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特許6873317クロマトグラフィー質量分析方法およびクロマトグラフ質量分析装置
(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】6873317
(24)【登録日】2021年4月22日
(45)【発行日】2021年5月19日
(54)【発明の名称】クロマトグラフィー質量分析方法およびクロマトグラフ質量分析装置
(51)【国際特許分類】
G01N 27/62 20210101AFI20210510BHJP
G01N 30/72 20060101ALI20210510BHJP
G01N 30/86 20060101ALI20210510BHJP
【ＦＩ】
G01N27/62 X
G01N30/72 C
G01N30/86 G
G01N30/86 M
【請求項の数】8
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2020-506428(P2020-506428)
(86)(22)【出願日】2019年3月5日
(86)【国際出願番号】JP2019008683
(87)【国際公開番号】WO2019176658
(87)【国際公開日】20190919
【審査請求日】2020年9月10日
(31)【優先権主張番号】特願2018-46194(P2018-46194)
(32)【優先日】2018年3月14日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】501387839
【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク
(74)【代理人】
【識別番号】110001829
【氏名又は名称】特許業務法人開知国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山下 博教
【審査官】
吉田 将志
(56)【参考文献】
【文献】
特開昭６１−１８１９６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１６−１３３４８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１２／０１１６６８９（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０１Ｎ ２７／６２
Ｇ０１Ｎ ３０／７２
Ｇ０１Ｎ ３０／８６
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料の目的成分を分離し、質量分析を行うクロマトグラフ質量分析装置であって、
成分濃度が既知の試料を検出した検出時間と成分濃度の面積または高さの測定値に対する、ベースラインの始点、終点、ピークの頂点の傾向を示すスコア関数を算出し、算出した前記スコア関数を用いて、成分濃度が未知の試料を検出した時間と成分濃度の面積または高さの測定値について、スコア値を算出し、算出した前記スコア値に基づいて前記成分濃度が未知の試料のピークを選定するデータ処理部を備えることを特徴とするクロマトグラム質量分析装置。
成分濃度が既知の試料を検出した検出時間と成分濃度の面積または高さの測定値に対する、ベースラインの始点、終点、ピークの頂点の傾向を示すスコア関数を算出し、算出した前記スコア関数を用いて、成分濃度が未知の試料を検出した時間と成分濃度の面積または高さの測定値について、スコア値を算出し、算出した前記スコア値に基づいて前記成分濃度が未知の試料のピークを選定するデータ処理部を備えることを特徴とするクロマトグラム質量分析装置。
【請求項2】
請求項１に記載のクロマトグラフ質量分析装置において、
前記スコア関数は、成分濃度が互いに異なる試料に由来するピーク検出結果から得た頻度情報に基づく関数であることを特徴とするクロマトグラフ質量分析装置。
前記スコア関数は、成分濃度が互いに異なる試料に由来するピーク検出結果から得た頻度情報に基づく関数であることを特徴とするクロマトグラフ質量分析装置。
【請求項3】
請求項１に記載のクロマトグラフ質量分析装置において、
前記スコア関数は、前記ベースラインの始点と終点との間のクロマトグラム上のピークとノイズ領域から得た谷の出現確率に基づき決定される関数であることを特徴とするクロマトグラフ質量分析装置。
前記スコア関数は、前記ベースラインの始点と終点との間のクロマトグラム上のピークとノイズ領域から得た谷の出現確率に基づき決定される関数であることを特徴とするクロマトグラフ質量分析装置。
【請求項4】
請求項１に記載のクロマトグラフ質量分析装置において、
前記データ処理部は、前記測定値に対するピークの複数の候補を抽出し、その中から最もよいスコアを持つものを真のピークとして選定することを特徴とするクロマトグラフ質量分析装置。
前記データ処理部は、前記測定値に対するピークの複数の候補を抽出し、その中から最もよいスコアを持つものを真のピークとして選定することを特徴とするクロマトグラフ質量分析装置。
【請求項5】
試料の目的成分を分離し、質量分析を行うクロマトグラフィー質量分析方法であって、
成分濃度が既知の試料を検出した検出時間と成分濃度の面積または高さの測定値に対する、ベースラインの始点、終点、ピークの頂点の傾向を示すスコア関数を算出し、
前記算出した前記スコア関数を用いて、成分濃度が未知の試料を検出した時間と成分濃度の面積または高さの測定値について、スコア値を算出し、
算出した前記スコア値に基づいて前記成分濃度が未知の試料のピークを選定することを特徴とするクロマトグラフィー質量分析方法。
成分濃度が既知の試料を検出した検出時間と成分濃度の面積または高さの測定値に対する、ベースラインの始点、終点、ピークの頂点の傾向を示すスコア関数を算出し、
前記算出した前記スコア関数を用いて、成分濃度が未知の試料を検出した時間と成分濃度の面積または高さの測定値について、スコア値を算出し、
算出した前記スコア値に基づいて前記成分濃度が未知の試料のピークを選定することを特徴とするクロマトグラフィー質量分析方法。
【請求項6】
請求項５に記載のクロマトグラフィー質量分析方法において、
前記スコア関数は、成分濃度が互いに異なる試料に由来するピーク検出結果から得た頻度情報に基づく関数であることを特徴とするクロマトグラフィー質量分析方法。
前記スコア関数は、成分濃度が互いに異なる試料に由来するピーク検出結果から得た頻度情報に基づく関数であることを特徴とするクロマトグラフィー質量分析方法。
【請求項7】
請求項５に記載のクロマトグラフィー質量分析方法において、
前記スコア関数は、前記ベースラインの始点と終点との間のクロマトグラム上のピークとノイズ領域から得た谷の出現確率に基づき決定される関数であることを特徴とするクロマトグラフィー質量分析方法。
前記スコア関数は、前記ベースラインの始点と終点との間のクロマトグラム上のピークとノイズ領域から得た谷の出現確率に基づき決定される関数であることを特徴とするクロマトグラフィー質量分析方法。
【請求項8】
請求項５に記載のクロマトグラフィー質量分析方法において、
前記測定値に対するピークの複数の候補を抽出し、その中から最もよいスコアを持つものを真のピークとして選定することを特徴とするクロマトグラフィー質量分析方法。
前記測定値に対するピークの複数の候補を抽出し、その中から最もよいスコアを持つものを真のピークとして選定することを特徴とするクロマトグラフィー質量分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、クロマトグラフィー質量分析方法およびクロマトグラフ質量分析装置に関する。【背景技術】
【0002】
