JP2014532442A - リソソーム酵素アッセイ法および組成物 - Google Patents

Abstract

複数のリソソーム酵素の活性を同時にアッセイするための多重酵素アッセイ法および組成物。

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１１年１１月８日出願の米国特許出願第６１／５５７，２１０号の利益を主張する。この特許出願全体が参照により本明細書中に明示的に組み込まれる。

政府の認可権利の陳述

本発明は、国立健康研究所により授与されたＤＫ６７８５９の下、政府の支援によりなされた。政府は本発明に一定の権利を有する。

発明の背景

リソソーム貯蔵障害（ＬＳＤ）のサブセットに関する処置が利用可能になっており、多くの場合、治療の早期開始により、臨床的改善がもたらされる。これらの有望な結果は、ＬＳＤの新生児スクリーニングにおける広範な関心を引き起こしてきた。

新生児スクリーニングプログラムは、これらの処置可能な疾患に関連する代謝物のレベルを定量するよう確立されている。ニューヨーク州では、現在、クラッベ病のスクリーニングを提供しており、他のいくつかの州では、ＬＳＤにまで拡張した新生児スクリーニングに関する最近の法案が通過しており、また、台湾では、ポンペ病およびファブリ病に関して新生児スクリーニングが行われている。

ムコ多糖症（ＭＰＳ ＩからＶＩＩ）は、グリコサミノグリカンである、ヘパラン硫酸、デルマタン硫酸、ケラタン硫酸、またはコンドロイチン硫酸を分解するリソソーム酵素の１種が欠損していることにより引き起こされる、代謝疾患／症候群のグループである。関連酵素には、５種のスルファターゼ、４種のエキソグリコシダーゼ、および１種の非加水分解性アセチル−Ｎ−トランスフェラーゼが含まれる。これらの症候群は、非分解性または部分分解性のグリコサミノグリカンのリソソームへの蓄積をもたらし、非可逆性の多重全身性臓器損傷に帰着する。

ＭＰＳ症候群の一部に関する処置が、最近、利用可能になっているが、これらの処置からの最適な利益には、非可逆性症状の発症前に処置を開始する必要があると思われる。ＭＰＳ症候群の早期発見により、処置の潜在的な有益性が最大化し、したがって、早期診断に適切な試験を開発する必要がある。同様に、試料源として、例えば新生児スクリーニング試験室に提出されるものとして、乾燥血液スポット（ＤＢＳ）を利用する、迅速、安価、かつ信頼性の高い診断手順の開発が必要とされている。

したがって、リソソーム酵素活性の新生児スクリーニングのための方法および試薬、特に多重酵素分析が可能な方法および試薬の必要性が存在している。本発明は、この必要性を満たし、さらなる関連する利点を提供する。

一側面では、本発明は、１種以上のリソソーム酵素の酵素活性をアッセイするための方法を提供する。一態様では、本方法は、
（ａ）試料を第１の溶液に接触させて、１種以上のリソソーム酵素を含む溶液を準備することと、
（ｂ）前記酵素を含む前記溶液に、分析すべき各リソソーム酵素に対する酵素基質を添加し、前記試料中に存在している各リソソーム酵素に対する酵素生成物を含む溶液をもたらすのに十分な時間、酵素反応溶液中で前記酵素と共に前記基質をインキュベートすることであって、前記酵素反応溶液が、
（ｉ）硫酸イオンの沈殿に有効な１種以上の金属陽イオン、
（ｉｉ）リン酸イオンの沈殿に有効な１種以上の金属陽イオン、
（ｉｉｉ）マルターゼグルコアミラーゼ阻害剤、
（ｉｖ）ベータ−Ｎ−アセチルヘキソサミニダーゼ阻害剤、および
（ｖ）１種以上の界面活性剤
を含むことと、
（ｃ）任意に、前記酵素反応をクエンチすることと、
（ｄ）前記酵素生成物の量を決定することと
を含む。

ある種の態様では、本方法は、１種以上の基質の添加前、その添加後、またはその添加と同時に、分析すべき各リソソーム酵素に対する内部標準を添加することをさらに含む。

本発明の方法に有用な適切な試料には、血液および組織試料が含まれる。一態様では、試料は、乾燥血液スポット、例えば、新生児スクリーニングカード由来の乾燥血液スポットである。

ある種の態様では、酵素生成物の量の決定は、質量分析により各生成物対その内部標準の比を決定することを含む。代表的な質量分析には、タンデム質量分析が含まれる。タンデム質量分析の場合、生成物の量の決定は、生成物およびそれらの内部標準の親イオンを発生させ、分離し、衝突誘起解離に供して、生成物のフラグメントイオンおよび内部標準のフラグメントイオンをもたらすタンデム質量分析を含む。ある種の態様では、生成物の量の決定は、生成物のフラグメントイオンおよび内部標準のフラグメントイオンのピーク強度を比較して、生成物の量を算出することを含む。本発明の態様では、前記生成物の量を使用して、乾燥血液試料が１つ以上のリソソーム酵素欠損に伴う状態を処置するための候補に由来するかどうかを決定することができる。

ある種の態様では、本発明の方法は、以下から選択される１種以上のリソソーム酵素の酵素活性をアッセイする：
（ａ）α−グルコシダーゼ（ＧＡＡ）、
（ｂ）α−ガラクトシダーゼ（ＧＬＡ）、
（ｃ）α−Ｌ−イズロニダーゼ（ＩＤＵＡ）、
（ｄ）β−グルコセレブロシダーゼ（ＡＢＧ）、
（ｅ）β−ガラクトセレブロシダーゼ（ＧＡＬＣ）、
（ｆ）スフィンゴミエリナーゼ（ＡＳＭ）、
（ｇ）イズロン酸２−スルファターゼ（ＩＤ２Ｓ）、
（ｈ）Ｎ−アセチルガラクトサミン６−スルファターゼ（ＧＡＬ６Ｓ）、および
（ｉ）Ｎ−アセチルガラクトサミン４−スルファターゼ（ＧＡＬ４Ｓ）。

上記リソソーム酵素のいかなる組合せも、本方法によりアッセイすることができる。一態様では、上記リソソーム酵素の各々は、同時にアッセイされる。

ある種の態様では、酵素生成物の量の決定は、酵素生成物を含む溶液を、液体クロマトグラフィーによって質量分析計に導くことを含む。別の態様では、酵素生成物の量の決定は、酵素生成物を含む溶液を、フローインジェクションによって質量分析計に導くことを含む。

本発明の別の側面では、１種以上のリソソーム酵素をアッセイするための水性組成物が提供される。一態様では、本組成物は、
（ａ）硫酸イオンの沈殿に有効な１種以上の金属陽イオン、
（ｂ）リン酸イオンの沈殿に有効な１種以上の金属陽イオン、
（ｃ）マルターゼグルコアミラーゼ阻害剤、
（ｄ）ベータ−Ｎ−アセチルヘキソサミニダーゼ阻害剤、および
（ｅ）１種以上の界面活性剤
を含む。

ある種の態様では、本組成物は緩衝剤をさらに含む。適切な緩衝剤には、リン酸塩、カルボン酸塩、硫酸塩、スルホン酸塩、および硫酸モノエステルの緩衝剤が含まれる。

本組成物において有用な適切な界面活性剤は、陽イオン性、陰イオン性、中性、および非イオン性界面活性剤が含まれる。

硫酸イオンを結合するのに有効な代表的な金属陽イオンには、Ｂａ²⁺、Ｃｅ³⁺、Ｈｇ⁺、Ｐｂ²⁺、Ｒａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂｉ³⁺、Ｃｄ²⁺、Ｃａ²⁺、およびＭｇ²⁺が含まれる。

リン酸イオンを結合するのに有効な代表的な金属陽イオンには、Ｂａ²⁺、Ｃｅ³⁺、Ｈｇ⁺、Ｐｂ²⁺、Ｒａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂｉ³⁺、Ｃｄ²⁺、Ｃａ²⁺、およびＭｇ²⁺が含まれる。

一態様では、マルターゼグルコアミラーゼ阻害剤は、アカルボースである。

一態様では、ベータ−Ｎ−アセチルヘキソサミニダーゼ阻害剤は、２−アセトアミド−２−デオキシ−Ｄ−グルコノ−１，５−ラクトンである。

ある種の態様では、本組成物は、リソソーム酵素に対する１種以上の基質をさらに含む。代表的な基質は、以下から選択されるリソソーム酵素に対する基質を含む：
（ａ）α−グルコシダーゼ（ＧＡＡ）、
（ｂ）α−ガラクトシダーゼ（ＧＬＡ）、
（ｃ）α−Ｌ−イズロニダーゼ（ＩＤＵＡ）、
（ｄ）β−グルコセレブロシダーゼ（ＡＢＧ）、
（ｅ）β−ガラクトセレブロシダーゼ（ＧＡＬＣ）、
（ｆ）スフィンゴミエリナーゼ（ＡＳＭ）、
（ｇ）イズロン酸２−スルファターゼ（ＩＤ２Ｓ）、
（ｈ）Ｎ−アセチルガラクトサミン６−スルファターゼ（ＧＡＬ６Ｓ）、および
（ｉ）Ｎ−アセチルガラクトサミン４−スルファターゼ（ＧＡＬ４Ｓ）。

ある種の態様では、本組成物は、上記の各酵素に対する基質を含む。

ある種の態様では、本発明の組成物は、リソソーム酵素に対する１種以上の内部標準をさらに含む。代表的な内部標準は、以下から選択されるリソソーム酵素に対する内部標準を含む：
（ａ）α−グルコシダーゼ（ＧＡＡ）、
（ｂ）α−ガラクトシダーゼ（ＧＬＡ）、
（ｃ）α−Ｌ−イズロニダーゼ（ＩＤＵＡ）、
（ｄ）β−グルコセレブロシダーゼ（ＡＢＧ）、
（ｅ）β−ガラクトセレブロシダーゼ（ＧＡＬＣ）、
（ｆ）スフィンゴミエリナーゼ（ＡＳＭ）、
（ｇ）イズロン酸２−スルファターゼ（ＩＤ２Ｓ）、
（ｈ）Ｎ−アセチルガラクトサミン６−スルファターゼ（ＧＡＬ６Ｓ）、および
（ｉ）Ｎ−アセチルガラクトサミン４−スルファターゼ（ＧＡＬ４Ｓ）。

ある種の態様では、本組成物は、上記の各酵素に対する内部標準を含む。

前記側面および本発明の付随する利点の多くは、添付の図面と組み合わせて以下の詳細説明を参照することにより、よりよく理解されるので、一層容易に理解されるようになる。
図１Ａ〜１Ｉは、９種のリソソーム酵素をアッセイするために使用される、９種の基質（Ｓ）、生成物（Ｐ）、および内部標準（ＩＳ）の化学構造を例示している。 図１Ａの説明参照。 図１Ａの説明参照。 図１Ａの説明参照。 図１Ａの説明参照。 図１Ａの説明参照。 図１Ａの説明参照。 図１Ａの説明参照。 図１Ａの説明参照。 図２は、健常な対照の３−ｐｌｅｘ（２Ａ）および６−ｐｌｅｘ（２Ｂ）アッセイのＨＰＬＣ−ＭＳ／ＭＳのクロマトグラムである（各ＳＲＭチャンネルは、Ｓ、生成物または内部標準を表わす）。下向きの黒および白三角は、それぞれ、生成物（Ｐ）および基質（Ｓ）のクロマトグラフィーのピークを示しており、上向きの黒三角は、内部標準（ＩＳ）のピークを示している。 図３は、健常な個体の、組合せ９−ｐｌｅｘアッセイのＨＰＬＣ−ＭＳ／ＭＳのクロマトグラムである。 図４は、健常な個体の、組合せ９−ｐｌｅｘアッセイのＵＨＰＬＣ−ＭＳ／ＭＳのクロマトグラムである。 図５Ａ〜５Ｃは、９−ｐｌｅｘアッセイ（合計ｎ＝８０）を使用する、ｎ＝５８の無作為に選択された新生児ＤＢＳ、およびｎ＝２２の罹患患者のアッセイ結果を例示している。３種のＬＳＤ（５Ａ、ＧＬＡ；５Ｂ、ＧＡＡ、および５Ｃ、ＩＤＵＡ）に関するヒストグラムが示されており、他の６種は図＿中で例示されている。２２名の罹患者の試料は、ＧＡＬ４Ｓ欠損（ｎ＝１）を除く各疾患に関して３名の患者からなる。 図５Ａの説明参照。 図５Ａの説明参照。 図６Ａ〜６Ｉは、ＣＤＣ：６Ａ、ＩＤＵＡ；６Ｂ、ＧＬＡ；６Ｃ、ＧＡＡ；６Ｄ、ＡＳＭ；６Ｅ、ＧＡＬＣ；６Ｆ、ＡＢＧ；６Ｇ、ＧＡＬ４Ｓ；６Ｈ、ＧＡＬ６Ｓ；６Ｉ、ＩＤ２Ｓによって提供される品質管理基準により測定した９種のリソソーム酵素の比活性を比較している。比活性は、ＤＢＳ３ｍｍの各々が、３．１μＬの血液を有すると仮定して計算する。円は６＋３−ｐｌｅｘであり、四角は９−ｐｌｅｘである。ＣＤＣ試料は、蓄えておいた未処理の臍帯血を様々な量で混合した、白血球除去血液から調製する（Ｄｅ Ｊｅｓｕｓ、Ｖ．Ｒ．ら、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｒｉｅｄ ｂｌｏｏｄ ｓｐｏｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ｎｅｗｂｏｒｎ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｆｏｒ ｌｙｓｏｓｏｍａｌ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ．Ｃｌｉｎ．Ｃｈｅｍ．５５、１５８〜１６４（２００９））。誤差バーは、品質管理用ＤＢＳの２つの離れたパンチ（punch）を使用して測定した標準偏差である。 図６Ａの説明参照。 図６Ａの説明参照。 図６Ａの説明参照。 図６Ａの説明参照。 図６Ａの説明参照。 図６Ａの説明参照。 図６Ａの説明参照。 図６Ａの説明参照。 図７Ａ〜７Ｆは、図５Ａ〜５Ｃにおけるもの（９−ｐｌｅｘアッセイ）と類似の、図示したＬＳＤのプロットを示している。Ｙ軸は、試料数である。ＡＳＭ罹患個体からの試料は試験しなかった。図５Ａ〜５Ｃ、および図７Ａ〜７Ｆは、８０名の試料、５８名の非罹患患者、および２２名の罹患患者に基づく。２２名の罹患者の試料は、ＧＡＬ４Ｓ欠損（ｎ＝１）を除く各疾患に関する３名の患者からなる。 図７Ａの説明参照。 図７Ａの説明参照。 図７Ａの説明参照。 図７Ａの説明参照。 図７Ａの説明参照。 図８Ａ〜８Ｉは、９−ｐｌｅｘではなく、６＋３−ｐｌｅｘで得られたことを除き、図５Ａ〜５Ｃにおけるものと類似の、図示したＬＳＤのプロットを示している。Ｙ軸は、比活性である（μｍｏｌ ｈｒ^-1（Ｌ 血液）^-1）。ＡＳＭ罹患個体のためのデータは作製しなかった。 図８Ａの説明参照。 図８Ａの説明参照。 図８Ａの説明参照。 図８Ａの説明参照。 図８Ａの説明参照。 図８Ａの説明参照。 図８Ａの説明参照。 図８Ａの説明参照。 図９Ａは、ニーマン−ピック病Ａ／Ｂ型（左）、クラッベ病（中央）、およびゴーシェ病（右）に関連する酵素を検出するための、本発明のアッセイにおいて有用な代表的な基質（Ｓ）を例示している。これらの基質からの酵素生成物（Ｐ）、および定量化に有用な代表的な内部標準（ＩＳ）も示している。質量分析計中の親イオンの衝突誘起解離に起因するフラグメントイオンも示している。 図９Ｂは、ファブリ病（左）およびポンペ病（右）に関連する酵素を検出するための、本発明のアッセイにおいて有用な代表的な基質（Ｓ）および内部標準（ＩＳ）を例示している。質量分析計中の親イオンの衝突誘起解離に起因するフラグメントイオンも示している。 図１０は、ムコ多糖症Ｉ型に関連する酵素を検出するための、本発明のアッセイにおいて有用な代表的な基質（Ｓ）および内部標準（ＩＳ）を例示している。酵素生成物（Ｐ）、および質量分析計中の親イオンの衝突誘起解離に起因するフラグメントイオンも示されている。 図１１は、ムコ多糖症ＶＩ型に関連する酵素を検出するための、本発明のアッセイにおいて有用な代表的な基質（Ｓ）および内部標準（ＩＳ）を例示している。酵素生成物（Ｐ）、および質量分析計中の親イオンの衝突誘起解離に起因するフラグメントイオンも示している。 図１２は、ムコ多糖症ＩＶＡ型に関連する酵素を検出するための、本発明のアッセイにおいて有用な代表的な基質（Ｓ）および内部標準（ＩＳ）を例示している。酵素生成物（Ｐ）、および質量分析計中の親イオンの衝突誘起解離に起因するフラグメントイオンも示している。 図１３は、ムコ多糖症ＩＩ型に関連する酵素を検出するための、本発明のアッセイにおいて有用な代表的な基質（Ｓ）および内部標準（ＩＳ）を例示している。酵素生成物（Ｐ）、および質量分析計中の親イオンの衝突誘起解離に起因するフラグメントイオンも示している。 図１４は、６種のリソソーム酵素：ＡＢＧ（ゴーシェ病）、ＧＡＬＣ（クラッベ病）、ＡＳＭ（ニーマン−ピック病Ａ／Ｂ型）、ＧＬＡ（ファブリ病）、ＧＡＡ（ポンペ病）、およびＩＤＵＡ（ムコ多糖症Ｉ型）に関する、基質、生成物、および内部標準の超高速液体クロマトグラフィー（ＵＨＰＬＣ）分離を比較している。ムコ多糖症ＩＶＡ型、ムコ多糖症ＩＩ型、およびムコ多糖症ＶＩ型（図示せず）に対する、基質、生成物、および内部標準も同様に分離することができる。図示したイオンピークは、タンデム質量分析法によって検出した。健常な個体に属する、処理済み６重アッセイ試料を注入（１０μＬ）した後に得られたＬＣ−ＭＳ／ＭＳクロマトグラム（各ＳＲＭチャンネルは、１種の基質、１種の生成物、または１種の内部標準を表す。詳細は表６を参照されたい）。

