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WO2019229869A1 - スペクトルデータ処理装置及び分析装置 - Google Patents

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WO2019229869A1
WO2019229869A1 PCT/JP2018/020699 JP2018020699W WO2019229869A1 WO 2019229869 A1 WO2019229869 A1 WO 2019229869A1 JP 2018020699 W JP2018020699 W JP 2018020699W WO 2019229869 A1 WO2019229869 A1 WO 2019229869A1
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WO
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peak
calibration curve
unit
spectrum
area
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2018/020699
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English (en)
French (fr)
Inventor
友香 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to EP18920869.7A priority patent/EP3805748A4/en
Priority to JP2020522448A priority patent/JP7010373B2/ja
Priority to CN201880094082.7A priority patent/CN112204388B/zh
Priority to PCT/JP2018/020699 priority patent/WO2019229869A1/ja
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    • G01J3/28—Investigating the spectrum
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    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J2003/2859—Peak detecting in spectrum
    • G01J2003/2863—Peak detecting in spectrum and calculating peak area

Definitions

  • the present invention provides a peak top at a predetermined position determined by components contained in a sample, such as a mass spectrum obtained by a mass spectrometer, or a spectrum obtained by a spectrophotometer such as an infrared spectrophotometer or a Raman spectrophotometer.
  • the present invention relates to a spectrum data processing apparatus for quantifying a specific component in a sample using a spectrum having the spectrum, and an analysis apparatus including an analysis unit that acquires the spectrum and the spectrum data processing apparatus.
  • a component contained in a sample is quantified using a mass spectrum acquired by a mass spectrometer. For example, when calculating the distribution of components on the surface of a sample such as a biological tissue slice, from each mass spectrum obtained by performing mass spectrometry on a plurality of measurement points (microregions) on the surface, Determine the amount (concentration) of the component.
  • Mass spectrometry for each measurement point is, for example, a method of irradiating a measurement point with a laser and analyzing ions generated thereby (see, for example, Patent Document 1), or applying a high voltage by bringing a probe into contact with the measurement point. There is a method (Patent Document 2) for analyzing ions generated by doing so.
  • the mass spectrum acquired by the mass spectrometer is ideally the mass-to-charge ratio of ions derived from the components (formally italicized letters “m / z”. Intensity values should be obtained for each value of “m / z”.)
  • the peak profile has a width centered on the value of m / z.
  • a time-of-flight mass spectrometer can obtain a mass spectrum with the horizontal axis representing the time from when an ion is introduced into the mass spectrometer until it is detected by the detector and the vertical axis representing the detection intensity. Even for ions having the same value, a difference occurs in detection time due to a deviation in flight direction or the like, resulting in a peak profile having a width.
  • the peak area reflects the amount of the component derived from ions having m / z corresponding to the peak better than the height of the peak top. Therefore, by obtaining the area for each peak, the component corresponding to m / z that is the center value of the peak can be quantified with high accuracy.
  • the concentration of the component to be quantified is usually known immediately before or immediately after acquiring the mass spectrum of the sample to be analyzed and Mass spectra of a plurality of standard samples having different concentrations are acquired, peak areas corresponding to the respective components are obtained from the plurality of mass spectra, and a calibration curve indicating the relationship between the concentration and the area is created. Then, from the mass spectrum obtained for the sample to be analyzed, the peak area corresponding to the component to be quantified is obtained and applied to the calibration curve, whereby the concentration of the component in the sample to be analyzed can be obtained. .
  • both end positions the positions of both ends of the peak in the horizontal axis (m / z) direction (hereinafter referred to as both end positions) must be determined when determining the peak area. Don't be.
  • a baseline of the mass spectrum must be defined. These end positions and baselines can be automatically obtained by a computer, but they cannot always be properly obtained when peaks due to contaminating components are overlapped. May have to be adjusted manually. When such a manual setting is performed when creating a calibration curve, the operation for re-creating the calibration curve by changing both end positions and / or baselines is repeated until a suitable end position and baseline are found. It was necessary and time-consuming.
  • the problem to be solved by the present invention is to use a spectrum having a peak top at a predetermined position determined by components included in the sample, such as a mass spectrum obtained by a mass spectrometer or a spectrum obtained by a spectrophotometer.
  • a spectrum data processing apparatus, a mass spectrometer data processing apparatus, and a data processing apparatus capable of easily setting the correct both end positions and baseline of the spectrum peak A mass spectrometer provided with a data processing apparatus for a mass spectrometer.
  • the spectral data processing apparatus which has been made to solve the above-mentioned problems, targets a spectrum having a peak top at a predetermined position determined by a component contained in a sample, with a predetermined component at a known concentration different from each other.
  • An apparatus for creating a calibration curve indicating the relationship between the concentration of the component in each sample and the area of the peak corresponding to the component of the spectrum of the sample, based on the spectrum obtained from each of the plurality of contained samples a) a display unit having a spectrum display region and a calibration curve display region; b) a spectrum display control unit for displaying one or more of the spectra in the spectrum display region; c) a peak range setting unit that allows the operator to set the positions of both ends of the peak corresponding to the component included in the displayed spectrum or the position of the baseline; d) a peak range determination unit for determining the positions of both ends of the peak or the position of the baseline according to a predetermined reference; e) an area calculation unit for calculating the area of the peak based on the positions of both ends of the peak and the position of the baseline set by the peak range setting unit or determined by the peak range determination unit; f) a calibration curve creating unit that creates a calibration curve based on the area of the peak calculated by the area calculation unit and
  • the spectrum display control unit applies a sample such as a mass spectrum or a spectrum obtained from a plurality of samples (standard samples) each containing a predetermined component at different known concentrations.
  • a sample such as a mass spectrum or a spectrum obtained from a plurality of samples (standard samples) each containing a predetermined component at different known concentrations.
  • One or a plurality of spectra having a peak top at a predetermined position determined by the contained component is displayed in the spectrum display region.
  • the peak range setting unit causes the operator to set the positions of both ends of the peak or the position of the baseline.
  • the operator may set only one of the positions of both ends of the peak and the position of the baseline, or may set both of them.
  • the peak range determining unit determines the one not set by the operator based on a predetermined standard. Alternatively, the peak range determination unit first determines the positions of both ends of the peak and the baseline position based on a predetermined reference, and the peak range setting unit changes one or both of them to an arbitrary position by the operator. When this happens, the change position may be set.
  • the peak range setting unit for example, superimposes and displays marks (lines, symbols, etc.) indicating the positions of both ends of the peak or / and the baseline position on the spectrum displayed in the spectrum display region by the spectrum display control unit.
  • the positions of both ends of the peak and the baseline can be set by allowing the operator to perform an operation of moving the mark with an input device such as a mouse or a touch panel. Or you may make it input the numerical value which shows the position of the both ends of a peak, or the position of a baseline.
  • the area calculating unit calculates the area of the peak corresponding to the component.
  • the calibration curve creation unit creates a calibration curve based on the calculated peak area and the known concentration of the peak, and displays the calibration curve in the calibration curve display area.
  • the spectrum and the calibration curve are displayed on the same display section (the spectrum display area and the calibration curve display area), so that the operator can check the positions of both ends of the peak and the baseline position while viewing the calibration curve. Changes can be made.
  • a calibration curve is created based on those positions and displayed in the calibration curve display area. There is no need to perform an operation for re-creating a calibration curve every time the peak is changed in order to find the positions of both ends of the peak or the baseline. Therefore, it is possible to easily set the correct both end positions and base line positions.
  • the area calculation unit calculates the area of the peak every time the position of both ends of the peak or the position of the baseline is set by the peak range setting unit or determined by the peak range determination unit Because It is desirable that the calibration curve creation unit creates the calibration curve and displays it in the calibration curve display area every time the area of the peak is calculated by the area calculation unit.
  • the created (changed) calibration curve is automatically displayed, so that the operation becomes easier.
  • the display of the calibration curve is updated from moment to moment as the mark moves. Therefore, the operator can search for the optimum positions of both ends of the peak and the position of the baseline while moving the mark, and the setting thereof becomes easier.
  • the spectral data processing apparatus is:
  • the display unit has a coincidence degree display region for displaying the area calculated by the area calculation unit and the degree of coincidence between the concentration corresponding to the area and the calibration curve, further, It is desirable to include a coincidence degree calculation unit that calculates the coincidence degree and displays it in the coincidence degree display area each time a calibration curve is created by the calibration curve creation part.
  • the degree of coincidence is displayed in the coincidence display area. Based on the displayed degree of coincidence, the operator can determine whether the positions of both ends of the inputted peak of the target component or the position of the baseline are appropriate.
  • a correlation coefficient, a square value of the correlation coefficient, or the like can be used as the degree of coincidence.
  • the spectrum display control unit further displays a mark (characteristic display) at a peak corresponding to the component in the spectrum to be displayed in the spectrum display region.
  • a mark characteristic display
  • the peak for the operator to set the positions of both ends of the peak and the position of the baseline is clarified, and the operation becomes easier.
  • a peak where the peak top is located within a predetermined range from values (m / z of the mass spectrum, wavelength, wave number, frequency, etc. of the mass spectrum) input by the operator in advance is used as the component in the spectrum.
  • the corresponding peak and spectrum display control unit can be identified and marked.
  • the values of various components are stored as a database, and the peak corresponding to the component is specified using the value acquired from the database based on the name of the component input by the operator. May be.
  • the spectral data processing apparatus is:
  • the display unit has a distribution image display area for displaying a concentration distribution of the component obtained from spectra obtained at a plurality of positions in a sample to be analyzed, further, For the spectrum obtained at each of the plurality of positions, a position information acquisition unit in the sample for acquiring the position in the sample from which the spectrum was obtained;
  • a calibration curve is created by the calibration curve creation unit, the concentration of the component is obtained by applying the peak area calculated by the area calculation unit to the calibration curve for each spectrum obtained at the plurality of positions.
  • a component quantification unit for obtaining Each time the concentration is determined by the component quantification unit, distribution image display control for displaying information on the concentration at a position in the distribution image display region corresponding to the position for the spectrum obtained at each of the plurality of positions. It can take the composition of having a part.
  • the information on the density can be expressed by, for example, different colors and shades depending on the density.
  • the information on the density can be represented by a three-dimensional view so that the position is represented vertically and horizontally and the density is represented by height.
  • every time a calibration curve is created by the calibration curve creation unit (that is, every time the positions of both ends of the peak or the baseline position are set by the peak range setting unit or determined by the peak range determination unit) ) Displays a distribution image representing the distribution of the concentration of the component to be analyzed in the sample to be analyzed.
  • the spectral data processing apparatus can be suitably used when performing mass spectrometry, spectroscopic analysis, or the like for each of the plurality of measurement points (micro regions) described above. If an operation for creating a calibration curve using is performed, the present invention can be applied without being limited to the above example.