生体由来試料など混合物の定量分析では、目的とする成分を分離するためガスクロマトグラフ（ＧＣ）や液体クロマトグラフ（ＬＣ）などが利用される。検出器としては、目的成分に対する感度や選択性から質量分析装置を採用する場合も多い。【0003】
通常は、目的成分の濃度が既知である標準試料を測定し、測定値と濃度の関係を表す検量線を作成する。定量したい成分の測定値を検量線に適用すれば、濃度を算出することができる。【0004】
上記のクロマトグラフは、混合物を時間的に分離する装置であり、質量分析装置と接続することで目的成分の量的な経時変化を示すグラフ、すなわちクロマトグラムを得ることができる。目的成分は一般にクロマトグラム上のピークとして検出され、その面積や高さが測定値となる。クロマトグラムには、目的成分以外のピークとして検出される夾雑成分や、全域において検出されるノイズ成分などが重畳している。それらの中から目的成分に由来する閉じた領域を特定し、その面積や高さを測定値として求めるのがピーク検出である。【0005】
非特許文献１では、ピークの始まりから終わりまでの間で、ピークの信号値とベースラインの信号値の差を積算したものをピークの面積としている。高さについては、ピークの頂点の信号値から、頂点と同じ時間におけるベースラインの信号値を差し引いたものである旨が示されている。さらに、重複ピークの面積分割方法として、垂直法・谷−谷法・接線法が記載されている。また、ピークの対称性の度合いを示すシンメトリー係数の求め方なども開示されている。【0006】
重複ピークについては、信号強度の変化量に着目して分離する方法が特許文献１に開示され、ガウシアン関数等へのフィッティングにより、単独のピークとして分離する方法が特許文献２に開示されている。【0007】
一方、前述のガスクロマトグラフや液体クロマトグラフでは、理想的には目的成分の濃度が異なっても、ピークの頂点の時間が変わらないことから、同一成分であると判断する根拠を頂点の時間に求めることが多い。また、目的成分の濃度などの影響によりピークの形状や頂点の位置が変わっても、ピークが始まる位置が標準物質のそれと変わらない場合、ピークが始まる位置に着目して同じ成分と判定する方法が特許文献３に記載されている。【0008】
このように、クロマトグラムのピーク検出で得た時間等の値は、同一成分かどうかの判断においても利用されている。【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開昭６１−１４５４５７号公報
【特許文献2】特開昭６３−１５１８５１号公報
【特許文献3】特開２０１２−１６３４７５号公報
【非特許文献】
【0010】
【非特許文献1】高速液体クロマトグラフィー通則（ＪＩＳ Ｋ０１２４：２０１１）（平成２３年３月２２日改正）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
近年のＧＣ−ＭＳ（ガスクロマトグラフ質量分析装置）やＬＣ−ＭＳ（液体クロマトグラフ質量分析装置）では、生体由来試料の分析などのため、微量成分の高感度検出から比較的高濃度成分の検出まで、対応する濃度範囲が拡大している。【0012】
目的とする試料の分析条件によっては、ピークの検出範囲が広がるブロード化や、対称性が失われるリーディングやテーリングが起こる。目的成分が微量の場合は、ノイズや夾雑成分に由来する信号の影響を強く受け、ピーク形状が乱れることもある。【0013】
従来技術におけるピーク検出では、ピークの形状などに対して、比較的固定的な条件を適用しており、上記の状況において正しい結果を得ることは難しい。【0014】
例えばガウシアン関数を採用したフィッティングでは、理想的にはピーク形状が正規分布であることを想定している。【0015】
しかし、ガウシアン関数に合わないテーリングやいびつな形状となった場合は、結果が大きくずれる可能性がある。【0016】
また、ピーク検出の際、一般にピークの対称性や、ガウシアン関数などのモデル関数との一致度などで検出結果を評価している。【0017】
しかし、上記の状況においては、対称性や一致度などの指標が十分とは言い難い。【0018】
ピーク検出の結果の評価において、標準物質とピークの始まりの時間が類似していることを重視する方法が考案されているが、形状の異なるピークの頂点や終わりの時間など、変わる可能性のあるものも加えて総合的に評価を下している訳ではない。【0019】
従来、ピーク検出の結果を評価するには、頂点の時間や上記のようなピークの始まりの時間といった、変わりにくいものを重視している。【0020】
しかし、濃度の違いなどにより頂点の時間や、ピークの始まりや終わりの時間が変わる状況で、それらの値にも着目した十分な評価方法は存在しない。【0021】
ピーク検出の結果を評価することで、目的成分や夾雑成分の有無、さらには分析装置の不具合を検知し、測定をやり直すなどの対応が求められるが、現状の評価方法では十分な対応が難しい。【0022】
また、定量分析においては、ピークの面積や高さは測定値そのものであり、濃度の換算に直接影響する。上記のような状況において、ピークの面積や高さを正しく検出し、結果の信頼性などを正しく評価する指標を得ることは難しい。【0023】
本発明の目的は、試料成分の広い濃度範囲にも対応しうるピーク検出が可能であり、その結果に対する評価値を提供することができるクロマトグラフィー質量分析方法およびクロマトグラフ質量分析装置を実現することである。【課題を解決するための手段】
【0024】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。【0025】
試料の目的成分を分離し、質量分析を行うクロマトグラフ質量分析装置であって、成分濃度が既知の試料を検出した検出時間と成分濃度の面積または高さの測定値に対する、ベースラインの始点、終点、ピークの頂点の傾向を示すスコア関数を算出し、算出した前記スコア関数を用いて、成分濃度が未知の試料を検出した時間と成分濃度の面積または高さの測定値について、スコア値を算出し、算出した前記スコア値に基づいて前記成分濃度が未知の試料のピークを選定するデータ処理部を備える。【0026】
また、試料の目的成分を分離し、質量分析を行うクロマトグラフィー質量分析方法であって、成分濃度が既知の試料を検出した検出時間と成分濃度の面積または高さの測定値に対する、ベースラインの始点、終点、ピークの頂点の傾向を示すスコア関数を算出し、前記算出した前記スコア関数を用いて、成分濃度が未知の試料を検出した時間と成分濃度の面積または高さの測定値について、スコア値を算出し、算出した前記スコア値に基づいて前記成分濃度が未知の試料のピークを選定する。【発明の効果】
【0027】
本発明によれば、試料成分の広い濃度範囲にも対応しうるピーク検出が可能であり、その結果に対する評価値を提供することができるクロマトグラフィー質量分析方法およびクロマトグラフ質量分析装置を実現することができる。【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】実施例１の動作フローチャートである。
【図2】実施例１が適用されるＬＣ−ＭＳの概略構成図である。
【図3】クロマトグラムを疑似的に作成した例を示す図である。
【図6】特定の濃度におけるベースラインの終点を例に、時間と頻度との関係をヒストグラムとして模式的に示したグラフである。
【図7A】スコアに頻度を反映させるモデルの例を示す図である。
【図7B】ベースラインの終点の可能性がある時間範囲において１、それ以外は０とするスコア関数を定義した図である。
【図8A】スコア関数を導出するピークのベースライン終点付近のクロマトグラムを示す図である。
【図8B】ベースライン終点付近のクロマトグラムのスコアの算出説明図である。
【図9】濃度が未知の試料を測定して得たクロマトグラム上のピークと、その頂点、およびベースラインの始点・終点の例を示す図である。
【図10】スコア関数の適用を示す図である。
【図11】スコアの値を内挿で求める説明図である。
