JP2010216945A - Analytical method - Google Patents

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Shinichi Kanazawa
進一 金澤
Motomi Nakada
元巳 中田
Makoto Nakabayashi
誠 中林
Kunio Awazu
邦男 粟津
Hisanao Hazama
久直 間
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Sumitomo Electric Fine Polymer Inc
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for analyzing high molecular substances such as polypeptides, proteins, and glucose without having to mix them with a matrix substance. <P>SOLUTION: An analyte of proteins and polypeptides or cells and biological tissue containing them is mounted to a resin sheet made of, for example, a cyclic polyolefin, an aromatic nylon, and a polycarbonate. The analyte mounted on the resin sheet is irradiated with an infrared laser beam to ionize the analyte and perform detection by mass analysis. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は分析法、より具体的にはレーザ脱離イオン化質量分析法に関する。   The present invention relates to analytical methods, and more specifically to laser desorption ionization mass spectrometry.

近年、特定の遺伝子から発現されるタンパク質群(プロテオーム)の全体像を網羅的に解析するプロテオミクスや,生体中の有機酸やアミノ酸などの低分子化合物をはじめとする代謝物の解析を網羅的に解析するメタボロミクスが注目されている。   In recent years, comprehensive analysis of proteomics that comprehensively analyzes the whole picture of a protein group (proteome) expressed from a specific gene, and analysis of metabolites including low molecular weight compounds such as organic acids and amino acids in the living body Metabolomics to be analyzed is attracting attention.

こうしたプロテオミクスやメタボロミクス、さらには生体内のタンパク質を画像処理する生体イメージング、バイオマーカの発見などに質量分析法の応用が期待される。生体内のタンパク質やポリペプチドを質量分析法により解析する手段として、マトリックス支援レーザ脱離イオン化法(Matrix-assisted laser desorption/ionization:MALDI)が最も有力視されている(例えば、非特許文献1)。   The application of mass spectrometry is expected for such proteomics and metabolomics, as well as in vivo imaging for image processing of proteins in living bodies, and discovery of biomarkers. Matrix-assisted laser desorption / ionization (MALDI) is regarded as the most promising means for analyzing in vivo proteins and polypeptides by mass spectrometry (for example, Non-Patent Document 1). .

このMALDI法は、(1)レーザ光を吸収する化合物(マトリックス溶液)と微量の試料溶液とを混合し、試料台に載せて乾燥させる工程と、(2)この乾燥させた試料に、パルスレーザを照射して試料をイオンさせて質量分析する工程とによって分析する方法である。パルスレーザには、窒素レーザやNd:YAGレーザなどの紫外領域のレーザ光を出射するレーザ光源よりも、赤外領域のレーザ光を出射するCOレーザやEr:YAGレーザが好適に用いられる。タンパク質を構成している分子は、赤外波長域に非常に振動吸収係数を有しており、これを利用することで選択的に生体組織の質量分析が実現できると考えられているからである(非特許文献1)。 In this MALDI method, (1) a compound (matrix solution) that absorbs laser light and a trace amount of sample solution are mixed and dried on a sample stage; (2) a pulse laser is applied to the dried sample. And the step of ionizing the sample to perform mass analysis. As the pulse laser, a CO 2 laser or Er: YAG laser that emits laser light in the infrared region is preferably used rather than a laser light source that emits laser light in the ultraviolet region such as a nitrogen laser or an Nd: YAG laser. This is because molecules constituting proteins have a very high vibration absorption coefficient in the infrared wavelength region, and it is considered that mass spectrometry of biological tissues can be selectively realized by using this. (Non-Patent Document 1).

鈴木 幸子ら、O plus E Vol.30, No.4 p348〜353,2008Sachiko Suzuki et al., O plus E Vol.30, No.4 p348〜353,2008

これまで、上記マトリックス溶液に用いられる化合物(マトリックス物質)として、例えば、グリセリン、sinapinic acid(SA)、α-cyano-4-hydroxycinnamic acid(CHCA)、2,5-dihyroxybenzoic acid(DHB)などの低分子化合物が用いられてきた。   Until now, as compounds (matrix substances) used in the above matrix solution, for example, glycerin, sinapinic acid (SA), α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (CHCA), 2,5-dihyroxybenzoic acid (DHB), etc. Molecular compounds have been used.

しかしながら、上記方法では、マトリックス物質として用いた低分子化合物も同時にイオン化し、試料の分子イオンやそのフラグメントイオン以外に、こうした低分子化合物の分子イオンや低分子化合物のフラグメントイオンも検出される。このために、目的とする試料の分子イオンやフラグメントイオンの感度が低下したり、分解能が低下するという問題があった。   However, in the above method, the low molecular compound used as the matrix material is also ionized at the same time, and in addition to the molecular ions of the sample and the fragment ions thereof, the molecular ions of the low molecular compounds and the fragment ions of the low molecular compounds are detected. For this reason, there has been a problem that the sensitivity of molecular ions and fragment ions of the target sample is lowered and the resolution is lowered.