発明の詳細な説明

一側面では、本発明は、リソソームの酵素活性をアッセイする方法を提供する。本方法の態様では、酵素生成物の量は、酵素生成物由来のシグナルと既知量の内部標準由来のシグナルとを比較することにより決定される。酵素生成物の量は、アッセイする試料に加えられる基質に対する、酵素の酵素活性により決定され、酵素生成物の定量化は、試料中における酵素活性の尺度を提供する。本方法は、個体（例えば、新生児）がリソソーム酵素活性の欠損症を患い、したがって処置の候補であるかを評価するために、個体におけるリソソーム酵素活性をアッセイするのに有用である。

本発明の方法では、複数のリソソーム酵素の酵素活性が、多重アッセイにおいて同時に決定される。本方法の態様では、１種以上または９種すべてのリソソーム酵素が、１種または２種の酵素反応緩衝液システムのどちらかを使用してアッセイされる（例えば、６種は、第１の酵素反応緩衝液中でアッセイされ、また３種は第２の酵素反応緩衝液中でアッセイされる）。酵素反応緩衝液により、本発明の多重アッセイが可能になり、これにより、リソソーム酵素アッセイが有利なことに単純化される。

別の側面では、本発明は、本方法に従ってリソソームの酵素活性をアッセイするための試薬（例えば、酵素基質、内部標準、および反応緩衝剤）を提供する。

酵素活性をアッセイするための方法
一側面では、本発明は、複数のリソソーム酵素の酵素活性をアッセイする方法を提供する。本方法の態様では、酵素生成物の量は、各酵素生成物由来のシグナルと既知量の酵素内部標準由来のシグナルとを比較することにより決定される。生成物の量は、アッセイする試料に加えられるそれらの個々の基質に対する、酵素の酵素活性により決定され、酵素生成物の定量化は、試料中における酵素活性の尺度を提供する。本方法は、個体（例えば、新生児）が酵素活性の欠損症を患い、したがってリソソーム酵素欠損に伴う１つ以上の疾患または症候群の処置の候補であるかを評価するために、個体における酵素活性をアッセイするのに有用である。

本方法の一態様では、酵素生成物および内部標準は質量が異なり、質量分析法によって生成物の量が決定される。

本方法のある種の態様では、生成物および内部標準は、有機溶媒を使用する液−液抽出により、酵素、過剰の基質、生成物、および内部標準を含有する水性酵素反応混合物から抽出される。別の態様では、上記の水性酵素反応混合物は適切な固相に適用され、その固相から生成物および内部標準が溶出される。ある種の態様では、基質は、同等の溶解度を有するため、生成物および内部標準と共に抽出されることになることが理解されよう。質量分析計に試料を導入するために液体クロマトグラフィーを使用する態様の関しては、水性酵素反応混合物は、液体クロマトグラフに直接導入することができ、クロマトグラフは、抽出ステップを必要とせず、基質、生成物、および内部標準を分離する。これらの態様では、水性酵素反応溶液は、液体クロマトグラフ上への充填を妨げるタンパク質を沈殿させるために、適切な有機溶媒（例えば、アセトニトリル）によりクエンチすることができる。質量分析計に試料を導入するためのフローインジェクションを使用する態様に関しては、フローインジェクション前に液−液抽出または固相抽出を利用することができる。フローインジェクションを利用するある種の態様では、基質（例えば、ＭＰＳ−ＩＶＡおよびＭＰＳ−ＶＩ）は、イオン交換樹脂により捕捉され、フローインジェクション前に試料から実質的に除去することができる。

各方法において、生成物の定量化は、内部標準を定量することにより容易になる。

一態様では、酵素活性をアッセイするための方法は、
（ａ）乾燥血液試料を第１の緩衝溶液に接触させて、複数のリソソーム酵素を含む溶液を準備するステップと、
（ｂ）酵素を含む溶液に分析すべき各リソソーム酵素に対する酵素基質を添加し、試料中に存在している各リソソーム酵素に対する酵素生成物を含む溶液をもたらすよう、所定の時間、酵素と共に基質をインキュベートするステップ（分析すべき各リソソーム酵素に対する内部標準を、基質の添加と同時にまたはその後に溶液に添加して、生成物および内部標準を含む溶液を最終的にもたらすことができる）と、
（ｃ）任意に、例えば、酵素生成物を含む溶液に、第２の緩衝剤を添加することにより、酵素反応をクエンチするステップと、
（ｄ）酵素生成物の量を決定するステップと
を含む。

本発明の方法では、酵素反応は、さらなる処理の前に、任意でクエンチされる。ここで使用される場合、用語「クエンチした」とは、例えば、反応溶液のｐＨを変更することにより、または反応溶液からタンパク質（例えば、酵素）を沈殿させる溶媒を加えることにより、酵素反応を停止させることを指す。

上記の通り、生成物および内部標準は、様々な技法（例えば、液−液抽出、固−液抽出、ペレット化による上澄み液の生成）のいずれか１つによる分析のために、酵素から分離することができる。

一態様では、乾燥血液試料は、個体（例えば、乾燥血液スポットが新生児スクリーニングカード由来である、新生児）からの乾燥血液スポットである。しかし、本方法は、ヒト、動物、および非生体源からの検体（例えば血漿、血清、組織）を含む、リソソーム酵素を含有する任意の試料で行うことができる。乾燥血液以外の血液試料も、本方法によるアッセイに適切である。

本方法では、１種以上の酵素を含む試料を、第１の緩衝溶液と接触させて、１種以上の酵素を含む溶液を準備する。このステップは、抽出または水和ステップと見なすことができ、この場合、試料（例えば、乾燥血液スポット）中の酵素の少なくとも一部は、水性液体の相に抽出され、その結果、酵素反応を行うことができる。この溶液は均一である必要はなく、酵素と基質との間の酵素反応に十分な水性液体相を用意さえすれば足りる。

一態様では、第１の緩衝液は、試料から酵素を抽出して溶解させるのに、必要な場合、酵素の基質とのインキュベートにより酵素生成物をもたらす酵素反応混合物を供給するのに十分なｐＨを有する水性緩衝液である。ある種の態様では、試料は基質を含むアッセイ緩衝液に直接加えることができることが理解されよう。

酵素活性をアッセイするために、基質は酵素と共にインキュベートされて、生成物がもたらされる。一態様では、基質が酵素溶液に加えられ、生成物を含む溶液をもたらすのに十分な時間（例えば、所定の時間）インキュベートされる。この時間は変えることができ、また、試料の酵素活性の量、ならびに酵素生成物および内部標準を定量するための分析法の感度に依存することになる。一態様では、十分な時間のインキュベートには、基質を酵素と共に３７℃で２０時間インキュベートすることが含まれる。所定のインキュベート時間は、試料に応じて１時間未満〜２０時間超まで変動し得る。一態様では、基質はアッセイ緩衝溶液に含まれる。所定の時間の後、第２の緩衝液（例えば０．１ｍｏｌ／Ｌの酢酸ナトリウムｐＨ５．４）の添加により、酵素反応物が任意でクエンチされる（すなわち停止される）。クエンチ用緩衝液は、酵素反応を停止するのに十分なｐＨを有する。酵素反応混合物のｐＨは、酵素と、生成物および内部標準との分離が達成されるものである。

本発明のある種の態様では、内部標準に関連するシグナルと生成物に関連するシグナルとを比較することにより、酵素生成物の量が決定される。本方法の一態様では、酵素によるインキュベート前に（例えば、基質添加前に、基質添加後にまたは基質添加と同時に）、内部標準が添加される。別の態様では、内部標準は、酵素反応をクエンチするために使用される緩衝液の成分として加えられる。さらなる態様では、内部標準は、クエンチした、生成物を含む酵素反応混合物に加えられる。別の態様では、内部標準は、試料のワークアップ後および質量分析前に、添加することができる。

本方法では、さらなる分析のために、水性酵素反応混合物から生成物および内部標準が分離される（例えば、酵素およびある種の過剰基質から分離される）。一態様では、水性酵素反応混合物を有機溶媒により抽出し、酵素生成物と内部標準とを含む有機相が得られる。適切な有機溶媒は、水とは実質的に混和せず、酵素または酵素基質を溶解するには有効ではない。適切な有機溶媒は、生成物および内部標準を選択的かつ効率的に抽出し、かつ各々を実質的に等しく抽出する（すなわち、酵素産物および内部標準は、所与の溶媒に対し、実質的に同じ分配係数を有する）。適切な溶媒には、酢酸エチル、ジエチルエーテル、クロロホルム、塩化メチレン、およびブタノールが含まれる。一態様では、有機溶媒は、酢酸エチルである。ある程度の基質は、生成物および内部標準の抽出のために使用される有機溶媒に溶解することが理解されよう。これらの場合、ならびに生成物および内部標準が、質量分析法により定量される場合、質量分析計は、エレクトロスプレーイオン化法から形成する生成物よりも、酵素反応から形成する生成物にのみ選択するよう照準をあわせることができる。さらに、液体クロマトグラフィーを使用して試料を質量分析計に導入する場合、基質はクロマトグラフィーの間に生成物から分離され、これにより生成物の定量が容易になる。さらに、フローインジェクションを使用して試料を質量分析計に導入する場合、ある種の基質（例えば、ＭＰＳ−ＩＶＡおよびＭＰＳ−ＶＩ）は、イオン交換樹脂により捕捉することができ、フローインジェクションの前に試料から実質的に除去することができる。

別の態様では、酵素生成物は、固相抽出により水性酵素反応混合物（内部標準を含む）から分離される。この態様では、水性酵素反応混合物は、適切な固相に適用される。適切な固相は、酵素生成物および内部標準を、実質的等しく、選択的に保持するおよび放出するのに有効である。代表的な固相には、シリカゲル、逆相シリカ（例えば、Ｃ１８−シリカ）、およびイオン交換樹脂、例えば、陰イオン交換樹脂が含まれる。次に、酵素生成物および内部標準は、１種以上の適切な有機溶媒により、逐次または同時のいずれかで固相から溶出することができ、得られる溶液（複数可）は、ここで記載した通り分析される。適切な有機溶媒により、固相から実質的に完全に、酵素生成物および内部標準が溶出される。生成物および内部標準は、固相から個別または一緒のいずれかで溶出され得る。一態様では、生成物および内部標準を共に溶出される。

酵素生成物および内部基質（internal substrate）が単離されると、酵素生成物が定量される。本方法のある種の態様では、酵素生成物の量の決定は、内部標準によって容易にされる。各内部標準の量は既知であるため、内部標準に関連するシグナルを測定し、そのシグナルを各酵素生成物に関連するシグナルと比較することにより、酵素生成物の量の測定が可能になる。上記の通り、酵素生成物および内部標準に関連するシグナルは、質量分析法（例えばタンデム質量分析法）により測定することができる。

一態様では、タンデム質量分析により生成物対内部標準の比を決定することにより、酵素生成物の量が決定される。ＭＳＭＳ法において、生成物および内部標準の親イオンを発生させ、分離し、衝突誘起解離に供して、生成物のフラグメントイオン、および内部標準のフラグメントイオンがそれぞれもたらされる。生成物のフラグメントイオンおよび内部標準のフラグメントイオンのピーク強度を比較することにより、生成物の量の算出が可能になる。

本発明の方法では、既知量の各内部標準が上記の通り、酵素反応系に加えられ、これにより、酵素の存在下で生成物が最終的に生じる。本発明のタンデム質量分析法では、酵素生成物のフラグメントイオンおよび内部標準のフラグメントイオンのピーク面積積分値が測定され、酵素生成物のピーク面積対内部標準のピーク面積の比を、添加した内部標準のモル数と乗算し、酵素生成物のモル数が与えられ、これにより、元の試料中の酵素により生成した酵素生成物が定量される。

本発明のタンデム質量分光法は、生成物を効果的に定量する。本方法は、生成物および内部標準の親質量が同じであり、かつそれらのフラグメントが異なるか、または、生成物および内部標準の親質量が異なり、かつフラグメントが両方同じであるかまたは両方異なる場合に有効である。

酵素活性をアッセイするための本発明の方法は、生成物および内部標準からのシグナルの測定に依存する。酵素生成物および内部標準は、いくつかの方法で関連づけられる。水性酵素反応混合物から酵素生成物を単離するために液−液抽出に依存する本発明の方法の場合、各々は抽出有機溶媒に実質的に等しく抽出可能である（理想的には同じである）。質量分析に依存する本発明の方法の場合、各々は、異なる質量を有しており、かつ他方から分離することができるフラグメントイオンを生成し、また生成物および内部フラグメントイオンは、実質的に同じ（理想的には同じ）イオン化効率を有する各フラグメントから生成する。

一態様では、本発明は、（ａ）酵素と共に基質をインキュベートし、生成物を含有している酵素反応混合物を得ることと、（ｂ）酵素反応を任意にクエンチすることと、（ｃ）内部標準をこの酵素反応混合物に添加することと、（ｄ）酵素反応混合物から生成物および内部標準を分離することと、（ｅ）生成物を定量することとを含む、酵素活性をアッセイするための方法を提供する。

別の態様では、本発明は、（ａ）酵素と共に基質をインキュベートし、生成物を含有している酵素反応混合物を得ることと、（ｂ）酵素反応を、内部標準を含む緩衝溶液により任意にクエンチすることと、（ｃ）酵素反応混合物から生成物および内部標準を分離することと、（ｄ）生成物を定量することとを含む、酵素活性をアッセイするための方法を提供する。

さらなる態様では、本発明は、（ａ）内部標準の存在下で、酵素と共に基質をインキュベートし、生成物を含有している酵素反応混合物を得ることと、（ｂ）酵素反応を任意にクエンチすることと、（ｃ）酵素反応混合物から生成物および内部標準を分離することと、（ｄ）生成物を定量することとを含む、酵素活性をアッセイするための方法を提供する。

ある種の態様では、本発明の方法では、酵素生成物の量の決定は、質量分析により各生成物対その内部標準の比を決定することを含む。適切な質量分析には、タンデム質量分析計を使用するタンデム質量分析（すなわち、ＭＳＭＳ）が含まれる。ＭＳＭＳを利用する態様に関しては、生成物の量の決定は、生成物およびそれらの内部標準の親イオンを発生させ、分離し、衝突誘起解離に供して、生成物のフラグメントイオンおよび内部標準のフラグメントイオンを生じる、タンデム質量分析を含む。生成物の量の決定は、生成物のフラグメントイオンおよび内部標準のフラグメントイオンのピーク強度を比較して、生成物の量を算出することを含む。

一態様では、本発明の方法は、乾燥血液試料が１つ以上のリソソーム酵素欠損に伴う状態を処置する候補に由来するかどうかを決定する量の生成物を使用することをさらに含む。

質量分析を利用する本発明の方法では、分析される試料（例えば、酵素生成物および内部標準を含有している溶液）は当技術分野で公知の方法により、質量分析計に導入することができる。一態様では、酵素生成物の量の決定は、液体クロマトグラフィー（ＬＣ）によって質量分析計に酵素生成物を含む溶液を導くことを含む。別の態様では、酵素生成物の量の決定は、フローインジェクション（ＦＩ）によって質量分析計へ酵素生成物を含む溶液を導くことを含む。そうした方法に対するＬＣおよびＦＩ法ならびにそれらの結果は、以下に記載されている。

新規な酵素反応緩衝液の使用により、一態様では、本発明は、９種のリソソーム酵素の多重酵素アッセイを提供する。別の態様では、本発明は、６種のリソソーム酵素の多重酵素アッセイを提供する。さらなる態様では、本発明は、３種のリソソーム酵素の多重酵素アッセイを提供する。

基質および内部標準
本発明において有用なリソソーム酵素をアッセイするための、代表的な酵素基質、内部標準、および質量分光法は、２０１０年２月１７日出願の米国特許出願第１２／７０６，７９４号（米国特許出願公開第Ｕ．Ｓ．２０１０／０２０９９５１Ａ１号）、および２０１１年８月２５日出願のＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０４９２２４に記載されており、その各々は、その全体が参照により本明細書中に明示的に組み込まれる。

