競合的ハイブリダイゼーションにおける遺伝子データの補正方法及び補正装置
【課題】核酸断片の分子数の測定における定量性を向上させる。
【解決手段】核酸断片の完全一致および部分一致により結合する現象をシミュレーションする方程式に従い、核酸断片の部分結合に起因する誤差を補正するための係数を求め、試料中の核酸断片の濃度を塩基配列毎に定量する装置、方法ならびにプログラム。装置にあっては、各単鎖核酸の分子数と、該単鎖核酸を含む二重鎖核酸の離脱速度係数と、に基づき、二重鎖核酸の分子数をその組み合わせ毎に更新する二重鎖核酸分子数更新部２１と、更新された各二重鎖核酸の分子数と、外部より与えられた核酸断片の総分子数と、に基づいて、単鎖核酸の分子数を更新する単鎖核酸分子数更新部２２と、更新される前後の単鎖核酸の分子数の各差異に基づき、各単鎖核酸の分子数の推定結果が収束したか否かを判定する単鎖核酸収束判定部２３と、を有する。
【解決手段】核酸断片の完全一致および部分一致により結合する現象をシミュレーションする方程式に従い、核酸断片の部分結合に起因する誤差を補正するための係数を求め、試料中の核酸断片の濃度を塩基配列毎に定量する装置、方法ならびにプログラム。装置にあっては、各単鎖核酸の分子数と、該単鎖核酸を含む二重鎖核酸の離脱速度係数と、に基づき、二重鎖核酸の分子数をその組み合わせ毎に更新する二重鎖核酸分子数更新部２１と、更新された各二重鎖核酸の分子数と、外部より与えられた核酸断片の総分子数と、に基づいて、単鎖核酸の分子数を更新する単鎖核酸分子数更新部２２と、更新される前後の単鎖核酸の分子数の各差異に基づき、各単鎖核酸の分子数の推定結果が収束したか否かを判定する単鎖核酸収束判定部２３と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、競合的ハイブリダイゼーションにおける遺伝子データの補正方法及び補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
核酸は生命体の遺伝情報を蓄積・伝達するために用いられている物質であるが、ペプチド核酸のように安定性や機能性を高めた人工核酸も作出されており、その応用分野は広がりつつある。特に、塩基配列が完全特異的(相補的)もしくは部分特異的な核酸断片対が結合して二重鎖を形成するという核酸の基本物性(以下、ハイブリダイゼーション現象と称する)の活用は、医学・生物学といったバイオテクノロジーだけでなく、情報工学でも応用され始めている。
【０００３】
現在、最も盛んにハイブリダイゼーション現象を利用しているのは、バイオテクノロジーの分野である。この分野では、生物や細胞における遺伝子もしくはその活動状態を網羅的に解析する強力な測定手段として、マイクロアレイ（特許文献１参照）や定量
ｉｎ ｓｉｔｕハイブリダイゼーション等の技術が利用されている。これらの技術では数個〜数百万個の核酸検出用プローブを用いて塩基配列の特異的な結合量を測定することによって、ゲノムスケールで全ての遺伝子もしくは遺伝子活動を同時に定量したり、細胞・組織内の局在と量的分布を測定したりすることができる。
【０００４】
このような核酸量の高精度測定技術は、効果および安全性の高い核酸医薬や遺伝子治療の開発・臨床応用に不可欠であり、定量性の向上を目指した技術開発が進められている。
また情報工学の分野でも、演算対象となる問題を塩基配列に置き換えｉｎ ｖｉｔｒｏ反応を行う事で、非常に多くの問題を同時かつ高速に解く試み（超並列計算機あるいは
ＤＮＡコンピュータ）においてハイブリダイゼーション現象の応用が見られる。このような装置の実用化に際しては、核酸量測定の一層の精度向上が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−５１２２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的にハイブリダイゼーション現象を応用した測定装置では、特定のプローブには、その目的とする核酸断片(ターゲット)のみが結合すると仮定して、各プローブの標識強度からターゲットの濃度を推定している。しかしながら、各プローブに対して、目的外の核酸断片が結合する現象（クロスハイブリダイゼーション）が知られており、標識強度からターゲット濃度を正確に測定することが困難であるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、核酸断片の存在量の測定における定量性を向上させることを可能とする競合的ハイブリダイゼーションにおける遺伝子データの補正方法及び補正装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
＜図３の単鎖核酸分子数推定装置２０＞
上述した課題を解決するために、本発明の単鎖核酸分子数推定装置（図３の単鎖核酸分子数装置２０）は、
（構成要素１）（式（６）参照）
第１の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、
該第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数Ｃｊｔと、
前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊと、
に基づき、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔを前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸との組み合わせ毎に更新する二重鎖核酸分子数更新部（図３の二重鎖核酸分子数更新部２１）と、
（構成要素２）（式（７）参照）
前記二重鎖核酸分子数更新部（図３の二重鎖核酸分子数更新部２１）により更新された各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１と、
自装置（図３の単鎖核酸分子装置２０）の外部より与えられた核酸断片の総分子数Ｓｉと、
に基づいて、前記単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を前記単鎖核酸の種類ｉ毎に更新する単鎖核酸分子数更新部（図３の単鎖核酸分子数更新部２２）と、
（構成要素３）
前記単鎖核酸分子数更新部（図３の単鎖核酸分子数更新部２２）により更新される前の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、
前記単鎖核酸分子数更新部（図３の単鎖核酸分子数更新部２２）により更新された後の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１との差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜を前記単鎖核酸の種類ｉ毎に算出し、
前記各差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜に基づき、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔの推定結果が収束したか否かを判定する単鎖核酸収束判定部（図３の単鎖核酸収束判定部２３）と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
＜図３の単鎖核酸分子数推定装置２０＞
また、本発明の前記単鎖核酸分子数推定装置（図３の単鎖核酸分子数推定装置２０）は、
（構成要素１）（式（８）参照）
前記単鎖核酸収束判定部（図３の単鎖核酸収束判定部２３）が収束していないと判定した場合、
前記単鎖核酸分子数更新部（図３の単鎖核酸分子数更新部２２）により更新された各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１に基づき、
前記二重鎖核酸の種類毎の加速係数ｓｉｊｔ＋１を算出する加速係数算出部（図３の加速係数算出部２４）と、
（構成要素２）（式（６）参照）
前記二重鎖核酸分子数更新部（図３の二重鎖核酸分子数更新部２１）は、
前記単鎖核酸分子数更新部（図３の単鎖核酸分子数更新部２２）により更新された第１の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１と、
前記第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数Ｃｊｔ＋１と、
前記加速係数算出部（図３の加速係数算出部２４）により算出された前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸の組み合わせ毎の加速係数ｓｉｊｔ＋１と、
前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊと、
に基づき、二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１を前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸の組み合わせ毎に更新することを特徴とする。
【００１０】
＜図２の総分子数推定装置＞
また、本発明の総分子数推定装置（図２の総分子数推定装置１０）は、
（構成要素１）
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する離脱速度係数βｉｊを示す情報が該二重鎖核酸の種類毎に記憶されている離脱速度係数記憶部（図２の離脱速度係数記憶部１２）と、
（構成要素２）
核酸断片が単鎖状態である単鎖核酸の分子数Ｃｉと該単鎖核酸を少なくともひとつ含む二重鎖核酸の分子数（ΣＭｉｊ（ｉ＝１からｎまでの和）とＭｉｉとの和）との和である核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報が単鎖核酸の種類毎に記憶されている総分子数記憶部（図２の総分子数記憶部１１）と、
（構成要素３）（式（６）および式（７）参照）
前記離脱速度係数記憶部から前記離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出し、
前記総分子数記憶部から総分子数Ｓｉｋを示す情報を読み出し、
前記読み出された離脱速度係数βｉｊと前記読み出された総分子数Ｓｉｋとに基づいて、
溶液中に存在する単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させる単鎖核酸分子数取得部（図２の単鎖核酸分子数取得部１３）と、
（構成要素４）
前記推定された単鎖核酸の分子数Ｃｉｋと、
自装置の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの
差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に算出する単鎖核酸差異算出部（図２の単鎖核酸差異算出部１４）と、
（構成要素５）
該単鎖核酸の種類ｉ毎の前記差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉに基づき、前記核酸断片の総分子数Ｓｉの推定結果が収束したか否かを判定する総分子数収束判定部（図２の総分子数収束判定部１５）と、
（構成要素６）（式（５）参照）
前記総分子数収束判定部が収束していないと判定した場合、
前記離脱速度係数記憶部から前記各離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出し、
該読み出された各離脱速度係数βｉｊと、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の前記差異Ｃｊｋ−Ｃｇｊとに基づき、前記第１の単鎖核酸を少なくとも１つ有する核酸断片の総分子数Ｓｉｋを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に補正し、補正した総分子数Ｓｉｋ＋１を示す情報で、前記総分子数記憶部に記憶されている総分子数Ｓｉを示す情報を更新する総分子数補正部（図２の総分子数補正部１６）を備え、
前記単鎖核酸分子数取得部は、前記総分子数記憶部から前記総分子数補正部により更新された総分子数Ｓｉを示す情報を読み出し、該読み出した総分子数Ｓｉｋに基づき、前記単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の総分子数推定装置（図２の総分子数推定装置１０）における前記単鎖核酸分子数取得部は、前記単鎖核酸分子数推定装置に出力する前記核酸断片の総分子数の初期値Ｓｉ０を、外部から入力された単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとすることを特徴とする。
【００１２】
＜図１の離脱速度係数算出装置＞
また、本発明の離脱速度係数算出装置（図１の離脱速度係数算出装置１）は、
（構成要素１）
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、核酸断片の分子数Ｓｉを単鎖核酸の種類毎に推定する総分子数推定装置（図１の総分子数推定装置１０）と、
（構成要素２）
前記離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、前記推定された各核酸断片の分子数Ｓｉとに基づき、単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類毎に推定する単鎖核酸分子数推定装置（図１の単鎖核酸分子数推定装置２０）と、
（構成要素３）
前記推定された各単鎖核酸の分子数Ｃｉに基づき、前記離脱速度係数βｉｊを前記二重鎖核酸の種類毎に算出する制御部（図１の制御部３０）と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
＜図４の制御部＞
また、本発明の離脱速度係数算出装置（図１の離脱速度係数算出装置）における前記制御部（図４の制御部３０）は、
（構成要素１）
前記総分子数推定装置（図４の総分子数推定装置１０）に、前記離脱速度係数βｉｊと前記単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、総分子数Ｓｉを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させ、前記単鎖核酸推定装置に、該総分子数Ｓｉに対応する単鎖核酸の分子数Ｃｉを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させる単鎖核酸取得部（図４の単鎖核酸取得部３１）と、
（構成要素２）
前記単鎖核酸の種類ｉ毎に、
前記単鎖核酸取得部（図４の単鎖核酸取得部３１）により取得された前記単鎖核酸の分子数Ｃｉｌと、
自装置の外部から入力された前記単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉと
を前記単鎖核酸の種類ｉ毎に比較し、
前記取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉが入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉより小さい場合、該単鎖核酸の前記離脱速度係数βｉｊｌを大きくし、
前記取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉが、入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉ以上の場合、該単鎖核酸の前記離脱速度係数βｉｊｌを小さくする離脱速度係数補正部（図４の離脱速度係数補正部３２）と、
を備え、
前記単鎖核酸取得部（図４の単鎖核酸取得部３１）は、前記離脱速度係数補正部により補正された後の離脱速度係数β’ｉｊｌに基づき、前記総分子数推定装置（図４の総分子数推定装置１０）に前記総分子数Ｓ’ｉを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させ、前記単鎖核酸推定装置に該総分子数Ｓ’ｉに対応する単鎖核酸の分子数Ｃ’ｉｌを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させ、
前記制御部（図４の制御部３０）は、
（構成要素３）
前記単鎖核酸の種類ｉ毎に、前記補正前の単鎖核酸の分子数Ｃｉｌと、入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの差異を補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜として算出し、
前記単鎖核酸の種類ｉ毎に、前記補正後の単鎖核酸の分子数Ｃ’ｉｌと、入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの差異を補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜として算出する補正前後差異算出部（図４の補正前後差異算出部３４）と、
（構成要素４）
前記補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜と、前記補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜とを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に比較し、前記補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜が前記補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜より大きい場合、前記離脱速度係数補正部により補正された後の離脱速度係数β´ｉｊｌを選択し、前記補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜が前記補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜以下の場合、前記離脱速度係数補正部により補正される前の離脱速度係数βｉｊｌを選択する離脱速度係数選択部（図４の離脱速度係数選択部３５）と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
＜図４の離脱速度係数収束判定部３６＞
また、本発明の離脱速度係数算出装置（図１の離脱速度係数算出装置）における前記制御部（図４の制御部３０）は、
前記離脱速度係数βｉｊ毎に、前記離脱速度係数補正部により補正される前の離脱速度係数βｉｊｌと、前記離脱速度係数選択部（図４の離脱速度係数選択部３５）により選択された離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）との差異に基づいて、前記離脱速度係数βｉｊの推定結果が収束したか否かを判定する離脱速度係数収束判定部（図４の離脱速度係数収束判定部３６）を備え、
前記単鎖核酸取得部は、前記離脱速度係数収束判定部が収束していないと判定した場合、前記離脱速度係数選択部により選択された各離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）に基づいて、前記単鎖核酸分子数推定装置から各単鎖核酸の分子数Ｃｉを取得することを特徴とする。
【００１５】
前記離脱速度係数補正部は、乱数を用いて前記離脱速度係数を補正することを特徴とする。
【００１６】
前記離脱速度係数の初期値βiｊ０は、新たな前記単鎖核酸の既知の分子数が得られた場合に、自装置でそれまでに得られている離脱速度係数であることを特徴とする。
【００１７】
前記離脱速度係数の初期値βiｊ０は、自装置でそれまでに得られている離脱速度係数がない場合には、第１の単鎖核酸の配列と第２の単鎖核酸の配列の一致箇所の長さに依存した値であることを特徴とする。
【００１８】
＜単鎖核酸分子数推定方法＞
また、本発明の単鎖核酸分子数推定方法は、単鎖核酸分子数推定装置（図３の単鎖核酸分子数推定装置２０）が実行する単鎖核酸分子数推定方法であって、
（構成要素１）（式（６）参照）
第１の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、
該第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数Ｃｊｔと、
前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊと、
に基づき、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔを前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸との組み合わせ毎に更新する二重鎖核酸分子数更新手順と、
（構成要素２）（式（７）参照）
前記二重鎖核酸分子数更新手順により更新された各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１と、
前記単鎖核酸分子数推定装置（図３の単鎖核酸分子装置２０）の外部より与えられた核酸断片の総分子数Ｓｉと、
に基づいて、前記単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を前記単鎖核酸の種類ｉ毎に更新する単鎖核酸分子数更新手順と、
（構成要素３）
前記単鎖核酸分子数更新手順により更新される前の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、
前記単鎖核酸分子数更新手順により更新された後の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１との差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜を前記単鎖核酸の種類ｉ毎に算出し、
前記各差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜に基づき、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔの推定結果が収束したか否かを判定する単鎖核酸収束判定手順と、
を有することを特徴とする。
【００１９】
＜総分子数推定方法＞
また、本発明の総分子数推定方法は、二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する離脱速度係数βｉｊを示す情報が該二重鎖核酸の種類毎に記憶されている離脱速度係数記憶部（図２の離脱速度係数記憶部１２）と、核酸断片が単鎖状態である単鎖核酸の分子数Ｃｉと該単鎖核酸を少なくともひとつ含む二重鎖核酸の分子数の和である核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報が単鎖核酸の種類毎に記憶されている総分子数記憶部（図２の総分子数記憶部１１）と、を備える総分子数推定装置が実行する総分子数推定方法であって、
（構成要素１）（式（６）および式（７）参照）
前記離脱速度係数記憶部から前記離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出し、
前記総分子数記憶部から総分子数Ｓｉｋを示す情報を読み出し、
前記読み出された離脱速度係数βｉｊと前記読み出された総分子数Ｓｉｋとに基づいて、
溶液中に存在する単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させる単鎖核酸分子数取得手順と、
（構成要素２）
前記推定された単鎖核酸の分子数Ｃｉｋと、
自装置の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの
差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に算出する単鎖核酸差異算出手順と、
（構成要素３）
該単鎖核酸の種類ｉ毎の前記差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉに基づき、前記核酸断片の総分子数Ｓｉの推定結果が収束したか否かを判定する総分子数収束判定手順と、
（構成要素４）（式（５）参照）
前記総分子数収束判定部手順が収束していないと判定した場合、
前記離脱速度係数記憶部から前記各離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出し、
該読み出された各離脱速度係数βｉｊと、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の前記差異Ｃｊｋ−Ｃｇｊとに基づき、前記第１の単鎖核酸を少なくとも１つ有する核酸断片の総分子数Ｓｉｋを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に補正し、補正した総分子数Ｓｉｋ＋１を示す情報で、前記総分子数記憶部に記憶されている総分子数Ｓｉを示す情報を更新する総分子数補正手順と、
を有し、
前記単鎖核酸分子数取得手順は、前記総分子数記憶部から前記総分子数補正手順により更新された総分子数Ｓｉを示す情報を読み出し、該読み出した総分子数Ｓｉｋに基づき、前記単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させることを特徴とする。
【００２０】
＜離脱速度係数算出方法＞
本発明の離脱速度係数算出装置（図１の離脱速度係数算出装置１）が実行する離脱速度係数算出方法は、
（構成要素１）
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、核酸断片の分子数Ｓｉを単鎖核酸の種類毎に推定する前記総分子数推定方法と、
（構成要素２）
前記離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、前記推定された各核酸断片の分子数Ｓｉとに基づき、単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類毎に推定する前記単鎖核酸分子数推定方法と、
（構成要素３）
前記推定された各単鎖核酸の分子数Ｃｉに基づき、前記離脱速度係数βｉｊを前記二重鎖核酸の種類毎に算出する制御手順と、
を有することを特徴とする。
【００２１】
＜単鎖核酸分子数推定プログラム＞
また、本発明の単鎖核酸分子数推定プログラムは、単鎖核酸分子数推定装置（図３の離脱速度係数算出装置１３）であるコンピュータに、
（構成要素１）（式（６）参照）
第１の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、
該第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数Ｃｊｔと、
前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊと、