  • the analysis apparatus includes: a) an analyzer for acquiring a spectrum having a peak top at a predetermined position determined by a component contained in the sample; b) Corresponding to the concentration of the component in each sample and the component of the spectrum of the sample based on the spectrum obtained by the analysis unit from a plurality of samples containing the predetermined component at different known concentrations, respectively.
  • An apparatus for creating a calibration curve showing the relationship between peak areas b-1) a display unit having a spectrum display region and a calibration curve display region; b-2) a spectrum display control unit for displaying one or more of the spectra in the spectrum display region; b-3) a peak range setting unit that allows the operator to set the positions of both ends of the peak corresponding to the component included in the displayed spectrum or the position of the baseline; b-4) a peak range determining unit that determines the positions of both ends of the peak or the position of the baseline according to a predetermined reference; b-5) an area calculation unit that calculates the area of the peak based on the positions of both ends of the peak and the position of the baseline set by the peak range setting unit or determined by the peak range determination unit; b-6) Spectral data having a calibration curve creation unit that creates a calibration curve based on the area of the peak calculated by the area calculation unit and a known concentration of the peak, and displays the calibration curve in the calibration curve display region And a processing device.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the calibration curve and the degree of coincidence before (a) and after (b) the change of the positions of both ends of the peak or the baseline.
  • Embodiments of a spectrum data processing apparatus and an analysis apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
  • a case where data processing is performed on a mass spectrum obtained by a mass spectrometer will be described as an example, but the same spectral data is also obtained when data processing is performed on a spectral spectrum obtained by a spectroscopic device.
  • a processing device can be used.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a mass spectrometer 1 which is an analyzer of the present embodiment.
  • the mass spectrometer 1 includes a mass analyzer 10, a mass spectrometer data processing device 20 that is a spectrum data processor of the present embodiment, and a mass spectrometer controller 30 that controls the mass analyzer 10.
  • a mass analyzer 10 includes a mass analyzer 10
  • a mass spectrometer data processing device 20 that is a spectrum data processor of the present embodiment
  • a mass spectrometer controller 30 that controls the mass analyzer 10.
  • the configuration and operation of the mass spectrometer 1 will be described focusing on the data processor 20 for the mass spectrometer.
  • the mass spectrometer 10 is used for performing mass spectrometry on each of a plurality of measurement points on the sample surface.
  • the mass analyzing unit 10 includes an ionization chamber 111 that is an atmospheric pressure atmosphere and a vacuum chamber 112 that is maintained in a vacuum atmosphere.
  • the sample stage 11 that can move in two directions of the X axis and the Y axis orthogonal to each other, and the sample stage 11 are in an optical observation position that is a position indicated by a broken line in FIG.
  • the imaging unit 12 that captures an optical image of the sample S placed on the sample stage 11 and the sample S when the sample stage 11 is at the analysis position that is the position indicated by the solid line in FIG.
  • a laser irradiation unit 13 for irradiating a laser beam with a small diameter to ionize components in the sample S is disposed.
  • the ionization chamber 111 and the vacuum chamber 112 are connected by an ion introduction unit 15 that collects ions generated from the sample S in the ionization chamber 111 and transports them into the vacuum chamber 112.
  • an ion guide 16 that guides ions derived from the sample S while converging them, and ions are temporarily trapped by a high-frequency quadrupole electric field, and precursor ions are selected and the precursor ions as necessary.
  • a flight tube 18 that internally forms a flight space that separates ions ejected from ion trap 17 according to m / z, and detects ions
  • a detector 19 for transmitting the detection signal to the outside is arranged.
  • the mass spectrometer data processing apparatus 20 mainly performs a process of creating a calibration curve based on mass spectrum data obtained by the mass analyzer 10 from a plurality of samples containing predetermined components at different known concentrations. At the same time, the component contained in the unknown sample is quantified based on the mass spectrum data obtained by the mass analyzer 10 from an unknown sample whose concentration of the component is unknown and the created calibration curve.
  • the mass spectrometer data processing device 20 includes a mass spectrum data creation unit (spectrum data creation unit) 21, a mass spectrum data storage unit (spectrum data storage unit) 22, and a mass spectrum display control unit (in the spectrum display control unit). Equivalent) 23, a peak range input unit 24, a peak range determination unit 25, an area calculation unit 26, a calibration curve creation unit 27, a coincidence degree calculation unit 271, a component quantification unit 28, and a distribution image creation unit 281 And a display unit (display) 29.
  • the display unit 29 includes a mass spectrum display area (corresponding to the spectrum display area) 291 that displays one or a plurality of mass spectra, a calibration curve display area 292 that displays a calibration curve, and a coincidence degree display area that displays the degree of coincidence.
  • a calibration curve creation screen 290 (FIG. 2) having 293, a compound (component) data display area 294, a peak range input / display area 295, and other screens are displayed.
  • the mass spectrum data creation unit 21 receives the detection signal from the detector 19 and creates mass spectrum data indicating the relationship between m / z converted from the flight time of ions and the intensity of the detection signal. .
  • the mass spectrum data storage unit 22 stores the mass spectrum data created by the mass spectrum data creation unit 21.
  • the mass spectrum display control unit 23 displays one or more of the mass spectra whose data is stored in the mass spectrum data storage unit 22 in the mass spectrum display area 291 of the calibration curve creation screen 290.
  • the mass spectrum data creation unit 21 and the mass spectrum display control unit 23 are realized by a central processing unit (CPU) and software, and the mass spectrum data storage unit 22 is realized by a storage device such as a memory or a hard disk.
  • the peak range setting unit 24 causes the operator to set the positions of both ends of the peaks or the positions of the baselines included in one or a plurality of mass spectra displayed in the mass spectrum display area 291 of the calibration curve creation screen 290.
  • the peak range setting unit 24 is embodied by an input device such as a mouse, a keyboard, and a touch panel, and a CPU and software for processing data input by the input device.
  • the positions of both ends of the peak and the position of the baseline are set by the peak range setting unit 24 in the mass spectrum display area 291 with a center position mark 2911 indicating the center position of the peak to be analyzed, one of the peaks.
  • Two end position marks 2912 and 2913 representing the end and the other end, and a base line mark 2914 representing the position of the baseline are displayed, and the both end position marks 2912 or 2913 are displayed with a mouse, a touch panel, or the like. This is done by causing the operator to move the baseline mark 2914.
  • the center position mark 2911 is set at the position of m / z corresponding to the component when the operator performs an operation of selecting the component to be analyzed in the compound (component) data display area 294.
  • the center position mark 2911, both end position marks 2912 and 2913, and the baseline mark 2914 are all represented by straight lines in this embodiment, but may be represented by arrows, triangle marks, or other symbols.
  • the peak range setting unit 24 is displayed in the peak width numerical value input / display field 2951 in the peak range input / display area 295 accordingly.
  • the value of the peak width and the baseline value displayed in the baseline numerical value input / display field 2952 are changed. Further, the operator can directly enter the peak width numerical value input / display field 2951 or the baseline numerical value input / display field 2952 using a keyboard or the like. In this case, the peak range setting unit 24 moves the positions of both end position marks 2912 or 2913 or the baseline mark 2914 in accordance with the input value.
  • the positions of the peak center and the peak width value or half value of the same width are indirectly input so that the positions of the peak ends are indirectly set. Also good.
  • the value obtained by subtracting the half width of the peak width from the m / z value at the peak center position becomes the position of one end of the peak, and the m / z value at the peak center position becomes the half width of the peak width.
  • the value obtained by adding is the position of the other end of the peak.
  • the baseline may be constant regardless of the value of the horizontal axis (that is, m / z) of the mass spectrum, or may be set to be different depending on the value. In the latter case, for example, the base line can be a straight line inclined with respect to the horizontal axis of the mass spectrum.
  • the baseline may be the same for all peaks appearing in the mass spectrum, or may be set different for each peak.
  • the peak range determining unit 25 determines the set positions as the positions of the both ends of the peak or the baseline position. If not set, the positions of both ends of the peak or the position of the baseline are determined based on a predetermined reference.
  • the peak range determination unit 25 is embodied by a CPU and software. The positions of both ends of the peak and the position of the baseline determined by the peak range determination unit 25 are superimposed and displayed on the mass spectrum displayed in the mass spectrum display area 291.
  • the area calculation unit 26 calculates the area of the peak based on the positions of both ends of the peak and the position of the baseline set by the peak range setting unit 24 or determined by the peak range determination unit 25. .
  • the area calculation unit 26 is realized by a CPU and software.
  • the calibration curve creation unit 27 creates a calibration curve based on the peak area calculated by the area calculation unit 26 and the concentration value of the component corresponding to the peak in the sample from which the mass spectrum including the peak is acquired.
  • the calibration curve is displayed in the calibration curve display area 292.
  • the calibration curve creation unit 27 is embodied by a CPU and software.
  • the value of the concentration is inputted by the operator when mass analysis is performed by the mass analysis unit 10 and then stored in the mass spectrum data storage unit 22 together with the mass spectrum data.
  • the calibration curve creation unit 27 reads out. Instead, the operator may be allowed to input a concentration value at the time of creating a calibration curve.
  • the calibration curve is created by approximating the relationship between the peak area values obtained from a plurality of samples having different concentrations and the concentration with a predetermined function (typically a linear function).
  • a predetermined function typically a linear function
  • both a straight line of a function which is a calibration curve and a point representing the relationship between the peak area value calculated by the area calculation unit 26 and the concentration are displayed. There is a deviation between the straight line and the point due to a measurement error or the like, but this deviation becomes large if the positions of both ends of the peak and the position of the baseline are not appropriate.
  • a check box 2921 is displayed in the calibration curve display area 292. When the operator checks this check box 2921, a calibration curve is created so that it passes through the origin, and the check box is checked. If not, a calibration curve is created regardless of whether it passes through the origin.
  • the coincidence degree calculation unit 271 calculates the degree of coincidence between the peak area calculated by the area calculation unit 26 and the concentration corresponding to the area and the calibration curve created by the calibration curve creation unit 27, and the coincidence degree display region It is displayed on 293 and embodied by a CPU and software.
  • the degree of coincidence is a numerical value of the above-described deviation, and a correlation coefficient, a square value of the correlation coefficient, or the like can be used.
  • the square value of the correlation coefficient is 1 when the point indicating the relationship between the calculated peak area and the concentration and the calibration curve completely match, and the value becomes closer to 0 as the deviation between the two increases.
  • the degree of coincidence is an index for determining whether the positions of both ends of the inputted peak of the target component or the position of the baseline are appropriate, and is a measure of the straight line and the point displayed in the calibration curve display area 292 described above. It is also possible to make a similar determination based on the deviation. For this reason, the display of the coincidence degree can be omitted.