また、細胞や生体組織などタンパク質を含んだ生体試料では、細胞や組織中のフラグメントイオンやアミノ酸のイオンが検出されるので解析が十分に行えないだけでなく、マイクロアレイと言った複数の試料を連続的に解析するには十分な方法であるとは言えない。   In addition, in biological samples containing proteins such as cells and biological tissues, fragment ions and amino acid ions in the cells and tissues are detected, so that analysis cannot be performed sufficiently. It cannot be said that it is a sufficient method for analysis.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的はポリペプチドやタンパク質、糖などの高分子物質を、マトリックス物質と混合することなく質量分析により解析する手段を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide means for analyzing a high molecular weight substance such as a polypeptide, protein, or sugar by mass spectrometry without mixing with a matrix substance. There is.

本発明の分析法は、レーザ脱離イオン化質量分析法により被分析物を分析する方法であって、(1)前記被分析物を樹脂シートに載置する工程と、(2)前記樹脂シートに載置した前記被分析物へ赤外光レーザを照射し、前記被分析物をイオン化させて質量分析により検出することによって、当該被分析物を分析する工程とを含む分析法である。   The analysis method of the present invention is a method for analyzing an analyte by laser desorption ionization mass spectrometry, wherein (1) the step of placing the analyte on a resin sheet; and (2) the resin sheet And analyzing the analyte by irradiating the placed analyte with an infrared laser, ionizing the analyte and detecting it by mass spectrometry.

本発明の分析法は、樹脂シートに被分析物を載置することだけで、被測定対象であるタンパク質やペプチドの分子イオンの検出ができる。   The analysis method of the present invention can detect molecular ions of proteins and peptides to be measured simply by placing an analyte on a resin sheet.

本発明の分析法において使用される樹脂シートの一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of the resin sheet used in the analysis method of this invention. (a)〜(h)はそれぞれ本発明の分析法において使用できる樹脂シートの吸収スペクトルを示す図である。(A)-(h) is a figure which shows the absorption spectrum of the resin sheet which can be used in the analysis method of this invention, respectively. (a)〜(h)はそれぞれ図1の樹脂シートに用いられた樹脂の化学構造式である。(A)-(h) is the chemical structural formula of resin used for the resin sheet of FIG. 1, respectively. (a)〜(h)はそれぞれ図1に示す樹脂シートを用いて得られたアンジオテンシンIIの質量分析の結果を示すマススペクトルである。(A)-(h) is a mass spectrum which shows the result of the mass spectrometry of angiotensin II obtained using the resin sheet shown in FIG. 1, respectively. ポリアクリル酸の樹脂シートを用いて得られたアンジオテンシンIIの質量分析の結果を示すマススペクトルである。It is a mass spectrum which shows the result of the mass spectrometry of angiotensin II obtained using the resin sheet of polyacrylic acid. Tuftsinの質量分析の結果を示すマススペクトルであって、(a)は試料溶液の塗布直後に分析したマススペクトル、(b)は塗布24時間経過後に分析したマススペクトルである。It is a mass spectrum which shows the result of the mass spectrometry of Tuftsin, Comprising: (a) is a mass spectrum analyzed immediately after application | coating of a sample solution, (b) is a mass spectrum analyzed 24 hours after application | coating. 樹脂シートを用いた場合のTuftsinの質量分析の結果を示すマススペクトルである。It is a mass spectrum which shows the result of the mass spectrometry of Tuftsin when a resin sheet is used. 樹脂シートを用いなかった場合のTuftsinの質量分析の結果を示すマススペクトルである。It is a mass spectrum which shows the result of the mass spectrometry of Tuftsin when not using a resin sheet.

本発明の分析法は、レーザ脱離イオン化質量分析法により被分析物を分析する方法であって、(1)前記被分析物を樹脂シートに載置する工程と、(2)前記樹脂シートに載置した前記被分析物へ赤外光レーザを照射し、前記被分析物をイオン化させて質量分析により検出することによって、当該被分析物を分析する工程とを含む。   The analysis method of the present invention is a method for analyzing an analyte by laser desorption ionization mass spectrometry, wherein (1) the step of placing the analyte on a resin sheet; and (2) the resin sheet Irradiating the placed analyte with an infrared light laser, ionizing the analyte and detecting it by mass spectrometry, and analyzing the analyte.

本発明の分析法は、質量分析を行うにあたり(1)被分析物を樹脂シートに載置する工程を含む。   The analysis method of the present invention includes (1) a step of placing an analyte on a resin sheet when performing mass spectrometry.

本発明において分析の対象となる被分析物には、従来のMALDI法と同様に、予め精製されたタンパク質やポリペプチド、ペプチド、糖が該当するのはもちろんのこと、精製せずに、タンパク質やペプチド、糖など目的となる分析対象物以外のいわゆる夾雑物を含んだ状態の試料、例えば、細胞や生体組織からの粗抽出物、細胞や生体組織そのものも該当し、被分析物という用語は分析対象物である被分析物質(目的物質)よりも広義の意味で用いられる。   As in the conventional MALDI method, the analyte to be analyzed in the present invention includes proteins, polypeptides, peptides, and sugars that have been purified in advance. Samples containing so-called contaminants other than the target analyte, such as peptides and sugars, such as crude extracts from cells and biological tissues, cells and biological tissues themselves, and the term analyte are analyzed. It is used in a broader sense than the analyte (target substance) that is the object.

