WO2022080145A1 - 解析システム、解析方法及びプログラム - Google Patents

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WO2022080145A1
WO2022080145A1 PCT/JP2021/036074 JP2021036074W WO2022080145A1 WO 2022080145 A1 WO2022080145 A1 WO 2022080145A1 JP 2021036074 W JP2021036074 W JP 2021036074W WO 2022080145 A1 WO2022080145 A1 WO 2022080145A1
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WO
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unit
spectrum data
input
displayed
target substance
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PCT/JP2021/036074
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English (en)
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Inventor
健史 馬場
素直 中尾
Original Assignee
国立大学法人九州大学
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72—Mass spectrometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/86—Signal analysis

Definitions

  • the present invention relates to an analysis system, an analysis method and a program.
  • Metabolome analysis is performed by detecting compounds detected in vivo, that is, metabolites.
  • Various methods are used to detect metabolites.
  • chromatographic mass spectrometry disclosed in Patent Documents 1 and 2 is one such method.
  • chromatographic mass spectrometry In chromatographic mass spectrometry, first, the sample is introduced into the column of the chromatograph, and the eluate from which various components of the sample are separated in the time direction is taken out. Then, various components of the extracted eluate are ionized by the ion source of the mass spectrometer, and the ions derived from the sample components are separated according to the mass-to-charge ratio by a quadrupole mass filter or the like, and the target substance is detected. .. As a result of this detection, a chromatogram in which a peak indicating the target substance appears is obtained.
  • Metabolome analysis requires quantification of many metabolites in many samples. For example, quantifying 500 metabolites in 100 samples would require a total of 50,000 chromatograms. However, as described above, in order to accurately quantify metabolites, it was necessary to display the chromatograms one by one and visually confirm the peaks of the chromatograms. For this reason, it takes a long time to analyze the whole, and the workload of the analyst is enormous.
  • the present invention has been made under the above circumstances, and it is possible to perform detailed comparative display of chromatograms with different samples and different target substances, and to easily quantify the target substance in a plurality of spectrum data in a short time. It is an object of the present invention to provide an analysis system, an analysis method and a program which can be carried out.
  • the analysis system is A storage unit that can acquire spectrum data obtained by analyzing a sample containing a target substance using the sample and the target substance as a key.
  • An input unit for inputting user input command information and Based on the input command information input to the input unit, a plurality of the spectrum data can be selected from the spectrum data stored in the storage unit across the plurality of the samples and the plurality of target substances.
  • Selection part and A display unit that superimposes and displays a plurality of the spectrum data selected by the selection unit, and a display unit.
  • a setting unit for setting reference position information as a reference for performing an operation on a plurality of the spectrum data displayed on the display unit, and a setting unit.
  • a quantification unit that collectively quantifies the target substance of each of the plurality of spectrum data displayed on the display unit based on the reference position information set by the setting unit. To prepare for.
  • the storage unit is Stores dummy spectrum data that defines a settable range in which the reference position information can be set by the setting unit.
  • the display unit is The plurality of spectrum data selected by the selection unit and the dummy spectrum data are superimposed and displayed.
  • the setting unit is The reference position information cannot be set outside the configurable range defined by the dummy spectrum data. It may be that.
  • the selection unit is A first list generation unit that generates a first list that is a list of samples corresponding to the spectrum data stored in the storage unit and displays it on the display unit, and a first list generation unit.
  • the display unit Based on the input command information input to the input unit, the display unit generates a second list in which spectrum data corresponding to the sample selected from the first list can be selected for each target substance.
  • the second list generator to be displayed in Based on the input command information input to the input unit, the sample corresponding to the sample selected from the first list displayed on the display unit is selected from the second list displayed on the display unit.
  • a data acquisition unit that acquires the spectrum data as the spectrum data to be displayed on the display unit, and a data acquisition unit. To prepare It may be that.
  • the setting unit is A range for quantifying the target substance in the plurality of spectrum data displayed on the display unit is set as the reference position information.
  • the quantification unit Using each of the plurality of spectrum data displayed on the display unit, the target substance is quantified within the range set by the setting unit. It may be that.
  • the setting unit is Based on the input command information input to the input unit, the baseline of the spectrum data is set.
  • the quantification unit The target substance is quantified based on the baseline set by the setting unit. It may be that.
  • the display unit is Based on the input command information input to the input unit, the enlargement or reduction of each of the plurality of displayed spectrum data is collectively performed. It may be that.
  • the display unit is Based on the input command information input to the input unit, the smoothing processing of each of the plurality of displayed spectrum data is collectively performed, and then the plurality of the spectrum data are superimposed and displayed.
  • the quantification unit quantifies the target substance of each of the plurality of smoothed spectrum data. It may be that.
  • the display unit is Each of the spectrum data is superimposed and displayed with an offset or a magnification in the time axis direction so that the peaks coincide with the time axis direction.
  • the setting unit is The reference position information to be quantified is collectively set for the plurality of the spectrum data displayed in superposition.
  • the quantification unit The reference position information is changed so that the offset or magnification given to each of the spectrum data is canceled, and the target substance is quantified in each of the plurality of spectrum data with the changed reference position information as a reference. , It may be that.
  • the analysis method is It is an analysis method executed by an analysis system that quantifies the target substance based on the spectrum data obtained by analyzing the sample containing the target substance.
  • the selection step to select and A display step that superimposes and displays a plurality of the spectrum data selected in the selection step, and a display step.
  • a quantification step in which the target substance of each of the plurality of spectrum data displayed in the display step is quantified collectively based on the reference position information set in the setting step, and a quantification step. including.
  • the program according to the third aspect of the present invention is Computer, A storage unit that can acquire spectrum data obtained by analyzing a sample containing a target substance using the sample and the target substance as a key. Input section for inputting user input command information, Selection to select a plurality of the spectrum data across the plurality of the samples and the plurality of target substances from the spectrum data stored in the storage unit based on the input command information input to the input unit. Department, A display unit that superimposes and displays a plurality of the spectrum data selected by the selection unit. A setting unit that sets reference position information that serves as a reference for performing operations on a plurality of the spectrum data displayed on the display unit based on the input command information input to the input unit. A quantification unit that collectively quantifies the target substance of each of the plurality of spectrum data displayed on the display unit based on the reference position information set by the setting unit. To function as.
  • a plurality of spectrum data spanning a plurality of samples and a plurality of target substances are superposed and displayed. This makes it possible to make detailed comparisons between waveforms of spectrum data for different samples and different target substances. Furthermore, since multiple spectrum data are superimposed and displayed, calculations are performed for multiple spectrum data while taking into account background conditions such as chemical characteristics of metabolites or measurement conditions according to the input command information of the analyst. With the reference position information set as the reference, it is possible to collectively quantify the target substance of each of the plurality of spectrum data. As a result, it is possible to easily quantify the target substance in a plurality of spectrum data in a short time while enabling detailed comparative display of spectrum data in different samples and different target substances.
  • Embodiment 1 of the present invention quantifies the target substance.
  • the analysis system 1 is connected to a liquid chromatography mass spectrometer (LC-MS) 2.
  • LC-MS liquid chromatography mass spectrometer
  • LC-MS2 is a device that combines a liquid chromatograph and a mass spectrometer.
  • the liquid chromatograph uses a liquid as the mobile phase and separates the substance by utilizing the difference in the affinity of the solute for the stationary phase and the mobile phase.
  • the mass spectrometer further ionizes the substance separated by the liquid chromatograph, separates the generated positive or negative ions, and measures the intensity of each ion.
  • LC-MS2 spectrum data obtained by analyzing the target substance contained in the sample, that is, a chromatogram can be obtained. As shown in FIG. 1, samples A1, A2, ..., Am are injected into LC-MS2, and chromatograms corresponding to the target substances a1, a2, a3, ... Contained in them are detected.
  • FIG. 2 shows an example of a chromatogram.
  • the horizontal axis of the chromatogram indicates the time since the sample was injected into LC-MS2.
  • the vertical axis shows the intensity of the signal detected by LC-MS2.
  • a peak P appears in the chromatogram shown in FIG.
  • the time after injecting the sample that is, the time from the origin to the peak P reaching the apex is defined as the elution time (retention time) RT.
  • the elution time RT differs depending on the target substance.
  • the part where the peak P does not appear is defined as the baseline BL.
  • the height H or area Ar of the peak P with respect to the baseline BL increases or decreases depending on the concentration of the target substance.
  • the analysis system 1 quantifies the target substance by obtaining the height H or the area Ar of the peak P of the chromatogram.
  • the analysis system 1 is an information processing device including a storage unit 10, an input unit 11, a selection unit 12, a display unit 13, a setting unit 14, and a quantification unit 15.
  • the storage unit 10 is a database that stores a chromatogram obtained by analyzing a sample containing a target substance by detection in LC-MS2.
  • This database is structured so that chromatograms can be obtained using samples and target substances as keys.
  • the LC-MS2 is used to measure samples A1 to Am (m is a natural number of 3 or more), and corresponds to the target substances a1, a2, a3, ... Chromatograms, chromatograms corresponding to the target substances a1, a2, a3, ... Grams are acquired and stored in the storage unit 10.
  • the storage unit 10 is configured so that, for example, if the sample A1 and the target substance a1 are input as keys, the chromatogram corresponding to the sample A1 and the target substance a1 can be read out.
  • the sample becomes a part of the living body, for example, a cell, and the target substance becomes a metabolite.
  • metabolome analysis for example, hundreds of samples and hundreds of metabolite chromatograms are used. For example, if the number of samples to be analyzed is 100 and the number of metabolites is 500, it is necessary to analyze a 100 ⁇ 500 chromatogram.
  • the input unit 11 inputs the input command information of the user who is the analyst who quantifies the target substance.
  • the input command information includes, for example, information on a sample and a target substance that are key to the storage unit 10.
  • the input command information may be input by the operation input of the analyst, or may be input by importing the file. Further, the operation input of the analyst can be realized by the numerical input by the pointing device or the keyboard constituting the man-machine interface 43 of FIG. 9, which will be described later.
  • the selection unit 12 can select a plurality of chromatograms across a plurality of samples and a plurality of target substances from the chromatograms stored in the storage unit 10 based on the input command information input to the input unit 11. Is. For example, as shown in FIG. 1, when the target substances a1, a2, a3 of the sample A1 and the target substances a1, a2, a3 of the sample A2 are analyzed, the corresponding chromatograms are selected.
  • the display unit 13 has a display screen that can be confirmed by the user.
  • the input unit 11 and the display unit 13 are interlocked with each other, and the user can input input command information related to various information displayed on the display screen to the input unit 11.
  • the display unit 13 superimposes and displays a plurality of chromatograms selected by the selection unit 12 on the window 13a displayed on the display screen. As shown in FIG. 3, the window 13a is divided into a sample list display area 20, a target substance list display area 21, and a chromatogram display area 22.
  • the selection unit 12 includes a first list generation unit 30, a second list generation unit 31, and a data acquisition unit 32.
  • the first list generation unit 30 generates a first list, that is, a sample list 25, which is a list of samples corresponding to the chromatogram stored in the storage unit 10.
  • the first list generation unit 30 causes the display unit 13 to display the generated sample list 25. For example, as shown in FIG. 3, in the sample list display area 20 of the window 13a of the display unit 13, the sample list 25 of the samples A1, A2, ..., Am stored in the storage unit 10 is displayed.
