特許 6740941 電気泳動測定方法、データ処理装置及びデータ処理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6740941

(24)【登録日】2020年7月29日

(45)【発行日】2020年8月19日

(54)【発明の名称】電気泳動測定方法、データ処理装置及びデータ処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/447 20060101AFI20200806BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/447 301Z

【請求項の数】18

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2017-53373(P2017-53373)

(22)【出願日】2017年3月17日

(65)【公開番号】特開2018-25536(P2018-25536A)

(43)【公開日】2018年2月15日

【審査請求日】2019年7月4日

(31)【優先権主張番号】特願2016-154951(P2016-154951)

(32)【優先日】2016年8月5日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100141852

【弁理士】

【氏名又は名称】吉本 力

(74)【代理人】

【識別番号】100152571

【弁理士】

【氏名又は名称】新宅 将人

(72)【発明者】

【氏名】原田 亨

【審査官】 黒田 浩一

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−０４２０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２２６０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２５６８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１２１６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２０５４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０８５３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２５７７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０２６７２２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 Koji Kadota et al.， A Normalization Strategy Applied to HiCEP (An AFLP-based Expression Profiling) Analysis: Toward the Strict Alignment of Valid Fragments Across Electrophoretic Patterns，BMC Bioinformatics，２００５年，pp.1-15，［オンライン：検索日2020.06.08］，ＵＲＬ，https://bmcbioinformatics.biomedcentral.com/track/pdf/10.1186/1471-2105-6-43

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／４４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基準物質、前記基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分を含む下限マーカー物質、及び、前記基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分を含む上限マーカー物質が混合された基準試料を電気泳動させることにより検出データを取得する第１電気泳動工程と、
前記第１電気泳動工程により取得した検出データを、当該検出データに含まれる前記下限マーカー物質及び前記上限マーカー物質の各ピークを基準にして、一定の時間幅に規格化することにより、基準データを取得する基準データ取得工程と、
測定対象物質、前記測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分を含む前記下限マーカー物質、及び、前記測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分を含む前記上限マーカー物質が混合された測定対象試料を電気泳動させることにより検出データを取得する第２電気泳動工程と、
前記第２電気泳動工程により取得した検出データを、当該検出データに含まれる前記下限マーカー物質及び前記上限マーカー物質の各ピークを基準にして、前記一定の時間幅に規格化することにより、測定対象データを取得する測定対象データ取得工程と、
前記基準データ及び前記測定対象データを時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせるデータ補正工程とを含むことを特徴とする電気泳動測定方法。

【請求項2】

前記データ補正工程には、
前記測定対象データを時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における前記測定対象データと前記基準データとの相互相関を算出する相互相関算出工程と、
前記相互相関算出工程により算出された相互相関が最大となるときのシフト量で前記測定対象データをシフトさせるシフト補正工程とが含まれることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動測定方法。

【請求項3】

前記第１電気泳動工程及び前記第２電気泳動工程では、予め定められた基準周期でサンプリングすることにより検出データを取得し、
前記相互相関算出工程において段階的にシフトされる前又は後の前記測定対象データ、あるいは、前記基準データの少なくとも一方は、前記基準周期とは異なる設定周期でサンプリングし直されることを特徴とする請求項２に記載の電気泳動測定方法。

【請求項4】

前記データ補正工程には、
前記測定対象データを時間軸方向に伸長及び短縮させ、伸長させたときの前記測定対象データ及び短縮させたときの前記測定対象データに基づいて、２つの伸縮データを取得する第１伸縮データ取得工程と、
前記２つの伸縮データと前記基準データとの相関係数、及び、伸縮前の前記測定対象データと前記基準データとの相関係数を算出する第１相関係数算出工程と、
前記第１相関係数算出工程により算出された各相関係数に基づいて、時間軸における前記測定対象データの伸縮方向を決定する伸縮方向決定工程とが含まれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気泳動測定方法。

【請求項5】

前記第１相関係数算出工程では、前記２つの伸縮データを時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における前記２つの伸縮データと前記基準データとの相互相関を算出することにより、その算出された相互相関が最大となるときのシフト量でシフトさせた前記２つの伸縮データと前記基準データとの相関係数を算出するとともに、伸縮前の前記測定対象データを時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における前記測定対象データと前記基準データとの相互相関を算出することにより、その算出された相互相関が最大となるときのシフト量でシフトさせた前記測定対象データと前記基準データとの相関係数を算出することを特徴とする請求項４に記載の電気泳動測定方法。

【請求項6】

前記第１電気泳動工程及び前記第２電気泳動工程では、予め定められた基準周期でサンプリングすることにより検出データを取得し、
前記第１伸縮データ取得工程により取得する前記２つの伸縮データ及び伸縮前の前記測定対象データ、又は、前記基準データの少なくとも一方は、前記基準周期とは異なる設定周期でサンプリングし直されることを特徴とする請求項４又は５に記載の電気泳動測定方法。

【請求項7】

前記データ補正工程には、
前記測定対象データを時間軸方向に段階的に伸長又は短縮させ、それぞれの伸縮量における前記測定対象データに基づいて、複数の伸縮データを取得する第２伸縮データ取得工程と、
前記複数の伸縮データと前記基準データとの相関係数、及び、伸縮前の前記測定対象データと前記基準データとの相関係数を算出する第２相関係数算出工程と、
前記第２相関係数算出工程により算出された相関係数が最大となる前記伸縮データ又は伸縮前の前記測定対象データを補正後の前記測定対象データとする伸縮補正工程とが含まれることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気泳動測定方法。

【請求項8】

前記第２相関係数算出工程では、前記複数の伸縮データを時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における前記複数の伸縮データと前記基準データとの相互相関を算出することにより、その算出された相互相関が最大となるときのシフト量でシフトさせた前記複数の伸縮データと前記基準データとの相関係数を算出するとともに、伸縮前の前記測定対象データを時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における前記測定対象データと前記基準データとの相互相関を算出することにより、その算出された相互相関が最大となるときのシフト量でシフトさせた前記測定対象データと前記基準データとの相関係数を算出することを特徴とする請求項７に記載の電気泳動測定方法。

【請求項9】

前記第１電気泳動工程及び前記第２電気泳動工程では、予め定められた基準周期でサンプリングすることにより検出データを取得し、
前記第２伸縮データ取得工程により取得する前記複数の伸縮データ及び伸縮前の前記測定対象データ、又は、前記基準データの少なくとも一方は、前記基準周期とは異なる設定周期でサンプリングし直されることを特徴とする請求項７又は８に記載の電気泳動測定方法。

【請求項10】

前記データ補正工程には、
前記測定対象データを時間軸方向に伸長又は短縮させる伸縮補正工程と、
前記伸縮補正工程前又は前記伸縮補正工程後に、前記測定対象データを時間軸方向にシフトさせるシフト補正工程とが含まれることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動測定方法。

【請求項11】

前記基準データ取得工程及び前記測定対象データ取得工程の少なくとも一方において、設定周期でサンプリングし直された検出データの各周期における検出強度に係数を乗算することにより、基準データ又は測定対象データを取得することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電気泳動測定方法。

【請求項12】

前記第１電気泳動工程では、それぞれ異なる基準物質を含む複数の基準試料を電気泳動させることにより、各基準試料に対応する複数の検出データを取得し、
前記基準データ取得工程では、前記第１電気泳動工程により取得した複数の検出データから複数の基準データを取得し、
前記データ補正工程では、前記複数の基準データについて、前記測定対象データを時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせるものであり、
相対的に伸縮又はシフトされた前記測定対象データと各基準データとの類似度を判定する類似度判定工程と、
前記類似度判定工程における判定結果に基づいて前記複数の基準データの中から適合データを選択する適合データ選択工程とをさらに含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電気泳動測定方法。