図１Ａ〜１Ｉは、９種のリソソーム酵素をアッセイするための、９種の基質（Ｓ）、生成物（Ｐ）、および内部標準（ＩＳ）の化学構造を例示している。ニーマン−ピック病Ａ／Ｂ型（左）、クラッベ病（中央）、およびゴーシェ病（右）に関連する酵素を検出するための、本発明のアッセイにおいて有用な代表的な基質（Ｓ）を図９Ａに例示している。図９Ｂは、ファブリ病（左）およびポンペ病（右）に関連する酵素を検出するための、本発明のアッセイにおいて有用な代表的な基質（Ｓ）および内部標準（ＩＳ）を例示している。ムコ多糖症Ｉ型、ムコ多糖症ＶＩ型、ムコ多糖症ＩＶＡ型、およびムコ多糖症ＩＩ型に関連する酵素を検出するための本発明のアッセイにおいて有用な代表的な基質および内部標準を、それぞれ図１０〜１３に例示している。

酵素反応溶液の組成
本発明の方法では、酵素反応は、多重酵素反応の一助となる溶液中で実施される。一態様では、酵素反応溶液は、
（ａ）硫酸イオンの沈殿に有効な１種以上の金属陽イオン、
（ｂ）リン酸イオンの沈殿に有効な１種以上の金属陽イオン、
（ｃ）マルターゼグルコアミラーゼ阻害剤、
（ｄ）ベータ−Ｎ−アセチルヘキソサミニダーゼ阻害剤、および
（ｅ）１種以上の界面活性剤
を含む。

溶液の１種以上の金属陽イオンが、血液中に存在しており、かつリソソームのスルファターゼのアッセイを妨害すると思われる硫酸イオンおよびリン酸イオンを結合するのに、またはこれらを沈殿させるのに有効である。硫酸イオンおよびリン酸イオンは、スルファターゼ活性を阻害する恐れがある。適切な金属陽イオンには、硫酸イオンおよびリン酸イオンを沈殿させるのに、またはこれらに結合するのに、そうでなければ、スルファターゼ活性のアッセイの妨害にこれらのイオンを利用できないようにするのに有効な任意の金属イオンが含まれる。代表的な金属イオンには、Ｂａ²⁺、Ｃｅ³⁺、Ｈｇ⁺、Ｐｂ²⁺、Ｒａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂｉ³⁺、Ｃｄ²⁺、Ｃａ²⁺、およびＭｇ²⁺が含まれる。金属イオンの混合物を使用することができる。代表的な適切な対イオンには、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、およびフッ化物イオン；有機カルボン酸イオン、例えばギ酸イオンおよび酢酸イオン；硝酸イオン；シアン化物イオン；硫化物イオン、水酸化物イオン、酸化物イオン、チオシアン酸イオン、チオレートイオン（ＲＳ^-、例えば、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ２０アルキルまたはＣ６〜Ｃ２０アリールである）、およびアルコレート（ＲＯ^-、例えば、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ２０アルキルまたはＣ６〜Ｃ２０アリールである）を含む。一態様では、硫酸イオンおよびリン酸イオンを沈殿させるのに、またはそうでなければ、これらのイオンに結合するのに、およびこれらのイオンを除去するのに有効な１種以上の金属イオンは、硫酸イオンの沈殿に関してはＢａ²⁺（例えば、酢酸塩）であり、リン酸イオンの除去に関してはＣｅ³⁺（例えば、酢酸塩）である。ある種の態様では、硫酸イオンおよびリン酸イオンの沈殿に有効な金属陽イオンは、約０．０１〜約２０ｍＭの濃度で存在する。ある種の態様では、金属陽イオンは、約５〜約１０ｍＭの濃度で存在する。一態様では、硫酸イオンの沈殿に有効な金属陽イオン（例えば、Ｂａ²⁺）は、７．５ｍＭの濃度で存在する。一態様では、リン酸イオンの沈殿に有効な金属陽イオン（例えば、Ｃｅ³⁺）は、５．５ｍＭの濃度で存在する。

溶液には、マルターゼグルコアミラーゼ（ＥＣ３．２．１．３）の阻害剤が含まれる。マルターゼグルコアミラーゼは、乾燥血液スポット中の一部の血液細胞上に存在しており、ポンペ（ＧＡＡ）基質を加水分解することができる。適切なマルターゼグルコアミラーゼ阻害剤には、当技術分野で公知のものが含まれる。代表的なマルターゼグルコアミラーゼ阻害剤は、アカルボースである。アカルボース誘導体および類似体、ならびにマルターゼグルコアミラーゼの活性を遮断するのに有効な他の作用剤が、酵素反応溶液のためのマルターゼグルコアミラーゼの阻害剤であることが理解されよう。ある種の態様では、マルターゼグルコアミラーゼ阻害剤は、約１〜約５０μＭの濃度で存在する。別の態様では、阻害剤は、約５〜約２０μＭ存在している。一態様では、阻害剤（例えば、アカルボース）は、約８μＭの濃度で存在する。

溶液には、ベータ−Ｎ−アセチルヘキソサミニダーゼ（ＥＣ３．２．１．５２）の阻害剤も含まれる。ベータ−Ｎ−アセチルヘキソサミニダーゼは、乾燥血液スポット中の一部の血液細胞上に存在しており、ＭＰＳ−ＶＩＡ生成物および内部標準を加水分解することができる。適切なベータ−Ｎ−アセチルヘキソサミニダーゼ阻害剤には、当技術分野で公知のものが含まれる。代表的なベータ−Ｎ−アセチルヘキソサミニダーゼ阻害剤は、２−アセトアミド−２−デオキシ−Ｄ−グルコノ−１，５−ラクトンである。ある種の態様では、ベータ−Ｎ−アセチルヘキソサミニダーゼ阻害剤は、約１０〜約５００μＭの濃度で存在する。別の態様では、阻害剤は、約５０〜約２００μＭの濃度で存在している。一態様では、阻害剤（例えば、２−アセトアミド−２−デオキシ−Ｄ−グルコノ−１，５−ラクトン）は、約１５０μＭの濃度で存在する。

溶液には、１種以上界面活性剤を含む。ここで使用する場合、用語「界面活性剤」は、用語「洗剤」と相互変換的に使用される。適切な界面活性剤には、陽イオン性、陰イオン性、中性（例えば、両性イオン、および混合電荷）、および非イオン性（すなわち、電荷基がない）界面活性剤が含まれる。代表的な界面活性剤には、以下の物質が含まれる：１−オクタンスルホン酸ナトリウム塩、２−シクロヘキシルエチル−４−Ｏ−（アルファ−Ｄ−グルコピラノシル）−ｂ−Ｄ−グルコピラノシド、４−ｎ−オクチルベンゾイルアミド−プロピル−ジメチルアンモニオ−スルホベタイン、４−オキソ−３−（テトラヒドロ−フラン−２−イルメチル）−１０−オキサ−３−アザ−トリシクロ［５．２．１．０^*１，５^*］デカ−８−エン−６−カルボン酸、６−シクロヘキシルヘキシル−４−Ｏ−（アルファ−Ｄ−グルコピラノシル）−ベータ−Ｄ−グルコピラノシド、ＡＳＢ−１６、ＡＳＢ−Ｃ７ＢｚＯ、水酸化ベンゼトニウム、Ｂｉｇ ＣＨＡＰ、Ｂｒｉｊ３５、Ｂｔ３（１，３，５）ＩＰ３／ＡＭ、Ｃ１２Ｅ８、ＣＨＡＰＳＯ、ケノデオキシコール酸（ナトリウム塩）、ｐ−トルエンスルホン酸コリン塩、シクロヘキシル−ｎ−ヘキシル−Ｄ−マルトシド、シクロヘキシルメチル−４−Ｏ−（ａ−Ｄ−グルコピラノシル）−ｂ−Ｄ−グルコピラノシド、ＤＤＭＡＢ、デシルベータ−Ｄ−マルトピラノシド、デシルベータ−Ｄ−チオグルコピラノシド、デシル−ベータ−Ｄ−１−チオマルトピラノシド、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノペンチルエーテル、ジギトニン、ジギトキシゲニン、ジメチルエチルアンモニウムプロパンスルホネート、臭化エイコシルトリエチルアンモニウム、ＥＬＵＧＥＮＴ、エチレングリコールモノデシルエーテル、エチレングリコールモノドデシルエーテル、エチレングリコールモノヘキサデシルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、臭化エチルヘキサデシルジメチルアンモニウム、ＧＥＮＡＰＯＬ Ｘ−０８０、ＧＥＮＡＰＯＬ Ｘ−１００、Ｇｌｕｃｏｐｏｎｅ ６００、グリココール酸（ナトリウム塩）、グリコデオキシコール酸（ナトリウム塩）、ｐ−トルエンスルホン酸ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサエチレングリコールモノデシルエーテル、ヘキサエチレングリコールモノドデシルエーテル、ＩＧＥＰＡＬ ＣＡ−６３０、塩化ラウロイル−ＤＬ−カルニチン、ラウロイルサルコシン（ナトリウム塩）、ＬＰＤ−１２、ＭＥＧＡ−８、ＭＥＧＡ−９、メトキシポリエチレングリコール３５０、塩化メチルベンゼトニウム、Ｎ−デカノイル−Ｎ−メチルグルカミン、ｎ−ドデシルアルファ−Ｄ−マルトシド、ｎ−ドデシル−ベータ−Ｄ−マルトシド、ｎ−ドデシル−ベータ−Ｄ−グルコピラノシド、ｎ−ヘプチル−ベータ−Ｄ−グルコピラノシド、ｎ−ヘキサデシル−ベータ−Ｄ−マルトシド、ｎ−ヘキシル−ベータ−Ｄ−グルコピラノシド、ｎ−ノニル−ベータ−Ｄ−グルコピラノシド、Ｎ−オクタノイル−ベータ−Ｄ−グルコシルアミン、ｎ−オクタノイルスクロース、ｎ−オクチル−ベータ−Ｄ−グルコピラノシド、ｎ−オクチル−オリゴ−オキシエチレン、ｎ−オクチル−ベータ−Ｄ−マルトピラノシド、ｎ−オクチル−ベータ−Ｄ−チオグルコピラノシド、ｎ−オクチルグルコシド、ｎ−ウンデシルベータ−Ｄ−グルコピラノシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルオクタデシルアミンＮ−オキシド、ＮＤＳＢ−１９５、ＮＤＳＢ−２１１、ＮＤＳＢ−２２１、ＮＤＳＢ−２５６、テトラデシル硫酸ナトリウム、ＮＤＳＢ−２５６−４Ｔ、ノナエチレングリコールモノドデシルエーテル、Ｎｏｎｉｄｅｔ（登録商標）Ｐ４０、ノニル−ベータ−Ｄ−１−チオマルトシド、酢酸ノニルフェニル−ポリエチレングリコール、オクタエチレングリコールモノデシルエーテル、オクタエチレングリコールモノオクタデシルエーテル、オクチルチオガラクトシド、臭化オキシフェノニウム、ペンタエチレングリコールモノデシルエーテル、ペンタエチレングリコールモノオクチルエーテル、ＰＬＵＲＯＮＩＣ Ｆ−１２７、ポリオキシエチレン（２５）プロピレングリコールステアレート、モノパルミチン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ポリソルベート６０、ポリソルベート８０、サポニン、１−ヘプタンスルホン酸ナトリウム、タウロデオキシコール酸ナトリウム 水和物、タウロヒオデオキシコール酸ナトリウム水和物、モノラウリン酸ソルビタン、モノステアリン酸ソルビタン、モノオレイン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタン、モノカプリン酸スクロース、モノラウリン酸スクロース、タウロケノデオキシコール酸（saurochenodeoxycholic acid）（ナトリウム塩）、タウロデオキシコール酸（ナトリウム塩）、タウロウルソデオキシコール酸（ナトリウム塩）、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（登録商標）、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（登録商標）ＮＰ−１０、テトラエチレングリコールモノドデシルエーテル、テトラエチレングリコールモノヘキサデシルエーテル、テトラエチレングリコールモノオクチルエーテル、ＮＰ−４０、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１１３、コール酸ナトリウム、デオキシコール酸ナトリウム、ＣＨＡＰＳ、Ｔｗｅｅｎ ８５、Ｚｗｉｔｔｅｒｇｅｎｔ ３−０８、Ｚｗｉｔｔｅｒｇｅｎｔ ３−１０、Ｚｗｉｔｔｅｒｇｅｎｔ ３−１２、Ｚｗｉｔｔｅｒｇｅｎｔ ３−１４、Ｚｗｉｔｔｅｒｇｅｎｔ ３−１６、トリスドデシルスルフェート、トリエチレングリコールモノオクチルエーテル、トリエチレングリコールモノデシルエーテル、臭化トンゾニウム、ＡＰＯ−１０、ＡＰＯ−１２、ＡＰＯ−１４、ＡＰＯ−１６、ＡＳＢ−１４、およびＡＳＢ−１６。一態様では、界面活性剤は、タウロコール酸ナトリウムである。ある種の態様では、界面活性剤は、約２〜約２０ｇ／Ｌの濃度で存在する。別の態様では、界面活性剤は、約５〜約１５ｇ／Ｌ存在する。一態様では、界面活性剤（例えば、タウロコール酸ナトリウム）は、約１０ｇ／Ｌの濃度で存在する。

酵素反応溶液は、緩衝溶液である。適切な緩衝剤には、対イオンとして適切な陽イオン（例えば、Ｌｉ⁺、Ｎａ⁺、Ｋ⁺、Ｒｂ⁺、Ｃｓ⁺、Ｂｅ²⁺、Ｂａ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｓｒ²⁺、ＮＨ₄ ⁺、ＮＲ₄ ⁺、ＮＨＲ₃ ⁺、ＮＨ₂Ｒ₂ ⁺、ＮＨ₃Ｒ⁺（Ｒは、ＭＷ１０００以下の任意の炭素含有部位化合物である）、ピリジニウムおよび上記の１つ以上の追加のＲ基を有する任意のピリジニウム、イミダゾリウムおよび上記の１つ以上のＲ基を有するイミダゾリウム、ヒドロキシルアンモニウム（ＮＨ₃ＯＨ⁺）、ならびにＮＨ₂ＲＯＨ⁺、ＮＨＲ₂ＯＨ⁺、ならびにＮＲ₃ＯＨ⁺、ホスホニウム（Ｒ₄Ｐ⁺）、ならびにピリミジニウムおよび上記の１つ以上のＲ基を有するピリミジニウム）とのリン酸塩が含まれる。他の適切な緩衝剤には、上に記載した通り、対イオンとして適切な陽イオンを有するカルボン酸塩が含まれる。適切なカルボン酸塩には、１つ以上のカルボン酸基を含有する、ＭＷ１０００以下のあらゆる炭素含有化合物（例えば、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、イソ酪酸塩、クエン酸塩、コハク酸塩、マロン酸塩、シュウ酸塩、およびカコジル酸塩）が含まれる。リン酸塩およびカルボン酸塩に加えて、他の適切な緩衝剤には、上に記載した通り、対イオンとして適切な陽イオンを有する硫酸塩、スルホン酸塩（ＲＳＯ₃ ^-、Ｒは上で定義されている）、硫酸モノエステル塩（ＲＯＳＯ₃ ^-、Ｒは上で定義されている）が含まれる。他の適切な対イオンには、フッ化物イオン、チオシアン酸イオン、亜硫酸イオン、および亜硝酸イオンが含まれる。一態様では、緩衝液は、揮発性緩衝液である。一態様では、緩衝液は、ギ酸アンモニウムの緩衝液である。

ある種の態様では、緩衝剤は、約０．０５〜約１．０Ｍの濃度で存在する。一態様では、緩衝剤（例えば、ギ酸アンモニウム）は、約０．１〜約０．５Ｍの濃度で存在する。酵素反応溶液は、ｐＨ約２〜約９を一般に有する。ある種の態様では、溶液はｐＨ約３〜約７を有する。別の態様では、溶液はｐＨ約４〜約５を有する。

特定の一態様では、９−ｐｌｅｘ酵素反応溶液は、酢酸バリウム（ＩＩ）（７．５ｍＭ）、酢酸セリウム（ＩＩＩ）（５．０ｍＭ）、アカルボース（８μＭ）、２−アセトアミド−２−デオキシ−Ｄ−グルコノ−１，５−ラクトン（１５０μＭ）、およびタウロコール酸ナトリウム（１０ｇ／Ｌ）を含む、ギ酸アンモニウム緩衝溶液（０．５Ｍ、ｐＨ５．０）である。

特定の一態様では、６−ｐｌｅｘ酵素反応溶液は、アカルボース（８μＭ）およびタウロコール酸ナトリウム（１０ｇ／Ｌ）を含む、ギ酸アンモニウム緩衝溶液（０．１Ｍ、ｐＨ４．４）である。

特定の態様では、３−ｐｌｅｘ酵素反応溶液は、酢酸バリウム（ＩＩ）（７．５ｍＭ）、酢酸セリウム（ＩＩＩ）（５．０ｍＭ）、２−アセトアミド−２−デオキシ−Ｄ−グルコノ−１，５−ラクトン（１５０μＭ）、およびタウロコール酸ナトリウム（１０ｇ／Ｌ）を含む、ギ酸アンモニウム緩衝溶液（０．５Ｍ、ｐＨ５．０）である。