【図12】スコア関数を求める図である。
【図13】スコア関数からスコアを決定する図である。
【図14A】実施例２における複数のピーク候補を検出した例を示す図である。
【図14B】実施例２における複数のピーク候補を検出した他の例を示す図である。
【図14C】実施例２における複数のピーク候補を検出したさらに他の例を示す図である。
【図15】実施例２の処理機能ブロック図である。
【図16】ピーク検出条件の設定画面の一例を示す図である。
【図17】スコア関数作成条件の設定画面の一例を示す図である。
【図18】スコア関数パラメータ表示例を示す図である。
【図19A】ピーク検出結果と評価スコア表示の例を示す図である。
【図19B】ピーク検出の詳細情報を表示する例を示す図である。
【図20】実施例３における検出結果の分析及び検出結果の評価処理フローを示す図である。
【図21A】ピーク検出で求めたピークの頂点やベースラインの始点・終点の傾向を分析した結果を示す模式図である。
【図22】特定の面積範囲における終点の分析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、本発明における実施の形態について図面により説明する。なお、本発明の実施の形態は、ここに示す実施例に限定されるものではない。【実施例】
【0030】
（実施例１）図１は、本発明の実施例１の動作フローチャートであり、図２は、実施例１が適用されるＬＣ−ＭＳの概略構成図である。
【0031】
図２において、液体クロマトグラフ２０１は、溶離液２０４を送液する送液ポンプ２０１−１と、試料２０９を導入する試料導入装置２０１−２と、カラム（分析カラム）２０１−３とを備える。【0032】
また、質量分析装置２０２は、イオン源２０２−１と、質量分析部２０２−２と、検出器２０２−３とを備える。【0033】
また、データ処理装置（データ処理部）２０３は、データ収集プログラム２０３−１と、データ処理プログラム２０３−２とを備え、これらのプログラム２０３−１及び２０３−２を実行し、後述するスコア関数の算出及び算出したスコア関数を用いて濃度未知の試料の成分のスコア値を算出し、算出したスコア値に基づいて濃度未知の試料の成分ピークを選定する。データ処理装置２０３は、表示装置２０７及びキーボード２０８に接続されている。【0034】
データ処理装置２０３は、図２には示していないが、図１に示した各動作を実行する機能ブロックを備える。つまり、図１に示した各処理ステップは、データ処理装置２０３の機能ブロックに対応し、データ処理装置２０３は、濃度が異なる成分測定部と、ピーク検出部と、スコア関数決定部と、濃度が未知の成分測定部と、ピーク検出結果の評価部とを備えるものである。【0035】
液体クロマトグラフ２０１は、ＬＣ制御装置２０５により制御され、質量分析装置２０２は、ＭＳ制御措置２０６により制御される。また、ＬＣ制御装置２０５と、ＭＳ制御措置２０６と、データ処理装置２０３とは、互いに接続されている。【0036】
実施例１における動作を説明する。【0037】
図１において、実施例１における処理フローは点線で囲んだ前半ステップ１０１と、後半ステップ１０２とに大別できる。前半ステップ１０１は、ステップ１０１−１〜１０１−３からなり、異なる濃度におけるピークの特徴を求めるステップである。後半ステップ１０２は、ステップ１０２−１〜１０２−３からなり、濃度が未知の試料を分析するステップである。【0038】
（１）濃度が異なる成分の測定（ステップ１０１−１）最初に、目的とする成分の濃度が異なる複数の試料を測定する。
【0039】
液体クロマトグラフ（ＬＣ）２０１は、送液ポンプ２０１−１により溶離液２０４をカラム２０１−３側に送り出す。途中に設置された試料導入装置２０１−２において、測定すべき試料２０９を溶離液２０４の流れに乗せる。カラム２０１−３は一般に筒状の形状であり、その中を溶離液２０４に乗った試料中の成分が通過する。ここで、カラム２０１−３は単純な流路ではなく、目的成分と夾雑成分の移動速度が異なるよう選択された物質が充填されている。すなわち、試料導入装置２０１−２により、ほぼ同時にカラム２０１−３に入った混合物が、理想的には時間差をもってカラム２０１−３から出る。【0040】
一例として、血中の代謝物を分析する測定の概要を示す。【0041】
まず、前処理として血清１００μＬに、メタノール・プロパノール混合液を添加しタンパク質を不溶化する。さらに、５００μＬのヘキサンを添加し目的成分を抽出。遠心分離後にヘキサンの層から４００μＬを移し替えて乾燥。水とメタノールの混合液３００μＬを添加しＬＣ−ＭＳ測定のための試料とする。【0042】
送液ポンプ２０１−１は、メタノールとギ酸水溶液を７：３で混合した溶離液２０４を、３００μＬ／ｍｉｎの流量で送液する。この溶離液２０４の流れに、試料導入装置２０１−２から前処理後の試料５０μＬを、２０℃に保たれたカラム２０１−３に導入する。カラム２０１−３は、例えば長さ５０ｍｍ、内径２ｍｍのステンレス管に、疎水性の物質、例えば直径３μｍの球状多孔質シリカゲルの表面にオクチル基（−Ｃ８Ｈ１７）を結合させたものを充填する。【0043】
試料導入のタイミングを起点として、先の溶離液２０４の比率を３分間維持し、続く１分間で９．５：０．５まで変化させた後１分間維持する。溶媒の比率が７：３の状態において、夾雑成分の一部がカラム２０１−３から溶出するが、目的成分はカラム２０１−３内に保持されている。溶離液２０４の比率が９．５：０．５の状態では、目的成分もカラム２０１−３から溶出し、分離される。【0044】
溶離液２０４に含まれるメタノールは極性のある物質である。その濃度を上げると、カラム２０１−３に充填した物質が、極性のある目的成分を保持する力が弱まる現象を応用している。【0045】
以上の例において、溶離液２０４、送液ポンプ２０１−１、試料２０９の導入、カラム２０１−３などの状態を再現よく制御することにより、目的成分がカラム２０１−３に保持されている時間（溶出時間）の再現性を確保することができる。【0046】
一方、溶離液２０４の組成の変動、送液ポンプ２０１−１の摩耗、配管からの液漏れ、カラム２０１−３の温度変化、カラム２０１−３の詰まりやオクチル基などの官能基の脱離、気泡の存在などは、目的成分の溶出時間が異常値を取る原因となる。さらに、測定する試料２０９にカラム２０１−３と目的成分の相互作用に影響を与える成分が含まれている場合、溶出時間が変化する。【0047】
質量分析装置（ＭＳ）２０２は、イオン源２０２−１において、試料成分をイオン化し、質量分析部２０２−２において、特定の質量電荷比（ｍ／ｚ）のイオンを選択、検出器２０２−３においてイオン量の信号を検出する装置である。すなわち、質量分析装置２０２により、試料成分に由来する特定の質量電荷比（ｍ／ｚ）のイオン量の経時変化を示すクロマトグラムを求めることができる。【0048】
液体クロマトグラフ２０１で分離した成分を質量分析装置２０２でイオン化する方法には、エレクトロスプレーイオン化法（ＥＳＩ）や大気圧化学イオン化法（ＡＰＣＩ）などがある。ＥＳＩを採用した場合、大気圧環境において、数ＫＶの電位差があるところから液体試料を噴霧し、例えばプロトン（Ｈ＋）が付加したイオンを生成する。【0049】
質量分析部２０２−２には、いくつかのタイプがあるが、生体試料の定量分析では三連四重極と呼ばれるものなどが選択される。これは通常、真空中にある１段目の四重極で特定の質量電荷比のイオンのみを通過させ、２段目において不活性ガスの粒子との衝突エネルギーによりイオンを開裂させ、３段目において開裂してできたプロダクトイオンから特定の質量電荷比のものを通過させる機能がある。【0050】
液体クロマトグラフ２０１における分離が十分ではなく、さらにはイオン化された夾雑成分が目的成分と同じ質量電荷比の場合、１段目で分離できないが、３段目の四重極において目的成分に由来するプロダクトイオンを検出器２０２−３に導くことができる。【0051】