【請求項13】

前記類似度判定工程では、各基準データと前記測定対象データとの相関係数、及び、前記測定対象データのピーク面積に基づいて、類似度を判定することを特徴とする請求項１２に記載の電気泳動測定方法。

【請求項14】

前記類似度判定工程では、各基準データと前記測定対象データとの相関係数、及び、各基準データのピーク面積に対する前記測定対象データのピーク面積の面積比に基づいて、類似度を判定することを特徴とする請求項１２に記載の電気泳動測定方法。

【請求項15】

前記類似度判定工程では、各基準データと前記測定対象データとの相関係数、前記測定対象データのピーク面積、及び、各基準データのピーク面積に対する前記測定対象データのピーク面積の面積比に基づいて、類似度を判定することを特徴とする請求項１２に記載の電気泳動測定方法。

【請求項16】

各基準データと前記測定対象データとの相関係数として、前記一定の時間幅に含まれる複数の領域でそれぞれ算出される相関係数の平均値が用いられることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の電気泳動測定方法。

【請求項17】

基準物質、前記基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分を含む下限マーカー物質、及び、前記基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分を含む上限マーカー物質が混合された基準試料を電気泳動させることにより得られた検出データを、当該検出データに含まれる前記下限マーカー物質及び前記上限マーカー物質の各ピークを基準にして、一定の時間幅に規格化することにより取得した基準データと、
測定対象物質、前記測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分を含む前記下限マーカー物質、及び、前記測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分を含む前記上限マーカー物質が混合された測定対象試料を電気泳動させることにより得られた検出データを、当該検出データに含まれる前記下限マーカー物質及び前記上限マーカー物質の各ピークを基準にして、前記一定の時間幅に規格化することにより取得した測定対象データとを用いてデータ処理を行うデータ処理装置であって、
前記基準データ及び前記測定対象データを時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせるデータ補正部を備えることを特徴とするデータ処理装置。

【請求項18】

基準物質、前記基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分を含む下限マーカー物質、及び、前記基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分を含む上限マーカー物質が混合された基準試料を電気泳動させることにより得られた検出データを、当該検出データに含まれる前記下限マーカー物質及び前記上限マーカー物質の各ピークを基準にして、一定の時間幅に規格化することにより取得した基準データと、
測定対象物質、前記測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分を含む前記下限マーカー物質、及び、前記測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分を含む前記上限マーカー物質が混合された測定対象試料を電気泳動させることにより得られた検出データを、当該検出データに含まれる前記下限マーカー物質及び前記上限マーカー物質の各ピークを基準にして、前記一定の時間幅に規格化することにより取得した測定対象データとを用いてデータ処理を行うデータ処理プログラムであって、
前記基準データ及び前記測定対象データを時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせるデータ補正部としてコンピュータを機能させることを特徴とするデータ処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気泳動により測定を行う電気泳動測定方法、並びに、電気泳動により得られた検出データに対するデータ処理を行うデータ処理装置及びデータ処理プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

電気泳動により測定対象物質の測定を行う場合、測定対象物質にマーカー物質が混合された測定対象試料を電気泳動させる場合がある。上記マーカー物質としては、例えば測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分を含む下限マーカー物質、及び、測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分を含む上限マーカー物質を例示することができる。一方、マーカー物質を使用しない方法としては、例えば下記特許文献１に例示されるような動的時間伸縮法（ＤＴＷ：Dynamic Time Warping）を用いた方法や、動的計画法を用いた方法などが知られている。

【0003】

図８は、マーカー物質を使用する方法により得られた検出データの一例を示した図である。図８では、基準物質（既知物質）を含む基準試料を電気泳動させることにより得られた検出データに基づく基準データＤ１０１と、測定対象物質（未知物質）を含む測定対象試料を電気泳動させることにより得られた検出データに基づく測定対象データＤ１０２とが示されている。基準物質は基準となる既知の物質であり、この基準物質から得られる基準データＤ１０１と測定対象物質から得られる測定対象データＤ１０２との比較により、測定対象物質に含まれる成分を同定することができる。

【0004】

基準試料には、基準物質以外に、下限マーカー物質及び上限マーカー物質が混合される。基準データＤ１０１には、下限マーカー物質の成分が検出されることによるピークＰ１１１と、上限マーカー物質の成分が検出されることによるピークＰ１１２とが現れる。また、これらのピークＰ１１１及びピークＰ１１２の間に、基準物質に含まれる成分が検出されることによるピーク群Ｐ１１３が現れる。

【0005】

同様に、測定対象試料にも、測定対象物質以外に、下限マーカー物質及び上限マーカー物質が混合される。測定対象データＤ１０２には、下限マーカー物質の成分が検出されることによるピークＰ１２１と、上限マーカー物質の成分が検出されることによるピークＰ１２２とが現れる。また、これらのピークＰ１２１及びピークＰ１２２の間に、測定対象物質に含まれる成分が検出されることによるピーク群Ｐ１２３が現れる。

【0006】

この例では、基準データＤ１０１におけるピークＰ１１１とピークＰ１１２との間の時間幅と、測定対象データＤ１０２におけるピークＰ１２１とピークＰ１２２との間の時間幅とが一定になるように、電気泳動により得られた検出データに対する規格化が行われている。すなわち、各データＤ１０１，Ｄ１０２における下限マーカー物質に対応するピークＰ１１１，Ｐ１２１を基準として、上限マーカー物質に対応するピークＰ１２１，Ｐ１２２が一定の時間幅となるように規格化される。これにより、図８に示すように、各データＤ１０１，Ｄ１０２における下限マーカー物質に対応するピークＰ１１１，Ｐ１２１、及び、上限マーカー物質に対応するピークＰ１２１，Ｐ１２２が、それぞれ重ね合わせられた状態となる。

【0007】

このようにして規格化された基準データＤ１０１と測定対象データＤ１０２とを比較することにより、各データＤ１０１，Ｄ１０２におけるピーク群Ｐ１１３，Ｐ１２３の類似度に基づいて、測定対象物質に含まれる成分を同定することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第４９５１７５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、下限マーカー物質及び上限マーカー物質を用いて規格化した各データＤ１０１，Ｄ１０２を比較する場合、測定対象物質として基準物質と同じ物質を測定したデータであっても、図８の例のように、同一の成分に対応するピーク群Ｐ１１３，Ｐ１２３のピーク位置がずれる場合がある。その原因としては、電気泳動に用いるデバイス（マイクロチップなど）の状態による影響などが考えられる。

【0010】

このように、ピーク群Ｐ１１３，Ｐ１２３のピーク位置がずれた場合には、各データＤ１０１，Ｄ１０２の比較（類似度の判定）が困難となる。その結果、測定対象物質に含まれる成分の同定が困難となったり、場合によっては、正確な同定結果が得られなかったりするおそれもある。

【0011】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、基準データと測定対象データとの類似度を容易かつ正確に判定することができる電気泳動測定方法、データ処理装置及びデータ処理プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

