JP2004184149A - Sample preparing device for maldi-tofms - Google Patents

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JP2004184149A
JP2004184149A JP2002349506A JP2002349506A JP2004184149A JP 2004184149 A JP2004184149 A JP 2004184149A JP 2002349506 A JP2002349506 A JP 2002349506A JP 2002349506 A JP2002349506 A JP 2002349506A JP 2004184149 A JP2004184149 A JP 2004184149A
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JP
Japan
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sample
mass
eluate
maldi
tofms
Prior art date
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Application number
JP2002349506A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Katsuyama
祐治 勝山
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To save the labors for sample preparation work for an MALDI-TOFMS (matrix assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry). <P>SOLUTION: A preparative LC (liquid chromatography) using an LC/MS (mass spectrometry) is used to collect a micro amount of sample liquid into each recessed part of a sample slide 21. That is, one portion of an eluate from a column 4 is analyzed by a mass spectrometer 6, a mass chromatogram is prepared for every objective mass. The branched eluates are fed to a fraction collector 7 equipped with the sample slide 21. A signal processing part 8 issues an indication to a control part 9 to conduct preparative fractionation only during a short time in the vicinity of a peak top, when a peak is appeared in the mass chromatogram, and the eluate of very small amount corresponding to the peak is dropped down into an assigned recessed part, in the fraction collector 7. When all the assigned eluate are collected, an analytical worker takes out the sample slide 21 to conduct dropping of a matrix solution, mixing and air-drying. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マトリクス支援レーザ脱離イオン化飛行時間型質量分析装置(MALDI−TOFMS=Matrix−assisted Laser Desorption Ionization/Time of Flight Mass Spectrometer)用の試料調製装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
MALDI−TOFMSでは、マトリクスと呼ばれるシナピン酸等の溶液と微量の分析対象物質とを略均一に混合した試料を作成し、該試料にレーザ光を照射する。すると、試料中のマトリクスがレーザ光を吸収して熱を発し、その一部が急速に加熱されて分析対象物質と共に気化して、分析対象物質がイオン化される。こうして発生させたイオンを電場によって引き出し、電場及び磁場を有さない飛行空間内に導入する。飛行空間内を飛行する各イオンの速度はその質量数に依存し、質量数が小さいほど大きな速度を有する。従って、イオン検出器に到達するまでの飛行時間に応じ、各種イオンを質量数毎に分離して検出することができる。