検出器２０２−３に到達したイオンは光電子増倍管（ＰＭＴ）などにより電流増幅され、その電気信号を計測したものがイオン量となる。【0052】
データ処理装置２０３では、データ収集プログラム２０３−１がＬＣ２０１やＭＳ２０２の基本的な制御を行い、検出器２０２−３から出力されるイオン量の信号の収集を行う。さらに、データ処理プログラム２０３−２が、イオン量の経時変化を示すクロマトグラムの作成やピーク検出などの処理を実行する。これらの処理条件は、表示装置２０７やキーボード２０８を用いてユーザーが設定でき、結果も表示装置２０７で確認できる。【0053】
目的成分のクロマトグラムを得るには、ＬＣ２０１による試料導入のタイミングを起点として、ＭＳ２０２側でイオンを検出する。従って、データ収集プログラム２０３−１は、ＬＣ制御装置２０５やＭＳ制御装置２０６との間で同期を取る必要がある。【0054】
一般的な三連四重極タイプの質量分析装置２０２では、例えば１００ｍｓ毎に測定対象とする質量電荷比を切り替えることにより、複数の目的成分に由来するイオンを順に検出する。そのような場合でも、データ処理プログラム２０３−２において、イオン量の信号を個々の目的成分ごとに抽出し、それぞれのクロマトグラムを作成することができる。【0055】
さらに、目的成分の溶出する時間などをあらかじめ設定しておくことで、対応するピークを検出し、検量線の作成や定量などの分析を実施する。【0056】
ステップ１０１−１に続いて、ステップ１０１−２が実行される。【0057】
（２）ピーク検出（ステップ１０１−２）図３及び図４は、一般的なピーク検出の説明図であり、図３は、クロマトグラムを疑似的に作成した例を示す図であり、図４は図３に示したクロマトグラムの点線で示した部分の拡大図である。図３において、横軸は時間であり、縦軸はイオン量を示す。図３に示した例においては、濃度が１倍のクロマトグラム３０１、濃度が１０倍のクロマトグラム３０２、濃度が１００倍のクロマトグラム３０３の３回の測定に相当するクロマトグラフを作成し、同じノイズ波形を重畳させた上で重ね書きしている。
【0058】
図４において、濃度１倍のクロマトグラム３０１の頂点からみて最初に出現した谷（極小点）を始点や終点とし、頂点と合わせて黒丸印を付与した。【0059】
ＬＣ２０１に試料２０９を導入した時間を基点とし、目的成分を検出し始める点が始点、検出し終わる点が終点、始点と終点の間で最大量を検出した点が頂点である。【0060】
このクロマトグラム３０１において、始点と終点を結ぶ直線をベースラインと呼び、その上の部分をこのピークの面積とする。高さについては、頂点から垂線をおろし、始点と終点を結ぶ直線までの長さとする（図４に示した頂点からおろした点線の長さに相当する）。面積や高さが、対応する成分の測定値である。【0061】
なお、ベースラインとして、試料中の成分に由来するピークがなく溶離液２０４だけを検出して得た信号を記録したものを指す場合があるが、ここでは上述のように定義した。【0062】
図４では、濃度１０倍のクロマトグラフ３０２、濃度１００倍のクロマトグラフ３０３についても始点と終点を丸印で示したが、頂点は省略している。【0063】
このように、クロマトグラムにおいてピークの頂点や、ベースラインの始点・終点を確定し、面積や高さを求める処理がピーク検出である。また、図３や図４に示したように、ピークの面積や高さが大きくなると、ベースラインの始点や終点の位置が頂点に対して外側に移る場合がある。【0064】
ステップ１０１−２に続いて、ステップ１０１−３が実行される。【0065】
（３）スコア関数の決定（ステップ１０１−３）図５Ａは、図３に示すような測定を複数回実施した結果を示す模式図であり、図５Ｂは図５Ａの説明図である。図５Ａに示した横軸はクロマトグラムにおいてピークの頂点や、ベースラインの始点・終点の検出時間である。図５Ａに示した縦軸は１倍、１０倍、１００倍の成分濃度に相当するピーク面積の平均をログスケールで表している。図５Ｂに凡例として示すように、図５Ａに示した始点、頂点、終点に交差する横線は、それぞれの点を検出した時間範囲を示したものであり、最大時間５０１、最小時間５０２、最大頻度時間５０３について、それぞれ短い縦棒を付けた。
【0066】
図５Ａにおいて、濃度が濃くなるにつれ、始点や終点が頂点から離れる様子が見て取れる。これは、図３および図４の始点・終点の傾向を示すものである。また、始点の最大頻度時間５０３は、最大時間５０１に近く、終点では最小時間５０２に近い。【0067】
図６は、特定の成分濃度におけるベースラインの終点を例に、時間と頻度との関係をヒストグラムとして模式的に示したグラフである。図６の横軸の時間は、例えば１分毎などに分け、終点を検出した時間枠と回数を棒グラフで示している。この図６では、最大頻度を与える時間５０３に対して前側（時間の値が小さい側（最小時間５０２側））は比較的急激に頻度が下がり、後側（時間の値が大きい側（最大時間５０１側））は比較的穏やかに頻度が下がる傾向がある。【0068】
本発明は、このような傾向に着目し、ピークの頂点、およびベースラインの始点・終点に対し、確からしさなどの評価値をスコアとして与えるものである。【0069】
以下、ベースラインの終点を例にスコア関数について説明する。【0070】
図７Ａ、図７Ｂは、にスコア関数の例を示す図である。【0071】
図７Ａは、スコアに頻度を反映させるモデルの例を示す図である。図６の頻度の情報から、例えば最大頻度時間５０３のスコア値を１００とし、図６に示す最大時間５０１、最小時間５０２を１０などとする。図７Ａに示した時間は実際に観測した時間であるため、実際に終点を検出する範囲となる時間を新たに、検出の可能性のある最大時間７０１と最小時間７０２として設定し、スコアは０とする。それらの時間とスコアの値を用い、任意の時間に対するスコアを線形で近似し、スコア関数として定義する。【0072】
つまり、スコア関数とは、濃度違いの試料に由来するピーク検出結果から得た頻度情報に基づく関数である。【0073】
なお、スコア関数を決める各時間については、ヒストグラムの元データについて時間が昇順になるようにソートし、中央値の時間を最大頻度時間５０３、全体の１／５番目に相当する時間を最小時間５０２、全体の４／５番目に相当する時間を最大時間５０１、１番目の時間と最小時間５０２との差を１番目から減算した時間を可能性のある最小時間７０２とし、最後のデータの時間と最大時間５０１の差を最後のデータの時間に加算したものを可能性のある最大時間７０１とするなど、応用することができる。【0074】
また、ピークの頂点については、ピークを時間的に特徴づけるものであればよく、例えば面積を求めた範囲の重心位置に対応する時間などで代用できる。【0075】
図７Ｂは、ベースラインの終点の可能性がある時間範囲において１、それ以外は０とするスコア関数を定義した図である。例えば、ピークの頂点に対応する時間はある範囲において比較的再現する場合が多い。単にそのピークの頂点が目的成分かどうかの二値を判定する場合は、このような１か０、すなわち該当か非該当の判定も意味を持つ。【0076】
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃを用いてスコア関数を導出する別法を、ベースラインの終点を例に説明する。別法におけるスコア関数は、ベースラインの始点と終点との間のクロマトグラム上のピークとノイズ領域から得た谷の出現確率に基づき決定される関数である。【0077】
終点付近では目的成分が漸減するが、ベースラインの終点すなわち谷（極小点）が現れるには、目的成分に由来する信号の減少量よりも、ノイズに由来する信号の増加量の方が多い必要がある。ここに着目し、終点の出現確率をスコアとして反映する。【0078】