本発明においては、タンパク質やポリペプチド、ペプチドそれぞれを厳密に区別する必要はなく、アミノ酸が2以上ペプチド結合により結合した化合物(ペプチド)はいずれも分析の対象となる。中でも、分子量(M.W.)が100以上のペプチド、さらに好ましくは500以上のペプチド(タンパク質)や糖などの高分子物質が良好に分析される。   In the present invention, it is not necessary to strictly distinguish proteins, polypeptides, and peptides, and any compound (peptide) in which two or more amino acids are bound by peptide bonds is the subject of analysis. Among these, peptides having a molecular weight (M.W.) of 100 or more, more preferably high molecular substances such as peptides (proteins) or sugars of 500 or more are analyzed well.

本発明の分析法は、従来のMADLI法におけるマトリックス物質の代替として樹脂シートを用いることに特徴がある。すなわち、本発明の分析法では、樹脂シートがマトリックス物質として被分析物の質量分析を支援する。従って、樹脂シートはこの支援ができるシートであれば特に限定されるものでない。MADLI法においては、照射されたレーザ光を吸収し、レーザ光の過剰なエネルギーを弱め、かつ試料分子間の凝集力を弱めるようなマトリックス物質が用いられる。本発明においては、樹脂シートがこのマトリックス剤と同様の機能を果たすと考えられる。そこで、本発明では、試料分子中に照射されたレーザ光の波長に対応する光子を吸収して振動運動が励起される原子又は分子団が存在する樹脂シートが好ましいと考えられる。タンパク質やペプチド、糖が分析の対象である場合には、波長3μm付近のO−H伸縮振動モードやC−H伸縮モード、波長6μm付近のO−H変角振動モードやC=O伸縮振動モードがターゲットとして考えられている(非特許文献1参照)。そうすると、このような波長近傍に吸収ピークを有する樹脂シートがマトリックス剤としての機能を果たすと考えられる。例えば、ポリアクリル酸の樹脂シートについて説明すると、側鎖のカルボキシル基(−CO(OH)基)をメチル基でエステル化して、側鎖を−CO(OCH)とした場合には試料分子がイオン化されず、親分子のピークが観察されないという試験結果が得られた(図示せず)。この結果から、ポリアクリル酸の樹脂シートでは、側鎖のカルボキシル基、特にOH基の存在がイオン化に関与し、OH基の存在が重要ではないかと考えられる。これらのことから、本発明の分析法に用いることができる樹脂シートとして、例えば透明ナイロン製シート、ポリエチレン系のアイオノマー製シート、環状ポリオレフィン製シート、アクリル製シート、芳香族ナイロン製シート、ポリカーボネート製シート、ポリスチレン共重合体製のシート、ポリ乳酸製シートなどが列挙される。また、これらの樹脂シートのなかでも、環状ポリオレフィン、芳香族ナイロン、ポリカーボネート製、ポリアクリル酸(ポリメタクリル酸を含む広義のポリアクリル酸)製の樹脂シートが好ましい。前記波長近傍に特異的な吸収域があり、かつ他の波長領域には吸収ピークが少なく、また、対照スペクトル(いわゆるブランクとして試料を載置しない状態で行ったスペクトル)として、ノイズの少ないマススペクトルが得られるからである。 The analysis method of the present invention is characterized in that a resin sheet is used as an alternative to the matrix material in the conventional MADLI method. That is, in the analysis method of the present invention, the resin sheet supports mass analysis of the analyte as a matrix substance. Therefore, the resin sheet is not particularly limited as long as the sheet can support this. In the MADLI method, a matrix material that absorbs irradiated laser light, weakens excess energy of the laser light, and weakens cohesion between sample molecules is used. In the present invention, it is considered that the resin sheet performs the same function as this matrix agent. Therefore, in the present invention, a resin sheet in which atoms or molecular groups that absorb photons corresponding to the wavelength of the laser beam irradiated into the sample molecules and excite vibrational motion is preferable is considered preferable. When protein, peptide, or sugar is the target of analysis, OH stretching mode or C-H stretching mode or C-O stretching mode or C = O stretching mode or wavelength around 6 μm. Is considered as a target (see Non-Patent Document 1). If it does so, it is thought that the resin sheet which has an absorption peak in the vicinity of such a wavelength fulfill | performs the function as a matrix agent. For example, a polyacrylic acid resin sheet will be described. When a side chain carboxyl group (—CO (OH) group) is esterified with a methyl group and the side chain is —CO (OCH 3 ), the sample molecule is Test results were obtained that were not ionized and that no parent molecule peak was observed (not shown). From this result, it is considered that in the polyacrylic acid resin sheet, the presence of the side chain carboxyl group, particularly the OH group, is involved in the ionization, and the presence of the OH group is important. From these, as a resin sheet that can be used in the analysis method of the present invention, for example, a transparent nylon sheet, a polyethylene ionomer sheet, a cyclic polyolefin sheet, an acrylic sheet, an aromatic nylon sheet, a polycarbonate sheet , Polystyrene copolymer sheets, polylactic acid sheets, and the like. Among these resin sheets, resin sheets made of cyclic polyolefin, aromatic nylon, polycarbonate, and polyacrylic acid (polyacrylic acid in a broad sense including polymethacrylic acid) are preferable. Mass spectrum with less noise as a control spectrum (a spectrum performed without placing a sample as a so-called blank) having a specific absorption region near the wavelength and having a small absorption peak in other wavelength regions. This is because