に基づき、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔを前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸との組み合わせ毎に更新する二重鎖核酸分子数更新ステップと、
（構成要素２）（式（７）参照）
前記二重鎖核酸分子数更新ステップにより更新された各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１と、
前記単鎖核酸分子数推定装置（図３の単鎖核酸分子装置２０）の外部より与えられた核酸断片の総分子数Ｓｉと、
に基づいて、前記単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を前記単鎖核酸の種類ｉ毎に更新する単鎖核酸分子数更新ステップと、
（構成要素３）
前記単鎖核酸分子数更新ステップにより更新される前の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、
前記単鎖核酸分子数更新ステップにより更新された後の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１との差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜を前記単鎖核酸の種類ｉ毎に算出し、
前記各差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜に基づき、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔの推定結果が収束したか否かを判定する単鎖核酸収束判定ステップと、
を実行させるための単鎖核酸分子数推定プログラムである。
【００２２】
＜総分子数推定プログラム＞
また、本発明の総分子数推定プログラムは、二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する離脱速度係数βｉｊを示す情報が該二重鎖核酸の種類毎に記憶されている離脱速度係数記憶部（図２の離脱速度係数記憶部１２）と、核酸断片が単鎖状態である単鎖核酸の分子数Ｃｉと該単鎖核酸を少なくともひとつ含む二重鎖核酸の分子数の和である核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報が単鎖核酸の種類毎に記憶されている総分子数記憶部（図２の総分子数記憶部１１）と、を備える総分子数推定装置としてのコンピュータに、
（構成要素１）（式（６）および式（７）参照）
前記離脱速度係数記憶部から前記離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出し、
前記総分子数記憶部から総分子数Ｓｉｋを示す情報を読み出し、
前記読み出された離脱速度係数βｉｊと前記読み出された総分子数Ｓｉｋとに基づいて、
溶液中に存在する単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させる単鎖核酸分子数取得手順と、
（構成要素２）
前記推定された単鎖核酸の分子数Ｃｉｋと、
自装置の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの
差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に算出する単鎖核酸差異算出手順と、
（構成要素３）
該単鎖核酸の種類ｉ毎の前記差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉに基づき、前記核酸断片の総分子数Ｓｉの推定結果が収束したか否かを判定する総分子数収束判定手順と、
（構成要素４）（式（５）参照）
前記総分子数収束判定部手順が収束していないと判定した場合、
前記離脱速度係数記憶部から前記各離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出し、
該読み出された各離脱速度係数βｉｊと、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の前記差異Ｃｊｋ−Ｃｇｊとに基づき、前記第１の単鎖核酸を少なくとも１つ有する核酸断片の総分子数Ｓｉｋを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に補正し、補正した総分子数Ｓｉｋ＋１を示す情報で、前記総分子数記憶部に記憶されている総分子数Ｓｉを示す情報を更新する総分子数補正手順と、
を実行させるための総分子数推定プログラムであって、
前記単鎖核酸分子数取得手順は、前記総分子数記憶部から前記総分子数補正手順により更新された総分子数Ｓｉを示す情報を読み出し、該読み出した総分子数Ｓｉｋに基づき、前記単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させることを特徴とする総分子数推定プログラムである。
【００２３】
＜離脱速度係数算出プログラム＞
また、本発明の離脱速度係数算出プログラムは、離脱速度係数算出装置（図１の離脱速度係数算出装置１）であるコンピュータに、
（構成要素１）
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、核酸断片の分子数Ｓｉを単鎖核酸の種類毎に推定する前記総分子数推定プログラムと、
（構成要素２）
前記離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、前記推定された各核酸断片の分子数Ｓｉとに基づき、単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類毎に推定する前記単鎖核酸分子数推定プログラムと、
（構成要素３）
前記推定された各単鎖核酸の分子数Ｃｉに基づき、前記離脱速度係数βｉｊを前記二重鎖核酸の種類毎に算出する制御ステップと、
を実行させるための離脱速度係数算出プログラムである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、各単鎖核酸の分子数を精度良く推定することができる。また、推定各核酸断片の総分子数を推定することができるので、単鎖核酸の分子数と、核酸断片の総分子数とを明確に区別して推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態における離脱速度係数算出装置のブロック構成図である。
【図２】総分子数推定装置のブロック構成図である。
【図３】単鎖核酸分子数推定装置のブロック構成図である。
【図４】制御部のブロック構成図である。
【図５】離脱速度係数算出装置による離脱速度係数の推定の処理の流れを示したフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ１０２またはステップＳ１０５における各単鎖核酸の分子数の取得の処理の流れを示したフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ２０１における総分子数推定装置による各核酸断片の総分子数の推定の処理の流れを示したフローチャートである。
【図８】図６のステップＳ２０２または図７のステップＳ３０３における単鎖核酸分子数推定装置による各単鎖核酸の分子数の推定の処理の流れを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明（競合的ハイブリダイゼーションにおける遺伝子データの補正方法及び補正装置）の一実施形態である、単鎖核酸分子数推定装置、総分子数推定装置、離脱速度係数算出装置、単鎖核酸分子数推定方法、総分子数推定方法、離脱速度係数算出方法、単鎖核酸分子数推定プログラム、総分子数推定プログラムおよび離脱速度係数算出プログラムについて説明する。
【００２７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明の概要について説明する。核酸断片は、主に、単鎖の状態と、相補的な塩基配列を持つ核酸鎖とが結合した二重鎖の状態で存在する。単鎖と二重鎖は物理化学的に平衡状態にあり、溶液の温度や塩濃度等とその塩基配列に基づく結合定数（離脱速度定数）に依存して、それぞれの割合が定まる。
【００２８】
単鎖の結合は対になる核酸断片の塩基配列が完全に相補的な場合だけでなく、部分的な相補性であっても結合状態が生じ得るが、核酸を構成し相補性の要となる塩基は４種類しかなく、その配列パターンは核酸断片の長さが短ければ短いほど少なくなるため、部分的な相補鎖が偶然存在し、部分的な核酸断片結合が極めて発生し易くなる。従って、様々な塩基配列をもつ多数の核酸断片が同時に存在する系においては、完全特異的な核酸断片結合はむしろ少数で、部分特異的な核酸断片結合が大量に発生している。
【００２９】
ある特定の核酸断片(ターゲット)の総分子数を測定する場合に、塩基配列が特異的(相補的)な核酸断片対が結合して二重鎖を形成させるなどの方法による単鎖核酸の量を計測する装置を用いると、溶液中において、完全特異的ならびに部分特異的な結合により、二重鎖核酸を形成し単鎖核酸の存在量が減少するため、既存のターゲットの総分子数を単鎖核酸の量と同一視する測定方法では、測定結果の定量性を低下させる。
【００３０】
本発明では、溶液中における核酸断片の完全特異的ならびに部分特異的な結合により、二重鎖が形成されることによる影響を補正して、測定対象の核酸断片の存在量を高精度に測定することを可能とする単鎖核酸分子数推定装置、総分子数推定装置、離脱速度係数算出装置、単鎖核酸分子数推定方法、総分子数推定方法、離脱速度係数算出方法、単鎖核酸分子数推定プログラム、総分子数推定プログラムおよび離脱速度係数算出プログラムを提供する。
【００３１】
＜理論＞
続いて、本発明の基礎となる理論について説明する。複数種類の単鎖核酸を含む溶液中では、単鎖核酸同士が結合していると考えられる。結合により増加する二重鎖核酸の量は、二つの単鎖核酸が遭遇する確率に依存し、それぞれの単鎖核酸の濃度に比例すると考えられる。
【００３２】
【数１】
【００３３】
ここで、Ｍｉｊは、ｉ（ｉは１からｎまでの整数）番目の単鎖核酸とｊ（ｊは１からｎまでの整数）番目の単鎖核酸が結合した二重鎖核酸の分子数を表し、Ｃｉ、Ｃｊは、それぞれｉ番目の単鎖核酸の分子数およびｊ番目の単鎖核酸の分子数を表す。ここで、Ｋは、結合の速度を表す定数であり、Ｖは溶液の体積である。単鎖核酸に解離することにより減少する二重鎖核酸の量は、核酸断片間の結合力に依存すると考えられ、減少する二重鎖核酸の量は、以下の式で表される。
【００３４】
【数２】
【００３５】
ここで、βｉｊは、上述したようにｉ番目の種類の単鎖核酸とｊ番目の種類の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が解離する速度を示す離脱速度係数である。混合前のｉ番目の単鎖核酸単体の分子数をＳｉとすると、ｉ番目の種類の単鎖核酸の分子数Ｃｉは、以下の式により表される。
【００３６】
【数３】
【００３７】
ここで、右辺の第３項は、二重鎖核酸が同じ単鎖核酸の結合である場合に必要となる項である。すなわち、同じ単鎖核酸が結合して二重鎖核酸が生成されるときには、それと同時に、その単鎖核酸が２個減少するので、右辺には第３項の減算が必要となる。
混合後、十分な時間を経た後は平衡状態にあると考えられ、式（１）の右辺と式（２）の右辺が等しくなるので、以下の式が成立する。
【００３８】
【数４】
【００３９】
＜離脱速度係数算出装置＞
続いて、本発明の実施形態における離脱速度係数算出装置１について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態における離脱速度係数算出装置１のブロック構成図である。離脱速度係数算出装置１は、総分子数推定装置１０と、単鎖核酸分子数推定装置２０と、制御部３０とを備える。
【００４０】
制御部３０は、離脱速度係数算出装置１の外部から入力された各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉ（ｉは単鎖核酸の種類を示すインデックスで、１からｎまでの整数）を示す情報と、各離脱速度係数の初期値βｉｊ０を示す情報とに基づいて、総分子数推定装置１０に各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを示す情報と、各離脱速度係数βｉｊを示す情報を出力する。制御部３０は、総分子数推定装置１０に上記出力した情報に基づいて、単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類毎に算出させる。
【００４１】
制御部３０は、単鎖核酸分子数推定装置２０から各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を取得し、取得した各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報に基づいて、各離脱速度係数βｉｊを算出し、算出した各離脱速度係数βｉｊを示す情報を離脱速度係数算出装置１の外部へ出力する。
【００４２】
総分子数推定装置１０は、制御部３０から入力された単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを示す情報と、離脱速度係数βｉｊを示す情報とに基づいて、核酸断片の総分子数Ｓｉを単鎖核酸の種類毎に算出する。
【００４３】
総分子数推定装置１０は、離脱速度係数βｉｊを示す情報と算出された核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報とを単鎖核酸分子数推定装置２０に出力し、単鎖核酸分子数推定装置２０に上記出力した情報に基づいて、単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類毎に算出させる。
単鎖核酸分子数推定装置２０は、算出した各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を制御部３０に出力する。
【００４４】
単鎖核酸分子数推定装置２０は、総分子数推定装置１０から入力された離脱速度係数βｉｊを示す情報と核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報とに基づいて、単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類毎に算出する。単鎖核酸分子数推定装置２０は、算出した各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を総分子数推定装置１０と制御部３０とへ出力する。
【００４５】
以上の処理をまとめると、離脱速度係数算出装置１の総分子数推定装置１０は、二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、各核酸断片の分子数Ｓｉを単鎖核酸の種類毎に推定する。単鎖核酸分子数推定装置２０は、前記離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、前記推定された各核酸断片の分子数Ｓｉとに基づき、単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類毎に推定する。制御部３０は、前記推定された各単鎖核酸の分子数Ｃｉに基づき、前記離脱速度係数βｉｊを前記二重鎖核酸の種類毎に算出する。
【００４６】
＜総分子数推定装置１０＞
続いて、図２を用いて、総分子数推定装置１０を説明する。図２は、総分子数推定装置１０のブロック構成図である。総分子数推定装置１０は、総分子数記憶部１１と、離脱速度係数記憶部１２と、単鎖核酸分子数取得部１３と、単鎖核酸差異算出部１４と、総分子数収束判定部１５と、総分子数補正部１６とを備える。
【００４７】
総分子数記憶部１１には、２回目以降のステップｋ（ｋ≧１）では、総分子数補正部１６により記憶させられることにより、補正後の各核酸断片の総分子数を示す情報Ｓｉｋが記憶されている。
【００４８】
換言すると、総分子数記憶部１１には、核酸断片が単鎖状態である単鎖核酸の分子数Ｃｉと該単鎖核酸を少なくともひとつ含む二重鎖核酸の分子数（ＭｉｊとＭｉｉとの和）との和である核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報が単鎖核酸の種類毎に記憶されている。
離脱速度係数記憶部１２には、制御部３０により記憶させられることにより、二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する離脱速度係数βｉｊを示す情報が該二重鎖核酸の種類毎に記憶されている。
【００４９】
単鎖核酸分子数取得部１３は、離脱速度係数記憶部１２から各離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出す。
単鎖核酸分子数取得部１３は、最初のステップ（ｋ＝０、ｋはステップ数）では、制御部３０から入力された各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを示す情報を取得する。単鎖核酸分子数取得部１３は、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを、各核酸断片の総分子数を示す情報（ｉは単鎖核酸の種類を示すインデックスで１からｎまでの整数）とする。
【００５０】
単鎖核酸分子数取得部１３は、２回目以降（ｋ≧１）のステップにおいて、総分子数記憶部１１から各核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報を各核酸断片の総分子数Ｓｉｋを示す情報として読み出す。
【００５１】
単鎖核酸分子数取得部１３は、各離脱速度係数βｉｊを示す情報と、各核酸断片の総分子数を示す情報Ｓｉとを示す情報とを単鎖核酸分子数推定装置２０に出力することにより、単鎖核酸分子数推定装置２０に各単鎖核酸の分子数Ｃｉを算出させる。
また、単鎖核酸分子数取得部１３は、２回目以降のステップｋ（ｋ≧１）では、総分子数記憶部１１から後述する総分子数補正部１６により更新された各総分子数Ｓｉを示す情報を読み出し、該読み出した各総分子数Ｓｉｋに基づき、単鎖核酸分子数推定装置２０に単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させる。
【００５２】
単鎖核酸分子数取得部１３は、単鎖核酸分子数推定装置２０により算出された各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を取得し、取得した各単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを示す情報を単鎖核酸差異算出部１４に出力する。
【００５３】
単鎖核酸差異算出部１４は、制御部３０から、自装置の外部から入力された各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを示す情報を受け取る。単鎖核酸差異算出部１４は、単鎖核酸分子数推定装置２０により推定された単鎖核酸の分子数Ｃｉｋと、自装置の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉを単鎖核酸の種類ｉ毎に算出する。単鎖核酸差異算出部１４は、算出した差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉを示す情報を総分子数収束判定部１５に出力する。
【００５４】
総分子数収束判定部１５は、単鎖核酸の種類毎の上記差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉに基づき、前記核酸断片の総分子数Ｓｉの推定結果が収束したか否かを判定するＳｉの推定結果が収束したか否かを判定する。
【００５５】
具体的には、例えば、総分子数収束判定部１５は、単鎖核酸の種類毎の差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉの絶対値が全て所定の閾値以下である場合、核酸断片の総分子数の推定結果が収束したと判定する。一方、総分子数収束判定部１５は、単鎖核酸の種類毎の差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉの絶対値のうち１つでも所定の閾値を超える場合、核酸断片の総分子数の推定結果が収束していないと判定する。
【００５６】
総分子数収束判定部１５は、核酸断片の総分子数の推定結果が収束したと判定した場合、総分子数記憶部１１から各核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報を読み出し、読み出した各核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報として出力する。
一方、総分子数収束判定部１５は、核酸断片の総分子数の推定結果が収束していないと判定した場合、総分子数の推定結果が収束していない旨を示す情報を総分子数補正部１６に出力する。
【００５７】
なお、総分子数収束判定部１５は、ステップ数が予め決められた所定の数に到達すれば、各核酸断片の総分子数Ｓｉｋの推定結果が収束したと判定してもよい。これにより、総分子数推定装置１０は、全ての差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉが所定の閾値以下にならなくてもステップ数が所定の数に到達すれば収束したと判定するので、計算時間を予め決められた所定の範囲に収めることができる。
【００５８】
総分子数補正部１６は、総分子数収束判定部１５から総分子数の推定結果が収束していない旨を示す情報を受け取った場合、すなわち、総分子数収束判定部１５が収束していないと判定した場合、前記離脱速度係数記憶部から前記各離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出す。
総分子数補正部１６は、該読み出された各離脱速度係数βｉｊと、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の前記差異Ｃｊｋ−Ｃｇｊとに基づき、前記第１の単鎖核酸を少なくとも１つ有する核酸断片の総分子数Ｓｉｋを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に補正し、補正した総分子数Ｓｉｋ＋１を示す情報で、総分子数記憶部１１に記憶されている総分子数Ｓｉを示す情報を更新する。
【００５９】
具体的には、例えば、総分子数補正部１６は、以下の式に従って、ｋ番目のステップにおける単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸を含む核酸断片の総分子数の補正量ΔＳｉｋを算出し、算出した補正量ΔＳｉｋで、単鎖核酸の種類ｉの核酸断片の総分子数Ｓｉｋを補正する。
【００６０】
【数５】
【００６１】
ここで、ｓは所定の値であり、Ｃｊｋはｋ番目のステップにおいて推定されたｊ番目の単鎖核酸の分子数、Ｃｇｊはｊ番目の単鎖核酸の既知の分子数である。
【００６２】
＜単鎖核酸分子数推定装置＞
続いて、単鎖核酸分子数推定装置２０について、図３を用いて説明する。図３は、単鎖核酸分子数推定装置２０のブロック構成図である。単鎖核酸分子数推定装置２０は、二重鎖核酸分子数更新部２１と、単鎖核酸分子数更新部２２と、単鎖核酸収束判定部２３と、加速係数算出部２４と、単鎖核酸分子数記憶部２５と、二重鎖核酸分子数記憶部２６とを備える。
【００６３】
最初のステップ（ｔ＝０、ｔはステップ数を表す整数）において、二重鎖核酸分子数更新部２１は、単鎖核酸分子数取得部１３から単鎖核酸の種類毎の総分子数の初期値Ｓｉを示す情報と各離脱速度係数を示す情報とを取得する。最初のステップ（ｔ＝０）では、溶液中には、各二重鎖核酸が存在せず、各単鎖核酸のみが存在している。すなわち、各総分子数の初期値Ｓｉは、それぞれの単鎖核酸の分子数である。従って、最初のステップ（ｔ＝０）において、二重鎖核酸分子数更新部２１は、単鎖核酸の分子数の初期値Ｃｉ０をＳｉに設定する。また、二重鎖核酸分子数更新部２１は、各二重鎖核酸の分子数の初期値Ｍｉｊ０を０に設定する。
【００６４】
２回目以降のステップでは、二重鎖核酸分子数更新部２１は、各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔを示す情報を二重鎖核酸分子数記憶部２６から読み出す。また、二重鎖核酸分子数更新部２１は、加速係数算出部２４により算出された収束計算を加速するための加速係数ｓｉｊｔを示す情報を取得する。
【００６５】
また、二重鎖核酸分子数更新部２１は、後述する単鎖核酸収束判定部２３により更新された第１の種類ｉの単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を、ｔ番目のステップの第１の種類ｉの単鎖核酸の分子数Ｃｉｔを示す情報として、単鎖核酸分子数記憶部２５から読み出す。二重鎖核酸分子数更新部２１は、後述する単鎖核酸収束判定部２３により更新された第２の種類ｊの単鎖核酸の分子数Ｃｊを示す情報を、ｔ番目のステップの第２の種類ｊの単鎖核酸の分子数Ｃｊｔを示す情報として、単鎖核酸分子数記憶部２５から読み出す。
【００６６】
二重鎖核酸分子数更新部２１は、下記の式に従って、ｔ＋１番目のステップにおける各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１を算出する。
【００６７】
【数６】
【００６８】
ここで、ｓｉｊｔは、収束計算を加速するための加速係数であり、ｓｉｊｔの算出方法については、後述することとする。
二重鎖核酸分子数更新部２１は、全てのｉとｊの組み合わせ分、式（６）に従って、各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１を算出する。
【００６９】
最初のステップ（ｔ＝０）においては、上式（６）において、右辺第１項のＭｉｊｔが０であり、ＣｊｔおよびＣｊｔがＳｉであるから、二重鎖核酸分子数更新部２１は、各二重鎖核酸の分子数をＭｉｊ１＝ｓｉｊｔ×Ｋ×（Ｓｉ×Ｓｉ）／βｉｊに従い、算出する。
【００７０】
上記処理についてまとめると、二重鎖核酸分子数更新部２１は、第１の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、該第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数Ｃｊｔと、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊと、に基づき、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔを前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸との組み合わせ毎に更新する。