ある種の態様では、上記の酵素反応溶液は、リソソーム酵素に対する１種以上の基質をさらに含む。代表的な基質は、以下の酵素に対するリソソーム酵素の基質が含まれる：
（ａ）α−グルコシダーゼ（ＧＡＡ）、
（ｂ）α−ガラクトシダーゼ（ＧＬＡ）、
（ｃ）α−Ｌ−イズロニダーゼ（ＩＤＵＡ）、
（ｄ）β−グルコセレブロシダーゼ（ＡＢＧ）、
（ｅ）β−ガラクトセレブロシダーゼ（ＧＡＬＣ）、
（ｆ）スフィンゴミエリナーゼ（ＡＳＭ）、
（ｇ）イズロン酸２−スルファターゼ（ＩＤ２Ｓ）、
（ｈ）Ｎ−アセチルガラクトサミン６−スルファターゼ（ＧＡＬ６Ｓ）、および
（ｉ）Ｎ−アセチルガラクトサミン４−スルファターゼ（ＧＡＬ４Ｓ）。

ある種の態様では、酵素反応溶液は、上記基質の各々を含んでいる。代表的な基質は、ここに記載したものを含んでいる。

別の態様では、上記の酵素反応溶液は、リソソーム酵素に対する１種以上の内部標準を含む。代表的な内部標準には、上記の酵素に対するリソソーム酵素の内部標準が含まれる。代表的な内部標準には、ここに記載したものが含まれる。

９−ｐｌｅｘアッセイ（ＡＳＭ、ＧＡＡ、ＧＬＡ、ＡＢＧ、ＧＡＬＣ、ＩＤＵＡ、ＩＤ２Ｓ、ＧＡＬ６Ｓ、ＧＡＬ４Ｓ）
一態様では、本発明は、第１の酵素反応緩衝液を使用する、９種のリソソーム酵素の多重酵素アッセイを提供する。９種のリソソーム酵素が、９−ｐｌｅｘアッセイでアッセイされる：
（１）酸性スフィンゴミエリナーゼ（ＡＳＭ、ニーマン−ピック病−Ａ／Ｂ）、
（２）α−酸性−グルコシダーゼ（ＧＡＡ、ポンペ病）、
（３）α−ガラクトシダーゼＡ（ＧＬＡ、ファブリ病）、
（４）酸性α−グルコセレブロシダーゼ（ＡＢＧ、ゴーシェ病）、
（５）ガラクトセレブロシダーゼ（ＧＡＬＣ、クラッベ病）、
（６）α−イズロニダーゼ（ＩＤＵＡ、ムコ多糖症−Ｉ）、
（７）イズロン酸−２−スルファターゼ（ＩＤ２Ｓ、ムコ多糖症−ＩＩ）、
（８）Ｎ−アセチル−ガラクトサミン−６−スルファターゼ（ＧＡＬ６Ｓ、ムコ多糖症−ＩＶＡ、モルキオＡ症候群）、および
（９）Ｎ−アセチル−ガラクトサミン−４−スルファターゼ（ＧＡＬ４Ｓ、ムコ多糖症−ＶＩ、マロトーラミー症候群）。

９−ｐｌｅｘ酵素反応緩衝液には、以下のものが含まれる：
（ａ）硫酸イオンの沈殿に有効な１種以上の金属陽イオン、
（ｂ）リン酸イオンの沈殿に有効な１種以上の金属陽イオン、
（ｃ）マルターゼグルコアミラーゼ阻害剤、
（ｄ）ベータ−Ｎ−アセチルヘキソサミニダーゼ阻害剤、および
（ｅ）１種以上の界面活性剤。

リソソーム酵素の多重分析法のための本発明の代表的な方法は、以下の通り要約することができる。ＤＢＳパンチを、合成基質（Ｓ）を含有しているアッセイ緩衝液中でインキュベートする。並列インキュベート数を減じるために、最小数のアッセイ緩衝剤を使用する。インキュベートにより基質の生成物への転化を可能にした後、生成物（Ｐ）をタンデム質量分析により定量する。内部標準（ＩＳ）は生成物と化学的に同一であるが重同位元素を有するか、または非同位体性であるが、構造が緊密に関係しているかのいずれかである。タンデム四重極質量分析計を使用して、前駆体イオンの衝突誘起解離に由来するリポーターイオンを検出する（ＭＳ／ＭＳ）。これにより、非常に複雑な全血の混合物を使用した場合でさえも、分析的選択性を確実なものとする。生成物と内部標準のリポーターイオンの両方が、９つのＰ／ＩＳ組の各々についてＭＳ／ＭＳにより検出される。内部標準の使用は、手順全体の中で酵素により産生される生成物のいかなる損失にも（例えば、生成物の酵素による分解、表面への結合による生成物の損失による）説明がつく。ＭＳ／ＭＳは一度に１種のリポーターイオンを検出するが、迅速な負荷サイクルを使用して、短時間のスケール（約１００ｍｓｅｃ）をかけて、１８種の分析物（９つのＰ／ＩＳ組）をすべて対象とする。

基質の共通の構造上の特徴は、酵素により特異的に認識される基、酵素により産生される生成物の部分としての疎水性炭素鎖（逆相ＬＣカラムとの相互作用のより、クロマトグラフィー分離を可能にする）、および質量分析計における主なフラグメント化経路に沿ってイオン衝突誘起解離に向かわせる、フラグメント化が容易にできる官能基（これはアッセイ感度を改善する）である（図１Ａ〜１Ｉを参照されたい）。ｔ−ブチル含有カルバメートは、ＧＬＡ、ＧＡＡ、ＩＤＵＡ、ＩＤ２Ｓ、ＧＡＬ６Ｓ、およびＧＡＬ４Ｓ生成物の場合、容易にフラグメント化可能な基（ＣＯ₂およびイソブチレンを失う）を提供する。ＡＢＧ、ＡＳＭおよびＧＡＬＣに関しては、セラミドは容易にフラグメントを生成し、スフィンゴシン部位を含有している共通のイミニウムイオンを与える。ＧＡＬ６Ｓ基質は、非重水素型がＩＤＵＡ基質と同重性であるので、ｄ₉−ｔ−ブチル基を有する点で独特である。リンカーの炭素鎖を５個を超えて増加させる代替的な手法により、アッセイ混合物中の水溶解度が低下する。重水素化試薬の余計なコストが、試薬合成の総コストに著しく上乗せすることはない。

多大な努力により、本発明のアッセイ緩衝液に至った。ＬＣ−ＭＳ／ＭＳアッセイは、一部の酵素がその最適ｐＨからシフトしたｐＨでアッセイすることができるよう、十分感度が高く、こうして、必要な緩衝剤数が最小限になる。洗剤は、セラミド含有基質を溶解させるために必要であり、洗剤は、水溶性基質に作用する他のリソソーム酵素により、よく耐容された。アカルボースは、酸性ｐＨ領域でα−グルコシダーゼ活性を有する、血液中の酵素であるマルターゼグルコアミラーゼを阻害することが報告されており、このため、ＧＡＡの分析を妨害する。スルファターゼＩＤ２Ｓ、ＧＡＬ６ＳおよびＧＡＬ４Ｓは、血液中で比較的高濃度の遊離硫酸塩およびリン酸塩により阻害され、またこの緩衝剤は、非スルファターゼ活性を低下させることなく、これらの陰イオンの沈殿を引き起こす金属陽イオンを含有している。このように、本発明は、２種の緩衝液（３−ｐｌｅｘ＋６−ｐｌｅｘ）中、または単一緩衝液（９−ｐｌｅｘ）中のいずれかで、９種のリソソーム酵素のアッセイを提供する。前者は、２つのＤＢＳパンチを利用するのに対して、後者は、単一パンチしか必要としない。

アッセイは、最小数の液体の移注を必要とする。マルチチャンネルピペットを使用して、全アッセイカクテルを各ウェルに加えて、ＤＢＳパンチを覆う。プレートは、プラスチック製フィルムにより密閉し、所望のインキュベート時間、オービタルシェーカー／インキュベーター内に入れる。アセトニトリルを加えてタンパク質を沈殿させ、プレートを卓上遠心分離器中で回転し、タンパク質をペレットにする。上澄み液のほとんどをピペットにより新しいマイクロタイタープレートに移注し、水を加えて溶媒強度を希釈し、このプレートをアルミニウム箔により密封してＬＣ−ＭＳ／ＭＳ機器のオートサンプラーに入れた。このように、アッセイは合計４回の液体の移注を必要とし、すべては、８−または９６−チャンネルの携帯型ピペットにより容易に行われる（数枚のプレートを超えて処理する必要がある場合、自動化も可能である）。

ＵＨＰＬＣにより、試料を処理するための自動化された迅速な方法が実現され、こうして発明者らが以前のアッセイにおいて使用した液−液および固相抽出ステップの必要性がなくなる。２本のＵＨＰＬＣカラムおよび切り替え弁の使用により、１本目のカラムは分析物の分離を行うために使用され、もう一方のカラムは、次の試料注入用溶媒により平衡化される。このプロトコルは、処理能力を２倍にする。

こうして、３種のスルファターゼが単一緩衝液中でインキュベートされ（３−ｐｌｅｘ）、かつ６種の他の酵素を異なる緩衝液中でアッセイ（６−ｐｌｅｘ）する（したがって２つの３ｍｍＤＢＳパンチを必要とする）多重アッセイの１つの型が、評価された。図２Ａおよび２Ｂは、３−ｐｌｅｘおよび６−ｐｌｅｘのＨＰＬＣイオントレースをそれぞれ示している。３−ｐｌｅｘに関しては、生成物および内部標準は、対応する基質よりも先によく溶出する。基質および生成物のクロマトグラフィー分離は、質量分析計の源において、基質は生成物にある程度の分解を受けるので、スルファターゼにとって重要である。生成物のＵＨＰＬＣ保持時間に生じるイオン反応に相当する、酵素により産生される生成物だけを定量することが望ましい。ＩＤ２Ｓ生成物および内部標準の保持時間は、内部標準が生成物の重水素化類似体であるので、同じである。ＧＡＬ４ＳおよびＧＡＬ６Ｓの場合、リンカーアーム中のメチレン数が１つだけ異なるので、内部標準と比較して生成物には保持時間のわずかなシフトがある（図１Ｈおよび１Ｉを比較されたい）。図２Ｂは、６−ｐｌｅｘに関するイオントレースを比較している。インソースフラグメント化による基質の生成物への少量の転化が、ＡＢＧ、ＧＡＬＣ、ＧＬＡ、およびＧＡＡについて観察される。３−ｐｌｅｘおよび６−ｐｌｅｘ反応に関するアッセイインキュベーション由来の生成物および内部標準を組み合わせて、シングルＨＰＬＣ−ＭＳ／ＭＳ分析（図３）に供する、多重アッセイを評価した。基質および生成物のクロマトグラフィー分離は、９つの例すべてで達成される。これらのＨＰＬＣ運転は、最大４分必要とする。

分離速度の実質的な改善は、ＵＨＰＬＣによって実現され、その結果を図４に示している。基質の生成物へのインソースフラグメント化は、ＡＢＧ、ＧＡＬＣ、ＧＡＬ４Ｓ、ＧＡＬ６Ｓの場合に観察され、ＧＬＡおよびＧＡＡに関してはその程度はより小さい。分析物は、たった１．４分で良好に分離され、基質と生成物の間の分離は、すべての分析物に関して、ＨＰＬＣにおいて得られる分離よりも優れていた。ＵＨＰＬＣを使用するこの強力な分離により、基質のインソースフラグメント化由来の生成物ピークの汚染がないことが確実となる。切り替え弁を備えたデュアルカラムの使用により、わずか１．８分の注入間時間が達成される。

６＋３−ｐｌｅｘおよび９−ｐｌｅｘアッセイを、品質管理試料に対して評価した。疾病管理予防センター（ＣＤＣ）は、様々な量の未処理臍帯血（多数のドナーから蓄えられている）と混合した白血球除去血液（基本プール（base pool））から作製した血液スポットを配っている。図６Ａ〜６Ｉに示される通り、９種の酵素すべてについて、非常に直線的な応答（ＣＤＣ品質管理ＤＢＳ中の全血のフラクションに対する各酵素の比活性（μｍｏｌ生成物ｈｒ^-1（Ｌ血液）^-1対））が得られ、これは、アッセイ応答がＤＢＳ中の酵素量に比例することを示している。

図５Ａ〜５Ｃはそれぞれ、無作為新生児由来の８０名のＤＢＳおよび数名のＬＳＤ罹患個体（新生児ではなく、老齢患者）により測定した、ＧＬＡ、ＧＡＡ、およびＩＤＵＡ酵素に対する比活性の分布を示している（他の６種のＬＳＤに関するプロットは、図７Ａ〜７Ｆに提示されている）。９名のＬＳＤすべてについて、診断患者由来の試料は、無作為新生児からのものより酵素活性が低いことを示した。

６＋３−ｐｌｅｘアッセイについて得られた図５Ａ〜５Ｃおよび図７Ａ〜７Ｆに相当するプロットは、図８Ａ〜８Ｉに示している。すべての場合で、罹患個体は、５８名の無作為新生児のものよりもはるかに低い比活性を有する。

上記（ＬＣ−ＭＳＭＳ）の９−ｐｌｅｘ（上段）または６−ｐｌｅｘ＋３−ｐｌｅｘ（下段）アッセイに関する酵素比活性（μモルｈｒ^-1（Ｌ血液）^-1）（平均値±標準偏差）を表１にまとめている。表１において、「単一ＤＢＳ」とは、６回のパンチをされた１名の健常な新生児由来のＤＢＳを指す；「正常なＤＢＳ」とは、５８名の無作為に選択された新生児を指し、各新生児は、１回のパンチをされており；また、ブランクは、乾燥血液を含んだものの代わりに、血液不含ろ紙パンチによるアッセイを指す。６−ｐｌｅｘには、酵素ＩＤＵＡ（アルファ−Ｌ−イズロニダーゼ、ムコ多糖症−Ｉ）、ＧＬＡ（アルファ−ガラクトシダーゼＡ、ファブリ）、ＧＡＡ（酸性アルファ−グルコシダーゼ、ポンペ）、ＡＳＭ（酸性スフィンゴミエリナーゼ、ニーマン−ピックＡ／Ｂ型）、ＧＡＬＣ（ガラクトセレブロシダーゼ、クラッベ）、およびＡＢＧ（酸性ベータ−Ｄ−グルコシダーゼ、ゴーシェ）が含まれる。３−ｐｌｅｘには、酵素ＧＡＬ４Ｓ（Ｎ−アセチルガラクトサミン−４−サルフェートスルファターゼ、ムコ多糖症−ＶＩ）、ＧＡＬ６Ｓ（Ｎ−アセチルガラクトサミン−６−スルフェートスルファターゼ、ムコ多糖症−ＩＶＡ）、およびＩＤ２Ｓ（イズロン酸スルファターゼ、ムコ多糖症−ＩＩ）が含まれる。９−ｐｌｅｘには、６−ｐｌｅｘにおける酵素、および３−ｐｌｅｘにおける酵素が含まれる。

表１は、ある場合において、６−ｐｌｅｘおよび３−ｐｌｅｘと比較すると、９−ｐｌｅｘアッセイに関して測定された酵素の絶対比活性の差異を明らかにしている；これは、アッセイ緩衝液が、インキュベートに使用したｐＨ、添加剤、および体積に差異があるからである。したがって、健常な検体の絶対酵素活性は、罹患個体の酵素活性と常に比較しなければならず、これにより、酵素アッセイの分析的な分離が決まる。結果は、分析的に十分な分離が、９−ｐｌｅｘまたは６＋３−ｐｌｅｘの酵素アッセイのいずれかに実現可能であることを示している（図５Ａ〜５Ｃ、７Ａ〜７Ｆ、および８Ａ〜８Ｉを参照されたい）。６−＋３−ｐｌｅｘアッセイは、９−ｐｌｅｘと比較して、ＩＤ２Ｓに対してやや高い分離を実現する一方、平均的な正常のＤＢＳ酵素比活性は、それぞれ、０．９８±０．２９８および０．２３±０．０６９ミリモルｈｒ^-1（Ｌ血液）^-1である。

分析システムの高い再現性は、システム適合性試験（例１の表５を参照されたい）からの結果により文書化し、これにより、すべての生成物および内部標準について、保持時間およびピーク面積に対する係数変動は、それぞれ＜１％および＜１５％であることを実証している。単一ＤＢＳ（ｎ＝６）に関して測定された総合的な酵素活性分散は、通常、＜１２％（表１）であった。ＬＣ−ＭＳ／ＭＳプラットフォームは、市販の機器から容易に移動可能である。後の記述を支持するために、類似の最適パラメーターを実証した（例えば、例１の表３および４における、様々なトリプル四重極質量分析計に関するエネルギー衝突）。

ほとんどの新生児スクリーニング試験室は、ＬＣ−ＭＳ／ＭＳよりもフローインジェクション（ＦＩ）ＭＳ／ＭＳを使用している。ＬＣ−ＭＳ／ＭＳが、新生児スクリーニング試験室において実施されていることもある。第１に、ＬＣ−ＭＳ／ＭＳは、新生児スクリーニング試験室において良好に機能することが示されている。第２に、ＵＨＰＬＣ−ＭＳ／ＭＳは、医薬産業において、主として薬物動態および品質管理分析のために、日々何千もの試料に使用されている。第３に、実験結果により、ＬＣ分離およびカラム背圧は、少なくとも３，０００回のアッセイ実施後に安定していることが示されている。したがって、ＵＨＰＬＣのカラムコストが、新生児スクリーニングのコストに実質的に加わることはなく、またカラムは、＜１０分に変更することができる。第４に、イオン性および極性血液由来成分のほとんどが存在する、ＬＣカラムからの空隙体積は、質量分析計よりも廃液に向かい、こうして、エレクトロスプレー源の汚染が最小限になる。ＭＳ／ＭＳプラットフォームにＬＣを追加すると、次の数年間にわたり、新生児スクリーニング試験室における増強が期待される。ＭＳ／ＭＳは、従来の蛍光定量アッセイよりもずいぶん多くの情報を提供する。例えば、ＧＡＬＣ酵素活性が低いことと重症の表現型とに関連性がない場合において、ＬＣ−ＭＳ／ＭＳによるサイコシンレベルのモニタリングは、ＤＢＳにおいて、潜在的なクラッベ患者を階層化するのにより優れた方法を潜在的に提供することが最近示されている。