  • the second list generation unit 31 generates a target substance list 26 in which a chromatogram corresponding to a sample selected from the sample list 25 can be selected for each target substance based on the input command information input to the input unit 11. do.
  • the second list generation unit 31 acquires the target substance corresponding to the sample selected by the input command information from the storage unit 10, and generates the target substance list 26 for each sample.
  • the second list generation unit 31 causes the display unit 13 to display the generated target substance list 26.
  • the second The list generation unit 31 reads the target substance list 26 corresponding to the samples A1 and A2 from the storage unit 10 and generates the list. Then, it is displayed in the target substance list display area 21 of the display unit 13. As a result, the target substance list 26 of the chromatogram corresponding to the target substances a1, a2, a3, ... Contained in the samples A1 and A2 is displayed in the target substance list display area 21 of the window 13a of the display unit 13. To.
  • the data acquisition unit 32 corresponds to the sample selected from the sample list 25 displayed in the window 13a of the display unit 13 based on the input command information input to the input unit 11, and the target displayed on the display unit 13.
  • the chromatogram of the target substance selected from the substance list 26 is acquired from the storage unit 10.
  • the chromatogram acquired here becomes the chromatogram 27 to be displayed in the chromatogram display area 22 of the window 13a of the display unit 13.
  • the data acquisition unit 32 has a plurality of samples and a plurality of samples by repeating the selection of the sample in the sample list 25 and the selection of the target substance in the target substance list 26 by the input command information of the input unit 11.
  • the chromatogram of the target substance is obtained from the storage unit 10.
  • a plurality of chromatograms 27 corresponding to different samples A1, A2 and different target substances a1, a2, a3, ... are superposed and displayed.
  • the chromatogram 27 corresponding to the sample A1 is shown by a solid line and the chromatogram 27 corresponding to the sample A2 is shown by a dotted line for each distinction.
  • both can be displayed as solid lines.
  • the plurality of chromatograms 27 can be displayed in different colors, or the thickness of the curve can be changed.
  • the enlargement or reduction of each of the displayed plurality of chromatograms 27 is collectively based on the input command information input to the input unit 11. Can be done. By doing so, it is possible to confirm the details of the waveform of the chromatogram 27, confirm the whole image, and confirm the waveform on various scales.
  • the setting unit 14 serves as a reference for performing an operation on a plurality of chromatograms 27 displayed in the chromatogram display area 22 of the display unit 13 based on the input command information input to the input unit 11. Set the reference position information.
  • the setting unit 14 sets a range in which the target substance is quantified in the plurality of chromatograms 27 displayed on the display unit 13 as reference position information. For example, as shown in FIG. 5, the setting unit 14 sets a start point S1 and an end point S2 for searching the apex of the peak P as reference position information.
  • the quantification unit 15 searches for the apex of the peak P within the search range (S1 to S2) specified by the setting unit 14 in each of the plurality of chromatograms 27 displayed on the display unit 13, and the searched peak P is searched. Quantify based on the vertices of.
  • the peak P is a combination of the peak on the left side (target substance) and the peak on the right side (substance having m / z similar to that of the target substance, for example, a derivative thereof).
  • S1 to S2 are set as the range to be quantified.
  • the setting unit 14 sets the baseline BL in the chromatogram 27 based on the input command information input to the input unit 11, for example, as shown in FIG.
  • the quantification unit 15 quantifies the target substance based on the baseline BL set by the setting unit 14.
  • the range S1 to S2 to be quantified is set, for example, by operating a pointing device (corresponding to the man-machine interface 43 in FIG. 9 described later).
  • a pointing device corresponding to the man-machine interface 43 in FIG. 9 described later.
  • the operator first aligns the pointer of the pointing device with the positions designated as S1 and S2 of the chromatogram 27 displayed in the chromatogram display area 22 of the display unit 13.
  • the ranges S1 and S2 are set. That is, the range S1 to S2 to be quantified can be set by using the GUI (Graphic User Interface).
  • the range S1 to S2 to be quantified may be set by, for example, numerical input of a keyboard (corresponding to the man-machine interface 43 in FIG. 9).
  • the input unit 11 inputs the content of the operation input to the man-machine interface 43 as input command information, and sends the input information to the setting unit 14 as reference position information.
  • the quantification unit 15 collectively quantifies the target substance of each of the plurality of chromatograms 27 displayed on the display unit 13 with reference to the reference position information set by the setting unit 14. For example, as shown in FIG. 5, the quantification unit 15 quantifies the target substance within the range set by the setting unit 14 by using each of the plurality of chromatograms 27 displayed on the display unit 13. For example, as shown in FIG. 2, the quantification unit 15 obtains the height H from the baseline BL to the apex of the peak P or the area Ar of the peak P indicated by the diagonal line. The target substance is quantified based on the height H or the area Ar of the peak P.
  • the chromatogram 27 is data acquired by actual measurement, a slight deviation may occur in the time axis direction, and the deviation may become too large to be ignored.
  • the chromatogram 27A shown in FIG. 6A and the chromatogram 27B shown in FIG. 6B have a peak P corresponding to the same target substance, but the elution time RT is different.
  • the analysis system 1 has a function of aligning the individual chromatograms 27A and 27B in the time axis direction.
  • the display unit 13 superimposes and displays a plurality of chromatograms 27 (for example, 27A and 27B) so that the peak P coincides in the time axis direction with an offset or a magnification in the time axis direction.
  • Such an offset or magnification is called the number of alignments.
  • the unit can be a unit indicating time, for example, hours, minutes, seconds.
  • the display unit 13 automatically or manually sets the number of alignments. For example, when the elution time RT of the chromatogram 27A is 4.22 min, 4.22 min is set as the alignment number ⁇ T1 (offset) of the chromatogram 27A. Further, for example, when the elution time RT of the chromatogram 27B is 4.4 min, 4.44 min is set as the alignment number (offset) ⁇ T2 of the chromatogram 27B.
  • the display unit 13 subtracts the set alignment numbers ⁇ T1 and ⁇ T2 from the values on the time axis of the chromatogram 27 (for example, chromatograms 27A and 27B). As a result, each chromatogram 27 is shifted in the time axis direction by the number of alignments ⁇ T1 and ⁇ T2.
  • the quantification unit 15 superimposes and displays the chromatograms 27 in a state where the alignment numbers ⁇ T1 and ⁇ T2 are shifted. In FIG. 7B, the chromatograms 27A and 27B are superposed and displayed with the alignment numbers ⁇ T1 and ⁇ T2 shifted.
  • the setting unit 14 can specify the range S1 to S2 to be quantified at once for the chromatograms 27A and 27B. As shown in FIG. 7B, the setting unit 14 collectively sets the ranges S1 to S2 for quantifying the plurality of chromatograms 27 (27A, 27B) displayed in an superimposed manner.
  • the quantification unit 15 changes the ranges S1 to S2 so that the offset or the magnification given to each of the chromatograms 27 is canceled, and the target substance in each of the plurality of chromatograms 27A and 27B is based on the changed range. Quantify. For example, when the range S1 to S2 to be quantified is set by the setting unit 14, the quantification unit 15 sets the range S1 to S2 for the chromatogram 27A in the range obtained by adding only ⁇ T1 as shown in FIG. 6A. Quantification is performed in a certain range S1'to S2'. Further, the quantification unit 15 quantifies the chromatogram 27B in the ranges S1 "to S2" by shifting the ranges S1 to S2 by ⁇ T2 as shown in FIG. 6B.
  • the alignment numbers ⁇ T1 and ⁇ T2 can be set manually as described above. Basically, if the time when the peaks P of the chromatograms 27A and 27B are maximum is set, both can be superposed with the respective peaks P combined.
  • the display unit 13 may display the peaks P of the chromatograms 27 to be superposed and displayed so as to coincide with each other in the time axis direction. In this case, the position of the peak P does not have to be 0.
  • the number of alignments may be determined so that the peak P of any one of the chromatograms 27 to be superposed is matched with the peak P of the other chromatogram 27.
  • the number of alignments can also be set by the magnification.
  • the chromatogram 27 is enlarged or reduced in the time axis direction according to the magnification with the origin 0 as the center.
  • the number of alignments is set to, for example, 1.0001.
  • the quantification unit 15 performs the quantification in the state where the magnifications of the quantification ranges S1 to S2 are canceled, which is the same as in the case of the offset.
  • the display unit 13 may allow the scale in the axial direction of the intensity, that is, the scale in the vertical axis direction, to be finely adjusted for each chromatogram 27.
  • the display unit 13 displays the display state of the chromatogram 27 as a single display as shown in FIG. 6A or FIG. 6B, a superposition display as shown in FIG. 7A, and an alignment as shown in FIG. 7B by the operation input of the input unit 11.
  • the superimposition display may be switched. Such a switching operation is performed based on the input command information input to the input unit 11.
  • the display unit 13 collectively performs smoothing processing for each of the plurality of chromatograms 27 to be displayed based on the input command information input to the input unit 11, and then a plurality of display units 13.
  • the chromatograms 27 are superimposed and displayed.
  • the quantification unit 15 may be configured to quantify the target substance of each of the plurality of chromatograms 27 displayed on the display unit 13 and smoothed.
  • a smoothing process for example, a moving average method can be used.
  • FIG. 9 shows the hardware configuration of the analysis system 1.
  • the analysis system 1 includes a CPU (Central Processing Unit) 40, a memory 41, an auxiliary storage device 42, a man-machine interface 43, a communication interface 44, and an input / output interface 45. ..
  • Each component of the analysis system 1 is communicably connected to each other via the internal bus 50.
  • the CPU 40 is a processor (arithmetic unit) that executes a software program (hereinafter, simply referred to as a "program").
  • the analysis program 51 is read into the memory 41 from the auxiliary storage device 42. By executing the analysis program 51 stored in the memory 41, the CPU 40 realizes the functions of the selection unit 12, the setting unit 14, and the quantification unit 15.
  • the memory 41 is, for example, a RAM (RandomAccessMemory). As described above, the analysis program 51 executed by the CPU 40 is read into the memory 41, and the chromatogram 27 is stored from the auxiliary storage device 42.
  • the analysis system 1 also includes a ROM (Read Only Memory). The start program of the analysis system 1 is mounted on the ROM, and the analysis system 1 is started by the CPU 40 executing the start program of the ROM.
  • the auxiliary storage device 42 is, for example, a hard disk or the like.
  • the auxiliary storage device 42 stores the analysis program 51 executed by the CPU 40. Further, the auxiliary storage device 42 stores the data group 52 of the chromatogram 27. In the present embodiment, the auxiliary storage device 42 corresponds to the storage unit 10.
  • the man-machine interface 43 includes an operation input unit in which an operator inputs an operation, and a display having a display screen.
  • the man-machine interface 43 is a touch panel.
  • a keyboard and a pointing device may be provided as an operation input unit, and a display may be provided separately.
  • the man-machine interface 43 realizes the functions of the input unit 11 and the display unit 13. The selection of the sample list 25 and the target substance list 26 and the setting of the quantification range (reference position information) are performed by this man-machine interface 43.
  • the communication interface 44 is a communication interface compliant with a communication network such as the Internet.
