JP2007121240A - Method and device for analyzing sugars - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple analyzing method of high sensitivity constituted not only to accurately separate and analyze sugars but also to quantify them; and to provide an analyzer performed by the analyzing method. <P>SOLUTION: The analyzing method of sugars includes: a process for separating a sample to be inspected containing sugars by liquid chromatography using a ligand replacing column; a process for adding ammonia to the separated sample to be inspected; and a process for ionizing the sample to be inspected, to which ammonia is added, by an electrospray ionization process to perform mass analysis. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、糖類を分析するための方法と、糖類を分析するための装置に関するものである。   The present invention relates to a method for analyzing saccharides and an apparatus for analyzing saccharides.

糖類は甘味料としてのみでなく、生体のエネルギー源や構成成分、或いは生理活性物質としても重要であり、古くから研究が行なわれている。特に、近年では細胞表面に存在する糖鎖が細胞の認識などに関与していることが明らかにされており、疾病の診断や治療における糖類の利用が期待されている。例えば、ガン細胞表面の糖鎖は正常細胞と異なるので、この糖鎖の組成を分析することによりガンを診断したり、或いはガン細胞に特異的な糖鎖を認識し、治療剤をガン組織へ選択的に送達することが考えられる。よって、試料に含まれる糖類自体や、その全部または一部の加水分解物を分析する技術は非常に重要である。   Saccharides are important not only as sweeteners but also as biological energy sources and constituents, or physiologically active substances, and have been studied for a long time. In particular, in recent years, it has been clarified that sugar chains present on the cell surface are involved in cell recognition and the like, and the use of sugars in the diagnosis and treatment of diseases is expected. For example, since sugar chains on the surface of cancer cells are different from normal cells, cancer can be diagnosed by analyzing the composition of this sugar chain, or sugar chains specific to cancer cells can be recognized and therapeutic agents can be transferred to cancer tissues. It is conceivable to deliver selectively. Therefore, a technique for analyzing the saccharide itself contained in the sample and all or a part of the hydrolyzate thereof is very important.

ところが、糖類は構造が類似するものが多く、分析が難しいという問題がある。そこで、分析試料に含まれる糖類を化学修飾したり、酵素を作用させるなどすることによって、分析を容易にする技術が開発されている。例えば特許文献1には、被検試料にシアリダーゼを作用させてシアル酸を遊離させること等を含む単糖の分析方法が記載されている。また、2−アミノピリジン(プレラベル法)やアルギニン(ポストラベル法)により糖類を修飾する蛍光検出法などもある。しかし、糖類を修飾する工程を含む分析方法は効率が悪い。   However, many sugars have similar structures, and there is a problem that analysis is difficult. In view of this, a technique has been developed that facilitates analysis by chemically modifying a saccharide contained in an analysis sample or by causing an enzyme to act. For example, Patent Document 1 describes a method for analyzing monosaccharides, which includes releasing sialic acid by allowing sialidase to act on a test sample. In addition, there is a fluorescence detection method in which saccharides are modified with 2-aminopyridine (pre-label method) or arginine (post-label method). However, the analysis method including the step of modifying the saccharide is inefficient.

一方、糖類を分離分析するためのカラムとして配位子交換カラムが知られている。このカラムは、充填ゲルの官能基のカウンターイオンとして金属イオンを有しており、金属イオンと糖類の水酸基が相互作用する。この相互作用は、糖類が有する水酸基の数のみならず位置によっても異なるため、官能基として水酸基のみを含む糖類同士の分離が可能である。
特開2000−333698号公報(特許請求の範囲)
On the other hand, a ligand exchange column is known as a column for separating and analyzing saccharides. This column has metal ions as counter ions of the functional groups of the packed gel, and the metal ions interact with the hydroxyl groups of the sugars. Since this interaction differs depending not only on the number of hydroxyl groups in the saccharide but also on the position, saccharides containing only a hydroxyl group as a functional group can be separated.
JP 2000-333698 A (Claims)

上述した様に、糖類の分析方法としては様々なものが知られていた。しかし、互いに構造が類似する糖類を簡便に分離分析できる技術は少なく、手間やコストのかかるものが多かった。一方、簡便な分析方法は得られる情報が少なく、特に多数の糖類が含まれている試料を十分に分析できないことがあった。   As described above, various methods for analyzing saccharides have been known. However, there are few techniques that can easily separate and analyze saccharides having similar structures to each other, and many techniques are laborious and costly. On the other hand, a simple analysis method has little information to be obtained, and in particular, a sample containing a large number of saccharides may not be sufficiently analyzed.

そこで本発明が解決すべき課題は、簡便である上に感度が高く糖類をより正確に分離分析できるのみでなく定量も可能になる方法と、その様な方法が実施可能である装置を提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a method that is simple and has high sensitivity and enables more accurate separation and analysis of saccharides as well as quantification, and an apparatus capable of performing such a method. There is.