【0003】
こうしたMALDI−TOFMSは、他の質量分析装置では測定が不可能であった分子量が1万を越すような高質量領域までの分析が可能あり、分子量の分布の測定と構造解析とが同時に且つ短時間に行え、また、熱に不安定で分解し易い物質でもフラグメンテーションを起こすことなく分析ができる、といった特徴から、タンパク質、ペプチド等の生体高分子の分析に広く使用されるようになって来ている。
【0004】
このMALDI用の試料の作成方法の一例について詳しく述べる。サンプルスライドと呼ばれる金属板には、通常、複数個の凹部が形成されている。分析作業者は、分析対象物質を含有する試料液とマトリクス溶液とを予め混合し、サンプルスライドの凹部内に塗布する。或いは、試料液とマトリクス溶液とをそれぞれサンプルスライドの凹部に滴下し、その中で両者を混合する。その後、サンプルスライドに乾燥風を当てることにより、試料液やマトリクス溶液の溶媒を蒸発させ、凹部にマトリクスと分析対象物質との混合物を残す。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−48110号公報(図1〜図3、及び段落0012〜0020)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上記のような試料の作成作業は、専ら分析作業者が手作業で行うのが一般的であった。そのため、作業効率が悪いのみならず、作業に関わるミスも起こり易かった。こうした作業の手間を軽減するため、MALDI−TOFMS用の試料を作成するための特殊な試料調製装置も提案されている。例えば、特許文献1に開示されている試料調製装置では、試料液とマトリクス溶液とを用意すれば、移動自在のピペットが試料液及びマトリクス溶液をそれぞれ自動的に吸引してサンプルスライドの凹部に滴下し、その後、自動的に乾燥風をサンプルスライドに当てて乾燥させる構成を備える。
【0007】
しかしながら、たとえこうした試料調製装置を用いたとしても、MALDI−TOFMS用試料の調製作業のうちのかなりの部分を手作業で行う必要が生じる場合がある。すなわち、上述したようにMALDI−TOFMSは、タンパク質、ペプチド等の生体関連試料の分析にしばしば使用されるが、こうした生体関連試料には、通常、非常に多くの種類のタンパク質等の物質が含まれている。そのため、この試料をそのままマトリクスと混合して分析しても、目的とする分析対象物質以外の様々な物質がいわば夾雑物となるため、正確な分析を行うことは実用上不可能である。そこで、生体関連試料の分析を行う際には、目的とする分析対象物質を或る程度分離・抽出する必要があり、上記のような試料調製装置を前処理に用いるにしても、マトリクス溶液と混合する試料液を用意するために、元の試料から分析対象物質を分離して取り出すような作業が必要となる。こうした作業は結局、手作業で行わなければならず、非常に効率が悪く、スループットの向上を妨げる一因となっている。
【0008】
本発明はかかる課題を解決するために成されたものであり、その主たる目的とするところは、MALDI−TOFMS用試料の調製作業において、特に元の試料が他種類の物質を含有している場合でも、効率よく且つ分析作業者の負担を軽減して試料の調製を行うことができるMALDI−TOFMS用試料調製装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明は、サンプルスライドに形成された凹部に、分析対象物質とマトリクスとの混合物が収容されて成るMALDI−TOFMS用の試料を作成するために利用される試料調製装置であって、
a)試料液に含まれる試料成分を時間方向に分離する液体クロマトグラフのカラムと、
b)該カラムから溶出する溶出液を順次検出する検出器と、
c)前記溶出液の一部を分取して前記サンプルスライドの凹部に滴下するフラクションコレクタと、
d)前記検出器による検出信号に基づいて作成したクロマトグラムに出現する目的ピークの一部に対応するタイミングで溶出液が分取されるように前記フラクションコレクタを制御する制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態、及び効果】
本発明では、一般に、多数の試料成分が含まれる試料を各成分毎に分取・分画するために利用される分取液体クロマトグラフを、MALDI−TOFMS用の試料を調製する際の、試料の分離及び採取に利用する。本発明の一実施形態として、前記検出器は質量分析計であり、サンプルスライドの凹部に分取したい試料成分又はその集合である試料成分群を質量数又は質量数範囲で以て指定するための入力設定手段をさらに備え、前記制御手段は、該入力設定手段により指定された質量数又は質量数範囲毎に作成したマスクロマトグラムに出現するピークの一部に対応するタイミングで溶出液が分取されるように、前記フラクションコレクタを制御する構成とすることができる。
【0011】