【００７１】
また、二重鎖核酸分子数更新部２１は、単鎖核酸分子数更新部２２により更新された第１の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１と、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数Ｃｊｔ＋１と、加速係数算出部２４により算出された第１の単鎖核酸と第２の単鎖核酸の組み合わせ毎の加速係数ｓｉｊｔ＋１と、第１の単鎖核酸と第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊと、に基づき、二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１を第１の単鎖核酸と第２の単鎖核酸の組み合わせ毎に更新する。
【００７２】
二重鎖核酸分子数更新部２１は、更新した各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１を示す情報を単鎖核酸分子数更新部２２に出力する。また、二重鎖核酸分子数更新部２１は、更新した各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１を示す情報を二重鎖核酸分子数記憶部２６に記憶させる。
【００７３】
単鎖核酸分子数更新部２２は、二重鎖核酸分子数更新部２１により更新された各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１と、単鎖核酸分子装置２０の外部より与えられた核酸断片の総分子数Ｓｉと、に基づいて、単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を単鎖核酸の種類ｉ毎に更新する。
【００７４】
具体的には、例えば、単鎖核酸分子数更新部２２は、各核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報を単鎖核酸分子数取得部１３から読み出す。単鎖核酸分子数更新部２２は、式（３）に基づく以下の式に従って、単鎖核酸の分子数Ｃｉｔを単鎖核酸の種類ｉ毎に更新する。
【００７５】
【数７】
【００７６】
すなわち、単鎖核酸分子数更新部２２は、単鎖核酸の種類ｉの核酸断片の総分子数Ｓｉから、その単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸を少なくともひとつ含む二重鎖核酸の分子数（ΣＭｉｊ（ｉ＝１からｎまでの和）とＭｉｉとの和）を減算することにより、その単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を算出する。単鎖核酸分子数更新部２２は、単鎖核酸の種類ｉ全部について、上記算出を行うことにより各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を算出する。
【００７７】
単鎖核酸分子数更新部２２は、更新した各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を示す情報を単鎖核酸収束判定部２３に出力する。
【００７８】
単鎖核酸収束判定部２３は、単鎖核酸分子数更新部２２により更新される前の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、単鎖核酸分子数更新部２２により更新された後の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１との差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜を単鎖核酸の種類ｉ毎に算出する。
単鎖核酸収束判定部２３は、各差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜に基づき、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔの推定結果が収束したか否かを判定する。
【００７９】
具体的には、例えば、単鎖核酸収束判定部２３は、全ての差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜が所定の閾値以下の場合、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔの推定結果が収束したと判定する。そして、単鎖核酸収束判定部２３は、更新された各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を示す情報を単鎖核酸分子数取得部１３に出力する。
【００８０】
一方、差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜のうちいずれかひとつでも所定の閾値を超える場合、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔの推定結果が収束していないと判定する。そして、単鎖核酸収束判定部２３は、更新した各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を示す情報を加速係数算出部２４に出力する。また、単鎖核酸収束判定部２３は、更新した各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を示す情報を各単鎖核酸の分子数Ｃｉとして単鎖核酸分子数記憶部２５に記憶させる。
【００８１】
なお、単鎖核酸収束判定部２３は、ステップ数が予め決められた所定の数に到達すれば、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔの推定結果が収束したと判定してもよい。これにより、単鎖核酸分子数推定装置２０は、全ての差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜が所定の閾値以下にならなくてもステップ数が所定の数に到達すれば収束したと判定するので、計算時間を予め決められた所定の範囲に収めることができる。
【００８２】
続いて、加速係数ｓｉｊｔについて説明する。核酸断片同士の結合力が弱いために、平衡後でも単鎖核酸の濃度が初期濃度との差が小さい場合には、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１は、速やかに収束する。しかし、核酸断片同士の結合力が強いために、平衡後における単鎖核酸の濃度と初期濃度との差が大きく二重鎖核酸の割合が高い場合には、単鎖核酸の分子数の推定過程で単鎖核酸の分子数がある値を中心として振動するといった現象が発生し易くなる。その振動を抑制するために、加速係数算出部２４は、各単鎖核酸の分子数が少なくなるほど、式（６）中の加速係数ｓｉｊｔを小さくする。
【００８３】
加速係数算出部２４は、単鎖核酸収束判定部２３が収束していないと判定した場合、単鎖核酸分子数更新部２２により更新された各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１に基づき、二重鎖核酸の種類毎の加速係数ｓｉｊｔ＋１を算出する。
具体的には、加速係数算出部２４は、単鎖核酸収束判定部２３から更新された各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を示す情報を受け取ると、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１に基づき、各加速係数ｓｉｊｔ＋１をそれぞれ算出する。例えば、加速係数算出部２４は、以下の式に従って、各加速係数ｓｉｊｔを算出する。
【００８４】
【数８】
【００８５】
ここで、Ｓｉは単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸の総分子数であり、Ｓｊは単鎖核酸の種類ｊの単鎖核酸の総分子数である。加速係数ｓｉｊｔは、最初のステップ（ｔ＝０）では１である。
加速係数算出部２４は、式（８）に従い、種類ｉの単鎖核酸の分子数Ｃｉまたは種類ｊの単鎖核酸の分子数Ｃｊが少なくなるほど、加速係数ｓｉｊｔを小さくする。
【００８６】
これにより、加速係数ｓｉｊｔが小さくなるほど、式（６）の右辺の第２項の数が小さくなるので、二重鎖核酸分子数更新部２１による二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊの変更量が減少する。その結果、二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊの変更量が減少すると、単鎖核酸分子数更新部２２による単鎖核酸の分子数の変更量も小さくなるので、単鎖核酸の分子数の推定過程で単鎖核酸の分子数がある値を中心として振動するのを抑えることができる。
【００８７】
なお、加速係数算出部２４は、各単鎖核酸の分子数Ｃｉと、単鎖核酸同士の結合速度を示す結合速度定数Ｋの関係に基づき、加速係数ｓｉｊｔを調整してもよい。
加速係数算出部２４は、算出した各加速係数ｓｉｊｔを示す情報を二重核酸分子数更新部２１に出力する。
【００８８】
＜制御部＞
続いて、制御部３０の処理について説明する。図４は、制御部３０のブロック構成図である。制御部３０は、単鎖核酸取得部３１と、離脱速度係数補正部３２と、離脱係数記憶部３３と、補正前後差異算出部３４と、離脱速度係数選択部３５と、離脱速度係数収束判定部３６とを備える。
【００８９】
単鎖核酸取得部３１は、総分子数推定装置１０に、離脱速度係数βｉｊと単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、核酸断片の総分子数Ｓｉを単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させ、単鎖核酸推定装置２０に、該核酸断片の総分子数Ｓｉに対応する単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させる。
【００９０】
具体的には、例えば、最初のステップ（ｌ＝０）では、単鎖核酸取得部３１は、離脱速度係数算出装置１の外部から各離脱速度係数の初期値βｉｊ０を示す情報と、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを取得する。そして、単鎖核酸取得部３１は、各離脱速度係数の初期値βｉｊ０を各離脱速度係数βｉｊを示す情報として、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとともに総分子数推定装置１０に出力する。
【００９１】
単鎖核酸取得部３１は、その各離脱速度係数βｉｊと各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、総分子数推定装置１０に、各単鎖核酸の種類毎の核酸断片の総分子数Ｓｉを算出させる。
また、単鎖核酸取得部３１は、離脱速度係数収束判定部３６が収束していないと判定した場合、離脱速度係数選択部３５により選択された各離脱速度係数βｉｊｌ＋１に基づいて、単鎖核酸分子数推定装置２０から各単鎖核酸の分子数Ｃｉを取得する。
【００９２】
具体的には、例えば、離脱速度係数収束判定部３６が収束していないと判定した場合、単鎖核酸取得部３１は、離脱速度係数選択部３５により選択された各離脱速度係数
βｉｊｌ＋１を示す情報を、離脱速度係数収束部２６から受け取ると、選択された各離脱速度係数βｉｊｌ＋１を示す情報を、各離脱速度係数βｉｊを示す情報として、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとともに総分子数推定装置１０に出力し、総分子数推定装置１０に、各単鎖核酸の種類毎の核酸断片の総分子数Ｓｉを算出させる。
【００９３】
２回目以降のステップ（ｌ≧１）では、単鎖核酸取得部３１は、離脱速度係数収束判定部から入力された各離脱速度係数βｉｊｌ＋１を示す情報を、各離脱速度係数βｉｊを示す情報として、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとともに総分子数推定装置１０に出力する。
【００９４】
単鎖核酸取得部３１は、単鎖核酸分子数推定装置２０に、算出された各核酸断片の総分子数Ｓｉと、各離脱速度係数βｉｊとに基づいて、各単鎖核酸の分子数Ｃｉを算出させる。
単鎖核酸取得部３１は、単鎖核酸分子数推定装置２０から算出された各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を取得する。
【００９５】
単鎖核酸取得部３１は、単鎖核酸分子数推定装置２０から取得した各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を補正前の単鎖核酸の分子数Ｃｉｌを示す情報として補正速度係数補正部３２と補正前後差異算出部３４とに出力する。また、単鎖核酸取得部３１は、各離脱速度係数βｉｊｌを示す情報を補正速度係数補正部３２に出力する。
【００９６】
また、単鎖核酸取得部３１は、離脱速度係数補正部３２により補正された後の離脱速度係数β’ｉｊｌに基づき、総分子数推定装置１０に総分子数Ｓ’ｉを単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させ、単鎖核酸推定装置２０に該総分子数Ｓ’ｉに対応する単鎖核酸の分子数Ｃ’ｉｌを単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させる。
【００９７】
具体的には、例えば、単鎖核酸取得部３１は、離脱速度係数補正部３２から、離脱速度係数補正部３２により補正された各離脱速度係数β´ｉｊを取得する。単鎖核酸取得部３１は、離脱速度係数補正部３２により補正された各離脱速度係数β´ｉｊを示す情報を、各離脱速度係数βｉｊを示す情報として、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとともに総分子数推定装置１０に出力する。単鎖核酸取得部３１は、その各離脱速度係数βｉｊと各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、総分子数推定装置１０に、各単鎖核酸の種類毎の核酸断片の総分子数Ｓｉを算出させる。
【００９８】
単鎖核酸取得部３１は、単鎖核酸分子数推定装置２０に、算出された各核酸断片の総分子数Ｓｉと、各離脱速度係数βｉｊとに基づいて、各単鎖核酸の分子数Ｃｉを算出させる。単鎖核酸取得部３１は、単鎖核酸分子数推定装置２０から算出された各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を取得する。
【００９９】
単鎖核酸取得部３１は、単鎖核酸分子数推定装置２０から取得した各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を、補正後の単鎖核酸の分子数Ｃ’ｉｌを示す情報として補正前後差異算出部３４に出力する。
【０１００】
離脱速度係数補正部３２は、単鎖核酸取得部３１により取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉｌを示す情報を受け取る。離脱速度係数補正部３２は、単鎖核酸の種類ｉ毎に、単鎖核酸取得部３１により取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉｌと、自装置の外部から入力された単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に比較する。
【０１０１】
離脱速度係数補正部３２は、取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉが入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉより小さい場合、該単鎖核酸の前記離脱速度係数βｉｊｌを大きくし、取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉが、入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉ以上の場合、該単鎖核酸の離脱速度係数βｉｊｌを小さくする。
【０１０２】
なお、離脱速度係数補正部３２は、乱数を用いて離脱速度係数を補正してもよい。その場合、例えば、離脱速度係数補正部３２は、取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉが入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉより小さい場合、該単鎖核酸の前記離脱速度係数βｉｊｌに所定の値と乱数とを加算する。一方、取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉが、入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉ以上の場合、離脱速度係数補正部３２は、該単鎖核酸の離脱速度係数βｉｊｌを所定の値で減算し、乱数を加算する。
これにより、離脱速度係数補正部３２は、離脱速度係数βｉｊｌに更に乱数を加算することにより、離脱速度係数βｉｊｌが局所的に最適な値に陥ることを防ぐことができる。
【０１０３】
離脱速度係数補正部３２は、補正された後の離脱速度係数β’ｉｊｌを示す情報を単鎖核酸取得部３１に出力する。これにより、単鎖核酸取得部３１は、補正された後の離脱速度係数β’ｉｊｌに基づき、単鎖核酸分子数推定装置２０に補正後の各単鎖核酸の分子数Ｃ’ｉｌを示す情報を推定させることができる。
【０１０４】
また、離脱速度係数補正部３２は、補正される前の離脱速度係数β’ｉｊｌを示す情報と、補正された後の離脱速度係数β’ｉｊｌを示す情報とを離脱速度係数記憶部３３に記憶させる。
【０１０５】
離脱速度係数記憶部３３には、離脱速度係数算出装置１の外部から入力された離脱速度係数の初期値βｉｊ０を示す情報が記憶される。離脱速度係数の初期値βiｊ０は、新たな前記単鎖核酸の既知の分子数が得られた場合に、自装置でそれまでに得られている離脱速度係数である。前記離脱速度係数の初期値βiｊ０は、自装置でそれまでに得られている離脱速度係数がない場合には、第１の単鎖核酸の配列と第２の単鎖核酸の配列の一致箇所の長さに依存した値である。
【０１０６】
補正前後差異算出部３４は、前記単鎖核酸の種類ｉ毎に、前記補正前の単鎖核酸の分子数Ｃｉｌと、離脱速度係数算出装置１の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの差異を補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜として算出する。また、補正前後差異算出部３４は、単鎖核酸の種類ｉ毎に、補正後の単鎖核酸の分子数Ｃ’ｉｌと、離脱速度係数算出装置１の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの差異を補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜として算出する。
【０１０７】
補正前後差異算出部３４は、算出した補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜を示す情報と、補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜を示す情報と、を離脱速度係数選択部３５に出力する。
【０１０８】
離脱速度係数選択部３５は、補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜と、補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜とを単鎖核酸の種類ｉ毎に比較する。補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜が補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜より大きい場合、離脱速度係数選択部３５は、単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸が二重鎖核酸から離脱する離脱速度係数βｉ１、…、βｉｎとして、それぞれ離脱速度係数補正部３２により補正された後の各離脱速度係数β’ｉ１ｌ、…、β’ｉｎｌを単鎖核酸の種類ｉ毎に選択する。
【０１０９】
一方、補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜が補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜以下の場合、離脱速度係数選択部３５は、単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸が二重鎖核酸から離脱する離脱速度係数βｉ１、…、βｉｎとして、それぞれ離脱速度係数補正部３２により補正される前の離脱速度係数βｉ１ｌ、…、βｉｎｌを単鎖核酸の種類ｉ毎に選択する。
【０１１０】
離脱速度係数選択部３５は、補正される前の離脱速度係数βｉｊｌを選択したか補正された後の離脱速度係数β´ｉｊｌ選択したかを示す選択情報を離脱速度係数収束判定部３６に出力する。
【０１１１】
離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数選択部３５から入力された選択情報に基づき、離脱速度係数選択部３５が選択した方の離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）を示す情報を読み出す。
離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数βｉｊ毎に、離脱速度係数補正部３２により補正される前の離脱速度係数βｉｊｌと、離脱速度係数選択部３５により選択された離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）との差異に基づいて、離脱速度係数βｉｊの推定結果が収束したか否かを判定する。
【０１１２】
具体的には、例えば、離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数補正部３２により補正される前の離脱速度係数βｉｊｌと、離脱速度係数選択部３５により選択された離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）との差異の全てが所定の閾値より小さい場合、離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数βｉｊの推定結果が収束したと判定する。そして、離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数選択部３５により選択された離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）を、離脱速度係数βｉｊを示す情報として、離脱速度係数算出装置１の外部に出力する。
【０１１３】
一方、離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数補正部３２により補正される前の離脱速度係数βｉｊｌと、離脱速度係数選択部３５により選択された離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）との差異のいずれか１つでも所定の閾値以上の場合、離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数βｉｊの推定結果が収束していないと判定する。そして、離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数選択部３５により選択された離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）を、次のステップ（ｌ＋１）における離脱速度係数βｉｊｌ＋１を示す情報として、単鎖核酸取得部３１に出力する。
【０１１４】
図５は、離脱速度係数算出装置１による離脱速度係数の推定の処理の流れを示したフローチャートである。まず、離脱速度係数算出装置１の制御部３０は、各離脱速度係数の初期値βｉｊ０を示す情報と各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを示す情報を離脱速度係数算出装置１の外部から取得する（ステップＳ１０１）。
次に、単鎖核酸取得部３１は、補正前の各単鎖核酸の分子数Ｃｉｌを取得する（ステップＳ１０２）。次に、補正前後差異算出装置３４は、各補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜を算出する（ステップＳ１０３）。
【０１１５】
次に、離脱速度係数補正部３２は、離脱速度係数を補正する（ステップＳ１０４）。次に、単鎖核酸取得部３１は、補正後の各単鎖核酸の分子数Ｃ’ｉｌを取得する（ステップＳ１０５）。次に、補正前後差異算出装置３４は、各補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜を算出する（ステップＳ１０６）。
【０１１６】
次に、離脱速度係数選択部３５は、補正後の差異が補正前の差異より小さくなったか否か判定する（ステップＳ１０７）。補正前の差異より補正後の差異が小さくなった場合（ステップＳ１０７ ＹＥＳ）、離脱速度係数選択部３５は、単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸が二重鎖核酸から離脱する離脱速度係数βｉ１、…、βｉｎとして、それぞれ補正後の離脱速度係数β’ｉ１ｌ、…、β’ｉｎｌを選択し、ステップＳ１１０の処理に進む（ステップＳ１０８）。
【０１１７】
一方、補正後の差異が補正前の差異以上の場合（ステップＳ１０７ ＮＯ）、離脱速度係数選択部３５は、単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸が二重鎖核酸から離脱する離脱速度係数βｉ１、…、βｉｎとして、それぞれ補正前の離脱速度係数βｉ１ｌ、…、βｉｎｌを選択し、ステップＳ１１０の処理に進む（ステップＳ１０９）。
【０１１８】
次に、離脱速度係数選択部３５は、全ての単鎖核酸の種類ｉで補正前の差異と補正後の差異とを比較したか否か判定する（ステップＳ１１０）。全ての単鎖核酸の種類ｉで補正前の差異と補正後の差異とを比較していない場合（ステップＳ１１０ ＮＯ）、離脱速度係数選択部３５は、ｉを１増やして、ステップＳ１０７の処理に戻る。