樹脂シートの厚みは、被分析物を物理的に支持し、試料の載置台として利用できれば特に制限されるものではなく、概ね1〜1000μmである。もっとも、樹脂シートの素材によっては、1μm未満の樹脂シートであっても使用できる場合もあり、1000μmを越える樹脂シートでも使用できる場合もある。また、可撓性を有しているものであっても差し支えないが、例えるならば、いわゆるスライドガラスとして利用できる程度の剛性を有するものがより好ましい。下記においても述べるように、被分析物を樹脂シートに載置さえすれば、それを顕微鏡観察と質量分析の双方に利用できるからである。   The thickness of the resin sheet is not particularly limited as long as it physically supports the analyte and can be used as a sample mounting table, and is approximately 1 to 1000 μm. However, depending on the material of the resin sheet, even a resin sheet of less than 1 μm may be used, and a resin sheet of more than 1000 μm may be used. Moreover, although it may have flexibility, if it compares, what has rigidity of the grade which can be utilized as what is called a glass slide is more preferable. As will be described below, as long as an analyte is placed on a resin sheet, it can be used for both microscopic observation and mass spectrometry.

また、樹脂シートは単一のシートを用いればよいが、さらに試料の支持を補強する観点などから支持基材となる他のシート部材を貼り合わせた積層シートを用いることもできる。この場合、試料を載置する面には上記列挙した樹脂シートを用いればよく、支持基材として用いられるシート部材は上記列挙した樹脂以外の材質から作製したものであっても差し支えない。   In addition, a single sheet may be used as the resin sheet, but a laminated sheet in which another sheet member serving as a supporting substrate is bonded from the viewpoint of further reinforcing the support of the sample may be used. In this case, the resin sheet listed above may be used for the surface on which the sample is placed, and the sheet member used as the support base may be made of a material other than the resin listed above.

分析には、通例、表面に凹凸を有しない平板状の樹脂シートが用いられるが、必ずしも凹凸のない平板状のものでなくても差し支えない。図1はその一例を示す概略斜視図である。図1に示すような試料載置部3がマトリックス状に配置された樹脂シート3を用いることもできる。この樹脂シート1は、シート基材2の片面に被分析物を載置しやすくした試料載置部(凸形状部)3を多数有し、試料載置部3が互いに平行に延びるように二次元的に配置されている。試料載置部3の形状も樹脂シート1の表面に隆起した形状であれば特に制限されず、図1に示すように自然物である山のように水平断面が略円形をした凸形状部や水平断面が略矩形状であり、かつ垂直断面が台形状をした凸形状部(図示せず)などが例示される。このような樹脂シート1では、多数の被分析物を予め樹脂シート1の試料載置部3に載置した上で、質量分析を連続的に行うことができる。この結果、細胞や生体組織中でタンパク質がどのように変化するのかを経時的に調べるマイクロアレイ分析を効率よく行える。また、試料載置部3が凸形状部となっているので、レーザを被分析物に照射しやすいという利点もある。なお、図示はしないが、平板状のシート基材に被分析物を載置する1若しくは複数の凹所を有する樹脂シートを用いることもできる。   In the analysis, a flat resin sheet having no irregularities on the surface is usually used, but it does not necessarily have to be a flat sheet having no irregularities. FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example. A resin sheet 3 in which the sample placement portions 3 as shown in FIG. 1 are arranged in a matrix can also be used. This resin sheet 1 has a large number of sample placement portions (convex shape portions) 3 that facilitate placing the analyte on one side of the sheet substrate 2, and the sample placement portions 3 extend in parallel with each other. Dimensionally arranged. The shape of the sample mounting portion 3 is not particularly limited as long as the shape is raised on the surface of the resin sheet 1, and as shown in FIG. 1, a convex portion or a horizontal portion having a substantially circular horizontal cross section like a natural mountain. Examples include a convex part (not shown) having a substantially rectangular cross section and a trapezoidal vertical cross section. In such a resin sheet 1, mass analysis can be continuously performed after a large number of analytes are previously placed on the sample placement portion 3 of the resin sheet 1. As a result, it is possible to efficiently perform microarray analysis that examines how proteins change in cells and biological tissues over time. Moreover, since the sample mounting part 3 is a convex part, there is also an advantage that the analyte can be easily irradiated with the laser. Although not shown, a resin sheet having one or a plurality of recesses for placing an analyte on a flat sheet base material may be used.

樹脂シートは好ましくは透明であるのがよい。細胞や生体組織の切片を被分析物とする場合、例えばHE染色(ヘマトキシリン・エオジン染色)などの各種染色をした上で顕微鏡観察を行うことが多い。透明な樹脂シートを用いることにより、樹脂シート上に載置又は固定した細胞等を染色して顕微鏡観察することができる。また、顕微鏡観察後の被分析物をそのままの状態で、すぐに質量分析を行うこともでき、非常に好都合である。上記目的が達成できるものであれば、その透明度は限定されるものではない。例えば、上記で言う透明ナイロンの場合には、1mmの厚さにおいて可視領域である380nm〜780nmにおける透過率が80%以上の樹脂シートが好ましく用いられる。   The resin sheet is preferably transparent. When a cell or biological tissue section is used as an analyte, it is often observed with a microscope after various staining such as HE staining (hematoxylin / eosin staining). By using a transparent resin sheet, cells or the like placed or fixed on the resin sheet can be stained and observed with a microscope. In addition, it is very convenient because mass analysis can be performed immediately with the analyte after microscopic observation as it is. As long as the above object can be achieved, the transparency is not limited. For example, in the case of the above-described transparent nylon, a resin sheet having a transmittance of 80% or more in a visible region of 380 nm to 780 nm at a thickness of 1 mm is preferably used.

