatment device 2, a liquid chromatograph mass spectrometer (LC-MS) 3, a data processing unit 4, a control unit 5, a main control unit 6, an operation unit 7, a display unit 8 and the like.
  • the culture apparatus 1 of the block described by dotted lines in FIG. 1 is not included in the present system, and provides the culture medium sample to be analyzed in the present system.
  • a large number of culture medium samples obtained in the culture apparatus 1 are provided to the pretreatment apparatus 2, and in the pretreatment apparatus 2, predetermined pretreatments are sequentially performed on a large number of culture medium samples.
  • each culture medium sample (pretreated sample) subjected to the pretreatment by the pretreatment device 2 is sent to the LC-MS 3, and the components in each culture medium sample are sequentially analyzed in the LC-MS 3.
  • the data obtained by the analysis is sent to the data processing unit 4, and the data processing unit 4 performs predetermined data processing, outputs the result to the display unit 8 through the main control unit 6, and presents it to the user (operator).
  • the control unit 5 controls the preprocessing device 2, the LC-MS 3 and the data processing unit 4 for the above-mentioned processing.
  • the main control unit 6 mainly has a function of a user interface through the operation unit 7 and the display unit 8. The configuration of each part will be described in detail.
  • the culture apparatus 1 is an apparatus for culturing a test cell.
  • the test cells are, for example, stem cells, typically pluripotent stem cells such as ES cells and iPS cells. Also, cells subjected to differentiation induction from stem cells can be used as test cells.
  • As a medium used for culturing such test cells various media generally used for culturing stem cells, such as DMEM / F12 or a medium (such as mTeSR1) mainly composed of DMEM / F12, may be used. Can. When culturing cells on such a medium, various metabolites by the cells are mixed in the culture supernatant.
  • the operator manually prepares a culture medium sample by collecting a portion of the culture supernatant and injecting it into a predetermined vial (sample container).
  • a predetermined vial sample container
  • a part of the culture supernatant may be automatically collected at a fixed time each day, that is, a culture medium sample may be prepared automatically.
  • the pretreatment device 2 includes a sample placement unit 20 including a sample rack on which a large number of vials are placed, and one vial selected from a large number of vials placed on the sample placement unit 20.
  • a sample placement unit 20 including a sample rack on which a large number of vials are placed, and one vial selected from a large number of vials placed on the sample placement unit 20.
  • the pretreatment execution unit 21 for performing pretreatment for removing unnecessary components such as proteins through the steps of sample dispensing, reagent dispensing, stirring, filtration, etc., and the culture medium sample for which the pretreatment has been completed
  • a pretreated sample delivery unit 22 for transferring the container temporarily accommodated to a predetermined position of the LC-MS 3.
  • the sample rack used in the pretreatment device 2 is substantially arc-shaped in top view, and six sample racks are arranged on the sample placement unit 20 along the circumferential direction of the annular ring. It is arranged. Ten or eleven vials can be mounted in one sample rack. That is, each sample rack is formed with a recess having a size that can accommodate the bottom of a plurality of vials, and the vial can be placed in each recess.
  • pretreatment for removing protein specifically adds isopropylmalic acid as an internal standard sample as a reagent to a culture medium sample, and mixes, for example, methanol, chloroform and water in a ratio of 2.5: 1: 1. It can be treated with the extracted solution.
  • the pretreatment is not limited to protein removal, and other pretreatments may be performed on the culture medium sample.
  • the apparatus currently disclosed by patent document 4 the nonpatent literature 2 grade
  • the LC-MS 3 includes a liquid chromatograph (LC) section 31 including a liquid feed pump, an injector, a column and the like, and an autosampler 30 for selecting one of a large number of culture medium samples and introducing it into the LC section 31. And a mass spectrometry (MS) section 32 which performs mass analysis on the components in the sample separated in the time direction by the column of the LC section 31.
  • LC liquid chromatograph
  • MS mass spectrometry
  • the auto sampler 30 is specified by the sample mounting unit 302 including a sample rack on which a large number of vials different from those used in the pretreatment apparatus 2 are placed, and the pretreatment sample delivery unit 22 of the pretreatment apparatus 2
  • the sample dilution section to aspirate the pretreated culture medium sample in the container transferred to the position, add ultrapure water, dilute to a predetermined magnification, and dispense it to the vial placed on the sample placement section 302
  • a sample collection unit 303 for collecting a predetermined amount of pretreated and diluted culture medium sample from one of the plurality of vials placed on the sample placement unit 302 and the sample preparation unit 301 and introducing it into the injector of the LC unit 31. And.
  • the sample rack used by the auto sampler 30 is rectangular in top view, and is formed into a matrix of n rows and m columns (12 rows and 8 columns in this example) in one sample rack. It is possible to arrange the vials.
  • the MS unit 32 uses, for example, putrescine, kynurenine, cystathionine, ascorbic acid, riboflavin, pyruvate, serine, cysteine, threonate, citric acid and orotic acid as biomarkers.
  • Mass spectrometry targeting at least one compound selected from the group consisting of The type of mass spectrometer used as the MS unit 32 is not particularly limited as long as it is equipped with an atmospheric pressure ion source, and for example, a quadrupole mass spectrometer, a tandem quadrupole mass spectrometer, a quadrupole- A time of flight mass spectrometer or the like can be used.
  • the data processing unit 4 includes functional blocks such as a sample information storage unit 40, a data storage unit 41, a quantitative analysis unit 42, an analysis result storage unit 43, and a result display processing unit 44.
  • the sample information storage unit 40 stores sample information input and set for each vial in which the culture medium sample is stored in the pretreatment device 2 as described later.
  • the data storage unit 41 stores data collected by performing analysis in the LC-MS 3.
  • the quantitative analysis unit 42 prepares an extracted ion chromatogram for each data obtained using a specific compound as a target, and uses it for a calibration curve prepared in advance, and the peak area value and height value observed in the chromatogram The concentration value of the compound is calculated on the basis of
  • the analysis result storage unit 43 stores calculation results by the quantitative analysis unit 42 and the like.
  • the result display processing unit 44 creates a graph based on the calculated analysis result and the like, creates a screen of a predetermined format in which the graph is arranged, and outputs the screen to the display unit 8 through the main control unit 6.
  • the control unit 5 includes functional blocks such as a preprocessing execution control unit 50, an LC-MS execution control unit 51, a display control unit 52, an input processing unit 53, and a setting information storage unit 54.
  • the preprocessing execution control unit 50 controls the preprocessing operation of the preprocessing device 2.
  • the LC-MS execution control unit 51 controls an analysis operation in the LC-MS 3.
  • the display control unit 52 displays a screen displaying the operation state of the pretreatment device 2 and the LC-MS 3, information (sample information) of culture medium samples provided to the pretreatment device 2, or analysis of each sample A screen for the operator to set conditions and the like is created, and this is output to the display unit 8 through the main control unit 6.
  • the input processing unit 53 executes predetermined processing in accordance with an input operation of the operation unit 7 by the operator.
  • the setting information storage unit 54 stores sample information, analysis conditions, and the like for each culture medium sample, which are input and set by an input operation or the like of the operator.
  • the substance of the data processing unit 4, the control unit 5, and the main control unit 6 is a personal computer (or a higher-performance workstation), and one or more dedicated software installed in the computer is By operating at the above, the function of each of the above blocks can be achieved.
  • the operation unit 7 is a pointing device such as a keyboard or a mouse attached to a personal computer or the like
  • the display unit 8 is a display monitor.
  • the culture medium sample contained in one of the multiple vials placed on the sample placement unit 20 in the pretreatment device 2 is subjected to the pretreatment and dilution operations, It is injected into one of the multiple vials placed on the sample placement unit 302 of the autosampler 30. Therefore, in principle, a large number of vials mounted on the sample mounting portion 20 in the pretreatment device 2 and a large number of vials mounted on the sample mounting portion 302 in the autosampler 30 are in principle one to one correspondence. it can. Characteristic display control is performed so that the operator can easily and accurately grasp the correspondence between the vials. Next, the display control will be described.
  • FIG. 2 is a schematic view showing an example of the apparatus state confirmation screen 100.
  • the device state confirmation screen 100 is a screen for simultaneously displaying information on the operation of the preprocessing device 2 and the operation of the LC-MS 3. That is, the apparatus state confirmation screen 100 is roughly divided into two in right and left, and the left side is the preprocessing state display area 110 and the right side is the analysis state display area 120.
  • a first sample placement image 111 graphically showing a top view image of the sample placement unit 20 in the pre-processing device 2 is displayed.
  • the first sample placement image 111 is six circles in correspondence with six substantially arc-shaped sample racks arranged along the circumferential direction of the annular ring. It is divided into arc-shaped areas 112, and circular-shaped areas 113 respectively corresponding to a plurality of (11 in this example) vials are provided in each of the arc-shaped areas 112.
  • the English letters “A”, “B”, “C”, “D”, “E”, “F” are areas respectively It is given as a name.
  • the plurality of circular areas 113 in each arc-shaped area 112 are respectively assigned numbers which are consecutive numbers of “1” to “11”.
  • All circular regions 113 in the first sample arrangement image 111 are vial numbers combining English letters representing the circular arc region 112 to which the circular circular region 113 belongs, and numbers which are consecutive numbers in the circular arc region 112 The vial number is identified as an identification number to a vial identified by and placed at a position corresponding to the circular area 113.
  • the display color of each circular area 113 indicates the execution status of the pretreatment of the culture medium sample in the vial at the position corresponding to the circular area 113.
  • the execution status etc. of the pre-processing represented here “sample information not set” in which sample information such as the sample name is not set yet, the pre-processing is executed although the sample information is set "Sample information set” not being processed, "preprocessing in progress” being executed, “preprocessing being completed”, "vial” indicating that there is no vial at that position
  • the execution situation of the pre-processing is indicated by the difference of the filling, the difference of the line type indicating the area, and the like.