  • the component quantification unit 28 calculates the peak area corresponding to the component for which the calibration curve is created, which is calculated by the area calculation unit 26 from the mass spectrum stored in the mass spectrum data storage unit 22, by the calibration curve creation unit 27. By applying to the prepared calibration curve, the concentration of the component in the sample from which the mass spectrum was acquired is quantified. The component quantification unit 28 can quantitate the component in the unknown sample.
  • the distribution image creation unit 281 includes a sample position information acquisition unit 2811 and a distribution image display control unit 2812.
  • the in-sample position information acquisition unit 2811 acquires information on the positions in the sample from which the respective spectra were obtained for the spectra obtained at a plurality of positions. Information on the position in the sample may be automatically specified from an optical image taken by the imaging unit 12 or may be input by an operator.
  • the distribution image display control unit 2812 corresponds to the position obtained by the in-sample position information acquisition unit 2811 with the information regarding the concentration obtained for each of a plurality of positions. Is displayed at a position in the distribution image display area 296 (described later).
  • the mass spectrometry control unit 30 includes a region of interest setting unit 31, a measurement point setting unit 32, an analysis condition setting unit 33, and an analysis control unit 34.
  • the region-of-interest setting unit 31 causes the operator to set a region of interest, which is a region to be subjected to mass analysis, of the surface of the sample S placed on the sample stage 11.
  • the measurement point setting unit 32 sets points (minute areas) to be measured at predetermined intervals within the set region of interest.
  • the analysis condition setting unit 33 sets various analysis conditions for performing mass analysis in accordance with an input by the operator.
  • the analysis control unit 34 controls the operation of each component of the mass analysis unit 10 based on various set analysis conditions.
  • the analysis condition setting unit 33 and the analysis control unit 34 are not directly related to the configuration relating to the creation of the calibration curve, which is a feature of the present invention, and are the same as those included in a normal mass spectrometer. Is omitted.
  • the region-of-interest setting unit 31 sets the region of interest 42 on the surface of each of the unknown sample SU and the plurality of known samples SK by an operation such as dragging the mouse on the image displayed on the display unit 29 by the operator.
  • the measurement point setting unit 32 divides the set region of interest 42 into a plurality of minute regions having a predetermined size, and sets a measurement point 43 at the center of each minute region. The size of the minute area may be set by the operator.
  • the analysis condition setting unit 33 allows the operator to input various analysis conditions when performing mass analysis.
  • analysis conditions include, for example, the power of laser light emitted from the laser irradiation unit 13, the number of times of pulse irradiation (if the laser light is a pulse laser), the voltage applied to the ion transport optical system, and the collision during CID. Examples include energy and CID gas pressure.
  • the operator moves the sample stage 11 to the analysis position by performing a predetermined operation using the input device.
  • the analysis control unit 34 moves the sample stage 11 so that one of the measurement points 43 is arranged on the extension of the laser beam emitted from the laser irradiation unit 13, and then the measurement point from the laser irradiation unit 13. 43 is irradiated with a laser beam.
  • a part of the sample at the measurement point 43 is ionized, and the generated ions are transported into the vacuum chamber 112 through the ion introduction unit 15, converged by the ion guide 16 and introduced into the ion trap 17, and the quadrupole. It is held once by the action of the electric field.
  • Ions are ejected from the ion trap 17 at a predetermined timing and introduced into the flight space in the flight tube 18, fly in the flight space and reach the detector 19.
  • ions are separated according to m / z, and reach the detector 19 in ascending order of m / z.
  • the detector 19 detects the ions that have arrived, and transmits a detection signal to the data processor 20 for the mass spectrometer.
  • the analysis control unit 34 moves the sample stage 11 so that another measurement point 43 is arranged on the extension of the laser beam. Then, the operation from the laser beam irradiation to the ion detection described above is performed. By repeating this operation, measurement is performed on all measurement points 43 of the unknown sample SU and the plurality of known samples SK.
  • Mass Spectrometer Data Processing Device 20 In response to the detection signal from the detector 19, the mass spectrum data creation unit 21 creates mass spectrum data for each measurement point 43.
  • the mass spectrum data storage unit 22 stores mass spectrum data created for each measurement point 43.
  • the known sample SK is intended to be used for preparing a calibration curve, and therefore it is not necessary to obtain the component amount (concentration) for each measurement point.
  • the mass spectrum data creation unit 21 creates one mass spectrum (average mass spectrum) by averaging the obtained intensity values for each m / z at a plurality of measurement points of one known sample SK.
  • the mass spectrum data storage unit 22 can store the average mass spectrum. Or you may create and preserve
  • the operations so far are executed following the operations of the mass analysis unit 10 and the mass analysis control unit 30.
  • the mass spectrometer data processing apparatus 20 starts an operation for creating a calibration curve.
  • the mass spectrum display control unit 23 operates a mass spectrum used for creating a calibration curve from the mass spectrum stored in the mass spectrum data storage unit 22 (may be an average mass spectrum, the same applies hereinafter).
  • a mass spectrum selection screen 50 (FIG. 4) for the user to select is displayed on the display unit 29.
  • a spectrum list 51 indicating a list of mass spectra stored in the mass spectrum data storage unit 22 is displayed.
  • a file name and other information of each mass spectrum are displayed, and a check box 511 is displayed.
  • the checked mass spectra 521, 522, 523,... are displayed in the mass spectrum selection screen 50.
  • the mass spectrum to be checked is displayed or deleted.
  • check boxes 511 are checked at four locations, whereas only three mass spectra are shown. However, by moving the scroll bar, another mass spectrum is displayed. It is displayed (instead, the mass spectrum 521 displayed at the top is hidden), and the total number of displayed mass spectra is the same as the number in the check box 511.
  • a calibration curve creation screen 290 (FIG. 2) is displayed on the display unit 29.
  • the mass spectrum display area 291 one or a plurality of mass spectra selected on the mass spectrum selection screen 50 are respectively displayed by expanding the m / z range near the peak corresponding to the component to be analyzed. Is done.
  • a center position mark 2911 is displayed as a vertical line in the center of the peak to be analyzed, and the center position mark 2911 is equidistant from the center position mark 2911.
  • Both end position marks 2912 and 2913 are displayed as vertical lines, and a baseline mark 2914 is also displayed.
  • the center position mark 2911 is set to the m / z position corresponding to the component when the operator performs an operation of selecting the component to be analyzed in the compound (component) data display area 294. If the operator performs an operation of changing the component to be analyzed in the data display area 294, the positions of the peak (m / z range near the peak) and the center position mark 2911 displayed in the mass spectrum display area 291 are also changed.
  • the Both-end position marks 2912 and 2913 and the baseline mark 2914 are displayed as temporary positions at positions corresponding to the values determined by the peak range determination unit 25 based on a predetermined reference in the first stage.
  • the area calculation unit 26 calculates the area of the peak based on the positions of both ends of the peak, which are the temporary positions, and the position of the baseline, and then the calibration curve creation unit 27 creates a temporary calibration curve. Displayed in the calibration curve display area 292. In this embodiment, a function indicating a calibration curve (in the example shown here, a linear function) is also displayed together with the calibration curve graph.
  • the coincidence calculation unit 271 calculates the coincidence between the peak area and concentration calculated by the area calculation unit 26 and the calibration curve created by the calibration curve creation unit 27 and displays it in the coincidence display area 293. . Note that the end position marks 2912 and 2913, the baseline mark 2914, the calibration curve graph and the function expression, and the degree of coincidence are not displayed at the first stage, but only after an operation by the operator described below is performed. You may do it.
  • the operator uses the mouse to position both end position marks 2912 or 2913 displayed in the mass spectrum display area 291 in the horizontal axis direction and the baseline mark 2914 in the vertical direction. Each can be moved in the axial direction (thick arrow in FIG. 2).
  • the peak range The setting unit 24 moves the position mark 2912 or 2913 or the baseline mark 2914 displayed in the other mass spectrum in conjunction with it.
  • the peak range setting unit 24 displays the other so as to move to the target position with respect to the center position mark 2911.
  • the peak range setting unit 24 inputs a peak width value (full width) value and a baseline numerical value into the peak width numerical value input / display field 2951 in the peak width numerical value input / display field 2951.
  • the baseline value (threshold value) displayed in the display field 2952 is changed.
  • the operator can also input a peak width value in the peak width numerical value input / display field 2951 and a baseline value in the baseline numerical value input / display field 2952, respectively.
  • the peak range setting unit 24 changes the positions of both ends of the peak and / or the position of the baseline.
  • the positions of both ends of the peak are positions indicated by a value obtained by adding 1/2 of the input value of the peak width numerical value input / display field 2951 to the m / z value of the center of the peak.
  • a position indicated by a value obtained by subtracting 1/2 of the input value from the m / z value at the center of the peak is set as the position of the other end.
  • the area calculation unit 26 uses the set position and the peak at the position in each standard sample. Then, the calibration curve creation unit 27 creates a calibration curve based on the area and the concentration of each standard sample, updates the calibration curve displayed in the calibration curve display area 292, and the degree of coincidence. The calculation unit 271 calculates the coincidence and updates the display of the coincidence.
  • FIG. 6 shows an enlarged view of the calibration curve and the degree of coincidence before (a) and after (b) updating of the numerical values in the peak width numerical value input / display field 2951 and the baseline numerical value input / display field 2952.
  • Each of the calibration curve graphs shows four points indicating the relationship between the area value (intensity) and the concentration calculated for the standard samples having different concentrations used to create the calibration curve.
  • the component quantification unit 28 calculates the intensity of the peak from the mass spectrum obtained from the measurement points 43 different from each other in the unknown sample by using the positions of both ends of the same peak and the baseline position at the time of creating the calibration curve. By applying to the created calibration curve, the concentration of the target component at each measurement point 43 is obtained.
  • the calibration curve display area 292 points representing the peak area (concentration) of the unknown sample (seven in the examples in FIGS. 2 and 5) are shown.
  • the standard sample point has a smaller deviation from the calibration curve after the update than before the update. In fact, the value of the degree of coincidence is closer to 1 after the update than before the update, indicating that the deviation between the standard sample point and the calibration curve is smaller.
  • the points of the unknown sample are plotted at different concentration positions before and after the update, and it is considered that the concentration indicated by the updated calibration curve is more accurate than the matching degree of the calibration curves.
  • the mass spectrum and the calibration curve are displayed on the calibration curve creation screen 290 of the same display unit 29, so that the operator views the calibration curve.
  • the position of both ends of the peak and the position of the baseline can be changed.
  • the calibration curve is automatically updated. Therefore, it is necessary to perform an operation to recreate the calibration curve each time they are changed. There is no. Therefore, it is possible to easily set the correct both end positions and base line positions.
  • the operator moves the positions of both end position marks 2912 or 2913 or the baseline mark 2914 so that the positions thereof are set, so that the display of the calibration curve is updated every moment as the marks are moved.
