JP2018509608A - リピドミクス調査のための完全溶解を可能とする脂質スクリーニングプラットフォーム - Google Patents

Abstract

マトリクスの既知の脂質分子が、脂質クラスに群化され、脂質クラスはさらに、同重体干渉に基づいて、通過群および移動度分離群に群化される。分離システムが、既知の脂質分子をマトリクスサンプルから分離し、イオン源が、マトリクスサンプルをイオン化する。２回の注入が、行われる。第１の注入では、ＤＭＳデバイスが、受動モードにされ、第２の注入では、ＤＭＳデバイスは、同重体干渉を解消するために使用される。タンデム質量分析器は、第１の注入について通過群のＭＲＭスキャンおよび第２の注入について移動度分離群のＭＲＭスキャンを行う。プロセッサが、第１および第２の注入について得られたＭＲＭ強度値と、マトリクスの既知の脂質分子の既知の標準に関するＭＲＭ強度および濃度値とを比較することによって、マトリクスサンプル中の各脂質分子を定量化する。

Description

関連出願との相互参照
本出願は、２０１５年２月６日に出願された米国仮特許出願第６２／１１３，２９０号に対する利益を主張し、その内容全体が参考として本明細書に援用される。

導入
本明細書の教示は、高電場非対称波形イオンマススペクトロメトリー（ＦＡＩＭＳ）または示差移動度スペクトロメトリー（ＤＭＳ）に関する。より具体的には、本明細書の教示は、ＦＡＩＭＳまたはＤＭＳデバイスを使用して脂質を定量化するためのシステムおよび方法に関する。

脂質は、天然に存在する有機分子である。それらは、概して、水中で不溶性であって、有機溶媒によって可溶性であることを特徴とする。脂質は、限定ではないが、血漿、心臓、肝臓、脳、筋肉、全血、尿、および細胞を含む、多くの異なるタイプの動物サンプルまたはマトリクス中に豊富である。脂質はまた、限定ではないが、乳、食用油、および食肉を含む、他のタイプのサンプルまたはマトリクス中にも豊富である。動物マトリクス中の脂質を同定および定量することは、例えば、疾患を同定および処置するのに有用であり得る。食品マトリクス等の他のマトリクス中の脂質を同定および定量することも、それらのマトリクスの完全性または安全性を検証するのに有用であり得る。残念ながら、現在、手ごろな時間量で特定のマトリクス中に存在する全脂質を同定および定量するための単一のシステムまたは方法は、存在しない。

タンデムマススペクトロメトリーは、サンプルマトリクス中の化合物または分子を同定し、かつ定量（ｑｕａｎｔｉｆｙ）または定量化（ｑｕａｎｔｉｔａｔｅ）することの両方のために使用される方法である。タンデム質量分析計では、前駆体イオンが、質量フィルタ内で選別され、断片化され、生成イオンが、質量分析器内で分析される。前駆体イオンを選別し、それを断片化し、結果として生じる生成イオンを質量電荷比（ｍ／ｚ）によって分析するプロセス全体は、タンデムマススペクトロメトリー、マススペクトロメトリー／マススペクトロメトリー（ＭＳ／ＭＳ）、またはＭＳ／ＭＳスキャンと称される。ＭＳ／ＭＳから生成される生成イオン強度またはスペクトルは、サンプル中の化合物（前駆体イオン）を同定するために使用することができ、１つまたはそれを上回る生成イオンの強度が、サンプル中に存在する化合物の量を定量化するために使用することができる。