  • the analysis program 51 can also be stored in the auxiliary storage device 42 via the communication interface 44.
  • the chromatogram data group 52 is transmitted and stored in the auxiliary storage device 42 via the communication interface 44.
  • the input / output interface 45 is an interface with a recording medium (recording medium for non-temporary recording) 60 such as a portable USB (Universal Serial Bus) memory.
  • the analysis program 51 is stored in the recording medium 60.
  • the analysis program 51 is input via the input / output interface 45 and can be stored in the auxiliary storage device 42.
  • the chromatogram data group 52 obtained from the recording medium 60 is stored in the auxiliary storage device 42. May be good.
  • the selection unit 12 inputs the user input to the input unit 11 from the storage unit 10 as a database that can acquire and store the chromatogram 27 using the sample and the target substance as keys.
  • a plurality of chromatograms are selected across a plurality of samples and a plurality of target substances based on the command information (step S10; selection step).
  • the first list generation unit 30 of the selection unit 12 generates the sample list 25, and the display unit 13 displays the sample list 25 in the sample list display area 20.
  • the second list generation unit 31 generates the target substance list 26 corresponding to the sample. ..
  • the display unit 13 displays the target substance list 25 in the target substance list display area 21 of the display unit 13. Further, when the target substance is selected from the target substance list 25 based on the input command information input to the input unit 11, the data acquisition unit 32 displays the selected sample and the chromatogram 27 corresponding to the target substance. Read from the storage unit 10.
  • the display unit 13 superimposes and displays a plurality of chromatograms 27 selected in step S10, that is, the selection step (step S20; display step).
  • the chromatogram display region 22 of the display unit 13 has chromatographs corresponding to a plurality of samples A1 and A2 and a plurality of target substances a1, a2 and a3, respectively. Grams 27 are superimposed and displayed.
  • the setting unit 14 is a reference position that serves as a reference for performing an operation on a plurality of chromatograms 27 displayed in step S20, that is, a display step, based on the input command information of the user input to the input unit 11.
  • Information is set (step S30; setting step).
  • the range (S1 to S2) for quantification in the chromatogram 27 and the baseline BL are set as the reference position information.
  • the quantification unit 15 collectively quantifies the target substance of each of the plurality of chromatograms 27 displayed in step S20, that is, the display step, based on the reference position information set in step S30, that is, the setting step.
  • Step S40 quantification step.
  • the peak P of the chromatogram 27 is searched for within the set range (S1 to S2), and the set baseline is set. Based on BL, the height H or area Ar of the peak P is calculated.
  • Embodiment 2 of the present invention will be described.
  • the analysis system 1 displays dummy spectrum data, that is, a dummy chromatogram 28, on a plurality of chromatograms 27 displayed on the display unit 13. It is different from the above embodiment.
  • the dummy chromatogram 28 is statistically estimated based on the waveforms of the chromatogram 27 of the target substance acquired so far, and is also referred to as a guide chromatogram.
  • the portion of the chromatogram 27 where the peak P appears in the target substance has a high level, and the other portions have a low level (the same level as the baseline BL). There is.
  • the shape of the dummy chromatogram 28 makes it easy for the user to distinguish between the peak P1 corresponding to the target substance and the peak P2 other than the elution time RT of the chromatogram.
  • the user can prevent the user from selecting the peak P2 instead of the peak P1 as the range of quantification. After confirming whether or not the peak P1 is in the high-level part of the dummy chromatogram 28, the user can perform accurate quantification simply by performing a fine modification on the range to be quantified. become.
  • the storage unit 10 stores the dummy chromatogram 28 that defines the specifiable range in which the reference position information can be set by the setting unit 14 for each of the target substances a1, a2, and a3.
  • the display unit 13 displays the plurality of chromatograms 27 selected by the selection unit 12 and the dummy chromatogram 28 in an overlapping manner.
  • the displayed dummy chromatogram 28 has a waveform that is the logical sum of the dummy chromatograms 28 of the target substances a1, a2, and a3, with the high level being 1 and the low level being 0.
  • the setting unit 14 makes it possible to set the reference position information for quantification within the settable range defined by the dummy chromatogram 28.
  • the display unit 13 displays the input table 29 as shown in FIG. 13, and the input unit 11 displays the input table 29 to the input table 29. It may be possible to input.
  • this input table 29 it is possible to input a range (at the start, at the end) for quantification for each sample and each target substance.
  • the quantification unit 15 uses the range input in the input table 29 as a range for quantifying each sample and each target substance. In this case, it may not be possible to input a value in a range not high in the dummy chromatogram 28.
  • FIG. 14 to 16 show an example of displaying the chromatogram 27 when a standard cholesterol ester product is measured.
  • FIG. 14 shows a display image when the same MRM (Multiple Reaction Monitoring) transition of each of the 10 samples is superimposed, and
  • FIG. 15 shows an MRM transition different from that of FIG. 14 of each of the 10 samples. The displayed image when it is displayed in an overlapping manner is shown.
  • MRM Multiple Reaction Monitoring
  • the MRM transition is a set of the mass-to-charge ratio of the precursor ion passing through the front quadrupole mass filter (Q1) and the mass-to-charge ratio of the product ion passing through the rear quadrupole mass filter (Q3).
  • the m / z of the precursor ion of the chromatogram 27 shown in FIG. 14 is 675.7, and the m / z of the product ion is 369.4.
  • the m / z of the precursor ion of the chromatogram 27 in FIG. 15 is 675.7, and the m / z of the product ion is 147.4.
  • Chromatogram 27 with the same MRM transition means that the target substance is the same chromatogram.
  • the same MRM transition, that is, the chromatogram 27 corresponding to the same target substance is displayed in a plurality of samples.
  • the MRM transition (waveform M) shown in FIG. 14 and the MRM transition (waveform N) shown in FIG. 15 are superimposed and displayed. Can be done. In this way, the two MRM transitions can be compared and displayed.
  • the chromatogram 27 (waveform M) of FIG. 14 and the chromatogram 27 (waveform N) of FIG. 15 are superimposed and displayed for comparison, the difference between the two can be confirmed at a glance.
  • the elution time RT (2.83 to 2.89 minutes) is the same between the waveform M and the waveform N, and although they are very similar, the waveform M has the waveform N. It is possible to recognize at a glance that the intensity level is higher than that of.
  • the setting unit 14 sets the quantification ranges S1 to S2 for the designated 20 chromatograms 27 based on the input command information input to the input unit 11. Then, the quantifying unit 15 can simultaneously quantify the two MRM transitions according to the set range S1 (2.25 minutes) to S2 (3.72 minutes).
  • the waveforms of the chromatogram 27 are similar as described above.
  • the intensity level of the waveform N of the chromatogram 27 shown in FIG. 15 is about 1.5% of the intensity level of the waveform M of the chromatogram 27 shown in FIG. Therefore, in FIG. 16 in which the waveforms M and N are superimposed and displayed at the same time, the chromatogram 27 corresponding to the MRM transition shown in FIG. 13 appears to be stuck on the baseline BL.
  • the chromatogram 27 of the waveform N is enlarged and displayed, the shape of the waveform N can be confirmed.
  • the analysis system 1 does not have such a limitation and can display all the selected chromatograms 27.
  • the waveform of the cholesterol chromatogram 27 is very similar to the waveform of the cholesterol ester chromatogram 27 shown in FIGS. 16 and 17. This is because cholesterol ester has the same skeleton as cholesterol.
  • the chromatogram 27 shown in FIG. 16 and the chromatogram 27 shown in FIG. 18 are superimposed and displayed, the result is as shown in FIG.
  • the peak P3 (elution time RT) that does not appear in the chromatogram 27 shown in FIG. 16 but appears in the chromatogram 27 shown in FIG. 18 It can be seen that there is about 4.4 minutes). From this comparative display, it became clear that the peak P3 was not derived from cholesterol ester but was derived from cholesterol.
  • the target sample for example, animal blood
  • the target sample is mostly unified to animal or plant, and for example, plant extract and animal blood are not compared.
  • FIG. 20 for example, by displaying the chromatograms 27 of all transitions (603), an approximate comparison can be made.
  • the target substance that is, the molecular species, for example, phosphatidylcholine (PC)
  • PC phosphatidylcholine
  • the background such as the chemical properties or measurement conditions of the target substance is obtained according to the input command information of the analyst. It is possible to collectively quantify the target substance of each of the plurality of chromatograms 27 in a state where the reference position information as a reference for performing the calculation is set for the plurality of chromatograms 27 while taking the conditions into consideration. As a result, it is possible to easily perform quantification of the target substance in a plurality of chromatograms 27 in a short time while enabling detailed comparative display of the chromatograms 27 with different samples and different target substances.
  • the storage unit 10 stores a dummy chromatogram 28 that defines a settable range in which the reference position information can be set by the setting unit 14.
  • the display unit 13 displays the plurality of chromatograms 27 selected by the selection unit 12 and the dummy chromatogram 28 in an overlapping manner.
  • the setting unit 14 makes it possible to set the reference position information for quantification within the settable range defined by the dummy chromatogram 28. By doing so, it becomes easy for the user who performs the analysis to identify the peak P (see FIG. 2), and it is possible to easily set the range of quantification.
  • the selection unit 12 has the first list generation unit 30 that generates and displays the sample list 25 corresponding to the dummy chromatogram 28 stored in the storage unit 10, and the operation input or operation.
  • a second list generation unit 31 that generates and displays a target substance list 26 that summarizes chromatograms 27 corresponding to samples selected from the sample list 25 for each target substance based on the imported file, and a sample list.
  • a data acquisition unit 32 for acquiring a chromatogram 27 selected from the target substance list 26 corresponding to a sample selected from 25 is provided. In this way, even when there are a large number of samples and target substances to be selected, it is possible to easily identify the displayed sample and target substance.
  • the setting unit 14 sets a range for quantifying the target substance in the chromatogram 27 based on the input command information input to the input unit 11.
  • the quantification unit 15 quantifies the target substance within the range set by the setting unit 14. This makes it possible to accurately quantify the target substance reflecting the background information.
  • the quantification unit 15 sets the baseline BL in the chromatogram based on the input command information input to the input unit 11, and based on the set baseline BL, the quantification unit 15 sets the baseline BL. Quantify. In this way, it is possible to accurately quantify the target substance reflecting the background information.
  • the display unit 13 collectively enlarges or reduces the displayed plurality of spectrum data based on the input command information input to the input unit 11. By doing so, it is possible to display the chromatogram 27 according to the scale of the chromatogram 27 so that the chromatogram 27 can be easily visually confirmed.
  • the analysis system 1 is an information processing device connected to the LC-MS2, but the present invention is not limited to this.
  • the analysis system 1 may be incorporated in the LC-MS2.
  • the analysis system 1 is not limited to the one that quantifies the measurement result of LC-MS2.
  • the analysis system 1 may quantify the measurement results of a gas chromatography apparatus using a gas as a mobile phase and a supercritical fluid chromatography apparatus using a supercritical fluid as the mobile phase.
  • the spectrum data to be quantified by the analysis system 1 is not limited to the chromatogram.