本発明者らは、上記課題を解決すべく、先ず配位子交換カラムを用いた液体クロマトグラフィと、エレクトロスプレーイオン化マススペクトル法を組み合わせた液体クロマトグラフィ/質量分析法(以下、「LC/MS法」という場合がある)を行なうこととした。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors firstly prepared a liquid chromatography / mass spectrometry method (hereinafter referred to as “LC / MS method”) using a combination of liquid chromatography using a ligand exchange column and electrospray ionization mass spectrometry. In some cases).

配位子交換カラム単独では、例えば多数の糖類を含む試料を分析する場合にピークが重なると、同定が難しくなる。しかし質量分析を組み合わせることによって、液体クロマトグラフィにより得られたチャートの各ピークの分子量が得られるため、糖類の同定がより容易になる。また、エレクトロスプレーイオン化法は、難揮発性物質である糖類のイオン化に適している。   When the ligand exchange column alone is used, for example, when a sample containing a large number of saccharides is analyzed, if the peaks overlap, identification becomes difficult. However, by combining mass spectrometry, the molecular weight of each peak of the chart obtained by liquid chromatography can be obtained, so that saccharides can be easily identified. The electrospray ionization method is suitable for ionization of saccharides which are hardly volatile substances.

ところが、上記方法では質量分析の感度が十分でない場合があった。そこで本発明者らは、さらに鋭意研究を進めることによって、試料にアミン化合物を添加すれば質量分析の感度が顕著に向上し、試料に占める各糖類の定量までも可能になることを見出して本発明を完成した。   However, the above method sometimes has insufficient sensitivity for mass spectrometry. Therefore, the present inventors have further conducted diligent research to find that the addition of an amine compound to a sample significantly improves the sensitivity of mass spectrometry and enables the quantification of each saccharide in the sample. Completed the invention.

即ち、本発明に係る糖類の分析方法は、
配位子交換カラムを用いた液体クロマトグラフィにより糖類を含む被検試料を分離する工程、
分離した被検試料にアミン化合物を添加する工程、および
アミン化合物を添加した被検試料をエレクトロスプレーイオン化法によりイオン化し、質量分析を行なう工程、
を含むことを特徴とする。
That is, the method for analyzing saccharides according to the present invention comprises:
Separating a test sample containing saccharides by liquid chromatography using a ligand exchange column;
A step of adding an amine compound to the separated test sample, and a step of ionizing the test sample to which the amine compound has been added by electrospray ionization and performing mass spectrometry,
It is characterized by including.

アミン化合物としてはアンモニアが好適である。また、質量分析を行なう試料に占めるアミン化合物の濃度は、1.5質量%以上が好ましい。アミン化合物を添加しない場合に比べ、質量分析の感度が約10倍にもなるからである。   Ammonia is preferred as the amine compound. Further, the concentration of the amine compound in the sample to be subjected to mass spectrometry is preferably 1.5% by mass or more. This is because the sensitivity of mass spectrometry is about 10 times that in the case where no amine compound is added.

配位子交換カラムに充填するゲルの平均粒子径は、1〜10μmとすることが好ましい。ゲルの粒子径を微細にすることによって、互いに構造が類似する糖類の分離においても、良好な結果が得られるからである。   The average particle size of the gel packed in the ligand exchange column is preferably 1 to 10 μm. This is because by making the gel particle size fine, good results can be obtained even in the separation of saccharides having similar structures.

また、本発明に係る糖類の分析装置は、
配位子交換カラムを有する液体クロマトグラフィシステム、
上記液体クロマトグラフィシステムからの溶出液にアミン化合物を添加するためのポンプ、および
エレクトロスプレーイオン化質量分析システム、
を有することを特徴とする。
In addition, the saccharide analyzer according to the present invention includes:
A liquid chromatography system having a ligand exchange column,
A pump for adding amine compounds to the eluate from the liquid chromatography system, and an electrospray ionization mass spectrometry system;
It is characterized by having.

上記装置としては、さらに液体クロマトグラフィシステムからの溶出液に添加するアミン化合物の濃度を制御するための手段を有するものが好適である。当該手段によって、質量分析の感度向上のために最適なアミン化合物濃度に調節できる。さらに、質量分析により得られたマススペクトルの強度により各糖類を定量化するための手段を有することが好ましい。本発明方法は感度が高いため、マススペクトルの強度により各糖類の定量が可能である。従って、当該手段により例えば各濃度の分子イオンピーク強度を比較し、各糖類を定量化できる。   As the above apparatus, an apparatus having a means for controlling the concentration of the amine compound added to the eluate from the liquid chromatography system is preferable. By this means, it is possible to adjust the amine compound concentration to be optimal for improving the sensitivity of mass spectrometry. Furthermore, it is preferable to have a means for quantifying each saccharide based on the intensity of the mass spectrum obtained by mass spectrometry. Since the method of the present invention has high sensitivity, each saccharide can be quantified by the intensity of the mass spectrum. Therefore, for example, the saccharides can be quantified by comparing the molecular ion peak intensities of the respective concentrations by the means.