  • the operator can search for the optimum positions of both ends of the peak and the position of the baseline while moving the mark, and the setting thereof becomes easier.
  • FIG. 7 shows an example in which the distribution image 2900 representing the distribution of the concentration of the component in the sample is displayed on the display unit 29 together with the calibration curve creation screen 290.
  • the in-sample position information acquisition unit 2811 acquires information about the position of the measurement point 43 in the sample based on the optical image captured by the imaging unit 12.
  • a plurality of density display areas 2901 divided in association with the minute area obtained by dividing the region of interest 42 so that the measurement point 43 acquired by the in-sample position information acquisition unit 2811 is the center. Displayed by the distribution image display control unit 2812.
  • each concentration display area 2901 the concentration determined by the component determination unit 28 based on the mass spectrum obtained in the minute area in the sample corresponding to the concentration display area 2901 is displayed in light and shade.
  • the color may be displayed, or the density may be displayed as a stereoscopic image.
  • density values may be displayed in each density display area 2901.
  • the calibration curve creation unit 27 changes the calibration curve.
  • the concentration determined based on the mass spectrum obtained in each minute region in the sample is changed by the component determination unit 28.
  • the distribution image display control unit 2812 changes the display of each density display area 2901 in accordance with the changed density.
  • the distribution image 2900 is automatically changed in response to the change in the positions of both ends of the peak and the position of the baseline by the operator.
  • mass analysis was performed using ions generated by irradiating a plurality of measurement points on the sample surface with laser beams.
  • the sample surface is used. Similar results can be obtained by performing mass spectrometry using ions generated by applying a voltage after bringing the probe into contact with the plurality of measurement points.
  • the application range of the present invention is not limited to the case where mass spectrometry is performed on a plurality of measurement points, and can also be applied to the case where mass spectrometry is performed once on the entire sample.
  • the calibration curve is automatically updated. However, after moving those positions or entering numerical values, the calibration curve is displayed when an operation such as pressing the “Confirm” button displayed on the screen is performed. May be updated.
  • Mass spectrometer DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Mass analysis part 11 ... Sample stand 111 ... Ionization chamber 112 ... Vacuum chamber 12 ... Imaging part 13 ... Laser irradiation part 15 ... Ion introduction part 16 ... Ion guide 17 ... Ion trap 18 ... Flight tube 19 ... Detector 20 ... Mass Analytical data processor (spectrum data processor) 21 ... Mass spectrum data creation part (spectrum data creation part) 22. Mass spectrum data storage unit (spectrum data storage unit) 23 ... Mass spectrum display control section (spectrum display control section) 24 ... Peak range input unit 25 ... Peak range determination unit 26 ... Area calculation unit 27 ... Calibration curve creation unit 271 ...
  • Consistency calculation unit 28 ... Component quantification unit 29 ... Display unit 290 ... Calibration curve creation screen 291 ... Mass spectrum display area (Spectrum display area) 2911 ... Center position marks 2912 and 2913 ... Both end position marks 2914 ... Baseline mark 292 ... Calibration curve display area 2921 ... Check box 293 ... Consistency display area 294 ... Data display area 295 ... Peak range numerical value input / display area 2951 ... Peak Width numerical value input / display field 2952 ... Baseline numerical value input / display field 2900 ... Distribution image 2901 ... Concentration display region 30 ... Mass spectrometry control unit 31 ... Region of interest setting unit 32 ... Measurement point setting unit 33 ... Analysis condition setting unit 34 ... Analysis control unit 41 ... sample plate 42 ... region of interest 43 ... measurement point 50 ... mass spectrum selection screen 51 ... spectrum list 511 ... check boxes 521, 522, 523 ... mass spectrum

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Abstract

試料に含まれる成分により定まる所定の位置にピークトップを有するスペクトルを対象として、所定の成分を互いに異なる既知の濃度で含有する複数の試料からそれぞれ得られたスペクトルに基づいて、各試料における前記成分の濃度と該試料のスペクトルの該成分に対応するピークの面積の関係を示す検量線を作成する装置であって、スペクトル表示領域２９１と検量線表示領域２９２を有する表示部２９と、1又は複数の前記スペクトルをスペクトル表示領域２９１に表示するスペクトル表示制御部２３と、前記表示されたスペクトルに含まれる前記成分に対応するピークの両端の位置又はベースラインの位置を操作者に設定させるピーク範囲設定部２４と、前記ピークの両端の位置又はベースラインの位置を所定の基準により決定するピーク範囲決定部２５と、ピーク範囲設定部２４により設定された又はピーク範囲決定部２５により決定されたピークの両端の位置及びベースラインの位置に基づき、前記ピークの面積を算出する面積算出部２６と、面積算出部２６で算出された前記ピークの面積と、該ピークの既知の濃度に基づいて検量線を作成し、検量線表示領域２９２に表示する検量線作成部とを備える質量分析装置用データ処理装置。

Description

スペクトルデータ処理装置及び分析装置
　本発明は、質量分析装置によって得られるマススペクトル、あるいは赤外分光光度計やラマン分光光度計等の分光光度計によって得られる分光スペクトル等、試料に含まれる成分により定まる所定の位置にピークトップを有するスペクトルを用いて試料中の特定の成分を定量するためのスペクトルデータ処理装置、及び該スペクトルを取得する分析部と該スペクトルデータ処理装置とを備える分析装置に関する。