  • the circular area 113 corresponding to the five vials having the vial numbers “A1” to “A5” is in the state of “pre-processing executed”, and the vial number is “A6”.
  • the circular area 113 corresponding to a single vial is in the “pre-processing in progress” state. In all other cases, it is in the state of "sample information set”.
  • an operation status display unit 114 indicating the operating status of the preprocessing device 2 is provided.
  • the operation state display unit 114 displays “ready” because the operation is ready to be performed on the preprocessing device 2 but, for example, the preprocessing device 2 is stopped.
  • the display of the operation state display unit 114 is switched between “stopped” and the like when it is in operation, and “in preparation” and the like when it is activated and preparation is not yet completed.
  • a second sample arrangement image 121 graphically showing a top view image of the sample placement unit 302 in the auto sampler 30 is displayed.
  • this second sample arrangement image 121 as in the case of the actual sample placement unit 302, each corresponds to a plurality of vials arranged in a matrix of n rows and m columns (12 rows and 8 columns in this example).
  • a circular area 122 is provided.
  • each column in the second sample arrangement image 121 in each column in the second sample arrangement image 121, “A”, “B”, “C”, “D”, “E”, “F”, “G”, “H”
  • the English letters of “] are assigned, and each line is assigned a number which is a sequential number of“ 1 ”to“ 12 ”.
  • All circular regions 122 in the second sample arrangement image 121 are identified by vial numbers combining English letters and numbers according to the positions on the rows and columns, and the positions of the circular regions 122 are determined.
  • One vial is assigned its vial number as an identification number.
  • the display color of each circular area 122 indicates the status of the dilution operation of the autosampler 30 for the pretreated and diluted culture medium sample in the vial at the position corresponding to the circular area 122 and the LC section 31 and the MS section 32.
  • the execution status etc. of the dilution operation and analysis are indicated by the difference in the paint etc.
  • the circular area 122 corresponding to five vials whose sample numbers are “A1” to “A5” is in the “diluted” state.
  • the circular area 122 corresponding to all the other vials is in the "undiluted” state.
  • the culture medium sample subjected to dilution is injected into each vial, the culture medium sample is still injected into the vial at a position where the circular area 122 is in the “undiluted” state. I mean not.
  • an operation state display unit 123 showing the operation states of the LC unit 31 and the MS unit 32 is provided.
  • the operation state display unit 123 displays “ready” because the LC unit 31 and the MS unit 32 are ready to operate.
  • the LC unit 31 and the MS unit 32 When the is stopped, the display of the operation state display unit 123 is switched to “during stop” or the like, and when started and the preparation is not completed yet, “during preparation” or the like.
  • a start button 130 operated when starting analysis a pause button 131 operated when suspending analysis, and analysis are stopped.
  • a Stop button 132 which is operated at the time of operation, is disposed. After selecting the analysis method registered in advance, the analyst can instruct start of a series of analysis including pretreatment by clicking the start button 130.
  • FIG. 2 shows a state in which the analysis is in progress as the start button 130 has already been operated.
  • the vial placed in the sample placement unit 20 in the pretreatment device 2 and the vial placed in the sample placement unit 302 in the autosampler 30 have the same vial number It is associated.
  • the operator can use the same sample as the sample in the vial placed in one of the sample placement units 20 or 302 (but different in the presence or absence of pretreatment and dilution) of the other sample placement unit 302 or 20. It is possible to easily grasp on the display which position the vial is in.
  • the pretreatment device 2 pre-processes the culture medium samples in five vials having vial numbers “A1” to “A5” in the first sample arrangement image 111.
  • the second sample arrangement image 121 it can be easily recognized in the second sample arrangement image 121 that they are transferred to the auto sampler 30 and already in the diluted state.
  • sample information is set for all the vials placed on the sample placement unit 20 of the pretreatment device 2 and analysis is already started.
  • the operator inputs and sets sample information on culture medium samples in each vial for all the vials placed on the sample placement unit 20 of the pretreatment device 2 and performs LC- Input and set analysis conditions for analysis by MS4.
  • the sample information includes the date of seeding, culture name, culture plate number, date of collection, and the like.
  • the analysis method including the set sample information and the analysis condition is stored in the setting information storage unit 54 in association with the vial number. As one method, sample information can be set as follows.
  • FIG. 3 shows an example when the circular area 113 to which the vial number “A1” is assigned is designated.
  • a text box 401 for inputting sample information such as a seeding date, culture name, culture plate number, collection date, reference and the like is arranged.
  • the reference is a value used as needed when calculating or processing the analysis result described later, and for example, the culture medium sample obtained by measurement or observation in another apparatus not included in the present system is obtained.
  • the number of cells in the original culture vessel, lactic acid value (amount of substance produced when sugar is consumed), concentration of bacteria, or absorbance of culture solution can be a value of any item. .
  • the operator inputs or selects appropriate information for each item as described above regarding the sample information, and then clicks the confirm button 402. Then, in response to this operation, the input processing unit 53 determines sample information for the vial number at that time, creates a sample information file including sample information for each vial number, and stores the file in the setting information storage unit 54. Do.
  • sample information such as the date of seeding, culture name, culture plate number, collection date and time etc. is organized in advance for plural vials, that is, culture medium samples.
  • the sample information corresponding to a plurality of vials is batched by selecting a plurality of vials for which sample information has not been set and selecting the corresponding plurality of sample information on the table. Can also be set.
  • the input processing unit 53 stores the sample information file including the sample information in the setting information storage unit 54 for each vial, but at that time, the sample information is stored in the custom property which is one of the file attribute information. Automatically register the information of each item of.
  • FIG. 4 is a view showing an example of a state in which sample information is automatically registered in the custom property 411 on the file property dialog screen 410.
  • the text is set as the type of the custom property value
  • the information on the date and time of collection, date and time of collection, culture name, culture plate number, and QC value is “C2MAP_CultureStartingDate”, “C2MAP_CultureSamplingDate”, “C2MAP_CulturePlateNumber”, “C2MAP_CultureName” , "C2MAP_QC” is registered as a value corresponding to the name.
  • the file containing the sample information set for each vial in the control unit 5 is transferred to the data processing unit 4 at an appropriate time, and is also stored in the sample information storage unit 40.
  • the file property can be shared if it is based on the same OS such as Windows (registered trademark), for example.
  • Windows registered trademark
  • the maker of the pre-processing apparatus 2 and the maker of the LC-MS 3 constituting the present system are different, and the data processing unit 4 processing data by the LC-MS 3 reads the data of the file storing the sample information. Even if you can not, you can get sample information using the properties of the file.
  • the quantitative analysis unit 42 uses the data to create an extraction ion chromatogram for one or a plurality of predetermined compounds for each vial, and calculates an area value of a peak corresponding to the compound. Further, the concentration value is calculated from the peak area value with reference to a calibration curve prepared in advance. Thereby, the peak area value and the concentration value of one or a plurality of compounds are determined for each vial, that is, for each culture medium sample, and they are stored in the analysis result storage unit 43 as one file.
  • the file of the analysis result for each sample stored in the analysis result storage unit 43 is linked with the file having the sample information of the same culture medium sample stored in the sample information storage unit 40 as data.
  • the data file for each sample stored in the data storage unit 41 is also linked with the file of sample information.
  • culture supernatants in one culture vessel are continuously analyzed, for example, at the same time every day until the end of culture, in order to evaluate the differentiation state of test cells in culture. . Therefore, media samples with the same culture name are analyzed daily, and data files and analysis result files are created and stored, respectively. Since the amount of compound (eg, metabolite by cells) in the culture medium sample derived from the same culture vessel changes daily, observing this temporal change is important in cell evaluation.
  • the graph based on the analysis result is displayed in association with the sample information as follows.
  • the result display processing unit 44 selects the file of sample information corresponding to the designated information and the analysis result file as the sample information storage unit 40 and the analysis result storage unit 43. Then, based on the data in the file, as described later, the trend table in which the quantitative value (or the average value of a plurality of quantitative values) is arranged, the temporal change of the average value of the quantitative values (or the quantitative value itself A trend graph showing temporal changes is created, and a main analysis result display screen 200 as shown in FIGS. 5 and 6 in which those tables and graphs are arranged is created and displayed on the display unit 8.
  • FIG. 5 and 6 A trend graph showing temporal changes is created, and a main analysis result display screen 200 as shown in FIGS. 5 and 6 in which those tables and graphs are arranged is created and displayed on the display unit 8.
  • FIG. 5 is a view showing the entire main analysis result display screen 200
  • FIG. 6 is a view showing a part of the left of the main analysis result display screen 200.
  • the main analysis result display screen 200 is generally divided into upper and lower parts, and a table display area 210 is provided at the upper side and a graph display area 220 is provided at the lower side.
  • a sample information display area 211 in which a culture name, which is sample information, and a seeding date and time are displayed, and a trend table 212 is disposed therebelow.
  • the trend table 212 is a table in which types of compounds (metabolites) to be analyzed are arranged in the vertical direction, and culture plate numbers (the number of days elapsed from the start of culture) and culture date for each collection date are arranged in the horizontal direction. .
  • culture plate numbers are only 1 to 3, but this number can be further increased.
  • the result display processing unit 44 causes each cell of the trend table 212 to display the quantitative value of a certain type of compound for one culture plate number of a certain culture day.
  • the quantitative value mentioned here is the peak area value, the area ratio to the peak area value under a specific condition (for example, the area ratio when the area value on the first day of the collection date is 1), the concentration value, under a specific condition
  • the concentration ratio to the concentration value in for example, the concentration ratio when the concentration value on the first day of the collection date is 1), or the calculated value obtained by dividing those values by the value of the reference described above.
  • the operator can appropriately select which value is displayed as a quantitative value on another setting screen, but in any case, the analysis result calculated for each compound by the quantitative analysis unit 42 is displayed here become.