本発明方法によれば、試料中に含まれる糖類を簡便かつ正確に分離分析することができる。しかも、本発明方法では極めて感度よく質量分析を行なえるので、マススペクトルのピーク強度から各糖類を定量化できる。また、本発明装置は当該方法を実施できるものとして有用である。   According to the method of the present invention, saccharides contained in a sample can be easily and accurately separated and analyzed. Moreover, since the mass analysis can be performed with extremely high sensitivity, the saccharides can be quantified from the peak intensity of the mass spectrum. Moreover, the device of the present invention is useful as a device capable of carrying out the method.

従って、本発明は、疾病の診断や治療にも応用し得る糖類の分析を従来技術よりも簡便かつ正確に実施できるものとして、産業上非常に有用である。   Therefore, the present invention is very useful industrially as it can carry out saccharide analysis that can be applied to diagnosis and treatment of diseases more simply and more accurately than the prior art.

本発明に係る糖類の分析方法は、
配位子交換カラムを用いた液体クロマトグラフィにより糖類を含む被検試料を分離する工程、
分離した被検試料にアミン化合物を添加する工程、および
アミン化合物を添加した被検試料をエレクトロスプレーイオン化法によりイオン化し、質量分析を行なう工程、
を含むことを特徴とする。
The method for analyzing saccharides according to the present invention comprises:
Separating a test sample containing saccharides by liquid chromatography using a ligand exchange column;
A step of adding an amine compound to the separated test sample, and a step of ionizing the test sample to which the amine compound has been added by electrospray ionization and performing mass spectrometry,
It is characterized by including.

本発明方法は、糖類を分離分析するためのものである。よって、分析すべき被検試料は糖類が含まれているものであれば特に制限されない。例えば、環境試料や生体試料などを分析できる。また、食品などの分析にも適用できる。   The method of the present invention is for separating and analyzing saccharides. Therefore, the test sample to be analyzed is not particularly limited as long as it contains saccharides. For example, environmental samples and biological samples can be analyzed. It can also be applied to food analysis.

本発明では、先ず、配位子交換カラムを用いた液体クロマトグラフィにより糖類を含む被検試料を分離する。   In the present invention, first, a test sample containing saccharides is separated by liquid chromatography using a ligand exchange column.

配位子交換カラムは、側鎖として酸性基と金属イオンとの塩を有する基を有するゲルを用いるものである。当該ゲルの主鎖としてはポリスチレン等、酸性基としてはスルホン酸基やカルボキシル基等、金属イオンとしてはカルシウムイオン、鉛イオン、亜鉛イオン、ナトリウムイオン等を用いることができる。かかるゲルを用いることによって、カラム内に糖類が導入されるとゲル側鎖の金属イオンと糖類の水酸基が相互作用するため、水酸基の数や位置に応じて糖類を分離することができる。   The ligand exchange column uses a gel having a group having a salt of an acidic group and a metal ion as a side chain. As the main chain of the gel, polystyrene or the like, sulfonic acid group or carboxyl group as acid group, and calcium ion, lead ion, zinc ion, sodium ion or the like as metal ion can be used. By using such a gel, when a saccharide is introduced into the column, the metal ion on the gel side chain and the hydroxyl group of the saccharide interact, so that the saccharide can be separated according to the number and position of the hydroxyl group.

配位子交換カラムに充填するゲルの平均粒子径は、1〜10μmとすることが好ましい。ゲルの粒子径を微細にすることによって、互いに構造が類似する糖類の分離においても、良好な結果が得られるからである。配位子交換カラムに充填するゲルの製法としては常法を用いればよい。例えば、スルホン酸型ポリスチレン系スチレン樹脂の場合、スチレンとジビニルベンゼンを混合し、適当な重合開始剤と分散剤を加えて水中で攪拌して重合物を得た後にスルホン化する。また、ゲルを微細化する方法も常法を用いればよく、例えば、ゲルを製造するに当たり、懸濁重合の際に攪拌速度を急速に上げる方法がある。得られたゲルは、充填する前に湿式及び乾式方式によるゲルの分級を行ない、粒子径を揃える。   The average particle size of the gel packed in the ligand exchange column is preferably 1 to 10 μm. This is because by making the gel particle size fine, good results can be obtained even in the separation of saccharides having similar structures. A conventional method may be used as a method for producing the gel filled in the ligand exchange column. For example, in the case of a sulfonic acid type polystyrene styrene resin, styrene and divinylbenzene are mixed, an appropriate polymerization initiator and a dispersant are added, and the mixture is stirred in water to obtain a polymer, followed by sulfonation. Moreover, the method for refining the gel may be a conventional method. For example, in producing the gel, there is a method of rapidly increasing the stirring speed during suspension polymerization. The obtained gel is classified by the wet and dry methods before filling to make the particle diameter uniform.