一方、全ての単鎖核酸の種類ｉで補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜と補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜とを比較した場合（ステップＳ１１０ ＹＥＳ）、離脱速度係数収束判定部３６は、補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜と補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜との差が、全ての単鎖核酸の種類ｉで所定の閾値以下か否か判定する（ステップＳ１１２）。
【０１１９】
離脱速度係数収束判定部３６は、補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜と補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜との差が、全ての単鎖核酸の種類ｉで所定の閾値以下でない場合（ステップＳ１１２ ＮＯ）、離脱速度係数収束判定部３６は、単鎖核酸取得部３１が保持する離脱速度係数βｉｊを選択した離脱速度係数βｉｊｌ＋１で更新し（ステップＳ１１３）、ステップＳ１０２の処理に戻る。
【０１２０】
離脱速度係数収束判定部３６は、補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜と補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜との差が、全ての単鎖核酸の種類ｉで所定の閾値以下である場合（ステップＳ１１２ ＹＥＳ）、離脱速度係数収束判定部３６は、各離脱速度係数βｉｊを外部へ出力する（ステップＳ１１４）。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
【０１２１】
図６は、図５のステップＳ１０２またはステップＳ１０５における各単鎖核酸の分子数の取得の処理の流れを示したフローチャートである。まず、総分子数推定装置１０は各核酸断片の総分子数Ｓｉを推定する（ステップＳ２０１）。次に、推定された各核酸断片の総分子数Ｓｉに基づいて、単鎖核酸分子数推定装置２０は、各単鎖核酸の分子数Ｃｉを推定し、単鎖核酸取得部３１に各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を出力する（ステップＳ２０２）。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
【０１２２】
以上により、本実施形態における離脱速度係数算出装置１は、総分子数推定装置１０と、単鎖核酸分子数推定装置２０とを使う構成にすることにより、各単鎖核酸の分子数Ｃｉを取得することができ、その各単鎖核酸の分子数Ｃｉを用いて、各離脱速度係数βｉｊを推定することができるので、ゲノミクス解析を飛躍的に効率化し、かつ精密化することができる。
【０１２３】
また、算出した各離脱速度係数βｉｊを総分子数推定装置１０が各核酸断片の総分子数Ｓｉを推定する際に用いるこることができるので、総分子数推定装置１０は、精度良く各核酸断片の総分子数Ｓｉを推定することができる。
同様に、算出した各離脱速度係数βｉｊを単鎖核酸分子数推定装置２０が各単鎖核酸の分子数Ｃｉを推定する際に用いるこることができるので、単鎖核酸分子数推定装置２０は、精度良く各単鎖核酸の分子数Ｃｉを推定することができる。
【０１２４】
図７は、図６のステップＳ２０１における総分子数推定装置１０による各核酸断片の総分子数の推定の処理の流れを示したフローチャートである。まず、単鎖核酸分子数取得部１３は、離脱速度係数記憶部１２から各離脱速度係数βｉｊを読み出す（ステップＳ３０１）。次に、単鎖核酸分子数取得部１３は、一例として制御部３０から入力された各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを各核酸断片の総分子数Ｓｉとして取得する（ステップＳ３０２）。
【０１２５】
次に、単鎖核酸分子数推定装置２０が、各単鎖核酸の分子数Ｃｉを推定する（ステップＳ３０３）。次に、単鎖核酸差異算出部１４は、単鎖核酸分子数推定装置２０により推定された各単鎖核酸の分子数Ｃｉと、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの差異を算出する（ステップＳ３０４）。
【０１２６】
総分子数収束判定部１５は、算出された差異の全てが所定の閾値以下であるか否か判定する（ステップＳ３０５）。算出された差異の全てが所定の閾値以下でない場合（ステップＳ３０５ ＮＯ）、総分子数補正部１６は、各核酸断片の総分子数を補正し、ステップＳ３０３の処理に戻る。
一方、算出された差異の全てが所定の閾値以下の場合（ステップＳ３０５ ＹＥＳ）、総分子数収束判定部１５は、各核酸断片の総分子数を示す情報を外部へ出力する（ステップＳ３０７）。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
【０１２７】
以上により、本実施形態における総分子数推定装置１０は、単鎖核酸分子数推定装置２０を使うことにより各単鎖核酸の分子数を取得し、取得した各単鎖核酸の分子数を用いて、各核酸断片の総分子数Ｓｉを推定する。このような構成を取ることにより、単鎖核酸分子数推定装置２０は、単鎖核酸分子数推定装置２０により推定された各単鎖核酸の分子数と、既知の単鎖核酸の分子数との差異を小さくするように各核酸断片の総分子数Ｓｉを補正することにより、各核酸断片の総分子数Ｓｉを精度良く推定することができるので、ゲノミクス解析を飛躍的に効率化し、かつ精密化することができる。
【０１２８】
図８は、図６のステップＳ２０２または図７のステップＳ３０３における単鎖核酸分子数推定装置２０による各単鎖核酸の分子数の推定の処理の流れを示したフローチャートである。まず、二重鎖核酸分子数更新部２１は、各二重鎖核酸分子数を更新する（ステップＳ４０１）。次に、単鎖核酸分子数更新部２２は、各単鎖核酸分子数を更新する（ステップＳ４０２）。次に、単鎖核酸収束判定部２３は、単鎖核酸分子数更新部２２における各単鎖核酸の分子数の変更量の全てが所定の閾値以下か否か判定する（ステップＳ４０３）。
【０１２９】
各単鎖核酸の分子数の変更量が１つでも所定の閾値を超える場合（ステップＳ４０３ ＮＯ）、加速係数算出部２４は、加速係数を更新し（ステップＳ４０４）、単鎖核酸分子数推定装置２０は、ステップＳ４０1の処理に戻る。
一方、単鎖核酸分子数更新部２２における各単鎖核酸の分子数の変更量の全てが所定の閾値以下の場合（ステップＳ４０３ ＹＥＳ）、単鎖核酸分子数推定装置２０は、各単鎖核酸の分子数を示す情報を外部へ出力する（ステップＳ４０５）。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
【０１３０】
以上により、本実施形態における単鎖核酸分子数推定装置２０は、各二重鎖核酸の分子数を更新し、更新した二重鎖核酸の分子数に基づいて各単鎖核酸の分子数を更新し、その更新の際の単鎖核酸分子数の変更量に基づいて、各単鎖核酸の分子数の推定が収束したか否か判定することにより、各単鎖核酸の分子数を推定することができる。このような構成を取ることにより、各単鎖核酸の分子数の推定が収束するまで、各二重鎖核酸の分子数の更新し各単鎖核酸の分子数を更新するので、各単鎖核酸の分子数を精度良く推定することができる。これにより、ゲノミクス解析を飛躍的に効率化し、かつ精密化することができる。
【０１３１】
以上、本発明によれば、本実施形態で示した多溶質結合平衡式を利用して、既存の測定データを対象に、元のデータに含まれる目的外の核酸断片結合に起因して発生する誤差を除去して、各単鎖核酸の分子数および各核酸断片の分子数を高精度に得ることができる。
また、特に先行技術が対応できなかった、複雑系での飽和現象による誤差補正や、クロスハイブリダイゼーションに起因する誤差の影響が大きかった少量しか存在しない核酸断片の定量性能の著しい向上が可能となる。
【０１３２】
これにより先行技術では成し得なかった高精度の定量を行うことができ、医学・生物学の分野ではゲノミクス解析を飛躍的に効率化し、精密化する。さらに、効果および安全性の高い核酸医薬や遺伝子治療法の開発・臨床応用を強力に推進するほか、情報工学の分野においても次世代の超並列計算機の開発に寄与することができる。
【０１３３】
また、本発明の実施形態における離脱速度係数算出装置１、総分子数推定装置１０または単鎖核酸分子数推定装置２０の機能またはその機能の一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。この場合、その機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたコンピュータプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、光ディスク、メモリカード等の可搬型記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定期間プログラムを保持するものを含んでもよい。また上記のコンピュータプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせにより実現するものであってもよい。
【０１３４】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０１３５】
１ 離脱速度係数算出装置
１０ 総分子数推定装置
１１ 総分子数記憶部
１２ 離脱速度係数記憶部
１３ 単鎖核酸分子数取得部
１４ 単鎖核酸差異算出部
１５ 総分子数収束判定部
１６ 総分子数補正部
２０ 単鎖核酸分子数推定装置
２１ 二重鎖核酸分子数更新部
２２ 単鎖核酸分子数更新部
２３ 単鎖核酸収束判定部
２４ 加速係数算出部
２５ 単鎖核酸分子数記憶部
３０ 制御部
３１ 単鎖核酸取得部
３２ 離脱速度係数補正部
３３ 離脱速度係数記憶部
３４ 補正前後差異算出部
３５ 離脱速度係数選択部
３６ 離脱速度係数収束判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、競合的ハイブリダイゼーションにおける遺伝子データの補正方法及び補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
核酸は生命体の遺伝情報を蓄積・伝達するために用いられている物質であるが、ペプチド核酸のように安定性や機能性を高めた人工核酸も作出されており、その応用分野は広がりつつある。特に、塩基配列が完全特異的(相補的)もしくは部分特異的な核酸断片対が結合して二重鎖を形成するという核酸の基本物性(以下、ハイブリダイゼーション現象と称する)の活用は、医学・生物学といったバイオテクノロジーだけでなく、情報工学でも応用され始めている。
【０００３】
現在、最も盛んにハイブリダイゼーション現象を利用しているのは、バイオテクノロジーの分野である。この分野では、生物や細胞における遺伝子もしくはその活動状態を網羅的に解析する強力な測定手段として、マイクロアレイ（特許文献１参照）や定量
ｉｎ ｓｉｔｕハイブリダイゼーション等の技術が利用されている。これらの技術では数個〜数百万個の核酸検出用プローブを用いて塩基配列の特異的な結合量を測定することによって、ゲノムスケールで全ての遺伝子もしくは遺伝子活動を同時に定量したり、細胞・組織内の局在と量的分布を測定したりすることができる。
【０００４】
このような核酸量の高精度測定技術は、効果および安全性の高い核酸医薬や遺伝子治療の開発・臨床応用に不可欠であり、定量性の向上を目指した技術開発が進められている。
また情報工学の分野でも、演算対象となる問題を塩基配列に置き換えｉｎ ｖｉｔｒｏ反応を行う事で、非常に多くの問題を同時かつ高速に解く試み（超並列計算機あるいは
ＤＮＡコンピュータ）においてハイブリダイゼーション現象の応用が見られる。このような装置の実用化に際しては、核酸量測定の一層の精度向上が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−５１２２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的にハイブリダイゼーション現象を応用した測定装置では、特定のプローブには、その目的とする核酸断片(ターゲット)のみが結合すると仮定して、各プローブの標識強度からターゲットの濃度を推定している。しかしながら、各プローブに対して、目的外の核酸断片が結合する現象（クロスハイブリダイゼーション）が知られており、標識強度からターゲット濃度を正確に測定することが困難であるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、核酸断片の存在量の測定における定量性を向上させることを可能とする競合的ハイブリダイゼーションにおける遺伝子データの補正方法及び補正装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
＜図３の単鎖核酸分子数推定装置２０＞
上述した課題を解決するために、本発明の単鎖核酸分子数推定装置（図３の単鎖核酸分子数装置２０）は、
（構成要素１）（式（６）参照）
第１の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、
該第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数Ｃｊｔと、
前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊと、
に基づき、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔを前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸との組み合わせ毎に更新する二重鎖核酸分子数更新部（図３の二重鎖核酸分子数更新部２１）と、
（構成要素２）（式（７）参照）
前記二重鎖核酸分子数更新部（図３の二重鎖核酸分子数更新部２１）により更新された各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１と、
自装置（図３の単鎖核酸分子装置２０）の外部より与えられた核酸断片の総分子数Ｓｉと、
に基づいて、前記単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を前記単鎖核酸の種類ｉ毎に更新する単鎖核酸分子数更新部（図３の単鎖核酸分子数更新部２２）と、
（構成要素３）
前記単鎖核酸分子数更新部（図３の単鎖核酸分子数更新部２２）により更新される前の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、
前記単鎖核酸分子数更新部（図３の単鎖核酸分子数更新部２２）により更新された後の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１との差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜を前記単鎖核酸の種類ｉ毎に算出し、
前記各差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜に基づき、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔの推定結果が収束したか否かを判定する単鎖核酸収束判定部（図３の単鎖核酸収束判定部２３）と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
＜図３の単鎖核酸分子数推定装置２０＞
また、本発明の前記単鎖核酸分子数推定装置（図３の単鎖核酸分子数推定装置２０）は、
（構成要素１）（式（８）参照）
前記単鎖核酸収束判定部（図３の単鎖核酸収束判定部２３）が収束していないと判定した場合、
前記単鎖核酸分子数更新部（図３の単鎖核酸分子数更新部２２）により更新された各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１に基づき、
前記二重鎖核酸の種類毎の加速係数ｓｉｊｔ＋１を算出する加速係数算出部（図３の加速係数算出部２４）と、
（構成要素２）（式（６）参照）
前記二重鎖核酸分子数更新部（図３の二重鎖核酸分子数更新部２１）は、
前記単鎖核酸分子数更新部（図３の単鎖核酸分子数更新部２２）により更新された第１の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１と、
前記第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数Ｃｊｔ＋１と、
前記加速係数算出部（図３の加速係数算出部２４）により算出された前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸の組み合わせ毎の加速係数ｓｉｊｔ＋１と、
前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊと、
に基づき、二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１を前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸の組み合わせ毎に更新することを特徴とする。
【００１０】
＜図２の総分子数推定装置＞
また、本発明の総分子数推定装置（図２の総分子数推定装置１０）は、
（構成要素１）
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する離脱速度係数βｉｊを示す情報が該二重鎖核酸の種類毎に記憶されている離脱速度係数記憶部（図２の離脱速度係数記憶部１２）と、
（構成要素２）
核酸断片が単鎖状態である単鎖核酸の分子数Ｃｉと該単鎖核酸を少なくともひとつ含む二重鎖核酸の分子数（ΣＭｉｊ（ｉ＝１からｎまでの和）とＭｉｉとの和）との和である核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報が単鎖核酸の種類毎に記憶されている総分子数記憶部（図２の総分子数記憶部１１）と、
（構成要素３）（式（６）および式（７）参照）
前記離脱速度係数記憶部から前記離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出し、
前記総分子数記憶部から総分子数Ｓｉｋを示す情報を読み出し、
前記読み出された離脱速度係数βｉｊと前記読み出された総分子数Ｓｉｋとに基づいて、
溶液中に存在する単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させる単鎖核酸分子数取得部（図２の単鎖核酸分子数取得部１３）と、
（構成要素４）
前記推定された単鎖核酸の分子数Ｃｉｋと、
自装置の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの
差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に算出する単鎖核酸差異算出部（図２の単鎖核酸差異算出部１４）と、
（構成要素５）
該単鎖核酸の種類ｉ毎の前記差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉに基づき、前記核酸断片の総分子数Ｓｉの推定結果が収束したか否かを判定する総分子数収束判定部（図２の総分子数収束判定部１５）と、
（構成要素６）（式（５）参照）
前記総分子数収束判定部が収束していないと判定した場合、
前記離脱速度係数記憶部から前記各離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出し、
該読み出された各離脱速度係数βｉｊと、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の前記差異Ｃｊｋ−Ｃｇｊとに基づき、前記第１の単鎖核酸を少なくとも１つ有する核酸断片の総分子数Ｓｉｋを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に補正し、補正した総分子数Ｓｉｋ＋１を示す情報で、前記総分子数記憶部に記憶されている総分子数Ｓｉを示す情報を更新する総分子数補正部（図２の総分子数補正部１６）を備え、
前記単鎖核酸分子数取得部は、前記総分子数記憶部から前記総分子数補正部により更新された総分子数Ｓｉを示す情報を読み出し、該読み出した総分子数Ｓｉｋに基づき、前記単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の総分子数推定装置（図２の総分子数推定装置１０）における前記単鎖核酸分子数取得部は、前記単鎖核酸分子数推定装置に出力する前記核酸断片の総分子数の初期値Ｓｉ０を、外部から入力された単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとすることを特徴とする。
【００１２】
＜図１の離脱速度係数算出装置＞
また、本発明の離脱速度係数算出装置（図１の離脱速度係数算出装置１）は、
（構成要素１）
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、核酸断片の分子数Ｓｉを単鎖核酸の種類毎に推定する総分子数推定装置（図１の総分子数推定装置１０）と、
（構成要素２）
前記離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、前記推定された各核酸断片の分子数Ｓｉとに基づき、単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類毎に推定する単鎖核酸分子数推定装置（図１の単鎖核酸分子数推定装置２０）と、
（構成要素３）
前記推定された各単鎖核酸の分子数Ｃｉに基づき、前記離脱速度係数βｉｊを前記二重鎖核酸の種類毎に算出する制御部（図１の制御部３０）と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
＜図４の制御部＞
また、本発明の離脱速度係数算出装置（図１の離脱速度係数算出装置）における前記制御部（図４の制御部３０）は、
（構成要素１）
前記総分子数推定装置（図４の総分子数推定装置１０）に、前記離脱速度係数βｉｊと前記単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、総分子数Ｓｉを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させ、前記単鎖核酸推定装置に、該総分子数Ｓｉに対応する単鎖核酸の分子数Ｃｉを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させる単鎖核酸取得部（図４の単鎖核酸取得部３１）と、
（構成要素２）
前記単鎖核酸の種類ｉ毎に、
前記単鎖核酸取得部（図４の単鎖核酸取得部３１）により取得された前記単鎖核酸の分子数Ｃｉｌと、
自装置の外部から入力された前記単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉと
を前記単鎖核酸の種類ｉ毎に比較し、
前記取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉが入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉより小さい場合、該単鎖核酸の前記離脱速度係数βｉｊｌを大きくし、
前記取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉが、入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉ以上の場合、該単鎖核酸の前記離脱速度係数βｉｊｌを小さくする離脱速度係数補正部（図４の離脱速度係数補正部３２）と、
を備え、
前記単鎖核酸取得部（図４の単鎖核酸取得部３１）は、前記離脱速度係数補正部により補正された後の離脱速度係数β’ｉｊｌに基づき、前記総分子数推定装置（図４の総分子数推定装置１０）に前記総分子数Ｓ’ｉを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させ、前記単鎖核酸推定装置に該総分子数Ｓ’ｉに対応する単鎖核酸の分子数Ｃ’ｉｌを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させ、
前記制御部（図４の制御部３０）は、
（構成要素３）
前記単鎖核酸の種類ｉ毎に、前記補正前の単鎖核酸の分子数Ｃｉｌと、入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの差異を補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜として算出し、
前記単鎖核酸の種類ｉ毎に、前記補正後の単鎖核酸の分子数Ｃ’ｉｌと、入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの差異を補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜として算出する補正前後差異算出部（図４の補正前後差異算出部３４）と、
（構成要素４）
前記補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜と、前記補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜とを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に比較し、前記補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜が前記補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜より大きい場合、前記離脱速度係数補正部により補正された後の離脱速度係数β´ｉｊｌを選択し、前記補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜が前記補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜以下の場合、前記離脱速度係数補正部により補正される前の離脱速度係数βｉｊｌを選択する離脱速度係数選択部（図４の離脱速度係数選択部３５）と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
＜図４の離脱速度係数収束判定部３６＞
また、本発明の離脱速度係数算出装置（図１の離脱速度係数算出装置）における前記制御部（図４の制御部３０）は、
前記離脱速度係数βｉｊ毎に、前記離脱速度係数補正部により補正される前の離脱速度係数βｉｊｌと、前記離脱速度係数選択部（図４の離脱速度係数選択部３５）により選択された離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）との差異に基づいて、前記離脱速度係数βｉｊの推定結果が収束したか否かを判定する離脱速度係数収束判定部（図４の離脱速度係数収束判定部３６）を備え、