  • spectral data obtained by analysis by capillary electrophoresis spectral data obtained by spectroscopic analysis
  • X-rays X-rays
  • electron beam analysis electron beam analysis
  • nuclear magnetic resonance nuclear magnetic resonance
  • the hardware configuration and software configuration of the analysis system 1 are examples, and can be changed and modified arbitrarily.
  • the central part for processing the analysis system 1, which is composed of the storage unit 10, the input unit 11, the selection unit 12, the display unit 13, the setting unit 14, the quantification unit 15, and the like, is not based on a dedicated system. It can be realized using a normal computer system.
  • a computer program for executing the above operation is stored and distributed in a computer-readable recording medium (flexible disk, CD-ROM, DVD-ROM, etc.), and the computer program is installed in the computer. May configure the analysis system 1 to execute the above processing.
  • the analysis system 1 may be configured by storing the computer program in a storage device of a server device on a communication network such as the Internet and downloading it by a normal computer system.
  • a computer program may be posted on a bulletin board system (BBS; Bulletin Board System) on a communication network, and the computer program may be distributed via the network. Then, the computer program may be started and executed in the same manner as other application programs under the control of the OS so that the above processing can be executed.
  • BSS bulletin board System
  • the present invention can be particularly applied to analysis of chemical substances in addition to metabolome analysis.

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Abstract

解析システム（１）において、選択部（１２）は、入力部（１１）に入力された入力指令情報に基づいて、記憶部（１０）に記憶されたクロマトグラムの中から、複数のサンプル及び複数の対象物質にまたがって複数のクロマトグラムを選択可能である。表示部（１３）は、選択部（１２）で選択された複数のクロマトグラムを重ね合わせて表示する。設定部（１４）は、入力部（１１）に入力された入力指令情報に基づいて、表示部（１３）に表示された複数のクロマトグラムに対して演算を行う基準となる基準位置情報を設定する。定量化部（１５）は、設定部（１４）で設定された基準位置情報を基準として、表示部（１３）に表示された複数のクロマトグラム各々の対象物質の定量化を一括で行う。

Description

解析システム、解析方法及びプログラム
　本発明は、解析システム、解析方法及びプログラムに関する。
　メタボローム解析は、生体内で検出された化合物、すなわち代謝物質を検出することにより行われる。代謝物質の検出には様々な方法が用いられる。例えば、特許文献１、２に開示されるクロマトグラフィ質量分析は、そのような方法の１つである。
　クロマトグラフィ質量分析では、まず、サンプルがクロマトグラフのカラムに導入され、サンプルの各種成分が時間方向に分離された溶出液が取り出される。そして、取り出された溶出液の各種成分が質量分析装置のイオン源でイオン化されて、四重極マスフィルタ等でサンプル成分由来のイオンが質量電荷比に応じて分離され、対象物質が検出される。この検出の結果として、対象物質を示すピークが出現したクロマトグラムが得られる。
　個々の代謝物質は、クロマトグラムに出現するピークの面積または高さを算出することにより定量化される。しかしながら、この定量化には、代謝物質の化学的特性又はクロマトグラフィ質量分析装置における測定条件等のバックグラウンド条件を加味して行う必要がある。そこで、熟練の解析者が、表示されたクロマトグラムのピークを目視で確認し、演算を行う範囲を操作入力で指定することにより定量化を行っている。
国際公開第２０１８／２０７２２８号 国際公開第２０１７／００２１５６号
　メタボローム解析では、多数のサンプルにおける多数の代謝物質の定量化が必要になる。例えば、１００のサンプルで５００の代謝物質を定量化する場合には、合計で５０，０００クロマトグラムが必要になる。しかしながら、上述のように、代謝物質の定量化を正確に行うためには、クロマトグラムを１つずつ表示し、そのピークを解析者が目視で確認する必要があった。このため、全体の解析に長時間を要し、解析者の作業負担が膨大なものになっていた。
　また、メタボローム解析においては、異なるサンプル間、異なる代謝物質間でクロマトグラムを比較できるようにすることは極めて有用である。しかしながら、特許文献１に開示された装置では、同時に表示するクロマトグラムは対象物質についてのターゲットイオン及び確認イオンに限定されている。また、特許文献２に開示された装置は、クロマトグラムを２次元テーブルに縮小表示するため、クロマトグラム同士の波形の詳細な比較には不向きである。
　本発明は、上記実情の下になされたものであり、異なるサンプル、異なる対象物質でのクロマトグラムの詳細な比較表示を可能としつつ、複数のスペクトラムデータにおける対象物質の定量化を短時間かつ容易に行うことができる解析システム、解析方法及びプログラムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る解析システムは、
　対象物質を含むサンプルを分析して得られたスペクトラムデータを、前記サンプル及び前記対象物質をキーとして取得可能に記憶する記憶部と、
　ユーザの入力指令情報を入力する入力部と、
　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、前記記憶部に記憶された前記スペクトラムデータの中から、複数の前記サンプル及び複数の前記対象物質にまたがって複数の前記スペクトラムデータを選択可能な選択部と、
　前記選択部で選択された複数の前記スペクトラムデータを重ね合わせて表示する表示部と、
　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、前記表示部に表示された複数の前記スペクトラムデータに対して演算を行う基準となる基準位置情報を設定する設定部と、
　前記設定部で設定された基準位置情報を基準として、前記表示部に表示された複数の前記スペクトラムデータ各々の前記対象物質の定量化を一括で行う定量化部と、
　を備える。
　この場合、前記記憶部は、
　前記設定部による前記基準位置情報の設定が可能な設定可能範囲を規定するダミーのスペクトラムデータを記憶し、
　前記表示部は、
　前記選択部で選択された複数の前記スペクトラムデータと、前記ダミーのスペクトラムデータとを重ねて表示し、
　前記設定部は、
　前記ダミーのスペクトラムデータによって規定される前記設定可能範囲外で、前記基準位置情報の設定を不可とする、
　こととしてもよい。
　また、前記選択部は、
　前記記憶部に記憶された前記スペクトラムデータに対応するサンプルのリストである第１のリストを生成して前記表示部に表示させる第１のリスト生成部と、
　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、前記第１のリストから選択された前記サンプルに対応するスペクトラムデータを前記対象物質毎に選択可能な第２のリストを生成して前記表示部に表示させる第２のリスト生成部と、
　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、前記表示部に表示された前記第１のリストから選択された前記サンプルに対応し、前記表示部に表示された前記第２のリストから選択された前記スペクトラムデータを、前記表示部に表示する前記スペクトラムデータとして取得するデータ取得部と、
　を備える、
　こととしてもよい。
　前記設定部は、
　前記表示部に表示された複数の前記スペクトラムデータにおいて前記対象物質の定量化を行う範囲を前記基準位置情報として設定し、
　前記定量化部は、
　前記表示部に表示された複数の前記スペクトラムデータ各々を用いて、前記設定部で設定された範囲内で前記対象物質の定量化を行う、
　こととしてもよい。
　前記設定部は、
　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、前記スペクトラムデータのベースラインを設定し、
　前記定量化部は、
　前記設定部で設定された前記ベースラインに基づいて、前記対象物質の定量化を行う、
　こととしてもよい。
　前記表示部は、
　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、表示される複数の前記スペクトラムデータ各々の拡大又は縮小を一括して行う、
　こととしてもよい。
　前記表示部は、
　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、表示される複数の前記スペクトラムデータ各々のスムージング処理を一括して行った後、複数の前記スペクトラムデータを重ね合わせて表示し、
　前記定量化部は、スムージング処理された複数の前記スペクトラムデータ各々の前記対象物質の定量化を行う、
　こととしてもよい。
　前記表示部は、
　ピークが時間軸方向に一致するように前記スペクトラムデータ各々に対し前記時間軸方向にオフセット又は倍率を付与した状態で重ね合わせて表示し、
　前記設定部は、
　重ね合わせ表示された複数の前記スペクトラムデータに対して定量化を行う基準位置情報を一括して設定し、
　前記定量化部は、
　前記スペクトラムデータ各々に付与されたオフセット又は倍率がキャンセルされるように前記基準位置情報を変更し、変更した基準位置情報を基準として、複数の前記スペクトラムデータ各々での前記対象物質の定量化を行う、
　こととしてもよい。
　本発明の第２の観点に係る解析方法は、
　対象物質を含むサンプルを分析して得られたスペクトラムデータに基づいて前記対象物質の定量化を行う解析システムによって実行される解析方法であって、
　前記サンプル及び前記対象物質をキーとして前記スペクトラムデータを取得可能に記憶するデータベースの中から、ユーザの入力指令情報に基づいて、複数の前記サンプル及び複数の前記対象物質にまたがって複数の前記スペクトラムデータを選択する選択ステップと、
　前記選択ステップで選択された複数の前記スペクトラムデータを重ね合わせて表示する表示ステップと、