なお、本発明において「平均粒子径」とは、一般的な粒度分布計によりゲル粒子の粒度分布を測定し、得られた結果により求められる小粒子径側からの積算値50%の粒度(D50)をいうものとする。斯かる粒度分布は、粒子に光を当てることにより生じる回折や散乱の強度パターンによって測定することができる。これは、当該強度パターンが、粒子の大きさに依存することによる。 In the present invention, the “average particle size” refers to a particle size distribution of 50% of the integrated value from the small particle size side obtained from the result obtained by measuring the particle size distribution of gel particles with a general particle size distribution meter. 50 ). Such a particle size distribution can be measured by a diffraction or scattering intensity pattern generated by applying light to the particles. This is because the intensity pattern depends on the particle size.

液体クロマトグラフィにおける移動相の流量やカラム温度などの実施条件は、予備実験などにより決定すればよいが、移動相としては、通常、水を用いる。また、カラムゲルとしてカルシウム塩基を側鎖に有するものを使用した場合には、カラム温度を65〜75℃とすることが好ましい。本発明者らによる知見によれば、かかる場合の糖類の分離能は当該温度範囲において良好であり、特に約70℃が好適である。   The implementation conditions such as the flow rate of the mobile phase and the column temperature in liquid chromatography may be determined by preliminary experiments, but water is usually used as the mobile phase. Moreover, when using what has a calcium base in a side chain as column gel, it is preferable that column temperature shall be 65-75 degreeC. According to the knowledge of the present inventors, the separation ability of saccharides in such a case is good in the temperature range, and about 70 ° C. is particularly preferable.

本発明では、液体クロマトグラフィの溶出液へ、質量分析前にアミン化合物を添加する。アミン化合物の添加によりイオン化が難しい糖類のイオン化を容易にし、質量分析の感度を顕著に向上させることができる。なお、アミン化合物を液体クロマトグラフィの溶出液に添加するのは、配位子交換カラムで使える移動相は通常水のみだからである。   In the present invention, an amine compound is added to the eluate of liquid chromatography before mass spectrometry. Addition of an amine compound facilitates ionization of saccharides that are difficult to ionize, and can significantly improve the sensitivity of mass spectrometry. The amine compound is added to the eluent of liquid chromatography because the mobile phase that can be used in the ligand exchange column is usually only water.

アミン化合物としては、アンモニア;メチルアミン、エチルアミン、イソプロピルアミンなどの低級アルキル1級アミン;ジメチルアミン、ジエチルアミン、エチルメチルアミン、ピロリジン、ピペリジンなどの2級アミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジンなどの3級アミンを用いることができ、好適にはアンモニアを用いる。   Amine compounds include ammonia; lower alkyl primary amines such as methylamine, ethylamine, and isopropylamine; secondary amines such as dimethylamine, diethylamine, ethylmethylamine, pyrrolidine, and piperidine; tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, and pyridine. Preferably, ammonia is used.

アミン化合物の添加量は、溶出液に占める糖類の濃度などに応じて適宜調節すればよいが、好適には溶出液に対して1.5質量%以上添加する。1.5質量%未満でも後続の質量分析の感度は向上するが、1.5質量%以上の添加により感度は特に上がるからである。ただし、過剰に添加しても効果は飽和するので、上限は10質量%程度とする。   The addition amount of the amine compound may be appropriately adjusted according to the concentration of saccharides in the eluate, but is preferably added at 1.5% by mass or more with respect to the eluate. Even if the amount is less than 1.5% by mass, the sensitivity of the subsequent mass spectrometry is improved. However, the addition of 1.5% by mass or more particularly increases the sensitivity. However, the effect is saturated even if added excessively, so the upper limit is about 10% by mass.

アミン化合物を添加した被検試料は、次にエレクトロスプレーイオン化法(以下、「ESI」という場合がある)によりイオン化し、質量分析を行なう。イオン化方法としてESIを用いるのは、イオン化し難い糖類のイオン化に適しているからである。   The test sample to which the amine compound has been added is then ionized by electrospray ionization (hereinafter sometimes referred to as “ESI”) and subjected to mass spectrometry. The reason for using ESI as an ionization method is that it is suitable for ionization of sugars that are difficult to ionize.

ESIでは、液体試料をキャピラリーへ導入し、その先端に電圧を印加する。その結果、強い不平等電界が形成されることによって、液体試料が帯電液滴として噴霧される。さらに、液滴内でのイオンのクーロン反発力により液滴の分裂が進行して、最終的に糖類はイオン化する。本発明においては、添加されたアミン化合物の作用によって、かかるイオン化が良好に進行して質量分析の感度が向上すると考えられる。   In ESI, a liquid sample is introduced into a capillary and a voltage is applied to its tip. As a result, the liquid sample is sprayed as charged droplets by forming a strong unequal electric field. Further, the droplets break up due to the Coulomb repulsive force of the ions in the droplets, and the saccharide is finally ionized. In the present invention, it is considered that the ionization proceeds favorably and the sensitivity of mass spectrometry is improved by the action of the added amine compound.