このような樹脂シート上に被分析物が支持される。この支持は被分析物を載置することだけでもよいが、樹脂シート上に被分析物を固定し、樹脂シートをマトリックス剤として機能させる観点から、被分析物を樹脂シート上に塗布し乾燥させることが望ましい。この結果、固定後には被分析物を樹脂シートに密着させることができるからである。   The analyte is supported on such a resin sheet. This support may be merely placing the analyte, but from the viewpoint of fixing the analyte on the resin sheet and allowing the resin sheet to function as a matrix agent, the analyte is applied on the resin sheet and dried. It is desirable. As a result, the analyte can be brought into close contact with the resin sheet after fixing.

塗布や乾燥の方法も特に制約を受けるものではない。例えば、被分析物をそのまま樹脂シートに押さえ付けそのまま室温で放置する、被分析物を水やエタノールなどの適当な溶媒と混和し、それを樹脂シートに塗布したのち、溶媒を蒸散させるなどの方法が例示される。このときに用いられる溶媒としては、蒸散した後にマトリックスとして被分析物中に残らない物質、或いは残ったとしても被分析物中に当初から存在していた物質、例えば水などが好ましい。また、樹脂シートに好ましからざる影響、例えば、樹脂シートの変形や樹脂組成物の溶融を生じさせない有機溶媒、例えば、メタノール、エタノール、アセトンなども例示される。   The method of application and drying is not particularly limited. For example, a method of pressing an analyte as it is on a resin sheet and leaving it at room temperature, mixing an analyte with an appropriate solvent such as water or ethanol, applying it to the resin sheet, and evaporating the solvent. Is exemplified. The solvent used at this time is preferably a substance that does not remain in the analyte as a matrix after transpiration, or a substance that has been present in the analyte from the beginning even if it remains, such as water. Moreover, the organic solvent which does not produce the influence which is unpreferable to a resin sheet, for example, a deformation | transformation of a resin sheet, or a resin composition, for example, methanol, ethanol, acetone, etc. is illustrated.

被分析物を載置した後、直ちに次のステップである(2)の工程に移ることもできるが、樹脂シートに固定を十分に行い、用いた溶媒や試料中の揮散成分を少なくするとの観点から、十分な乾燥・固定時間、具体的には数時間乃至1日程度の乾燥・固定時間を設けるのが好ましい。   Immediately after placing the analyte, it is possible to proceed to the next step (2). However, the resin sheet should be sufficiently fixed to reduce the solvent used and the volatile components in the sample. Therefore, it is preferable to provide a sufficient drying / fixing time, specifically, a drying / fixing time of several hours to one day.

被分析物の厚みは1〜100μm程度であればよい。100μmを越えた場合には樹脂シートがマトリックス物質としての機能を果たせない場合がある。厚みがそれ未満の場合には、十分に試料がイオン化されないことが考えられる。もちろん、この数値はあくまでも目安であり、被分析物の内容や樹脂シートの種類、厚さ等により好ましい結果が得られるように適宜決定される。   The thickness of the analyte may be about 1 to 100 μm. If it exceeds 100 μm, the resin sheet may not function as a matrix material. When the thickness is less than that, it is considered that the sample is not sufficiently ionized. Of course, this numerical value is only a guideline, and is appropriately determined so that a preferable result can be obtained depending on the content of the analyte, the type and thickness of the resin sheet, and the like.

次に、(2)被分析物を載置した樹脂シートの被分析物に赤外光レーザを照射して質量分析により分析する。質量分析を行う質量分析装置の構成は、公知のMADLI法分析に用いられる質量分析装置と同様な構成であればよく、種々の構成をした質量分析装置が用いられる。例えば、単収束磁場偏向型質量分析計、四重極型質量分析計、イオントラップ型質量分析計、飛行時間型アナライザー、二重収束型質量分析計などが例示される。この中でも、原理的に検出時間を延長すれば、検出可能な質量に上限が無く、実際に分子量数百〜数十万の幅広い質量に対応した測定が可能である飛行時間型アナライザー(TOF)が好適に用いられる。   Next, (2) the analyte of the resin sheet on which the analyte is placed is irradiated with an infrared laser and analyzed by mass spectrometry. The configuration of the mass spectrometer for performing mass spectrometry may be the same as that of a mass spectrometer used for known MADLI method analysis, and mass spectrometers having various configurations are used. For example, a single focusing magnetic field deflection mass spectrometer, a quadrupole mass spectrometer, an ion trap mass spectrometer, a time-of-flight analyzer, a double focusing mass spectrometer, and the like are exemplified. Among these, if the detection time is extended in principle, there is no upper limit to the detectable mass, and a time-of-flight analyzer (TOF) that can actually measure a wide range of masses of several hundred to several hundred thousand is possible. Preferably used.

