[发明专利]波峰检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对通过色谱仪(chromatograph)分析而获得的色谱图或通过质量分析而获得的轮廓光谱(profile spectrum)等的信号波形中所出现的波峰进行检测的波峰检测方法。

背景技术

在通过气相色谱法(gas chromatography)或液相色谱法(liquid chromatography)等的色谱仪分析而获得的色谱图中，会出现与试样中所含的成分相对应的波峰。通常，所述波峰的出现位置(时间)取决于成分的种类，波峰的大小(即其高度或面积)取决于与所述波峰相对应的成分的量或浓度。因此，为了利用色谱图对试样中的成分进行鉴定，重要的是正确地对波峰的位置进行指定，为了掌握试样中的成分的量或浓度，重要的是正确地求出波峰的高度或面积。总之，为了求出在色谱图中出现的波峰的位置或其高度或者面积值等，需要根据所述色谱图的波形准确地检测来源于非偶然成分的波峰。

在针对色谱图的现有一般的波峰检测的方法中，例如多是如非专利文献1所述的方法那样，以色谱图波形的倾斜度为基准的方法。然而，在这样的波峰检测方法中，当如图5(a)所示产生有基线(base line)的变动，或如图5(b)所示许多噪声相重叠时，存在难以准确地检测波峰的问题。当然，通过在波峰检测之前进行用于基线修正或噪声去除的平滑化(smoothing)处理等前处理，可以某种程度去除基线变动或噪声的影响，但是其效果未必可以说是充分的。

而且，用于找出真的波峰的色谱图波形的倾斜度取决于其波峰宽度，因此为了准确地检测到波峰，需要针对每个试样设定作为判定基准的倾斜度的阈值等波峰检测参数。但是，在代谢分析或生物标志(biomarker)搜寻等需要对大量的试样大致连续地进行分析的情况下，还存在难以针对每个试样设定波峰检测参数，从而难以针对各种试样稳定地提高波峰检测的精度的问题。

作为能够解决这样的问题的与现有技术完全不同的波峰检测方法，已提出有利用小波系数空间内的脊线的方法(以下称为“小波脊线检测方法”)(参照非专利文献2)。对所述小波脊线检测方法进行大概说明。

在小波脊线检测方法中，是对通过质量分析而获得的原始的光谱数据(轮廓光谱数据)直接，即，不进行用于基线修正或噪声去除的前处理地应用连续小波变换(Continuous Wavelet Transform)，求出使尺度因子(Scale factor)发生变化时的小波系数。尺度因子是将母小波变换为小波函数时的两个参数中的一个，是将母小波加以放大或者缩小的参数。通常，小波系数相对地表示在尺度因子等参数下所赋予的小波函数的成分在原来的信号波形中含有何种程度。在所述小波脊线检测方法中，是针对每个质量电荷比计算使尺度因子发生变化时的小波系数，描绘出将横轴设为质量电荷比，将纵轴设为尺度因子，将小波系数的强度设为与所述横轴及纵轴均正交的第三轴的三维系数空间。于是，在与原来的轮廓光谱波形上的真的波峰相对应的位置上可观测到表示局部性的最大值的特征性的脊线。由此，利用所述脊线来检测轮廓光谱波形上的波峰。

轮廓光谱波形的基线变动在狭窄的时间范围内可看成奇函数。因此，通过使用偶函数作为母小波，可以抵消因基线变动而产生的奇函数成分，从而可不预先进行基线修正而准确地检测波峰。而且，具有如下特征：通过对利用使尺度因子发生变化而得到的各种宽度的小波函数所获得的小波系数的强度进行对比评估，可准确地检测到具有各种波峰宽度的波峰。

再者，通过如上所述的连续小波变换而获得的小波系数的计算或三维显示、以及绘制出小波系数的极大值的脊线的显示等可利用如非专利文献3所述的已有的软件来进行。

[现有技术文献]

[非专利文献]

非专利文献1：《来确认波峰波形处理吧》，株式会社岛津制作所，[2013年6月7日检索]，互联网<URL:http://www.an.shimadzu.co.jp/hplc/support/lib/lctalk/23/23lab.htm>

非专利文献2：潘·杜(Pan Du)，另两位，《通过结合基于连续小波变换的模式匹配而实现的质谱中的波峰检测的改进(Improved peak detection in mass spectrum by incorporating continuous wavelet transform-based pattern matching)》，生物信息学(Bioinformatics)，2006年，22卷，17期，2059-2065页