（１）本発明に係る電気泳動測定方法は、第１電気泳動工程と、基準データ取得工程と、第２電気泳動工程と、測定対象データ取得工程と、データ補正工程とを含む。前記第１電気泳動工程では、基準物質、前記基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分を含む下限マーカー物質、及び、前記基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分を含む上限マーカー物質が混合された基準試料を電気泳動させることにより検出データを取得する。前記基準データ取得工程では、前記第１電気泳動工程により取得した検出データを、当該検出データに含まれる前記下限マーカー物質及び前記上限マーカー物質の各ピークを基準にして、一定の時間幅に規格化することにより、基準データを取得する。前記第２電気泳動工程では、測定対象物質、前記測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分を含む前記下限マーカー物質、及び、前記測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分を含む前記上限マーカー物質が混合された測定対象試料を電気泳動させることにより検出データを取得する。前記測定対象データ取得工程では、前記第２電気泳動工程により取得した検出データを、当該検出データに含まれる前記下限マーカー物質及び前記上限マーカー物質の各ピークを基準にして、前記一定の時間幅に規格化することにより、測定対象データを取得する。前記データ補正工程では、前記基準データ及び前記測定対象データを時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせる。

【0013】

このような構成によれば、基準データ及び測定対象データを時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせることにより、基準データと比較しやすいデータに補正することができる。すなわち、基準物質に含まれる成分が検出されることによるピーク群と、測定対象物質に含まれる成分が検出されることによるピーク群とが、時間軸方向において比較しやすい位置となるように、データを補正することができる。したがって、基準データと測定対象データとの類似度を容易かつ正確に判定することができる。特に、電気泳動のデバイスや、泳動条件に由来する時間軸方向のずれの影響を受けず、測定対象物質に含まれる成分の相違による影響を判断できる。

【0014】

（２）前記データ補正工程には、相互相関算出工程と、シフト補正工程とが含まれていてもよい。前記相互相関算出工程では、前記測定対象データを時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における前記測定対象データと前記基準データとの相互相関を算出する。前記シフト補正工程では、前記相互相関算出工程により算出された相互相関が最大となるときのシフト量で前記測定対象データをシフトさせる。

【0015】

このような構成によれば、測定対象データを時間軸方向に段階的にシフトさせたときの各シフト量における測定対象データと基準データとの相互相関に基づいて、基準データと比較しやすくなるシフト量で測定対象データをシフトさせることができる。

【0016】

（３）前記第１電気泳動工程及び前記第２電気泳動工程では、予め定められた基準周期でサンプリングすることにより検出データを取得してもよい。この場合、前記相互相関算出工程において段階的にシフトされる前又は後の前記測定対象データ、あるいは、前記基準データの少なくとも一方は、前記基準周期とは異なる設定周期でサンプリングし直されてもよい。

【0017】

（４）前記データ補正工程には、第１伸縮データ取得工程と、第１相関係数算出工程と、伸縮方向決定工程とが含まれていてもよい。前記第１伸縮データ取得工程では、前記測定対象データを時間軸方向に伸長及び短縮させ、伸長させたときの前記測定対象データ及び短縮させたときの前記測定対象データに基づいて、２つの伸縮データを取得する。前記第１相関係数算出工程では、前記２つの伸縮データと前記基準データとの相関係数、及び、伸縮前の前記測定対象データと前記基準データとの相関係数を算出する。前記伸縮方向決定工程では、前記第１相関係数算出工程により算出された各相関係数に基づいて、時間軸における前記測定対象データの伸縮方向を決定する。

【0018】

このような構成によれば、測定対象データを時間軸方向に伸長及び短縮させたときの２つの伸縮データと基準データとの相関係数、及び、伸縮前の測定対象データと基準データとの相関係数に基づいて、基準データと比較しやすくなる測定対象データの伸縮方向を正確に決定することができる。

【0019】

（５）前記第１相関係数算出工程では、前記２つの伸縮データを時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における前記２つの伸縮データと前記基準データとの相互相関を算出することにより、その算出された相互相関が最大となるときのシフト量でシフトさせた前記２つの伸縮データと前記基準データとの相関係数を算出するとともに、伸縮前の前記測定対象データを時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における前記測定対象データと前記基準データとの相互相関を算出することにより、その算出された相互相関が最大となるときのシフト量でシフトさせた前記測定対象データと前記基準データとの相関係数を算出してもよい。

【0020】

（６）前記第１電気泳動工程及び前記第２電気泳動工程では、予め定められた基準周期でサンプリングすることにより検出データを取得してもよい。この場合、前記第１伸縮データ取得工程により取得する前記２つの伸縮データ及び伸縮前の前記測定対象データ、又は、前記基準データの少なくとも一方は、前記基準周期とは異なる設定周期でサンプリングし直されてもよい。

【0021】

（７）前記データ補正工程には、第２伸縮データ取得工程と、第２相関係数算出工程と、伸縮補正工程とが含まれていてもよい。前記第２伸縮データ取得工程では、前記測定対象データを時間軸方向に段階的に伸長又は短縮させ、それぞれの伸縮量における前記測定対象データに基づいて、複数の伸縮データを取得する。前記第２相関係数算出工程では、前記複数の伸縮データと前記基準データとの相関係数、及び、伸縮前の前記測定対象データと前記基準データとの相関係数を算出する。前記伸縮補正工程では、前記第２相関係数算出工程により算出された相関係数が最大となる前記伸縮データ又は伸縮前の前記測定対象データを補正後の前記測定対象データとする。

【0022】

このような構成によれば、測定対象データを時間軸方向に段階的に伸長又は短縮させたときの各伸縮量における測定対象データと基準データとの相関係数、及び、伸縮前の測定対象データと基準データとの相関係数に基づいて、基準データと比較しやすくなるデータを補正後の測定対象データとすることができる。

【0023】

（８）前記第２相関係数算出工程では、前記複数の伸縮データを時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における前記複数の伸縮データと前記基準データとの相互相関を算出することにより、その算出された相互相関が最大となるときのシフト量でシフトさせた前記複数の伸縮データと前記基準データとの相関係数を算出するとともに、伸縮前の前記測定対象データを時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における前記測定対象データと前記基準データとの相互相関を算出することにより、その算出された相互相関が最大となるときのシフト量でシフトさせた前記測定対象データと前記基準データとの相関係数を算出してもよい。

【0024】

（９）前記第１電気泳動工程及び前記第２電気泳動工程では、予め定められた基準周期でサンプリングすることにより検出データを取得してもよい。この場合、前記第２伸縮データ取得工程により取得する前記複数の伸縮データ及び伸縮前の前記測定対象データ、又は、前記基準データの少なくとも一方は、前記基準周期とは異なる設定周期でサンプリングし直されてもよい。

【0025】

（１０）前記データ補正工程には、伸縮補正工程と、シフト補正工程とが含まれていてもよい。前記伸縮補正工程では、前記測定対象データを時間軸方向に伸長又は短縮させる。前記シフト補正工程では、前記伸縮補正工程前又は前記伸縮補正工程後に、前記測定対象データを時間軸方向にシフトさせる。

【0026】

（１１）前記基準データ取得工程及び前記測定対象データ取得工程の少なくとも一方において、設定周期でサンプリングし直された検出データの各周期における検出強度に係数を乗算することにより、基準データ又は測定対象データを取得してもよい。

【0027】

このような構成によれば、基準物質に含まれる成分が検出されることによるピーク群、及び、測定対象物質に含まれる成分が検出されることによるピーク群の少なくとも一方において、検出強度に係数を乗算することにより、成分ごとの比較をより正確に行うことができるような基準データ又は測定対象データを取得することができる。