照射するレーザ光は赤外領域に振動波長を有するレーザ光であればよく、概ね0.7μm〜1mm、より好ましくは1〜30μmの波長を有するレーザ光が用いられる。具体的には、MALDI法において用いられているCOレーザ(波長:9.2〜10.8μm)やEr:YAG(波長:約2.9μm)レーザ、5.6〜6.0μmの波長を有するレーザが例示される。レーザ光の出力やパルス時間などの条件は適宜設定されうる。もっとも、レーザ光源はこの範囲外の波長を出射するものであっても差し支えなく、例えば窒素レーザ光源から任意の波長のレーザ光に可変可能な装置を用いることもできる。 The laser beam to be irradiated may be a laser beam having a vibration wavelength in the infrared region, and a laser beam having a wavelength of approximately 0.7 μm to 1 mm, more preferably 1 to 30 μm is used. Specifically, a CO 2 laser (wavelength: 9.2 to 10.8 μm) or Er: YAG (wavelength: about 2.9 μm) laser used in the MALDI method, a wavelength of 5.6 to 6.0 μm is used. The laser which has is illustrated. Conditions such as laser light output and pulse time can be set as appropriate. However, the laser light source may emit light having a wavelength outside this range. For example, a device capable of changing from a nitrogen laser light source to a laser beam having an arbitrary wavelength can be used.

本発明においては、上記のように樹脂シートがマトリックス物質として機能し、被分析物、特にその中に含まれているタンパク質やペプチドの分子イオン(M)を生じさせやすくする。その結果、生じた分子イオンが質量分析により検出される。なお、樹脂シートはこの分子イオン(M)の検出を主たる目的として利用されるが、本発明においては、この分子イオン(M)だけに限られず、分子イオン(M)を含め(M+H)や(M−H)その他各種のフラグメントイオンを検出して、被分析物の分子構造に関する情報を広く収集する目的での使用を意図するものである。 In the present invention, the resin sheet functions as a matrix substance as described above, and facilitates generation of analyte ions, particularly molecular ions (M + ) of proteins and peptides contained therein. As a result, the generated molecular ions are detected by mass spectrometry. Although the resin sheet is utilized to detect the molecular ion (M +) as a main object, the present invention is not limited only to this molecular ion (M +), including the molecular ion (M +) (M + H ) + And (M−H) + Other various fragment ions are detected, and are intended to be used for the purpose of widely collecting information on the molecular structure of the analyte.

なお、上記に示された実施形態や下記の実施例は例示であって、本発明は上記の実施形態や下記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲及びこれと均等に含まれるすべての変更が本発明に含まれることが意図される。   The above-described embodiments and the following examples are exemplifications, and the present invention is not limited to the above-described embodiments and the following examples, and the scope of the claims and equivalents thereof. All included changes are intended to be included in the present invention.

以下、本発明について次の実施例に基づきさらに詳細に説明する。
まず、最初に使用可能と考えられる数種類の樹脂シートを選択し、吸収スペクトルの測定を行った。その結果を図2に示す。吸収スペクトルは、厚み150μmの樹脂シートを、紫外可視近赤外分光光度計(紫外・近赤外領域:V-670,日本分光株式会社製)及びフーリエ変換赤外分光光度計(赤外:FT/IR,同社製)により測定した結果である。図2の(a)は透明なナイロン製シート、(b)はポリエチレン系のアイオノマー製シート(ハイラミン1706:三井デュポンポリケミカル社製)、(c)は環状ポリオレフィン製シート(アペル6013T:三井化学社製)、(d)はアクリル製シート(デルベッド560F:旭化成ケミカルズ社製)、(e)は芳香族ナイロン製シート(グリボリーGTR45:エムスケミー社製)、(f)はポリカーボネート製シート(マクロロン205:バイエル社製)、(g)はポリスチレン共重合体製シート(クリアパクトTI−300:DIC社製)、(g)はポリ乳酸製シートである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples.
First, several types of resin sheets considered to be usable first were selected, and absorption spectra were measured. The result is shown in FIG. The absorption spectrum was obtained by using a resin sheet having a thickness of 150 μm, an ultraviolet visible near infrared spectrophotometer (ultraviolet / near infrared region: V-670, manufactured by JASCO Corporation) and a Fourier transform infrared spectrophotometer (infrared: FT / IR, manufactured by the same company). 2A is a transparent nylon sheet, FIG. 2B is a polyethylene ionomer sheet (Hylamine 1706: Mitsui Dupont Polychemical), and FIG. 2C is a cyclic polyolefin sheet (Apel 6013T: Mitsui Chemicals). (D) is an acrylic sheet (Delbed 560F: manufactured by Asahi Kasei Chemicals), (e) is an aromatic nylon sheet (Grivory GTR45: manufactured by Ems Chemie), and (f) is a polycarbonate sheet (Macrolon 205: Bayer). (G) is a polystyrene copolymer sheet (Clearpact TI-300: manufactured by DIC Corporation), and (g) is a polylactic acid sheet.

図3に、図1に示す樹脂シートに用いられた各樹脂の化学構造式(式中のm、nはそれぞれ正の整数を示す)を、表1にこれらの樹脂シートの特性を示す。表1には吸収ピークの波長やTg(又はMP)の他、溶媒が樹脂シートに与える影響(樹脂シートの変性の有無)、各樹脂シートの吸収波長のレーザを照射した際に生じる溶解の有無(吸収波長の溶解)、目的の分子イオンスペクトル以外に生じる付加スペクトルの多少(下記実施例2参照)も示された。   FIG. 3 shows the chemical structural formulas of the resins used in the resin sheet shown in FIG. 1 (where m and n are positive integers), and Table 1 shows the characteristics of these resin sheets. Table 1 shows the effect of the solvent on the resin sheet in addition to the absorption peak wavelength and Tg (or MP) (presence / absence of denaturation of the resin sheet), and the presence / absence of dissolution that occurs when the laser of the absorption wavelength of each resin sheet is irradiated. In addition to the target molecular ion spectrum (dissolution of absorption wavelength), some of the additional spectrum generated (see Example 2 below) was also shown.