情報依存分析（ＩＤＡ）は、サンプルがタンデム質量分析計に導入されている間、ユーザがＭＳ／ＭＳを行うための基準を規定することができる柔軟なタンデムマススペクトロメトリー方法である。例えば、ＩＤＡ方法では、前駆体イオンまたはマススペクトロメトリー（ＭＳ）調査スキャンが、前駆体イオンピークリストを生成するように行われる。ユーザは、ピークリストにおける前駆体イオンの一部のためにピークリストをフィルタ処理する基準を選択することができる。そして、ＭＳ／ＭＳは、前駆体イオンの一部のうちの各前駆体イオンに対して行われる。生成イオン強度またはスペクトルが、各前駆体イオンに対して生成される。ＭＳ／ＭＳは、前駆体イオンのその一部のうちの前駆体イオンに対して繰り返し行われる。サンプルは、タンデム質量分析計に導入される。サンプルは、例えば、注入またはクロマトグラフィーのランを通してタンデム質量分析計のイオン源に導入される。

１つのタイプのＩＤＡ方法中に実施されるＭＳ／ＭＳは、多重反応監視（ＭＲＭ）または選択反応監視（ＳＲＭ）、または、ＭＲＭまたはＳＲＭスキャン（または遷移）と称される。ＭＲＭスキャンでは、例えば、単一の前駆体イオンが、選別および断片化され、単一の生成イオンが、次いで、結果として生じる生成イオンから選別され、選別された生成イオンは、質量分析される。ＭＲＭは、典型的には、定量的分析に使用される。換言すると、ＭＲＭは、典型的には、の生成イオンの強度からサンプル中の前駆体イオンの量を定量化するために使用される。ＭＲＭは、とりわけ、薬物検査および殺虫剤スクリーニング方法を含む多重被分析物スクリーニング方法のためである。

ＡＢ ＳＣＩＥＸのＱＴＲＡＰ（登録商標）等のいくつかのタンデム質量分析計は、ＭＲＭを行うためのＩＤＡ法を可能にする。これは、脂質分析を含む、複数分析物スクリーニング法のために非常に有用である。

しかし、残念ながら、ＭＲＭベースのタンデムマススペクトロメトリー法を使用しても、特定のタイプのマトリクス中の脂質の全てを特性評価することは、困難であった。完全な脂質特性評価は、多くのマトリクスが、同定および正確な定量化を妨げる、多数の同重体および近同重体干渉を含むため、困難であった。一般に、同重体干渉は、サンプルが、分析物または目的の化合物と類似のｍ／ｚを伴う生成イオンを有する、または生成する、別の化合物を含有するときに生じる。脂質の場合、多くの脂質クラスは、別の脂質クラスに干渉する脂質を含む。本問題は、脂質のために必要とされる複雑なサンプル調製技法およびデータ分析と併せて、これらの難点に対処し、分析のための簡略化された方法を提供する完全解決策の必要性を強調する。

その結果、手ごろな時間量で、特定のタイプのサンプルマトリクス中に存在する全脂質を同定および定量化するためのシステムおよび方法が、必要とされる。

システムおよび方法の種々の実施形態が、標的多重反応監視（ＭＲＭ）取得実験の間に示差移動度スペクトロメトリー（ＤＭＳ）デバイスを使用して特定のマトリクスの既知の脂質分子を定量化するために提供される。実験の前に、前記マトリクスの前記既知の脂質分子が脂質クラスに群化され、前記脂質クラスはさらに、通過群および移動度分離群に群化される。通過群は、他の脂質分子との同重体干渉を生成することが既知の脂質分子を伴う脂質クラスを含む。移動度分離群は、同重体干渉を生成することが既知の脂質分子を伴う脂質クラスを含む。

ＨＰＬＣ分離システムは、低キャリーオーバー管を通した注入を介して、マトリクスサンプルを導入する。イオン源が、マトリクスサンプルをイオン化し、イオンビームを生成する。ＤＭＳデバイスは、マトリクスサンプルの第１の注入および第２の注入についてイオンビームをイオン源から受容する。第１の注入では、ＤＭＳデバイスは受動モードにされ、脂質分子を能動的に分離しない。第２の注入では、ＤＭＳデバイスは、同重体干渉を解消するために使用される。同重体干渉を解消するために、ＤＭＳデバイスは、異なる補償電圧（ＣｏＶ）値を受信し、イオンビームに印加する。ＤＭＳデバイスは、移動度分離群内の脂質クラス毎に記憶されるＣｏＶ値を受信および印加する。