イオン化した糖類は、高真空下の質量分析部へ導入される。この導入のための細孔部(コーン)へは、コーン電圧といわれる直流電圧を印加する。このコーン電圧も、質量分析の感度が向上する様に適宜調節すればよいが、10〜30Vが好適であり、特に約20Vが好ましい。   The ionized saccharide is introduced into the mass spectrometer under high vacuum. A DC voltage called a cone voltage is applied to the pores (cones) for this introduction. The cone voltage may be adjusted as appropriate so as to improve the sensitivity of mass spectrometry, but 10 to 30 V is preferable, and about 20 V is particularly preferable.

以上で説明した本発明方法によって、被検試料中に含まれる糖類は分離され、各糖類の分子量データが得られる。その他、マススペクトルにより分子量以外の化学構造データも得られる。その上、2−アミノピリジンなどの高価な試薬により糖類を修飾する必要がなく、安価で簡便に実施でき、質量分析の感度も高い。即ち本発明方法は、糖類を含む被検試料の分離分析を効率的に行なうことができるものである。   By the method of the present invention described above, saccharides contained in the test sample are separated, and molecular weight data of each saccharide is obtained. In addition, chemical structure data other than molecular weight can be obtained by mass spectrum. In addition, it is not necessary to modify the saccharide with an expensive reagent such as 2-aminopyridine, it can be carried out inexpensively and easily, and the sensitivity of mass spectrometry is high. That is, the method of the present invention can efficiently perform separation analysis of a test sample containing saccharides.

より具体的には、先ず、事前に標準的な糖類試料を作成して本発明方法により分析しておき、標準的な糖類のリテンションタイム、マススペクトルおよびマスクロマトグラムを取得する。次いで、被検試料を同一の条件で分析し、得られたデータを標準試料のデータと比較することによって、被検試料に含まれる糖類の種類を解析することができ、さらに各糖類を定量化することも可能になる。   More specifically, first, a standard saccharide sample is prepared and analyzed by the method of the present invention, and a retention time, a mass spectrum, and a mass chromatogram of a standard saccharide are acquired. Next, the test sample is analyzed under the same conditions, and by comparing the obtained data with the data of the standard sample, the type of saccharide contained in the test sample can be analyzed, and each saccharide is quantified. It is also possible to do.

上記方法を実施することができる本発明の糖類の分析装置は、
配位子交換カラムを有する液体クロマトグラフィシステム、
上記液体クロマトグラフィシステムからの溶出液にアミン化合物を添加するためのポンプ、およびエレクトロスプレーイオン化質量分析システム、
を有することを特徴とする。以下、図1を参照しつつ本発明装置を説明する。
The saccharide analyzer of the present invention capable of carrying out the above method comprises:
A liquid chromatography system having a ligand exchange column,
A pump for adding an amine compound to the eluate from the liquid chromatography system, and an electrospray ionization mass spectrometry system;
It is characterized by having. The apparatus of the present invention will be described below with reference to FIG.

本発明の液体クロマトグラフィシステムは、少なくとも移動相を送液するためのポンプ1、被検試料を挿入するためのインジェクタ2、カラム3、カラムオーブン4、およびこれらの制御装置を有する通常の液体クロマトグラフィシステムであればよい。但し、カラムとしては上記で説明した配位子交換カラムを使用する。   The liquid chromatography system of the present invention is a normal liquid chromatography system having at least a pump 1 for feeding a mobile phase, an injector 2 for inserting a test sample, a column 3, a column oven 4, and control devices thereof. If it is. However, the ligand exchange column described above is used as the column.

本発明装置は、さらに液体クロマトグラフィシステムからの溶出液にアミン化合物を添加するためのポンプ5と、エレクトロスプレーイオン化質量分析システム6を有する。   The apparatus of the present invention further includes a pump 5 for adding an amine compound to the eluate from the liquid chromatography system, and an electrospray ionization mass spectrometry system 6.

ポンプ5は、液体クロマトグラフィシステムからの溶出液にアミン化合物溶液を規定量加えるためのものである。好適には、液体クロマトグラフィシステムからの溶出液に添加するアミン化合物の濃度を制御するための手段を備える。この制御手段としては、例えば、液体クロマトグラフィシステムからの溶出液の流量(流速)と、添加すべきアミン化合物溶液の濃度のインプットを受け、さらに溶出液とアミン化合物溶液の混合液に占めるアミン化合物濃度のインプットを受けることによりアミン化合物溶液の流量(流速)を調節できるものを挙げることができる。   The pump 5 is for adding a specified amount of the amine compound solution to the eluate from the liquid chromatography system. Preferably, means are provided for controlling the concentration of the amine compound added to the eluate from the liquid chromatography system. As this control means, for example, the flow rate (flow rate) of the eluate from the liquid chromatography system and the input of the concentration of the amine compound solution to be added are received, and the amine compound concentration in the mixture of the eluate and the amine compound solution is further received. The thing which can adjust the flow volume (flow velocity) of an amine compound solution can be mentioned by receiving input.