この構成では、分析作業者は予め採取したい試料成分又はその集合である試料成分群を、その試料成分が持つ質量数又は試料成分群が含まれる質量数範囲として設定しておく。但し、通常、液体クロマトグラフと質量分析計とを組み合わせたLC/MSで測定可能な質量数の上限は、MALDI−TOFMSで測定可能な質量数よりも小さい。そのため、MALDI−TOFMSで分析しようとする分析対象物質の多くは、その質量数がLC/MSで測定可能な質量数の上限を越えている。従って、上記入力設定手段で設定する質量数又は質量数範囲は、採取したい試料成分自体の分子イオンの質量数ではなく、フラグメントイオン等の試料成分を推測し得るイオンの質量数としてもよい。
【0012】
上記設定を行った上で試料を液体クロマトグラフ分析し、カラムから溶出した溶出液を検出器で検出する。検出器が質量分析計である場合には、検出器に導入された溶出液は消費されてしまうので、検出器の手前で溶出液を分岐させ、並行してフラクションコレクタに導入する。制御手段は、上記設定された質量数又は質量数範囲毎に作成したマスクロマトグラムに出現するピークを検出し、そのピークの一部に対応するタイミングで、上記分岐された溶出液が分取されるようにフラクションコレクタの動作を制御する。これによって、フラクションコレクタは、設定された試料成分又は試料成分群が含まれている少量の溶出液を、所定のサンプルスライドの所定位置の凹部に滴下する。分析作業者は、こうして溶出液が採取されたサンプルスライドを取り出し、上記のような自動化装置を利用して或いは手作業で、マトリクス溶液を凹部に滴下して溶出液と混合し、さらに乾燥を行えばよい。
【0013】
以上のようにして本発明に係るMALDI−TOFMS用試料調製装置では、多数の成分が含まれる試料を分析しようとする際に、分析対象とする1乃至複数の試料成分を分離・抽出する作業を自動的に行うことができるので、従来よりも大幅に作業効率を向上させることができ、分析のスループットも改善される。また、分析作業者の負担の軽減になるとともに、試料調製に関する作業のミスの発生の防止にも有効である。
【0014】
【実施例】
以下、本発明の一実施例であるMALDI−TOFMS用試料調製装置について、図1〜図3を参照して説明する。
【0015】
図1は本試料調製装置の全体構成図である。本装置の基本は、高速液体クロマトグラフを利用した分取液体クロマトグラフである。すなわち、溶離液槽1に貯留されている溶離液(移動相)は送液ポンプ2により吸引され、一定流量で以て試料導入部3を介してカラム4に流される。試料導入部3において移動相中に注入された試料溶液は移動相に乗ってカラム4に導入され、カラム4を通過する間に時間方向に成分分離されて溶出する。カラム4の出口には流路分岐部5が設けられ、該流路分岐部5において所定の分流比率で分岐された一方の流路には質量分析計6が、他方の流路にはフラクションコレクタ7が設けられている。通常、フラクションコレクタには溶出液を分取・分画するために複数のバイアル瓶がセットされるようになっているが、本装置のフラクションコレクタ7では、MALDI−TOFMSの試料作成に使用されるサンプルスライド21がセットできるように構成されている。
【0016】
質量分析計6では、導入された溶出液が順次気化されるとともに、該溶出液に含まれる各成分分子がイオン化される。そして、これら各種イオンを、四重極質量フィルタ等の質量分析器により質量数(質量/電荷)毎に分離して検出する。この質量分析計6の検出信号は信号処理部8へと入力される。信号処理部8は質量分析計6による検出信号に基づき、或る質量数又は質量数範囲に着目した時間−信号強度を表すマスクロマトグラムを作成し、そのマスクロマトグラムに出現するピークを利用して、分取すべき試料成分の分取タイミングを指示するための制御信号を発生する。この制御信号を受けた分取制御部9は、フラクションコレクタ7に内蔵される電磁弁やアーム等を制御し、上記流路分岐部5により分岐されて供給される溶出液を適宜分取してサンプルスライド21に滴下させる。
【0017】
図2は本実施例を用いた試料調製作業を説明するための、サンプルスライド21の縦断面図である。図2(a)に示すように、サンプルスライド21には複数の凹部21aが形成されている。フラクションコレクタ7においては、サンプルスライド21の凹部21aの上方に移動されたニードル20の下端穴から、凹部21aに向けて試料液(カラム4からの溶出液)22を滴下する。このとき、1個の凹部21a当たり、滴下する試料液量は1mL以下のごく微量である。
【0018】
図3は、本試料調製装置における試料採取動作を説明するための簡略化したタイミング図である。図3により本装置の動作を説明する。試料の採取に先立って、分析作業者は入力設定部10から、分析対象物質、つまり凹部21aに採取したい物質に対応する質量数、又は複数の物質を含む物質群に対応する質量数範囲を1乃至複数指定する。いま、ここでは、m1、m2、m3なる3種の質量数範囲にそれぞれ含まれる3つの物質群を、1個のサンプルスライド21のそれぞれ異なる凹部21aに採取する場合について考える。
【0019】