ＤＢＳにおける酵素安定性の問題が、問題となり得る。環境因子の不十分な管理により、酵素比活性が低下することがある。本発明の多重アッセイの有利な特徴の１つは、いくつかの酵素の比活性の低下が、ＤＢＳの不十分な処置を示すと思われることである。多重アッセイにおいて測定される３種のスルファターゼの活性低下は、多重スルファターゼ欠損症の可能性を示唆していると思われる。

ＬＣプラットフォームの方がフローインジェクションよりも有利な点の１つは、前者に関しては事前質量分析法ステップが最小限に低減されるのに対して、後者に関しては、基質および緩衝剤の塩を除去するために、有機溶媒によるアッセイ混合物の液−液抽出、またはシリカゲルまたはイオン交換樹脂を使用する追加の固相抽出のいずれかを必要とすることである。生成物および内部標準と比較すると比較的多量の基質がＬＣカラム上に注入されて、適切なＬＣ分解が得られない場合、基質による生成物および内部標準のイオン化の深刻な抑制が起こることになる。一方、ほとんどの基質は、フローインジェクションを含むある種の方法において、事前質量分析用試料の処理により除去される。フローインジェクションでは、均一な組成物の単一溶液が質量分析計に注入され、生成物および内部標準は、比較的長い時間をかけて定量される（通常、数十秒）。ＬＣ−ＭＳ／ＭＳでは、生成物および内部標準は、数秒という比較的短時間で溶出し、質量分析計源に入る溶出物の組成は、経時的に変化する。

上に記載される通り、一態様では、酵素アッセイ試料は、液体クロマトグラフィー（ＬＣ−ＭＳＭＳ）による質量分析に導入される。別の態様では、酵素生成物の試料は、フローインジェクション（ＦＩ−ＭＳＭＳ）による質量分析に導入される。この態様では、酵素アッセイ試料は、フローインジェクションによるＭＳＭＳ機器に導入され、この場合、液流は、ＬＣには必要のない、インジェクターシステムからＭＳＭＳイオン化源に直接向かう。この場合、基質が生成物を与えるインソース分解量を最少化する一方、同時に生成物および内部標準のイオン化効率をかなり低下させないよう、エレクトロスプレーイオン化パラメーターを調節することが重要である。ＭＳＭＳを使用する当業者であれば、こうした調節を実現するための技術に習熟している。ＭＳＭＳに試料をフローインジェクションするための適切な溶媒は、ギ酸もしくはギ酸アンモニウムを含有する、または含有しないメタノール／水の混合物であるが、他の注入溶媒も有用である。

フローインジェクションは、酵素試料（６−ｐｌｅｘ）をＭＳＭＳ機器に導入するために使用した。６−ｐｌｅｘは、上記の６種の同一酵素であった。それに関する結果は、表１に示されている。本方法により決定した、６−ｐｌｅｘのＦＩ−ＭＳＭＳアッセイに関する酵素比活性（μモルｈｒ^-1（Ｌ血液）^-1）（平均値±標準偏差）を表２にまとめている。この表では、「単一ＤＢＳ」は、１名の健常な新生児からのＤＢＳを指す。ブランクは、乾燥血液を含有しているものの代わりに、血液不含ろ紙パンチによるアッセイを指す。

上に記載される通り、本発明は、新生児スクリーニングに適した１種または２種のアッセイカクテルのいずれかで、１つまたは２つのＤＢＳパンチのいずれかを利用する、９種のリソソーム酵素のアッセイの単純化を提供する。９種の酵素のアッセイは、酵素源としての新生児スクリーニングカードに対して、基質および内部標準ならびに１つまたは２つの乾燥血液スポット（ＤＢＳ）パンチのカセットを含む１種の緩衝液中または２種の緩衝液中のいずれかで実施される。この態様では、ＨＰＬＣ−ＭＳ／ＭＳ試料の予備調製には、分離およびカラム平衡化に流れを向かわせるための切り替え弁を装備したデュアルカラムＨＰＬＣに注入する前に、たった４回の液移送しか必要としない。生成物および内部標準の特異的なイオンフラグメント化が、選択反応モード（ＳＲＭ）におけるＭＳ／ＭＳの定量化に使用される。以下に詳細に説明される通り、５８名の無作為新生児由来、およびリソソーム蓄積症罹患患者由来の血液スポットの分析により、本アッセイが罹患個体と非罹患個体を容易に区別することが示された。９−ｐｌｅｘ分析あたりの時間（１．８分）は十分に短く、新生児スクリーニング試験室の作業流れに適合することができる。この態様では、（ＨＰＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）は、リソソーム酵素活性の定量化について、フローインジェクションＭＳ／ＭＳの実現可能な代替法を提供する。本方法は、１種または２種の反応緩衝液を使用する、９種のリソソーム酵素のアッセイを可能にし、これにより、実施に必要な分離インキュベート数を最小限にする。

６重（６−Ｐｌｅｘ）アッセイ（ＧＡＡ、ＧＬＡ、ＩＤＵＡ、ＡＢＧ、ＧＡＬＣ、ＡＳＭ）
一態様では、本発明は、第２の酵素反応緩衝液を使用する、６種のリソソーム酵素の多重酵素アッセイを提供する。６種のリソソーム酵素が、６重アッセイにおいてアッセイされる：
（１）α−グルコシダーゼ（ＧＡＡ）（ポンペ病）、
（２）α−ガラクトシダーゼ（ＧＬＡ）（ファブリ病）、
（３）α−Ｌ−イズロニダーゼ（ＩＤＵＡ）（ムコ多糖症Ｉ型）、
（４）β−グルコセレブロシダーゼ（ＡＢＧ）（ゴーシェ病）、
（５）β−ガラクトセレブロシダーゼ（ＧＡＬＣ）（クラッベ病）、および
（６）スフィンゴミエリナーゼ（ＡＳＭ）（ニーマン−ピック病Ａ／Ｂ型）。

６種のリソソーム酵素（ＡＢＧ（ゴーシェ病）、ＧＡＬＣ（クラッベ病）、ＡＳＭ（ニーマン−ピック病Ａ／Ｂ型）、ＧＬＡ（ファブリ病）、ＧＡＡ（ポンペ病）、およびＩＤＵＡ（ムコ多糖症Ｉ型））に対する、基質、生成物、および内部標準の超高速液体クロマトグラフィー（ＵＨＰＬＣ）分離を図１４に比較している。ムコ多糖症ＩＶＡ型、ムコ多糖症ＩＩ型、およびムコ多糖症ＶＩ型（図示せず）に対する、基質、生成物、および内部標準も同様に分離することができる。図示したイオンピークは、タンデム質量分析法によって検出された。健常な個体に属する、処理済み６重アッセイ試料を注入（１０μＬ）した後に得られたＬＣ−ＭＳ／ＭＳクロマトグラム（各ＳＲＭチャンネルは、１種の基質、１種の生成物、または１種の内部標準を表す。詳細は表７を参照されたい）。

６−ｐｌｅｘ酵素反応緩衝液は、
（ａ）マルターゼグルコアミラーゼ阻害剤、および
（ｂ）１種以上の界面活性剤
を含む。

６−ｐｌｅｘ酵素反応緩衝液の適切な成分は、酵素反応溶液について上に記載された通りである。一態様では、６−ｐｌｅｘアッセイにおいて有用な酵素反応緩衝液には、ギ酸アンモニウム（ギ酸および水酸化アンモニウムから調製される）、タウロコール酸ナトリウム、およびアカルボースが含まれる。６重アッセイにおける代表的な酵素反応緩衝液の調製およびその使用は、例２および４において記載されている。

３重（３−Ｐｌｅｘ）アッセイ（ＩＤ２Ｓ、ＧＡＬ６Ｓ、ＧＡＬ４Ｓ）。別の態様では、本発明は、第３の酵素反応緩衝液を使用する、３種のリソソーム酵素の多重酵素アッセイを提供する。３種のリソソーム酵素が、３重アッセイにおいてアッセイされる：
（１）イズロン酸２−スルファターゼ（ＩＤ２Ｓ）（ムコ多糖症ＩＩ型）、
（２）Ｎ−アセチルガラクトサミン６−スルファターゼ（ＧＡＬ６Ｓ）（モルキオＡ症候群）、および
（３）Ｎ−アセチルガラクトサミン４−スルファターゼ（ＧＡＬ４Ｓ）（マロトーラミー症候群）。

３−ｐｌｅｘ酵素反応緩衝液は、
（ａ）硫酸イオンの沈殿に有効な１種以上の金属陽イオン、
（ｂ）リン酸イオンの沈殿に有効な１種以上の金属陽イオン、
（ｃ）ベータ−Ｎ−アセチルヘキソサミニダーゼ阻害剤、および
（ｄ）１種以上の界面活性剤
を含む。

３−ｐｌｅｘ酵素反応緩衝液の適切な成分は、酵素反応溶液について上に記載された通りである。一態様では、３重アッセイにおいて有用な酵素反応緩衝液には、ギ酸アンモニウム（ギ酸および水酸化アンモニウムから調製する）、酢酸バリウム、酢酸セリウムおよび２−アセトアミド−２−デオキシ−Ｄ−グルコノ−１，５−ラクトン（２Ａ２Ｄ−ＧｌｃＬａｃｔｏｎｅ）が含まれる。３重アッセイにおける代表的な酵素反応緩衝液の調製およびその使用は、例３および４において記載されている。

以下の例は、例示目的であり、本発明を限定するために提供されるものではない。

例１
代表的な９−Ｐｌｅｘおよび６＋３−Ｐｌｅｘリソソーム酵素アッセイ法
材料。α−グルコシダーゼ（ＧＡＡ）、α−ガラクトシダーゼ（ＧＬＡ）、α−Ｌ−イズロニダーゼ（ＩＤＵＡ）、β−グルコセレブロシダーゼ（ＡＢＧ）、β−ガラクトセレブロシダーゼ（ＧＡＬＣ）、およびスフィンゴミエリナーゼ（ＡＳＭ）の酵素アッセイおよびＣＤＣ品質管理用ＤＢＳ試料のための基質（Ｓ）および内部標準（ＩＳ）は、Ｄｒ．Ｈ．Ｚｈｏｕ（ＣＤＣ、Ａｔｌａｎｔａ、ＧＡ）より受け取った。イズロン酸２−スルファターゼ（ＩＤ２Ｓ）、Ｎ−アセチルガラクトサミン６−スルファターゼ（ＧＡＬ６Ｓ）、およびＮ−アセチルガラクトサミン４−スルファターゼ（ＧＡＬ４Ｓ）に特異的な試薬は、Ｄｕｆｆｅｙ，Ｔ．Ａ．、Ｋｈａｌｉｑ，Ｔ．、Ｓｃｏｔｔ，Ｃ．Ｒ．、Ｔｕｒｅｃｅｋ，Ｆ．、Ｇｅｌｂ，Ｍ．Ｈ．（２０１０）「Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ ｆｏｒ ｎｅｗｂｏｒｎ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｏｆ Ｍａｒｏｔｅａｕｘ−Ｌａｍｙ ａｎｄ Ｍｏｒｑｕｉｏ Ａ ｓｙｎｄｒｏｍｅｓ」Ｂｉｏｏｒｇ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．、２０（２０）：５９９４〜５９９６；およびＢｌａｎｃｈａｒｄ，Ｓ．、Ｔｕｒｅｃｅｋ，Ｆ．、Ｇｅｌｂ，Ｍ．Ｈ．（２００９）「Ｓｈｏｒｔ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｆｏｒ ２−ｓｕｌｆａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｐｈａ−Ｌ−ｉｄｕｒｏｎａｔｅ ｇｌｙｃｏｓｉｄｅｓ」Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ、３４４：１０３２〜１０３３に記載されている通り調製した。合成法は、新生児スクリーニングを世界的に支援するのに適切な処理スケールで最適化した。アセトニトリル≧９９．９％（カタログ番号３４９６７）およびメタノール≧９９．９％（カタログ番号３４８６０）は、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ社（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）から購入した。

品質管理（ＱＣ）用の乾燥血液スポット（ＤＢＳ）試料（ロット番号３−２０１０）は、ＣＤＣから取得し、固体乾燥剤（無水ＣａＳＯ₄、例えばＤｒｉｅｄｒｉｔｅまたはその等価物）を備えた密封プラスチック製箱に入れたｚｉｐ−ｌｏｃｋプラスチック製袋中、−２０℃で保管した。健常な個体のＤＢＳは、ＷＡ州新生児スクリーニング試験室から受け取った。これらは、乾燥（dessication）なしで周囲温度で保管した約３０日齢のＤＢＳである。ＤＢＳ試料はすべて、３ｍｍ（１／８”）径の穿孔器により手動でパンチした。

９−ｐｌｅｘアッセイカクテルの調製。ＣＤＣからのＳ／ＩＳバイアルを、メタノール；ＧＬＡ（１０ｍＬ）；ＧＡＡおよびＩＤＵＡ（６ｍＬ）；ＡＢＧ、ＧＡＬＣおよびＡＳＭ（４ｍＬ）に溶解し、溶液は元のバイアル中、−２０℃で保管した。ＩＤ２ＳおよびＧＡＬ６ＳのＳ／ＩＳ物質は、個々のガラス製バイアル（４ｍＬ、Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社、カタログ番号２２−０２２−９４４）に正確に秤取し、メタノールを加えて、ＳおよびＩＳのそれぞれ１０ｍＭおよび１ｍＭ原液にした。溶液はバイアル中、−２０℃で保管した。ＧＡＬ４Ｓ Ｓは、メタノール中、１ｍＭに溶解し、またＧＡＬ４Ｓ ＩＳ原液は他のものと同様に調製した。ＩＤ２Ｓ−Ｓ（０．５ｍＬ）、ＧＡＬ４Ｓ−Ｓ（１０ｍＬ）、ＧＡＬ６Ｓ−Ｓ（２ｍＬ）、およびＩＤ２Ｓ−ＩＳ、ＧＡＬ６Ｓ−ＩＳ、ＧＡＬ４Ｓ−ＩＳ（各、５０μＬ）の原液を、各ＣＤＣのバイアルのアリコート（１ｍＬ）と一緒に、新しいバイアル中に混合し、溶媒を真空濃縮器（Ｓａｖａｎｔ ＳｐｅｅｄＶａｃ；Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社、Ｓａｎ Ｊｏｓｅ、ＣＡ、カタログ番号ＳＣ２１０Ａ−１１５）中、中程度の温度（４３℃）設定で除去した。バイアル中の残さは−２０℃で保管することができ、以下に記載される通り、必要に応じて再構成することができる。９−Ｐｌｅｘアッセイ緩衝液（１０ｍＬ、上に記載されるように調製した）を残さに加え、この混合物を水道水（＜４０℃）下で簡単に温めながら、内容物が完全に溶解するまで、短時間、ボルテックスした。得られた溶液は、アッセイ緩衝液中、２００μＭのＧＡＡ−Ｓ、２．０μＭのＧＡＡ−ＩＳ、６００μＭのＧＬＡ−Ｓ、１．２μＭのＧＬＡ−ＩＳ、５００μＭのＩＤＵＡ−Ｓ、３．５μＭのＩＤＵＡ−ＩＳ、１５０μＭのＡＳＭ−Ｓ、２．７μＭのＡＳＭ−ＩＳ、４５０μＭのＧＡＬＣ−Ｓ、２．８μＭのＧＡＬＣ−ＩＳ、３００μＭのＡＢＧ−Ｓ、５．９μＭのＡＢＧ−ＩＳ、５００μＭのＩＤ２Ｓ−Ｓ、５μＭのＩＤ２Ｓ−ＩＳ、２ｍＭのＧＡＬ６Ｓ−Ｓ、５μＭのＧＡＬ６Ｓ−ＩＳ、１ｍＭのＧＡＬ４Ｓ−Ｓ、５μＭのＧＡＬ４Ｓ−ＩＳを含有した。アッセイカクテルは保管しなかった。

追加の実験詳細。すべての溶液の保管条件は、上に記載されている。試薬をすべて溶解する場合、それらは微粒子が残らないことを確実とするよう、目視検査すべきである。これは、脂質の試薬（ゴーシェ病、ニーマン−ピック−Ａ／Ｂ型、およびクラッベ病）にとってとりわけ重要であり、この試薬は洗剤含有緩衝液にゆっくり分散する。