【0028】

（１２）前記第１電気泳動工程では、それぞれ異なる基準物質を含む複数の基準試料を電気泳動させることにより、各基準試料に対応する複数の検出データを取得してもよい。前記基準データ取得工程では、前記第１電気泳動工程により取得した複数の検出データから複数の基準データを取得してもよい。前記データ補正工程では、前記複数の基準データについて、前記測定対象データを時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせるものであってもよい。この場合、前記電気泳動測定方法は、相対的に伸縮又はシフトされた前記測定対象データと各基準データとの類似度を判定する類似度判定工程と、前記類似度判定工程における判定結果に基づいて前記複数の基準データの中から適合データを選択する適合データ選択工程とをさらに含んでいてもよい。

【0029】

このような構成によれば、複数の基準データと測定対象データとの類似度を判定し、その判定結果に基づいて、測定対象データに適合する適合データを複数の基準データの中から選択することができる。

【0030】

（１３）前記類似度判定工程では、各基準データと前記測定対象データとの相関係数、及び、前記測定対象データのピーク面積に基づいて、類似度を判定してもよい。

【0031】

このような構成によれば、各基準データと前記測定対象データとの相関係数以外に、測定対象データのピーク面積も用いて類似度が判定される。したがって、ピーク位置だけでなくピーク面積も考慮して、より正確に類似度を判定することができる。

【0032】

（１４）前記類似度判定工程では、各基準データと前記測定対象データとの相関係数、及び、各基準データのピーク面積に対する前記測定対象データのピーク面積の面積比に基づいて、類似度を判定してもよい。

【0033】

このような構成によれば、各基準データと前記測定対象データとの相関係数以外に、各基準データのピーク面積に対する測定対象データのピーク面積の面積比も用いて類似度が判定される。したがって、ピーク位置だけでなくピーク面積の面積比も考慮して、より正確に類似度を判定することができる。

【0034】

（１５）前記類似度判定工程では、各基準データと前記測定対象データとの相関係数、前記測定対象データのピーク面積、及び、各基準データのピーク面積に対する前記測定対象データのピーク面積の面積比に基づいて、類似度を判定してもよい。

【0035】

このような構成によれば、各基準データと前記測定対象データとの相関係数以外に、測定対象データのピーク面積、及び、各基準データのピーク面積に対する測定対象データのピーク面積の面積比も用いて類似度が判定される。したがって、ピーク位置だけでなくピーク面積及び面積比も考慮して、より正確に類似度を判定することができる。

【0036】

（１６）各基準データと前記測定対象データとの相関係数として、前記一定の時間幅に含まれる複数の領域でそれぞれ算出される相関係数の平均値が用いられてもよい。

【0037】

このような構成によれば、複数の領域でそれぞれ算出される相関係数の平均値を用いることにより、さらに正確に類似度を判定することができる。

【0038】

（１７）本発明に係るデータ処理装置は、基準データと測定対象データとを用いてデータ処理を行うデータ処理装置であって、前記基準データ及び前記測定対象データを時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせるデータ補正部を備える。

【0039】

（１８）本発明に係るデータ処理プログラムは、基準データと測定対象データとを用いてデータ処理を行うデータ処理プログラムであって、前記基準データ及び前記測定対象データを時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせるデータ補正部としてコンピュータを機能させる。

【発明の効果】

【0040】

本発明によれば、基準データ及び測定対象データを時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせることにより、基準データと比較しやすいデータに補正することができるため、基準データと測定対象データとの類似度を容易かつ正確に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】本発明の一実施形態に係る電気泳動測定方法を用いて測定を行う電気泳動システムの一例を示したブロック図である。

【図2】電気泳動測定方法の一例を示したフローチャートである。

【図3】補正された測定対象データの一例を示した図である。

【図4】測定対象データの伸縮方向を決定する際の具体的な処理の一例を示したフローチャートである。

【図5】測定対象データを伸縮させる際の具体的な処理の一例を示したフローチャートである。

【図6】測定対象データをシフトさせる際の具体的な処理の一例を示したフローチャートである。

【図7】基準データ及び補正後の測定対象データの一例を示した図である。

【図8】マーカー物質を使用する方法により得られた検出データの一例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

１．電気泳動システムの構成
図１は、本発明の一実施形態に係る電気泳動測定方法を用いて測定を行う電気泳動システムの一例を示したブロック図である。この電気泳動システムには、電気泳動装置１とデータ処理装置２とが備えられている。

【0043】

電気泳動装置１では、例えば板状部材の内部に流路が形成されたマイクロチップ（図示せず）を用いて、当該流路内を試料が電気泳動される。電気泳動装置１には、例えば発光部及び受光部を有する検出部１１が備えられている。測定時には、流路内を電気泳動される試料に対して検出部１１の発光部から励起光を照射し、その試料からの蛍光を受光部で検出することができる。ただし、検出部１１は、試料からの蛍光を検出するような構成に限らず、例えば試料からの透過光を受光することにより吸光度を検出するような構成などであってもよい。

【0044】

データ処理装置２は、電気泳動装置１の検出部１１から入力されるデータ（吸光度の検出強度）に対する処理を行う。データ処理装置２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成であり、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、データ取得部２１、データ補正部２２、類似度判定部２３及び適合データ選択部２４などとして機能する。

【0045】

データ取得部２１は、電気泳動装置１の検出部１１から入力されるデータを取得する。データ補正部２２は、データ取得部２１で取得したデータを補正する処理を行う。データ補正部２２には、例えば相互相関算出部２２１、シフト補正部２２２、伸縮データ取得部２２３、相関係数算出部２２４、伸縮方向決定部２２５及び伸縮補正部２２６などが含まれる。類似度判定部２３は、データ（波形データ）同士を比較することにより、類似度を判定する処理を行う。適合データ選択部２４は、類似度判定部２３による判定結果に基づいて、いずれかのデータを適合データとして選択する処理を行う。

【0046】

２．電気泳動測定方法の具体例
図２は、電気泳動測定方法の一例を示したフローチャートである。本実施形態では、基準試料及び測定対象試料を電気泳動装置１で測定することにより得られたデータが、それぞれデータ処理装置２で処理される。

【0047】

基準試料は、基準物質、下限マーカー物質及び上限マーカー物質が混合された試料である。基準物質は、基準となる既知の物質である。下限マーカー物質は、基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分であり、上限マーカー物質は、基準物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分である。このような基準試料を電気泳動装置１で電気泳動させ、検出部１１から入力されるデータをデータ取得部２１でサンプリングすることにより、基準試料に基づく検出データが取得される（ステップＳ１０１：第１電気泳動工程）。このとき、データ取得部２１によるサンプリングは、予め定められた周期（基準周期）で行われる。

【0048】

基準試料に基づいて得られた検出データには、基準物質に含まれる成分が検出されることによるピーク群の他、そのピーク群を時間軸方向に挟むように、下限マーカー物質の成分が検出されることによるピークと、上限マーカー物質の成分が検出されることによるピークとが含まれる。このような検出データは、データ取得部２１により、下限マーカー物質及び上限マーカー物質の各ピークを基準にして一定の時間幅に規格化される（ステップＳ１０２）。

【0049】

具体的には、図８の基準データＤ１０１のように、下限マーカー物質のピークＰ１１１の位置が０％、上限マーカー物質のピークＰ１１２の位置が１００％となるような泳動指数を用いて、検出データが一定の時間幅（０〜１００％の指数幅）に規格化される。本実施形態における時間軸には、時間を基準に算出される泳動指数のような他のパラメータの軸も含まれるものとする。