既に上で述べたように、MALDI−TOFMSで分析対象とすることの多いタンパク質やペプチド等の分子量は大きく、LC/MSで分析可能な質量数範囲の上限を越えている。従って、上記m1、m2、m3なる質量数範囲は、分析対象物質の分子イオンの質量数そのままではなく、その物質から生じるフラグメンテーションイオンのうち、それぞれの物質群を特徴付けることが可能であるような質量数を選定する。そのため、このような質量数又は質量数範囲に基づく物質の分離は完全ではなく、例えば偶然に同じ質量数範囲に入ってしまうような他の物質が混じることがあり得るが、TOFMSで排除できるので実用的にはあまり問題とならない。
【0020】
分析作業者は、上記のように設定を行った後、試料採取の開始を指示する。すると、液体クロマトグラフ分析が開始され、上述したようにカラム4に一定流量で送られる移動相中に試料が注入され、カラム4の出口から時間的に分離された各成分が順次溶出する。その溶出液の一部は質量分析計6に導入され、上記設定された質量数範囲m1、m2、m3について繰り返し検出信号が取得される。この検出信号を受けて、信号処理部8では、図3(a)に示すように、質量数範囲m1、m2及びm3に対するマスクロマトグラムがそれぞれ作成される。
【0021】
信号処理部8では、各マスクロマトグラムにおいてピークの開始点を検出し、ピークトップを挟んでその前後の所定時間だけ分取を行うための制御信号を生成する(図3(b)〜(d)参照)。流路分岐部5から質量分析計6までの流路の長さと、同じく流路分岐部5からフラクションコレクタ7までの流路の長さとは、上記のような制御信号が生成されるまでに要する時間と、その制御信号で分取されるべき溶出液がフラクションコレクタ7に到達するまでの時間とを考慮して適宜に定められている。そのため、分取制御部9が上記のように生成された制御信号に基づいてフラクションコレクタ7の動作を制御すると、各制御信号の元になったピークトップ付近に対応する溶出液が、ニードル20からサンプルスライド21の3つの凹部21aにそれぞれ滴下される(図3(e)参照)。
【0022】
このようにして、サンプルスライド21の各凹部21aにそれぞれ目的とする試料成分(分析対象物質)を採取したならば、分析作業者はサンプルスライド21を取り出し、次の作業に移る。すなわち、分析作業者は、マイクロピペットを用いて少量のマトリクス溶液を吸引し、図2(b)に示すように、その一部を、溶出液22が採取されている凹部21aに滴下する。このときのマトリクス溶液23の液量は、溶出液22の液量に比べればかなり多量である。そして、凹部21a内でマトリクス溶液23と溶出液22とが均一になるように撹拌する。その後、乾燥風をサンプルスライド21に当て、溶媒等を気化させて飛ばし、マトリクスと分析対象物質との混合物を凹部21aに残す。なお、こうした作業は手作業で行ってもよいが、上述したような自動化装置で行ってもよい。こうして作成したサンプルスライド21をMALDI−TOFMSにセットし、所定の手順で分析を実行する。
【0023】
なお、上記実施例では、マスクロマトグラムに出現した1個のピークに対応して分取のための制御信号を生成していたが、例えば異なる質量数又は質量数範囲のマスクロマトグラムに出現するピークの論理和や論理積等の論理演算を実行し、その結果に基づいて分取のための制御信号を生成するようにしてもよい。
【0024】
また、上記実施例では、液体クロマトグラフの検出器に質量分析計を利用していたが、紫外可視分光光度計などの他の検出器を用いてもよい。但し、質量分析計以外の検出器を利用した場合、クロマトグラムに出現するピークのみ(つまり質量数の情報は利用できない)で分取のタイミングを決める必要があるため、どのような状態にピークが出現するのかを確認するために予備的な液体クロマトグラフ分析を行うことが好ましい。これによりクロマトグラムを作成し、そのクロマトグラム上に現れたピークを分析作業者が指定することで、引き続き行う分取の際の動作を指示することができる。こうした手順は、通常の分取液体クロマトグラフと同様である。
【0025】
なお、上記実施例は一例であって、本発明の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行なえることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるMALDI−TOFMS用試料調製装置の全体構成図。
【図2】本実施例を用いた試料調製作業を説明するための図。
【図3】本実施例の試料調製装置の動作を説明するための図。
【符号の説明】
1…溶離液槽
2…送液ポンプ
3…試料導入部
4…カラム
5…流路分岐部
6…質量分析計
7…フラクションコレクタ
8…信号処理部
9…分取制御部
10…入力設定部
20…ニードル
21…サンプルスライド
21a…凹部
22…溶出液
23…マトリクス溶液
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sample preparation apparatus for a matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometer (MALDI-TOFMS = Matrix-assisted Laser Desorption Ionization / Time of Flight Mass Spectrometer).