  • a detailed mode / average display mode selection button 215 is provided. 5 and 6 show the state in which the detail mode is selected by the button 215. At this time, all the results of three samples having different culture plate numbers at the same collection date are displayed.
  • the result display processing unit 44 averages the results of three samples having different culture plate numbers at the same collection date and time for each compound The values are displayed in the trend table 212. Even if cultured under the same conditions, it is inevitable that differences in cell proliferation etc. will occur, and the results of three samples at the same collection date have some degree of variation, so usually the average value according to the average display mode You only need to check. However, if there is any doubt in the result, etc., it is possible to confirm the presence or absence of an abnormal value or the like by confirming each peak area value or concentration value by selecting the detailed display mode.
  • a graph (trend graph) indicating a change in peak area value or the like of one compound selected in the trend table 212 is displayed.
  • the result display processing unit 44 collects analysis results for the instructed compound, creates a trend graph, and creates a trend graph in the graph display area 220. Update the display.
  • “Hexose (Glucose)” in the fourth line of the trend table 212 is selected, and a trend graph indicating changes in peak area value is displayed.
  • the values on this graph are the average values for three samples with different culture plate numbers at the same collection date, and the dispersion of the values is indicated by error bars.
  • the value used for this error bar display can be selected by the operator from among dispersion, standard deviation, and the like on another setting screen.
  • the operator can specify the threshold for the error on another setting screen, and if the error exceeds this threshold, the error bar is displayed in a display color different from the normal display color, etc. It may be possible to warn the operator that C is abnormal.
  • the trend graph of the quantitative value itself may be displayed instead of the trend graph of the average value of the quantitative value.
  • the main analysis result display screen 200 can confirm only the trend graph for one designated culture name, but when it is desired to compare the results of a plurality of culture medium samples having different culture names, the operator can check the main analysis result display screen 200.
  • the comparison mode is selected by the main mode / comparison mode selection button 216 displayed at the top. Then, the result display processing unit 44 displays a comparison analysis result display screen 300 as shown in FIG. 7 on the display unit 8.
  • FIG. 7 is a view showing the entire comparison analysis result display screen 300
  • FIG. 8 is a view showing a part of the left side of the comparison analysis result display screen 300.
  • the comparison analysis result display screen 300 is roughly divided into three, and a sample type table display area 310 is provided at the upper left, a compound table display area 320 is provided at the lower left, and a graph display area 330 is provided to the right of them.
  • the sample type table display area 310 displays a sample type table in which one culture name is in one line
  • the compound table display area 320 displays a compound table in which one compound is in one line.
  • check boxes are provided in each row, and a trend graph, which is an analysis result of the check boxes checked, is displayed in the graph display area 330.
  • trend graphs of compounds other than Ascorbic acid 2-phosphate for the culture medium sample whose culture name is “Ecto” are displayed in the graph display area 330.
  • the trend graph itself is the same as that displayed in the graph display area 220 of the main analysis result display screen 200, and average values such as peak area values and concentration values for each collection date and error bars are displayed. Thereby, temporal changes such as peak area values of different compounds can be easily compared.
  • the comparative analysis result display screen 300 analysis results of culture medium samples having different culture names can be compared. That is, when the operator designates a plurality of culture names to be compared on another setting screen, the result display processing unit 44 displays a comparison analysis result display screen 300 as shown in FIGS. 9 and 10 on the display unit 8.
  • FIG. 9 is a view showing the entire comparison analysis result display screen 300
  • FIG. 10 is a view showing a part of the left side of the comparison analysis result display screen 300.
  • the sample type table display area 310 displays a sample type table in which a plurality of designated culture names are listed. Different culture colors are assigned to each culture name. However, since the colors can not be expressed here, the shapes of the plot points on the graph are different.
  • a trend graph on which line graphs corresponding to different samples having different culture names are superimposed is displayed in the graph display area 330.