【0050】

このとき、データ取得部２１が、規格化された検出データを上記基準周期とは異なる値に設定された周期（設定周期）でサンプリングし直すことにより、図８に示すような基準データＤ１０１が取得される（ステップＳ１０３：基準データ取得工程）。上記設定周期は、例えば上記基準周期よりも長い間隔に設定されている。なお、規格化された検出データを上記設定周期でサンプリングし直す際には、上記基準周期における各検出強度に対して、スプライン補間や多項式補間などを用いて算出した補間値が加算又は減算されることにより、上記設定周期における各検出強度が補間される。

【0051】

取得される基準データＤ１０１は、１つだけであってもよいが、本実施形態では、複数の基準試料を用いて複数の基準データＤ１０１が取得される。すなわち、ステップＳ１０１の第１電気泳動工程では、それぞれ異なる基準物質を含む複数の基準試料を電気泳動させることにより、各基準試料に対応する複数の検出データを取得する。また、ステップＳ１０３の基準データ取得工程では、第１電気泳動工程により取得した複数の検出データから複数の基準データを取得する。なお、基準試料に含まれる下限マーカー物質及び上限マーカー物質は、各基準試料において同一である。

【0052】

測定対象試料は、測定対象物質、下限マーカー物質及び上限マーカー物質が混合された試料である。測定対象物質は、測定の対象となる物質であり、例えばＤＮＡやＲＮＡなどを含む。下限マーカー物質は、測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が速い成分で、上限マーカー物質は、測定対象物質に含まれる成分よりも電気泳動速度が遅い成分であり、測定対象物質に混合される下限マーカー物質及び上限マーカー物質と基準物質に混合される下限マーカー物質及び上限マーカー物質とは同一の物質である。このような測定対象試料を電気泳動装置１で電気泳動させ、検出部１１から入力されるデータをデータ取得部２１でサンプリングすることにより、測定対象試料に基づく検出データが取得される（ステップＳ１０４：第２電気泳動工程）。このとき、データ取得部２１によるサンプリングは、基準試料に基づく検出データを取得する場合（ステップＳ１０１）と同様の周期（基準周期）で行われる。

【0053】

測定対象試料に基づいて得られた検出データには、測定対象物質に含まれる成分が検出されることによるピーク群の他、そのピーク群を時間軸方向に挟むように、下限マーカー物質の成分が検出されることによるピークと、上限マーカー物質の成分が検出されることによるピークとが含まれる。このような検出データは、データ取得部２１により、下限マーカー物質及び上限マーカー物質の各ピークを基準にして一定の時間幅に規格化される（ステップＳ１０５）。

【0054】

具体的には、図８の測定対象データＤ１０２のように、下限マーカー物質のピークＰ１２１の位置が０％、上限マーカー物質のピークＰ１２２の位置が１００％となるような泳動指数を用いて、検出データが一定の時間幅（０〜１００％の指数幅）に規格化される。このとき、データ取得部２１が、規格化された検出データを上記設定周期でサンプリングし直すことにより、図８に示すような測定対象データＤ１０２が取得される（ステップＳ１０６：測定対象データ取得工程）。なお、規格化された検出データを上記設定周期でサンプリングし直す際には、上記基準周期における各検出強度に対して、スプライン補間や多項式補間などを用いて算出した補間値が加算又は減算されることにより、上記設定周期における各検出強度が補間される。

【0055】

このように、基準データＤ１０１を取得するとき（ステップＳ１０３）と、測定対象データＤ１０２を取得するとき（ステップＳ１０６）とで、同一の周期（設定周期）でサンプリングし直すことにより、同一のタイミングでサンプリングされたデータ同士を比較することが可能となる。その後、データ補正部２２が、基準データＤ１０１に対して、測定対象データＤ１０２を、時間軸方向（泳動指数軸方向）に伸縮又はシフトさせることにより、測定対象データが補正される（ステップＳ１０７〜Ｓ１０９：データ補正工程）。

【0056】

具体的には、まず、時間軸（泳動指数軸）における測定対象データを伸長又は短縮させる方向（伸縮方向）が決定される（ステップＳ１０７）。そして、決定された伸縮方向に測定対象データが伸長又は短縮された後（ステップＳ１０８）、伸縮後の測定対象データが時間軸方向にシフトされる（ステップＳ１０９）。ただし、後述するように、測定対象データを伸長も短縮もさせない場合もある。

【0057】

本実施形態では、ステップＳ１０７〜Ｓ１０９のデータ補正工程が、各基準データＤ１０１を用いて行われる。すなわち、データ補正工程では、複数の基準データＤ１０１について、測定対象データＤ１０２を時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせる。これにより、各基準データと比較しやすい測定対象データに補正することができる。

【0058】

その後、類似度判定部２３が、各基準データＤ１０１と、各基準データＤ１０１を用いて補正された測定対象データとを比較することにより、それぞれの類似度を判定する（ステップＳ１１０：類似度判定工程）。そして、その判定結果に基づいて、適合データ選択部２４が、複数の基準データＤ１０１の中から適合データを選択する（ステップＳ１１１：適合データ選択工程）。すなわち、補正された測定対象データとの類似度が最も高い基準データＤ１０１が、適合データとして選択される。

【0059】

３．補正された測定対象データの一例
図３は、補正された測定対象データＤ１０３の一例を示した図である。この例では、図８に示した測定対象データＤ１０２が、基準データＤ１０１を基準にして時間軸方向に伸縮及びシフトされることにより、補正された測定対象データＤ１０３が得られた結果を示している。

【0060】

補正された測定対象データＤ１０３では、下限マーカー物質のピークＰ１２１と上限マーカー物質のピークＰ１２２との時間軸方向の間隔が狭められるように、測定対象データＤ１０２が短縮されている。そして、短縮された測定対象データＤ１０２が時間軸方向にシフトされることにより、図３に示すように、測定対象物質に含まれる成分が検出されることによるピーク群Ｐ１２３の時間軸方向における位置が、基準物質に含まれる成分が検出されることによるピーク群Ｐ１１３の時間軸方向における位置に近づくように補正された測定対象データＤ１０３が得られる。

【0061】

このように、本実施形態では、基準データＤ１０１を基準にして、測定対象データＤ１０２を時間軸方向に伸縮及びシフトさせることにより、基準データＤ１０１と比較しやすい測定対象データＤ１０３に補正することができる。すなわち、基準物質に含まれる成分が検出されることによるピーク群Ｐ１１３と、測定対象物質に含まれる成分が検出されることによるピーク群Ｐ１２３とが、時間軸方向において比較しやすい位置となるように、測定対象データＤ１０２を補正することができる。したがって、基準データＤ１０１と測定対象データＤ１０３との類似度を容易かつ正確に判定することができる。

【0062】

４．伸縮方向決定時の処理
図４は、測定対象データＤ１０２の伸縮方向を決定する際の具体的な処理の一例を示したフローチャートである。この処理は、複数の基準データＤ１０１をそれぞれ用いて行われ、各基準データＤ１０１に対応する測定対象データＤ１０２の伸縮方向が決定される。