[0002]
[Prior art]
In MALDI-TOFMS, a sample is prepared by mixing a solution called a matrix, such as sinapinic acid, and a trace amount of a substance to be analyzed substantially uniformly, and the sample is irradiated with laser light. Then, the matrix in the sample absorbs the laser beam to generate heat, and a part of the matrix is rapidly heated and vaporized together with the substance to be analyzed, whereby the substance to be analyzed is ionized. The ions thus generated are extracted by an electric field and introduced into a flight space having no electric and magnetic fields. The velocity of each ion flying in the flight space depends on its mass number, and the smaller the mass number, the greater the velocity. Therefore, various ions can be separated and detected for each mass number according to the flight time until reaching the ion detector.
[0003]
Such MALDI-TOFMS can perform analysis up to a high mass region where the molecular weight exceeds 10,000, which was impossible with other mass spectrometers, and the measurement of molecular weight distribution and structural analysis can be performed simultaneously and in a short time. It has been widely used in the analysis of biological macromolecules such as proteins and peptides because it can be performed in a short time and can analyze even substances that are unstable to heat and easily decompose without fragmentation. I have.
[0004]
An example of a method for preparing a sample for MALDI will be described in detail. Usually, a plurality of concave portions are formed in a metal plate called a sample slide. The analysis operator mixes the sample solution containing the substance to be analyzed and the matrix solution in advance, and applies the mixture in the concave portion of the sample slide. Alternatively, the sample solution and the matrix solution are respectively dropped into the concave portions of the sample slide, and the two are mixed therein. Thereafter, the sample slide and the solvent of the matrix solution are evaporated by blowing dry air on the sample slide, and the mixture of the matrix and the substance to be analyzed is left in the recess.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-48110 (FIGS. 1 to 3 and paragraphs 0012 to 0020)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Heretofore, the above-described sample preparation work has generally been performed manually exclusively by an analysis operator. Therefore, not only the work efficiency was poor, but also mistakes related to the work were likely to occur. In order to reduce the labor of such operations, a special sample preparation device for preparing a sample for MALDI-TOFMS has also been proposed. For example, in the sample preparation device disclosed in Patent Document 1, if a sample solution and a matrix solution are prepared, a movable pipette automatically aspirates the sample solution and the matrix solution, respectively, and drops the sample solution and the matrix solution into the concave portion of the sample slide. Then, a configuration is provided in which drying air is automatically applied to the sample slide to dry the sample slide.
[0007]
However, even if such a sample preparation device is used, it may be necessary to manually perform a considerable part of the preparation of the sample for MALDI-TOFMS. That is, as described above, MALDI-TOFMS is often used for the analysis of biologically related samples such as proteins and peptides, and such biologically related samples usually contain a very large variety of substances such as proteins. ing. Therefore, even if this sample is directly mixed with the matrix and analyzed, various substances other than the target substance to be analyzed become so-called contaminants, and it is practically impossible to perform accurate analysis. Therefore, when analyzing a biologically relevant sample, it is necessary to separate and extract the target analyte to a certain extent, and even if the sample preparation device as described above is used for pretreatment, In order to prepare a sample solution to be mixed, it is necessary to perform an operation of separating and extracting a substance to be analyzed from an original sample. In the end, such work must be performed manually, which is very inefficient and is a factor that hinders improvement in throughput.
[0008]
The present invention has been made to solve such problems, and a main object thereof is to prepare a sample for MALDI-TOFMS, particularly when the original sample contains other types of substances. However, an object of the present invention is to provide a sample preparation apparatus for MALDI-TOFMS that can efficiently prepare a sample while reducing the burden on an analysis operator.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention made to solve the above problem is used for preparing a sample for MALDI-TOFMS in which a mixture of an analyte and a matrix is accommodated in a recess formed in a sample slide. A sample preparation device,
a) a column of a liquid chromatograph for separating a sample component contained in a sample solution in a time direction;
b) a detector for sequentially detecting an eluate eluted from the column;
c) a fraction collector for collecting a part of the eluate and dropping it into the concave portion of the sample slide;
d) control means for controlling the fraction collector so that the eluate is collected at a timing corresponding to a part of the target peak appearing in the chromatogram created based on the detection signal from the detector.