  • trend graphs of compounds other than Ascorbic acid 2-phosphate for four culture medium samples having culture names “Ecto”, “Meso”, “End”, “No diff” are graphs. It is displayed in the display area 330. This makes it possible to easily compare changes in the quantified value of the same compound in different cultured cells.
  • the difference between the analysis result of the reference and another analysis result can be displayed based on any one of a plurality of culture medium samples. That is, as shown in FIG. 11 and FIG. 12, when the operator checks the reference radio button 312 in the row corresponding to one sample as a reference on the sample type table displayed in the sample type table display area 310
  • the result display processing unit 44 calculates, for each compound, the difference between the peak area value or concentration value of the reference sample and the peak area value or concentration value of the other samples, and the temporal change of the difference. Create a trend graph to show. Then, the trend graph is displayed in the graph display area 330.
  • the culture medium name is "No diff”
  • the culture medium sample is used as a standard
  • the trend graph of compounds other than Ascorbic acid 2-phosphate for the other three samples is shown in the graph display area 330. Is displayed on. In this trend graph, it is possible to intuitively grasp the change in the difference between the quantitative value and the reference.
  • the number of vials that can be placed on the sample placement units 20 and 302 may be changed as appropriate, and the shape of the rack on which the vials are placed on the sample placement units 20 and 302 may also be changed accordingly. can do.
  • the method of giving a vial number can also be changed suitably.
  • the above embodiment is a system for analyzing compounds such as metabolites contained in a culture medium sample by LC-MS, it may analyze compounds in samples derived from other living bodies of the culture medium sample.
  • the analyzer is not limited to LC-MS, but may be GC-MS or an analyzer such as an optical analyzer other than that.
  • the pretreatment by the pretreatment device is not limited to the removal of proteins and other undesirable components, and can be various pretreatments.
  • the dilution of the sample is performed by the autosampler in LC-MS, but the dilution may be performed by the pretreatment device.
  • Main control Part 7 Operation part 8: Display part 100: Device status confirmation screen 110: Pre-processing status display area 111: First sample arrangement image 112: Arc shaped area 113, 122: Circular shape area 120: Analysis state display area 121 ... Second sample arrangement image 114, 123 ... operation state display unit 130 ... start button 131 ... pause button 132 ... stop button

Abstract

データ記憶部（４１）にはLC-MS（３）で得られた多数の培地試料に対するLC/MS分析データが格納され、定量分析部（４１）はそのデータに基づいて試料中の多数の化合物についての濃度値を算出し、その結果を分析結果記憶部（４３）に格納する。結果表示処理部（４４）は同じ培養名で採取日時が異なる分析結果を分析結果記憶部（４３）から取得し、化合物毎に各採取日時の濃度値を配置したテーブルを作成するとともに、一つの化合物の濃度値の時間的変化を示すグラフを作成し、そのテーブルとグラフとを同一画面上に配置して表示部（８）に表示する。オペレータが操作部（７）により、表示されたテーブル上で任意の化合物を選択指示すると、結果表示処理部（４４）は指示された化合物に対応するグラフを作成して表示上のグラフを更新する。これにより、オペレータは任意の化合物の濃度の時間的変化を視覚的に把握しつつ、必要に応じてテーブル上で詳細な値を確認することができる。

Description

生体試料分析システム
　本発明は、複数の化合物を含む試料に対して所定の分析を実行して化合物毎に定量値を求め、その定量値を分析結果として表示する分析システムに関し、さらに詳しくは、同一の生体由来であって採取時間が異なる複数の試料についての分析を行うための生体試料分析システムに関する。ここでいう生体由来の試料とは生体由来の化合物を含む試料のことをいい、全血、血清、濾紙血、尿など生体から直接的に採取された試料のみならず、例えば多能性幹細胞などの生体組織や微生物などを培養する培地から得られた代謝物を含む培養上清なども含む。
　再生医療分野では、近年、ｉＰＳ細胞やＥＳ細胞等の多能性幹細胞を用いた研究や技術開発が盛んに行われている。こうした研究や技術開発においては、多能性を維持した状態の未分化の細胞を大量に培養する必要がある。そのため、適切な培養環境の選択と環境の安定的な制御が必要であるとともに、培養中の細胞の状態を高い頻度で以て確認する必要がある。
　例えば細胞コロニー内の細胞が未分化状態から逸脱すると、細胞コロニー内にある全ての細胞は分化する能力を有しているために、最終的にはコロニー内の細胞全てが未分化逸脱状態に遷移してしまう。そのため、作業者は培養している細胞中に未分化状態を逸脱した細胞（すでに分化した細胞や分化しそうな細胞）が発生していないかどうか、つまりは細胞の分化状態を、日々確認する必要がある。
　従来、細胞の分化状態を評価する方法として、免疫染色を利用した方法やマーカー遺伝子の発現レベルを定量する方法が広く用いられている。しかしながら、こうした方法ではいずれも細胞に対して侵襲的な処理を行う必要がある。そのため、分化状態を評価した後にその評価に供された細胞を別の目的に利用すること、例えば再生医療の細胞源とすることはできなかった。また、完全に同一であるサンプルについて時間経過に伴う変化を評価することも不可能であった。
　これに対し、特許文献１～３には、細胞そのものではなく細胞を培養している培地の培養上清中の特定の化合物の存在量を液体クロマトグラフ質量分析装置（ＬＣ－ＭＳ）やガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣ－ＭＳ）などを用いて分析し、その結果に基づいて細胞の分化状態を評価する方法が開示されている。また、こうした方法を実施するために、細胞を培養する培地由来の試料についての多成分一斉分析を行うためのＬＣ－ＭＳ用のソフトウェアも実用化されている（非特許文献１参照）。こうした方法によれば、細胞の分化状態を細胞に対して非侵襲的に評価することができるという大きな利点がある。
　上述した、培養上清中の特定の化合物の分析結果に基づいて細胞の分化状態を評価する際には、被検細胞が培地において培養された後、その培養に用いられた培地由来の試料（培地試料）が培養装置からＬＣ－ＭＳ等の分析装置に導入される。ただし、培地試料には細胞の分化状態の評価に不要であり、且つ時間経過に伴って目的化合物を変性させるおそれがあるタンパク質なども含まれる。そのため、一般には、前処理装置においてタンパク質を除去する等の前処理が行われた後の培地試料がＬＣ－ＭＳに導入される。つまり、培地試料は培養装置から前処理装置を経てＬＣ－ＭＳなどの分析装置に導入される。前処理装置としては、例えば特許文献４、非特許文献２などに開示されている、試料容器に収容された多数の試料を自動的に順次処理することが可能な装置が有用である。
国際公開第２０１５／１６６８４５号パンフレット 国際公開第２０１７／０６８７２７号パンフレット 国際公開第２０１７／０６８８０１号パンフレット 特開２０１７－１７００７９号公報
「LC/MS/MSメソッドパッケージ 細胞培養プロファイリング」、[online]、［平成２９年１１月２１日検索］、株式会社島津製作所、インターネット＜URL：　http://www.an.shimadzu.co.jp/lcms/tq-option/mp_profiling_cell-culture.htm＞ 「SCLAM-2000 全自動LCMS前処理装置」、[online]、［平成２９年１１月２１日検索］、株式会社島津製作所、インターネット＜URL：　http://www.an.shimadzu.co.jp/lcms/sclam2000-2.htm＞
　被検細胞や微生物などが培養されている培地の培養上清中には、グルコースなどの炭素源、グルタミンなどの窒素源、必須アミノ酸類、ビタミン類といった培地そのものに含まれる化合物のほかに、細胞や微生物から分泌される各種の代謝物など、多様な化合物が含まれる。一般に、培養日数（培養時間）が経過するに伴って炭素源や窒素源などは消費されることで減少する一方、細胞や微生物から分泌される一部の代謝物は増加する。したがって、培地試料の多成分一斉分析を行う場合、化合物毎の濃度の時間的変化を観察するとともに、化合物間での濃度の時間的変化を比較することが重要である。さらにまた、異なる環境や条件の下で培養されている同種の細胞に由来する試料に対する分析結果、或いは同一の環境や条件の下で培養されている異なる種類の細胞由来の試料に対する分析結果を比較することも必要である。