【0063】

測定対象データＤ１０２の伸縮方向を決定する際には、まず、伸縮データ取得部２２３が、測定対象データＤ１０２を時間軸方向に伸長及び短縮させ、伸長させたときの測定対象データ及び短縮させたときの測定対象データを取得する（ステップＳ２０１，Ｓ２０２：第１伸縮データ取得工程）。これにより、伸長された測定対象データ、短縮された測定対象データ及び伸縮前の測定対象データＤ１０２からなる３つのデータが取得される。このとき、伸長された測定対象データ、短縮された測定対象データ及び伸縮前の測定対象データＤ１０２はそれぞれ、所定の設定周期でサンプリングし直される。

【0064】

具体的には、下限マーカー物質のピークＰ１２１、又は、上限マーカー物質のピークＰ１２２が、時間軸方向に沿って任意の量だけ移動される。このとき、下限マーカー物質のピークＰ１２１をプラス方向（泳動指数が増える方向）に移動させるか、又は、上限マーカー物質のピークＰ１２２をマイナス方向（泳動指数が減る方向）に移動させれば、伸長された測定対象データが得られる。一方、下限マーカー物質のピークＰ１２１をマイナス方向に移動させるか、又は、上限マーカー物質のピークＰ１２２をプラス方向に移動させれば、短縮された測定対象データが得られる。

【0065】

その後、相関係数算出部２２４が、伸長された測定対象データ、短縮された測定対象データ、及び、伸縮前の測定対象データＤ１０２を、それぞれ時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における各測定対象データと基準データＤ１０１との相互相関を算出する（ステップＳ２０３，Ｓ２０４）。そして、伸長された測定対象データ、短縮された測定対象データ、及び、伸縮前の測定対象データＤ１０２のそれぞれに対し、算出された相互相関が最大となるシフト量を決定し、各測定対象データを決定されたシフト量だけシフトさせる（ステップＳ２０５）。測定対象データをシフトさせる際の具体的な処理、及び、相互相関を算出する際の具体的な処理は、図６を用いて後述する処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。

【0066】

相関係数算出部２２４は、シフト後の伸長された測定対象データと基準データＤ１０１との相関係数（Ｒ＋）、シフト後の短縮された測定対象データと基準データＤ１０１との相関係数（Ｒ−）、及び、シフトされた伸縮前の測定対象データと基準データＤ１０１との相関係数（Ｒ０）をそれぞれ算出する（ステップＳ２０６：第１相関係数算出工程）。伸縮方向決定部２２５は、このようにして算出された３種の相関係数Ｒ＋，Ｒ−，Ｒ０に基づいて、時間軸における測定対象データＤ１０２の伸縮方向を決定する（ステップＳ２０７：伸縮方向決定工程）。

【0067】

相関係数については、周知であるため詳細な説明を省略するが、どれだけ同じ位置にピークが現れているかを示す値であり、比較されるデータ同士のピークの位置が近いほど「１」に近い値となり、ピークの位置が遠いほど「−１」に近い値となる。したがって、下記の基準（Ａ）〜（Ｄ）を用いて測定対象データＤ１０２の伸縮方向を決定することができる。
（Ａ）：相関係数Ｒ０＞相関係数Ｒ＋、かつ、相関係数Ｒ０＞相関係数Ｒ−の場合は、測定対象データＤ１０２を「伸縮させない」と決定する
（Ｂ）：（Ａ）以外であり、かつ、相関係数Ｒ＋＞相関係数Ｒ−の場合は、測定対象データＤ１０２を「伸長させる」と決定する
（Ｃ）：（Ａ）以外であり、かつ、相関係数Ｒ−＞相関係数Ｒ＋の場合は、測定対象データＤ１０２を「短縮させる」と決定する
（Ｄ）：（Ａ）〜（Ｃ）以外の場合は、下限マーカー物質のピークＰ１２１、又は、上限マーカー物質のピークＰ１２２の時間軸方向への移動量を増加させながら、（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかに該当するまでステップＳ２０１〜Ｓ２０６を繰り返す。

【0068】

この図４に示すような処理によれば、測定対象データＤ１０２を時間軸方向に伸長及び短縮させたときの２つの伸縮データと基準データＤ１０１との相関係数Ｒ＋，Ｒ−、及び、測定対象データＤ１０２と基準データＤ１０１との相関係数Ｒ０に基づいて、基準データＤ１０１と比較しやすくなる測定対象データＤ１０２の伸縮方向を正確に決定することができる。

【0069】

５．伸縮時の処理
図５は、測定対象データＤ１０２を伸縮させる際の具体的な処理の一例を示したフローチャートである。この処理は、複数の基準データＤ１０１をそれぞれ用いて行われることにより、各基準データＤ１０１に対応して伸縮させた測定対象データＤ１０２が得られる。

【0070】

測定対象データＤ１０２の伸縮方向が決定されると、その伸縮方向に応じて、伸縮データ取得部２２３が測定対象データＤ１０２を時間軸方向に段階的に伸長又は短縮させる。すなわち、図４のＳ２０７の工程において測定対象データＤ１０２を伸長させると決定された場合には、測定対象データＤ１０２を時間軸方向に段階的に伸長させ、短縮させると決定された場合には、測定対象データＤ１０２を時間軸方向に段階的に短縮させる。そして、段階的に伸長又は短縮させたときのそれぞれの測定対象データを所定の設定周期でサンプリングし直すことにより、複数の伸縮データが取得される（ステップＳ３０１：第２伸縮データ取得工程）。図４のＳ２０７の工程において伸縮させないと決定された場合には、測定対象データＤ１０２を伸長も短縮もせず、Ｓ３０１のステップは行わない。

【0071】

具体的には、測定対象データＤ１０２を伸長させると決定された場合、下限マーカー物質のピークＰ１２１のプラス方向への移動量、又は、上限マーカー物質のピークＰ１２２のマイナス方向への移動量が、許容伸縮量の範囲内で段階的に増加され、それぞれの伸長量における測定対象データを作成する。このとき伸縮前の測定対象データは伸長量がゼロとして、複数段階の伸長データに含める。一方、測定対象データＤ１０２を短縮させると決定された場合、下限マーカー物質のピークＰ１２１のマイナス方向への移動量、又は、上限マーカー物質のピークＰ１２２のプラス方向への移動量が、許容伸縮量の範囲内で段階的に増加され、それぞれの短縮量における測定対象データを作成する。このとき伸縮前の測定対象データは短縮量がゼロとして、複数段階の短縮データに含める。各段階的な伸長データあるいは短縮データは所定周期でサンプリングし直される。

【0072】

このようにして複数段階の伸縮量に対応する複数の伸縮データが取得されると、相関係数算出部２２４が、複数段階の伸縮データのそれぞれを時間軸方向に段階的にシフトさせ、各伸縮段階のそれぞれのシフト量における各測定対象データと基準データＤ１０１との相互相関を算出する（ステップＳ３０２，Ｓ３０３）。そして、各伸縮段階の測定対象データについて、各シフト量の中から算出された相互相関が最大となるシフト量を決定し、各伸縮段階の測定対象データに対し決定されたシフト量でシフトさせる（ステップＳ３０４）。測定対象データをシフトさせる際の具体的な処理、及び、相互相関を算出する際の具体的な処理は、図６を用いて後述する処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。

【0073】

相関係数算出部２２４は、各伸縮段階の測定対象データに対し、Ｓ３０４で決定されたシフト量だけシフトした後のデータと基準データＤ１０１との相関係数を算出する（ステップＳ３０５：第２相関係数算出工程）。すなわち、各伸縮量（伸縮されていない場合を含む。）においてサンプリングし直された測定対象データＤ１０２と基準データＤ１０１との相関係数が算出される。

