Spectragryphの代替ソフト｜今何を使うべきか

SpectralBenchは、現時点でSpectragryphをそのまま置き換えられるものに最も近いソフトです。17のツールを備えたブラウザ上で動作する分光分析スイートで、Spectragryphと同等の幅広いファイル形式に対応し、いくつかの解析機能ではSpectragryphを上回ります。約30種類のファイル形式を読み込めます。ブルカー（Bruker、OPUS）、サーモフィッシャーサイエンティフィック（Thermo Fisher Scientific、SPA/SPG）、レニショー（Renishaw、WDF）、堀場製作所（HORIBA、NGS/L6S）、パーキンエルマー（PerkinElmer、SP）、日本分光（JASCO、JWS）の各メーカー独自のバイナリ形式に加え、JCAMP-DX、SPC、CSVファイルにも対応し、MATLAB形式への書き出しもできます。

機能は基本的な表示にとどまりません。SpectralBenchには、ピーク分離（カーブフィッティング：Levenberg-Marquardt法による最適化で、ガウス関数、ローレンツ関数、擬Voigt関数）、スコア・ローディング・スクリープロットを備えたPCA（主成分分析）とケモメトリックス、AIによるスペクトル解釈機能、4種類のベースライン補正アルゴリズム（非対称最小二乗法、多項式、SNIP、ラバーバンド法）、スペクトル演算（差スペクトル、平均、比）、ファイルの一括変換、そしてオープンアクセスの情報源から集めた50,000件以上のスペクトルを収録し、HQIで順位付けした類似度スコアを示す参照ライブラリが含まれます。開発は非常に活発で、新機能が定期的に追加されています。

Spectragryphのユーザーにとって、移行は簡単です。対応するファイル形式はほぼ完全に重なっており、解析の流れは、Spectragryphでの作業の中心だったピーク検出、ベースライン補正、スペクトル演算、ライブラリ検索をカバーしています。さらにSpectralBenchには、Spectragryphになかった機能があります。PCA、Voigt関数によるピーク分離、AIによる同定支援です。

主なトレードオフは、Webソフトウェアに固有のものです。オフラインモードがないため、毎回インターネット接続が必要です。また、新しいプラットフォームであるため、SpectralBenchには10年以上にわたる論文での使用実績がありません。そのため、査読付き論文で解析ツールとして引用することをためらう研究者もいます。

OMNICは、FTIRとラマンの解析で定評のある商用の標準ソフトで、サーモフィッシャーのすべての分光分析装置に付属しています。予算の決定権があり、サーモフィッシャーの装置を使えるSpectragryphのユーザーにとって、OMNICは機能面で最も近い選択肢です。充実したスペクトル演算、ベースライン補正（複数のアルゴリズム）、ピーク検出、ピーク分離（カーブフィッティング）、そして大規模な市販ライブラリの検索を備えています。

このソフトの最大の特長はライブラリ検索です。サーモフィッシャーの市販スペクトルライブラリは入手できるもののなかでも特に充実しており、ポリマー、医薬品、法科学、環境試料にわたる数十万件の参照スペクトルを収録しています。これは、どの無料ツールが提供するものもはるかに上回ります。

OMNICがSpectragryphと異なるのは、サーモフィッシャーの装置環境と密接に結びついている点です。一部の他社形式（JCAMP-DX、CSV、SPC）も読み込めますが、真価を発揮するのはサーモフィッシャー独自のSPA/SPG形式です。また、Windows専用で、特定の装置に紐づいたライセンスか、別途購入するライセンスが必要です（単体ライセンスは通常$3,000〜$8,000）。

サーモフィッシャーの装置を持つ予算の豊富なラボの専門家にとって、OMNICはSpectragryphからの自然なステップアップです。それ以外の人にとっては、コストとメーカーへの依存が大きく、現実的ではありません。

Open Specyは、環境科学のコミュニティからマイクロプラスチックを同定するためのオープンソースのプラットフォームとして生まれましたが、今では驚くほど高機能な汎用の分光分析ツールに成長しました。そのスペクトルライブラリは、コミュニティが提供したラマンとFTIRの参照データをもとに構築されており、40,000件以上の参照スペクトルを収録した、無料で使える最大級のデータベースの一つです。

FTIRやラマンの作業でSpectragryphを使ってきたユーザーにとって、Open Specyの中核となる解析の流れは基本を押さえています。ベースライン補正（多項式法と適応的手法）、スムージング、ピーク検出、ライブラリとの照合です。openspecy.orgのWeb版はインストール不要で、JCAMP-DX、CSV、SPC、Bruker OPUSファイルなど、よく使われるファイル形式を最初から扱えます。

Rパッケージ版では一括処理とスクリプトによる作業が可能になり、GUIだけのSpectragryphに対する明確な利点です。ただし、Rの知識が必要です。Spectragryphをクリック操作だけで使っていた方には、習得の負担は確かにあります。

Spectragryphと比べてOpen Specyが劣る点は次のとおりです。UV-Vis、NMR、XRDのデータには対応していません。スペクトル演算（差スペクトル、正規化）も限られています。ファイル形式への対応は良好ですが、Spectragryphの30種類以上には遠く及びません。それでも、ラマンまたはFTIRのデータだけを扱うのであれば、最も有力な無料の選択肢です。

Essential FTIRは、FTIRスペクトルの解析だけに特化した、ブラウザ上で動作する軽量なツールです。主にFTIRのデータを扱い、シンプルなものを求めるSpectragryphのユーザーには、スペクトルの表示、官能基の同定、基本的なピークの注記を行える、すっきりした画面を提供します。

このツールの強みは手軽さです。インストールするものはなく、画面は学部生やたまにしか使わないユーザーでも扱えるほどシンプルです。FTIRの相関表と官能基の同定ガイドが組み込まれているため、基本的な解析ツールとしてだけでなく、教材としても役立ちます。

ただし、Essential FTIRは本格的なデスクトップアプリケーションを置き換えるようには作られていません。対応するファイル形式はJCAMP-DXとCSVだけで、SPC、OPUS、ASCIIの各種形式には対応していません。スペクトル演算（差スペクトル、比）、ベースライン補正のアルゴリズム、参照データベースに対するライブラリ検索、一括処理のいずれもありません。名前のとおり、必要最低限（essential）のツールであり、出発点であって到達点ではありません。

Spectragryphでの作業が、FTIRスペクトルの基本的な表示と手動でのピーク注記を超えるものだった場合、Essential FTIRでは機能が大きく不足すると感じるはずです。