Figure 2010216945
Figure 2010216945

次に、血管収縮に関与するペプチドであるアンジオテンシンII(分子量:1046)を用いて質量分析を行った。アンジオテンシンIIを0.1%TFA(トリフルオロ酢酸)水溶液に100pmol/μlの濃度となるように溶解した液の1μlを、各樹脂シート(厚み150μm)に滴下し、減圧下で溶媒を蒸散させた。その後、下記測定条件にて質量分析を行った。その結果が図4に示された。図4に示されたように、いずれの樹脂シートを用いた場合にも、m/z=1046にアンジオテンシンIIの分子イオンによるピークが明瞭に観察された。   Next, mass spectrometry was performed using angiotensin II (molecular weight: 1046), which is a peptide involved in vasoconstriction. 1 μl of a solution obtained by dissolving angiotensin II in a 0.1% TFA (trifluoroacetic acid) aqueous solution to a concentration of 100 pmol / μl was dropped onto each resin sheet (thickness 150 μm), and the solvent was evaporated under reduced pressure. . Thereafter, mass spectrometry was performed under the following measurement conditions. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 4, a peak due to the molecular ion of angiotensin II was clearly observed at m / z = 1046 when any resin sheet was used.

測定条件
レーザ波長:5.6〜6.0μm
レーザエネルギー:600μJ
装置:Applied BioSystems 社製、Voyager DE Pro
Measurement conditions Laser wavelength: 5.6 to 6.0 μm
Laser energy: 600μJ
Apparatus: Applied BioSystems, Voyager DE Pro

ポリアクリル酸の樹脂シート上で、上記条件にてアンジオテンシンIIを分析対象物として質量分析を行った。樹脂シートは、テフロン(登録商標名)加工された容器の平面部分に濃度25%に調製したポリアクリル酸溶液を滴下した後、UV光を照射することにより作製された。得られたマススペクトルが図5に示された。   On the polyacrylic acid resin sheet, mass spectrometry was performed using angiotensin II as an analysis object under the above conditions. The resin sheet was produced by dropping a polyacrylic acid solution prepared at a concentration of 25% onto a flat portion of a Teflon (registered trademark) processed container and then irradiating with UV light. The obtained mass spectrum is shown in FIG.

環状ポリオレフィン製のシート(厚み150μm)上で、上記条件にて質量分析を行った。Lys-Thr-Lys-Pro-Argで示されるペプチドであるTuftsin(分子量:500.6)を超純水に溶解した試料溶液(濃度:100pmol/μl:この他にキャリブレーション用としてCsIの飽和水溶液を含む)の1μlを樹脂シート上に滴下した。試料溶液の滴下直後に真空引きをして溶媒を蒸散させたサンプルと、滴下後24時間経過したサンプルについて質量分析を行った。その結果が図6(a)(b)に示された。   Mass analysis was performed on the cyclic polyolefin sheet (thickness 150 μm) under the above conditions. Sample solution (concentration: 100 pmol / μl: in addition to this, a saturated aqueous solution of CsI for calibration) Tuftsin (molecular weight: 50.6), a peptide represented by Lys-Thr-Lys-Pro-Arg, dissolved in ultrapure water 1 μl) was dripped onto the resin sheet. Mass spectrometry was performed on a sample in which the solvent was evaporated by evacuation immediately after dropping of the sample solution and a sample that had passed 24 hours after dropping. The results are shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).

いずれの場合にも、Tuftsinの分子イオンによると見られるピークが明確に観察され、その他フラグメントイオンはほとんど観察されなかった。また、24時間後に測定した場合には、分子イオンのピーク高さが、直後のものよりも高くなり、キャリブレーション用のCsIのピークが明確に観察され、ノイズも少なくなった。   In all cases, the peak considered to be due to the Tuftsin molecular ion was clearly observed, and almost no other fragment ions were observed. Further, when measured after 24 hours, the peak height of the molecular ion was higher than that immediately after that, the CsI peak for calibration was clearly observed, and the noise was reduced.

さらに、上記環状ポリオレフィン製のシート(厚さ150μm)上で、上記測定条件にて質量分析を行った。質量分析は、Tuftsin及びコハク酸(分子量:500.6)を超純水に溶解した試料溶液(濃度:各100pmol/μl:この他にキャリブレーション用としてCsIの飽和水溶液を含む)の1μlを滴下し、滴下直後に真空引きをして溶媒を蒸散させた。その結果が図7に示された。また、参考として、樹脂シートを用いることなく、質量分析装置の試料台に試料溶液を直接滴下した場合の測定結果が図8に示された。   Further, mass spectrometry was performed on the cyclic polyolefin sheet (thickness 150 μm) under the above measurement conditions. For mass spectrometry, 1 μl of a sample solution (concentration: 100 pmol / μl each, including a saturated aqueous solution of CsI for calibration) added dropwise to Tuftsin and succinic acid (molecular weight: 500. 6) in ultrapure water. Then, immediately after the dropping, a vacuum was drawn to evaporate the solvent. The result is shown in FIG. For reference, FIG. 8 shows the measurement results when the sample solution was directly dropped onto the sample stage of the mass spectrometer without using a resin sheet.