図８Ａは、スコア関数を導出するピークのベースライン終点付近のクロマトグラム８０１を示す図である。ここで、検出されたベースライン終点８０２の後にノイズ領域８０３を設定する。もし、適当なノイズ領域がない場合、目的成分が存在しない試料を測定し、そのクロマトグラムにおいて目的成分が溶出するであろう時間をノイズ領域とすることもできる。【0079】
ノイズ領域８０３では谷と山が交互に繰り返されるが、その領域８０３における谷と谷の平均間隔ｔと、谷から山への最大増分Ｍ、および信号の平均値８０４を求める。ここで、ノイズの波形に対し、谷と谷は平均間隔ｔであり、谷から山に至る増分は０〜最大増分Ｍの間で等しく出現するモデルを設定する。【0080】
先述のクロマトグラム８０１の平滑化や回帰分析などにより、図８Ｂに示すような、ノイズの影響を排除したクロマトグラム８１１を作成する。ここで、目的成分が終点８０２付近でノイズ領域８０３の平均値８０４に向けて漸減する条件などを加味することで、回帰曲線の精度を上げることができる。【0081】
このクロマトグラム８１１に対し、ノイズ領域における谷と谷の平均間隔ｔにおいて、谷から山への最大増分Ｍに相当する位置８１２を検出する。ここで、位置８１２から頂点側は、最大増分Ｍよりも大きな変化をしている領域となる。この領域では、ベースラインの終点となる可能性はない。【0082】
一方、頂点と逆側（図の右側）は、クロマトグラム８１１の変化量が漸減する領域となる。減少幅が最大増分Ｍよりも小さいため、この領域にベースラインの終点が現れる。【0083】
図８Ｂはベースライン終点付近のクロマトグラムのスコアの算出説明図である。位置８１２の点から時間間隔ｔごとに点を定め、１〜７の番号を付与した。Ｎｏ．１の位置８１２がベースラインの終点の可能性がある領域の起点である。【0084】
次に、番号を付与した各点が谷になる確率を求める考え方を説明する。【0085】
もし、Ｎｏ．１の点８１２の直後の山に最大増分Ｍのノイズが重畳したとしても、Ｎｏ．１の点は谷にはならない。しかし、Ｎｏ．２の点であれば、Ｎｏ．３の点との差が最大増分Ｍよりも小さいので、最大増分Ｍのノイズが次の山に重畳すれば、Ｎｏ．２の点は谷となる。谷から山に至る増分が０から最大増分Ｍまで等しく出現すると仮定すれば、谷になる確率は、（（Ｍ−ΔＤ）／Ｍ）で表すことができる。ここで、ΔＤは次の点からの差分（絶対値）を意味する。【0086】
図８Ｃは、図８ＢのＮｏ．１〜７の各点の信号強度をＤ、最大増分Ｍを５とした場合の、各点における谷の出現確率ｐを求めた例を示す表である。例えばＮｏ．２の点が谷になる確率ｐは、（５−２）／５＝０．６、Ｎｏ．３の点が谷になる確率ｐは、（５−１）／５＝０．８である。【0087】
もし、頂点からみて最初の谷がベースラインの終点になるとすると、ある点が終点になるためには、そこから頂点側の点が谷ではない条件が付く。谷にならない確率を（１−ｐ）とすれば、Ｎｏ．２の点が終点になる確率は、Ｎｏ．１が谷にならない確率とＮｏ．２が谷になる確率の積、すなわち、（１−０）×０．６＝０．６となる。Ｎｏ．３が終点になる確率は、Ｎｏ．１が谷にならない確率とＮｏ．２が谷にならない確率とＮｏ．３が谷になる確率の積（１−０）×（１−０．６）×０．８＝０．３２、Ｎｏ．４が終点となる確率は、Ｎｏ．１が谷にならない確率とＮｏ．２が谷にならない確率とＮｏ．３が谷にならない確率と、Ｎｏ．４が谷になる確率の積（１−０）×（１−０．６）×（１−０．８）×０．８＝０．０６４となる。これをＳ（スコア）として図８Ｃに示した。これは、図８Ｂに示した時間に対するスコアの関係（スコア関数）に対応する。【0088】
以上、頻度モデルと該非モデル、およびクロマトグラムとノイズ領域からスコア関数を導出したモデルを示したが、ピークの頂点や、ベースラインの始点・終点の傾向からは、これら以外にも様々なモデルを設定することができる。【0089】
なお、クロマトグラム上のピークの出現位置は、カラム２０１−３の温度や溶離液２０４の組成などによって変わる可能性がある。ピーク全体に溶出時間が前後する現象と、頂点に対するベースラインの始点・終点の位置が変わる現象を分けて考えるとすれば、ベースラインの始点・終点の時間を評価する際に、頂点との差に着目することも可能である。すなわち、始点・終点のスコア関数の横軸には、頂点の時間との差を採用してもよい。【0090】
以上が、同じ目的成分について、濃度が異なる試料の測定で得た（面積が異なる）ピークの頂点、およびベースラインの始点・終点の時間的な傾向をスコア関数としてモデル化する方法となる。なお、同じ試料であれば、濃度が未知の場合でも、本手法を適用することができる。【0091】
また、検量線を作成するための標準試料の場合、夾雑成分が少なく、ピーク検出が比較的容易で結果の信頼性や再現性も高い。すなわち、面積に対するピークの頂点やベースラインの始点・終点の傾向を求めやすい。【0092】
ステップ１０１−３に続いて、ステップ１０２−１が実行される。【0093】
（４）濃度が未知の成分の測定（ステップ１０２−１）濃度が未知の成分の測定においては、先の（１）濃度が異なる成分の測定（ステップ１０１−１）において記載した装置、および基本的には同じ条件で分析を行う。
【0094】
続いて、ステップ１０２−２が実行される。【0095】
（５）ピーク検出（ステップ１０２−２）濃度が未知の成分の測定結果に対するピーク検出も、基本的に上記（２）ピーク検出（ステップ１０１−２）と同じ方法で行う。図９は、濃度が未知の試料を測定して得たクロマトグラム上のピークと、その頂点、およびベースラインの始点、終点の例を示す図である。ここで得た始点と終点を結ぶベースラインの上側の閉じた部分の面積を計算し、このピークの測定値を得る。
【0096】
続いて、ステップ１０２−３が実行される。【0097】
（６）ピーク検出結果の評価（ステップ１０２−３）図１０と図１１を用い、図９の測定値（面積）に対するスコアの値を求める方法を説明する。なお、ここでも簡単のため終点について説明しているが、考え方は始点や頂点にも応用できる。
【0098】
図１０はスコア関数の適用を示す図である。図１０において、測定値に近い面積に対応するスコア関数を二つ選択する。ここではその面積をＡ１及びＡ２としている。それぞれのスコア関数を終点の時間に適用することにより、図１１はスコアの値を内挿で求める説明図であり、図１１に示すようにして、スコアＳ１及びＳ２を得ることができる。【0099】
ここで、図１１に示すように、測定値から終点のスコアを内挿で求める。内挿に適した二つのスコア関数がない場合、最も近いもの二つを選択して外挿する。【0100】
図１２及び図１３を用いて、スコアを求める別法について説明する。【0101】
図１０及び図１１に示した方法は、求めたスコアを内挿していたが、ここではスコア関数そのものを特徴点から内挿する例を示す。挟み込むスコア関数がなく内挿が難しい場合は、外挿でもよい。【0102】
図１２において、図１０と同様に、測定値（面積）に近い測定値に対応するスコア関数１とスコア関数２とを選択する。ここで、スコア関数の最大時間・最小時間・最大頻度時間などの特徴点に着目する。例えば、図１２の例では、スコア関数１と２において、最大時間を線分１２０１で結び、測定値の最大値を内挿している。同様に、最小時間と最大頻度時間についても、線分１２０２と線分１２０３で示した。図１３に示すように、求めたスコア関数からスコアを決定する。【0103】
ここで、スコア関数を定める時間について内挿しているが、もし、スコア関数１と２で特徴点のスコアが異なっているような場合、スコアの値についても内挿することで、測定値に対応するスコア関数を求めることができる。【0104】
ここでは比較的単純なスコア関数で説明したが、図７や図８に示したスコア関数などを適用することができる。【0105】