　上述した前処理装置とＬＣ－ＭＳ等の分析装置とを接続した従来の分析システムにおいて上記のような化合物毎の濃度の時間的変化の評価を行うには、同じ培養容器から得られた採取日時の異なる複数の試料に対する分析結果をオペレータが検索してグラフを作成する等の面倒な作業が必要であった。
　また、こうした生体に関わる化合物の定量分析では培養時における生物学的な不均一性の影響を軽減するために、通常、同じ細胞を同じ条件で培養した複数の試料の定量値の平均や標準偏差を計算することが行われるが、培養環境の異常発生などを見つけるには、個別の定量値を詳細に確認する必要がある。上述したような化合物の濃度の時間的変化を示すグラフではこうした定量値の詳細な値は確認できないため、オペレータはグラフを作成するのとは別の作業によって必要な情報を確認する必要があった。
　本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、上述したような定量値の時間的変化の傾向の把握や比較といった大局的な結果の確認と個別の定量値等の詳細な確認とを、オペレータが容易に行うことができる生体試料分析システムを提供することである。
　上記課題を解決するために成された本発明は、生体に由来する試料を分析する生体試料分析システムであって、
　a)試料に対して所定の分析を実行し、該試料に含まれる複数の化合物の含有量又は濃度を反映した信号強度値データを取得する分析装置と、
　b)前記分析装置で得られた信号強度値データに基づいて化合物毎に定量値を算出する定量分析部と、
　c)前記定量分析部により算出された化合物毎の定量値を、分析した試料に関連する試料情報とともに又は該試料情報に関連付けて分析結果として記憶する分析結果記憶部と、
　d)試料情報を利用して、同じ生体由来であって採取時期が相違する複数の試料に対する分析結果を前記分析結果記憶部から取得し、前記複数の化合物のそれぞれについて採取時期毎に定量値を配置したテーブルを作成するテーブル作成部と、
　e)前記複数の化合物のうちの一つ以上の化合物について、前記採取時期が相違する定量値の時間的な変化を示すグラフを作成するグラフ作成部と、
　f)前記テーブル作成部により作成されたテーブルと前記グラフ作成部により作成されたグラフとを表示部の同一画面上に表示する表示処理部と、
　を備えることを特徴としている。
　本発明において生体試料は典型的には、細胞や微生物が培養される培地由来の試料、例えば培地の培養上清である。この場合、採取時期が相違する複数の試料とは、培養開始（播種）時点からの経過日数又は経過時間である培養日数又は培養時間が相違する複数の試料である。
　また本発明における分析装置での分析手法は特に限定されないが、分析装置は例えば液体クロマトグラフ（ＬＣ）、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）、液体クロマトグラフ質量分析装置（ＬＣ－ＭＳ）、ガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣ－ＭＳ）などである。
　本発明において、例えば分析装置がＬＣ－ＭＳ又はＧＣ－ＭＳである場合、該分析装置は予め用意された試料容器中の試料に対するＬＣ／ＭＳ分析又はＧＣ／ＭＳ分析を実行し、目的化合物に対応する質量電荷比毎にクロマトグラム（つまり抽出イオンクロマトグラム又はマスクロマトグラム）データを信号強度値データとして取得する。定量分析部は、取得したデータから抽出イオンクロマトグラムを作成し、目的化合物に対応するピークを検出して該ピークの面積値又は高さ値を求める。そして、標準試料を分析することにより予め作成しておいた検量線を参照し、ピークの面積値又は高さ値から含有量又は濃度を定量値として算出する。
　分析結果記憶部は、化合物毎の定量値を、分析した試料に関連する試料情報とともに又は該試料情報に関連付けて分析結果として記憶する。上述したように分析対象の生体試料が培養上清である場合、試料情報とは例えばその培養のロット等を特定するための培養名、播種日時、採取日時、などを含むものとすることができる。この分析結果記憶部には、多数の試料について分析装置により同様に分析が実施され、それにより取得されたデータに基づいて定量分析部により算出された定量値の情報が格納される。
　例えばオペレータにより或る特定の生体の分析結果を表示するよう指示がなされると、テーブル作成部は、試料情報を利用して、同じ生体由来であって採取時期が相違する複数の試料に対する分析結果を分析結果記憶部から取得する。そして、複数の目的化合物のそれぞれについて採取時期毎に複数の定量値を配置したテーブルを作成する。またグラフ作成部は、その複数の目的化合物のうちの一つ以上の化合物について、採取時期が相違する定量値の時間的な変化を示す例えば折れ線グラフを作成する。そして表示処理部は、その定量値のテーブルと定量値の時間的変化を示すグラフとを表示部の同一画面上に表示する。オペレータはそのグラフから一つの化合物の含有量や濃度の時間的変化を一目で把握することができる。またオペレータは、必要に応じて各化合物の含有量や濃度の詳細な値をテーブル上で知ることができる。
　本発明において好ましくは、前記表示処理部により表示されているテーブル中で任意の一つの化合物をオペレータが指示する操作部をさらに備え、前記表示処理部は、前記操作部を介して指示された化合物についての定量値の時間的な変化を示すグラフを前記テーブルと同一の画面上に表示する構成とするとよい。
　この構成によれば、試料に含まれる化合物の数が多い場合でも、オペレータは、自らが確認したい化合物についての定量値の時間的変化を簡便に且つ間違いなく確認することができる。
　また本発明において、前記テーブル作成部は、作成したテーブルに配置される数値を、採取時期毎の複数の試料に対する定量値に代えて、該複数の試料に対する定量値の平均値に切り替えることが可能である構成とするとよい。
　この構成によれば、オペレータは必要に応じて、複数の定量値の平均値を数値として知ることもできる。
　また本発明において、前記グラフ作成部は、定量値の時間的な変化を示すグラフに代えて、採取時期毎の複数の試料に対する定量値を平均した平均値の時間的変化を示すグラフを作成する構成としてもよい。
　この構成によれば、オペレータは必要に応じて、同じ培養条件である複数の試料に対する定量値の平均値の時間的変化の傾向も視覚的に把握することができる。
　本発明において、上述したように生体試料が生体組織又は微生物を培養している培地に由来する培地試料である場合、前記試料情報は、培養名、播種日時、及び採取日時を含むものとすることができる。培養名はオペレータ（ユーザ）が任意に付けることができるが、一般的には、同じ細胞や微生物を同じ培養環境・条件の下で培養するものに同じ培養名を付ける。したがって、同じ細胞や微生物を同じ培養環境・条件の下で複数の培養容器中で培養する場合に、それらは同じ培養名であり培養容器を特定する情報、例えば培養プレート番号が異なるものとなる。
　この場合、本発明における前記グラフ作成部は、同じ培養名で且つ同じ培養条件であり培養容器を特定する情報が相違する複数の試料における目的化合物の定量値の平均値及びその定量値のばらつきの程度を表す値を算出し、前記グラフとして、前記定量値の平均値をプロットとし、前記定量値のばらつきの程度を表す値をエラーバーとしたグラフを作成する構成とするとよい。ここで、定量値のばらつきの程度を表す値は例えば複数の定量値の標準偏差とすればよい。
　この構成によれば、オペレータは表示されているグラフ上で定量値のばらつきの程度を視覚的に確認することができる。それにより、例えば定量値のばらつきが異常に大きいときにそれを迅速に認識して、テーブル中で定量値を詳細に確認することができる。
　また本発明において、前記グラフ作成部は、培養名が相違する複数の試料から得られた同じ化合物の定量値の時間的変化を示すグラフを同じ軸に重ねたグラフを作成する構成としてもよい。このとき、グラフ化する培養名はオペレータが適宜選択できるようにすればよい。
　この構成によれば、オペレータは複数の培養名の試料についての化合物の定量値の時間的変化を表示画面上で容易に比較することができる。それにより、例えば或る化合物の定量値の時間的変化の傾向が他の試料と異なる試料を、視覚的に簡単に見つけることができる。
　また本発明において、前記グラフ作成部は、培養名が相違する複数の試料から得られた同じ化合物の定量値について、いずれか一つの培養名である試料を基準としてその基準の定量値との差の時間的変化を示すグラフを作成する構成としてもよい。
　この構成によれば、オペレータは基準とする試料についての化合物の定量値との差異が大きな試料、或いは、基準とする試料における定量値との差異が大きな化合物を、表示画面上で視覚的に簡単に見つけることができる。これにより、最適な培養条件の検討や培養中の細胞状態を把握するのに有用な情報を的確にオペレータに提供することができる。
　本発明によれば、オペレータは、表示部の画面上に表示されるグラフから試料中の目的化合物の定量値の時間的変化の傾向を一目で把握することができる一方、必要に応じてその定量値の詳細を同じ画面上のテーブルで確認することができる。これにより、オペレータによる分析結果の把握や確認の作業に掛かる手間が簡略化され、効率良く作業を進めることができる。また、採取日時の相違する分析結果をオペレータ自身が検索してグラフ化する手間も省けるので、その点でもオペレータの手間や負担を軽減することができるうえに、作業ミスによる分析結果の誤った把握も避けることができる。
本発明の一実施例である培地試料自動分析システムの概略ブロック構成図。 本実施例の培地試料自動分析システムにおいて表示部に表示される装置状態表示画面の一例を示す模式図。 本実施例の培地試料自動分析システムにおけるサンプル情報設定画面の一例を示す図。 本実施例の培地試料自動分析システムにおける培地試料のプロパティ情報の一例を示す図。 本実施例の培地試料自動分析システムにおける分析結果表示画面（メイン画面）の一例を示す図。 図５に示した分析結果表示画面の左方の一部を示す図。 本実施例の培地試料自動分析システムにおける分析結果表示画面（比較画面）の一例を示す図。 図７に示した分析結果表示画面の左方の一部を示す図。 本実施例の培地試料自動分析システムにおける分析結果表示画面（比較画面）の一例を示す図。 図９に示した分析結果表示画面の左方の一部を示す図。 本実施例の培地試料自動分析システムにおける分析結果表示画面（比較画面）の一例を示す図。 図１１に示した分析結果表示画面の左方の一部を示す図。
　以下、本発明に係る生体試料自動分析システムの一実施例である培地試料自動分析システムについて、添付図面を参照して詳細に説明する。
　図１は本実施例の培地試料自動分析システムの概略ブロック構成図である。本実施例のシステムは、多能性細胞などの被検細胞が培養される培地の培養上清におけるバイオマーカー（細胞による代謝物）の存在量に基づいて、その被検細胞の分化状態を評価するために用いられる、培養細胞評価システムである。
　本実施例のシステムは、前処理装置２、液体クロマトグラフ質量分析装置（ＬＣ－ＭＳ）３、データ処理部４、制御部５、主制御部６、操作部７、表示部８などを備える。図１中に点線で記載したブロックの培養装置１は本システムには含まれず、本システムで分析の対象となる培地試料を提供するものである。
　概略的にいうと、本システムでは、培養装置１において得られる多数の培地試料が前処理装置２に提供され、前処理装置２では多数の培地試料に対して所定の前処理が順次行われる。そして、前処理装置２により前処理が行われたあとの各培地試料（前処理済み試料）がＬＣ－ＭＳ３に送られ、該ＬＣ－ＭＳ３において各培地試料中の成分が順次分析される。その分析により得られたデータはデータ処理部４に送られ、データ処理部４は所定のデータ処理を実施してその結果を主制御部６を通して表示部８に出力してユーザ（オペレータ）に提示する。制御部５は上記のような処理のために、前処理装置２、ＬＣ－ＭＳ３及びデータ処理部４を制御する。主制御部６は主として操作部７や表示部８を通したユーザインターフェイスの機能を有する。