　ユーザの入力指令情報に基づいて、前記表示ステップで表示された複数の前記スペクトラムデータに対して演算を行う基準となる基準位置情報を設定する設定ステップと、
　前記設定ステップで設定された基準位置情報を基準として、前記表示ステップで表示された複数の前記スペクトラムデータ各々の前記対象物質の定量化を一括で行う定量化ステップと、
　を含む。
　本発明の第３の観点に係るプログラムは、
　コンピュータを、
　対象物質を含むサンプルを分析して得られたスペクトラムデータを、前記サンプル及び前記対象物質をキーとして取得可能に記憶する記憶部、
　ユーザの入力指令情報を入力する入力部、
　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、前記記憶部に記憶された前記スペクトラムデータの中から、複数の前記サンプル及び複数の前記対象物質にまたがって複数の前記スペクトラムデータを選択する選択部、
　前記選択部で選択された複数の前記スペクトラムデータを重ね合わせて表示する表示部、
　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、前記表示部に表示された複数の前記スペクトラムデータに対して演算を行う基準となる基準位置情報を設定する設定部、
　前記設定部で設定された基準位置情報を基準として、前記表示部に表示された複数の前記スペクトラムデータ各々の前記対象物質の定量化を一括で行う定量化部、
　として機能させる。
　本発明によれば、複数のサンプル及び複数の対象物質にまたがる複数のスペクトラムデータを重ね合わせて表示する。これにより、異なるサンプル、異なる対象物質でのスペクトラムデータの波形同士の詳細な比較が可能になる。さらに、複数のスペクトラムデータを重ね合わせて表示しているので、解析者の入力指令情報に従って代謝物質の化学的特性又は測定条件等のバックグラウンド条件を加味しつつ、複数のスペクトラムデータに対して演算を行う基準となる基準位置情報を設定した状態で、複数のスペクトラムデータ各々の対象物質の定量化を一括して行うことができる。この結果、異なるサンプル、異なる対象物質でのスペクトラムデータの詳細な比較表示を可能としつつ、複数のスペクトラムデータにおける対象物質の定量化を短時間かつ容易に行うことができる。
本発明の実施の形態１に係る解析システムの構成を示すブロック図である。 クロマトグラムの一例を示す図である。 図１の解析システムにおけるクロマトグラムの重ね合わせ表示のための機能構成を示す模式図である。 スペクトラムデータが拡大又は縮小される様子を示す模式図である。 図１の設定部および定量化部の機能を示す模式図である。 スペクトラムデータの波形の第１の例を示す図である。 スペクトラムデータの波形の第２の例を示す図である。 重ね合わせ表示されたスペクトラムデータの一例を示す図である。 ピークが一致するように重ね合わせ表示されたスペクトラムデータの一例を示す図である。 スペクトラムデータがスムージングされる様子を示す模式図である。 図１の解析システムのハードウエア構成を示すブロック図である。 図１の解析システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る解析システムの特徴であるダミークロマトグラムの一例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る解析システムの構成を示すブロック図である。 入力テーブルの一例を示す図である。 コレステロールエステルのクロマトグラムの表示例を示す図である。 コレステロールエステルのクロマトグラムの他の表示例を示す図である。 図１４に示すコレステロールクロマトグラムと、図１５に示すクロマトグラムとを重ね合わせて表示した表示例を示す図である。 図１４に示すクロマトグラムにおいて定量化を行う範囲を設定した様子を示す図である。 コレステロールのクロマトグラムの表示例を示す図である。 図１７に示すコレステロールクロマトグラムと、図１８に示すクロマトグラムとを重ね合わせて表示した表示例を示す図である。 すべてのトランジションのクロマトグラムを重ね合わせ表示した場合を示す図である。 同じ分子種を対象物質とするクロマトグラムを重ね合わせ表示した場合を示す図である。 図２１のクロマトグラムにおいて定量化の範囲を設定した様子を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。
実施の形態１．
　まず、本発明の実施の形態１について説明する。本実施の形態に係る解析システム１は、対象物質の定量化を行う。図１に示すように、解析システム１は、液体クロマトグラフィ質量分析装置（ＬＣ－ＭＳ）２に接続されている。
　ＬＣ－ＭＳ２は、液体クロマトグラフと、質量分析器とを組み合わせた装置である。液体クロマトグラフは、移動相として液体を用い、固定相と移動相とに対する溶質の親和性の差を利用して物質を分離する。質量分析器は、液体クロマトグラフで分離された物質をさらにイオン化し、生成した正イオンまたは負イオンを分離し、それぞれのイオンの強度を測定する。
　ＬＣ－ＭＳ２を用いれば、サンプルに含まれる対象物質を分析して得られたスペクトラムデータ、すなわちクロマトグラムを得ることができる。図１に示すように、ＬＣ－ＭＳ２には、サンプルＡ１，Ａ２，・・・，Ａｍが注入され、それらに含まれる対象物質ａ１，ａ２，ａ３，…に対応するクロマトグラムが検出される。
　図２には、クロマトグラムの一例が示されている。図２に示すように、クロマトグラムの横軸は、ＬＣ－ＭＳ２にサンプルを注入してからの時間を示している。一方、縦軸は、ＬＣ－ＭＳ２で検出された信号の強度を示している。図２に示すクロマトグラムには、ピークＰが出現している。サンプルを注入してからの時間、すなわち原点からピークＰが頂点に達するまでの時間を溶出時間（保持時間）ＲＴとする。溶出時間ＲＴは、対象物質によって異なる。
　クロマトグラムにおいて、ピークＰが出ていない部分をベースラインＢＬとする。ベースラインＢＬを基準とするピークＰの高さＨ又は面積Ａｒは、対象物質の濃度に応じて増減する。解析システム１は、クロマトグラムのピークＰの高さＨ又は面積Ａｒを求めることにより、対象物質の定量化を行う。
　図１に戻り、解析システム１は、記憶部１０と、入力部１１と、選択部１２と、表示部１３と、設定部１４と、定量化部１５と、を備える情報処理装置である。
　記憶部１０は、ＬＣ－ＭＳ２における検出により、対象物質を含むサンプルを分析して得られたクロマトグラムを記憶するデータベースである。このデータベースは、サンプル及び対象物質をキーとしてクロマトグラムを取得可能に構成されている。例えば、図１に示す例では、ＬＣ－ＭＳ２でサンプルＡ１～Ａｍ（ｍは３以上の自然数）についての計測が行われ、サンプルＡ１に含まれる対象物質ａ１，ａ２，ａ３，・・・に対応するクロマトグラム、サンプルＡ２に含まれる対象物質ａ１，ａ２，ａ３，・・・に対応するクロマトグラム、・・・、サンプルＡｍに含まれる対象物質ａ１，ａ２，ａ３，・・・に対応するクロマトグラムが取得され、記憶部１０に記憶されている。この場合、記憶部１０は、例えば、サンプルＡ１及び対象物質ａ１をキーとして入力すれば、サンプルＡ１及び対象物質ａ１に対応するクロマトグラムを読み出すことができるように構成されている。
　解析システム１においてメタボローム解析を行う場合には、サンプルは生体の一部、例えば細胞となり、対象物質は代謝物質となる。メタボローム解析では、例えば、数百のサンプル、数百の代謝物質のクロマトグラムが用いられる。例えば、解析すべきサンプルの数が１００であり、代謝物質の数が５００である場合には、１００×５００のクロマトグラムの解析が必要になる。
　図１に戻り、入力部１１は、対象物質の定量化を行う解析者であるユーザの入力指令情報を入力する。入力指令情報には、例えば、記憶部１０のキーとなるサンプル及び対象物質の情報がある。なお、入力指令情報は、解析者の操作入力によって入力されるものであってもよいし、ファイルがインポートされることにより、入力されるものであってもよい。また、解析者の操作入力は、後述の図９のマンマシンインターフェイス４３を構成するポインティングデバイス又はキーボードによる数値入力等によって実現することが可能である。
　選択部１２は、入力部１１に入力された入力指令情報に基づいて、記憶部１０に記憶されたクロマトグラムの中から、複数のサンプル及び複数の対象物質にまたがって複数のクロマトグラムを選択可能である。例えば、図１に示すように、サンプルＡ１の対象物質ａ１，ａ２，ａ３及びサンプルＡ２の対象物質ａ１，ａ２，ａ３の解析を行う場合には、それぞれに対応するクロマトグラムが選択される。
［クロマトグラムの重ね合わせ表示のための機能構成］
　ここで、クロマトグラムの重ね合わせ表示のための機能構成について説明する。図３に示すように、表示部１３は、ユーザが確認可能な表示画面を有している。入力部１１と表示部１３とは連動しており、ユーザは、この表示画面に表示された各種情報に関連した入力指令情報を入力部１１に入力することが可能となっている。
　表示部１３は、表示画面に表示されるウインドウ１３ａに選択部１２で選択された複数のクロマトグラムを重ね合わせて表示する。図３に示すように、このウインドウ１３ａは、サンプルリスト表示領域２０と、対象物質リスト表示領域２１と、クロマトグラム表示領域２２とに分かれている。
　また、選択部１２は、第１のリスト生成部３０と、第２のリスト生成部３１と、データ取得部３２と、を備える。
　第１のリスト生成部３０は、記憶部１０に記憶されたクロマトグラムに対応するサンプルのリストである第１のリスト、すなわちサンプルリスト２５を生成する。第１のリスト生成部３０は、生成したサンプルリスト２５を表示部１３に表示させる。例えば、図３に示すように、表示部１３のウインドウ１３ａのサンプルリスト表示領域２０には、記憶部１０に記憶されたサンプルＡ１，Ａ２，・・・，Ａｍのサンプルリスト２５が表示される。
　入力部１１には、表示部１３に表示されたサンプルリスト２５の中から選択されたサンプルの情報が入力される。第２のリスト生成部３１は、入力部１１に入力された入力指令情報に基づいて、サンプルリスト２５から選択されたサンプルに対応するクロマトグラムを対象物質毎に選択可能な対象物質リスト２６を生成する。第２のリスト生成部３１は、入力指令情報で選択されたサンプルに対応する対象物質を記憶部１０から取得し、サンプル毎の対象物質リスト２６を生成する。第２のリスト生成部３１は、生成した対象物質リスト２６を表示部１３に表示させる。
　ここで、例えば、図３に示すように、サンプルリスト表示領域２０に表示されたサンプルリスト２５でサンプルＡ１，Ａ２を選択した旨の入力指令情報が入力部１１に入力されると、第２のリスト生成部３１は、サンプルＡ１，Ａ２に対応する対象物質リスト２６を記憶部１０から読み込んで生成する。そして、表示部１３の対象物質リスト表示領域２１に表示させる。これにより、表示部１３のウインドウ１３ａの対象物質リスト表示領域２１には、サンプルＡ１，Ａ２に含まれる対象物質ａ１，ａ２，ａ３，・・・に対応するクロマトグラムの対象物質リスト２６が表示される。
　入力部１１には、表示部１３に表示された対象物質リスト２６の中から選択された対象物質の情報が入力される。データ取得部３２は、入力部１１に入力された入力指令情報に基づいて、表示部１３のウインドウ１３ａに表示されたサンプルリスト２５から選択されたサンプルに対応し、表示部１３に表示された対象物質リスト２６から選択された対象物質のクロマトグラムを、記憶部１０から取得する。ここで取得されたクロマトグラムが、表示部１３のウインドウ１３ａのクロマトグラム表示領域２２に表示するクロマトグラム２７となる。図３に示す例において、入力部１１の入力指令情報により、サンプルリスト２５におけるサンプルの選択と、対象物質リスト２６の対象物質の選択を繰り返すことにより、データ取得部３２は、複数のサンプル及び複数の対象物質でのクロマトグラムを記憶部１０から取得する。
　こうして、表示部１３の表示ウインドウのクロマトグラム表示領域２２には、異なるサンプルＡ１，Ａ２及び異なる対象物質ａ１，ａ２，ａ３，・・・にそれぞれ対応する複数のクロマトグラム２７が重ね合わせて表示される。図３では、それぞれの区別のために、サンプルＡ１に対応するクロマトグラム２７が実線で示され、サンプルＡ２に対応するクロマトグラム２７が点線で示されている。しかしながら、実際には、両方実線で表示することができる。場合によって、複数のクロマトグラム２７は、それぞれ色分けして表示することができるし、曲線の太さを変えて表示することができる。