前記単鎖核酸取得部は、前記離脱速度係数収束判定部が収束していないと判定した場合、前記離脱速度係数選択部により選択された各離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）に基づいて、前記単鎖核酸分子数推定装置から各単鎖核酸の分子数Ｃｉを取得することを特徴とする。
【００１５】
前記離脱速度係数補正部は、乱数を用いて前記離脱速度係数を補正することを特徴とする。
【００１６】
前記離脱速度係数の初期値βiｊ０は、新たな前記単鎖核酸の既知の分子数が得られた場合に、自装置でそれまでに得られている離脱速度係数であることを特徴とする。
【００１７】
前記離脱速度係数の初期値βiｊ０は、自装置でそれまでに得られている離脱速度係数がない場合には、第１の単鎖核酸の配列と第２の単鎖核酸の配列の一致箇所の長さに依存した値であることを特徴とする。
【００１８】
＜単鎖核酸分子数推定方法＞
また、本発明の単鎖核酸分子数推定方法は、単鎖核酸分子数推定装置（図３の単鎖核酸分子数推定装置２０）が実行する単鎖核酸分子数推定方法であって、
（構成要素１）（式（６）参照）
第１の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、
該第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数Ｃｊｔと、
前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊと、
に基づき、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔを前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸との組み合わせ毎に更新する二重鎖核酸分子数更新手順と、
（構成要素２）（式（７）参照）
前記二重鎖核酸分子数更新手順により更新された各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１と、
前記単鎖核酸分子数推定装置（図３の単鎖核酸分子装置２０）の外部より与えられた核酸断片の総分子数Ｓｉと、
に基づいて、前記単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を前記単鎖核酸の種類ｉ毎に更新する単鎖核酸分子数更新手順と、
（構成要素３）
前記単鎖核酸分子数更新手順により更新される前の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、
前記単鎖核酸分子数更新手順により更新された後の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１との差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜を前記単鎖核酸の種類ｉ毎に算出し、
前記各差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜に基づき、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔの推定結果が収束したか否かを判定する単鎖核酸収束判定手順と、
を有することを特徴とする。
【００１９】
＜総分子数推定方法＞
また、本発明の総分子数推定方法は、二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する離脱速度係数βｉｊを示す情報が該二重鎖核酸の種類毎に記憶されている離脱速度係数記憶部（図２の離脱速度係数記憶部１２）と、核酸断片が単鎖状態である単鎖核酸の分子数Ｃｉと該単鎖核酸を少なくともひとつ含む二重鎖核酸の分子数の和である核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報が単鎖核酸の種類毎に記憶されている総分子数記憶部（図２の総分子数記憶部１１）と、を備える総分子数推定装置が実行する総分子数推定方法であって、
（構成要素１）（式（６）および式（７）参照）
前記離脱速度係数記憶部から前記離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出し、
前記総分子数記憶部から総分子数Ｓｉｋを示す情報を読み出し、
前記読み出された離脱速度係数βｉｊと前記読み出された総分子数Ｓｉｋとに基づいて、
溶液中に存在する単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させる単鎖核酸分子数取得手順と、
（構成要素２）
前記推定された単鎖核酸の分子数Ｃｉｋと、
自装置の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの
差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に算出する単鎖核酸差異算出手順と、
（構成要素３）
該単鎖核酸の種類ｉ毎の前記差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉに基づき、前記核酸断片の総分子数Ｓｉの推定結果が収束したか否かを判定する総分子数収束判定手順と、
（構成要素４）（式（５）参照）
前記総分子数収束判定部手順が収束していないと判定した場合、
前記離脱速度係数記憶部から前記各離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出し、
該読み出された各離脱速度係数βｉｊと、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の前記差異Ｃｊｋ−Ｃｇｊとに基づき、前記第１の単鎖核酸を少なくとも１つ有する核酸断片の総分子数Ｓｉｋを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に補正し、補正した総分子数Ｓｉｋ＋１を示す情報で、前記総分子数記憶部に記憶されている総分子数Ｓｉを示す情報を更新する総分子数補正手順と、
を有し、
前記単鎖核酸分子数取得手順は、前記総分子数記憶部から前記総分子数補正手順により更新された総分子数Ｓｉを示す情報を読み出し、該読み出した総分子数Ｓｉｋに基づき、前記単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させることを特徴とする。
【００２０】
＜離脱速度係数算出方法＞
本発明の離脱速度係数算出装置（図１の離脱速度係数算出装置１）が実行する離脱速度係数算出方法は、
（構成要素１）
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、核酸断片の分子数Ｓｉを単鎖核酸の種類毎に推定する前記総分子数推定方法と、
（構成要素２）
前記離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、前記推定された各核酸断片の分子数Ｓｉとに基づき、単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類毎に推定する前記単鎖核酸分子数推定方法と、
（構成要素３）
前記推定された各単鎖核酸の分子数Ｃｉに基づき、前記離脱速度係数βｉｊを前記二重鎖核酸の種類毎に算出する制御手順と、
を有することを特徴とする。
【００２１】
＜単鎖核酸分子数推定プログラム＞
また、本発明の単鎖核酸分子数推定プログラムは、単鎖核酸分子数推定装置（図３の離脱速度係数算出装置１３）であるコンピュータに、
（構成要素１）（式（６）参照）
第１の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、
該第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数Ｃｊｔと、
前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊと、
に基づき、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔを前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸との組み合わせ毎に更新する二重鎖核酸分子数更新ステップと、
（構成要素２）（式（７）参照）
前記二重鎖核酸分子数更新ステップにより更新された各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１と、
前記単鎖核酸分子数推定装置（図３の単鎖核酸分子装置２０）の外部より与えられた核酸断片の総分子数Ｓｉと、
に基づいて、前記単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を前記単鎖核酸の種類ｉ毎に更新する単鎖核酸分子数更新ステップと、
（構成要素３）
前記単鎖核酸分子数更新ステップにより更新される前の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、
前記単鎖核酸分子数更新ステップにより更新された後の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１との差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜を前記単鎖核酸の種類ｉ毎に算出し、
前記各差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜に基づき、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔの推定結果が収束したか否かを判定する単鎖核酸収束判定ステップと、
を実行させるための単鎖核酸分子数推定プログラムである。
【００２２】
＜総分子数推定プログラム＞
また、本発明の総分子数推定プログラムは、二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する離脱速度係数βｉｊを示す情報が該二重鎖核酸の種類毎に記憶されている離脱速度係数記憶部（図２の離脱速度係数記憶部１２）と、核酸断片が単鎖状態である単鎖核酸の分子数Ｃｉと該単鎖核酸を少なくともひとつ含む二重鎖核酸の分子数の和である核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報が単鎖核酸の種類毎に記憶されている総分子数記憶部（図２の総分子数記憶部１１）と、を備える総分子数推定装置としてのコンピュータに、
（構成要素１）（式（６）および式（７）参照）
前記離脱速度係数記憶部から前記離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出し、
前記総分子数記憶部から総分子数Ｓｉｋを示す情報を読み出し、
前記読み出された離脱速度係数βｉｊと前記読み出された総分子数Ｓｉｋとに基づいて、
溶液中に存在する単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させる単鎖核酸分子数取得手順と、
（構成要素２）
前記推定された単鎖核酸の分子数Ｃｉｋと、
自装置の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの
差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に算出する単鎖核酸差異算出手順と、
（構成要素３）
該単鎖核酸の種類ｉ毎の前記差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉに基づき、前記核酸断片の総分子数Ｓｉの推定結果が収束したか否かを判定する総分子数収束判定手順と、
（構成要素４）（式（５）参照）
前記総分子数収束判定部手順が収束していないと判定した場合、
前記離脱速度係数記憶部から前記各離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出し、
該読み出された各離脱速度係数βｉｊと、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の前記差異Ｃｊｋ−Ｃｇｊとに基づき、前記第１の単鎖核酸を少なくとも１つ有する核酸断片の総分子数Ｓｉｋを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に補正し、補正した総分子数Ｓｉｋ＋１を示す情報で、前記総分子数記憶部に記憶されている総分子数Ｓｉを示す情報を更新する総分子数補正手順と、
を実行させるための総分子数推定プログラムであって、
前記単鎖核酸分子数取得手順は、前記総分子数記憶部から前記総分子数補正手順により更新された総分子数Ｓｉを示す情報を読み出し、該読み出した総分子数Ｓｉｋに基づき、前記単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させることを特徴とする総分子数推定プログラムである。
【００２３】
＜離脱速度係数算出プログラム＞
また、本発明の離脱速度係数算出プログラムは、離脱速度係数算出装置（図１の離脱速度係数算出装置１）であるコンピュータに、
（構成要素１）
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、核酸断片の分子数Ｓｉを単鎖核酸の種類毎に推定する前記総分子数推定プログラムと、
（構成要素２）
前記離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、前記推定された各核酸断片の分子数Ｓｉとに基づき、単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類毎に推定する前記単鎖核酸分子数推定プログラムと、
（構成要素３）
前記推定された各単鎖核酸の分子数Ｃｉに基づき、前記離脱速度係数βｉｊを前記二重鎖核酸の種類毎に算出する制御ステップと、
を実行させるための離脱速度係数算出プログラムである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、各単鎖核酸の分子数を精度良く推定することができる。また、推定各核酸断片の総分子数を推定することができるので、単鎖核酸の分子数と、核酸断片の総分子数とを明確に区別して推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態における離脱速度係数算出装置のブロック構成図である。
【図２】総分子数推定装置のブロック構成図である。
【図３】単鎖核酸分子数推定装置のブロック構成図である。
【図４】制御部のブロック構成図である。
【図５】離脱速度係数算出装置による離脱速度係数の推定の処理の流れを示したフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ１０２またはステップＳ１０５における各単鎖核酸の分子数の取得の処理の流れを示したフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ２０１における総分子数推定装置による各核酸断片の総分子数の推定の処理の流れを示したフローチャートである。
【図８】図６のステップＳ２０２または図７のステップＳ３０３における単鎖核酸分子数推定装置による各単鎖核酸の分子数の推定の処理の流れを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明（競合的ハイブリダイゼーションにおける遺伝子データの補正方法及び補正装置）の一実施形態である、単鎖核酸分子数推定装置、総分子数推定装置、離脱速度係数算出装置、単鎖核酸分子数推定方法、総分子数推定方法、離脱速度係数算出方法、単鎖核酸分子数推定プログラム、総分子数推定プログラムおよび離脱速度係数算出プログラムについて説明する。
【００２７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明の概要について説明する。核酸断片は、主に、単鎖の状態と、相補的な塩基配列を持つ核酸鎖とが結合した二重鎖の状態で存在する。単鎖と二重鎖は物理化学的に平衡状態にあり、溶液の温度や塩濃度等とその塩基配列に基づく結合定数（離脱速度定数）に依存して、それぞれの割合が定まる。
【００２８】
単鎖の結合は対になる核酸断片の塩基配列が完全に相補的な場合だけでなく、部分的な相補性であっても結合状態が生じ得るが、核酸を構成し相補性の要となる塩基は４種類しかなく、その配列パターンは核酸断片の長さが短ければ短いほど少なくなるため、部分的な相補鎖が偶然存在し、部分的な核酸断片結合が極めて発生し易くなる。従って、様々な塩基配列をもつ多数の核酸断片が同時に存在する系においては、完全特異的な核酸断片結合はむしろ少数で、部分特異的な核酸断片結合が大量に発生している。
【００２９】
ある特定の核酸断片(ターゲット)の総分子数を測定する場合に、塩基配列が特異的(相補的)な核酸断片対が結合して二重鎖を形成させるなどの方法による単鎖核酸の量を計測する装置を用いると、溶液中において、完全特異的ならびに部分特異的な結合により、二重鎖核酸を形成し単鎖核酸の存在量が減少するため、既存のターゲットの総分子数を単鎖核酸の量と同一視する測定方法では、測定結果の定量性を低下させる。
【００３０】
本発明では、溶液中における核酸断片の完全特異的ならびに部分特異的な結合により、二重鎖が形成されることによる影響を補正して、測定対象の核酸断片の存在量を高精度に測定することを可能とする単鎖核酸分子数推定装置、総分子数推定装置、離脱速度係数算出装置、単鎖核酸分子数推定方法、総分子数推定方法、離脱速度係数算出方法、単鎖核酸分子数推定プログラム、総分子数推定プログラムおよび離脱速度係数算出プログラムを提供する。
【００３１】
＜理論＞
続いて、本発明の基礎となる理論について説明する。複数種類の単鎖核酸を含む溶液中では、単鎖核酸同士が結合していると考えられる。結合により増加する二重鎖核酸の量は、二つの単鎖核酸が遭遇する確率に依存し、それぞれの単鎖核酸の濃度に比例すると考えられる。
【００３２】
【数１】
【００３３】
ここで、Ｍｉｊは、ｉ（ｉは１からｎまでの整数）番目の単鎖核酸とｊ（ｊは１からｎまでの整数）番目の単鎖核酸が結合した二重鎖核酸の分子数を表し、Ｃｉ、Ｃｊは、それぞれｉ番目の単鎖核酸の分子数およびｊ番目の単鎖核酸の分子数を表す。ここで、Ｋは、結合の速度を表す定数であり、Ｖは溶液の体積である。単鎖核酸に解離することにより減少する二重鎖核酸の量は、核酸断片間の結合力に依存すると考えられ、減少する二重鎖核酸の量は、以下の式で表される。
【００３４】
【数２】
【００３５】
ここで、βｉｊは、上述したようにｉ番目の種類の単鎖核酸とｊ番目の種類の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が解離する速度を示す離脱速度係数である。混合前のｉ番目の単鎖核酸単体の分子数をＳｉとすると、ｉ番目の種類の単鎖核酸の分子数Ｃｉは、以下の式により表される。
【００３６】
【数３】
【００３７】
ここで、右辺の第３項は、二重鎖核酸が同じ単鎖核酸の結合である場合に必要となる項である。すなわち、同じ単鎖核酸が結合して二重鎖核酸が生成されるときには、それと同時に、その単鎖核酸が２個減少するので、右辺には第３項の減算が必要となる。
混合後、十分な時間を経た後は平衡状態にあると考えられ、式（１）の右辺と式（２）の右辺が等しくなるので、以下の式が成立する。
【００３８】
【数４】
【００３９】
＜離脱速度係数算出装置＞
続いて、本発明の実施形態における離脱速度係数算出装置１について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態における離脱速度係数算出装置１のブロック構成図である。離脱速度係数算出装置１は、総分子数推定装置１０と、単鎖核酸分子数推定装置２０と、制御部３０とを備える。
【００４０】
制御部３０は、離脱速度係数算出装置１の外部から入力された各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉ（ｉは単鎖核酸の種類を示すインデックスで、１からｎまでの整数）を示す情報と、各離脱速度係数の初期値βｉｊ０を示す情報とに基づいて、総分子数推定装置１０に各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを示す情報と、各離脱速度係数βｉｊを示す情報を出力する。制御部３０は、総分子数推定装置１０に上記出力した情報に基づいて、単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類毎に算出させる。
【００４１】
制御部３０は、単鎖核酸分子数推定装置２０から各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を取得し、取得した各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報に基づいて、各離脱速度係数βｉｊを算出し、算出した各離脱速度係数βｉｊを示す情報を離脱速度係数算出装置１の外部へ出力する。
【００４２】
総分子数推定装置１０は、制御部３０から入力された単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを示す情報と、離脱速度係数βｉｊを示す情報とに基づいて、核酸断片の総分子数Ｓｉを単鎖核酸の種類毎に算出する。
【００４３】
総分子数推定装置１０は、離脱速度係数βｉｊを示す情報と算出された核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報とを単鎖核酸分子数推定装置２０に出力し、単鎖核酸分子数推定装置２０に上記出力した情報に基づいて、単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類毎に算出させる。
単鎖核酸分子数推定装置２０は、算出した各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を制御部３０に出力する。
【００４４】
単鎖核酸分子数推定装置２０は、総分子数推定装置１０から入力された離脱速度係数βｉｊを示す情報と核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報とに基づいて、単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類毎に算出する。単鎖核酸分子数推定装置２０は、算出した各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を総分子数推定装置１０と制御部３０とへ出力する。
【００４５】
以上の処理をまとめると、離脱速度係数算出装置１の総分子数推定装置１０は、二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、各核酸断片の分子数Ｓｉを単鎖核酸の種類毎に推定する。単鎖核酸分子数推定装置２０は、前記離脱速度係数βｉｊのそれぞれと、前記推定された各核酸断片の分子数Ｓｉとに基づき、単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類毎に推定する。制御部３０は、前記推定された各単鎖核酸の分子数Ｃｉに基づき、前記離脱速度係数βｉｊを前記二重鎖核酸の種類毎に算出する。
【００４６】
＜総分子数推定装置１０＞
続いて、図２を用いて、総分子数推定装置１０を説明する。図２は、総分子数推定装置１０のブロック構成図である。総分子数推定装置１０は、総分子数記憶部１１と、離脱速度係数記憶部１２と、単鎖核酸分子数取得部１３と、単鎖核酸差異算出部１４と、総分子数収束判定部１５と、総分子数補正部１６とを備える。
【００４７】
総分子数記憶部１１には、２回目以降のステップｋ（ｋ≧１）では、総分子数補正部１６により記憶させられることにより、補正後の各核酸断片の総分子数を示す情報Ｓｉｋが記憶されている。
【００４８】
換言すると、総分子数記憶部１１には、核酸断片が単鎖状態である単鎖核酸の分子数Ｃｉと該単鎖核酸を少なくともひとつ含む二重鎖核酸の分子数（ＭｉｊとＭｉｉとの和）との和である核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報が単鎖核酸の種類毎に記憶されている。
離脱速度係数記憶部１２には、制御部３０により記憶させられることにより、二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する離脱速度係数βｉｊを示す情報が該二重鎖核酸の種類毎に記憶されている。
【００４９】
単鎖核酸分子数取得部１３は、離脱速度係数記憶部１２から各離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出す。
単鎖核酸分子数取得部１３は、最初のステップ（ｋ＝０、ｋはステップ数）では、制御部３０から入力された各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを示す情報を取得する。単鎖核酸分子数取得部１３は、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを、各核酸断片の総分子数を示す情報（ｉは単鎖核酸の種類を示すインデックスで１からｎまでの整数）とする。
【００５０】
単鎖核酸分子数取得部１３は、２回目以降（ｋ≧１）のステップにおいて、総分子数記憶部１１から各核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報を各核酸断片の総分子数Ｓｉｋを示す情報として読み出す。
【００５１】
単鎖核酸分子数取得部１３は、各離脱速度係数βｉｊを示す情報と、各核酸断片の総分子数を示す情報Ｓｉとを示す情報とを単鎖核酸分子数推定装置２０に出力することにより、単鎖核酸分子数推定装置２０に各単鎖核酸の分子数Ｃｉを算出させる。
また、単鎖核酸分子数取得部１３は、２回目以降のステップｋ（ｋ≧１）では、総分子数記憶部１１から後述する総分子数補正部１６により更新された各総分子数Ｓｉを示す情報を読み出し、該読み出した各総分子数Ｓｉｋに基づき、単鎖核酸分子数推定装置２０に単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させる。
【００５２】
単鎖核酸分子数取得部１３は、単鎖核酸分子数推定装置２０により算出された各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を取得し、取得した各単鎖核酸の分子数Ｃｉｋを示す情報を単鎖核酸差異算出部１４に出力する。
【００５３】