　各部の構成について詳しく説明する。
　培養装置１は被検細胞を培養するための装置である。ここでは被検細胞は例えば幹細胞、典型的にはＥＳ細胞やｉＰＳ細胞などの多能性幹細胞である。また、幹細胞から分化誘導を行った細胞も被検細胞として用いることができる。こうした被検細胞の培養に使用される培地としては、幹細胞の培養に一般的に使用される様々な培地、例えばＤＭＥＭ／Ｆ１２や、ＤＭＥＭ／Ｆ１２を主成分とする培地（ｍＴｅＳＲ１など）を用いることができる。こうした培地上で細胞を培養する際に、細胞による各種の代謝物が培養上清中に混じる。オペレータは手作業で培養上清の一部を採取して所定のバイアル（試料容器）に注入することで培地試料を調製する。もちろん、培養上清の一部が毎日決まった時刻に自動的に採取される、つまりは、培地試料が自動的に調製されるようにしてもよい。
　前処理装置２は、多数のバイアルが載置されるサンプルラックを含む試料載置部２０と、該試料載置部２０に載置されている多数のバイアルの中から選択した一つのバイアル中の培地試料に対し、試料分注、試薬分注、撹拌、濾過等の工程を通して例えばタンパク質などの不要な成分を除去する前処理を実行する前処理実行部２１と、前処理が終了した培地試料が一時的に収容される容器をＬＣ－ＭＳ３の所定位置まで移送する前処理済み試料送出部２２と、を備える。
　本例では、後述するように、前処理装置２で使用されるサンプルラックは上面視で略円弧状であり、試料載置部２０には６個のサンプルラックが円環の周方向に沿って並べられている。１個のサンプルラックには１０本又は１１本のバイアルを載置可能である。即ち、各サンプルラックには複数のバイアルの底部をそれぞれ収納可能な大きさの凹部が形成されており、その各凹部にそれぞれバイアルを載置することができる。
　また、タンパク質を除去する前処理は、具体的には、培地試料に内部標準試料としてのイソプロピルリンゴ酸を試薬として添加し、例えばメタノール、クロロホルム及び水を２．５：１：１の比率で混合した抽出溶液で処理するものとすることができる。ただし、前処理はタンパク質除去に限られるものではなく、培地試料に対して他の前処理が行われてもよい。なお、前処理装置２としては例えば特許文献４、非特許文献２などに開示されている装置を利用することができるが、本発明はこれに限るものでもない。
　ＬＣ－ＭＳ３は、図示しないものの送液ポンプ、インジェクタ、カラム等を含む液体クロマトグラフ（ＬＣ）部３１と、多数の培地試料のうちの一つを選択してＬＣ部３１に導入するオートサンプラ３０と、ＬＣ部３１のカラムで時間方向に分離された試料中の成分に対し質量分析を行う質量分析（ＭＳ）部３２と、を含む。オートサンプラ３０は、前処理装置２で用いられたものとは異なる多数のバイアルが載置されるサンプルラックを含む試料載置部３０２と、前処理装置２の前処理済み試料送出部２２により所定位置まで移送された容器中の前処理済み培地試料を吸引して超純水を加えて所定倍率に希釈したあとに、試料載置部３０２に載置されているバイアルに分注する試料希釈部３０１と、試料載置部３０２に載置されている多数のバイアルの中の一つのバイアルから前処理及び希釈済みの培地試料を所定量採取してＬＣ部３１のインジェクタに導入する試料採取部３０３と、を含む。
　本例では、後述するように、オートサンプラ３０で使用されるサンプルラックは上面視で矩形状であり、１個のサンプルラックにｎ行ｍ列（この例では１２行８列）の行列状にバイアルを並べることが可能である。
　被検細胞の分化状態を評価するために、ＭＳ部３２では、バイオマーカーとしての、例えばプトレシン、キヌレニン、シスタチオニン、アスコルビン酸、リボフラビン、ピルビン酸、セリン、システイン、トレオン酸、クエン酸及びオロト酸からなる群から選ばれる少なくとも一つの化合物をターゲットとした質量分析が行われる。ＭＳ部３２として用いられる質量分析装置の方式は大気圧イオン源を備えたものであれば特に限定されず、例えば四重極型質量分析装置、タンデム四重極型質量分析装置、四重極－飛行時間型質量分析装置などを用いることができる。
　データ処理部４は、サンプル情報記憶部４０、データ記憶部４１、定量分析部４２、分析結果記憶部４３、結果表示処理部４４などの機能ブロックを含む。サンプル情報記憶部４０は、後述するように前処理装置２において培地試料が収容されているバイアル毎に入力設定されるサンプル情報を記憶するものである。データ記憶部４１はＬＣ－ＭＳ３において分析が行われることで収集されたデータを記憶するものである。定量分析部４２は特定の化合物をターゲットとして得られたデータ毎に抽出イオンクロマトグラムを作成し、予め作成された検量線に利用し、該クロマトグラムにおいて観測されるピークの面積値や高さ値に基づいてその化合物の濃度値などを計算するものである。分析結果記憶部４３は定量分析部４２などによる計算結果を記憶するものである。結果表示処理部４４は計算された分析結果などに基づくグラフを作成するとともに該グラフを配置した所定形式の画面を作成し、これを主制御部６を介して表示部８に出力するものである。
　制御部５は、前処理実行制御部５０、ＬＣ－ＭＳ実行制御部５１、表示制御部５２、入力処理部５３、設定情報記憶部５４などの機能ブロックを含む。前処理実行制御部５０は前処理装置２における前処理動作を制御するものである。ＬＣ－ＭＳ実行制御部５１はＬＣ－ＭＳ３における分析動作を制御するものである。表示制御部５２は後述するように、前処理装置２及びＬＣ－ＭＳ３での動作状態を表示する画面や、前処理装置２に供される培地試料の情報（サンプル情報）或いは各サンプルについての分析条件などをオペレータが設定するための画面を作成し、これを主制御部６を介して表示部８に出力するものである。入力処理部５３はオペレータによる操作部７の入力操作に応じて所定の処理を実行するものである。また、設定情報記憶部５４はオペレータの入力操作等によって入力設定された、各培地試料についてのサンプル情報や分析条件などを記憶しておくものである。
　なお、データ処理部４、制御部５、及び主制御部６の実体はパーソナルコンピュータ（又はより高性能なワークステーション）であり、該コンピュータにインストールされた専用の一又は複数のソフトウェアを該コンピュータ上で動作させることにより、上記各ブロックの機能が達成される構成とすることができる。この構成では、操作部７はパーソナルコンピュータ等に付設されているキーボードやマウス等のポインティングデバイスであり、表示部８はディスプレイモニタである。
　上述したように本システムでは、前処理装置２において試料載置部２０に載置される多数のバイアルの中の一つのバイアルに収容されている培地試料が前処理及び希釈の操作を受けて、オートサンプラ３０の試料載置部３０２に載置される多数のバイアルの中の一つのバイアル中に注入される。したがって、前処理装置２における試料載置部２０に載置されている多数のバイアルとオートサンプラ３０における試料載置部３０２に載置されている多数のバイアルとは原則として一対一に対応付けることができる。そのバイアル同士の対応関係をオペレータが容易に且つ正確に把握できるように、特徴的な表示制御を実施している。次にその表示制御について説明する。
　オペレータが操作部７で所定の操作を行うと、主制御部６を介して指示を受けた表示制御部５２は、所定の形式の装置状態確認画面を作成し表示部８の画面上に表示させる。図２はこの装置状態確認画面１００の一例を示す模式図である。この装置状態確認画面１００は、前処理装置２の動作及びＬＣ－ＭＳ３の動作に関する情報を同時に表示するための画面である。即ち、装置状態確認画面１００は概ね左右に二分割されており、左方が前処理状態表示領域１１０、右方が分析状態表示領域１２０となっている。
　装置状態確認画面１００の前処理状態表示領域１１０には、前処理装置２における試料載置部２０の上面視画像をグラフィカルに表す第１の試料配置画像１１１が表示されている。この第１の試料配置画像１１１は、実際の試料載置部２０と同じように、円環の周方向に沿って並べられた６個の略円弧状のサンプルラックに対応付けて６個の円弧状領域１１２に分割されており、その各円弧状領域１１２に複数（この例では１１本）のバイアルにそれぞれ対応する円形状領域１１３が設けられている。
　図２中に記載されているように、６個の円弧状領域１１２にはそれぞれ、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｆ」の英文字が領域名として与えられている。また、各円弧状領域１１２中の複数の円形状領域１１３にはそれぞれ、「１」～「１１」の連続番号である数字が与えられている。第１の試料配置画像１１１中の全ての円形状領域１１３はその円形状領域１１３が属する円弧状領域１１２を表す英文字と、その円弧状領域１１２における連続番号である数字とを組み合わせたバイアル番号により特定され、その円形状領域１１３に対応する位置に置かれるバイアルにはそのバイアル番号が識別番号として割り当てられる。
　それぞれの円形状領域１１３の表示色は、その円形状領域１１３に対応する位置のバイアル中の培地試料に対する前処理の実行状況等を示している。具体的に、ここで表される前処理の実行状況等としては、サンプル名等のサンプル情報が未だ設定されていない「サンプル情報未設定」、サンプル情報は設定されているものの未だ前処理は実行されていない「サンプル情報設定済」、前処理の実行中である「前処理実行中」、前処理が終了している「前処理実行済」、その位置にバイアルが存在しないことを示す「バイアルなし」、前処理中に異常が生じた「データ異常」、の６種類である。ただし、ここでは図面の制約上、色を表現できないために、塗りつぶしの相違や領域を示す線種の相違等により前処理の実行状況等を示している。
　図２の例では、バイアル番号が「Ａ１」～「Ａ５」である５本のバイアルに対応する円形状領域１１３が「前処理実行済」の状態になっており、バイアル番号が「Ａ６」である１本のバイアルに対応する円形状領域１１３が「前処理実行中」の状態になっている。また、それ以外は全て「サンプル情報設定済」の状態になっている。
　前処理状態表示領域１１０中の第１の試料配置画像１１１の上部には、前処理装置２の動作状態を示す動作状態表示部１１４が設けられている。この例では、前処理装置２における前処理の動作が可能な準備完了状態となっているため動作状態表示部１１４には「準備完」と表示されているが、例えば前処理装置２が停止しているときには「停止中」などと、また起動されて未だ準備が完了していないときには「準備中」などと動作状態表示部１１４の表示は切り替わる。
　一方、装置状態確認画面１００の分析状態表示領域１２０には、オートサンプラ３０における試料載置部３０２の上面視画像をグラフィカルに表す第２の試料配置画像１２１が表示されている。この第２の試料配置画像１２１には、実際の試料載置部３０２と同じように、ｎ行ｍ列（この例では１２行８列）の行列状に並べられた複数のバイアルにそれぞれ対応する円形状領域１２２が設けられている。
　図２に示すように、第２の試料配置画像１２１中の各列には「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｆ」、［Ｇ］、「Ｈ」の英文字が割り当てられ、各行には「１」～「１２」の連続番号である数字が割り当てられている。第２の試料配置画像１２１中の全ての円形状領域１２２はその行上及び列上の位置に応じて、英文字と数字とを組み合わせたバイアル番号により特定され、その円形状領域１２２の位置にあるバイアルにはそのバイアル番号が識別番号として割り当てられている。
　それぞれの円形状領域１２２の表示色は、その円形状領域１２２に対応する位置のバイアル中の前処理及び希釈済みの培地試料に対するオートサンプラ３０での希釈動作の状況並びにＬＣ部３１及びＭＳ部３２での分析の実行状況等を示している。具体的に、ここで表される希釈動作及び分析の実行状況としては、未だ希釈処理が実行されていない「希釈未」、希釈処理は終了しているものの測定は行われていない「希釈済」、分析の実行中である「分析中」、分析が終了した「分析済」の４種類である。もちろん、ここでも色の代わりに、塗りつぶしの相違等により希釈動作及び分析の実行状況等を示している。