　また、図４に示すように、表示部１３のクロマトグラム表示領域２２では、入力部１１に入力された入力指令情報に基づいて、表示された複数のクロマトグラム２７各々の拡大又は縮小を一括して行うことができる。このようにすれば、クロマトグラム２７の波形の詳細を確認したり、全体像を確認したり、様々なスケールでの波形の確認が可能となる。
［定量化のための機能構成］
　図１に戻り、設定部１４は、入力部１１に入力された入力指令情報に基づいて、表示部１３のクロマトグラム表示領域２２に表示された複数のクロマトグラム２７に対して演算を行う基準となる基準位置情報を設定する。
　例えば、設定部１４は、表示部１３に表示された複数のクロマトグラム２７において対象物質の定量化を行う範囲を基準位置情報として設定する。例えば、図５に示すように、設定部１４は、基準位置情報として、ピークＰの頂点を探索する始点Ｓ１と終点Ｓ２とを設定する。定量化部１５は、表示部１３に表示された複数のクロマトグラム２７各々で、設定部１４で指定された探索範囲（Ｓ１～Ｓ２）内でピークＰの頂点を探索し、探索されたピークＰの頂点に基づいて定量化を行う。
　図５に示す例では、ピークＰは、左側のピーク（対象物質）と右側のピーク（対象物質にｍ／ｚが類似する物質、例えばその誘導体）とが合成されたものとなっている。左側のピークを選択する場合には、定量化する範囲としてＳ１～Ｓ２が設定される。
　さらに、設定部１４は、入力部１１に入力された入力指令情報に基づいて、例えば、図５に示すように、クロマトグラム２７におけるベースラインＢＬを設定する。定量化部１５は、設定部１４で設定されたベースラインＢＬに基づいて、対象物質の定量化を行う。
　なお、定量化する範囲Ｓ１～Ｓ２の設定は、例えばポインティングデバイス（後述の図９のマンマシンインターフェイス４３に相当）の操作により、行われる。この操作では、操作者が、まず、表示部１３のクロマトグラム表示領域２２に表示されたクロマトグラム２７のＳ１，Ｓ２として指定する位置にポインティングデバイスのポインタを合わせる。そして、ポインタを指定位置に合わせた状態で、操作者が、ポインティングデバイスをクリックする。これにより、範囲Ｓ１，Ｓ２が設定される。すなわち、定量化する範囲Ｓ１～Ｓ２の設定は、ＧＵＩ（Graphic User Interface）を利用して行うことができる。また、定量化する範囲Ｓ１～Ｓ２の設定は、例えばキーボードの数値入力（図９のマンマシンインターフェイス４３に相当）により行われるようにしてもよい。いずれにしても、入力部１１は、マンマシンインターフェイス４３への操作入力の内容を入力指令情報として入力し、入力された情報を、基準位置情報として設定部１４に送る。
　定量化部１５は、設定部１４で設定された基準位置情報を基準として、表示部１３に表示された複数のクロマトグラム２７各々の対象物質の定量化を一括で行う。例えば、図５に示すように、定量化部１５は、表示部１３に表示された複数のクロマトグラム２７各々を用いて、設定部１４で設定された範囲内で対象物質の定量化を行う。例えば、定量化部１５は、図２に示すように、ベースラインＢＬからピークＰの頂点までの高さＨ又は斜線で示されるピークＰの面積Ａｒを求める。このピークＰの高さＨ又は面積Ａｒに基づいて、対象物質が定量化される。
　なお、クロマトグラム２７は、実測定で取得されるデータであるため、時間軸方向に若干のずれを生じることがあり、そのずれが無視できないほど大きくなることもある。例えば、図６Ａに示すクロマトグラム２７Ａと、図６Ｂに示すクロマトグラム２７Ｂとは、同じ対象物質に対応するピークＰを有しているが、その溶出時間ＲＴにはずれが生じている。
　このような場合、図７Ａに示すように、クロマトグラム２７Ａ，２７Ｂを単純に重ね合わせて表示しても，一度の範囲指定ですべてのクロマトグラム２７Ａ，２７Ｂに対して定量を行う事は困難になる。そこで、本実施の形態に係る解析システム１は、個々のクロマトグラム２７Ａ，２７Ｂを、時間軸方向にアライメントする機能を備えている。
　表示部１３は、ピークＰが時間軸方向に一致するように複数のクロマトグラム２７（例えば２７Ａ，２７Ｂ）に対し、時間軸方向にオフセット又は倍率を付与した状態で重ね合わせて表示する。このようなオフセット又は倍率を、アライメント数という。オフセットの場合、単位は、時間を示す単位、例えば、時間、分、秒とすることができる。表示部１３は、このアライメント数を自動または手動で設定する。例えば、クロマトグラム２７Ａの溶出時間ＲＴが４．２２ｍｉｎである場合には、クロマトグラム２７Ａのアライメント数ΔＴ１（オフセット）として、４．２２ｍｉｎが設定される。また、例えば、クロマトグラム２７Ｂの溶出時間ＲＴが４．４ｍｉｎである場合には、クロマトグラム２７Ｂのアライメント数（オフセット）ΔＴ２として４．４４ｍｉｎが設定される。
　表示部１３は、クロマトグラム２７（例えばクロマトグラム２７Ａ，２７Ｂ）の時間軸の値に対して，それぞれ設定されたアライメント数ΔＴ１，ΔＴ２を差し引く。これにより、各クロマトグラム２７は、時間軸方向にアライメント数ΔＴ１，ΔＴ２だけシフトする。定量化部１５は、アライメント数ΔＴ１，ΔＴ２だけシフトさせた状態で、クロマトグラム２７を重ね合わせて表示する。図７Ｂには、クロマトグラム２７Ａ，２７Ｂがアライメント数ΔＴ１，ΔＴ２シフトした状態で、重ね合わせ表示されている。
　この状態であれば、設定部１４は、クロマトグラム２７Ａ，２７Ｂに対して、定量化する範囲Ｓ１～Ｓ２を一度に指定することができる。設定部１４は、図７Ｂに示すように、重ね合わせ表示された複数のクロマトグラム２７（２７Ａ，２７Ｂ）に対して定量化を行う範囲Ｓ１～Ｓ２を一括して設定している。
　定量化部１５は、クロマトグラム２７各々に付与されたオフセット又は倍率がキャンセルされるように範囲Ｓ１～Ｓ２を変更し、変更した範囲を基準として、複数のクロマトグラム２７Ａ，２７Ｂ各々での対象物質の定量化を行う。例えば、設定部１４により、定量化する範囲Ｓ１～Ｓ２が設定された場合、定量化部１５は、クロマトグラム２７Ａについては、図６Ａに示すように、範囲Ｓ１～Ｓ２をΔＴ１だけ加算した範囲である範囲Ｓ１’～Ｓ２’で定量化を行う。また、定量化部１５は、クロマトグラム２７Ｂについては、図６Ｂに示すように、範囲Ｓ１～Ｓ２をΔＴ２ずらして範囲Ｓ１”～Ｓ２”で定量化を行う。
　なお、アライメント数ΔＴ１，ΔＴ２は、上述のように、手動で設定することができる。基本的には、クロマトグラム２７Ａ，２７ＢのピークＰが最大のときの時間を設定すれば、それぞれのピークＰを合わせた状態で両者を重ね合わせることができる。
　なお、表示部１３は、重ね合わせ表示するクロマトグラム２７のピークＰを時間軸方向に一致させて重ね合わせて表示すればよい。この場合、ピークＰの位置は、０でなくてもよい。例えば、重ね合わせ表示するクロマトグラム２７のうちのいずれか１つのクロマトグラム２７のピークＰに他のクロマトグラム２７のピークＰを合わせるようにアライメント数を決定するようにしてもよい。
　また、アライメント数は、倍率によっても設定可能である。この場合には、クロマトグラム２７は、原点０を中心に、時間軸方向に倍率に応じて拡大縮小される。アライメント数は、例えば、１．０００１などと設定される。この場合、定量化部１５が、定量化を行う範囲Ｓ１～Ｓ２の倍率をキャンセルした状態で、定量化を行うのは、オフセットの場合と同じである。また、表示部１３は、強度の軸方向、すなわち縦軸方向のスケールを、クロマトグラム２７毎に微調整可能としてもかまわない。
　なお、表示部１３は、入力部１１の操作入力により、クロマトグラム２７の表示状態を、図６Ａ又は図６Ｂに示すような単独表示、図７Ａに示す重ね合わせ表示、図７Ｂに示すようなアライメント重ね合わせ表示を切り替え可能とするようにしてもよい。このような切り替え操作は、入力部１１に入力された入力指令情報に基づいて行われる。
　このように、本実施の形態では、実計測に生じる誤差によらず、複数のクロマトグラム２７の一括の定量化が可能となる。
　なお、表示部１３は、入力部１１に入力された入力指令情報に基づいて、図８に示すように、表示される複数のクロマトグラム２７各々のスムージング処理を一括して行った後、複数のクロマトグラム２７を重ね合わせて表示する。定量化部１５は、表示部１３に表示されスムージング処理された複数のクロマトグラム２７各々の対象物質の定量化を行うようにしてもよい。このようなスムージング処理としては、例えば、移動平均法を用いることができる。
［ハードウエア構成］
　図９には、解析システム１のハードウエア構成が示されている。図９に示すように、解析システム１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０と、メモリ４１と、補助記憶装置４２と、マンマシンインターフェイス４３と、通信インターフェイス４４と、入出力インターフェイス４５と、を備える。解析システム１の各構成要素は、内部バス５０を介して互いに通信可能に接続されている。
　ＣＰＵ４０は、ソフトウエアプログラム（以下、単に「プログラム」とする）を実行するプロセッサ（演算装置）である。メモリ４１には、補助記憶装置４２から解析プログラム５１が読み込まれる。ＣＰＵ４０は、メモリ４１に格納された解析プログラム５１を実行することにより、選択部１２、設定部１４及び定量化部１５の機能が実現される。
　メモリ４１は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）である。メモリ４１には、上述のように、ＣＰＵ４０によって実行される解析プログラム５１が読み込まれる他、補助記憶装置４２からクロマトグラム２７が記憶される。なお、解析システム１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）も備えている。ＲＯＭには、解析システム１の起動プログラムが実装されており、ＣＰＵ４０がＲＯＭの起動プログラムを実行することにより、解析システム１が起動される。
　補助記憶装置４２は、例えばハードディスク等である。補助記憶装置４２は、ＣＰＵ４０により実行される解析プログラム５１を記憶する。また、補助記憶装置４２は、クロマトグラム２７のデータ群５２を記憶する。本実施の形態では、補助記憶装置４２が、記憶部１０に対応する。
　マンマシンインターフェイス４３は、操作者が操作入力を行う操作入力部と、表示画面を有するディスプレイとを備える。本実施の形態では、マンマシンインターフェイス４３は、タッチパネルである。また、操作入力部としてキーボード及びポインティングデバイスを備え、ディスプレイは別に備えるようにしてもよい。このマンマシンインターフェイス４３により、入力部１１及び表示部１３の機能が実現される。サンプルリスト２５及び対象物質リスト２６の選択、定量化の範囲（基準位置情報）の設定は、このマンマシンインターフェイス４３により行われる。
　通信インターフェイス４４は、インターネット等の通信ネットワークに準拠した通信インターフェイスである。解析プログラム５１は、通信インターフェイス４４を介して、補助記憶装置４２に記憶することも可能である。また、解析システム１とＬＣ－ＭＳ２とが通信ネットワークを介して接続されている場合には、通信インターフェイス４４を介して、補助記憶装置４２にクロマトグラムのデータ群５２が送信され、記憶される。
　入出力インターフェイス４５は、持ち運び可能なＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体（一時的でない記録を行う記録媒体）６０とのインターフェイスである。記録媒体６０には解析プログラム５１が記憶されている。解析プログラム５１は、この入出力インターフェイス４５を介して入力され、補助記憶装置４２に記憶することが可能である。また、解析システム１と、ＬＣ－ＭＳ２とが通信ネットワーク等で通信接続されていない場合には、記録媒体６０から得られたクロマトグラムのデータ群５２を、補助記憶装置４２に記憶するようにしてもよい。
　次に、本実施の形態に係る解析システム１の動作について説明する。