It is characterized by having.
[0010]
Embodiments and effects of the present invention
In the present invention, in general, a preparative liquid chromatograph used to separate and fractionate a sample containing many sample components for each component is used for preparing a sample for MALDI-TOFMS. Used for separation and collection of As one embodiment of the present invention, the detector is a mass spectrometer, for specifying a sample component or a set of sample components to be collected in a concave portion of a sample slide by a mass number or a mass number range. Further comprising input setting means, wherein the control means separates the eluate at a timing corresponding to a part of a peak appearing in a mass chromatogram created for each mass number or mass number range designated by the input setting means. As described above, the configuration may be such that the fraction collector is controlled.
[0011]
In this configuration, the analysis operator previously sets a sample component to be collected or a sample component group that is a set thereof as a mass number of the sample component or a mass number range including the sample component group. However, usually, the upper limit of the mass number that can be measured by LC / MS combining a liquid chromatograph and a mass spectrometer is smaller than the mass number that can be measured by MALDI-TOFMS. Therefore, the mass number of many analytes to be analyzed by MALDI-TOFMS exceeds the upper limit of the mass number that can be measured by LC / MS. Therefore, the mass number or mass number range set by the input setting means may be not the mass number of the molecular ion of the sample component itself to be collected but the mass number of an ion such as a fragment ion that can be estimated for the sample component.
[0012]
After performing the above settings, the sample is subjected to liquid chromatographic analysis, and the eluate eluted from the column is detected by a detector. If the detector is a mass spectrometer, the eluate introduced into the detector will be consumed. Therefore, the eluate is branched before the detector and introduced into the fraction collector in parallel. The control means detects a peak appearing in the mass chromatogram created for each of the set mass numbers or mass number ranges, and at a timing corresponding to a part of the peak, the branched eluate is collected. So that the operation of the fraction collector is controlled. As a result, the fraction collector drops a small amount of the eluate containing the set sample component or sample component group into a concave portion at a predetermined position on a predetermined sample slide. The analysis operator removes the sample slide from which the eluate has been collected in this manner, and drops the matrix solution into the concave portion by using the above-mentioned automated apparatus or manually, mixes the eluate with the eluate, and further performs drying. Just do it.
[0013]
As described above, in the sample preparation apparatus for MALDI-TOFMS according to the present invention, when analyzing a sample containing a large number of components, an operation for separating and extracting one or more sample components to be analyzed is performed. Since it can be performed automatically, the working efficiency can be greatly improved as compared with the related art, and the throughput of analysis is also improved. In addition to reducing the burden on the analysis operator, it is also effective in preventing the occurrence of a mistake in the operation related to sample preparation.
[0014]
【Example】
Hereinafter, a sample preparation apparatus for MALDI-TOFMS which is an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0015]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of the present sample preparation apparatus. The basis of this apparatus is a preparative liquid chromatograph using a high performance liquid chromatograph. That is, the eluent (mobile phase) stored in the eluent tank 1 is sucked by the liquid sending pump 2 and flows into the column 4 via the sample introducing unit 3 at a constant flow rate. The sample solution injected into the mobile phase in the sample introduction unit 3 is introduced into the column 4 on the mobile phase, and is separated and eluted in the time direction while passing through the column 4. At the outlet of the column 4, a flow path branching section 5 is provided. In the flow path branching section 5, one of the flow paths branched at a predetermined branch ratio has a mass spectrometer 6, and the other flow path has a fraction collector. 7 are provided. Usually, a plurality of vials are set in the fraction collector for separating and fractionating the eluate, but the fraction collector 7 of the present apparatus is used for preparing a sample of MALDI-TOFMS. The sample slide 21 is configured to be set.