　従来より、質量分析装置で取得されるマススペクトルを用いて試料に含まれる成分を定量することが行われている。例えば、生体組織切片などの試料の表面における成分の分布を求める場合には、該表面の複数の測定点（微小領域）に対してそれぞれ質量分析を行って得られるマススペクトルから、測定点毎の成分の量（濃度）を求める。測定点毎の質量分析は、例えば、測定点にレーザを照射し、それにより生成されるイオンを分析する方法（例えば特許文献１参照）や、測定点に探針を接触させて高電圧を印加することにより生成されるイオンを分析する方法（特許文献２）がある。
　質量分析装置で取得されるマススペクトルは、理想的には成分に由来するイオンの質量電荷比（正式には斜体文字の"m/z"。電子出願の制約上、以下では通常の文字で「m/z」と記載する。）の値毎に強度の値が得られるはずであるが、実際には、m/zの値を中心として幅を有するピークプロファイルとなる。例えば、飛行時間型質量分析装置では、イオンが質量分析装置に導入されてから検出器で検出されるまでの時間を横軸、検出強度を縦軸としてマススペクトルが得られるが、m/zが同じ値であるイオン同士であっても、飛行する方向のずれ等によって、検出時間に差異が生じ、幅を有するピークプロファイルとなる。このようなマススペクトルの場合、ピークトップの高さよりもピークの面積の方が該ピークに対応するm/zを有するイオンの由来となる成分の量をより良く反映したものとなる。従って、ピーク毎にその面積を求めることにより、そのピークの中心値であるm/zに対応する成分の定量を高精度に行うことができる。
　マススペクトルを用いて試料中の特定の成分の定量を行う際には通常、分析対象試料のマススペクトルを取得する直前又は直後に、定量しようとする成分の濃度が既知であって互いに該成分の濃度が異なる複数の標準試料のマススペクトルを取得し、それら複数のマススペクトルからそれぞれ該成分に対応するピークの面積を求め、濃度と面積の関係を示す検量線を作成する。そして、分析対象試料について得られたマススペクトルから、定量しようとする成分に対応するピークの面積を求めて検量線に適用することにより、該分析対象試料中の該成分の濃度を求めることができる。
特表2014-520259号公報 特開2014-044110号公報
　前述のようにマススペクトルのピークプロファイルが幅を有することから、ピークの面積を求める際に、横軸（m/z）方向のピークの両端の位置（以下、両端位置とする）を定めなければならない。また、バックグラウンドノイズの影響を除去するために、マススペクトルのベースラインを定めなければならない。これら両端位置及びベースラインは、コンピュータで自動的に求めることも可能であるが、夾雑成分によるピークが重なっている場合等には必ずしも適切に求めることができるとは限らず、両端位置やベースラインを手動で調整しなければならないことがある。検量線を作成する際にこのような手動設定を行うと、適切な両端位置及びベースラインが見つかるまで、両端位置及び／又はベースラインを変更して検量線を作成し直すための操作を繰り返し行う必要があり、手間を要していた。
　ここまではマススペクトルの場合を例に説明したが、分光スペクトル等のマススペクトル以外のスペクトルから検量線を作成する場合にも同様の問題が生じる。
　本発明が解決しようとする課題は、質量分析装置で得られるマススペクトルや分光光度計で得られる分光スペクトル等の、試料に含まれる成分により定まる所定の位置にピークトップを有するスペクトルを用いて試料中の成分を定量するために使用する検量線を作成する際に、スペクトルのピークの正しい両端位置及びベースラインを容易に設定することができるスペクトルデータ処理装置、質量分析装置用データ処理装置及び該質量分析装置用データ処理装置を備える質量分析装置を提供することである。
　上記課題を解決するために成された本発明に係るスペクトルデータ処理装置は、試料に含まれる成分により定まる所定の位置にピークトップを有するスペクトルを対象として、所定の成分を互いに異なる既知の濃度で含有する複数の試料からそれぞれ得られたスペクトルに基づいて、各試料における前記成分の濃度と該試料のスペクトルの該成分に対応するピークの面積の関係を示す検量線を作成する装置であって、
　a) スペクトル表示領域と検量線表示領域を有する表示部と、
　b) 1又は複数の前記スペクトルを前記スペクトル表示領域に表示するスペクトル表示制御部と、
　c) 前記表示されたスペクトルに含まれる前記成分に対応するピークの両端の位置又はベースラインの位置を操作者に設定させるピーク範囲設定部と、
　d) 前記ピークの両端の位置又はベースラインの位置を所定の基準により決定するピーク範囲決定部と、
　e) 前記ピーク範囲設定部により設定された又は前記ピーク範囲決定部により決定されたピークの両端の位置及びベースラインの位置に基づき、前記ピークの面積を算出する面積算出部と、
　f) 前記面積算出部で算出された前記ピークの面積と、該ピークの既知の濃度に基づいて検量線を作成し、前記検量線表示領域に表示する検量線作成部と
を備えることを特徴とする。
　本発明に係るスペクトルデータ処理装置では、スペクトル表示制御部は、所定の成分を互いに異なる既知の濃度で含有する複数の試料（標準試料）からそれぞれ得られたマススペクトルや分光スペクトル等の、試料に含まれる成分により定まる所定の位置にピークトップを有するスペクトルのうちの1又は複数をスペクトル表示領域に表示させる。スペクトル表示領域に表示されたスペクトルに含まれる前記成分に対応するピークにつき、ピーク範囲設定部は、ピークの両端の位置又はベースラインの位置を操作者に設定させる。ここで、操作者はピークの両端の位置とベースラインの位置のいずれか一方のみを設定してもよいし、その両方を設定してもよい。操作者がそれらのうち一方のみを設定した場合には、操作者が設定しなかった方は、ピーク範囲決定部が所定の基準により決定する。あるいは、まずピーク範囲決定部が所定の基準によりピークの両端の位置及びベースラインの位置を決定しておき、ピーク範囲設定部は、それらのうち一方又は両方を、操作者が任意の位置に変更したときにその変更位置に設定するようにしてもよい。
　ピーク範囲設定部は、例えば、スペクトル表示制御部によってスペクトル表示領域に表示されたスペクトルに、ピークの両端の位置又は／及びベースラインの位置を示すマーク（線や記号等）を重畳表示したうえで、マウスやタッチパネル等の入力デバイスによって該マークを移動させる操作を操作者にさせることにより、ピークの両端の位置やベースラインの位置を設定するようにすることができる。あるいは、ピークの両端の位置やベースラインの位置を示す数値を操作者に入力させるようにしてもよい。
　こうして操作者が入力した又はピーク範囲決定部により決定されたピークの両端の位置及びベースラインの位置に基づき、面積算出部は前記成分に対応するピークの面積を算出する。そして、検量線作成部は、算出されたピークの面積と該ピークの既知の濃度に基づいて検量線を作成し、検量線表示領域に表示する。
　以上の動作により、スペクトルと検量線が同じ表示部（が有するスペクトル表示領域及び検量線表示領域）に表示されるため、操作者は検量線を見ながらピークの両端の位置やベースラインの位置の変更を行うことができる。そのうえ、操作者が前記成分に対応するピークの両端の位置又はベースラインの位置を入力する毎に、それらの位置に基づいて検量線が作成されて検量線表示領域に表示されるため、適切なピークの両端の位置やベースラインの位置を見つけるためにそれらを変更する度に検量線を作成し直すための操作を行う必要が無い。そのため、正しい両端位置及びベースラインの位置を容易に設定することができる。
　本発明に係るスペクトルデータ処理装置において、
　前記面積算出部は、前記ピークの両端の位置又は前記ベースラインの位置が、前記ピーク範囲設定部により設定される毎又は前記ピーク範囲決定部により決定される毎に前記ピークの面積を算出するものであって、
　前記検量線作成部は、前記面積算出部により前記ピークの面積が算出される毎に前記検量線を作成して前記検量線表示領域に表示するものである
　ことが望ましい。
　これにより、操作者がピークの両端の位置又は前記ベースラインの位置を設定する操作を行う毎に、自動的に、作成（変更）された検量線が表示されるため、操作がより容易に成る。特に、ピークの両端の位置又はベースラインの位置を示すマークを操作者が移動させることでそれらの位置を設定する場合には、マークの移動に伴って時々刻々と検量線の表示が更新されてゆくことから、操作者はマークを移動させながら最適なピークの両端の位置及びベースラインの位置を探すことができ、それらの設定がより一層容易になる。
　本発明に係るスペクトルデータ処理装置は、
　前記表示部が、前記面積算出部で算出された面積及び該面積に対応する濃度と該検量線との一致度を表示する一致度表示領域を有し、
　さらに、
　検量線作成部で検量線が作成される毎に、前記一致度を算出して前記一致度表示領域に表示させる一致度算出部を備える
ことが望ましい。
　これにより、検量線作成部で検量線が作成される毎、すなわちピークの両端の位置又はベースラインの位置が入力される毎に、一致度表示領域に一致度が表示される。操作者は、表示された一致度に基づいて、入力した目的成分のピークの両端の位置又はベースラインの位置が適切であるかを判断することができる。一致度として、相関係数や、相関係数の２乗の値等を用いることができる。
　前記スペクトル表示制御部は、スペクトル表示領域に表示させるスペクトル中の前記成分に対応するピークに目印（特徴表示）をさらに表示させるものであることが望ましい。これにより、操作者がピークの両端の位置やベースラインの位置を設定すべきピークが明確になり、操作がより容易になる。例えば、予め操作者が入力した値（マススペクトルのm/zや、分光スペクトルの波長、波数、周波数等の値）から所定の範囲内にピークトップが位置するピークを、スペクトル中の前記成分に対応するピークとスペクトル表示制御部が特定して目印を付けるようにすることができる。あるいは、様々な成分についてそれらの値をデータベースとして保存しておき、操作者が入力した成分の名称等に基づいて当該データベースから取得される値を用いて前記成分に対応するピークを特定するようにしてもよい。
　本発明に係るスペクトルデータ処理装置は、
　前記表示部が、分析対象の試料中の複数の位置でそれぞれ得られたスペクトルから求められる前記成分の濃度の分布を表示する分布画像表示領域を有し、
　さらに、
　前記複数の位置でそれぞれ得られたスペクトルについて、該スペクトルが得られた試料中の位置を取得する試料中位置情報取得部と、
　前記検量線作成部で検量線が作成される毎に、前記複数の位置でそれぞれ得られたスペクトルについて、前記面積算出部が算出したピークの面積を該検量線に適用することにより前記成分の濃度を求める成分定量部と、
　前記成分定量部で濃度が求められる毎に、前記複数の位置でそれぞれ得られたスペクトルについて、前記濃度に関する情報を、前記位置に対応する前記分布画像表示領域中の位置に表示させる分布画像表示制御部と
を備えるという構成を取ることができる。
　濃度に関する情報は、例えば濃度に応じて異なる色や濃淡の相違で表すことができる。あるいは、濃度に関する情報は、位置を縦及び横で表し、濃度を高さで表すように立体視した図で表すこともできる。
　このような構成により、検量線作成部で検量線が作成される毎（すなわちピークの両端の位置又はベースラインの位置がピーク範囲設定部により設定される毎又はピーク範囲決定部により決定される毎）に、分析対象の試料中における分析対象の成分の濃度の分布を表す分布画像が表示される。これにより、操作者がピークの両端の位置又はベースラインの位置を変更すると、自動的に検量線が変更されるだけでなく分布画像も自動的に変更され、変更後の検量線に基づく分析結果を直ちに得ることができる。
　本発明に係るスペクトルデータ処理装置は、上述した複数の測定点（微小領域）に対してそれぞれ質量分析や分光分析等を行う場合に好適に用いることができるが、濃度が既知の標準試料のスペクトルを用いて検量線を作成する操作を行うのであれば、上述の例に限定することなく適用することができる。
　本発明に係る分析装置は、
　a) 試料に含まれる成分により定まる所定の位置にピークトップを有するスペクトルを取得する分析部と、