　図１０に示すように、まず、選択部１２は、サンプル及び対象物質をキーとしてクロマトグラム２７を取得可能に記憶するデータベースとしての記憶部１０の中から、入力部１１に入力されるユーザの入力指令情報に基づいて、複数のサンプル及び複数の対象物質にまたがって複数のクロマトグラムを選択する（ステップＳ１０；選択ステップ）。ここでは、図３に示すように、選択部１２の第１のリスト生成部３０が、サンプルリスト２５を生成し、表示部１３が、サンプルリスト２５を、サンプルリスト表示領域２０に表示する。さらに、入力部１１に入力された入力指令情報に基づいて、サンプルリスト２５の中からサンプルが選択されると、第２のリスト生成部３１が、そのサンプルに対応する対象物質リスト２６を生成する。表示部１３は、対象物質リスト２５を表示部１３の対象物質リスト表示領域２１に表示する。さらに、入力部１１に入力された入力指令情報に基づいて、対象物質リスト２５から対象物質が選択されると、データ取得部３２は、選択されたサンプル及び対象物質に対応するクロマトグラム２７を、記憶部１０から読み込む。
　続いて、表示部１３は、ステップＳ１０、すなわち選択ステップで選択された複数のクロマトグラム２７を重ね合わせて表示する（ステップＳ２０；表示ステップ）。ステップＳ１０，Ｓ２０を実行することにより、図３に示すように、表示部１３のクロマトグラム表示領域２２には、複数のサンプルＡ１，Ａ２及び複数の対象物質ａ１，ａ２，ａ３にそれぞれ対応するクロマトグラム２７が重ね合わせて表示される。
　続いて、設定部１４は、入力部１１に入力されるユーザの入力指令情報に基づいて、ステップＳ２０、すなわち表示ステップで表示された複数のクロマトグラム２７に対して演算を行う基準となる基準位置情報を設定する（ステップＳ３０；設定ステップ）。ここでは、例えば図５に示すように、クロマトグラム２７における定量化を行う範囲（Ｓ１～Ｓ２）及びベースラインＢＬが基準位置情報として設定される。
　続いて、定量化部１５は、ステップＳ３０、すなわち設定ステップで設定された基準位置情報を基準として、ステップＳ２０、すなわち表示ステップで表示された複数のクロマトグラム２７各々の対象物質の定量化を一括で行う（ステップＳ４０；定量化ステップ）。この定量化では、複数のクロマトグラム２７各々に対して、例えば、図５に示すように、設定された範囲（Ｓ１～Ｓ２）内でクロマトグラム２７のピークＰが探索され、設定されたベースラインＢＬに基づいて、ピークＰの高さＨ又は面積Ａｒが算出される。
実施の形態２．
　次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態に係る解析システム１は、図１１に示すように、表示部１３で表示される複数のクロマトグラム２７にさらにダミーのスペクトラムデータ、すなわちダミークロマトグラム２８を重ねて表示する点が、上記実施の形態と異なっている。なお、ダミークロマトグラム２８は、これまでに取得された対象物質のクロマトグラム２７の波形に基づいて統計的に推定されたものであり、ガイドクロマトグラムともいう。
　図１１に示すように、ダミークロマトグラム２８は、クロマトグラム２７において対象物質にピークＰが出現している部分がハイレベルとなり、他の部分はローレベル（ベースラインＢＬと同じレベル）となっている。ダミークロマトグラム２８の形状は、対象物質に対応するピークＰ１と、クロマトグラムの溶出時間ＲＴ以外のピークＰ２とをユーザが識別し易くすることができる。
　また、本実施の形態では、ダミークロマトグラム２８がハイレベルとなっている区間以外は、対象物質を定量化する範囲の指定を不可としている。このようにすれば、ユーザが、定量化の範囲として、ピークＰ１でなく、ピークＰ２を選択しないようにすることが可能となる。ユーザは、ピークＰ１がダミークロマトグラム２８のハイレベルな部分に入っているか否かの確認を行った後、定量化を行う範囲を、微修正する操作を行うだけで、正確な定量化が可能になる。
　図１２に示すように、記憶部１０は、設定部１４によって基準位置情報の設定が可能な指定可能範囲を規定するダミークロマトグラム２８を、対象物質ａ１，ａ２，ａ３毎に記憶する。表示部１３は、選択部１２で選択された複数のクロマトグラム２７と、ダミークロマトグラム２８とを重ねて表示する。この場合、表示されるダミークロマトグラム２８は、ハイレベルを１とし、ローレベルを０として、対象物質ａ１，ａ２，ａ３のダミークロマトグラム２８の論理和となる波形を有するものとなる。
　このクロマトグラム２７とダミークロマトグラム２８との比較表示により、ピークＰが対象物質ａ１，ａ２，ａ３に対応するものであるか否かを確認することができる。また、設定部１４は、ダミークロマトグラム２８によって規定される設定可能範囲において、定量化の基準位置情報を設定可能とする。
　なお、定量化を行う範囲をクロマトグラム２７毎に、すなわち個別に設定しようとする場合には、表示部１３に図１３に示すような入力テーブル２９を表示させ、入力部１１に入力テーブル２９への入力を可能とするようにしてもよい。この入力テーブル２９では、サンプル毎、対象物質毎に、定量化を行う範囲（開始時、終了時）を入力することができる。定量化部１５は、入力テーブル２９で入力された範囲を、サンプル毎、対象物質毎の定量化を行う範囲として用いる。この場合、ダミークロマトグラム２８でハイレベルとなっていない範囲の値は入力することができないようになっていてもよい。
［メタボローム解析における実施例］
　次に、本実施の形態に係る解析システム１を用いてメタボローム解析を行った場合の実施例について説明する。図１４～図１６には、コレステロールエステルの標準品を測定した場合のクロマトグラム２７の表示例が示されている。図１４には、１０サンプル各々の同じＭＲＭ（Multiple Reaction Monitoring）トランジションを重ねて表示した場合の表示画像が示されており、図１５には、１０サンプル各々の図１４とは他のＭＲＭトランジションを重ねて表示した場合の表示画像が示されている。
　ここで、ＭＲＭトランジションとは、前段四重極マスフィルタ（Ｑ１）を通過させるプリカーサイオンの質量電荷比と後段四重極マスフィルタ（Ｑ３）を通過させるプロダクトイオンの質量電荷比の組である。図１４に示すクロマトグラム２７のプリカーサイオンのｍ／ｚは、６７５．７であり、プロダクトイオンのｍ／ｚは、３６９．４である。また、図１５のクロマトグラム２７のプリカーサイオンのｍ／ｚは、６７５．７であり、プロダクトイオンのｍ／ｚは、１４７．４である。
　ＭＲＭトランジションが同じクロマトグラム２７は、対象物質が同じクロマトグラムであるということを意味している。図１４、図１５では、複数のサンプルで、同一のＭＲＭトランジション、すなわち同一の対象物質に対応するクロマトグラム２７が表示された状態となっている。
　本実施の形態に係る解析システム１によれば、図１６に示すように、図１４に示すＭＲＭトランジション（波形Ｍ）と、図１５に示すＭＲＭトランジション（波形Ｎ）とを重ね合わせて表示することができる。このようにすれば、２つのＭＲＭトランジションを比較表示することができる。図１４のクロマトグラム２７（波形Ｍ）と図１５のクロマトグラム２７（波形Ｎ）とを、重ね合わせて比較表示すると、両者の違いを一目で確認することができる。例えば図１６に示すように、波形Ｍと波形Ｎとでは、溶出時間ＲＴ（２．８３～２．８９分）が同じであり、非常に類似しているものの、波形Ｍの方が、波形Ｎよりも強度レベルが大きいことを一目で認識することができる。
　ここで、図１７に示すように、指定した２０のクロマトグラム２７に対して下記のように定量化の範囲Ｓ１～Ｓ２を入力部１１に入力された入力指令情報に基づいて設定部１４が設定すれば、定量化部１５は、設定された範囲Ｓ１（２．２５分）～Ｓ２（３．７２分）に従って、２つのＭＲＭトランジションを同時に定量することができる。
　上記２つのＭＲＭトランジションは同じ化合物由来であるため、上述のように、クロマトグラム２７の波形は類似している。しかしながら、図１５に示すクロマトグラム２７の波形Ｎの強度レベルは、図１４に示すクロマトグラム２７の波形Ｍの強度レベルの１．５％ほどになる。このため、波形Ｍ、Ｎを同時に重ね合わせ表示した図１６では、図１３に示すＭＲＭトランジションに対応するクロマトグラム２７は、ベースラインＢＬ上にはりついているように見える。しかしながら、図１５に示すように、波形Ｎのクロマトグラム２７を拡大表示すれば、波形Ｎの形状を確認することができる。
　本実施の形態に係る解析システム１では、２つのＭＲＭトランジションのみならず、選択されたすべてのＭＲＭトランジションを表示し、同時に対象物質を定量化することができる。図１４～図１６で示したクロマトグラム２７の波形は、サンプルが同じであるために、類似している。しかしながら、解析システム１では、このような制約はなく、選択されたすべてのクロマトグラム２７を表示することができる。
　一方、コレステロールのＭＲＭトランジション（プリカーサイオンのｍ／ｚ＝３６９．４／プロダクトイオンのｍ／ｚ＝２８７．４）は、例えば、図１８に示すようになる。図１８に示すように、コレステロールのクロマトグラム２７の波形は、図１６、図１７に示すコレステロールエステルのクロマトグラム２７の波形と非常に類似したものとなる。これは、コレステロールエステルが、コレステロールと同じ骨格を有しているためである。図１６に示すクロマトグラム２７と、図１８に示すクロマトグラム２７とを重ね合わせて表示すると、図１９に示すようになる。図１９に示すクロマトグラム２７のように重ね合わせて比較表示を行えば、図１６に示すクロマトグラム２７に出現しておらず、図１８に示すクロマトグラム２７に出現するピークＰ３（溶出時間ＲＴが約４．４分）があることがわかる。この比較表示により、ピークＰ３は、コレステロールエステル由来ではなくて、コレステロール由来のピークであることが明らかとなった。
　また、メタボローム解析において、対象とするサンプル（例えば動物の血液）は動物か植物かに統一することがほとんどであり、例えば、植物の抽出物と，動物の血液を比較することはない。そのような場合、図２０に示すように、例えばすべてのトランジション（６０３個）のクロマトグラム２７を表示することで、おおよその比較を行うことができる。
　さらに、６０３個のトランジションのうち、例えばフォスファシジルコリン（ＰＣ）という対象物質、すなわち分子種のみを選択して表示させたのが図２１（１０サンプル×８１トランジション）である。同じ分子種であるため、これらのクロマトグラム２７では、波形が類似し、溶出時間ＲＴも近くなっている。これらの分子種を定量化する場合、例えば図２２に示すように全部のクロマトグラム２７について定量化する範囲を設定してしまえばこと足りる。すなわち１０サンプル×８１トランジション＝８１０のクロマトグラムについて、目視確認を行い、定量化する範囲を一度に設定して一括してピークの面積を求め、定量化を行うことが可能となる。
　以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る解析システム１によれば、表示部１３において複数のサンプルＡ１，Ａ２，Ａ３，・・・及び複数の対象物質ａ１，ａ２，ａ３，・・・にまたがる複数のクロマトグラム２７を重ね合わせて表示する。これにより、異なるサンプル、異なる対象物質でのクロマトグラム２７の波形同士の詳細な比較が可能になる。
　さらに、本実施の形態に係る解析システム１によれば、複数のクロマトグラム２７を重ね合わせて表示しているので、解析者の入力指令情報に従って対象物質の化学的特性又は測定条件等のバックグラウンド条件を加味しつつ、複数のクロマトグラム２７に対して演算を行う基準となる基準位置情報を設定した状態で、複数のクロマトグラム２７各々の対象物質の定量化を一括して行うことができる。この結果、異なるサンプル、異なる対象物質でのクロマトグラム２７の詳細な比較表示を可能しつつ、複数のクロマトグラム２７における対象物質の定量化を短時間かつ容易に行うことができる。
　また、本実施の形態２によれば、記憶部１０は、設定部１４によって基準位置情報の設定が可能な設定可能範囲を規定するダミークロマトグラム２８を記憶する。表示部１３は、選択部１２で選択された複数のクロマトグラム２７と、ダミークロマトグラム２８とを重ねて表示する。さらに、設定部１４は、ダミークロマトグラム２８によって規定された設定可能範囲において、定量化の基準位置情報を設定可能とする。このようにすれば、解析を行うユーザがピークＰ（図２参照）を特定し易くなるうえ、定量化の範囲の設定をし易くすることができる。
　また、本実施の形態によれば、選択部１２は、記憶部１０に記憶されたダミークロマトグラム２８に対応するサンプルリスト２５を生成して表示する第１のリスト生成部３０と、操作入力又はインポートされたファイルに基づいて、サンプルリスト２５から選択されたサンプルに対応するクロマトグラム２７を対象物質毎にまとめた対象物質リスト２６を生成して表示する第２のリスト生成部３１と、サンプルリスト２５から選択されたサンプルに対応し、対象物質リスト２６から選択されたクロマトグラム２７を取得するデータ取得部３２と、を備える。このようにすれば、選択するサンプル及び対象物質が多数である場合にも、表示したサンプル及び対象物質を特定し易くすることができる。