[0016]
In the mass spectrometer 6, the introduced eluate is sequentially vaporized, and each component molecule contained in the eluate is ionized. Then, these various ions are separated and detected for each mass number (mass / charge) by a mass analyzer such as a quadrupole mass filter. The detection signal of the mass spectrometer 6 is input to the signal processing unit 8. The signal processing unit 8 creates a mass chromatogram representing time-signal intensity focusing on a certain mass number or mass number range based on a detection signal from the mass spectrometer 6, and uses a peak appearing in the mass chromatogram. Thus, a control signal for instructing the sampling timing of the sample component to be sampled is generated. Upon receiving this control signal, the fractionation control unit 9 controls the solenoid valve, the arm, and the like incorporated in the fraction collector 7 to appropriately fractionate the eluate branched and supplied by the flow path branching unit 5. The sample slide 21 is dropped.
[0017]
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a sample slide 21 for explaining a sample preparation operation using the present embodiment. As shown in FIG. 2A, the sample slide 21 has a plurality of recesses 21a. In the fraction collector 7, a sample liquid (eluate from the column 4) 22 is dropped from the lower end hole of the needle 20 moved above the concave portion 21a of the sample slide 21 toward the concave portion 21a. At this time, the amount of the sample liquid dropped per one concave portion 21a is a very small amount of 1 mL or less.
[0018]
FIG. 3 is a simplified timing chart for explaining a sample collecting operation in the sample preparation apparatus. The operation of the present apparatus will be described with reference to FIG. Prior to the sample collection, the analysis operator sets the mass number corresponding to the substance to be analyzed, that is, the substance to be collected in the concave portion 21a, or the mass number range corresponding to the substance group including a plurality of substances from the input setting unit 10 to one. Specify a plurality. Now, consider a case where three substance groups respectively included in the three mass number ranges of m1, m2, and m3 are collected in different recesses 21a of one sample slide 21.
[0019]
As already described above, the molecular weight of proteins, peptides, and the like often analyzed by MALDI-TOFMS is large, and exceeds the upper limit of the mass number range that can be analyzed by LC / MS. Therefore, the mass number range of m1, m2, and m3 is not limited to the mass number of the molecular ion of the substance to be analyzed, but is such a mass that can characterize each substance group among the fragmentation ions generated from the substance. Choose a number. Therefore, the separation of substances based on such a mass number or mass number range is not perfect, and for example, other substances that accidentally enter the same mass number range may be mixed, but they can be eliminated by TOFMS. Practically not a problem.
[0020]
After setting as described above, the analysis operator instructs the start of sampling. Then, the liquid chromatographic analysis is started, the sample is injected into the mobile phase sent to the column 4 at a constant flow rate as described above, and the components temporally separated from the outlet of the column 4 are sequentially eluted. A part of the eluate is introduced into the mass spectrometer 6, and a detection signal is repeatedly obtained for the set mass number range m1, m2, and m3. In response to the detection signal, the signal processing unit 8 creates a mass chromatogram for each of the mass number ranges m1, m2, and m3, as shown in FIG.
[0021]
The signal processing unit 8 detects the start point of the peak in each mass chromatogram, and generates a control signal for performing fractionation for a predetermined time before and after the peak top (FIGS. 3B to 3D). )reference). The length of the flow path from the flow path branching section 5 to the mass spectrometer 6 and the length of the flow path from the flow path branching section 5 to the fraction collector 7 are required until the above-described control signal is generated. It is appropriately determined in consideration of the time and the time required for the eluate to be collected by the control signal to reach the fraction collector 7. Therefore, when the fractionation control unit 9 controls the operation of the fraction collector 7 based on the control signal generated as described above, the eluate corresponding to the vicinity of the peak top from which each control signal is generated is extracted from the needle 20. Each of the three concave portions 21a of the sample slide 21 is dropped (see FIG. 3E).
[0022]
When the target sample component (analyte) is collected in each of the recesses 21a of the sample slide 21 in this way, the analysis operator takes out the sample slide 21 and proceeds to the next operation. That is, the analysis operator aspirates a small amount of the matrix solution using a micropipette, and drops a part of the solution into the concave portion 21a where the eluate 22 is collected, as shown in FIG. 2B. At this time, the amount of the matrix solution 23 is considerably larger than the amount of the eluate 22. Then, stirring is performed so that the matrix solution 23 and the eluate 22 become uniform in the concave portion 21a. After that, a drying air is applied to the sample slide 21 to evaporate a solvent or the like and blow it off, leaving a mixture of the matrix and the substance to be analyzed in the recess 21a. Note that such operations may be performed manually, or may be performed using the above-described automation device. The sample slide 21 created in this way is set in the MALDI-TOFMS, and the analysis is executed according to a predetermined procedure.