上記の最大時間の場合と同様にして、ピークの頂点およびベースラインの始点のスコアを求める。さらに、求めたスコアの和や積、最小値などをピークのスコアとする。ここで、スコア関数が、それぞれの出現確率である場合、積を求めることで判定した始点、頂点、終点から構成されるピークの確からしさの指標となる。また、出現スコア関数が０から１００などの値を与える場合は、始点、頂点、終点の和を求めてもよい。さらに信頼性の指標としては、スコアの最小値で代表してもよい。【0106】
スコアが該非モデル、すなわち、ありうるかどうかである場合、ピークの頂点やベースラインの始点・終点のどれか一つでも非該当となれば、そのピーク検出結果を棄却する根拠となる。【0107】
検出したピークが目的成分かどうかの判定を重視する場合、頂点のスコアを採用し、始点・終点から定量値の信頼性を求めるなど応用することもできる。【0108】
以上のように、本発明の実施例１によれば、試料成分の広い濃度範囲にも対応しうるピーク検出が可能であり、その結果に対する評価値を提供することができるクロマトグラフィー質量分析方法およびクロマトグラフ質量分析装置を実現することができる。【0109】
（実施例２）次に、本発明の実施例２について説明する。
【0110】
実施例２において、液体クロマトグラフ２０１、質量分析装置２０２、データ処理装置２０３、ＬＣ制御装置２０５、ＭＳ制御装置２０６、表示装置２０７、キーボード２０８の構成は、実施例１と同様である。【0111】
実施例２は、ピーク検出結果のスコアによる評価を応用し、より最適なピーク検出結果を得る方法及び装置である。つまり、得られた成分波形から煩雑成分を除去し、より、正確なピーク検出結果を選定する方法及び装置である。【0112】
図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃは、複数のピーク候補を検出した例を示す図である。【0113】
図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃに示す波形はどれも同じであるが、図１４Ａに示した例は、頂点の右側の谷から垂線をおろし、左側の谷から夾雑成分の右側の谷に伸ばした直線との交点までをベースラインとして始点・終点を決めている。【0114】
図１４Ｂに示した例は、頂点の両側にある谷と谷を始点と終点とした。【0115】
図１４Ｃに示した例は、図１４Ａに示した例と同様に、頂点の左側の谷から、夾雑成分の右側の谷までの直線をベースランとし始点と終点を決めている。さらに、図１４Ｃに示した例は、夾雑成分のピークに対し接線を引き、夾雑成分のベースラインの始点と終点とする。ここで、始点と終点を結ぶ直線の上側の面積を採用するが、図１４Ｃに示した例の場合は夾雑成分の面積を減算する。【0116】
図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃに示した例の面積の値は、それぞれ異なっており、図１４Ｂに示した例の面積＜図１４Ａに示した例の面積＜図１４Ｃに示した例の面積となる。すなわち、前述の始点・頂点・終点の評価において、面積の値ごとにそれぞれのスコアを得ることができる。ここで、最もスコアのよい組み合わせをピークとして採用することにより、より最適な始点・頂点・終点から構成されるピークと面積を決定することができる。これについては、表示例を用いて後で詳述する。【0117】
なお、ここで複数の候補の選出は、従来のアルゴリズムを応用してもよいが、例えば頂点の前後に出現する谷や接線を網羅的に抽出し、ベースラインによって閉じた面を与えるものを選出する方法が考えられる。【0118】
図１５は、実施例２における処理の機能ブロック図である。【0119】
本実施例２は、スコア関数を作成するスコア関数作成ブロック１５０１と、それを適用するスコア関数適用ブロック１５０２とを備えている。【0120】
スコア関数を作成するスコア関数作成ブロック１５０１は、濃度違いのクロマトグラムを測定・蓄積する濃度違いのクロマトグラム測定部１５０１−１、ピークの検出条件を設定する検出条件設定部１５０１−３、指定された条件に基づきクロマトグラムのピークを検出するピーク検出部１５０１−２、ピーク検出で得た面積に対するピークの頂点、ベースラインの始点・終点を蓄積する面積・始点・頂点・終点蓄積部１５０１−４を備える。さらに、スコア関数の作成条件を設定する作成条件設定部１５０１−６、ピーク検出の結果からスコア関数を作成するスコア関数作成部１５０１−５、および作成した面積に対応するスコア関数を蓄積するスコア関数蓄積部１５０１−７とを備えている。【0121】
スコア関数適用ブロック１５０２は、濃度未知のクロマトグラム測定部１５０２−１と、ピーク検出部１５０２−２と、ピーク検出の結果を蓄積する面積・始点・頂点・終点蓄積部１５０２−３と、スコアの算出部１５０２−４と、始点・頂点・終点のスコア算出部１５０２−５と、ピークの評価部１５０２−６と、ピーク確定結果蓄積部１５０２−７とを備える。【0122】
関数適用ブロック１５０２は、濃度未知のクロマトグラムのピーク検出で求めた面積に対する、ピークの頂点やベースラインの始点・終点からスコアを算出し、ピークとしてのスコアを求めることでそのピークを評価している。ここで、複数のピーク候補が存在する場合、最もスコアの良いものを選出し、ピークとして確定する。なお、関数適用ブロック１５０２におけるピーク検出では、関数作成ブロック１５０１と同じ条件を適用する。【0123】
関数作成ブロック１５０１の処理は、図１の前半ステップ１０１の処理に相当し、関数適用ブロック１５０２の処理は、図１の後半ステップ１０２に相当する。図１に示した例の処理と、図１５に示したブロック１５０１及び１５０２の処理との大きな違いは、関数適用ブロック１５０２のピーク検出として、図１４に示したように複数のピーク候補を出力する可能性があることである。さらに、それらの候補についてスコアを求めた後、最も可能性の高いものを目的成分に対応するピークとして選出することである。【0124】
図１６は、ピーク検出条件の設定画面の一例を示す図である。この設定画面は表示装置２０７が備える表示画面である。【0125】
図１６に示した例では、目的成分が既に選択されている状況での設定例を示した。この例では、クロマトグラムから特定のピークを選出する際に、ピークの頂点を検出する時間範囲と、ノイズとシグナルを識別するためのノイズ幅に相当するイオン量を入力する。一般的なデータ処理において、ピーク検出において平滑化の条件を設定する場合も多いが、ここでは省略している。図１６に示した例では、時間範囲（ｍｉｎ）が３．５−４．５分であり、ノイズ幅が１５０となっている。【0126】
図１７は、スコア関数作成条件の設定画面の一例を示す図である。この設定画面も表示装置２０７が備える表示画面である。【0127】
図１７に示した例は、ベースラインの終点のスコア関数を作成する条件の設定例である。【0128】
また、図１７において、スコア関数のタイプとして、スコア、確率、該非の中からいずれかを選択できるが、図示した例では、スコアを選択している。さらに、その条件として、最大頻度時間・最小時間・最大時間のスコアを１００・１０・１０とした。【0129】
図１７に示した設定画面において、タイプとして確率が選択された場合、スコア関数の面積に対する当該時間のスコアを確率として出力する（表示する）。該非は、最小時間・最大時間の間を１（該当）、それ以外を０（非該当）として固定するなどの処理も可能である。【0130】
図１７に示した設定画面には時間のパラメータを含んでいないが、濃度違いの測定によって得た最大時間・最小時間・最大頻度時間をそれぞれ適用することとした。【0131】
図１８はスコア関数パラメータ表示例を示す図である。図１８において、各濃度（５、５０、５００）のピークの頂点やベースラインの始点・終点における最小時間、最大頻度時間、最大時間を整理している。【0132】
先に示した図１７のスコアを適用すれば、例えば濃度５の終点について、最小時間５１のスコアは１０、最頻時間（最大頻度時間）５３のスコアは１００、最大時間５７のスコアは１０となる。図１８に示す各時間が、図５Ａ、図５Ｂの各濃度の始点、頂点、終点の時間において、最小時間５０２、最大頻度時間５０３、最大時間５０１の値に相当する。【0133】