ESI質量分析システム6としては、通常のものを使用することができる。即ち、液体クロマトグラフィシステムから送られている移動相が通過するキャピラリをハウジング内に有し、このキャピラリの先端は、移動相が噴出されるようにニードル状になっている。さらに、キャピラリの先端に電圧を付与するための放電電極を有する。   As the ESI mass spectrometry system 6, a normal one can be used. In other words, the housing has a capillary through which the mobile phase sent from the liquid chromatography system passes, and the tip of the capillary has a needle shape so that the mobile phase is ejected. Furthermore, it has a discharge electrode for applying a voltage to the tip of the capillary.

イオン化した糖類は、全イオンクロマトグラム(TIC)モニタリングで検出され、電気信号として増幅される。この電気信号をコンピュータ等により解析することによって、マススペクトルが得られる。   The ionized saccharide is detected by total ion chromatogram (TIC) monitoring and amplified as an electrical signal. A mass spectrum is obtained by analyzing the electrical signal with a computer or the like.

本発明方法では質量分析の感度が顕著に向上している。その結果、マススペクトルの強度は被検試料に占める各糖類の濃度に比例することが、本発明者らにより明らかにされている。よって、本発明装置としては、質量分析により得られたマススペクトルの強度により各糖類を定量化するための手段を有するものが好適である。具体的には、例えば、定量化の対象とする糖類について試料濃度とマススペクトル強度(例えば、分子イオンピーク強度)に関する検量線を事前に作成し、マススペクトルを解析するコンピュータにおいて、測定された各糖類のマススペクトル強度と検量線データとを比較することにより定量化する。本発明者らによる知見によれば、三糖であるラフィノースでは5〜500μMで、単糖とマルトトリオースでは5〜1000μMで、二糖では10〜1000μMで、本発明の分析方法によって、何れも直線性の高い検量線が得られている。   In the method of the present invention, the sensitivity of mass spectrometry is remarkably improved. As a result, the inventors have clarified that the intensity of the mass spectrum is proportional to the concentration of each saccharide in the test sample. Therefore, the apparatus of the present invention preferably has a means for quantifying each saccharide based on the intensity of the mass spectrum obtained by mass spectrometry. Specifically, for example, a calibration curve regarding sample concentration and mass spectrum intensity (for example, molecular ion peak intensity) is prepared in advance for a saccharide to be quantified, and each measured by a computer that analyzes the mass spectrum. Quantification is performed by comparing the mass spectral intensity of saccharides with calibration curve data. According to the findings by the present inventors, it is 5 to 500 μM for raffinose, which is a trisaccharide, 5 to 1000 μM for monosaccharide and maltotriose, and 10 to 1000 μM for disaccharide. A calibration curve with high linearity is obtained.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例により制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. It is also possible to implement, and they are all included in the technical scope of the present invention.

実施例1
表1に示す糖類をそれぞれ1mmol/L含む試料を作成し、図1に示すLC/MS装置で分析した。液体クロマトグラフィ装置として日本分光社製のPU−980を用い、質量分析計としてmicromass社製のVG QuattroIIを使用した。また、アミン化合物溶液として12質量%アンモニア水溶液を用い、液体クロマトグラフィからの溶出液とアンモニア水溶液との流量比を5:1とし、質量分析計へ導入される試料溶液に占めるアンモニア濃度を2質量%とした。LC/MSの実施条件は、以下の通りである。
カラム:信和化工社製、ULTRON PS−80C/5S
スルホン酸カルシウム型ポリスチレン系カチオン交換樹脂を充填
内径2.0mm、長さ250mm
移動相:水
流量:0.05mL/分
カラム温度:70℃
イオン化モード:ESI−negativeモード
コーン電圧:20V
キャピラリー電圧:3.5kV
イオン源温度:90℃
検出モード:TIC(m/z:50〜700)
Example 1
Samples each containing 1 mmol / L of the saccharides shown in Table 1 were prepared and analyzed with the LC / MS apparatus shown in FIG. PU-980 manufactured by JASCO Corporation was used as the liquid chromatography device, and VG Quattro II manufactured by micromass was used as the mass spectrometer. Further, a 12% by mass aqueous ammonia solution is used as the amine compound solution, the flow rate ratio between the eluate from liquid chromatography and the aqueous ammonia solution is 5: 1, and the ammonia concentration in the sample solution introduced into the mass spectrometer is 2% by mass. It was. The LC / MS performance conditions are as follows.
Column: manufactured by Shinwa Kako Co., Ltd., ULTRON PS-80C / 5S
Filled with calcium sulfonate polystyrene cation exchange resin
Inner diameter 2.0mm, length 250mm
Mobile phase: Water Flow rate: 0.05 mL / min Column temperature: 70 ° C
Ionization mode: ESI-negative mode Cone voltage: 20V
Capillary voltage: 3.5 kV
Ion source temperature: 90 ° C
Detection mode: TIC (m / z: 50 to 700)

結果を表1に示す。   The results are shown in Table 1.