　b) 所定の成分を互いに異なる既知の濃度で含有する複数の試料からそれぞれ、前記分析部によって得られたスペクトルに基づいて、各試料における前記成分の濃度と該試料のスペクトルの該成分に対応するピークの面積の関係を示す検量線を作成する装置であって、
　　b-1) スペクトル表示領域と検量線表示領域を有する表示部と、
　　b-2) 1又は複数の前記スペクトルを前記スペクトル表示領域に表示するスペクトル表示制御部と、
　　b-3) 前記表示されたスペクトルに含まれる前記成分に対応するピークの両端の位置又はベースラインの位置を操作者に設定させるピーク範囲設定部と、
　　b-4) 前記ピークの両端の位置又はベースラインの位置を所定の基準により決定するピーク範囲決定部と、
　　b-5) 前記ピーク範囲設定部により設定された又は前記ピーク範囲決定部により決定されたピークの両端の位置及びベースラインの位置に基づき、前記ピークの面積を算出する面積算出部と、
　　b-6) 前記面積算出部で算出された前記ピークの面積と、該ピークの既知の濃度に基づいて検量線を作成し、前記検量線表示領域に表示する検量線作成部と
を有するスペクトルデータ処理装置と
と備えることを特徴とする。
　本発明により、スペクトルを用いて試料中の成分を定量する際に使用する検量線を作成する際に、スペクトルのピークの正しい両端位置及びベースラインを容易に設定することができる。
本発明に係る質量分析装置用データ処理装置を含む、本発明に係る質量分析装置の全体構成を示す概略図。 本実施形態の質量分析装置用データ処理装置が有する表示部に表示される検量線作成画面の一例を示す図。 所定の成分の濃度が未知である未知試料と同濃度が既知である既知試料を試料プレートの上面に付着させた状態を示す図。 検量線の作成に使用するスペクトル（マススペクトル）を操作者が選択するためのスペクトル選択画面の一例を示す図。 ピークの両端の位置又はベースラインの位置の変更に伴って変更された検量線作成画面の一例を示す図。 ピークの両端の位置又はベースラインの位置の変更前(a)及び変更後(b)の検量線及び一致度の拡大図。 検量線作成画面と共に試料中の成分の濃度の分布を表す分布画像を表示する例を示す図。
　図１～図７を用いて、本発明に係るスペクトルデータ処理装置及び分析装置の実施形態を説明する。以下では、質量分析装置により得られるマススペクトルに対してデータ処理を行う場合を例にして説明するが、分光装置により得られる分光スペクトル等に対してデータ処理を行う場合にも、同様のスペクトルデータ処理装置を用いることができる。
　図１は、本実施形態の分析装置である質量分析装置１の全体構成を示す概略図である。質量分析装置１は、質量分析部１０、本実施形態のスペクトルデータ処理装置である質量分析装置用データ処理装置２０、及び質量分析部１０を制御する質量分析制御部３０とを備える。以下、質量分析装置用データ処理装置２０を中心に、質量分析装置１の構成及び動作を説明する。
(1) 質量分析装置１の構成
　質量分析部１０は、本実施形態では、試料表面の複数の測定点に対してそれぞれ質量分析を行うものを用いる。この質量分析部１０は、大気圧雰囲気であるイオン化室１１１と、真空雰囲気に維持される真空チャンバ１１２を有する。イオン化室１１１内には、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸の二軸方向に移動可能である試料台１１と、試料台１１が図１中に破線で示された位置である光学観察位置にあるときに該試料台１１上に載置された試料Ｓの光学画像を撮影する撮像部１２と、試料台１１が図１中に実線で示された位置である分析位置にあるときに試料Ｓに微小径に絞ったレーザ光を照射して該試料Ｓ中の成分をイオン化するレーザ照射部１３が配置されている。イオン化室１１１と真空チャンバ１１２は、イオン化室１１１内で試料Ｓから発生したイオンを収集して真空チャンバ１１２内へと搬送するイオン導入部１５で接続されている。真空チャンバ１１２内には、試料Ｓに由来するイオンを収束しつつ案内するイオンガイド１６と、高周波四重極電場によってイオンを一時的に捕捉するとともに必要に応じてプリカーサイオンの選択及び該プリカーサイオンの解離（衝突誘起解離＝ＣＩＤ）を行うイオントラップ１７と、該イオントラップ１７から射出されたイオンをm/zに応じて分離する飛行空間を内部に形成するフライトチューブ１８と、イオンを検出して検出信号を外部に送信する検出器１９が配置されている。
　質量分析装置用データ処理装置２０は、主に、所定の成分を互いに異なる既知の濃度で含有する複数の試料からそれぞれ質量分析部１０によって得られるマススペクトルデータに基づいて検量線を作成する処理を行うと共に、前記成分の濃度が未知である未知試料から質量分析部１０によって得られるマススペクトルデータと、作成した検量線に基づいて、当該未知試料が含有する前記成分の定量を行うものである。
　質量分析装置用データ処理装置２０は、マススペクトルデータ作成部（スペクトルデータ作成部）２１と、マススペクトルデータ保存部（スペクトルデータ保存部）２２と、マススペクトル表示制御部（前記スペクトル表示制御部に相当）２３と、ピーク範囲入力部２４と、ピーク範囲決定部２５と、面積算出部２６と、検量線作成部２７と、一致度算出部２７１と、成分定量部２８と、分布画像作成部２８１と、表示部（ディスプレイ）２９とを備える。表示部２９は、1又は複数のマススペクトルを表示するマススペクトル表示領域（前記スペクトル表示領域に相当）２９１と、検量線を表示する検量線表示領域２９２と、一致度を表示する一致度表示領域２９３と、化合物（成分）データ表示領域２９４と、ピーク範囲入力・表示領域２９５とを有する検量線作成画面２９０（図２）やその他の画面を表示する。
　マススペクトルデータ作成部２１は、検出器１９からの検出信号を受けて、イオンの飛行時間から換算されるm/zと検出信号の強度との関係を示すマススペクトルのデータを作成するものである。マススペクトルデータ保存部２２は、マススペクトルデータ作成部２１で作成されたマススペクトルデータを保存するものである。マススペクトル表示制御部２３は、マススペクトルデータ保存部２２にデータが保存されているマススペクトルのうちの1又は複数を検量線作成画面２９０のマススペクトル表示領域２９１に表示するものである。マススペクトルデータ作成部２１及びマススペクトル表示制御部２３は中央演算装置（ＣＰＵ）及びソフトウエアにより具現化され、マススペクトルデータ保存部２２はメモリやハードディスク等の記憶装置により具現化されている。
　ピーク範囲設定部２４は、検量線作成画面２９０のマススペクトル表示領域２９１に表示された1又は複数のマススペクトルに含まれるピークの両端の位置又はベースラインの位置を操作者に設定させるものである。ピーク範囲設定部２４は、マウス、キーボード、タッチパネル等の入力デバイスと、入力デバイスで入力されたデータを処理するＣＰＵ及びソフトウエアにより具現化されている。
　本実施形態では、ピークの両端の位置及びベースラインの位置の設定は、ピーク範囲設定部２４がマススペクトル表示領域２９１中に、分析対象のピークの中心位置を表す中心位置マーク２９１１、ピークの一方の端及び他方の端を表す2個の両端位置マーク２９１２及び２９１３、並びにベースラインの位置を表すベースラインマーク２９１４を表示させたうえで、マウスやタッチパネル等でそれら両端位置マーク２９１２若しくは２９１３、又はベースラインマーク２９１４の移動を操作者にさせることにより行う。ここで中心位置マーク２９１１は、操作者が化合物（成分）データ表示領域２９４で分析対象の成分を選択する操作を行うことにより、その成分に対応するm/zの位置に設定される。両端位置マーク２９１２及び２９１３は、いずれか一方を移動させると、それに伴って他方も中心位置マーク２９１１に対して対象の位置に移動する。中心位置マーク２９１１、両端位置マーク２９１２及び２９１３並びにベースラインマーク２９１４は、本実施形態ではいずれも直線で表しているが、矢印、三角印、その他の記号で表してもよい。
　また、両端位置マーク２９１２若しくは２９１３、又はベースラインマーク２９１４を移動させると、それに伴って、ピーク範囲設定部２４は、ピーク範囲入力・表示領域２９５中のピーク幅数値入力・表示欄２９５１に表示されるピークの幅の値、及びベースライン数値入力・表示欄２９５２に表示されるベースラインの値を変更する。さらに、操作者がキーボード等を用いてピーク幅数値入力・表示欄２９５１又はベースライン数値入力・表示欄２９５２に直接入力することもできる。この場合、ピーク範囲設定部２４は、入力された値に対応して、両端位置マーク２９１２若しくは２９１３、又はベースラインマーク２９１４の位置を移動させる。ここで、ピークの両端の位置の数値を直接入力する代わりに、ピークの中心の位置とピークの幅の値又は同幅の半値を入力することによって間接的にピークの両端の位置するようにしてもよい。すなわち、ピークの中心の位置のm/zの値からピークの幅の半値を減じた値がピークの一方の端の位置となり、ピークの中心の位置のm/zの値にピークの幅の半値を加えた値がピークの他方の端の位置となる。
　なお、ベースラインは、マススペクトルの横軸（すなわちm/z）の値に関わらず一定としてもよいし、その値によって異なるように設定してもよい。後者の場合、例えばベースラインをマススペクトルの横軸に対して傾斜した直線とすることができる。また、ベースラインは、マススペクトルに現れる全てのピークに対して同じものとしてもよいし、ピーク毎に異なるように設定してもよい。
　ピーク範囲決定部２５は、ピーク範囲設定部２４によりピークの両端の位置又はベースラインの位置が設定されている場合には、その設定された位置をピークの両端の位置又はベースラインの位置と決定し、設定されていない場合には所定の基準に基づいてピークの両端の位置又はベースラインの位置を決定するものである。ピーク範囲決定部２５は、ＣＰＵ及びソフトウエアにより具現化されている。ピーク範囲決定部２５で決定されたピークの両端の位置及びベースラインの位置は、マススペクトル表示領域２９１に表示されたマススペクトルに重畳表示される。
　面積算出部２６は、ピーク範囲設定部２４により設定された、又はピーク範囲決定部２５により決定された、ピークの両端の位置及びベースラインの位置に基づき、当該ピークの面積を算出するものである。面積算出部２６は、ＣＰＵ及びソフトウエアにより具現化されている。
　検量線作成部２７は、面積算出部２６で算出されたピークの面積と、当該ピークを含むマススペクトルが取得された試料における当該ピークに対応する成分の濃度の値に基づいて検量線を作成し、該検量線を検量線表示領域２９２に表示するものである。検量線作成部２７は、ＣＰＵ及びソフトウエアにより具現化されている。ここで当該濃度の値は、質量分析部１０で質量分析を行う際に操作者に入力させたうえでマススペクトルデータと共にマススペクトルデータ保存部２２に保存しておいたものを、検量線作成時に検量線作成部２７が読み出す。その代わりに、検量線を作成する時点で操作者に濃度の値を入力させてもよい。検量線は、濃度が異なる複数の試料から得られたピークの面積の値と濃度との関係を所定の関数（典型的には１次関数）で近似することにより作成する。検量線表示領域２９２には、検量線である関数の直線と、面積算出部２６で算出されたピークの面積の値と濃度との関係を表す点の双方を表示する。この直線と点の間には、測定誤差等によってもずれが生じるが、ピークの両端の位置及びベースラインの位置の設定が適切でなければ、このずれが大きくなる。なお、検量線表示領域２９２中にはチェックボックス２９２１が表示されており、操作者がこのチェックボックス２９２１にチェックを入れた場合には原点を通過するように検量線が作成され、チェックを入れていないときには原点を通過するか否かを問わずに検量線が作成される。
　一致度算出部２７１は、面積算出部２６で算出されたピークの面積及び該面積に対応する濃度と、検量線作成部２７で作成された検量線との一致度を算出して一致度表示領域２９３に表示させるものであり、ＣＰＵ及びソフトウエアにより具現化されている。一致度は、前述のずれを数値化したものであり、相関係数や、相関係数の２乗の値等を用いることができる。例えば相関係数の２乗の値は、算出されたピークの面積と濃度の関係を示す点と検量線が完全に一致した場合に1となり、両者のずれが大きくなるほど0に近い値となる。なお、一致度は入力した目的成分のピークの両端の位置又はベースラインの位置が適切であるかを判断するための指標であって、前述した検量線表示領域２９２に表示される直線と点のずれに基づいて同様の判断を行うことも可能である。そのため、一致度の表示を省略しても差し支えはない。