【0074】

そして、伸縮補正部２２６が、複数の伸縮段階の測定対象データのうち算出された相関係数が最大となるデータを決定し、補正後の測定対象データとする（ステップＳ３０６：伸縮補正工程）。これにより、基準データＤ１０１との類似度が最も高いデータが、補正後の測定対象データＤ１０２に決定される。

【0075】

この図５に示すような処理によれば、測定対象データＤ１０２を時間軸方向に段階的に伸長又は短縮させたときの各伸縮量における測定対象データと基準データＤ１０１との相関係数に基づいて、補正後の測定対象データＤ１０３として採用することで、基準データＤ１０１と比較した場合に、測定物質との同定精度の高い補正後の測定対象データＤ１０３とすることができる。

【0076】

６．シフト時の処理
図６は、測定対象データＤ１０２をシフトさせる際の具体的な処理の一例を示したフローチャートである。この処理は、複数の基準データＤ１０１をそれぞれ用いて行われることにより、各基準データＤ１０１に対応してシフトさせた測定対象データＤ１０２が得られる。

【0077】

測定対象データＤ１０２をシフトさせる際には、相互相関算出部２２１が、測定対象データＤ１０２（伸縮された測定対象データ又は伸縮されていない測定対象データ）を時間軸方向に段階的にシフトさせ、それぞれのシフト量における測定対象データＤ１０２と基準データＤ１０１との相互相関を算出する（ステップＳ４０１，Ｓ４０２：相互相関算出工程）。

【0078】

具体的には、測定対象データＤ１０２が、許容シフト量の範囲内でプラス方向及びマイナス方向にそれぞれ段階的にシフトされる。このとき、測定対象データＤ１０２のピーク群Ｐ１２３が現れる時間軸方向の範囲として予め設定された適合範囲内において、測定対象データＤ１０２が段階的にシフトされる。上記適合範囲は、測定対象物質の種類に応じて異なる値に設定されており、図３の例では、５５〜９６％の範囲で、複数段階に設定されている。なお、上述した相関係数についても、上記適合範囲の範囲内のデータに基づいて算出される。

【0079】

相互相関については、周知であるため詳細な説明を省略するが、上記設定周期で得られる測定対象データＤ１０２の信号強度と基準データＤ１０１の信号強度とが、同一のタイミングでサンプリングされたデータ同士で乗算され、それらの乗算値を積算した値が相互相関となる。したがって、比較されるデータ同士の類似度が高いほど、相互相関は大きい値となる。

【0080】

シフト補正部２２２は、上記のようにして算出された相互相関が最大となるときのシフト量で、測定対象データＤ１０２をシフトさせる（ステップＳ４０３：シフト補正工程）。これにより、基準データＤ１０１との類似度が最も高いシフト量で、測定対象データＤ１０２が時間軸方向にシフトされる。測定対象データＤ１０２は、ステップＳ４０１において段階的にシフトされる前又は後に、上記設定周期でサンプリングし直される。

【0081】

この図６に示すような処理によれば、測定対象データＤ１０２を時間軸方向に段階的にシフトさせたときの各シフト量における測定対象データＤ１０２と基準データＤ１０１との相互相関に基づいて、基準データＤ１０１と比較しやすくなるシフト量で測定対象データＤ１０２をシフトさせることができる。このような図４〜図６の処理により、図３に示すような補正後の測定対象データＤ１０３が得られる。

【0082】

７．伸縮補正及びシフト補正の変形例
以上のような実施形態に限らず、測定対象データＤ１０２を時間軸方向に伸長又は短縮させる伸縮補正工程と、伸縮補正工程前又は伸縮補正工程後に、測定対象データＤ１０２を時間軸方向にシフトさせるシフト補正工程とを含むような構成であれば、以下のような構成も可能である。

【0083】

例えば、最初に伸縮方向を決定することなく、所定の伸縮範囲及び伸縮刻みで測定対象データＤ１０２を時間軸方向に段階的に伸長及び短縮させる（伸縮補正工程）。伸縮範囲は、例えば９５％〜１０５％であり、伸縮刻みは、例えば１％である。これにより、伸縮していないデータを含めて１１個の測定対象データＤ１０２が得られる。このようにして得られた複数の測定対象データＤ１０２に対してシフト補正工程が行われる。

【0084】

具体的には、複数の測定対象データＤ１０２が時間軸方向に段階的にシフトされ、それぞれのシフト量における測定対象データＤ１０２と基準データＤ１０１との相互相関が算出される。そして、複数の測定対象データＤ１０２のそれぞれについて、算出された相互相関が最大となるときのシフト量でシフトさせた測定対象データＤ１０２（最適シフトデータ）が求められる。このようにして求められた複数の最適シフトデータと基準データＤ１０１との相関係数が算出され、算出された相関係数が最大となる最適シフトデータ（測定対象データＤ１０２）が補正後の測定対象データＤ１０３とされる。

【0085】

ただし、上記のように伸縮補正工程後にシフト補正工程が行われるような構成に限らず、伸縮補正工程前にシフト補正工程が行われてもよい。また、伸縮方向を決定する場合には、最初に２つの伸縮データ（例えば９９％及び１０１％）を求めて、これらの２つの伸縮データと基準データＤ１０１との相関係数、及び、伸縮前の測定対象データ（１００％）と基準データＤ１０１との相関係数を算出することにより、相関係数が最大になるものから伸縮方向を決定することができる。

【0086】

８．類似度判定の第１実施例
以下では、類似度判定部２３が類似度を判定する際の具体的態様について説明する。類似度判定部２３は、各基準データＤ１０１と補正後の測定対象データＤ１０３との相関係数Ａ、補正後の測定対象データＤ１０３のピーク面積Ｂ、各基準データＤ１０１のピーク面積に対する補正後の測定対象データＤ１０３のピーク面積の面積比Ｃを用いて、類似度を判定する。

【0087】

図７は、基準データＤ１０１及び補正後の測定対象データＤ１０３の一例を示した図である。この図７に示すように、基準データＤ１０１のピーク位置と補正後の測定対象データＤ１０３のピーク位置とが近い場合には、相関係数Ａは「１」に近い値となる。したがって、相関係数Ａのみに基づいて、複数の基準データの中から最も相関係数Ａが大きい基準データを選択し、その基準データを測定対象データに適合する適合データとすることも可能である。しかし、この場合には、基準データＤ１０１の信号強度、及び、補正後の測定対象データＤ１０３の信号強度が考慮されていないため、両者の信号強度が大きく異なる場合でも判定結果が同じになり、適合データとして適切か否かを正確に判断できない場合がある。

【0088】

そこで、本実施形態では、各基準データＤ１０１と測定対象データＤ１０３との相関係数Ａ以外に、測定対象データＤ１０３のピーク面積Ｂ、及び、各基準データＤ１０１のピーク面積に対する測定対象データＤ１０３のピーク面積の面積比Ｃも用いて、類似度を判定するような構成となっている。これにより、ピーク位置だけでなくピーク面積Ｂ及び面積比Ｃも考慮して、より正確に類似度を判定することができる。

【0089】

具体的には、時間軸（泳動指数軸を含む。）における所定の領域（関心領域）が設定され、その関心領域内でのピーク面積Ｂ及び面積比Ｃが算出される。図７の例では、例えば泳動指数６０〜９５％の領域が関心領域に設定される。類似度判定部２３は、予め設定された関心領域内で、時間軸と基準データＤ１０１とで囲まれた面積を基準データＤ１０１のピーク面積として算出し、時間軸と測定対象データＤ１０３とで囲まれた面積を測定対象データＤ１０３のピーク面積として算出する。そして、算出された測定対象データＤ１０３のピーク面積を基準データＤ１０１のピーク面積で除算することにより、面積比Ｃが算出される。