Figure 2007121240
Figure 2007121240

上記結果の通り、全ての糖類で分子イオンピークが得られ、さらに三糖からは単糖と二糖に分解したもののピークが、二糖からは単糖に分解したもののピークが得られた。その他、わずかに2量体と思われるピークが得られた他にはピークは観察されず、各単糖ごとにシンプルなマススペクトルが得られた。以上の通り、本発明方法によれば、互いに構造が類似する糖類を良好に分離分析できることが実証された。   As shown in the above results, molecular ion peaks were obtained for all saccharides. Further, trisaccharides were decomposed into monosaccharides and disaccharides, and disaccharides were decomposed into monosaccharides. In addition, a peak that was considered to be a dimer was obtained, and no peak was observed, and a simple mass spectrum was obtained for each monosaccharide. As described above, according to the method of the present invention, it was demonstrated that saccharides having similar structures can be separated and analyzed well.

実施例2 アミン化合物濃度の最適化
上記実施例1において、質量分析計へ導入される試料溶液に占めるアンモニア濃度を0〜5%とした以外は同様にして、1mmol/Lグルコース水溶液の分析を行なった。得られた結果について、分子イオンピークの強度比を相対的に表して図2に示す。
Example 2 Optimization of Amine Compound Concentration A 1 mmol / L glucose aqueous solution was analyzed in the same manner as in Example 1 except that the ammonia concentration in the sample solution introduced into the mass spectrometer was 0 to 5%. It was. About the obtained result, the intensity ratio of the molecular ion peak is relatively represented and shown in FIG.

当該結果より、アンモニア濃度を1質量%とした場合では質量分析感度は向上するもののその効果は十分ではないが、2質量%での感度は極めて良好であり、5質量%で効果は飽和した。よって、質量分析を行なう試料に占めるアミン化合物の濃度は、1.5質量%以上が好適であることが分かった。   From the results, when the ammonia concentration was 1% by mass, the mass spectrometry sensitivity was improved, but the effect was not sufficient, but the sensitivity at 2% by mass was very good, and the effect was saturated at 5% by mass. Therefore, it was found that the concentration of the amine compound in the sample subjected to mass spectrometry is preferably 1.5% by mass or more.

実施例3 カラム温度の最適化
上記実施例1において、糖類を10種類とし、カラム温度を65、70または75℃にした以外は同様にして、糖類の分析を行なった。得られた結果について、分子イオンピークの強度比を相対的に表して図3に示す。
Example 3 Optimization of column temperature In Example 1 described above, saccharides were analyzed in the same manner except that 10 types of saccharides were used and the column temperature was 65, 70, or 75 ° C. About the obtained result, the intensity ratio of the molecular ion peak is relatively represented and shown in FIG.

当該結果より、カラム温度が65℃である場合でも各分子イオンピークは検出できたが、70℃または75℃での結果が良好であり、70℃で最もよい結果が得られた。よって、実施例1の実施条件においては、液体クロマトグラフィのカラム温度は65〜75℃がよく、70℃が最適であることが分かった。   From the results, each molecular ion peak could be detected even when the column temperature was 65 ° C., but the results at 70 ° C. or 75 ° C. were good, and the best results were obtained at 70 ° C. Therefore, it was found that the column temperature for liquid chromatography is preferably 65 to 75 ° C., and 70 ° C. is optimal under the execution conditions of Example 1.

実施例4 コーン電圧の最適化
上記実施例1において、コーン電圧を10〜80Vにした以外は同様にして、糖類の分析を行なった。得られた結果について、分子イオンピークの強度比を相対的に表して図4に示す。
Example 4 Optimization of Cone Voltage Sugars were analyzed in the same manner as in Example 1 except that the cone voltage was changed to 10 to 80V. About the obtained result, the intensity ratio of molecular ion peak is relatively represented and shown in FIG.

当該結果より、コーン電圧を10〜30Vとした場合に感度が比較的良好であり、20Vで最もよい結果が得られた。よって、実施例1の実施条件におけるコーン電圧は10〜30Vがよく、20Vが最適であることが分かった。   From the results, the sensitivity was relatively good when the cone voltage was 10 to 30V, and the best result was obtained at 20V. Therefore, it was found that the cone voltage in the execution conditions of Example 1 is 10 to 30V, and 20V is optimal.