単鎖核酸差異算出部１４は、制御部３０から、自装置の外部から入力された各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを示す情報を受け取る。単鎖核酸差異算出部１４は、単鎖核酸分子数推定装置２０により推定された単鎖核酸の分子数Ｃｉｋと、自装置の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉを単鎖核酸の種類ｉ毎に算出する。単鎖核酸差異算出部１４は、算出した差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉを示す情報を総分子数収束判定部１５に出力する。
【００５４】
総分子数収束判定部１５は、単鎖核酸の種類毎の上記差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉに基づき、前記核酸断片の総分子数Ｓｉの推定結果が収束したか否かを判定するＳｉの推定結果が収束したか否かを判定する。
【００５５】
具体的には、例えば、総分子数収束判定部１５は、単鎖核酸の種類毎の差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉの絶対値が全て所定の閾値以下である場合、核酸断片の総分子数の推定結果が収束したと判定する。一方、総分子数収束判定部１５は、単鎖核酸の種類毎の差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉの絶対値のうち１つでも所定の閾値を超える場合、核酸断片の総分子数の推定結果が収束していないと判定する。
【００５６】
総分子数収束判定部１５は、核酸断片の総分子数の推定結果が収束したと判定した場合、総分子数記憶部１１から各核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報を読み出し、読み出した各核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報として出力する。
一方、総分子数収束判定部１５は、核酸断片の総分子数の推定結果が収束していないと判定した場合、総分子数の推定結果が収束していない旨を示す情報を総分子数補正部１６に出力する。
【００５７】
なお、総分子数収束判定部１５は、ステップ数が予め決められた所定の数に到達すれば、各核酸断片の総分子数Ｓｉｋの推定結果が収束したと判定してもよい。これにより、総分子数推定装置１０は、全ての差異Ｃｉｋ−Ｃｇｉが所定の閾値以下にならなくてもステップ数が所定の数に到達すれば収束したと判定するので、計算時間を予め決められた所定の範囲に収めることができる。
【００５８】
総分子数補正部１６は、総分子数収束判定部１５から総分子数の推定結果が収束していない旨を示す情報を受け取った場合、すなわち、総分子数収束判定部１５が収束していないと判定した場合、前記離脱速度係数記憶部から前記各離脱速度係数βｉｊを示す情報を読み出す。
総分子数補正部１６は、該読み出された各離脱速度係数βｉｊと、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の前記差異Ｃｊｋ−Ｃｇｊとに基づき、前記第１の単鎖核酸を少なくとも１つ有する核酸断片の総分子数Ｓｉｋを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に補正し、補正した総分子数Ｓｉｋ＋１を示す情報で、総分子数記憶部１１に記憶されている総分子数Ｓｉを示す情報を更新する。
【００５９】
具体的には、例えば、総分子数補正部１６は、以下の式に従って、ｋ番目のステップにおける単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸を含む核酸断片の総分子数の補正量ΔＳｉｋを算出し、算出した補正量ΔＳｉｋで、単鎖核酸の種類ｉの核酸断片の総分子数Ｓｉｋを補正する。
【００６０】
【数５】
【００６１】
ここで、ｓは所定の値であり、Ｃｊｋはｋ番目のステップにおいて推定されたｊ番目の単鎖核酸の分子数、Ｃｇｊはｊ番目の単鎖核酸の既知の分子数である。
【００６２】
＜単鎖核酸分子数推定装置＞
続いて、単鎖核酸分子数推定装置２０について、図３を用いて説明する。図３は、単鎖核酸分子数推定装置２０のブロック構成図である。単鎖核酸分子数推定装置２０は、二重鎖核酸分子数更新部２１と、単鎖核酸分子数更新部２２と、単鎖核酸収束判定部２３と、加速係数算出部２４と、単鎖核酸分子数記憶部２５と、二重鎖核酸分子数記憶部２６とを備える。
【００６３】
最初のステップ（ｔ＝０、ｔはステップ数を表す整数）において、二重鎖核酸分子数更新部２１は、単鎖核酸分子数取得部１３から単鎖核酸の種類毎の総分子数の初期値Ｓｉを示す情報と各離脱速度係数を示す情報とを取得する。最初のステップ（ｔ＝０）では、溶液中には、各二重鎖核酸が存在せず、各単鎖核酸のみが存在している。すなわち、各総分子数の初期値Ｓｉは、それぞれの単鎖核酸の分子数である。従って、最初のステップ（ｔ＝０）において、二重鎖核酸分子数更新部２１は、単鎖核酸の分子数の初期値Ｃｉ０をＳｉに設定する。また、二重鎖核酸分子数更新部２１は、各二重鎖核酸の分子数の初期値Ｍｉｊ０を０に設定する。
【００６４】
２回目以降のステップでは、二重鎖核酸分子数更新部２１は、各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔを示す情報を二重鎖核酸分子数記憶部２６から読み出す。また、二重鎖核酸分子数更新部２１は、加速係数算出部２４により算出された収束計算を加速するための加速係数ｓｉｊｔを示す情報を取得する。
【００６５】
また、二重鎖核酸分子数更新部２１は、後述する単鎖核酸収束判定部２３により更新された第１の種類ｉの単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を、ｔ番目のステップの第１の種類ｉの単鎖核酸の分子数Ｃｉｔを示す情報として、単鎖核酸分子数記憶部２５から読み出す。二重鎖核酸分子数更新部２１は、後述する単鎖核酸収束判定部２３により更新された第２の種類ｊの単鎖核酸の分子数Ｃｊを示す情報を、ｔ番目のステップの第２の種類ｊの単鎖核酸の分子数Ｃｊｔを示す情報として、単鎖核酸分子数記憶部２５から読み出す。
【００６６】
二重鎖核酸分子数更新部２１は、下記の式に従って、ｔ＋１番目のステップにおける各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１を算出する。
【００６７】
【数６】
【００６８】
ここで、ｓｉｊｔは、収束計算を加速するための加速係数であり、ｓｉｊｔの算出方法については、後述することとする。
二重鎖核酸分子数更新部２１は、全てのｉとｊの組み合わせ分、式（６）に従って、各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１を算出する。
【００６９】
最初のステップ（ｔ＝０）においては、上式（６）において、右辺第１項のＭｉｊｔが０であり、ＣｊｔおよびＣｊｔがＳｉであるから、二重鎖核酸分子数更新部２１は、各二重鎖核酸の分子数をＭｉｊ１＝ｓｉｊｔ×Ｋ×（Ｓｉ×Ｓｉ）／βｉｊに従い、算出する。
【００７０】
上記処理についてまとめると、二重鎖核酸分子数更新部２１は、第１の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、該第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数Ｃｊｔと、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊと、に基づき、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔを前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸との組み合わせ毎に更新する。
【００７１】
また、二重鎖核酸分子数更新部２１は、単鎖核酸分子数更新部２２により更新された第１の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１と、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数Ｃｊｔ＋１と、加速係数算出部２４により算出された第１の単鎖核酸と第２の単鎖核酸の組み合わせ毎の加速係数ｓｉｊｔ＋１と、第１の単鎖核酸と第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数βｉｊと、に基づき、二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１を第１の単鎖核酸と第２の単鎖核酸の組み合わせ毎に更新する。
【００７２】
二重鎖核酸分子数更新部２１は、更新した各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１を示す情報を単鎖核酸分子数更新部２２に出力する。また、二重鎖核酸分子数更新部２１は、更新した各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１を示す情報を二重鎖核酸分子数記憶部２６に記憶させる。
【００７３】
単鎖核酸分子数更新部２２は、二重鎖核酸分子数更新部２１により更新された各二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊｔ＋１と、単鎖核酸分子装置２０の外部より与えられた核酸断片の総分子数Ｓｉと、に基づいて、単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を単鎖核酸の種類ｉ毎に更新する。
【００７４】
具体的には、例えば、単鎖核酸分子数更新部２２は、各核酸断片の総分子数Ｓｉを示す情報を単鎖核酸分子数取得部１３から読み出す。単鎖核酸分子数更新部２２は、式（３）に基づく以下の式に従って、単鎖核酸の分子数Ｃｉｔを単鎖核酸の種類ｉ毎に更新する。
【００７５】
【数７】
【００７６】
すなわち、単鎖核酸分子数更新部２２は、単鎖核酸の種類ｉの核酸断片の総分子数Ｓｉから、その単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸を少なくともひとつ含む二重鎖核酸の分子数（ΣＭｉｊ（ｉ＝１からｎまでの和）とＭｉｉとの和）を減算することにより、その単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を算出する。単鎖核酸分子数更新部２２は、単鎖核酸の種類ｉ全部について、上記算出を行うことにより各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を算出する。
【００７７】
単鎖核酸分子数更新部２２は、更新した各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を示す情報を単鎖核酸収束判定部２３に出力する。
【００７８】
単鎖核酸収束判定部２３は、単鎖核酸分子数更新部２２により更新される前の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔと、単鎖核酸分子数更新部２２により更新された後の単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１との差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜を単鎖核酸の種類ｉ毎に算出する。
単鎖核酸収束判定部２３は、各差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜に基づき、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔの推定結果が収束したか否かを判定する。
【００７９】
具体的には、例えば、単鎖核酸収束判定部２３は、全ての差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜が所定の閾値以下の場合、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔの推定結果が収束したと判定する。そして、単鎖核酸収束判定部２３は、更新された各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を示す情報を単鎖核酸分子数取得部１３に出力する。
【００８０】
一方、差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜のうちいずれかひとつでも所定の閾値を超える場合、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔの推定結果が収束していないと判定する。そして、単鎖核酸収束判定部２３は、更新した各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を示す情報を加速係数算出部２４に出力する。また、単鎖核酸収束判定部２３は、更新した各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を示す情報を各単鎖核酸の分子数Ｃｉとして単鎖核酸分子数記憶部２５に記憶させる。
【００８１】
なお、単鎖核酸収束判定部２３は、ステップ数が予め決められた所定の数に到達すれば、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔの推定結果が収束したと判定してもよい。これにより、単鎖核酸分子数推定装置２０は、全ての差異｜Ｃｉｔ＋１−Ｃｉｔ｜が所定の閾値以下にならなくてもステップ数が所定の数に到達すれば収束したと判定するので、計算時間を予め決められた所定の範囲に収めることができる。
【００８２】
続いて、加速係数ｓｉｊｔについて説明する。核酸断片同士の結合力が弱いために、平衡後でも単鎖核酸の濃度が初期濃度との差が小さい場合には、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１は、速やかに収束する。しかし、核酸断片同士の結合力が強いために、平衡後における単鎖核酸の濃度と初期濃度との差が大きく二重鎖核酸の割合が高い場合には、単鎖核酸の分子数の推定過程で単鎖核酸の分子数がある値を中心として振動するといった現象が発生し易くなる。その振動を抑制するために、加速係数算出部２４は、各単鎖核酸の分子数が少なくなるほど、式（６）中の加速係数ｓｉｊｔを小さくする。
【００８３】
加速係数算出部２４は、単鎖核酸収束判定部２３が収束していないと判定した場合、単鎖核酸分子数更新部２２により更新された各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１に基づき、二重鎖核酸の種類毎の加速係数ｓｉｊｔ＋１を算出する。
具体的には、加速係数算出部２４は、単鎖核酸収束判定部２３から更新された各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１を示す情報を受け取ると、各単鎖核酸の分子数Ｃｉｔ＋１に基づき、各加速係数ｓｉｊｔ＋１をそれぞれ算出する。例えば、加速係数算出部２４は、以下の式に従って、各加速係数ｓｉｊｔを算出する。
【００８４】
【数８】
【００８５】
ここで、Ｓｉは単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸の総分子数であり、Ｓｊは単鎖核酸の種類ｊの単鎖核酸の総分子数である。加速係数ｓｉｊｔは、最初のステップ（ｔ＝０）では１である。
加速係数算出部２４は、式（８）に従い、種類ｉの単鎖核酸の分子数Ｃｉまたは種類ｊの単鎖核酸の分子数Ｃｊが少なくなるほど、加速係数ｓｉｊｔを小さくする。
【００８６】
これにより、加速係数ｓｉｊｔが小さくなるほど、式（６）の右辺の第２項の数が小さくなるので、二重鎖核酸分子数更新部２１による二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊの変更量が減少する。その結果、二重鎖核酸の分子数Ｍｉｊの変更量が減少すると、単鎖核酸分子数更新部２２による単鎖核酸の分子数の変更量も小さくなるので、単鎖核酸の分子数の推定過程で単鎖核酸の分子数がある値を中心として振動するのを抑えることができる。
【００８７】
なお、加速係数算出部２４は、各単鎖核酸の分子数Ｃｉと、単鎖核酸同士の結合速度を示す結合速度定数Ｋの関係に基づき、加速係数ｓｉｊｔを調整してもよい。
加速係数算出部２４は、算出した各加速係数ｓｉｊｔを示す情報を二重核酸分子数更新部２１に出力する。
【００８８】
＜制御部＞
続いて、制御部３０の処理について説明する。図４は、制御部３０のブロック構成図である。制御部３０は、単鎖核酸取得部３１と、離脱速度係数補正部３２と、離脱係数記憶部３３と、補正前後差異算出部３４と、離脱速度係数選択部３５と、離脱速度係数収束判定部３６とを備える。
【００８９】
単鎖核酸取得部３１は、総分子数推定装置１０に、離脱速度係数βｉｊと単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、核酸断片の総分子数Ｓｉを単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させ、単鎖核酸推定装置２０に、該核酸断片の総分子数Ｓｉに対応する単鎖核酸の分子数Ｃｉを単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させる。
【００９０】
具体的には、例えば、最初のステップ（ｌ＝０）では、単鎖核酸取得部３１は、離脱速度係数算出装置１の外部から各離脱速度係数の初期値βｉｊ０を示す情報と、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを取得する。そして、単鎖核酸取得部３１は、各離脱速度係数の初期値βｉｊ０を各離脱速度係数βｉｊを示す情報として、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとともに総分子数推定装置１０に出力する。
【００９１】
単鎖核酸取得部３１は、その各離脱速度係数βｉｊと各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、総分子数推定装置１０に、各単鎖核酸の種類毎の核酸断片の総分子数Ｓｉを算出させる。
また、単鎖核酸取得部３１は、離脱速度係数収束判定部３６が収束していないと判定した場合、離脱速度係数選択部３５により選択された各離脱速度係数βｉｊｌ＋１に基づいて、単鎖核酸分子数推定装置２０から各単鎖核酸の分子数Ｃｉを取得する。
【００９２】
具体的には、例えば、離脱速度係数収束判定部３６が収束していないと判定した場合、単鎖核酸取得部３１は、離脱速度係数選択部３５により選択された各離脱速度係数
βｉｊｌ＋１を示す情報を、離脱速度係数収束部２６から受け取ると、選択された各離脱速度係数βｉｊｌ＋１を示す情報を、各離脱速度係数βｉｊを示す情報として、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとともに総分子数推定装置１０に出力し、総分子数推定装置１０に、各単鎖核酸の種類毎の核酸断片の総分子数Ｓｉを算出させる。
【００９３】
２回目以降のステップ（ｌ≧１）では、単鎖核酸取得部３１は、離脱速度係数収束判定部から入力された各離脱速度係数βｉｊｌ＋１を示す情報を、各離脱速度係数βｉｊを示す情報として、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとともに総分子数推定装置１０に出力する。
【００９４】
単鎖核酸取得部３１は、単鎖核酸分子数推定装置２０に、算出された各核酸断片の総分子数Ｓｉと、各離脱速度係数βｉｊとに基づいて、各単鎖核酸の分子数Ｃｉを算出させる。
単鎖核酸取得部３１は、単鎖核酸分子数推定装置２０から算出された各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を取得する。
【００９５】
単鎖核酸取得部３１は、単鎖核酸分子数推定装置２０から取得した各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を補正前の単鎖核酸の分子数Ｃｉｌを示す情報として補正速度係数補正部３２と補正前後差異算出部３４とに出力する。また、単鎖核酸取得部３１は、各離脱速度係数βｉｊｌを示す情報を補正速度係数補正部３２に出力する。
【００９６】
また、単鎖核酸取得部３１は、離脱速度係数補正部３２により補正された後の離脱速度係数β’ｉｊｌに基づき、総分子数推定装置１０に総分子数Ｓ’ｉを単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させ、単鎖核酸推定装置２０に該総分子数Ｓ’ｉに対応する単鎖核酸の分子数Ｃ’ｉｌを単鎖核酸の種類ｉ毎に推定させる。
【００９７】
具体的には、例えば、単鎖核酸取得部３１は、離脱速度係数補正部３２から、離脱速度係数補正部３２により補正された各離脱速度係数β´ｉｊを取得する。単鎖核酸取得部３１は、離脱速度係数補正部３２により補正された各離脱速度係数β´ｉｊを示す情報を、各離脱速度係数βｉｊを示す情報として、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとともに総分子数推定装置１０に出力する。単鎖核酸取得部３１は、その各離脱速度係数βｉｊと各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとに基づき、総分子数推定装置１０に、各単鎖核酸の種類毎の核酸断片の総分子数Ｓｉを算出させる。
【００９８】
単鎖核酸取得部３１は、単鎖核酸分子数推定装置２０に、算出された各核酸断片の総分子数Ｓｉと、各離脱速度係数βｉｊとに基づいて、各単鎖核酸の分子数Ｃｉを算出させる。単鎖核酸取得部３１は、単鎖核酸分子数推定装置２０から算出された各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を取得する。
【００９９】
単鎖核酸取得部３１は、単鎖核酸分子数推定装置２０から取得した各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を、補正後の単鎖核酸の分子数Ｃ’ｉｌを示す情報として補正前後差異算出部３４に出力する。
【０１００】
離脱速度係数補正部３２は、単鎖核酸取得部３１により取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉｌを示す情報を受け取る。離脱速度係数補正部３２は、単鎖核酸の種類ｉ毎に、単鎖核酸取得部３１により取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉｌと、自装置の外部から入力された単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に比較する。
【０１０１】
離脱速度係数補正部３２は、取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉが入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉより小さい場合、該単鎖核酸の前記離脱速度係数βｉｊｌを大きくし、取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉが、入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉ以上の場合、該単鎖核酸の離脱速度係数βｉｊｌを小さくする。
【０１０２】
なお、離脱速度係数補正部３２は、乱数を用いて離脱速度係数を補正してもよい。その場合、例えば、離脱速度係数補正部３２は、取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉが入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉより小さい場合、該単鎖核酸の前記離脱速度係数βｉｊｌに所定の値と乱数とを加算する。一方、取得された単鎖核酸の分子数Ｃｉが、入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉ以上の場合、離脱速度係数補正部３２は、該単鎖核酸の離脱速度係数βｉｊｌを所定の値で減算し、乱数を加算する。
これにより、離脱速度係数補正部３２は、離脱速度係数βｉｊｌに更に乱数を加算することにより、離脱速度係数βｉｊｌが局所的に最適な値に陥ることを防ぐことができる。
【０１０３】
離脱速度係数補正部３２は、補正された後の離脱速度係数β’ｉｊｌを示す情報を単鎖核酸取得部３１に出力する。これにより、単鎖核酸取得部３１は、補正された後の離脱速度係数β’ｉｊｌに基づき、単鎖核酸分子数推定装置２０に補正後の各単鎖核酸の分子数Ｃ’ｉｌを示す情報を推定させることができる。
【０１０４】
また、離脱速度係数補正部３２は、補正される前の離脱速度係数β’ｉｊｌを示す情報と、補正された後の離脱速度係数β’ｉｊｌを示す情報とを離脱速度係数記憶部３３に記憶させる。
【０１０５】
離脱速度係数記憶部３３には、離脱速度係数算出装置１の外部から入力された離脱速度係数の初期値βｉｊ０を示す情報が記憶される。離脱速度係数の初期値βiｊ０は、新たな前記単鎖核酸の既知の分子数が得られた場合に、自装置でそれまでに得られている離脱速度係数である。前記離脱速度係数の初期値βiｊ０は、自装置でそれまでに得られている離脱速度係数がない場合には、第１の単鎖核酸の配列と第２の単鎖核酸の配列の一致箇所の長さに依存した値である。
【０１０６】
補正前後差異算出部３４は、前記単鎖核酸の種類ｉ毎に、前記補正前の単鎖核酸の分子数Ｃｉｌと、離脱速度係数算出装置１の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの差異を補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜として算出する。また、補正前後差異算出部３４は、単鎖核酸の種類ｉ毎に、補正後の単鎖核酸の分子数Ｃ’ｉｌと、離脱速度係数算出装置１の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの差異を補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜として算出する。
【０１０７】
補正前後差異算出部３４は、算出した補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜を示す情報と、補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜を示す情報と、を離脱速度係数選択部３５に出力する。
【０１０８】
