帯観測モデルを用いた質量分析の性能向上と包括的タンパク質同定システムの開発

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年次計画に従い，QMS実測定系が有する特性についての調査を行った．QMSの実観測信号ノイズについての予備検討の結果，特有のノイズ特性（非負性・信号値依存性）によって分布構造にガウス分布を仮定する推定手法（代表的なスパース推定手法であるLasso推定を含む）の適用が不適当であることが明らかとなった．その後の文献調査や観測信号生成過程の定式化によってポアソン－アーランモデルによるモデル化を行い，その妥当性を統計的仮説検定に基づいて定量的に明らかにした．QMS実測定系が有する真の観測行列については，適切な仮定のもとで観測過程を定式化し，測定条件をコントロールすることで，目的の観測行列を十分な精度で取得することができた．この結果，当初計画にあったQMF内のイオン粒子の軌道シミュレーション及び辞書学習を行う必要がなくなったため，これらについては実施しなかった．これらの成果は帯観測に基づくマススペクトル推定技術をQMS測定系に実装する上での不可欠の段階であると同時に，他のQMS測定技術の確立にも貢献する成果である．これらと並行して，帯観測モデルに基づくスパース推定の技術をQMSより高次の質量分析手法であるタンデム質量分析へと適用する試みも行なっており，現在はこれに先駆けた初期検討を行なっている．研究成果の対外発表については，2021年8月に帯観測に基づくスパーススペクトル推定技術についての特許出願を行っており，同技術に関する研究論文についても現在執筆中であり，今後，査読付き英文論文誌・国際学会に投稿予定である．