図１９Ａは、ピーク検出結果と評価スコア表示の画面表示例を示す図である。図１９Ａは、特定の目的成分に着目し、試料ごとにピークの頂点やベースラインの始点、終点の時間、ピークの面積、およびピークのスコアと始点、頂点、終点のスコアを表示している。もし、図１４Ｃの例のように、夾雑成分のピークを除外するような場合、除外した後に残った部分の面積に対するスコア関数を始点、頂点、終点に適用している。【0134】
ここで、図１９Ａに示す試料ＩＤがＡ００１の場合のピーク検出結果と評価スコア表示が、図１８に示した濃度５０の始点、頂点、終点における最頻時間に一致している。【0135】
そこで、図１７のスコア（１０、１００、１０）を適用すると、それぞれ１００、１００、１００のスコアとなる。なお、ピークのスコアとしては、始点、頂点。終点のスコアの中の最小値を採用した。【0136】
試料ＩＤがＡ００２の試料では、始点、終点がＡ００１に比べてピークの外側に位置している。また、頂点の時間４３を与えた試料ＩＤがＡ００３の場合は、図１８の濃度５に近い測定値を示した例だが、頂点のスコア関数の最小、最頻、最大の範囲３８、４０、４２の外側にあるため、スコアが０となっている。【0137】
図１９Ａに示した試料ＩＤがＡ００１の結果が、複数のピーク検出結果からスコア関数で求めた値を用いて最適なものを選択したものとして、その詳細について、図１９Ｂを用いて説明する。図１９Ｂはピーク検出の詳細情報を表示する画面表示例を示す図である。ここで、図１９Ｂにおいて、Ｎｏ．はピークの候補に付けた番号であり、負の値はそれが夾雑成分として減算したものであることを意味する。時間、面積、スコアは図１９Ａと同様の意味である。タイプはベースラインの引き方を意味する。ここでは、タイプＨは、図１４Ａのように谷から垂線をおろして終点とし、線を結ぶ方法、Ｖは同じく図１４Ｂのように谷を終点として、線を結ぶ方法、Ｔは同じく図１４Ｃの接線による線を結ぶ方法である。【0138】
例えば、図１９Ｂに示したＮｏ．３の候補は、負の値（−１）で示される夾雑成分のピークを除外している。このように、ピーク検出において複数の候補を検出した場合、それぞれについて面積に対する始点、頂点、終点のスコアとピークのスコアを求める。ここで最もスコアの高いＮｏ．３の候補をピーク検出の結果とした。【0139】
ここでは表を用いて整理した例を示したが、クロマトグラム上のピークに直接スコアの値を表示する方法なども有効である。【0140】
以上のように、本発明の実施例２によれば、実施例１と同様な効果を得ることができるが、実施例１に比較して、煩雑成分を除去することができるので、より最適なピーク検出結を得ることができる。【0141】
上述した例は、本発明を重複ピークにおけるピーク検出に応用する例であるが、複数の候補から最適なものを選択する考え方は、単独ピークの検出において、ベースラインの始点や終点の候補が複数ある場合にも適用できる。例えば、頂点の左に位置する最初の谷、二番目の谷、三番目の谷を始点の候補とし、終点も同様に候補を求めれば、それらを結ぶベースラインの引き方は始点３候補、終点３候補の９通りとなる。それらの全てが、閉じた領域を与え、ピークとして有効であれば、９個のスコアの値を評価することで、最適なものを選択することができる。【0142】
以上においては、濃度違いの測定からスコア関数を求め、ピーク検出に応用した例を示した。【0143】
（実施例３）次に、図２０、図２１Ａ、図２１Ｂ、図２２を参照しつつ、濃度が未知の試料測定を実施例３として説明する。実施例３においては、既知の試料成分のピーク検出を行い、その傾向を求める。そして、求めた傾向を基準として、成分未知の試料の測定結果を評価し、成分未知の試料成分のピーク選定を行う例である。
【0144】
実施例３において、液体クロマトグラフ２０１、質量分析装置２０２、データ処理装置２０３、ＬＣ制御装置２０５、ＭＳ制御装置２０６、表示装置２０７、キーボード２０８の構成は、実施例１と同様である。【0145】
図２０は、実施例３における検出結果の分析及び検出結果の評価処理フローを示す図である。図２０に示した処理フローでは、点線で囲んだ前半部分（ステップ２００１）で複数の試料測定からピーク検出結果の傾向を分析し、後半部分（ステップ２００２）で、先に求めた傾向に対して一つまたは複数の試料測定に対するピーク検出結果を評価している。【0146】
以下、図２０のフローに従い説明する。【0147】
（１）試料測定（ステップ２００１−１）まず、目的成分を含む複数の試料を測定する。利用する装置については、図２に示す液体クロマトグラフ質量分析装置を採用することができる。ここで、測定する試料における目的成分の濃度は未知でもよい。しかし、後の分析に足る試料数が必要となる。
【0148】
（２）ピーク検出（ステップ２００１−２）図３や図４に示したように、ピーク検出としてピークの頂点やベースラインの始点・終点を求める。なお、後の分析や評価の工程を考えると、データ処理装置２０３により、正しく検出していることを判断し、表示装置２０７によるグラフ表示などで確認することが望ましい。
【0149】
（３）分析（ステップ２００１−３）分析ステップ２００１−３においては濃度が未知の試料を想定し、図５Ａに示した最大時間５０１、最小時間５０２、最大頻度時間５０３に相当する情報を得る。この情報を得る方法の一例を図２１Ａ、図２１Ｂおよび図２２を用いて、以下に説明する。
【0150】
図２１Ａ及び図２１Ｂにはピーク検出で求めたピークの頂点やベースラインの始点・終点の傾向を分析した結果を模式図で示している。図２１Ａにおいて、横軸はクロマトグラムにおいてピークの頂点や、ベースラインの始点・終点の時間を示す。図２１Ａの縦軸はピークの面積を示す。図２１Ｂに凡例としても示した横棒は、それぞれの点を検出した時間範囲を示したものであり、基本的には図５Ｂに示した最大時間５０１、最小時間５０２、最大頻度時間５０３に相当する。【0151】
実施例１の場合は、同じ濃度の試料に由来する目的成分のピークから値を求めているが、実施例３では、図２２に示すように、面積においてある区間２１０４を想定し、その範囲における面積と各点の時間から最大・最小・最大頻度を求める。なお、最大頻度については、時間の値が昇順となるように各点を並べた中の中央値を採用してもよい。【0152】
図２２は、特定の面積範囲における終点の分析結果を示す図である。図２２において、終点に着目し、ピーク検出で求めた終点の時間と面積からなる結果を四角印で表している。ここで、時間軸方向の最大点２２０１と最小点２２０２が、時間範囲の最大５０１と最小５０２に対応する。なお、ここでは中央値となる点２２０３の時間を、最大頻度時間５０３に相当する点として採用した。【0153】
このようにして、ある面積区間２１０４において最大、最小、最大頻度となる時間を求め、それらの面積の例えば平均値を対応づける。終点に着目すれば、そのような面積の区間を複数設定し、面積と最大頻度の時間で得られる複数の点をつなぐと、図２１Ａに示す終点の傾向を示す線２１０３を求めることができる。同様にして、頂点の傾向を示す線２１０１、始点の傾向を示す線２１０２を求める。【0154】
頂点・始点・終点の傾向を示す線２１０１、２１０２、２１０３の求め方としては、上記以外にも考えることができる。たとえば、ピーク検出で得た面積と時間を抽出し散布図とし、回帰分析により傾向を求める方法や、散布図において各点の密度から等高線図とする方法などがある。【0155】
（４）試料測定（ステップ２００２−１）図２０の後半部分のステップ２００２における試料測定は、前半部分のステップ２００１の試料測定と同じ条件で実施する。他の条件で実施することも可能であるが、テップ２００１の試料測定と同じ条件で実施することが望ましい。
【0156】