タンデム質量分析計は、第１の注入について、第１のイオンビームを前記ＤＭＳデバイスから受容する。タンデム質量分析計は、第１の複数のサイクルについて、前記通過群の各脂質クラスの脂質分子毎に少なくとも１つのＭＲＭ遷移に関するＭＲＭスキャンを行い、前記第１の複数のサイクルについて各ＭＲＭスキャンの第１の強度値のセットを記憶する。

タンデム質量分析計は、第２の注入について、前記ＤＭＳデバイスによってイオン移動度に従って分離された第２のイオンビームを受容する。タンデム質量分析計は、第２の複数のサイクルについて、前記移動度分離群の各脂質クラスの脂質分子毎に少なくとも１つのＭＲＭ遷移に関するＭＲＭスキャンを行い、前記第２の複数のサイクルについて各ＭＲＭスキャンの第２の強度値のセットを記憶する。

前記質量分析計および前記ＤＭＳデバイスと通信したプロセッサは、前記第１の強度値のセットおよび前記第２の強度値のセットと、前記マトリクスの前記既知の脂質分子の前記既知の標準に関するＭＲＭ強度および濃度値とを比較することによって、前記マトリクスサンプル中の各脂質分子を適用、定量化する。

当業者は、後述の図面が、例証目的にすぎないことを理解するであろう。図面は、本教示の範囲をいかようにも制限することを意図するものではない。

図１は、本教示の実施形態が実装され得るコンピュータシステムを図示する、ブロック図である。

図２は、例示的示差移動度スペクトロメトリー（ＤＭＳ）デバイスの概略図である。

図３は、種々の実施形態による、特定のマトリクス中の脂質を同定および定量化するための多重反応監視（ＭＲＭ）法の初期階層を示す略図である。

図４は、種々の実施形態による、特定のマトリクス中の脂質を同定および定量化するためのＭＲＭ法の同重体干渉による群化後の階層を示す略図である。

図５は、種々の実施形態による、標的ＭＲＭ取得実験の間、ＤＭＳデバイスを使用してマトリクスサンプルの脂質を定量化するためのシステムを示す概略図である。

図６は、種々の実施形態による、標的ＭＲＭ取得実験の間、ＤＭＳデバイスを使用してマトリクスサンプルの脂質を定量化するための方法を示すフロー図である。

本教示の１つまたはそれを上回る実施形態を詳細に説明する前に、当業者は、本教示が、その適用において、以下の発明を行うための形態に記載される、または図面に図示される、構造、構成要素の配列、およびステップの配列の詳細に制限されないことを理解するであろう。また、本明細書で使用される表現および専門用語は、説明の目的のためであって、制限として見なされるべきではないことを理解されたい。

（コンピュータ実装システム）
図１は、本教示の実施形態が実装され得る、コンピュータシステム１００を図示するブロック図である。コンピュータシステム１００は、情報を通信するためのバス１０２または他の通信機構と、情報を処理するためにバス１０２と結合されたプロセッサ１０４とを含む。コンピュータシステム１００は、プロセッサ１０４によって実行される命令を記憶するために、バス１０２に結合されるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または他の動的記憶デバイスであり得るメモリ１０６も含む。メモリ１０６は、プロセッサ１０４によって実行される命令の実行の間、一時的変数または他の中間情報を記憶するためにも使用され得る。コンピュータシステム１００は、プロセッサ１０４のための静的情報および命令を記憶するために、バス１０２に結合された読取専用メモリ（ＲＯＭ）１０８または他の静的記憶デバイスをさらに含む。磁気ディスクまたは光ディスク等の記憶デバイス１１０は、情報および命令を記憶するために提供され、バス１０２に結合される。