[0023]
In the above embodiment, the control signal for fractionation is generated corresponding to one peak appearing in the mass chromatogram. However, for example, the control signal appears in the mass chromatogram having a different mass number or mass number range. A logical operation such as a logical sum or a logical product of peaks may be executed, and a control signal for sorting may be generated based on the result.
[0024]
Further, in the above embodiment, the mass spectrometer is used as the detector of the liquid chromatograph, but another detector such as an ultraviolet-visible spectrophotometer may be used. However, if a detector other than a mass spectrometer is used, it is necessary to determine the fractionation timing only by the peak appearing in the chromatogram (that is, information on the mass number cannot be used). Preliminary liquid chromatographic analysis is preferably performed to confirm the appearance. In this way, a chromatogram is created, and by specifying the peak appearing on the chromatogram by the analysis operator, it is possible to instruct an operation at the time of subsequent fractionation. Such a procedure is similar to a normal preparative liquid chromatograph.
[0025]
The above embodiment is merely an example, and it is apparent that changes and modifications can be made as appropriate within the scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a sample preparation device for MALDI-TOFMS according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a sample preparation operation using the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the sample preparation device of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Eluent tank 2 ... Liquid sending pump 3 ... Sample introduction part 4 ... Column 5 ... Channel branch part 6 ... Mass spectrometer 7 ... Fraction collector 8 ... Signal processing part 9 ... Fractionation control part 10 ... Input setting part 20 ... Needle 21 ... Sample slide 21a ... Recess 22 ... Eluate 23 ... Matrix solution

Claims (2)

サンプルスライドに形成された凹部に、分析対象物質とマトリクスとの混合物が収容されて成るMALDI−TOFMS用の試料を作成するために利用される試料調製装置であって、
a)試料液に含まれる試料成分を時間方向に分離する液体クロマトグラフのカラムと、
b)該カラムから溶出する溶出液を順次検出する検出器と、
c)前記溶出液の一部を分取して前記サンプルスライドの凹部に滴下するフラクションコレクタと、
d)前記検出器による検出信号に基づいて作成したクロマトグラムに出現する目的ピークの一部に対応するタイミングで溶出液が分取されるように前記フラクションコレクタを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするMALDI−TOFMS用試料調製装置。
A sample preparation device used to prepare a sample for MALDI-TOFMS in which a mixture of a substance to be analyzed and a matrix is accommodated in a recess formed in a sample slide,
a) a column of a liquid chromatograph for separating a sample component contained in a sample solution in a time direction;
b) a detector for sequentially detecting an eluate eluted from the column;
c) a fraction collector for collecting a part of the eluate and dropping it into the concave portion of the sample slide;
d) control means for controlling the fraction collector so that the eluate is collected at a timing corresponding to a part of the target peak appearing in the chromatogram created based on the detection signal from the detector.
A sample preparation device for MALDI-TOFMS, comprising:
前記検出器は質量分析計であり、サンプルスライドの凹部に分取したい試料成分又はその集合である試料成分群を質量数又は質量数範囲で以て指定するための入力設定手段をさらに備え、前記制御手段は、該入力設定手段により指定された質量数又は質量数範囲毎に作成したマスクロマトグラムに出現するピークの一部に対応するタイミングで溶出液が分取されるように、前記フラクションコレクタを制御することを特徴とする請求項1に記載のMALDI−TOFMS用試料調製装置。The detector is a mass spectrometer, and further includes an input setting unit for specifying a sample component or a sample component group that is a set thereof to be collected in a concave portion of the sample slide by a mass number or a mass number range, The control means is configured to collect the eluate at a timing corresponding to a part of a peak appearing in a mass chromatogram created for each mass number or mass number range designated by the input setting means, so that the fraction collector is collected. The sample preparation apparatus for MALDI-TOFMS according to claim 1, wherein
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