（５）ピーク検出（ステップ２００２−２）ピーク検出についても、基本的にはステップ２００１−２のピーク検出と同じ方法で行う。
【0157】
（６）評価（ステップ２００２−３）実施例３におけるピーク検出の結果を評価する方法については、実施例１に示すステップ１０２−３の方法を採用することができる。
【0158】
また、（３）の分析ステップ２００１−３で求めた頂点、始点、終点の傾向を示す線２１０１、２１０２、２１０３との距離を用い、距離が離れるほどペナルティを与えるようなスコア関数を採用することもできる。【0159】
以上が、濃度が未知の試料を想定した実施例３であるが、実施例３においても、実施例１と同様な効果を得ることができる。また、実施例３においても実施例２で説明した複数候補から最もスコアの値のよいものを選択するピーク検出法を適用してもよい。【0160】
上述した本発明によれば、以下のような効果が得られる。【0161】
（Ａ）定量値の信頼性に対するエビデンスの提供ピーク検出で得た面積や高さに対し、本発明による信頼性などの評価値を付加する場合、次のような効果が期待できる。
【0162】
（ａ）定量値に対する信頼性指標の提供本発明では、ピーク検出で求めた面積や高さの測定値に対して、ピークの頂点やベースラインの始点、終点の傾向から得たスコアを与える。例えばベースラインの始点の評価値が低い場合は、夾雑成分の影響などでピークの形状が変わっていることを示している。測定値は検量線を用いて濃度に換算されるため、目的成分の濃度の値に対して、始点のスコアが低い状況をワーニングとして表示することができる。
【0163】
定量値にあるべき範囲が規定されている場合、範囲の境界値に近い濃度を検出した状態でワーニングがあれば、クロマトグラムの確認や、別の装置による再測定などの対応をユーザーが実行することが可能となる。【0164】
また、高濃度でピークがテーリングする場合でも、定量分析の結果を妥当とする判断を数値で示すことができる。【0165】
（ｂ）装置トラブルに対する情報の提供本発明では、濃度が異なる状況で、ピークの頂点やベースラインの始点・終点について、それぞれ適切な状況からみた異常を検出することができる。例えば、突然特定の微量成分にのみ異常が検出される場合は、装置の設置環境に由来する汚染などを疑う。微量成分全般に異常を示す場合は、装置のクリーニングを実施するなどの対応が可能となる。
【0166】
（ｃ）カラム等の交換などの自動化本発明で提供するピークの頂点やベースラインの始点・終点の評価値は、クロマトグラフにおけるカラムや溶離液などの交換時期を示す指標となる場合がある。例えばカラム等の劣化により、頂点や始点・終点の時間が早まるなどの目安を得て、新しいカラムに交換するなどの応用が考えられる。
【0167】
（ｄ）再測定の自動化上記のような指標を提供することにより、異常を検出した試料の自動的な再測定など、ユーザーの負担の軽減を図ることができる。
【0168】
（Ｂ）定量精度の向上ピーク検出の基本は、有限個のベースラインの候補から、最適なものを選択する処理に他ならない。従って、個々の候補に対してより精度の高い評価値を提供することにより、より精度の高いピーク検出が可能となる。ピーク検出で求めた面積や高さの測定値は、検量線によって直接濃度に変換されるため、ピーク検出の精度は定量精度の向上に直結している。
【0169】
本発明では、濃度違いの試料から得た面積や高さの異なるピークの検出結果から、ピークの頂点やベースラインの始点・終点の傾向を求め、ピーク検出に応用するものであり、定量精度の向上が期待できる。【0170】
（Ｃ）既存のピーク検出との組み合わせによる効果本発明の基本は、検出されたピークの頂点やベースラインの始点・終点に対し、評価値を与えることにある。その方法は、従来のピーク検出と独立して適用することができる。すなわち、ピーク検出に依存することなく、その結果を数値として評価することができる。従来のピーク検出のアルゴリズムを踏襲しつつ、ピーク検出の結果の評価にのみ本発明を適用することが可能である。
【0171】
定量精度の向上のため、面積や高さを求めるアルゴリズムを変更する場合、膨大な検証作業が必要となるのみならず、過去の測定値と比較して数値が少し大きくなるなどの傾向が現れる場合が多い。そのようなリスクを回避し、ピーク検出の評価を可能とすることができる。【0172】
（Ｄ）分析リソースの軽減例えば薬剤の代謝物に関する研究では、目的とする成分について各種の生体組織における局在化の様子や、血液や尿中の濃度の経時変化などを知る必要がある。そのためには、目的成分が比較的高濃度に存在する試料と、ごく微量しか存在しない試料を分析対象としたい。しかし、それらの試料において目的成分が測定可能な濃度範囲に入らない場合、抽出や濃縮など前処理の条件を変更し、分析条件を最適化しなければならない。測定できる濃度範囲が広く、かつピーク検出もそれに対応していれば、より広範囲の試料に対応でき、検討に要する試料や時間の無駄を省くことができる。
【0173】
以上、本発明の効果について説明した。【0174】
本発明はピーク検出において新たな評価値を提供し、定量精度の向上や装置の自動化、リソースの軽減などに寄与する。また、従来の技術と併用することも可能であり、その場合も本発明の効果を得ることができる。【0175】
なお、全ての実施例１〜３において、面積の代わりに高さを用いることもできる。ピークに夾雑成分の影響が大きい場合は、面積よりも高さの方が濃度と測定値の相関がよい場合がある。【0176】
また、面積や高さと頂点・始点・終点の時間について傾向を求めているが、始点・終点の時間の代わりにピークの始点側の面積・ピークの終点側の面積を利用することもできる。【0177】
本発明の実施例１〜３は、複数の試料を測定し、まとめてピーク検出するような処理フローを示したが、試料一つ一つについて測定やピーク検出を実施し、集積したピーク検出結果についてスコア関数の決定などの処理を実施する流れも考えられ、本発明の実施例の範囲内とすることができる。【0178】
以上、様々な例を挙げて説明した本発明は、面積や高さと、ピークの頂点やベースラインの始点・終点から得られる時間などの値との関係に着目する方法により、より確かなピーク検出や、精度のよい定量に寄与するものである。【符号の説明】
【0179】
１０１・・・濃度が異なる成分の処理ステップ、１０２・・・濃度が未知の成分の処理ステップ、２０１・・・液体クロマトグラフ（ＬＣ）、２０２・・・質量分析装置（ＭＳ）、２０３・・・データ処理装置、２０５・・・ＬＣ制御装置、２０６・・・ＭＳ制御装置、２０７・・・表示装置、２０８・・・キーボード、３０１、３０２、３０３、８０１・・・クロマトグラム、５０１・・・最大時間、５０２・・・最小時間、５０３・・・最大頻度時間、７０１・・・検出の可能性のある最大時間、７０２・・・検出の可能性のある最小時間、８０２・・・クロマトグラムのベースラインの終点、８０３・・・ノイズ領域、８０４・・・ノイズの信号の平均値、８１１・・・ノイズを排除したクロマトグラム、８１２・・・終点の可能性のある領域の起点、１２０１・・・終点で最大時間を結ぶ線分、１２０２・・・終点で最小時間を結ぶ線分、１２０３・・・終点で最大頻度時間を結ぶ線分、１５０１・・・濃度違いのクロマトグラムの処理ブロック（関数作成ブロック）、１５０２・・・濃度未知のクロマトグラムの処理ブロック（関数適用ブロック）、２００１・・・複数の試料測定からピーク検出結果の傾向を分析する処理ステップ、２００２・・・試料測定に対するピーク検出結果を評価する処理ステップ、２１０１・・・頂点の傾向を示す線、２１０２・・・始点の傾向を示す線、２１０３・・・終点の傾向を示す線、２１０４・・・最大時間・最小時間・最大頻度時間を求める面積区間、２２０１・・・最大時間に対応するベースライン終点、２２０２・・・最小時間に対応するベースライン終点、２２０３・・・最大頻度時間に対応するベースライン終点