離脱速度係数選択部３５は、補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜と、補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜とを単鎖核酸の種類ｉ毎に比較する。補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜が補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜より大きい場合、離脱速度係数選択部３５は、単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸が二重鎖核酸から離脱する離脱速度係数βｉ１、…、βｉｎとして、それぞれ離脱速度係数補正部３２により補正された後の各離脱速度係数β’ｉ１ｌ、…、β’ｉｎｌを単鎖核酸の種類ｉ毎に選択する。
【０１０９】
一方、補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜が補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜以下の場合、離脱速度係数選択部３５は、単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸が二重鎖核酸から離脱する離脱速度係数βｉ１、…、βｉｎとして、それぞれ離脱速度係数補正部３２により補正される前の離脱速度係数βｉ１ｌ、…、βｉｎｌを単鎖核酸の種類ｉ毎に選択する。
【０１１０】
離脱速度係数選択部３５は、補正される前の離脱速度係数βｉｊｌを選択したか補正された後の離脱速度係数β´ｉｊｌ選択したかを示す選択情報を離脱速度係数収束判定部３６に出力する。
【０１１１】
離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数選択部３５から入力された選択情報に基づき、離脱速度係数選択部３５が選択した方の離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）を示す情報を読み出す。
離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数βｉｊ毎に、離脱速度係数補正部３２により補正される前の離脱速度係数βｉｊｌと、離脱速度係数選択部３５により選択された離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）との差異に基づいて、離脱速度係数βｉｊの推定結果が収束したか否かを判定する。
【０１１２】
具体的には、例えば、離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数補正部３２により補正される前の離脱速度係数βｉｊｌと、離脱速度係数選択部３５により選択された離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）との差異の全てが所定の閾値より小さい場合、離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数βｉｊの推定結果が収束したと判定する。そして、離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数選択部３５により選択された離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）を、離脱速度係数βｉｊを示す情報として、離脱速度係数算出装置１の外部に出力する。
【０１１３】
一方、離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数補正部３２により補正される前の離脱速度係数βｉｊｌと、離脱速度係数選択部３５により選択された離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）との差異のいずれか１つでも所定の閾値以上の場合、離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数βｉｊの推定結果が収束していないと判定する。そして、離脱速度係数収束判定部３６は、離脱速度係数選択部３５により選択された離脱速度係数（βｉｊｌまたはβ’ｉｊｌ）を、次のステップ（ｌ＋１）における離脱速度係数βｉｊｌ＋１を示す情報として、単鎖核酸取得部３１に出力する。
【０１１４】
図５は、離脱速度係数算出装置１による離脱速度係数の推定の処理の流れを示したフローチャートである。まず、離脱速度係数算出装置１の制御部３０は、各離脱速度係数の初期値βｉｊ０を示す情報と各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを示す情報を離脱速度係数算出装置１の外部から取得する（ステップＳ１０１）。
次に、単鎖核酸取得部３１は、補正前の各単鎖核酸の分子数Ｃｉｌを取得する（ステップＳ１０２）。次に、補正前後差異算出装置３４は、各補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜を算出する（ステップＳ１０３）。
【０１１５】
次に、離脱速度係数補正部３２は、離脱速度係数を補正する（ステップＳ１０４）。次に、単鎖核酸取得部３１は、補正後の各単鎖核酸の分子数Ｃ’ｉｌを取得する（ステップＳ１０５）。次に、補正前後差異算出装置３４は、各補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜を算出する（ステップＳ１０６）。
【０１１６】
次に、離脱速度係数選択部３５は、補正後の差異が補正前の差異より小さくなったか否か判定する（ステップＳ１０７）。補正前の差異より補正後の差異が小さくなった場合（ステップＳ１０７ ＹＥＳ）、離脱速度係数選択部３５は、単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸が二重鎖核酸から離脱する離脱速度係数βｉ１、…、βｉｎとして、それぞれ補正後の離脱速度係数β’ｉ１ｌ、…、β’ｉｎｌを選択し、ステップＳ１１０の処理に進む（ステップＳ１０８）。
【０１１７】
一方、補正後の差異が補正前の差異以上の場合（ステップＳ１０７ ＮＯ）、離脱速度係数選択部３５は、単鎖核酸の種類ｉの単鎖核酸が二重鎖核酸から離脱する離脱速度係数βｉ１、…、βｉｎとして、それぞれ補正前の離脱速度係数βｉ１ｌ、…、βｉｎｌを選択し、ステップＳ１１０の処理に進む（ステップＳ１０９）。
【０１１８】
次に、離脱速度係数選択部３５は、全ての単鎖核酸の種類ｉで補正前の差異と補正後の差異とを比較したか否か判定する（ステップＳ１１０）。全ての単鎖核酸の種類ｉで補正前の差異と補正後の差異とを比較していない場合（ステップＳ１１０ ＮＯ）、離脱速度係数選択部３５は、ｉを１増やして、ステップＳ１０７の処理に戻る。
一方、全ての単鎖核酸の種類ｉで補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜と補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜とを比較した場合（ステップＳ１１０ ＹＥＳ）、離脱速度係数収束判定部３６は、補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜と補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜との差が、全ての単鎖核酸の種類ｉで所定の閾値以下か否か判定する（ステップＳ１１２）。
【０１１９】
離脱速度係数収束判定部３６は、補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜と補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜との差が、全ての単鎖核酸の種類ｉで所定の閾値以下でない場合（ステップＳ１１２ ＮＯ）、離脱速度係数収束判定部３６は、単鎖核酸取得部３１が保持する離脱速度係数βｉｊを選択した離脱速度係数βｉｊｌ＋１で更新し（ステップＳ１１３）、ステップＳ１０２の処理に戻る。
【０１２０】
離脱速度係数収束判定部３６は、補正前の差異｜Ｃｉｌ−Ｃｇｉ｜と補正後の差異｜Ｃ’ｉｌ−Ｃｇｉ｜との差が、全ての単鎖核酸の種類ｉで所定の閾値以下である場合（ステップＳ１１２ ＹＥＳ）、離脱速度係数収束判定部３６は、各離脱速度係数βｉｊを外部へ出力する（ステップＳ１１４）。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
【０１２１】
図６は、図５のステップＳ１０２またはステップＳ１０５における各単鎖核酸の分子数の取得の処理の流れを示したフローチャートである。まず、総分子数推定装置１０は各核酸断片の総分子数Ｓｉを推定する（ステップＳ２０１）。次に、推定された各核酸断片の総分子数Ｓｉに基づいて、単鎖核酸分子数推定装置２０は、各単鎖核酸の分子数Ｃｉを推定し、単鎖核酸取得部３１に各単鎖核酸の分子数Ｃｉを示す情報を出力する（ステップＳ２０２）。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
【０１２２】
以上により、本実施形態における離脱速度係数算出装置１は、総分子数推定装置１０と、単鎖核酸分子数推定装置２０とを使う構成にすることにより、各単鎖核酸の分子数Ｃｉを取得することができ、その各単鎖核酸の分子数Ｃｉを用いて、各離脱速度係数βｉｊを推定することができるので、ゲノミクス解析を飛躍的に効率化し、かつ精密化することができる。
【０１２３】
また、算出した各離脱速度係数βｉｊを総分子数推定装置１０が各核酸断片の総分子数Ｓｉを推定する際に用いるこることができるので、総分子数推定装置１０は、精度良く各核酸断片の総分子数Ｓｉを推定することができる。
同様に、算出した各離脱速度係数βｉｊを単鎖核酸分子数推定装置２０が各単鎖核酸の分子数Ｃｉを推定する際に用いるこることができるので、単鎖核酸分子数推定装置２０は、精度良く各単鎖核酸の分子数Ｃｉを推定することができる。
【０１２４】
図７は、図６のステップＳ２０１における総分子数推定装置１０による各核酸断片の総分子数の推定の処理の流れを示したフローチャートである。まず、単鎖核酸分子数取得部１３は、離脱速度係数記憶部１２から各離脱速度係数βｉｊを読み出す（ステップＳ３０１）。次に、単鎖核酸分子数取得部１３は、一例として制御部３０から入力された各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉを各核酸断片の総分子数Ｓｉとして取得する（ステップＳ３０２）。
【０１２５】
次に、単鎖核酸分子数推定装置２０が、各単鎖核酸の分子数Ｃｉを推定する（ステップＳ３０３）。次に、単鎖核酸差異算出部１４は、単鎖核酸分子数推定装置２０により推定された各単鎖核酸の分子数Ｃｉと、各単鎖核酸の既知の分子数Ｃｇｉとの差異を算出する（ステップＳ３０４）。
【０１２６】
総分子数収束判定部１５は、算出された差異の全てが所定の閾値以下であるか否か判定する（ステップＳ３０５）。算出された差異の全てが所定の閾値以下でない場合（ステップＳ３０５ ＮＯ）、総分子数補正部１６は、各核酸断片の総分子数を補正し、ステップＳ３０３の処理に戻る。
一方、算出された差異の全てが所定の閾値以下の場合（ステップＳ３０５ ＹＥＳ）、総分子数収束判定部１５は、各核酸断片の総分子数を示す情報を外部へ出力する（ステップＳ３０７）。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
【０１２７】
以上により、本実施形態における総分子数推定装置１０は、単鎖核酸分子数推定装置２０を使うことにより各単鎖核酸の分子数を取得し、取得した各単鎖核酸の分子数を用いて、各核酸断片の総分子数Ｓｉを推定する。このような構成を取ることにより、単鎖核酸分子数推定装置２０は、単鎖核酸分子数推定装置２０により推定された各単鎖核酸の分子数と、既知の単鎖核酸の分子数との差異を小さくするように各核酸断片の総分子数Ｓｉを補正することにより、各核酸断片の総分子数Ｓｉを精度良く推定することができるので、ゲノミクス解析を飛躍的に効率化し、かつ精密化することができる。
【０１２８】
図８は、図６のステップＳ２０２または図７のステップＳ３０３における単鎖核酸分子数推定装置２０による各単鎖核酸の分子数の推定の処理の流れを示したフローチャートである。まず、二重鎖核酸分子数更新部２１は、各二重鎖核酸分子数を更新する（ステップＳ４０１）。次に、単鎖核酸分子数更新部２２は、各単鎖核酸分子数を更新する（ステップＳ４０２）。次に、単鎖核酸収束判定部２３は、単鎖核酸分子数更新部２２における各単鎖核酸の分子数の変更量の全てが所定の閾値以下か否か判定する（ステップＳ４０３）。
【０１２９】
各単鎖核酸の分子数の変更量が１つでも所定の閾値を超える場合（ステップＳ４０３ ＮＯ）、加速係数算出部２４は、加速係数を更新し（ステップＳ４０４）、単鎖核酸分子数推定装置２０は、ステップＳ４０1の処理に戻る。
一方、単鎖核酸分子数更新部２２における各単鎖核酸の分子数の変更量の全てが所定の閾値以下の場合（ステップＳ４０３ ＹＥＳ）、単鎖核酸分子数推定装置２０は、各単鎖核酸の分子数を示す情報を外部へ出力する（ステップＳ４０５）。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
【０１３０】
以上により、本実施形態における単鎖核酸分子数推定装置２０は、各二重鎖核酸の分子数を更新し、更新した二重鎖核酸の分子数に基づいて各単鎖核酸の分子数を更新し、その更新の際の単鎖核酸分子数の変更量に基づいて、各単鎖核酸の分子数の推定が収束したか否か判定することにより、各単鎖核酸の分子数を推定することができる。このような構成を取ることにより、各単鎖核酸の分子数の推定が収束するまで、各二重鎖核酸の分子数の更新し各単鎖核酸の分子数を更新するので、各単鎖核酸の分子数を精度良く推定することができる。これにより、ゲノミクス解析を飛躍的に効率化し、かつ精密化することができる。
【０１３１】
以上、本発明によれば、本実施形態で示した多溶質結合平衡式を利用して、既存の測定データを対象に、元のデータに含まれる目的外の核酸断片結合に起因して発生する誤差を除去して、各単鎖核酸の分子数および各核酸断片の分子数を高精度に得ることができる。
また、特に先行技術が対応できなかった、複雑系での飽和現象による誤差補正や、クロスハイブリダイゼーションに起因する誤差の影響が大きかった少量しか存在しない核酸断片の定量性能の著しい向上が可能となる。
【０１３２】
これにより先行技術では成し得なかった高精度の定量を行うことができ、医学・生物学の分野ではゲノミクス解析を飛躍的に効率化し、精密化する。さらに、効果および安全性の高い核酸医薬や遺伝子治療法の開発・臨床応用を強力に推進するほか、情報工学の分野においても次世代の超並列計算機の開発に寄与することができる。
【０１３３】
また、本発明の実施形態における離脱速度係数算出装置１、総分子数推定装置１０または単鎖核酸分子数推定装置２０の機能またはその機能の一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。この場合、その機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたコンピュータプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、光ディスク、メモリカード等の可搬型記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定期間プログラムを保持するものを含んでもよい。また上記のコンピュータプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせにより実現するものであってもよい。
【０１３４】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０１３５】
１ 離脱速度係数算出装置
１０ 総分子数推定装置
１１ 総分子数記憶部
１２ 離脱速度係数記憶部
１３ 単鎖核酸分子数取得部
１４ 単鎖核酸差異算出部
１５ 総分子数収束判定部
１６ 総分子数補正部
２０ 単鎖核酸分子数推定装置
２１ 二重鎖核酸分子数更新部
２２ 単鎖核酸分子数更新部
２３ 単鎖核酸収束判定部
２４ 加速係数算出部
２５ 単鎖核酸分子数記憶部
３０ 制御部
３１ 単鎖核酸取得部
３２ 離脱速度係数補正部
３３ 離脱速度係数記憶部
３４ 補正前後差異算出部
３５ 離脱速度係数選択部
３６ 離脱速度係数収束判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の単鎖核酸の分子数と、該第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数と、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数と、に基づき、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数を前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸との組み合わせ毎に更新する二重鎖核酸分子数更新部と、
前記二重鎖核酸分子数更新部により更新された各二重鎖核酸の分子数と、自装置の外部より与えられた核酸断片の総分子数と、に基づいて、前記単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸の種類毎に更新する単鎖核酸分子数更新部と、
前記単鎖核酸分子数更新部により更新される前の単鎖核酸の分子数と、
前記単鎖核酸分子数更新部により更新された後の単鎖核酸の分子数との差異を前記単鎖核酸の種類毎に算出し、前記各差異に基づき、各単鎖核酸の分子数の推定結果が収束したか否かを判定する単鎖核酸収束判定部と、
を備えることを特徴とする単鎖核酸分子数推定装置。
【請求項２】
前記単鎖核酸収束判定部が収束していないと判定した場合、前記単鎖核酸分子数更新部により更新された各単鎖核酸の分子数に基づき、前記二重鎖核酸の種類毎の加速係数を算出する加速係数算出部と、
前記二重鎖核酸分子数更新部は、前記単鎖核酸分子数更新部により更新された第１の単鎖核酸の分子数と、前記第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数と、前記加速係数算出部により算出された前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸の組み合わせ毎の加速係数と、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数と、に基づき、二重鎖核酸の分子数を前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸の組み合わせ毎に更新することを特徴とする請求項１に記載の単鎖核酸分子数推定装置。
【請求項３】
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する離脱速度係数を示す情報が該二重鎖核酸の種類毎に記憶されている離脱速度係数記憶部と、
核酸断片が単鎖状態である単鎖核酸の分子数と該単鎖核酸を少なくともひとつ含む二重鎖核酸の分子数との和である核酸断片の総分子数を示す情報が単鎖核酸の種類毎に記憶されている総分子数記憶部と、
前記離脱速度係数記憶部から前記離脱速度係数を示す情報を読み出し、前記総分子数記憶部から総分子数を示す情報を読み出し、前記読み出された離脱速度係数と前記読み出された総分子数とに基づいて、溶液中に存在する単鎖核酸の分子数を請求項１または請求項２に記載の単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類毎に推定させる単鎖核酸分子数取得部と、
前記推定された単鎖核酸の分子数と、自装置の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数との差異を前記単鎖核酸の種類毎に算出する単鎖核酸差異算出部と、
該単鎖核酸の種類毎の前記差異に基づき、前記核酸断片の総分子数の推定結果が収束したか否かを判定する総分子数収束判定部と、
前記総分子数収束判定部が収束していないと判定した場合、前記離脱速度係数記憶部から前記各離脱速度係数を示す情報を読み出し、該読み出された各離脱速度係数と、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の前記差異とに基づき、前記第１の単鎖核酸を少なくとも１つ有する核酸断片の総分子数を前記単鎖核酸の種類毎に補正し、該補正した総分子数を示す情報で、前記総分子数記憶部に記憶されている総分子数を示す情報を更新する総分子数補正部と、
を備え、
前記単鎖核酸分子数取得部は、前記総分子数記憶部から前記総分子数補正部により更新された総分子数を示す情報を読み出し、該読み出した総分子数に基づき、前記単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類毎に推定させることを特徴とする総分子数推定装置。
【請求項４】
前記単鎖核酸分子数取得部は、前記単鎖核酸分子数推定装置に出力する前記核酸断片の総分子数の初期値を、外部から入力された単鎖核酸の既知の分子数とすることを特徴とする請求項３に記載の総分子数推定装置。
【請求項５】
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数のそれぞれと、各単鎖核酸の既知の分子数とに基づき、核酸断片の分子数を単鎖核酸の種類毎に推定する請求項３または請求項４に記載の総分子数推定装置と、
前記離脱速度係数のそれぞれと、前記推定された各核酸断片の分子数とに基づき、単鎖核酸の分子数を単鎖核酸の種類毎に推定する請求項１または請求項２に記載の単鎖核酸分子数推定装置と、
前記推定された各単鎖核酸の分子数に基づき、前記離脱速度係数を前記二重鎖核酸の種類毎に算出する制御部と、
を備えることを特徴とする離脱速度係数算出装置。
【請求項６】
前記制御部は、
請求項３または請求項４に記載の総分子数推定装置に、前記離脱速度係数と前記単鎖核酸の既知の分子数とに基づき、総分子数を前記単鎖核酸の種類毎に推定させ、請求項１または請求項２に記載の単鎖核酸推定装置に、該総分子数に対応する単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸の種類毎に推定させる単鎖核酸取得部と、
前記単鎖核酸の種類毎に、前記単鎖核酸取得部により取得された前記単鎖核酸の分子数と、自装置の外部から入力された前記単鎖核酸の既知の分子数とを前記単鎖核酸の種類毎に比較し、前記取得された単鎖核酸の分子数が入力された該単鎖核酸の既知の分子数より小さい場合、該単鎖核酸の前記離脱速度係数を大きくし、前記取得された単鎖核酸の分子数が、入力された該単鎖核酸の既知の分子数以上の場合、該単鎖核酸の前記離脱速度係数を小さくする離脱速度係数補正部と、
を備え、
前記単鎖核酸取得部は、前記離脱速度係数補正部により補正された後の離脱速度係数に基づき、請求項３または請求項４に記載の総分子数推定装置に前記総分子数を前記単鎖核酸の種類毎に推定させ、請求項１または請求項２に記載の単鎖核酸推定装置に該総分子数に対応する単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸の種類毎に推定させ、
前記制御部は、
前記単鎖核酸の種類毎に、前記補正前の単鎖核酸の分子数と、入力された該単鎖核酸の既知の分子数との差異を補正前の差異として算出し、前記単鎖核酸の種類毎に、前記補正後の単鎖核酸の分子数と、入力された該単鎖核酸の既知の分子数との差異を補正後の差異として算出する補正前後差異算出部と、
前記補正前の差異と、前記補正後の差異とを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に比較し、前記補正前の差異が前記補正後の差異より大きい場合、前記離脱速度係数補正部により補正された後の離脱速度係数を選択し、前記補正前の差異が前記補正後の差異以下の場合、前記離脱速度係数補正部により補正される前の離脱速度係数を選択する離脱速度係数選択部と、
を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の離脱速度係数算出装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記離脱速度係数毎に、前記離脱速度係数補正部により補正される前の離脱速度係数と、前記離脱速度係数選択部により選択された離脱速度係数との差異に基づいて、前記離脱速度係数の推定結果が収束したか否かを判定する離脱速度係数収束判定部を備え、
前記単鎖核酸取得部は、前記離脱速度係数収束判定部が収束していないと判定した場合、前記離脱速度係数選択部により選択された各離脱速度係数に基づいて、前記単鎖核酸分子数推定装置から各単鎖核酸の分子数を取得することを特徴とする請求項６に記載の離脱速度係数算出装置。
【請求項８】
前記離脱速度係数補正部は、乱数を用いて前記離脱速度係数を補正することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の離脱速度係数算出装置。
【請求項９】
前記離脱速度係数の初期値は、新たな前記単鎖核酸の既知の分子数が得られた場合に、自装置でそれまでに得られている離脱速度係数であることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の離脱速度係数算出装置。
【請求項１０】
前記離脱速度係数の初期値は、自装置でそれまでに得られている離脱速度係数がない場合には、第１の単鎖核酸の配列と第２の単鎖核酸の配列の一致箇所の長さに依存した値であることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の離脱速度係数算出装置。
【請求項１１】
単鎖核酸分子数推定装置が実行する単鎖核酸分子数推定方法であって、
第１の単鎖核酸の分子数と、該第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数と、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数と、に基づき、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数を前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸との組み合わせ毎に更新する二重鎖核酸分子数更新手順と、
前記二重鎖核酸分子数更新手順により更新された各二重鎖核酸の分子数と、前記単鎖核酸分子推定装置の外部より与えられた核酸断片の総分子数と、に基づいて、前記単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸の種類毎に更新する単鎖核酸分子数更新手順と、