実施例5 検出限界の検討
上記実施例1の液体クロマトグラフィにおいて、被検試料を各糖の単独溶液とし、その濃度を種々変化させた以外は同様にして、糖類の分析を行なった。各糖の液体クロマトグラフィにおける分子イオンピークの検出限界を表2に示す。
Example 5 Examination of detection limit In the liquid chromatography of Example 1 above, saccharides were analyzed in the same manner except that the test sample was a single solution of each saccharide and the concentration was variously changed. Table 2 shows detection limits of molecular ion peaks in liquid chromatography of each sugar.

Figure 2007121240
Figure 2007121240

当該結果の通り、ゲル粒子をセミマイクロ化した配位子交換カラムを用いた液体クロマトグラフィによれば、何れの糖の検出限界もngレベルであった。よって、ゲル粒子をセミマイクロ化した配位子交換カラムを用いた液体クロマトグラフィは、高い糖分離能を示すことが実証された。   As the result, according to the liquid chromatography using the ligand exchange column in which the gel particles are semi-micronized, the detection limit of any sugar was ng level. Therefore, it was demonstrated that liquid chromatography using a ligand exchange column in which gel particles are semi-micronized exhibits high sugar separation ability.

本発明方法を実施するための装置の模式図である。It is a schematic diagram of the apparatus for implementing this invention method. 質量分析を行なう試料に占めるアミン化合物の濃度を変えた場合における分子イオンピークの強度比を示す図である。It is a figure which shows the intensity | strength ratio of the molecular ion peak at the time of changing the density | concentration of the amine compound which occupies for the sample which performs mass spectrometry. カラム温度を変えた場合における分子イオンピークの強度比を示す図である。It is a figure which shows the intensity ratio of the molecular ion peak at the time of changing column temperature. コーン電圧を変えた場合における分子イオンピークの強度比を示す図である。It is a figure which shows the intensity | strength ratio of the molecular ion peak at the time of changing cone voltage.

符号の説明Explanation of symbols

1:移動相送液ポンプ、 2:インジェクタ、3:配位子交換カラム、4:カラムオーブン、 5:アミン化合物溶液送液ポンプ、6:エレクトロスプレーイオン化質量分析システム   1: mobile phase feed pump, 2: injector, 3: ligand exchange column, 4: column oven, 5: amine compound solution feed pump, 6: electrospray ionization mass spectrometry system

Claims (7)

配位子交換カラムを用いた液体クロマトグラフィにより糖類を含む被検試料を分離する工程、
分離した被検試料にアミン化合物を添加する工程、および
アミン化合物を添加した被検試料をエレクトロスプレーイオン化法によりイオン化し、質量分析を行なう工程、
を含むことを特徴とする糖類の分析方法。
Separating a test sample containing saccharides by liquid chromatography using a ligand exchange column;
A step of adding an amine compound to the separated test sample, and a step of ionizing the test sample to which the amine compound has been added by electrospray ionization and performing mass spectrometry,
A method for analyzing saccharides, comprising:
アミン化合物としてアンモニアを用いる請求項1に記載の糖類の分析方法。   The method for analyzing saccharides according to claim 1, wherein ammonia is used as the amine compound. 質量分析を行なう試料に占めるアミン化合物の濃度を1.5質量%以上にする請求項1または2に記載の糖類の分析方法。   The method for analyzing saccharides according to claim 1 or 2, wherein the concentration of the amine compound in the sample subjected to mass spectrometry is 1.5% by mass or more. 配位子交換カラムに充填するゲルの平均粒子径を1〜10μmとする請求項1〜3のいずれかに記載の糖類の分析方法。   The method for analyzing a saccharide according to any one of claims 1 to 3, wherein an average particle size of the gel packed in the ligand exchange column is 1 to 10 µm. 配位子交換カラムを有する液体クロマトグラフィシステム、
上記液体クロマトグラフィシステムからの溶出液にアミン化合物を添加するためのポンプ、および
エレクトロスプレーイオン化質量分析システム、
を有することを特徴とする糖類の分析装置。
A liquid chromatography system having a ligand exchange column,
A pump for adding amine compounds to the eluate from the liquid chromatography system, and an electrospray ionization mass spectrometry system;
An apparatus for analyzing saccharides, comprising:
さらに、液体クロマトグラフィシステムからの溶出液に添加するアミン化合物の濃度を制御するための手段を有する請求項5に記載の糖類の分析装置。   The saccharide analyzer according to claim 5, further comprising means for controlling the concentration of the amine compound added to the eluate from the liquid chromatography system. さらに、質量分析により得られたマススペクトルの強度により各糖類を定量化するための手段を有する請求項5または6に記載の糖類の分析装置。   Furthermore, the saccharide | sugar analyzer of Claim 5 or 6 which has a means for quantifying each saccharide | sugar by the intensity | strength of the mass spectrum obtained by mass spectrometry.
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