ＱＣ用のＤＢＳは、未処理臍帯血および白血球除去血液から調製して、酵素活性に差異を持たせ、基準（０％）（Ｂ）、低値（５％）（Ｌ）、中値（５０％）（Ｍ）、および高値（１００％）（Ｈ）として表示する（Ｄｅ Ｊｅｓｕｓ，Ｖ．Ｒ．ら、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｒｉｅｄ ｂｌｏｏｄ ｓｐｏｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ｎｅｗｂｏｒｎ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｆｏｒ ｌｙｓｏｓｏｍａｌ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ．Ｃｌｉｎ．Ｃｈｅｍ．５５、１５８〜１６４（２００９））。基準試料は、白血球除去血液を含有し、微量のリソソーム酵素を依然として含んでいてもよく、低値（５％）は基準試料＋５％の未処理臍帯血であり、中値は基準＋５０％の未処理臍帯血であり、高値は１００％の未処理臍帯血である。したがって、ＣＤＣのＤＢＳ対照試料中における、酵素活性測定値対酵素量のプロットに関しては、Ｘ軸の値は、Ｂ、Ｌ、ＭおよびＨのＣＤＣのＤＢＳに関して、それぞれ０、０．０５、０．５および１．０である。基本プール中の酵素活性は、恐らく基準試料がリソソーム酵素を全く含んでいないので、３ｍｍの非血液ＤＢＳパンチ（ろ紙のみ）を有するアッセイにおいて測定されるものよりも通常高いことが分かった。３ｍｍのＤＢＳのろ紙のみのパンチは、酵素活性測定のための真の分析上のブランクを得るために使用した。

６＋３−ｐｌｅｘ。６−ｐｌｅｘアッセイカクテルを作製するため、ＣＤＣからのＳ／ＩＳバイアルをメタノールに溶解した；ＧＬＡ（１０ｍＬ）；ＧＡＡおよびＩＤＵＡ（６ｍＬ）；ＡＢＧ、ＧＡＬＣおよびＡＳＭ（４ｍＬ）、および溶液は元々のバイアル中、−２０℃で保管した。各バイアルのアリコート（１ｍＬ）を新しいバイアル中に混合し、この溶媒を窒素、アルゴンまたはオイルレス空気の気流により蒸発させ、温度は最大４０℃まで調節することができる。残さは、フタ付きガラス製バイアル中、−２０℃で少なくとも６か月間保管して、必要に応じて再構成することができる。このバイアルは、６−ｐｌｅｘアッセイ緩衝液（上に記載されるように調製した）１０ｍＬ中で再構成した。試料は、内容物が完全に溶解するまで（目視検査）まで、短時間、ボルテックスまたは超音波処理し、水道水（＜４０℃）下で温めた。得られた混合物は、アッセイ緩衝液中、２００μＭのＧＡＡ−Ｓ、２．０μＭのＧＡＡ−ＩＳ、６００μＭのＧＬＡ−Ｓ、１．２μＭのＧＬＡ−ＩＳ、５００μＭのＩＤＵＡ−Ｓ、３．５μＭのＩＤＵＡ−ＩＳ、１５０μＭのＡＳＭ−Ｓ、２．７μＭのＡＳＭ−ＩＳ、４５０μＭのＧＡＬＣ−Ｓ、２．８μＭのＧＡＬＣ−ＩＳ、３００μＭのＡＢＧ−Ｓ、５．９μＭのＡＢＧ−ＩＳを含有している。余分の６−ｐｌｅｘアッセイカクテルは、フタ付きガラス製バイアル（４ｍＬ、Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社、カタログ番号２２−０２２−９４４）中、−２０℃で最大１か月間、保管した。冷凍庫から取り出した際に、内容物が完全に溶解するまで（目視で確認）まで、バイアルを短時間、ボルテックスまたは超音波処理し、水道水（＜４０℃）下で温めた。

３−ｐｌｅｘアッセイカクテルを作製するために、ＩＤ２Ｓ、ＧＡＬ６ＳおよびＧＡＬ４ＳのＳ／ＩＳ物質を、個々のガラス製バイアル（４ｍＬ、Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社、カタログ番号２２−０２２−９４４）に各々正確に秤取した。ＧＡＬ４Ｓ Ｓ以外のすべてに関して、メタノールを各バイアルに加えて１０ｍＭおよび１ｍＭの基質および内部標準物の原液をそれぞれ得て、これらの溶液をバイアル中、−２０℃で保管した（メタノールは冷凍庫中で蒸発することができるので、これらのバイアルにしっかりフタをした）。ＧＡＬ４Ｓ Ｓに関しては、固体をメタノールに溶解し、１ｍＭ原液を得た。ＩＤ２Ｓ−Ｓ（０．５ｍＬ）、ＧＡＬ４Ｓ−Ｓ（１０ｍＬ）、ＧＡＬ６Ｓ−Ｓ（２ｍＬ）、およびＩＤ２Ｓ−ＩＳ、ＧＡＬ６Ｓ−ＩＳ、およびＧＡＬ４Ｓ−ＩＳ（各、５０μＬ）の原液を、新しいバイアル中に混合し、溶媒を真空濃縮器（Ｓａｖａｎｔ ＳｐｅｅｄＶａｃ；Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社、Ｓａｎ Ｊｏｓｅ、ＣＡ、カタログ番号ＳＣ２１０Ａ−１１５）中、中程度の温度（４３℃）設定で除去した。メタノールは、６−ｐｌｅｘアッセイ用に、上に記載されるガス流により除去することもできる。バイアル中の残さを−１０〜−２０℃で保管することができ、以下に記載される通り、必要に応じて再構成することができる。３−Ｐｌｅｘアッセイ緩衝液（１０ｍＬ）（上に記載される通り調製した）をバイアル中の残さに加え、この混合物を、短時間ボルテックスした。得られた溶液は、３−ｐｌｅｘアッセイ緩衝液中、０．５ｍＭのＩＤ２Ｓ−Ｓ、５μＭのＩＤ２Ｓ−ＩＳ、２ｍＭのＧＡＬ６Ｓ−Ｓ、５μＭのＧＡＬ６Ｓ−ＩＳ、１ｍＭのＧＡＬ４Ｓ−Ｓ、５μＭのＧＡＬ４Ｓ−ＩＳを含んだ。余分の３−ｐｌｅｘアッセイカクテルは、−２０℃で最大１か月間、保管した。

アッセイインキュベーション。新生児由来の分析済みＤＢＳをパンチして複製し、同一の９６−ウェルプレート（０．５ｍＬ、Ａｘｙｇｅｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ＶＷＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社、カタログ番号４７７４３−９８２）に設定した（以下で、プレート１および２と呼ぶ）。所望のチャンネル数を有する標準ピペット（すなわち、１−、６−、１２−または９６−チャンネル）、およびポリプロピレン製ピペットチップを使用して、プレート１の各ウェル中に６−ｐｌｅｘアッセイカクテルのアリコート（３０μＬ）、およびプレート２の各ウェル中に３−ｐｌｅｘアッセイカクテルのアリコート（１５μＬ）をピペットで移した。その後、プレートを密封フィルム（ＡｘｙＳｅａｌ、ＶＷＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社、カタログ番号１００１１−１１７）により密封し、オービタルシェーカーにより３７℃で一晩（１６時間）インキュベートした（２５０ＲＰＭ）。本発明者らは、スルファターゼ基質は作製により費用がかかるので、３−ｐｌｅｘに関しては３０μＬの代わりに１５μＬを使用したこと、およびアッセイは１５μＬで再現性があることに留意されたい。

試料ワークアッププロトコル。プレート１および２を１６時間インキュベートした後（それぞれ、６−ｐｌｅｘおよび３−ｐｌｅｘアッセイを示す）、アセトニトリルを手動のマルチチャンネルピペットにより加えて反応をクエンチし、タンパク質を沈殿させた。６−ｐｌｅｘおよび３−ｐｌｅｘアッセイは、ウェルあたりそれぞれ、アセトニトリル１８０μＬおよび９０μＬによりクエンチした。プレートをポリエステルをベースとする密封フィルム（ＡｘｙＳｅａｌ、ＶＷＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社、カタログ番号１００１１−１１７）により覆い、３０００ｒｐｍ、室温で５分間遠心分離し、沈殿物をペレット化した。アセトニトリルへの長期暴露は、アクリル接着剤を軟化するので、密封フィルムを直ちに取り除いた。ペレットの移動（dislodgement）を避けるために、上澄み液のアリコート（１００μＬおよび８０μＬ）をプレート１および２からそれぞれ取り出した。この時点で、６−ｐｌｅｘおよび３−ｐｌｅｘアッセイは、個々に（１）、または単一の９−ｐｌｅｘアッセイにおいて同時に（２）分析することができる。（１）の場合、プレート１および２からの上澄み液のアリコートを一組の新しい９６−ウェルプレート（０．５ｍＬ、Ａｘｙｇｅｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ＶＷＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社、カタログ番号４７７４３−９８２）に移注し、１５０μＬまたは１２０μＬの脱イオン水（Ｍｉｌｌｉ−Ｑ、１８．２ＭΩ）を各ウェルにそれぞれ加え、試料溶媒強度を初期ＨＰＬＣ移動相条件に適合させた。このプレートをアルミニウム箔により慎重に密封し、６−ｐｌｅｘ（プレート１）および３−ｐｌｅｘ（プレート２）のＬＣ−ＭＳ／ＭＳ分析に直接かけた。（２）の場合、プレート１とプレート２の両方の上澄み液のアリコートを単一の新しい９６−ウェルプレート中で混合し、脱イオン水２７０μＬを各ウェルに加えた。混合試料のプレートをアルミニウム箔で慎重に密封し、９−ｐｌｅｘのＬＣ−ＭＳ／ＭＳ分析に直接かけた。

ＨＰＬＣ分離法。個々に処理した６−ｐｌｅｘおよび３−ｐｌｅｘの９６−ウェルプレートを、Ｓｐａｃｉｌ，Ｚ．らのＣｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｔｒｉｐｌｅｘ ｔａｎｄｅｍ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ａｓｓａｙｓ ｏｆ ｌｙｓｏｓｏｍａｌ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｉｎ ｄｒｉｅｄ ｂｌｏｏｄ ｓｐｏｔｓ ｕｓｉｎｇ ｆａｓｔ ｌｉｑｕｉｄ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ： ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｎｅｗｂｏｒｎ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｏｆ Ｐｏｍｐｅ，Ｆａｂｒｙ，ａｎｄ Ｈｕｒｌｅｒ ｄｉｓｅａｓｅｓ．Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．８３、４８２２〜４８２８（２０１１）に記載の通り、並列のカラム再生が可能なＨＰＬＣシステムで分析した。このシステムは最大４０００ｐｓｉまでの背圧に耐え、並列フローチャンネルを使用し、一組のバイナリーＨＰＬＣポンプ（１５２５ Ｍｉｃｒｏ、Ｗａｔｅｒｓ社、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）、サンプルマネージャー（２７７７Ｃ、Ｗａｔｅｒｓ社、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）、および流れを方向付けるために使用する２ポジション６ポート切り替え弁（ＭＸＰ ７９００、Ｗｅｓｔｅｒｎ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社、Ｗｉｌｄｏｍａｒ、ＣＡ）を含んでいる。プレカラムマイクロフィルターアセンブリ（カタログ番号Ｍ５５０）、フリットマイクロフィルター（０３８インチ×０．３１インチ、０．５ｕｍ、カタログ番号Ｃ−４２５ｘ）およびナローボアＰＥＥＫチュービング（０．００５インチ×１／１６”）は、Ｉｄｅｘ Ｈｅａｌｔｈ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ社（Ｏａｋ Ｈａｒｂｏｒ、ＷＡ）から注文した。３−ｐｌｅｘアッセイ、または組合せ９−ｐｌｅｘアッセイ分離は、Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．社（Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）製の保護カラム（ＸＳｅｌｅｃｔ ＣＳＨ；１０ｍｍ×２．１ｍｍ、３．５μｍ；カタログ番号１８６００５２５２）およびカートリッジホルダー（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｎｔｒｙ Ｇｕａｒｄ Ｈｏｌｄｅｒ；カタログ番号ＷＡＴ０９７９２８）を装備した分析用Ｃ１８カラム（ＸＳｅｌｅｃｔ ＣＳＨ；５０ｍｍ×２．１ｍｍ、３．５μｍ；カタログ番号１８６００５２５５）上であった。６−ｐｌｅｘアッセイ分離は、Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ、ＣＡ）製のドロップイン保護カラムカートリッジ（Ｈｙｐｅｒｓｉｌ ＧＯＬＤ Ｃ１８；１０ｍｍ；２．１ｍｍ、３μｍ；カタログ番号２５００３−０１２１０１）およびカートリッジホルダー（Ｕｎｉｇｕａｒｄ；カタログ番号８５２−００）を装備した分析用Ｃ１８カラム（Ｈｙｐｅｒｓｉｌ ＧＯＬＤ；５０ｍｍ×２．１ｍｍ、３μｍ；カタログ番号２５００３−０５２１３０）上で行った。分析用カラムは、周囲温度（約２０℃）に維持し、試料は１０μＬのアリコートで注入した。溶媒Ａ（９５％水、５％アセトニトリル、０．１％ギ酸（ｖ／ｖ／ｖ））および溶媒Ｂ（５０％アセトニトリル、５０％メタノール、０．１％ギ酸（ｖ／ｖ／ｖ））から作製した移動相を直線勾配モードで溶出した。以下の溶出プログラムを使用した：（１）３−ｐｌｅｘアッセイ分離、流量０．６ｍＬ／分、開始Ｂ６０％；０．５９分にＢ１００％；０．９９分にＢ１００％；１．００分にＢ６０％；２．００分にＢ６０％；（２）６−ｐｌｅｘアッセイ分離、流量０．６ｍＬ／分、開始Ｂ４０％；０．５９分にＢ１００％；２．９９分にＢ１００％；３．００分にＢ４０％；５．００分にＢ４０％；および（３）組合せ９−ｐｌｅｘアッセイ分離、流量０．６ｍＬ／分、開始Ｂ６０％；０．５９分にＢ１００％；３．９９分にＢ１００％；４．００分にＢ６０％；５．００分にＢ６０％。上記の直線勾配溶出プログラムはすべて、分析部（それぞれ、開始〜１．００、開始〜３．００分、および開始〜４．００）、続いてカラムの再平衡化（それぞれ、１．００〜２．００、３．００〜５．００、および４．００〜５．００）から構成され、こうして、サンプルあたり、それぞれ１．００；３．００および４．００分となった。

ＵＨＰＬＣ分離法。分析用カラムおよびを保護カラム（それぞれ、Ａｃｑｕｉｔｙ ＣＳＨ Ｃ１８；２．１×５０ｍｍ、１．７μｍ；カタログ番号１８６００５２９６およびＡｃｑｕｉｔｙ ＣＳＨ Ｃ１８ ＶａｎＧｕａｒｄプレカラム、２．１×５ｍｍ、１．７μｍ；カタログ番号１８６００５３０３、上記両方ともＷａｔｅｒｓ社（Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）製）を装着した、２Ｄ技術によるＵＨＰＬＣ ｓｙｓｔｅｍ Ａｃｑｕｉｔｙ ＵＰＬＣ（Ｗａｔｅｒｓ社、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）を使用して、９−ｐｌｅｘアッセイを分析した。先に紹介したＨＰＬＣシステム（Ｓｐａｃｉｌ，Ｚ．ら、Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｔｒｉｐｌｅｘ ｔａｎｄｅｍ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ａｓｓａｙｓ ｏｆ ｌｙｓｏｓｏｍａｌ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｉｎ ｄｒｉｅｄ ｂｌｏｏｄ ｓｐｏｔｓ ｕｓｉｎｇ ｆａｓｔ ｌｉｑｕｉｄ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ： ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｎｅｗｂｏｒｎ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｏｆ Ｐｏｍｐｅ，Ｆａｂｒｙ，ａｎｄ Ｈｕｒｌｅｒ ｄｉｓｅａｓｅｓ．Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．８３、４８２２〜４８２８（２０１１））と同様に、ＵＨＰＬＣシステムは並列カラム再生能力を有しているが、ＬＣ分離は超高圧（最大１５０００ｐｓｉ）で実施することができる。こうして、２ミクロン以下の粒子吸着剤を利用して分離効率および分析処理能力を向上することができる。ＵＨＰＬＣカラムを４０℃で維持し試料の、アリコート（１０μＬ）を注入した。溶媒Ａ（水、０．１％ギ酸（ｖ／ｖ））および溶媒Ｂ（５０％アセトニトリル、５０％メタノール、０．１％ギ酸（ｖ／ｖ／ｖ））からの移動相を、直線勾配溶出プログラムに従って０．８ｍＬ／分の流量で混合した：開始Ｂ５０％；０．６９分にＢ１００％；１．４９分にＢ１００％；１．５０分にＢ５０％；２．５０分にＢ５０％。ＵＨＰＬＣ直線勾配には、カラム再平衡ステップ（１．５〜２．５分）を伴う分析部分（開始〜１．５分）を含んでいた。こうして、並列カラム再生を使用して試料あたり１．５分が実現する。

ＥＳＩ−ＭＳ／ＭＳ選択反応モニタリング。３−ｐｌｅｘ、６−ｐｌｅｘ、および組合せ９−ｐｌｅｘアッセイ成分のＳＲＭに基づくタンデム質量分光検出は、Ｍａｓｓ Ｌｙｎｘソフトウェアバージョン４．１によるトリプル四重極質量分析計Ｑｕａｔｔｒｏ ＭｉｃｒｏおよびＸｅｖｏ ＴＱ ＭＳ（Ｗａｔｅｒｓ社、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）上、ポジティブイオンモードで実施した。予備実験は、ＬＣＭＳ−８０３０トリプル四重極質量分析計（株式会社島津製作所、京都、日本）上で行った。各基質、生成物および内部標準に対する化合物の特定のＳＲＭイオントランジションを表３に列挙している。