前記単鎖核酸分子数更新手順により更新される前の単鎖核酸の分子数と、
前記単鎖核酸分子数更新手順により更新された後の単鎖核酸の分子数との差異を前記単鎖核酸の種類毎に算出し、前記各差異に基づき、各単鎖核酸の分子数の推定結果が収束したか否かを判定する単鎖核酸収束判定手順と、
を有することを特徴とする単鎖核酸分子数推定方法。
【請求項１２】
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数を示す情報が前記二重鎖核酸の種類毎に記憶されている離脱速度係数記憶部と、単鎖核酸の分子数と、該単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る単鎖核酸の分子数と、前記単鎖核酸と前記の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数の和である該核酸の総分子数を示す情報が単鎖核酸の種類毎に記憶されている総分子数記憶部と、を備える総分子数推定装置が実行する総分子数推定方法であって、
前記離脱速度係数記憶部から前記離脱速度係数を示す情報を読み出し、前記総分子数記憶部から総分子数を示す情報を読み出し、前記読み出された離脱速度係数と前記読み出された総分子数とに基づいて、溶液中に存在する単鎖核酸の分子数を請求項１１に記載の単鎖核酸分子数推定方法により前記単鎖核酸の種類毎に推定させる単鎖核酸分子数取得手順と、
前記推定された単鎖核酸の分子数と、自装置の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数との差異を前記単鎖核酸の種類毎に算出する単鎖核酸差異算出手順と、
該単鎖核酸の種類毎の前記差異に基づき、前記核酸断片の総分子数の推定結果が収束したか否かを判定する総分子数収束判定手順と、
前記総分子数収束判定手順が収束していないと判定した場合、前記離脱速度係数記憶部から前記各離脱速度係数を示す情報を読み出し、該読み出された各離脱速度係数と、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の前記差異とに基づき、前記第１の単鎖核酸を少なくとも１つ有する核酸断片の総分子数を前記単鎖核酸の種類毎に補正し、該補正した総分子数を示す情報で、前記総分子数記憶部に記憶されている総分子数を示す情報を更新する総分子数補正手順と、
を有し、
前記単鎖核酸分子数取得手順は、前記総分子数記憶部から前記総分子数補正手順により更新された総分子数を示す情報を読み出し、該読み出した総分子数に基づき、前記単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類毎に推定させることを特徴とする総分子数推定方法。
【請求項１３】
離脱速度係数算出装置が実行する離脱速度係数算出方法であって、
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数のそれぞれと、各単鎖核酸の既知の分子数とに基づき、核酸断片の分子数を単鎖核酸の種類毎に推定する請求項１２に記載の総分子数推定方法と、
前記離脱速度係数のそれぞれと、前記推定された各核酸断片の分子数とに基づき、単鎖核酸の分子数を単鎖核酸の種類毎に推定する請求項１１に記載の単鎖核酸分子数推定方法と、
前記推定された各単鎖核酸の分子数に基づき、前記離脱速度係数を前記二重鎖核酸の種類毎に算出する制御手順と、
を有することを特徴とする離脱速度係数算出方法。
【請求項１４】
単鎖核酸分子数推定装置であるコンピュータに、
第１の単鎖核酸の分子数と、該第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数と、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数と、に基づき、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数を前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸との組み合わせ毎に更新する二重鎖核酸分子数更新ステップと、
前記二重鎖核酸分子数更新ステップにより更新された各二重鎖核酸の分子数と、前記単鎖核酸分子推定装置の外部より与えられた核酸断片の総分子数と、に基づいて、前記単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸の種類毎に更新する単鎖核酸分子数更新ステップと、
前記単鎖核酸分子数更新ステップにより更新される前の単鎖核酸の分子数と、
前記単鎖核酸分子数更新ステップにより更新された後の単鎖核酸の分子数との差異を前記単鎖核酸の種類毎に算出し、前記各差異に基づき、各単鎖核酸の分子数の推定結果が収束したか否かを判定する単鎖核酸収束判定ステップと、
を実行させるための単鎖核酸分子数推定プログラム。
【請求項１５】
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数を示す情報が前記二重鎖核酸の種類毎に記憶されている離脱速度係数記憶部と、単鎖核酸の分子数と、該単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る単鎖核酸の分子数と、前記単鎖核酸と前記の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数の和である該核酸の総分子数を示す情報が単鎖核酸の種類毎に記憶されている総分子数記憶部と、を備える総分子数推定装置としてのコンピュータに、
前記離脱速度係数記憶部から前記離脱速度係数を示す情報を読み出し、前記総分子数記憶部から総分子数を示す情報を読み出し、前記読み出された離脱速度係数と前記読み出された総分子数とに基づいて、溶液中に存在する単鎖核酸の分子数を請求項１４に記載の単鎖核酸分子数推定プログラムにより前記単鎖核酸の種類毎に推定させる単鎖核酸分子数取得ステップと、
前記推定された単鎖核酸の分子数と、自装置の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数との差異を前記単鎖核酸の種類毎に算出する単鎖核酸差異算出ステップと、
該単鎖核酸の種類毎の前記差異に基づき、前記核酸断片の総分子数の推定結果が収束したか否かを判定する総分子数収束判定ステップと、
前記総分子数収束判定ステップが収束していないと判定した場合、前記離脱速度係数記憶部から前記各離脱速度係数を示す情報を読み出し、該読み出された各離脱速度係数と、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の前記差異とに基づき、前記第１の単鎖核酸を少なくとも１つ有する核酸断片の総分子数を前記単鎖核酸の種類毎に補正し、該補正した総分子数を示す情報で、前記総分子数記憶部に記憶されている総分子数を示す情報を更新する総分子数補正ステップと、
を実行させるための総分子数推定プログラムであって、
前記単鎖核酸分子数取得ステップは、前記総分子数記憶部から前記総分子数補正手順により更新された総分子数を示す情報を読み出し、該読み出した総分子数に基づき、前記単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類毎に推定させることを特徴とする総分子数推定プログラム。
【請求項１６】
離脱速度係数算出装置としてのコンピュータに、
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数のそれぞれと、各単鎖核酸の既知の分子数とに基づき、核酸断片の分子数を単鎖核酸の種類毎に推定する請求項１５に記載の総分子数推定プログラムと、
前記離脱速度係数のそれぞれと、前記推定された各核酸断片の分子数とに基づき、単鎖核酸の分子数を単鎖核酸の種類毎に推定する請求項１４に記載の単鎖核酸分子数推定プログラムと、
前記推定された各単鎖核酸の分子数に基づき、前記離脱速度係数を前記二重鎖核酸の種類毎に算出する制御ステップと、
を実行させるための離脱速度係数算出プログラム。
【請求項１】
第１の単鎖核酸の分子数と、該第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数と、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数と、に基づき、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数を前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸との組み合わせ毎に更新する二重鎖核酸分子数更新部と、
前記二重鎖核酸分子数更新部により更新された各二重鎖核酸の分子数と、自装置の外部より与えられた核酸断片の総分子数と、に基づいて、前記単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸の種類毎に更新する単鎖核酸分子数更新部と、
前記単鎖核酸分子数更新部により更新される前の単鎖核酸の分子数と、
前記単鎖核酸分子数更新部により更新された後の単鎖核酸の分子数との差異を前記単鎖核酸の種類毎に算出し、前記各差異に基づき、各単鎖核酸の分子数の推定結果が収束したか否かを判定する単鎖核酸収束判定部と、
を備えることを特徴とする単鎖核酸分子数推定装置。
【請求項２】
前記単鎖核酸収束判定部が収束していないと判定した場合、前記単鎖核酸分子数更新部により更新された各単鎖核酸の分子数に基づき、前記二重鎖核酸の種類毎の加速係数を算出する加速係数算出部と、
前記二重鎖核酸分子数更新部は、前記単鎖核酸分子数更新部により更新された第１の単鎖核酸の分子数と、前記第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数と、前記加速係数算出部により算出された前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸の組み合わせ毎の加速係数と、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数と、に基づき、二重鎖核酸の分子数を前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸の組み合わせ毎に更新することを特徴とする請求項１に記載の単鎖核酸分子数推定装置。
【請求項３】
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する離脱速度係数を示す情報が該二重鎖核酸の種類毎に記憶されている離脱速度係数記憶部と、
核酸断片が単鎖状態である単鎖核酸の分子数と該単鎖核酸を少なくともひとつ含む二重鎖核酸の分子数との和である核酸断片の総分子数を示す情報が単鎖核酸の種類毎に記憶されている総分子数記憶部と、
前記離脱速度係数記憶部から前記離脱速度係数を示す情報を読み出し、前記総分子数記憶部から総分子数を示す情報を読み出し、前記読み出された離脱速度係数と前記読み出された総分子数とに基づいて、溶液中に存在する単鎖核酸の分子数を請求項１または請求項２に記載の単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類毎に推定させる単鎖核酸分子数取得部と、
前記推定された単鎖核酸の分子数と、自装置の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数との差異を前記単鎖核酸の種類毎に算出する単鎖核酸差異算出部と、
該単鎖核酸の種類毎の前記差異に基づき、前記核酸断片の総分子数の推定結果が収束したか否かを判定する総分子数収束判定部と、
前記総分子数収束判定部が収束していないと判定した場合、前記離脱速度係数記憶部から前記各離脱速度係数を示す情報を読み出し、該読み出された各離脱速度係数と、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の前記差異とに基づき、前記第１の単鎖核酸を少なくとも１つ有する核酸断片の総分子数を前記単鎖核酸の種類毎に補正し、該補正した総分子数を示す情報で、前記総分子数記憶部に記憶されている総分子数を示す情報を更新する総分子数補正部と、
を備え、
前記単鎖核酸分子数取得部は、前記総分子数記憶部から前記総分子数補正部により更新された総分子数を示す情報を読み出し、該読み出した総分子数に基づき、前記単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類毎に推定させることを特徴とする総分子数推定装置。
【請求項４】
前記単鎖核酸分子数取得部は、前記単鎖核酸分子数推定装置に出力する前記核酸断片の総分子数の初期値を、外部から入力された単鎖核酸の既知の分子数とすることを特徴とする請求項３に記載の総分子数推定装置。
【請求項５】
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数のそれぞれと、各単鎖核酸の既知の分子数とに基づき、核酸断片の分子数を単鎖核酸の種類毎に推定する請求項３または請求項４に記載の総分子数推定装置と、
前記離脱速度係数のそれぞれと、前記推定された各核酸断片の分子数とに基づき、単鎖核酸の分子数を単鎖核酸の種類毎に推定する請求項１または請求項２に記載の単鎖核酸分子数推定装置と、
前記推定された各単鎖核酸の分子数に基づき、前記離脱速度係数を前記二重鎖核酸の種類毎に算出する制御部と、
を備えることを特徴とする離脱速度係数算出装置。
【請求項６】
前記制御部は、
請求項３または請求項４に記載の総分子数推定装置に、前記離脱速度係数と前記単鎖核酸の既知の分子数とに基づき、総分子数を前記単鎖核酸の種類毎に推定させ、請求項１または請求項２に記載の単鎖核酸推定装置に、該総分子数に対応する単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸の種類毎に推定させる単鎖核酸取得部と、
前記単鎖核酸の種類毎に、前記単鎖核酸取得部により取得された前記単鎖核酸の分子数と、自装置の外部から入力された前記単鎖核酸の既知の分子数とを前記単鎖核酸の種類毎に比較し、前記取得された単鎖核酸の分子数が入力された該単鎖核酸の既知の分子数より小さい場合、該単鎖核酸の前記離脱速度係数を大きくし、前記取得された単鎖核酸の分子数が、入力された該単鎖核酸の既知の分子数以上の場合、該単鎖核酸の前記離脱速度係数を小さくする離脱速度係数補正部と、
を備え、
前記単鎖核酸取得部は、前記離脱速度係数補正部により補正された後の離脱速度係数に基づき、請求項３または請求項４に記載の総分子数推定装置に前記総分子数を前記単鎖核酸の種類毎に推定させ、請求項１または請求項２に記載の単鎖核酸推定装置に該総分子数に対応する単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸の種類毎に推定させ、
前記制御部は、
前記単鎖核酸の種類毎に、前記補正前の単鎖核酸の分子数と、入力された該単鎖核酸の既知の分子数との差異を補正前の差異として算出し、前記単鎖核酸の種類毎に、前記補正後の単鎖核酸の分子数と、入力された該単鎖核酸の既知の分子数との差異を補正後の差異として算出する補正前後差異算出部と、
前記補正前の差異と、前記補正後の差異とを前記単鎖核酸の種類ｉ毎に比較し、前記補正前の差異が前記補正後の差異より大きい場合、前記離脱速度係数補正部により補正された後の離脱速度係数を選択し、前記補正前の差異が前記補正後の差異以下の場合、前記離脱速度係数補正部により補正される前の離脱速度係数を選択する離脱速度係数選択部と、
を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の離脱速度係数算出装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記離脱速度係数毎に、前記離脱速度係数補正部により補正される前の離脱速度係数と、前記離脱速度係数選択部により選択された離脱速度係数との差異に基づいて、前記離脱速度係数の推定結果が収束したか否かを判定する離脱速度係数収束判定部を備え、
前記単鎖核酸取得部は、前記離脱速度係数収束判定部が収束していないと判定した場合、前記離脱速度係数選択部により選択された各離脱速度係数に基づいて、前記単鎖核酸分子数推定装置から各単鎖核酸の分子数を取得することを特徴とする請求項６に記載の離脱速度係数算出装置。
【請求項８】
前記離脱速度係数補正部は、乱数を用いて前記離脱速度係数を補正することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の離脱速度係数算出装置。
【請求項９】
前記離脱速度係数の初期値は、新たな前記単鎖核酸の既知の分子数が得られた場合に、自装置でそれまでに得られている離脱速度係数であることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の離脱速度係数算出装置。
【請求項１０】
前記離脱速度係数の初期値は、自装置でそれまでに得られている離脱速度係数がない場合には、第１の単鎖核酸の配列と第２の単鎖核酸の配列の一致箇所の長さに依存した値であることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の離脱速度係数算出装置。
【請求項１１】
単鎖核酸分子数推定装置が実行する単鎖核酸分子数推定方法であって、
第１の単鎖核酸の分子数と、該第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数と、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数と、に基づき、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数を前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸との組み合わせ毎に更新する二重鎖核酸分子数更新手順と、
前記二重鎖核酸分子数更新手順により更新された各二重鎖核酸の分子数と、前記単鎖核酸分子推定装置の外部より与えられた核酸断片の総分子数と、に基づいて、前記単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸の種類毎に更新する単鎖核酸分子数更新手順と、
前記単鎖核酸分子数更新手順により更新される前の単鎖核酸の分子数と、
前記単鎖核酸分子数更新手順により更新された後の単鎖核酸の分子数との差異を前記単鎖核酸の種類毎に算出し、前記各差異に基づき、各単鎖核酸の分子数の推定結果が収束したか否かを判定する単鎖核酸収束判定手順と、
を有することを特徴とする単鎖核酸分子数推定方法。
【請求項１２】
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数を示す情報が前記二重鎖核酸の種類毎に記憶されている離脱速度係数記憶部と、単鎖核酸の分子数と、該単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る単鎖核酸の分子数と、前記単鎖核酸と前記の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数の和である該核酸の総分子数を示す情報が単鎖核酸の種類毎に記憶されている総分子数記憶部と、を備える総分子数推定装置が実行する総分子数推定方法であって、
前記離脱速度係数記憶部から前記離脱速度係数を示す情報を読み出し、前記総分子数記憶部から総分子数を示す情報を読み出し、前記読み出された離脱速度係数と前記読み出された総分子数とに基づいて、溶液中に存在する単鎖核酸の分子数を請求項１１に記載の単鎖核酸分子数推定方法により前記単鎖核酸の種類毎に推定させる単鎖核酸分子数取得手順と、
前記推定された単鎖核酸の分子数と、自装置の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数との差異を前記単鎖核酸の種類毎に算出する単鎖核酸差異算出手順と、
該単鎖核酸の種類毎の前記差異に基づき、前記核酸断片の総分子数の推定結果が収束したか否かを判定する総分子数収束判定手順と、
前記総分子数収束判定手順が収束していないと判定した場合、前記離脱速度係数記憶部から前記各離脱速度係数を示す情報を読み出し、該読み出された各離脱速度係数と、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の前記差異とに基づき、前記第１の単鎖核酸を少なくとも１つ有する核酸断片の総分子数を前記単鎖核酸の種類毎に補正し、該補正した総分子数を示す情報で、前記総分子数記憶部に記憶されている総分子数を示す情報を更新する総分子数補正手順と、
を有し、
前記単鎖核酸分子数取得手順は、前記総分子数記憶部から前記総分子数補正手順により更新された総分子数を示す情報を読み出し、該読み出した総分子数に基づき、前記単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類毎に推定させることを特徴とする総分子数推定方法。
【請求項１３】
離脱速度係数算出装置が実行する離脱速度係数算出方法であって、
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数のそれぞれと、各単鎖核酸の既知の分子数とに基づき、核酸断片の分子数を単鎖核酸の種類毎に推定する請求項１２に記載の総分子数推定方法と、
前記離脱速度係数のそれぞれと、前記推定された各核酸断片の分子数とに基づき、単鎖核酸の分子数を単鎖核酸の種類毎に推定する請求項１１に記載の単鎖核酸分子数推定方法と、
前記推定された各単鎖核酸の分子数に基づき、前記離脱速度係数を前記二重鎖核酸の種類毎に算出する制御手順と、
を有することを特徴とする離脱速度係数算出方法。
【請求項１４】
単鎖核酸分子数推定装置であるコンピュータに、
第１の単鎖核酸の分子数と、該第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の分子数と、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数と、に基づき、前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数を前記第１の単鎖核酸と前記第２の単鎖核酸との組み合わせ毎に更新する二重鎖核酸分子数更新ステップと、
前記二重鎖核酸分子数更新ステップにより更新された各二重鎖核酸の分子数と、前記単鎖核酸分子推定装置の外部より与えられた核酸断片の総分子数と、に基づいて、前記単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸の種類毎に更新する単鎖核酸分子数更新ステップと、
前記単鎖核酸分子数更新ステップにより更新される前の単鎖核酸の分子数と、
前記単鎖核酸分子数更新ステップにより更新された後の単鎖核酸の分子数との差異を前記単鎖核酸の種類毎に算出し、前記各差異に基づき、各単鎖核酸の分子数の推定結果が収束したか否かを判定する単鎖核酸収束判定ステップと、
を実行させるための単鎖核酸分子数推定プログラム。
【請求項１５】
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数を示す情報が前記二重鎖核酸の種類毎に記憶されている離脱速度係数記憶部と、単鎖核酸の分子数と、該単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る単鎖核酸の分子数と、前記単鎖核酸と前記の単鎖核酸とが結合した二重鎖核酸の分子数の和である該核酸の総分子数を示す情報が単鎖核酸の種類毎に記憶されている総分子数記憶部と、を備える総分子数推定装置としてのコンピュータに、
前記離脱速度係数記憶部から前記離脱速度係数を示す情報を読み出し、前記総分子数記憶部から総分子数を示す情報を読み出し、前記読み出された離脱速度係数と前記読み出された総分子数とに基づいて、溶液中に存在する単鎖核酸の分子数を請求項１４に記載の単鎖核酸分子数推定プログラムにより前記単鎖核酸の種類毎に推定させる単鎖核酸分子数取得ステップと、
前記推定された単鎖核酸の分子数と、自装置の外部から入力された該単鎖核酸の既知の分子数との差異を前記単鎖核酸の種類毎に算出する単鎖核酸差異算出ステップと、
該単鎖核酸の種類毎の前記差異に基づき、前記核酸断片の総分子数の推定結果が収束したか否かを判定する総分子数収束判定ステップと、
前記総分子数収束判定ステップが収束していないと判定した場合、前記離脱速度係数記憶部から前記各離脱速度係数を示す情報を読み出し、該読み出された各離脱速度係数と、第１の単鎖核酸と結合して二重鎖核酸を形成し得る第２の単鎖核酸の前記差異とに基づき、前記第１の単鎖核酸を少なくとも１つ有する核酸断片の総分子数を前記単鎖核酸の種類毎に補正し、該補正した総分子数を示す情報で、前記総分子数記憶部に記憶されている総分子数を示す情報を更新する総分子数補正ステップと、
を実行させるための総分子数推定プログラムであって、
前記単鎖核酸分子数取得ステップは、前記総分子数記憶部から前記総分子数補正手順により更新された総分子数を示す情報を読み出し、該読み出した総分子数に基づき、前記単鎖核酸の分子数を前記単鎖核酸分子数推定装置に前記単鎖核酸の種類毎に推定させることを特徴とする総分子数推定プログラム。
【請求項１６】
離脱速度係数算出装置としてのコンピュータに、
二重鎖核酸から単鎖核酸が離脱する速度である離脱速度係数のそれぞれと、各単鎖核酸の既知の分子数とに基づき、核酸断片の分子数を単鎖核酸の種類毎に推定する請求項１５に記載の総分子数推定プログラムと、
前記離脱速度係数のそれぞれと、前記推定された各核酸断片の分子数とに基づき、単鎖核酸の分子数を単鎖核酸の種類毎に推定する請求項１４に記載の単鎖核酸分子数推定プログラムと、
前記推定された各単鎖核酸の分子数に基づき、前記離脱速度係数を前記二重鎖核酸の種類毎に算出する制御ステップと、
を実行させるための離脱速度係数算出プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１３９１６８（Ｐ２０１２−１３９１６８Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９４１７５（Ｐ２０１０−２９４１７５）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（５９７１２８００４）国立医薬品食品衛生研究所長 (22)
【出願人】（０００１０２７２８）株式会社エヌ・ティ・ティ・データ (438)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（５９７１２８００４）国立医薬品食品衛生研究所長 (22)
【出願人】（０００１０２７２８）株式会社エヌ・ティ・ティ・データ (438)
【Ｆターム（参考）】
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