　また、本実施の形態によれば、設定部１４は、入力部１１に入力された入力指令情報に基づいて、クロマトグラム２７において対象物質の定量化を行う範囲を設定する。定量化部１５は、設定部１４で設定された範囲内で、対象物質の定量化を行う。これにより、バックグラウンド情報を反映した正確な対象物質の定量化が可能となる。
　また、本実施の形態によれば、定量化部１５は、入力部１１に入力された入力指令情報に基づいて、クロマトグラムにおけるベースラインＢＬを設定し、設定されたベースラインＢＬに基づいて、定量化を行う。このようにすれば、バックグラウンド情報を反映した正確な対象物質の定量化が可能となる。
　また、本実施の形態によれば、表示部１３は、入力部１１に入力された入力指令情報に基づいて、表示された複数のスペクトラムデータの拡大又は縮小を一括して行う。このようにすれば、クロマトグラム２７のスケールに合わせた表示を行って、クロマトグラム２７を目視で確認し易くすることができる。
　なお、上記実施の形態では、解析システム１は、ＬＣ－ＭＳ２に接続された情報処理装置であるものとしたが、本発明はこれには限られない。解析システム１は、ＬＣ－ＭＳ２に組み込まれていてもよい。
　また、解析システム１は、ＬＣ－ＭＳ２の測定結果について定量化を行うものには限られない。解析システム１は、移動相として気体を用いる気体クロマトグラフィ装置、移動相として超臨界流体を用いる超臨界流体クロマトグラフィ装置の測定結果について定量化を行うものであってもよい。
　また、解析システム１で定量化の対象となるスペクトラムデータは、クロマトグラムには限られない。例えば、キャピラリー電気泳動による分析により得られるスペクトラムデータ、分光分析、Ｘ線、電子線分析、核磁気共鳴により得られるスペクトルデータを定量化の対象とすることができる。
　その他、解析システム１のハードウエア構成やソフトウエア構成は一例であり、任意に変更および修正が可能である。
　記憶部１０、入力部１１、選択部１２、表示部１３、設定部１４及び定量化部１５などから構成される、解析システム１の処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する解析システム１を構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することで解析システム１を構成してもよい。
　解析システム１の機能を、ＯＳ（オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムとの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。
　搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。例えば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS；Bulletin Board System）にコンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介してコンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。
　この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
　なお、本願については、２０２０年１０月１６日に出願された日本国特許出願２０２０－１７４４１３号を基礎とする優先権を主張し、本明細書中に日本国特許出願２０２０－１７４４１３号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
　本発明は、特に、メタボローム解析の他、化学物質の解析に適用することができる。
　１　解析システム、２　液体クロマトグラフィ質量分析装置（ＬＣ－ＭＳ）、１０　記憶部、１１　入力部、１２　選択部、１３　表示部、１３ａ　ウインドウ、１４　設定部、１５　定量化部、２０　サンプルリスト表示領域、２１　対象物質リスト表示領域、２２　クロマトグラム表示領域、２５　サンプルリスト、２６　対象物質リスト、２７　クロマトグラム、２８　ダミークロマトグラム、２９　入力テーブル、３０　第１のリスト生成部、３１　第２のリスト生成部、３２　データ取得部、４０　ＣＰＵ、４１　メモリ、４２　補助記憶装置、４３　マンマシンインターフェイス、４４　通信インターフェイス、４５　入出力インターフェイス、５０　内部バス、５１　解析プログラム、５２　データ群、６０　記録媒体、Ａｒ　面積、ＢＬ　ベースライン、Ｈ　高さ、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３　ピーク、ＲＴ　溶出時間、Ｓ１，Ｓ１’，Ｓ１”　始点、Ｓ２，Ｓ２’，Ｓ２”　終点

Claims (10)

  1. 　対象物質を含むサンプルを分析して得られたスペクトラムデータを、前記サンプル及び前記対象物質をキーとして取得可能に記憶する記憶部と、
    　ユーザの入力指令情報を入力する入力部と、
    　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、前記記憶部に記憶された前記スペクトラムデータの中から、複数の前記サンプル及び複数の前記対象物質にまたがって複数の前記スペクトラムデータを選択可能な選択部と、
    　前記選択部で選択された複数の前記スペクトラムデータを重ね合わせて表示する表示部と、
    　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、前記表示部に表示された複数の前記スペクトラムデータに対して演算を行う基準となる基準位置情報を設定する設定部と、
    　前記設定部で設定された基準位置情報を基準として、前記表示部に表示された複数の前記スペクトラムデータ各々の前記対象物質の定量化を一括で行う定量化部と、
    　を備える解析システム。
  2. 　前記記憶部は、
    　前記設定部による前記基準位置情報の設定が可能な設定可能範囲を規定するダミーのスペクトラムデータを記憶し、
    　前記表示部は、
    　前記選択部で選択された複数の前記スペクトラムデータと、前記ダミーのスペクトラムデータとを重ねて表示し、
    　前記設定部は、
    　前記ダミーのスペクトラムデータによって規定される前記設定可能範囲外で、前記基準位置情報の設定を不可とする、
    　請求項１に記載の解析システム。
  3. 　前記選択部は、
    　前記記憶部に記憶された前記スペクトラムデータに対応するサンプルのリストである第１のリストを生成して前記表示部に表示させる第１のリスト生成部と、
    　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、前記第１のリストから選択された前記サンプルに対応するスペクトラムデータを前記対象物質毎に選択可能な第２のリストを生成して前記表示部に表示させる第２のリスト生成部と、
    　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、前記表示部に表示された前記第１のリストから選択された前記サンプルに対応し、前記表示部に表示された前記第２のリストから選択された前記スペクトラムデータを、前記表示部に表示する前記スペクトラムデータとして取得するデータ取得部と、
    　を備える、
    　請求項１又は２に記載の解析システム。
  4. 　前記設定部は、
    　前記表示部に表示された複数の前記スペクトラムデータにおいて前記対象物質の定量化を行う範囲を前記基準位置情報として設定し、
    　前記定量化部は、
    　前記表示部に表示された複数の前記スペクトラムデータ各々を用いて、前記設定部で設定された範囲内で前記対象物質の定量化を行う、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の解析システム。
  5. 　前記設定部は、
    　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、前記スペクトラムデータのベースラインを設定し、
    　前記定量化部は、
    　前記設定部で設定された前記ベースラインに基づいて、前記対象物質の定量化を行う、
    　請求項４に記載の解析システム。
  6. 　前記表示部は、
    　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、表示される複数の前記スペクトラムデータ各々の拡大又は縮小を一括して行う、
    　請求項１から５のいずれか一項に記載の解析システム。
  7. 　前記表示部は、
    　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、表示される複数の前記スペクトラムデータ各々のスムージング処理を一括して行った後、複数の前記スペクトラムデータを重ね合わせて表示し、
    　前記定量化部は、スムージング処理された複数の前記スペクトラムデータ各々の前記対象物質の定量化を行う、
    　請求項１から６のいずれか一項に記載の解析システム。
  8. 　前記表示部は、
    　ピークが時間軸方向に一致するように前記スペクトラムデータ各々に対し前記時間軸方向にオフセット又は倍率を付与した状態で重ね合わせて表示し、
    　前記設定部は、
    　重ね合わせ表示された複数の前記スペクトラムデータに対して定量化を行う基準位置情報を一括して設定し、
    　前記定量化部は、
    　前記スペクトラムデータ各々に付与されたオフセット又は倍率がキャンセルされるように前記基準位置情報を変更し、変更した基準位置情報を基準として、複数の前記スペクトラムデータ各々での前記対象物質の定量化を行う、
    　請求項１から７のいずれか一項に記載の解析システム。
  9. 　対象物質を含むサンプルを分析して得られたスペクトラムデータに基づいて前記対象物質の定量化を行う解析システムによって実行される解析方法であって、
    　前記サンプル及び前記対象物質をキーとして前記スペクトラムデータを取得可能に記憶するデータベースの中から、ユーザの入力指令情報に基づいて、複数の前記サンプル及び複数の前記対象物質にまたがって複数の前記スペクトラムデータを選択する選択ステップと、
    　前記選択ステップで選択された複数の前記スペクトラムデータを重ね合わせて表示する表示ステップと、
    　ユーザの入力指令情報に基づいて、前記表示ステップで表示された複数の前記スペクトラムデータに対して演算を行う基準となる基準位置情報を設定する設定ステップと、
    　前記設定ステップで設定された基準位置情報を基準として、前記表示ステップで表示された複数の前記スペクトラムデータ各々の前記対象物質の定量化を一括で行う定量化ステップと、
    　を含む解析方法。
  10. 　コンピュータを、
    　対象物質を含むサンプルを分析して得られたスペクトラムデータを、前記サンプル及び前記対象物質をキーとして取得可能に記憶する記憶部、
    　ユーザの入力指令情報を入力する入力部、
    　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、前記記憶部に記憶された前記スペクトラムデータの中から、複数の前記サンプル及び複数の前記対象物質にまたがって複数の前記スペクトラムデータを選択する選択部、
    　前記選択部で選択された複数の前記スペクトラムデータを重ね合わせて表示する表示部、
    　前記入力部に入力された入力指令情報に基づいて、前記表示部に表示された複数の前記スペクトラムデータに対して演算を行う基準となる基準位置情報を設定する設定部、
    　前記設定部で設定された基準位置情報を基準として、前記表示部に表示された複数の前記スペクトラムデータ各々の前記対象物質の定量化を一括で行う定量化部、
    　として機能させるプログラム。
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