Ｑｕａｔｔｒｏ Ｍｉｃｒｏトリプル四重極機器をＨＰＬＣシステムに連結し、ＳＲＭトランジションを５０ｍｓのドウェルタイム、１０ｍｓのチャンネル間タイム、および１００ｍｓのスキャン間遅延でモニターし、３−ｐｌｅｘアッセイについて０．６３秒（９個のＳＲＭチャンネルをモニターした）；６−ｐｌｅｘアッセイについて１．１７秒（１８個のＳＲＭチャンネルをモニターした）、および９−ｐｌｅｘアッセイについて１．７１秒（２７個のＳＲＭチャンネルをモニターした）の負荷サイクルになった。一般に、サイクルタイム＞１秒は、最新ＬＣ分離法とは適合しない。したがって、ＵＨＰＬＣ実験は、Ｘｅｖｏ ＴＱ ＭＳおよびＬＣＭＳ−８０３０トリプル四重極質量分析計（両方ともＳＲＭチャンネルあたり５ｍｓのドウェルタイム、ならびにそれぞれ５および３ｍｓのチャンネル間遅延タイムが可能である）により実施し、９−ｐｌｅｘアッセイ（２７個のＳＲＭチャンネルをモニターした）について、それぞれ負荷サイクル０．２８５および０．２１６秒となった。基質に対応するＳＲＭチャンネルは、研究目的のためだけにモニターした。これらは、酵素活性を算出するためには必要ないので、必要に応じて、負荷サイクルを減じるために、省略することができる。Ｘｅｖｏ ＴＱ ＭＳ、Ｑｕａｔｔｒｏ ＭｉｃｒｏおよびＬＣＭＳ−８０３０トリプル四重極質量分析計に関する最適イオン源および質量解析パラメーターを表４に記載する。

基質、生成物および内部標準の単一同位体分子量に相当する前駆体および生成物のイオンの質量対電荷比（ｍ／ｚ）＋プロトンまたはナトリウム陽イオン（ＩＤ２Ｓ−ＳおよびＧＡＬ６Ｓ−Ｓのみ）を表３に記載している。生成物および内部標準の化学種のみがリソソーム酵素の活性を測定するために定量されるので、プロトン化とナトリウム化（sodiated）イオンの両方がＩＤ２Ｓ−ＳおよびＧＡＬ６Ｓ−Ｓに対して観測されるという事実は重要ではない。質量分析計における基質モニタリングは、クロマトグラフィーの性能解析中にしか行われない。生成物および内部標準のイオン種だけをモニターしている、決まった手順のアッセイの間、基質のチャンネルは電源をオフにすることができる。

酵素活性計算。酵素反応の間に形成される生成物の量は、生成物対内部標準のピークの面積比（Ｐ／ＩＳ）を用いて定量された。続いて、マイクロモルｈ^-1Ｌ^-1の単位中の酵素活性（Ａｅ）は、３ｍｍ（１／８”）ＤＢＳのパンチが血液３．１μＬを含有していると仮定して、生成物量から算出した。その算出は、以下の式に基づいた：
Ａｅ＝（（Ｐ／ＩＳ）×［ＩＳ］×ＶＩＳ）／（３．１×ｔｉ）
（式中、［ＩＳ］は、アッセイ混合物中の、マイクロモル濃度単位での内部標準濃度であり、ｔｉはアッセイインキュベーションの時間（時）である）。

試薬の合成。ＧＡＬＣ−Ｓ、ＧＡＬＣ−ＩＳ、ＧＡＡ−Ｓ、ＧＡＡ−ＩＳ、ＧＬＡ−Ｓ、ＧＬＡ−ＩＳ、ＡＢＧ−Ｓ、ＡＢＧ−ＩＳ、ＡＳＭ−Ｓ、ＡＳＭ−ＩＳ、ＩＤＵＡ−Ｓ、およびＩＤＵＡ−ＩＳは、主文に記載している疾病管理予防センターから得た。ＩＤ２Ｓ−ＳおよびＩＤ２Ｓ−ＩＳは、Ｗｏｌｆｅ，Ｂ．Ｊ．ら、Ｔａｎｄｅｍ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔ ａｓｓａｙ ｏｆ ｌｙｓｏｓｏｍａｌ ｅｎｚｙｍｅｓ ｉｎ ｄｒｉｅｄ ｂｌｏｏｄ ｓｐｏｔｓ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｎｅｗｂｏｒｎｓ ｆｏｒ ｍｕｃｏｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｏｓｉｓ ＩＩ（Ｈｕｎｔｅｒ Ｓｙｎｄｒｏｍｅ）．Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．８３、１１５２〜１１５６（２０１１）に記載されている通りに調製した。ＧＡＬ６Ｓ−Ｓ、ＧＡＬ６Ｓ−ＩＳ、ＧＡＬ４Ｓ−Ｓ、およびＧＡＬ４Ｓ−ＩＳは、ＧＡＬ６Ｓ−Ｓの場合にＢＯＣ基をｄ₉−ＢＯＣ基により置きかえたことを除いて、Ｄｕｆｆｅｙ，Ｔ．Ａ．、Ｋｈａｌｉｑ，Ｔ．、Ｓｃｏｔｔ，Ｃ．Ｒ．、Ｔｕｒｅｃｅｋ，Ｆ．およびＧｅｌｂ，Ｍ．Ｈ． Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ ｆｏｒ ｎｅｗｂｏｒｎ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｏｆ Ｍａｒｏｔｅａｕｘ−Ｌａｍｙ ａｎｄ Ｍｏｒｑｕｉｏ Ａ ｓｙｎｄｒｏｍｅｓ．Ｂｉｏｏｒｇ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．２０、５９９４〜５９９６（２０１０）に記載されている通り調製した。これは、適切なｄ₉−ＢＯＣ−ＮＨ−（ＣＨ₂）₅−ＮＨ₂の使用により作製した。後者は、１，５−ジアミノペンタン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社）をｄ₉−ＢＯＣ−ＯＮ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社のＩＳＯＴＥＣ部門）で処理することにより作製した。

システム適合性試験（ＳＳＴ）。システム適合性試験は、並列カラム再生の能力を有するＵＨＰＬＣ−Ｘｅｖｏ ＴＱ ＭＳ機器上で行った。表５は、酵素アッセイと類似の濃度レベルでＳ、ＰおよびＩＳを含有している標準溶液を１０回連続で注入した場合の変動係数（ＣＶ％）を示している。このデータは、分析用カラム１、２および並列カラム再生モードに関して列挙している。保持時間と積分ピーク面積の両方が、それぞれ通常ＣＶ％＜１％および＜１５％と優れた再現性があることを示している。

例２
６重アッセイ試薬
この例では、本発明の代表的な６重アッセイ試薬の調製を記載する。

材料。α−グルコシダーゼ（ＧＡＡ）、α−ガラクトシダーゼ（ＧＬＡ）、α−Ｌ−イズロニダーゼ（ＩＤＵＡ）、β−グルコセレブロシダーゼ（ＡＢＧ）、β−ガラクトセレブロシダーゼ（ＧＡＬＣ）、およびスフィンゴミエリナーゼ（ＡＳＭ）の酵素アッセイ用の基質（Ｓ）および内部標準（ＩＳ）は、Ｄｒ．Ｈ．Ｚｈｏｕ（疾病管理予防センター、Ａｔｌａｎｔａ、ＧＡ）から受け取った。

品質管理（ＱＣ）用ＤＢＳ試料（ロット番号３−２０１０）はＣＤＣから得て、ｚｉｐ−ｌｏｃｋプラスチック製袋中、−２０℃で保管した。ＱＣ用ＤＢＳは、予備処理血液から調製し、酵素活性に差異を持たせ、基準、低値、中値、高値、および成人のＤＢＳとして示す。ＤＢＳは出産センターから受け取り、出荷の間（＜１０日間）、周囲温度で維持した。ＤＢＳ試料はすべて、３ｍｍ（１／８”）径の穿孔器により手動でパンチした。実験はすべて、施設内審査委員会（ＩＲＢ）ガイドラインに則って行った。

６重（ＧＡＡ、ＧＬＡ、ＩＤＵＡ、ＡＢＧ、ＧＡＬＣ、ＡＳＭ）アッセイ試薬。アセトニトリル≧９９．９％（カタログ番号３４９６７）、メタノール≧９９．９％（カタログ番号３４８６０）、ギ酸アンモニウム≧９９．９％（カタログ番号１４２６６）、ギ酸約９８％ｐ．ａ．（カタログ番号０６４４０）、水酸化アンモニウム溶液２８％（カタログ番号３３８８１８）、タウロコール酸ナトリウム水和物≧９７％（カタログ番号８６３３９）、アカルボース≧９５％（カタログ番号Ａ８９８０）は、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ社（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）から注文した。

ギ酸アンモニウムアッセイ緩衝液（０．１Ｍ、ｐＨ４．４）は、以下の通り調製した：（１）ギ酸アンモニウム１．２４ｇを脱イオン水（Ｍｉｌｌｉ−Ｑ社、１８．２ＭΩ）（約２００ｍＬ）に溶解し、（２）ギ酸（２００μＬ）を加え、（３）ｐＨを、水酸化アンモニウムまたはギ酸で４．４に調節した。最後に、（４）体積を脱イオン水により２５０ｍＬに調節した。ろ過をした無菌緩衝液は２〜８℃で最大６か月間保管することができる。

タウロコール酸ナトリウム（１００ｇ／Ｌ）の原液をメタノール中で調製し、−２０℃で１か月間保管した。ＧＡＡアッセイにアカルボースを使用し、非リソソーム酵素である、グリコゲン加水分解を触媒するマルターゼグルコアミラーゼを選択的に阻害させた。水中のアカルボース０．８ｍＭ原液を調製し、−２０℃で１か月間保管した。

６重アッセイカクテル。ＣＤＣからの基質／内部標準バイアルをメタノールに溶解した；ＧＬＡ（１０ｍＬ）；ＧＡＡおよびＩＤＵＡ（６ｍＬ）；ＡＢＧ、ＧＡＬＣおよびＡＳＭ（４ｍＬ）。各バイアルのアリコート（１ｍＬ）を新しいバイアル中で混合し、次に、タウロコール酸ナトリウム原液（１ｍＬ；１００ｇ／Ｌ）およびアカルボース（０．１ｍＬ；８００μＭ）の原液を加えた。中程度の温度設定（４３℃）で、溶媒を真空濃縮器（Ｓａｖａｎｔ ＳｐｅｅｄＶａｃ；Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社、Ｓａｎ Ｊｏｓｅ、ＣＡ、カタログ番号ＳＣ２１０Ａ−１１５）で蒸発させた。バイアル中の残さをギ酸アンモニウムアッセイ緩衝液（１０ｍＬ；０．１Ｍ、ｐＨ４．４）中で再構成し、内容物が完全に溶解するまで、短時間、ボルテックスし、水道水を使用して温めた（＜４０℃）。得られたものは、２００μＭのＧＡＡ−Ｓ、２．０μＭのＧＡＡ−ＩＳ、６００μＭのＧＬＡ−Ｓ、１．２μＭのＧＬＡ−ＩＳ、５００μＭのＩＤＵＡ−Ｓ、３．５μＭのＩＤＵＡ−ＩＳ、１５０μＭのＡＳＭ−Ｓ、２．７μＭのＡＳＭ−ＩＳ、４５０μＭのＧＡＬＣ−Ｓ、２．８μＭのＧＡＬＣ−ＩＳ、３００μＭのＡＢＧ−Ｓ、５．９μＭのＡＢＧ−ＩＳ；８．０μＭのアカルボース、および１０ｇ／Ｌのタウロコール酸ナトリウムを含有した。余分の６重アッセイカクテルは、−２０℃で最大１か月、活性を失うことなく保管した。混合して乾燥した試薬を２〜８℃で最大６か月間保管し、上記の通り、必要に応じて再構成した。

例３
３重アッセイ試薬
この例では、本発明の３重アッセイ試薬の調製を記載する。

材料。イズロン酸２−スルファターゼ（ＩＤ２Ｓ）、Ｎ−アセチルガラクトサミン６−スルファターゼ（ＧＡＬ６Ｓ）、およびＮ−アセチルガラクトサミン６−スルファターゼ（ＧＡＬ４Ｓ）に特異的な試薬は、Ｄｕｆｆｅｙ，Ｔ．Ａ．、Ｋｈａｌｉｑ，Ｔ．、Ｓｃｏｔｔ，Ｃ．Ｒ．、Ｔｕｒｅｃｅｋ，Ｆ．、Ｇｅｌｂ，Ｍ．Ｈ．（２０１０）「Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ ｆｏｒ ｎｅｗｂｏｒｎ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｏｆ Ｍａｒｏｔｅａｕｘ−Ｌａｍｙ ａｎｄ Ｍｏｒｑｕｉｏ Ａ ｓｙｎｄｒｏｍｅｓ」Ｂｉｏｏｒｇ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．、２０（２０）：５９９４−５９９６；およびＢｌａｎｃｈａｒｄ，Ｓ．、Ｔｕｒｅｃｅｋ，Ｆ．、Ｇｅｌｂ，Ｍ．Ｈ．（２００９）「Ｓｈｏｒｔ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｆｏｒ ２−ｓｕｌｆａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｐｈａ−Ｌ−ｉｄｕｒｏｎａｔｅ ｇｌｙｃｏｓｉｄｅｓ」Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ、３４４：１０３２〜１０３３に記載されている通り合成した。

品質管理（ＱＣ）用ＤＢＳ試料（ロット番号３−２０１０）はＣＤＣから得て、ｚｉｐ−ｌｏｃｋプラスチック製袋中、−２０℃で保管した。ＱＣ用ＤＢＳは、予備処理血液から調製し、酵素活性に差異を持たせ、基準、低値、中値、高値、および成人のＤＢＳとして示す。ＤＢＳは出産センターから受け取り、出荷の間（＜１０日間）、周囲温度で維持した。ＤＢＳ試料はすべて、３ｍｍ（１／８”）径の穿孔器により手動でパンチした。実験はすべて、施設内審査委員会（ＩＲＢ）ガイドラインに則って行った。

３重（ＩＤ２Ｓ、ＧＡＬ６Ｓ、ＧＡＬ４Ｓ）アッセイ試薬。酢酸バリウム≧９９％ｐ．ａ．（カタログ番号３２３０５）、酢酸セリウム（ＩＩＩ）水和物９９．９９％（カタログ番号５２９５５９）は、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ社（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）から得た。２−アセトアミド−２−デオキシ−Ｄ−グルコノ−１，５−ラクトン（カタログ番号ｓｃ−２２０６８４）は、Ｓａｎｔａ Ｃｒｕｚ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社（Ｓａｎｔａ Ｃｒｕｚ、ＣＡ）から得た。ギ酸アンモニウムアッセイ緩衝液（０．１Ｍ、ｐＨ４．４）は、上記の通り調製して保管した。アッセイ緩衝液中、酢酸バリウム；３００ｍＭおよび酢酸セリウム（ＩＩＩ）水和物；２００ｍＭを調製し、−２０℃で３か月間保管した。水中、２−アセトアミド−２−デオキシ−Ｄ−グルコノ−１，５−ラクトン（２Ａ２Ｄ−ＧｌｃＬａｃｔｏｎｅ）；１５ｍＭを調製し、−２０℃で１か月間保管した。

３重アッセイカクテル。ＩＤ２Ｓ、ＧＡＬ６ＳおよびＧＡＬ４Ｓの基質／内部標準物質を６個の個々のバイアル（４ｍＬ、Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社、カタログ番号２２−０２２−９４４）に正確に秤取した：ＩＤ２Ｓ−Ｓ、２７．８４ｍｇ、ＩＤ２Ｓ−ＩＳ、１．２１ｍｇ；ＧＡＬ６Ｓ−Ｓ、２６．２０ｍｇ、ＧＡＬ６Ｓ−ＩＳ、１．１６ｍｇ；ＧＡＬ４Ｓ−Ｓ、２８．０４ｍｇ、ＧＡＬ４Ｓ−ＩＳ、１．２１ｍｇ。メタノール≧９９．９％（カタログ番号３４８６０）４ｍＬの容量を基質および内部標準の各秤量部分に加えて、基質１０ｍＭおよび内部標準５００μＭの原液にした。ＩＤ２Ｓ−ＳおよびＧＡＬ４Ｓ−Ｓのアリコート（１ｍＬ）；２ｍＬのＧＡＬ６Ｓ−Ｓ、ならびに０．１ｍＬのＩＤ２Ｓ−ＩＳ、ＧＡＬ６Ｓ−ＩＳおよびＧＡＬ４Ｓ−ＩＳ原液バイアルを新しいバイアルに入れて混合し、中程度の温度（４３℃）設定で、溶媒を真空濃縮器（Ｓａｖａｎｔ ＳｐｅｅｄＶａｃ；Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社、Ｓａｎ Ｊｏｓｅ、ＣＡ、カタログ番号ＳＣ２１０Ａ−１１５）で蒸発させた。バイアル中の残さを、酢酸バリウム（１ｍＬ；３００ｍＭ）、酢酸セリウム（ＩＩＩ）（１ｍＬ；２００ｍＭ）、２Ａ２Ｄ−ＧｌｃＬａｃｔｏｎｅ（０．１ｍＬ；１５ｍＭ）およびギ酸アンモニウムのアッセイ緩衝液（７．９ｍＬ；０．１Ｍ、ｐＨ４．４）中で再構成し、短時間ボルテックスした。得られたものは、１ｍＭのＩＤ２Ｓ−Ｓ、５μＭのＩＤ２Ｓ−ＩＳ；２ｍＭのＧＡＬ６Ｓ−Ｓ、５μＭのＧＡＬ６Ｓ−ＩＳ；１ｍＭのＧＡＬ４Ｓ−Ｓ、５μＭのＧＡＬ４Ｓ−ＩＳ；１５０μＭの２Ａ２Ｄ−ＧｌｃＬａｃｔｏｎｅ、３０ｍＭの酢酸バリウムおよび２０ｍＭの酢酸セリウム（ＩＩＩ）を含有した。余分の３重アッセイカクテルは、−２０℃で最大１か月間保管した。混合して乾燥した試薬を２〜８℃で最大６か月間保管し、上記の通り、必要に応じて再構成した。