　成分定量部２８は、マススペクトルデータ保存部２２に保存されているマススペクトルから面積算出部２６において算出される、検量線が作成された成分に対応するピークの面積を、検量線作成部２７で作成された検量線に適用することにより、当該マススペクトルが取得された試料における当該成分の濃度を定量するものである。この成分定量部２８により、未知試料における前記成分の定量を行うことができる。
　分布画像作成部２８１は、試料中位置情報取得部２８１１と、分布画像表示制御部２８１２とを有する。試料中位置情報取得部２８１１は、複数の位置でそれぞれ得られたスペクトルについて、それらのスペクトルがそれぞれ得られた試料中の位置の情報を取得するものである。この試料中の位置の情報は、撮像部１２で撮影される光学画像から自動的に特定するようにしてもよいし、操作者が入力するようにしてもよい。分布画像表示制御部２８１２は、成分定量部２８で濃度が求められる毎に、複数の位置でそれぞれ得られたスペクトルについて、濃度に関する情報を、試料中位置情報取得部２８１１で取得された位置に対応する分布画像表示領域２９６（後述）中の位置に表示させるものである。
　質量分析制御部３０は、関心領域設定部３１と、測定点設定部３２と、分析条件設定部３３と、分析制御部３４とを有する。関心領域設定部３１は、試料台１１に載置された試料Ｓの表面のうち、質量分析を行う対象とする領域である関心領域を操作者に設定させるものである。測定点設定部３２は、設定された関心領域内に、所定の間隔で測定対象とする点（微小領域）を設定するものである。分析条件設定部３３は、操作者による入力に従って、質量分析を実行する際の各種の分析条件を設定するものである。分析制御部３４は、設定された各種の分析条件に基づいて、質量分析部１０の各構成要素の動作を制御するものである。分析条件設定部３３及び分析制御部３４は、本発明の特徴である検量線の作成に関する構成とは直接的な関係がなく、通常の質量分析装置が有するものと同様であるため、詳細な説明を省略する。
(2) 質量分析装置１の動作
　本実施形態の質量分析装置１の動作を説明する。
(2-1) 質量分析部１０及び質量分析制御部３０の動作
　まず、操作者は、図３に示すように、試料プレート４１の上面に、所定の成分の濃度が未知である未知試料ＳＵと、該成分の濃度が既知であって濃度の値が異なる複数の既知試料（標準試料）ＳＫを付着させ、この試料プレート４１を試料台１１に載置する。次に、操作者が入力デバイスを用いて所定の操作を行うことにより、試料台１１を光学観察位置に移動させ、撮像部１２が試料プレート４１の上面を撮影し、試料プレート４１の上面の拡大画像を表示部２９に表示させる。関心領域設定部３１は、操作者が表示部２９に表示された画像上でマウスをドラッグする等の操作により、未知試料ＳＵ及び複数の既知試料ＳＫの各々の表面上に関心領域４２を設定する。測定点設定部３２は、設定された関心領域４２を所定の大きさを有する複数の微小領域に分割し、各微小領域の中心に測定点４３を設定する。なお、微小領域の大きさを操作者が設定できるようにしてもよい。
　また、ここまでの操作の前又は後に、分析条件設定部３３は、操作者に、質量分析を実行する際の各種の分析条件を入力させる。そのような分析条件として、例えばレーザ照射部１３から発せられるレーザ光のパワー、（該レーザ光がパルスレーザであれば）パルスの照射回数、イオン輸送光学系への印加電圧、ＣＩＤの際のコリジョンエネルギー、ＣＩＤガスの圧力等が挙げられる。これらの分析条件の入力は、異なる分析条件が記録された複数のメソッドファイルから操作者が選択することで行うことができる。
　測定点４３の設定後、操作者が入力デバイスを用いて所定の操作を行うことにより、試料台１１を分析位置に移動させる。分析制御部３４は、レーザ照射部１３から発せられるレーザビームの延長上に測定点４３のうちの１つが配置されるように試料台１１を移動させたうえで、レーザ照射部１３から該測定点４３にレーザビームを照射させる。これにより測定点４３にある試料の一部がイオン化し、発生したイオンがイオン導入部１５を通して真空チャンバ１１２内に搬送され、イオンガイド１６により収束されてイオントラップ１７内に導入され、四重極電場の作用により一旦保持される。イオンは所定のタイミングでイオントラップ１７から射出されてフライトチューブ１８内の飛行空間に導入され、該飛行空間を飛行して検出器１９に到達する。飛行空間を飛行する間にイオンはm/zに応じて分離され、m/zが小さい順に検出器１９に到達する。検出器１９は、到達したイオンを検出し、検出信号を質量分析装置用データ処理装置２０に送信する。
　１つの測定点４３におけるレーザビームの照射からイオンの検出までの動作が終了した後、分析制御部３４は、レーザビームの延長上に別の測定点４３が配置されるように試料台１１を移動させたうえで、上述したレーザビームの照射からイオンの検出までの動作を行う。この操作を繰り返すことにより、未知試料ＳＵ及び複数の既知試料ＳＫの全ての測定点４３に対して測定を実行する。
(2-2) 質量分析装置用データ処理装置２０の動作
　検出器１９からの検出信号を受けて、マススペクトルデータ作成部２１は、測定点４３毎にマススペクトルのデータを作成する。マススペクトルデータ保存部２２は、測定点４３毎に作成されたマススペクトルのデータを保存する。ここで未知試料ＳＵについては、測定点毎の成分の量（濃度）を求めるために測定点４３毎のマススペクトルを保存する必要がある。それに対して既知試料ＳＫについては、検量線の作成に用いることが目的であるため、成分の量（濃度）を測定点毎に求める必要はない。例えば、マススペクトルデータ作成部２１は１つの既知試料ＳＫが有する複数の測定点で各m/zについてそれぞれ、得られた強度の値を平均することにより１つのマススペクトル（平均マススペクトル）を作成し、マススペクトルデータ保存部２２はこの平均マススペクトルを保存するようにすることができる。あるいは、１つの既知試料ＳＫが有する複数の測定点のうち任意の１つから得られたm/zに対する強度の値を用いてマススペクトルを作成及び保存してもよい。検量線の精度を高くするために、平均マススペクトルを用いる方が好ましい。ここまでの動作は、質量分析部１０及び質量分析制御部３０の動作に引き続いて実行される。
　操作者が入力デバイスを用いて所定の操作を行うと、質量分析装置用データ処理装置２０は、検量線の作成の動作を開始する。まず、マススペクトル表示制御部２３は、マススペクトルデータ保存部２２に保存されているマススペクトル（平均マススペクトルであってもよい。以下同様。）から、検量線の作成に使用するマススペクトルを操作者が選択するためのマススペクトル選択画面５０（図４）を表示部２９に表示する。マススペクトル選択画面５０には、マススペクトルデータ保存部２２に保存されているマススペクトルの一覧を示すスペクトルリスト５１が表示される。スペクトルリスト５１には、各マススペクトルのファイル名その他の情報が表示されると共に、チェックボックス５１１が表示される。操作者がチェックボックス５１１にチェックを入れる操作を行うと、チェックされたマススペクトル５２１、５２２、５２３…がマススペクトル選択画面５０中に表示される。操作者がチェックを入れる操作、又はチェックを外す操作を行う毎に、チェック対象のマススペクトルが表示、又は消去される。なお、図４では、チェックボックス５１１には４箇所にチェックが入れられているのに対して、マススペクトルは３つのみ示されているが、スクロールバーを移動させることによってもう１つのマススペクトルが表示され（代わりに一番上に表示されていたマススペクトル５２１が隠れ）、表示されるマススペクトルは合わせてチェックボックス５１１のチェックと同数の４つである。
　マススペクトルの選択が終了した後、操作者が所定の操作を行うと、検量線作成画面２９０（図２）が表示部２９に表示される。その際、マススペクトル表示領域２９１には、マススペクトル選択画面５０で選択された１又は複数のマススペクトルがそれぞれ、分析対象である成分に対応するピーク付近のm/zの範囲を拡大して表示される。また、マススペクトル表示領域２９１中の各マススペクトルには、分析対象のピークの中央に縦向きの線で中心位置マーク２９１１が表示されると共に、その中心位置マーク２９１１から左右それぞれ等距離の位置に縦向きの線で両端位置マーク２９１２及び２９１３が表示され、さらに、ベースラインマーク２９１４も表示される。中心位置マーク２９１１は、操作者が化合物（成分）データ表示領域２９４で分析対象の成分を選択する操作を行うことにより、その成分に対応するm/zの位置に設定される。操作者がデータ表示領域２９４で分析対象の成分を変更する操作を行えば、マススペクトル表示領域２９１に表示されるピーク（ピーク付近のm/zの範囲）及び中心位置マーク２９１１の位置も変更される。両端位置マーク２９１２及び２９１３、並びにベースラインマーク２９１４は、最初の段階では仮の位置として、所定の基準に基づいてピーク範囲決定部２５が決定した値に対応する位置に表示される。
　面積算出部２６は、これら仮の位置であるピークの両端の位置及びベースラインの位置に基づいて、当該ピークの面積を計算したうえで、検量線作成部２７は仮の検量線を作成して検量線表示領域２９２に表示する。本実施形態では検量線のグラフと併せて、検量線を示す関数（ここで示した例では１次関数）式も表示する。また、一致度算出部２７１は、面積算出部２６で算出されたピークの面積及び濃度と検量線作成部２７で作成された検量線との一致度を算出して一致度表示領域２９３に表示する。なお、両端位置マーク２９１２及び２９１３、ベースラインマーク２９１４、検量線のグラフ及び関数式並びに一致度は、最初の段階では表示せずに、次に述べる操作者による操作が行われた後にのみ表示するようにしてもよい。
　この状態で、ピーク範囲設定部２４の動作により、操作者はマウスを用いて、マススペクトル表示領域２９１中に表示されている両端位置マーク２９１２又は２９１３を横軸方向に、ベースラインマーク２９１４を縦軸方向に、それぞれ移動させることができる（図２中の太矢印）。ここで、マススペクトル表示領域２９１中にマススペクトルが複数表示されている場合には、操作者がそのうちの１つのマススペクトルにおいて両端位置マーク２９１２若しくは２９１３又はベースラインマーク２９１４を移動させると、ピーク範囲設定部２４はそれに連動して、他のマススペクトルに表示されている両端位置マーク２９１２若しくは２９１３又はベースラインマーク２９１４も移動させる。また、ピーク範囲設定部２４は、操作者が両端位置マーク２９１２及び２９１３のいずれか一方を移動させると、それに伴って他方も中心位置マーク２９１１に対して対象の位置に移動するように表示させる。ピーク範囲設定部２４は、これらのマークの移動に伴って、ピーク幅数値入力・表示欄２９５１中のピーク幅数値入力・表示欄２９５１にピークの幅（全幅）の値、及びベースライン数値入力・表示欄２９５２に表示されるベースラインの値（しきい値）を変更する。
　また、操作者は、ピーク幅数値入力・表示欄２９５１にピークの幅の値を、ベースライン数値入力・表示欄２９５２にベースラインの値を、それぞれ入力することもできる。操作者がこれら２つの値のいずれか一方又は両方を入力したとき、ピーク範囲設定部２４は、ピークの両端の位置及び／又はベースラインの位置を変更する。ここでピークの両端の位置は、ピーク幅数値入力・表示欄２９５１の入力値の1/2の値をピークの中心のm/zの値に加えた値で示される位置を一方の端の位置とし、当該入力値の1/2の値をピークの中心のm/zの値から減じた値で示される位置を他方の端の位置とする。
　こうしてピーク範囲設定部２４の動作によりピークの両端の位置及び／又はベースラインの位置が設定されたときに、面積算出部２６は設定された位置を用いて、各標準試料における当該位置にあるピークの面積を計算したうえで、検量線作成部２７がそれらの面積と各標準試料の濃度に基づいて検量線を作成し、検量線表示領域２９２に表示される検量線を更新すると共に、一致度算出部２７１が一致度を算出して一致度の表示を更新する。