　図２の例では、サンプル番号が「Ａ１」～「Ａ５」である５本のバイアルに対応する円形状領域１２２が「希釈済」の状態になっている。それ以外の全てのバイアルに対応する円形状領域１２２は「希釈未」の状態である。前述したように、本システムでは、希釈が行われた培地試料が各バイアルに注入されるから、円形状領域１２２が「希釈未」の状態である位置のバイアルには未だ培地試料が注入されていないことを意味する。
　分析状態表示領域１２０中の第２の試料配置画像１２１の上部には、ＬＣ部３１及びＭＳ部３２の動作状態を示す動作状態表示部１２３が設けられている。この例では、ＬＣ部３１及びＭＳ部３２の動作が可能な準備完了状態となっているため動作状態表示部１２３には「準備完」と表示されているが、例えばＬＣ部３１及びＭＳ部３２が停止しているときには「停止中」などと、また起動されて未だ準備が完了していないときには「準備中」などと動作状態表示部１２３の表示は切り替わる。
　また装置状態確認画面１００の最上部には、分析を開始する際に操作される開始（Start）ボタン１３０、分析を一時停止させる際に操作される一時停止（Pause）ボタン１３１、分析を停止させる際に操作される停止（Stop）ボタン１３２、が配置されている。分析者は、予め登録されている分析メソッドを選択した後、開始ボタン１３０をクリック操作することにより、前処理を含む一連の分析の開始を指示することができる。ただし、図２では、既に開始ボタン１３０が操作されて分析が進行している状態を示している。
　上述したように、装置状態確認画面１００では、前処理装置２における試料載置部２０に置かれているバイアルとオートサンプラ３０における試料載置部３０２に置かれているバイアルとが同じバイアル番号によって対応付けられている。それにより、オペレータは、一方の試料載置部２０又は３０２に置かれているバイアル中の試料と同じ試料（ただし、前処理や希釈の有無は異なる）が他方の試料載置部３０２又は２０のいずれの位置にあるバイアル中にあるのかを表示上で簡単に把握することができる。
　また、それぞれの試料載置部２０、３０２に置かれているバイアル中の培地試料がどのような前処理又は分析の段階にあるのかも表示上で簡単に把握することができる。例えば図２において一点鎖線で示したように、第１の試料配置画像１１１においてバイアル番号が「Ａ１」～「Ａ５」である５本のバイアル中の培地試料について前処理装置２での前処理が終了し、それらがオートサンプラ３０に移送されて既に希釈済の状態であることを第２の試料配置画像１２１において容易に認識することができる。
　図２に示した例は、前処理装置２の試料載置部２０に載置されている全てのバイアルについてサンプル情報が設定されており既に分析が開始されている状態である。一方、分析開始前にオペレータは、前処理装置２の試料載置部２０に載置した全てのバイアルについて、各バイアル中の培地試料についてのサンプル情報を入力設定するとともに、各培地試料をＬＣ－ＭＳ４で分析するための分析条件を入力設定する。サンプル情報は、播種日時、培養名、培養プレート番号、採取日時などを含む。設定されたサンプル情報、及び分析条件を含む分析メソッドはバイアル番号に対応付けて設定情報記憶部５４に記憶される。一つの方法として、サンプル情報は次のようにして設定することができる。
　図２に示すような装置状態確認画面１００上の第１の試料配置画像１１１においてサンプル情報が未設定であるバイアルが存在する場合、オペレータはサンプル情報を設定したいバイアルに対応する円形状領域１１３を操作部７に含まれるポインティングデバイスによりクリック操作する。すると、表示制御部５２はその操作を受けて、図３に示すような、指示されたバイアル番号に対応するサンプル情報設定画面４００を新たに開いて表示部８の画面上に表示する。図３は「Ａ１」であるバイアル番号が割り当てられた円形状領域１１３が指示されたときの例である。
　このサンプル情報設定画面４００には、播種日時、培養名、培養プレート番号、採取日時、リファレンスなどのサンプル情報を入力するテキストボックス４０１が配置されている。リファレンスとは後述する分析結果の算出や処理の際に必要に応じて用いられる値であり、例えば本システムには含まれない別の装置における測定や観察により取得された、当該培地試料が得られた元の培養容器内の細胞数、乳酸値（糖が消費される際に生成される物質の量）、菌の濃度、或いは、培養液の吸光度など、任意の項目の値とすることができる。
　オペレータはサンプル情報に関する上記のような各項目について適宜の情報を入力し又は選択し、そのあと、確定ボタン４０２をクリック操作する。すると、入力処理部５３はこの操作を受けて、そのときのバイアル番号に対するサンプル情報を確定させ、バイアル番号毎にサンプル情報を含むサンプル情報ファイルを作成し、該ファイルを設定情報記憶部５４に記憶する。
　上記手順では、オペレータはバイアル毎にサンプル情報を入力設定する必要があるが、複数のバイアルつまりは培地試料について、播種日時、培養名、培養プレート番号、採取日時などのサンプル情報を予めまとめたテーブルを作成しておき、サンプル情報が未設定である複数のバイアルを選択指示したうえで、上記テーブル上で対応する複数のサンプル情報を選択することにより、複数のバイアルに対応するサンプル情報を一括して設定することもできる。
　上述したように入力処理部５３は、バイアル毎にサンプル情報を含むサンプル情報ファイルを設定情報記憶部５４に記憶するが、その際に、そのファイルの属性情報の一つであるカスタムプロパティにサンプル情報の各項目の情報を自動的に登録する。図４は、ファイルプロパティのダイアログ画面４１０上でカスタムプロパティ４１１にサンプル情報が自動的に登録されている状態の一例を示す図である。ここでは、カスタムプロパティの値の種類としてテキストが設定され、播種日時、採取日時、培養名、培養プレート番号、ＱＣ値の情報がそれぞれ、「C2MAP_CultureStartingDate」、「C2MAP_CultureSamplingDate」、「C2MAP_CulturePlateNumber」、「C2MAP_CultureName」、「C2MAP_QC」という名前に対応する値として登録される。
　上述したように制御部５においてバイアル毎に設定されたサンプル情報を含むファイルは適宜の時点でデータ処理部４に転送され、サンプル情報記憶部４０にも記憶される。
　サンプル情報が格納されるファイルのデータ形式は本システムを製造するメーカによって異なる可能性があるが、ファイルプロパティは例えばウィンドウズ（登録商標）などの同じＯＳベースであれば共有が可能である。これにより、例えば本システムを構成する前処理装置２のメーカとＬＣ－ＭＳ３のメーカとが異なり、ＬＣ－ＭＳ３によるデータを処理するデータ処理部４で上記サンプル情報が格納されたファイルのデータを読み取ることができない場合であっても、そのファイルのプロパティを利用してサンプル情報を取得することができる。
　次に、本システムにおいて多数の培地試料に対する分析が実行されたあとの分析結果の表示の態様について説明する。
　上述したように多数の培地試料についてＬＣ－ＭＳ３で分析を行うことで収集されたデータはデータ記憶部４１に保存される。定量分析部４２はそのデータを用いて、バイアル毎に一又は複数の所定の化合物について抽出イオンクロマトグラムを作成し、当該化合物に対応するピークの面積値を計算する。さらに、予め作成しておいた検量線を参照して、ピーク面積値から濃度値を算出する。これにより、バイアル毎につまりは培地試料毎に、一又は複数の化合物についてのピーク面積値と濃度値とが求まり、それらは一つのファイルとして分析結果記憶部４３に保存される。
　このとき、分析結果記憶部４３に記憶される試料毎の分析結果のファイルは、サンプル情報記憶部４０に記憶されている同じ培地試料についてのサンプル情報をデータとするファイルと紐付けされる。また、データ記憶部４１に格納されている試料毎のデータファイルもサンプル情報のファイルと紐付けされる。これにより、例えばサンプル情報からその試料についての分析結果ファイルやデータファイルに簡便にアクセスすることができ、また逆に分析結果ファイルやデータファイルからその試料についてのサンプル情報を簡便に取得することもできる。その結果、分析に関するトレーサビリティを適切に管理することができる。
　通常、本システムが利用される培地分析では、培養中の被検細胞の分化状況を評価するために、一つの培養容器中の培養上清を例えば毎日同じ時刻に培養終了まで継続的に分析する。そのため、同じ培養名が付された培地試料が毎日分析され、それぞれデータファイルと分析結果ファイルとが作成されて記憶される。同じ培養容器由来の培地試料中の化合物（例えば細胞による代謝物）の量は日々変化するため、この時間的な変化を観察することは細胞評価において重要である。本システムでは以下のようにして、分析結果に基づくグラフをサンプル情報に対応付けて表示するようにしている。
　即ち、オペレータが操作部７で培養名などを指定したうえで所定の操作を行うと、結果表示処理部４４は指定された情報に対応するサンプル情報のファイルと分析結果ファイルとをサンプル情報記憶部４０及び分析結果記憶部４３から読み出す。そして、そのファイル中のデータに基づいて、後述するように定量値（又は複数の定量値の平均値）が配置されたトレンドテーブルと、定量値の平均値の時間的変化（又は定量値そのものの時間的変化）を示すトレンドグラフを作成し、それらテーブルとグラフとが配置された、図５、図６に示すような主分析結果表示画面２００を作成して表示部８に表示する。図５は主分析結果表示画面２００の全体を示す図、図６は主分析結果表示画面２００の左方の一部を示す図である。主分析結果表示画面２００は概ね上下に二分割されており、上方にテーブル表示領域２１０、下方にグラフ表示領域２２０が設けられている。
　テーブル表示領域２１０内の左方上部には、サンプル情報である培養名、播種日時が表示されるサンプル情報表示領域２１１が設けられ、その下にトレンドテーブル２１２が配置されている。トレンドテーブル２１２は、縦方向に分析対象の化合物（代謝物）の種類が並べられ、横方向に培養日（培養開始からの経過日数）及び採取日時毎の培養プレート番号が並べられたテーブルである。この例では、同じ条件の下で培養される培養容器（培養プレート）は三つであるため、培養プレート番号は１～３のみであるが、この数はさらに増やすこともできる。
　結果表示処理部４４は、トレンドテーブル２１２の各セルに、或る一つの種類の化合物の、或る培養日の一つの培養プレート番号に対する定量値を表示させる。ここでいう定量値は、ピーク面積値、特定の条件の下でのピーク面積値に対する面積比（例えば採取日時初日の面積値を１としたときの面積比）、濃度値、特定の条件の下での濃度値に対する濃度比（例えば採取日時初日の濃度値を１としたときの濃度比）、或いは、それらの値を上述したリファレンスの値で除した計算値のいずれかである。定量値としていずれの値を表示するのかは別の設定画面でオペレータが適宜選択することができるが、いずれにしても定量分析部４２で化合物毎に算出された分析結果がここに表示されることになる。
　テーブル表示領域２１０内の右方上部には詳細モード／平均表示モード選択ボタン２１５が設けられている。図５、図６はこのボタン２１５で詳細モードが選択されている状態であり、このときには同じ採取日時における培養プレート番号が異なる三つの試料の結果が全て表示されている。一方、詳細モード／平均表示モード選択ボタン２１５で平均表示モードが選択されると、結果表示処理部４４は同じ採取日時における培養プレート番号が異なる三つの試料の結果を化合物毎に平均し、その平均値をトレンドテーブル２１２中に表示する。同じ条件で培養されていても細胞の増殖等に差異が生じることは避けられず、同じ採取日時における三つの試料の結果には或る程度のばらつきがあるから、通常は平均表示モードにより平均値のみを確認すればよい。ただし、結果に疑義がある場合等には詳細表示モードを選択することにより、個々のピーク面積値や濃度値を確認することで異常な値の有無の確認等を行うことができる。