これによると樹脂シートを用いた場合には、Tuftsinの親イオンを示すm/z=501の明確なピークが観察され、コハク酸による妨害は観察されなかった。一方、樹脂シートを用いない場合には、図8に示されたとおり、Tuftsinの親イオンを示すm/z=501のピークは観察されなかった。   According to this, when a resin sheet was used, a clear peak of m / z = 501 indicating the parent ion of Tuftsin was observed, and no interference with succinic acid was observed. On the other hand, when no resin sheet was used, a peak at m / z = 501 indicating the parent ion of Tuftsin was not observed as shown in FIG.

このように本発明によれば、樹脂シートに被分析物を載置或いは塗布することによって、マトリクッス物質と混合することなく、タンパク質やペプチドなどの高分子物質を質量分析で分析することができる。これにより、プロテオミクスやメタボロミクス、生体イメージングなどの分野において質量分析が効率的に行え、新たな生体機能の解明や臨床検査の効率化に大きく貢献するものと考えられる。   As described above, according to the present invention, by placing or applying the analyte on the resin sheet, it is possible to analyze a high-molecular substance such as protein or peptide by mass spectrometry without mixing with the matrix substance. As a result, mass spectrometry can be efficiently performed in fields such as proteomics, metabolomics, and biological imaging, and it is thought that this will greatly contribute to the elucidation of new biological functions and the efficiency of clinical tests.

1 樹脂シート
2 シート基材
3 試料載置部(凸形状部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resin sheet 2 Sheet base material 3 Sample mounting part (convex shape part)

Claims (9)

レーザ脱離イオン化質量分析法により被分析物を分析する方法であって、
(1)前記被分析物を樹脂シートに載置する工程と、
(2)前記樹脂シートに載置した前記被分析物へ赤外光レーザを照射し、前記被分析物をイオン化させて質量分析により検出することによって、当該被分析物を分析する工程と、
を含む分析法。
A method for analyzing an analyte by laser desorption ionization mass spectrometry,
(1) placing the analyte on a resin sheet;
(2) a step of analyzing the analyte by irradiating the analyte placed on the resin sheet with an infrared laser, ionizing the analyte and detecting by mass spectrometry;
Analytical methods including:
前記樹脂シートが、環状ポリオレフィン、芳香族ナイロン、ポリカーボネート、ポリアクリル酸から選ばれる樹脂シートである請求項1記載の分析法。   The analysis method according to claim 1, wherein the resin sheet is a resin sheet selected from cyclic polyolefin, aromatic nylon, polycarbonate, and polyacrylic acid. 前記樹脂シートの厚さが、1μm以上1000μm以下である請求項1又は2に記載の分析法。   The analysis method according to claim 1 or 2, wherein a thickness of the resin sheet is 1 µm or more and 1000 µm or less. 前記樹脂シートは、少なくとも片面に形成された凸形状部を複数有し、
前記凸形状部は、互いに平行に延びるように配置された請求項1〜3の何れか1項に記載の分析法。
The resin sheet has a plurality of convex portions formed on at least one side,
The analysis method according to claim 1, wherein the convex portions are arranged so as to extend in parallel to each other.
前記樹脂シートが、マトリクス物質として被分析物の分子イオンの生成に関与して、当該分子イオンの検出を可能にすることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の分析法。   The analysis method according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin sheet is involved in the generation of molecular ions of an analyte as a matrix substance and enables detection of the molecular ions. . 前記被分析物が、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、前記成分を含む生体組織の切片又は細胞のうち1つ以上を含む請求項1〜5の何れか1項に記載の分析法。   The analysis method according to any one of claims 1 to 5, wherein the analyte includes one or more of proteins, polypeptides, peptides, biological tissue sections or cells containing the components. ペプチドを載置した樹脂シートに、波長5.6〜6.0μmのレーザ光を照射することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の分析法。   The analysis method according to any one of claims 1 to 6, wherein the resin sheet on which the peptide is placed is irradiated with laser light having a wavelength of 5.6 to 6.0 µm. レーザ脱離イオン化質量分析法により被分析物を分析する方法における樹脂シートの使用法であって、
被分析物を樹脂シートに載置し、前記樹脂シートに載置した前記被分析物へ赤外光レーザを照射して生成させた親イオンを検出する樹脂シートの使用法。
A method of using a resin sheet in a method of analyzing an analyte by laser desorption ionization mass spectrometry,
A method of using a resin sheet for detecting parent ions generated by placing an analyte on a resin sheet and irradiating the analyte placed on the resin sheet with an infrared laser.
前記樹脂シートが、環状ポリオレフィン、芳香族ナイロン、ポリカーボネート、ポリアクリル酸から選ばれる樹脂シートである請求項7記載の樹脂シートの使用法。   The method for using a resin sheet according to claim 7, wherein the resin sheet is a resin sheet selected from cyclic polyolefin, aromatic nylon, polycarbonate, and polyacrylic acid.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005516114A (en) * 2002-01-25 2005-06-02 サイファージェン バイオシステムズ, インコーポレイテッド Monomers and polymers having energy absorbing moieties useful for analyte desorption / ionization

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005516114A (en) * 2002-01-25 2005-06-02 サイファージェン バイオシステムズ, インコーポレイテッド Monomers and polymers having energy absorbing moieties useful for analyte desorption / ionization

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