　例えば、図２に示した初期の検量線作成画面２９０から、図５に示すように両端位置マーク２９１２及び２９１３並びにベースラインマーク２９１４の位置が変更され、それに伴ってピーク幅数値入力・表示欄２９５１及びベースライン数値入力・表示欄２９５２の数値が更新され、検量線のグラフ及び関数式並びに一致度（図中の「R*R」）も更新される。図６に、ピーク幅数値入力・表示欄２９５１及びベースライン数値入力・表示欄２９５２の数値の更新前(a)と更新後(b)の検量線及び一致度を拡大して示す。両者の検量線のグラフにはそれぞれ、検量線の作成に用いた濃度の異なる標準試料について算出された面積値（強度）と濃度の関係を示す点が4個示されている。また、成分定量部２８は、検量線の作成時と同じピークの両端の位置及びベースラインの位置を用いて未知試料中の互いに異なる測定点４３から得られたマススペクトルからピークの強度を計算し、作成された検量線に適用することにより、各測定点４３における対象成分の濃度を求める。検量線表示領域２９２には、未知試料のピーク面積（濃度）を表す点が（図２、５中の例では7個）示される。更新前と更新後の検量線を対比すると、標準試料の点は、更新前よりも更新後の方が見た目での検量線からのずれが小さい。実際、一致度の値は、更新前よりも更新後の方が1に近く、標準試料の点と検量線のずれがより小さいことを示している。未知試料の点は、更新前と更新後で異なる濃度の位置にプロットされており、検量線の一致度より、更新後の検量線で示された濃度の方が正確であると考えられる。
　本実施形態の質量分析装置１及び質量分析装置用データ処理装置２０によれば、マススペクトルと検量線が同じ表示部２９の検量線作成画面２９０に表示されるため、操作者は検量線を見ながらピークの両端の位置やベースラインの位置の変更を行うことができる。そのうえ、操作者がピークの両端の位置やベースラインの位置を変更する毎に、自動的に検量線が更新されるため、それらを変更する度に検量線を作成し直すための操作を行う必要が無い。そのため、正しい両端位置及びベースラインの位置を容易に設定することができる。さらに、両端位置マーク２９１２若しくは２９１３又はベースラインマーク２９１４の位置を操作者が移動させることでそれらの位置を設定することにより、それらのマークの移動に伴って時々刻々と検量線の表示が更新されてゆくことから、操作者はマークを移動させながら最適なピークの両端の位置及びベースラインの位置を探すことができ、それらの設定がより一層容易になる。
　図７に、表示部２９に検量線作成画面２９０と共に試料中の成分の濃度の分布を表す分布画像２９００を表示する例を示す。試料中位置情報取得部２８１１は、撮影部１２で撮影された光学画像に基づいて、試料中の測定点４３の位置の情報を取得する。分布画像２９００には、試料中位置情報取得部２８１１で取得された測定点４３が中心となるように関心領域４２を分割した微小領域に対応付けられて分割された複数の濃度表示領域２９０１が、分布画像表示制御部２８１２により表示されている。そして、各濃度表示領域２９０１では、その濃度表示領域２９０１に対応する試料中の微小領域で得られたマススペクトルに基づいて成分定量部２８で定量された濃度が、濃淡表示されている。濃淡表示の代わりに、色の相違で表示してもよいし、濃度を高さとして立体視した画像で表示してもよい。あるいは、各濃度表示領域２９０１に濃度の数値を表示してもよい。
　これら検量線作成画面２９０及び分布画像２９００が表示されている状態で、操作者がピークの両端の位置やベースラインの位置を変更する毎に、検量線作成部２７で検量線が変更され、それに伴って、試料中の各微小領域で得られたマススペクトル基づいて定量される濃度が成分定量部２８によって変更される。そして、分布画像表示制御部２８１２は、各濃度表示領域２９０１の表示を変更後の濃度に合わせて変更する。これにより、操作者によるピークの両端の位置やベースラインの位置の変更に対応して、自動的に分布画像２９００が変更されることとなる。
　上記実施形態の説明中にいくつかの変形例を記載したが、本発明は上記実施形態及び上記変形例には限定されず、本発明の主旨の範囲内で更なる変形が可能である。
　例えば、上記実施形態では試料表面の複数の測定点に対してそれぞれレーザビームを照射することにより生じるイオンを用いて質量分析を行ったが、その代わりに、特許文献２に記載のように試料表面の複数の測定点に対してそれぞれ探針を接触させたうえで電圧を印加することにより生じるイオンを用いて質量分析を行っても、同様の結果を得ることができる。また、本発明の適用範囲は複数の測定点に対して質量分析を行う場合には限定されず、試料全体に対して1回の質量分析を行う場合にも適用できる。
　上記実施形態では、操作者が両端位置マーク２９１２若しくは２９１３又はベースラインマーク２９１４の位置を移動させたり、ピーク幅数値入力・表示欄２９５１やベースライン数値入力・表示欄２９５２に数値を入力すれば、自動的に検量線が更新されるようにしたが、それらの位置を移動や数値の入力後に、さらに画面上に表示される「確定」ボタンを押下すること等の操作を行った時点で検量線が更新されるようにしてもよい。
１…質量分析装置（分析装置）
１０…質量分析部
１１…試料台
１１１…イオン化室
１１２…真空チャンバ
１２…撮像部
１３…レーザ照射部
１５…イオン導入部
１６…イオンガイド
１７…イオントラップ
１８…フライトチューブ
１９…検出器
２０…質量分析装置用データ処理装置（スペクトルデータ処理装置）
２１…マススペクトルデータ作成部（スペクトルデータ作成部）
２２…マススペクトルデータ保存部（スペクトルデータ保存部）
２３…マススペクトル表示制御部（スペクトル表示制御部）
２４…ピーク範囲入力部
２５…ピーク範囲決定部
２６…面積算出部
２７…検量線作成部
２７１…一致度算出部
２８…成分定量部
２９…表示部
２９０…検量線作成画面
２９１…マススペクトル表示領域（スペクトル表示領域）
２９１１…中心位置マーク
２９１２、２９１３…両端位置マーク
２９１４…ベースラインマーク
２９２…検量線表示領域
２９２１…チェックボックス
２９３…一致度表示領域
２９４…データ表示領域
２９５…ピーク範囲数値入力・表示領域
２９５１…ピーク幅数値入力・表示欄
２９５２…ベースライン数値入力・表示欄
２９００…分布画像
２９０１…濃度表示領域
３０…質量分析制御部
３１…関心領域設定部
３２…測定点設定部
３３…分析条件設定部
３４…分析制御部
４１…試料プレート
４２…関心領域
４３…測定点
５０…マススペクトル選択画面
５１…スペクトルリスト
５１１…チェックボックス
５２１、５２２、５２３…マススペクトル

Claims (8)

  1. 　試料に含まれる成分により定まる所定の位置にピークトップを有するスペクトルを対象として、所定の成分を互いに異なる既知の濃度で含有する複数の試料からそれぞれ得られたスペクトルに基づいて、各試料における前記成分の濃度と該試料のスペクトルの該成分に対応するピークの面積の関係を示す検量線を作成する装置であって、
    　a) スペクトル表示領域と検量線表示領域を有する表示部と、
    　b) 1又は複数の前記スペクトルを前記スペクトル表示領域に表示するスペクトル表示制御部と、
    　c) 前記表示されたスペクトルに含まれる前記成分に対応するピークの両端の位置又はベースラインの位置を操作者に設定させるピーク範囲設定部と、
    　d) 前記ピークの両端の位置又はベースラインの位置を所定の基準により決定するピーク範囲決定部と、
    　e) 前記ピーク範囲設定部により設定された又は前記ピーク範囲決定部により決定されたピークの両端の位置及びベースラインの位置に基づき、前記ピークの面積を算出する面積算出部と、
    　f) 前記面積算出部で算出された前記ピークの面積と、該ピークの既知の濃度に基づいて検量線を作成し、前記検量線表示領域に表示する検量線作成部と
    を備えることを特徴とするスペクトルデータ処理装置。
  2. 　前記ピーク範囲設定部が、前記スペクトル上に表示され操作者の操作により移動可能であるマークの位置に基づいて前記ピークの両端の位置又は前記ベースラインの位置を設定するものであることを特徴とする請求項１に記載のスペクトルデータ処理装置。
  3. 　前記面積算出部が、前記ピークの両端の位置又は前記ベースラインの位置が、前記ピーク範囲設定部により設定される毎又は前記ピーク範囲決定部により決定される毎に前記ピークの面積を算出するものであって、
    　前記検量線作成部が、前記面積算出部により前記ピークの面積が算出される毎に前記検量線を作成して前記検量線表示領域に表示するものである
    　ことを特徴とする請求項１に記載のスペクトルデータ処理装置。
  4. 　前記ピーク範囲設定部が、前記スペクトル上に表示され操作者の操作により移動可能であるマークの位置に基づいて前記ピークの両端の位置又は前記ベースラインの位置を設定するものであることを特徴とする請求項３に記載のスペクトルデータ処理装置。
  5. 　前記表示部が、前記面積算出部で算出された面積及び該面積に対応する濃度と該検量線との一致度を表示する一致度表示領域を有し、
    　さらに、
    　検量線作成部で検量線が作成される毎に、前記一致度を算出して前記一致度表示領域に表示させる一致度算出部を備える
    　ことを特徴とする請求項１に記載のスペクトルデータ処理装置。
  6. 　前記スペクトル表示制御部が、スペクトル表示領域に表示させるスペクトル中の前記成分に対応するピークに目印をさらに表示させるものであることを特徴とする請求項１に記載のスペクトルデータ処理装置。
  7. 　前記表示部が、分析対象の試料中の複数の位置でそれぞれ得られたスペクトルから求められる前記成分の濃度の分布を表示する分布画像表示領域を有し、
    　さらに、
    　前記複数の位置でそれぞれ得られたスペクトルについて、該スペクトルが得られた試料中の位置を取得する試料中位置情報取得部と、
    　前記検量線作成部で検量線が作成される毎に、前記複数の位置でそれぞれ得られたスペクトルについて、前記面積算出部が算出したピークの面積を該検量線に適用することにより前記成分の濃度を求める成分定量部と、
    　前記成分定量部で濃度が求められる毎に、前記複数の位置でそれぞれ得られたスペクトルについて、前記濃度に関する情報を、前記位置に対応する前記分布画像表示領域中の位置に表示させる分布画像表示制御部と
    を備えることを特徴とする請求項１に記載のスペクトルデータ処理装置。
  8. 　a) 試料に含まれる成分により定まる所定の位置にピークトップを有するスペクトルを取得する分析部と、
    　b) 所定の成分を互いに異なる既知の濃度で含有する複数の試料からそれぞれ、前記分析部によって得られたスペクトルに基づいて、各試料における前記成分の濃度と該試料のスペクトルの該成分に対応するピークの面積の関係を示す検量線を作成する装置であって、
    　　b-1) スペクトル表示領域と検量線表示領域を有する表示部と、
    　　b-2) 1又は複数の前記スペクトルを前記スペクトル表示領域に表示するスペクトル表示制御部と、
    　　b-3) 前記表示されたスペクトルに含まれる前記成分に対応するピークの両端の位置又はベースラインの位置を操作者に設定させるピーク範囲設定部と、
    　　b-4) 前記ピークの両端の位置又はベースラインの位置を所定の基準により決定するピーク範囲決定部と、
    　　b-5) 前記ピーク範囲設定部により設定された又は前記ピーク範囲決定部により決定されたピークの両端の位置及びベースラインの位置に基づき、前記ピークの面積を算出する面積算出部と、
    　　b-6) 前記面積算出部で算出された前記ピークの面積と、該ピークの既知の濃度に基づいて検量線を作成し、前記検量線表示領域に表示する検量線作成部と
    を有するスペクトルデータ処理装置と
    と備えることを特徴とする分析装置。
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