　主分析結果表示画面２００のグラフ表示領域２２０には、トレンドテーブル２１２において選択された一つの化合物のピーク面積値等の変化を示すグラフ（トレンドグラフ）が表示される。オペレータがトレンドグラフを確認したい化合物をトレンドテーブル２１２上で操作部７により指示すると、結果表示処理部４４は指示された化合物について分析結果を収集し、トレンドグラフを作成してグラフ表示領域２２０中の表示を更新する。図５の例では、トレンドテーブル２１２の４行目の「Hexose(Glucose)」が選択されており、それに対するピーク面積値の変化を示すトレンドグラフが表示されている。このグラフ上の値は同じ採取日時における培養プレート番号が異なる三つの試料についての平均値であり、その値のばらつきがエラーバーで以て表示される。このエラーバー表示に用いる値は、別の設定画面で分散、標準偏差などの中からオペレータが選択することができる。
　また、エラーバー表示される値のばらつきが大きすぎる場合には、何らかの異常が生じている可能性が高い。そこで、別の設定画面でエラーに対する閾値をオペレータが指定できるようにし、エラーがこの閾値を超えている場合にはエラーバーを通常の表示色とは異なる表示色で表示する等により、エラーの程度が異常であることをオペレータに警告できるようにしてもよい。また、オペレータが所定の操作を行うと、定量値の平均値のトレンドグラフに代えて、定量値そのもののトレンドグラフが表示されるようにしてもよい。
　主分析結果表示画面２００では指定された一つの培養名についてのトレンドグラフしか確認することができないが、培養名が異なる複数の培地試料の結果を比較したい場合、オペレータは主分析結果表示画面２００の最上部に表示されているメインモード／比較モード選択ボタン２１６で比較モードを選択する。すると、結果表示処理部４４は図７に示すような比較分析結果表示画面３００を表示部８に表示する。
　図７は比較分析結果表示画面３００の全体を示す図、図８は比較分析結果表示画面３００の左方の一部を示す図である。比較分析結果表示画面３００は概ね三分割されており、左上方には試料種類テーブル表示領域３１０、左下方には化合物テーブル表示領域３２０、それらの右方にはグラフ表示領域３３０が設けられている。試料種類テーブル表示領域３１０には一つの培養名を一行とする試料種類テーブルが表示され、化合物テーブル表示領域３２０には一つの化合物を一行とする化合物テーブルが表示されている。試料種類テーブル及び化合物テーブルには各行にチェックボックスが設けられ、チェックボックスにチェックが付されたものの分析結果であるトレンドグラフがグラフ表示領域３３０に表示される。
　図７、図８の例では、培養名が「Ecto」である培地試料についてのAscorbic acid 2-phosphate以外の化合物のトレンドグラフがグラフ表示領域３３０に表示されている。トレンドグラフ自体は主分析結果表示画面２００のグラフ表示領域２２０に表示されるものと同じであり、採取日毎のピーク面積値や濃度値などの平均値及びエラーバーが表示される。これにより、異なる化合物のピーク面積値などの時間的な変化を容易に比較することができる。
　また比較分析結果表示画面３００において、異なる培養名である培地試料の分析結果を比較することもできる。即ち、オペレータが別の設定画面で比較したい複数の培養名を指定すると、結果表示処理部４４は図９、図１０に示すような比較分析結果表示画面３００を表示部８に表示する。図９は比較分析結果表示画面３００の全体を示す図、図１０は比較分析結果表示画面３００の左方の一部を示す図である。このとき、試料種類テーブル表示領域３１０には指定された複数の培養名が列記された試料種類テーブルが表示される。各培養名にはそれぞれ異なるグラフ色が割り当てられる。ただし、ここでは色を表現できないために、グラフ上のプロット点の形状を異なるものとしている。
　そして、培養名が相違する異なる試料に対応する折れ線グラフが重畳されたトレンドグラフをグラフ表示領域３３０に表示させる。図９、図１０の例では、培養名が「Ecto」、「Meso」、「End」、「No diff」である４種類の培地試料についてのAscorbic acid 2-phosphate以外の化合物のトレンドグラフがグラフ表示領域３３０に表示されている。これにより、異なる培養細胞における同じ化合物の定量値の変化を容易に比較することができる。
　さらにまた、複数の培地試料のいずれか一つを基準として、該基準の分析結果と他の分析結果との差を表示させることもできる。即ち、図１１、図１２に示すように、オペレータが試料種類テーブル表示領域３１０に表示されている試料種類テーブル上で基準としたい一つの試料に対応する行の参照ラジオボタン３１２にチェックを入れると、結果表示処理部４４は化合物毎に、基準とされた試料におけるピーク面積値や濃度値とそれ以外の試料におけるピーク面積値や濃度値との差異をそれぞれ計算し、その差の時間的変化を示すトレンドグラフを作成する。そして、そのトレンドグラフをグラフ表示領域３３０に表示する。
　図１１、図１２の例では、培養名が「No diff」である培地試料が基準とされ、それ以外の３種類の試料についてのAscorbic acid 2-phosphate以外の化合物のトレンドグラフがグラフ表示領域３３０に表示されている。このトレンドグラフでは、基準に対する定量値の差異の変化をより直感的に把握することができる。
　なお、上記実施例は本発明の一例であり、本発明の趣旨の範囲で適宜に変更、修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。
　例えば上記実施例のシステムにおいて試料載置部２０、３０２において載置可能なバイアルの数は適宜変更しても構わないし、試料載置部２０、３０２においてバイアルを載置するラックの形状も適宜変更することができる。また、バイアル番号の付与の仕方も適宜に変更することができる。
　また上記実施例は培地試料に含まれる代謝物等の化合物をＬＣ－ＭＳにより分析するシステムであったが、培地試料の他の生体由来の試料中の化合物を分析するものであってもよい。また、分析装置はＬＣ－ＭＳに限らず、ＧＣ－ＭＳでもよいし、或いはそれ以外の光学分析装置等の分析装置でもよい。また上述したように、前処理装置による前処理はタンパク質やそのほかの不所望の成分の除去に限らず、様々な前処理とすることができる。また、上記実施例のシステムでは、試料の希釈をＬＣ－ＭＳにおけるオートサンプラで実施していたが、希釈を前処理装置で行うようにしてもよい。
１…培養装置
２…前処理装置
２０…試料載置部
２１…前処理実行部
２２…試料送出部
３…ＬＣ－ＭＳ
３０…オートサンプラ
３０１…試料希釈部
３０２…試料載置部
３０３…試料採取部
３１…ＬＣ部
３２…ＭＳ部
４…データ処理部
４０…サンプル情報記憶部
４１…データ記憶部
４２…定量分析部
４３…分析結果記憶部
４４…結果表示処理部
５…制御部
５０…前処理実行制御部
５１…ＬＣ－ＭＳ実行制御部
５２…表示制御部
５３…入力処理部
５４…設定情報記憶部
６…主制御部
７…操作部
８…表示部
１００…装置状態確認画面
１１０…前処理状態表示領域
１１１…第１の試料配置画像
１１２…円弧状領域
１１３、１２２…円形状領域
１２０…分析状態表示領域
１２１…第２の試料配置画像
１１４、１２３…動作状態表示部
１３０…開始ボタン
１３１…一時停止ボタン
１３２…停止ボタン

Claims (10)

  1. 　生体に由来する試料を分析する生体試料分析システムであって、
    　a)試料に対して所定の分析を実行し、該試料に含まれる複数の化合物の含有量又は濃度を反映した信号強度値データを取得する分析装置と、
    　b)前記分析装置で得られた信号強度値データに基づいて化合物毎に定量値を算出する定量分析部と、
    　c)前記定量分析部により算出された化合物毎の定量値を、分析した試料に関連する試料情報とともに又は該試料情報に関連付けて分析結果として記憶する分析結果記憶部と、
    　d)試料情報を利用して、同じ生体由来であって採取時期が相違する複数の試料に対する分析結果を前記分析結果記憶部から取得し、前記複数の化合物のそれぞれについて採取時期毎に定量値を配置したテーブルを作成するテーブル作成部と、
    　e)前記複数の化合物のうちの一つ以上の化合物について、前記採取時期が相違する定量値の時間的な変化を示すグラフを作成するグラフ作成部と、
    　f)前記テーブル作成部により作成されたテーブルと前記グラフ作成部により作成されたグラフとを表示部の同一画面上に表示する表示処理部と、
    　を備えることを特徴とする生体試料分析システム。
  2. 　請求項１に記載の生体試料分析システムであって、
    　前記表示処理部により表示されているテーブル中で任意の一つの化合物をオペレータが指示する操作部をさらに備え、
    　前記表示処理部は、前記操作部を介して指示された化合物についての定量値の時間的な変化を示すグラフを前記テーブルと同一の画面上に表示することを特徴とする生体試料分析システム。
  3. 　請求項１に記載の生体試料分析システムであって、
    　前記テーブル作成部は、作成したテーブルに配置される数値を、採取時期毎の複数の試料に対する定量値に代えて、該複数の試料に対する定量値の平均値に切り替えることが可能であることを特徴とする生体試料分析システム。
  4. 　請求項１に記載の生体試料分析システムであって、
    　前記グラフ作成部は、定量値の時間的な変化を示すグラフに代えて、採取時期毎の複数の試料に対する定量値を平均した平均値の時間的変化を示すグラフを作成することを特徴とする生体試料分析システム。
  5. 　請求項１に記載の生体試料分析システムであって、
    　前記分析装置は液体クロマトグラフ質量分析装置又はガスクロマトグラフ質量分析装置を含み、前記定量分析部は液体クロマトグラフ質量分析装置又はガスクロマトグラフ質量分析装置で得られた信号強度値データに基づいてクロマトグラムを作成し、該クロマトグラムで化合物に対応するピークの面積値若しくは高さ値、又はそのピークの面積値若しくは高さ値から検量線を参照して求まる濃度値のいずれかを定量値とすることを特徴とする生体試料分析システム。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の生体試料分析システムであって、
    　前記生体試料は生体組織又は微生物を培養している培地に由来する培地試料であり、前記試料情報は、培養名、播種日時、及び採取日時を含むことを特徴とする生体試料分析システム。
  7. 　請求項６に記載の生体試料分析システムであって、
    　前記グラフ作成部は、同じ培養名で且つ同じ培養条件であり培養容器を特定する情報が相違する複数の試料における目的化合物の定量値の平均値及びその定量値のばらつきの程度を表す値を算出し、前記グラフとして、前記定量値の平均値をプロットとし、前記定量値のばらつきの程度を表す値をエラーバーとしたグラフを作成することを特徴とする生体試料分析システム。
  8. 　請求項７に記載の生体試料分析システムであって、
    　前記定量値のばらつきの程度を表す値は複数の定量値の標準偏差であることを特徴とする生体試料分析システム。
  9. 　請求項６に記載の生体試料分析システムであって、
    　前記グラフ作成部は、培養名が相違する複数の試料から得られた同じ化合物の定量値の時間的変化を示すグラフを同じ軸に重ねたグラフを作成することを特徴とする生体試料分析システム。
  10. 　請求項６に記載の生体試料分析システムであって、
    　前記グラフ作成部は、培養名が相違する複数の試料から得られた同じ化合物の定量値について、いずれか一つの培養名である試料を基準としてその基準の定量値との差の時間的変化を示すグラフを作成することを特徴とする生体試料分析システム。
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