【0090】

類似度判定部２３は、算出した相関係数Ａ、ピーク面積Ｂ及び面積比Ｃを用いて、下記式により評価値Ｅ１を求める。下記式におけるα、β及びγは、それぞれ係数であり、予め測定された既知のデータ（教師データ）を用いて決定される。
Ｅ１＝Ａ×α＋Ｂ×β＋Ｃ×γ

【0091】

適合データ選択部２４は、算出された評価値Ｅ１を用いて、複数の基準データＤ１０１の中から適合データを選択する。このとき、評価値Ｅ１が最も大きい基準データＤ１０１、すなわち測定対象データＤ１０３との類似度が最も高い基準データＤ１０１が、適合データとして選択される。ただし、最も大きい評価値Ｅ１の値が、予め定められた閾値以上でない場合には、適合データなしと判定し、適合データを選択しないような構成であってもよい。

【0092】

上記の例では、類似度判定部２３が、相関係数Ａ、ピーク面積Ｂ及び面積比Ｃを用いて、類似度を判定するような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、相関係数Ａ及びピーク面積Ｂのみを用いて類似度を判定するような構成であってもよいし、相関係数Ａ及び面積比Ｃのみを用いて類似度を判定するような構成であってもよい。

【0093】

９．類似度判定の第２実施例
各基準データＤ１０１と補正後の測定対象データＤ１０３との相関係数Ａを算出する場合に、時間軸方向において関心領域を複数の領域に分割し、各領域で算出した相関係数の平均値を求めてもよい。例えば図７において、泳動指数６０〜９５％の関心領域が、６０〜７５％の第１領域、７５〜８７．５％の第２領域、８７．５〜９５％の第３領域に分割される。そして、第１〜第３領域の各領域において相関係数が算出され、それらの相関係数の相加平均、加重平均又は相乗平均といった平均値を求めることにより、その平均値が相関係数Ａとして算出される。

【0094】

このように、各基準データＤ１０１と測定対象データＤ１０３との相関係数Ａとして、一定の時間幅に含まれる複数の領域でそれぞれ算出される相関係数の平均値を用いることにより、さらに正確に類似度を判定することができる。ただし、相関係数Ａだけでなく、ピーク面積Ｂ又は面積比Ｃについても、複数の領域で算出されるピーク面積又は面積比の平均値が用いられてもよい。

【0095】

１０．その他の変形例
以上の実施形態では、図２のステップＳ１０３（基準データ取得工程）やステップＳ１０６（測定対象データ取得工程）において、規格化された検出データを上記設定周期でサンプリングし直す際に、上記基準周期における各検出強度を補間し、それらの補間された各検出強度をそのまま用いる場合について説明した。しかし、このような構成に限らず、上記基準周期における各検出強度に係数を乗算することにより、基準データＤ１０１又は測定対象データＤ１０２を取得するような構成であってもよい。

【0096】

具体的には、各検出強度に下記式（１）で表される係数が乗算される。なお、基準となるサンプリングのタイミングは、例えば適合範囲の始点に設定される。

【数1】

【0097】

上記式（２）としては、下記式（２−１）又は式（２−２）が用いられる。

【数2】

【0098】

式（２−１）において、Ｄは有効泳動長（μｍ）、Ｔ（ｉ）はｉ番目にサンプリングされたタイミングに対応する泳動時間（ｓ）である。このような式（２−１）を用いて式（１）により係数を算出した場合、Ｄは消去されてＴ（ｉ）とＴ（ｉ＋１）のみの関数となる。その結果、算出される係数は、観測後の移動距離の差の比と言える。

【0099】

一方、式（２−２）において、Ｓは任意のサンプリングのタイミング（ｓ）であり、例えば適合範囲の始点から１秒後に設定される。Ｄ及びＴ（ｉ）については、式（２−１）の場合と同様である。このような式（２−２）を用いて式（１）により係数を算出した場合、Ｄ及びＳは消去されてＴ（ｉ）とＴ（ｉ＋１）のみの関数となる。その結果、算出される係数は、１秒後の移動距離の差の比と言える。

【0100】

上記のような係数を用いた演算は、基準データ取得工程及び測定対象データ取得工程の両方ではなく、いずれか一方においてのみ行われてもよい。これにより、基準物質に含まれる成分が検出されることによるピーク群Ｐ１１３、及び、測定対象物質に含まれる成分が検出されることによるピーク群Ｐ１２３の少なくとも一方において、検出強度に係数を乗算することにより、成分ごとの比較をより正確に行うことができるような基準データＤ１０１又は測定対象データＤ１０２を取得することができる。

【0101】

図４のステップＳ２０１，Ｓ２０２において、下限マーカー物質のピークＰ１２１、又は、上限マーカー物質のピークＰ１２２を時間軸方向に沿って移動させた際には、移動後の適合範囲の中心が移動前と同じ位置になるように、測定対象データＤ１０２をシフトさせてもよい。同様に、図５のステップＳ３０１において、下限マーカー物質のピークＰ１２１、又は、上限マーカー物質のピークＰ１２２を時間軸方向に沿って移動させた際には、移動後の適合範囲の中心が移動前と同じ位置になるように、測定対象データＤ１０２をシフトさせてもよい。

【0102】

以上の実施形態では、測定対象データＤ１０２を伸縮させてからシフトさせるような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、測定対象データＤ１０２をシフトさせてから伸縮させるような構成であってもよいし、測定対象データＤ１０２に対して伸縮又はシフトの一方のみを行うような構成であってもよい。また、基準データＤ１０１を基準にして測定対象データＤ１０２を時間軸方向に伸縮又はシフトさせるのではなく、測定対象データＤ１０２を基準にして基準データＤ１０１を時間軸方向に伸縮又はシフトさせてもよい。すなわち、基準データＤ１０１及び測定対象データＤ１０２を時間軸方向に相対的に伸縮又はシフトさせるような構成であればよい。この場合、基準データＤ１０１が、上記設定周期でサンプリングし直されてもよい。

【0103】

以上の実施形態では、データ処理装置２の具体的構成について説明したが、データ処理装置２としてコンピュータを機能させるためのプログラム（データ処理プログラム）を提供することも可能である。この場合、上記プログラムは、記憶媒体に記憶された状態で提供されるような構成であってもよいし、プログラム自体が提供されるような構成であってもよい。

【符号の説明】

【0104】

１ 電気泳動装置
２ データ処理装置
１１ 検出部
２１ データ取得部
２２ データ補正部
２３ 類似度判定部
２４ 適合データ選択部
２２１ 相互相関算出部
２２２ シフト補正部
２２３ 伸縮データ取得部
２２４ 相関係数算出部
２２５ 伸縮方向決定部
２２６ 伸縮補正部
Ｄ１０１ 基準データ
Ｄ１０２ 測定対象データ
Ｄ１０３ 測定対象データ
Ｐ１１１ 下限マーカー物質のピーク
Ｐ１１２ 上限マーカー物質のピーク
Ｐ１１３ ピーク群
Ｐ１２１ 下限マーカー物質のピーク
Ｐ１２２ 上限マーカー物質のピーク
Ｐ１２３ ピーク群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】