例４
代表的な多重酵素アッセイ
この例では、代表的な多重酵素アッセイを記載する。

アッセイインキュベーション。アッセイカクテルのアリコート（３０μＬ）を９６−ウェルプレート（０．５ｍＬ、Ａｘｙｇｅｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ＶＷＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社、カタログ番号４７７４３−９８２）にピペットで移し、密封フィルム（ＡｘｙＳｅａｌ、ＶＷＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社、カタログ番号１００１１−１１７）で密封して、オービタル震とうしながら、３７℃で一晩（１６時間）インキュベートした。

試料ワークアッププロトコル。ＤＢＳを１６時間インキュベートした後に使用したプロトコルは、（１）手動のマルチチャンネルピペットにより加えたアセトニトリル（２００μＬ）による、クエンチ／タンパク質沈殿からなった。このプレートは密封フィルム（ＡｘｙＳｅａｌ、ＶＷＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社、カタログ番号１００１１−１１７）で覆い、（２）３０００ｒｐｍで５分間、遠心分離して沈殿物を沈ませた。アセトニトリルへの長期暴露は接着剤を溶解させることになるので、密封フィルムを取り除いた直後に、（３）ペレットの妨害を回避するため、新しい９６−ウェルプレート（０．５ｍＬ、Ａｘｙｇｅｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ＶＷＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社、カタログ番号４７７４３−９８２）に上澄み液１００μＬを移注して、（４）脱イオン水（Ｍｉｌｌｉ−Ｑ、１８．２ＭΩ）１００μＬを加えた。処理済み試料のプレートをアルミニウム箔で密封し、ＬＣ−ＭＳ／ＭＳ分析に直接かけた。

ＨＰＬＣ分離法。処理済み試料を、並列カラム再生が可能なＨＰＬＣシステム上で分析した。並列フローチャンネルは、１５２５Ｍｉｃｒｏ Ｂｉｎａｒｙ ＨＰＬＣ Ｐｕｍｐｓ（Ｗａｔｅｒｓ社、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）およびＭＸＰ７９００ ２−ポジション６−ポート弁（Ｗｅｓｔｅｒｎ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社、Ｗｉｌｄｏｍａｒ、ＣＡ）により維持した。５０ｍｍおよび１００ｍｍのＨＰＬＣ分析用カラム（Ｈｙｐｅｒｓｉｌ ＧＯＬＤ Ｃ₁₈；２．１ｍｍ、３μｍ；それぞれカタログ番号２５００３−０５２１３０および２５００３−１０２１３０）、ドロップインカートリッジ（Ｈｙｐｅｒｓｉｌ ＧＯＬＤ Ｃ₁₈；１０ｍｍ；２．１ｍｍ、３μｍ；カタログ番号２５００３−０１２１０１）、およびカートリッジホルダー（Ｕｎｉｇｕａｒｄ；カタログ番号８５２−００）は、Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ、ＣＡ）製であった。プレカラムマイクロフィルターアセンブリ（カタログ番号Ｍ５５０）、フリットマイクロフィルター（０３８インチ×０．３１インチ、０．５ｕｍ、カタログ番号Ｃ−４２５ｘ）およびナローボアＰＥＥＫチュービング（０．００５インチ×１／１６”）は、Ｉｄｅｘ Ｈｅａｌｔｈ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ社（Ｏａｋ Ｈａｒｂｏｒ、ＷＡ）から注文した。２７７７Ｃサンプルマネージャー（Ｗａｔｅｒｓ社、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）を使用し、試料の１０μＬのアリコートを注入した。溶媒Ａ（９５％水、５％アセトニトリル、０．１％ギ酸、ｖ／ｖ／ｖ）および溶媒Ｂ（５０％アセトニトリル、５０％メタノール；０．１％ギ酸、ｖ／ｖ／ｖ）からの高圧混合により、勾配溶出用移動相を作製した。６重アッセイの分離は、以下の直線勾配溶出プログラムに従い０．６ｍＬ／分の流量で５０ｍｍ分析用カラム上で行った：開始Ｂ４０％；０．５９分でＢ１００％；２．９９分でＢ１００％；３．００分でＢ４０％；６．００分でＢ４０％。

ＥＳＩ−ＭＳ／ＭＳ選択反応モニタリング。質量分析は、Ｗａｔｅｒｓ Ｑｕａｔｔｒｏ Ｍｉｃｒｏタンデム四重極質量分析計（Ｗａｔｅｒｓ社、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）上、ポジティブイオンモードで行った。データは、Ｍａｓｓ Ｌｙｎｘソフトウェアバージョン４．１を使用して取得し、評価した。各基質、生成物および内部標準に関して、以下の特定のイオントランジションを選択し、１８個の選択反応モニタリング（ＳＲＭ）イオンチャンネル、具体的には、ＧＡＡ−Ｓ、ＧＡＡ−Ｐ、およびＧＡＡ−ＩＳについてそれぞれ、ｍ／ｚ６６０．３５→ｍ／ｚ５６０．３０、ｍ／ｚ４９８．３０→ｍ／ｚ３９８．２４、およびｍ／ｚ５０３．３３→ｍ／ｚ４０３．２８；ＧＬＡ−Ｓ、ＧＬＡ−Ｐ、およびＧＬＡ−ＩＳについてそれぞれ、ｍ／ｚ６４６．３３→ｍ／ｚ５４６．２８、ｍ／ｚ４８４．２８→ｍ／ｚ３８４．２３、およびｍ／ｚ４８９．３１→ｍ／ｚ３８９．２６；ＩｄＡ−Ｓ、ＩｄＡ−Ｐ、およびＩｄＡ−ＩＳについてそれぞれ、ｍ／ｚ５６７．２６→ｍ／ｚ４６７．２０、ｍ／ｚ３９１．１９→ｍ／ｚ２９１．１３、およびｍ／ｚ３７７．１７→ｍ／ｚ２７７．１２；ＡＢＧ−Ｓ、ＡＢＧ−Ｐ、およびＡＢＧ−ＩＳについてそれぞれ、ｍ／ｚ６４４．５０→ｍ／ｚ２６４．２０、ｍ／ｚ４８２．４０→ｍ／ｚ２６４．２０、およびｍ／ｚ５１０．５０→ｍ／ｚ２６４．２０；ＡＳＭ−Ｓ、ＡＳＭ−Ｐ、およびＡＭＳ−ＩＳについてそれぞれ、ｍ／ｚ５６３．４０→ｍ／ｚ１８４．００、ｍ／ｚ３９８．２５→ｍ／ｚ２６４．２、およびｍ／ｚ３７０．３０→ｍ／ｚ２６４．２；ＧＡＬＣ−Ｓ、ＧＡＬＣ−Ｐ、およびＧＡＬＣ−ＩＳについてそれぞれ、ｍ／ｚ５８８．５０→ｍ／ｚ２６４．２０、ｍ／ｚ４２６．３０→ｍ／ｚ２６４．２、およびｍ／ｚ４５４．４０→ｍ／ｚ２６４．２の同時記録となった。機器設定は、表１および２に記載した通りとした。分析物およびトランジションは表６に記載されている。

トランジションはすべて、ドウェルタイム０．０５秒、チャンネル間タイム０．０１秒、およびスキャン間遅延０．１０秒によりモニターし、１．１７秒のサイクル時間となった。

酵素活性計算。酵素反応の間に形成される生成物の量は、生成物対内部標準のピーク面積比を用いて定量される。続いて、μｍｏｌ．ｈ^-1Ｌ^-1の単位中の酵素活性は、３ｍｍ（１／８”）ＤＢＳのパンチが血液３．１μＬを含有していると仮定して、生成物量から算出した。

例示的な態様が例示され、かつ記載されるが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な変更がここではなされ得ることが理解されよう。独占的所有権または権利を主張する本発明の態様は、以下の通り定義される。

Claims (27)

1. １種以上のリソソーム酵素の酵素活性をアッセイするための方法であって、
   （ａ）試料を第１の溶液に接触させて、１種以上のリソソーム酵素を含む溶液を準備することと、
   （ｂ）前記酵素を含む前記溶液に、分析すべき各リソソーム酵素に対する酵素基質を添加し、前記試料中に存在している各リソソーム酵素に対する酵素生成物を含む溶液をもたらすのに十分な時間、酵素反応溶液中で前記酵素と共に前記基質をインキュベートすることであって、前記酵素反応溶液が、
   （ｉ）硫酸イオンの沈殿に有効な１種以上の金属陽イオン、
   （ｉｉ）リン酸イオンの沈殿に有効な１種以上の金属陽イオン、
   （ｉｉｉ）マルターゼグルコアミラーゼ阻害剤、
   （ｉｖ）ベータ−Ｎ−アセチルヘキソサミニダーゼ阻害剤、および
   （ｖ）１種以上の界面活性剤
   を含むことと、
   （ｃ）任意に、前記酵素反応をクエンチすることと、
   （ｄ）前記酵素生成物の量を決定することと
   を含む方法。
2. 基質添加前に、基質添加後に、または基質添加と同時に、分析すべき各リソソーム酵素に対する内部標準を添加することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記試料が、血液または組織試料である、請求項１に記載の方法。
4. 前記試料が、乾燥血液スポットである、請求項１に記載の方法。
5. 前記酵素生成物の量を決定することが、質量分析により各生成物対その内部標準の比を決定することを含む、請求項２に記載の方法。
6. 前記質量分析が、タンデム質量分析である、請求項５に記載の方法。
7. 前記生成物の量を決定することが、タンデム質量分析を含み、ここで、前記生成物およびそれらの内部標準の親イオンが生成され、分離され、衝突誘起解離に供されて、生成物のフラグメントイオンおよび内部標準のフラグメントイオンがもたらされる、請求項６に記載の方法。
8. 前記生成物の量を決定することが、前記生成物のフラグメントイオンおよび内部標準のフラグメントイオンのピーク強度を比較して、前記生成物の量を算出することを含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記生成物の量を使用して、乾燥血液試料が１つ以上のリソソーム酵素欠損に伴う状態を処置するための候補に由来するかどうかを決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記１種以上のリソソーム酵素が、
    （ａ）α−グルコシダーゼ（ＧＡＡ）、
    （ｂ）α−ガラクトシダーゼ（ＧＬＡ）、
    （ｃ）α−Ｌ−イズロニダーゼ（ＩＤＵＡ）、
    （ｄ）β−グルコセレブロシダーゼ（ＡＢＧ）、
    （ｅ）β−ガラクトセレブロシダーゼ（ＧＡＬＣ）、
    （ｆ）スフィンゴミエリナーゼ（ＡＳＭ）、
    （ｇ）イズロン酸２−スルファターゼ（ＩＤ２Ｓ）、
    （ｈ）Ｎ−アセチルガラクトサミン６−スルファターゼ（ＧＡＬ６Ｓ）、および
    （ｉ）Ｎ−アセチルガラクトサミン４−スルファターゼ（ＧＡＬ４Ｓ）
    からなる群から選択される酵素を含む、請求項１〜８の何れか一項に記載の方法。
11. 前記１種以上のリソソーム酵素が、
    （ａ）α−グルコシダーゼ（ＧＡＡ）、
    （ｂ）α−ガラクトシダーゼ（ＧＬＡ）、
    （ｃ）α−Ｌ−イズロニダーゼ（ＩＤＵＡ）、
    （ｄ）β−グルコセレブロシダーゼ（ＡＢＧ）、
    （ｅ）β−ガラクトセレブロシダーゼ（ＧＡＬＣ）、
    （ｆ）スフィンゴミエリナーゼ（ＡＳＭ）、
    （ｇ）イズロン酸２−スルファターゼ（ＩＤ２Ｓ）、
    （ｈ）Ｎ−アセチルガラクトサミン６−スルファターゼ（ＧＡＬ６Ｓ）、および
    （ｉ）Ｎ−アセチルガラクトサミン４−スルファターゼ（ＧＡＬ４Ｓ）
    を含む、請求項１〜８の何れか一項に記載の方法。
12. 前記酵素生成物の量を決定することが、前記酵素生成物を含む前記溶液を、液体クロマトグラフィーによって質量分析計に導くことを含む、請求項５に記載の方法。
13. 前記酵素生成物の量を決定することが、前記酵素生成物を含む前記溶液を、フローインジェクションによって質量分析計に導くことを含む、請求項５に記載の方法。
14. 前記酵素反応溶液が緩衝剤をさらに含む、請求項１〜８の何れか一項に記載の方法。
15. （ａ）硫酸イオンの沈殿に有効な１種以上の金属陽イオン、
    （ｂ）リン酸イオンの沈殿に有効な１種以上の金属陽イオン、
    （ｃ）マルターゼグルコアミラーゼ阻害剤、
    （ｄ）ベータ−Ｎ−アセチルヘキソサミニダーゼ阻害剤、および
    （ｅ）１種以上の界面活性剤
    を含む水性組成物。
16. 緩衝剤をさらに含む、請求項１３に記載の組成物。
17. 前記緩衝剤が、リン酸塩、カルボン酸塩、硫酸塩、スルホン酸塩、および硫酸モノエステルの緩衝剤からなる群から選択される、請求項１４に記載の組成物。
18. 前記１種以上の界面活性剤が、陽イオン性、陰イオン性、中性、および非イオン性界面活性剤からなる群から選択される、請求項１３に記載の組成物。
19. 硫酸イオンを結合するのに有効な前記金属陽イオンが、Ｂａ²⁺、Ｃｅ³⁺、Ｈｇ⁺、Ｐｂ²⁺、Ｒａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂｉ³⁺、Ｃｄ²⁺、Ｃａ²⁺、およびＭｇ²⁺からなる群から選択される、請求項１３に記載の組成物。
20. リン酸イオンを結合するのに有効な前記金属陽イオンが、Ｂａ²⁺、Ｃｅ³⁺、Ｈｇ⁺、Ｐｂ²⁺、Ｒａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂｉ³⁺、Ｃｄ²⁺、Ｃａ²⁺、およびＭｇ²⁺である、請求項１３に記載の組成物。
21. 前記マルターゼグルコアミラーゼ阻害剤が、アカルボースである、請求項１３に記載の組成物。
22. 前記ベータ−Ｎ−アセチルヘキソサミニダーゼ阻害剤が、２−アセトアミド−２−デオキシ−Ｄ−グルコノ−１，５−ラクトンである、請求項１３に記載の組成物。
23. 約２〜約９のｐＨを有する、請求項１３に記載の組成物。
24. リソソーム酵素に対する１種以上の基質をさらに含む、請求項１３に記載の組成物。
25. 前記基質が、
    （ａ）α−グルコシダーゼ（ＧＡＡ）、
    （ｂ）α−ガラクトシダーゼ（ＧＬＡ）、
    （ｃ）α−Ｌ−イズロニダーゼ（ＩＤＵＡ）、
    （ｄ）β−グルコセレブロシダーゼ（ＡＢＧ）、
    （ｅ）β−ガラクトセレブロシダーゼ（ＧＡＬＣ）、
    （ｆ）スフィンゴミエリナーゼ（ＡＳＭ）、
    （ｇ）イズロン酸２−スルファターゼ（ＩＤ２Ｓ）、
    （ｈ）Ｎ−アセチルガラクトサミン６−スルファターゼ（ＧＡＬ６Ｓ）、および
    （ｉ）Ｎ−アセチルガラクトサミン４−スルファターゼ（ＧＡＬ４Ｓ）
    からなる群から選択されるリソソーム酵素に対する基質である、請求項２２に記載の組成物。
26. リソソーム酵素に対する１種以上の内部標準をさらに含む、請求項２２に記載の組成物。
27. 前記内部標準が、
    （ａ）α−グルコシダーゼ（ＧＡＡ）、
    （ｂ）α−ガラクトシダーゼ（ＧＬＡ）、
    （ｃ）α−Ｌ−イズロニダーゼ（ＩＤＵＡ）、
    （ｄ）β−グルコセレブロシダーゼ（ＡＢＧ）、
    （ｅ）β−ガラクトセレブロシダーゼ（ＧＡＬＣ）、
    （ｆ）スフィンゴミエリナーゼ（ＡＳＭ）、
    （ｇ）イズロン酸２−スルファターゼ（ＩＤ２Ｓ）、
    （ｈ）Ｎ−アセチルガラクトサミン６−スルファターゼ（ＧＡＬ６Ｓ）、および
    （ｉ）Ｎ−アセチルガラクトサミン４−スルファターゼ（ＧＡＬ４Ｓ）
    からなる群から選択されるリソソーム酵素に対する内部標準である、請求項２４に記載の組成物。