コンピュータシステム１００は、情報をコンピュータユーザに表示するために、バス１０２を介して、ブラウン管（ＣＲＴ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のディスプレイ１１２に結合され得る。英数字および他のキーを含む入力デバイス１１４は、情報およびコマンド選別をプロセッサ１０４に通信するために、バス１０２に結合される。別のタイプのユーザ入力デバイスは、方向情報およびコマンド選別をプロセッサ１０４に通信し、ディスプレイ１１２上のカーソル移動を制御するためのマウス、トラックボール、またはカーソル方向キー等のカーソル制御１１６である。本入力デバイスは、典型的には、デバイスが平面において位置を指定することを可能にする２つの軸、すなわち、第１の軸（すなわち、ｘ）および第２の軸（すなわち、ｙ）において、２自由度を有する。

コンピュータシステム１００は、本教示を行うことができる。本教示のある実装によると、結果は、メモリ１０６内に含まれる１つまたはそれを上回る命令の１つまたはそれを上回るーケンスをプロセッサ１０４が実行することに応答して、コンピュータシステム１００によって提供される。そのような命令は、記憶デバイス１１０等の別のコンピュータ可読媒体から、メモリ１０６内に読み込まれ得る。メモリ１０６内に含まれる命令のシーケンスの実行は、プロセッサ１０４に、本明細書に説明されるプロセスを行わせる。代替として、有線回路が、本教示を実装するためのソフトウェア命令の代わりに、またはそれと組み合わせて、使用され得る。したがって、本教示の実装は、ハードウェア回路およびソフトウェアの任意の具体的組み合わせに制限されない。

用語「コンピュータ可読媒体」は、本明細書で使用される場合、実行のために、命令をプロセッサ１０４に提供する際に関与する任意の媒体を指す。そのような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体、および伝送媒体を含むが、それらに制限されない、多くの形態をとり得る。不揮発性媒体は、例えば、記憶デバイス１１０等の光学または磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メモリ１０６等の動的メモリを含む。伝送媒体は、バス１０２を備えている配線を含む、同軸ケーブル、銅線、および光ファイバを含む。

コンピュータ可読媒体の一般的形態として、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、または任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク、任意の他の光学媒体、サムドライブ、メモリカード、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、フラッシュ−ＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、あるいはコンピュータが読み取ることができる、任意の他の有形媒体が挙げられる。

コンピュータ可読媒体の種々の形態は、実行のために、１つまたはそれを上回る命令の１つまたはそれを上回るシーケンスをプロセッサ１０４に搬送することに関わり得る。例えば、命令は、最初は、遠隔コンピュータの磁気ディスク上で搬送され得る。遠隔コンピュータは、命令をその動的メモリ内にロードし、モデムを使用して、電話回線を介して、命令を送信することができる。コンピュータシステム１００にローカルのモデムは、データを電話回線上で受信し、赤外線送信機を使用して、データを赤外線信号に変換することができる。バス１０２に結合された赤外線検出器は、赤外線信号で搬送されるデータを受信し、データをバス１０２上に配置することができる。バス１０２は、データをメモリ１０６に搬送し、そこから、プロセッサ１０４は、命令を読み出し、実行する。メモリ１０６によって受信された命令は、随意に、プロセッサ１０４による実行の前後のいずれかにおいて、記憶デバイス１１０上に記憶され得る。

種々の実施形態によると、方法を行うためにプロセッサによって実行されるように構成される命令は、コンピュータ可読媒体上に記憶される。コンピュータ可読媒体は、デジタル情報を記憶するデバイスであることができる。例えば、コンピュータ可読媒体は、ソフトウェアを記憶するために、当技術分野において周知のように、コンパクトディスク読取専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）を含む。コンピュータ可読媒体は、実行されるように構成される命令を実行するために好適なプロセッサによってアクセスされる。

本教示の種々の実装の以下の説明は、例証および説明の目的のために提示されている。これは、包括的でもなく、本教示を開示される精密な形態に制限するものでもない。修正および変形例が、前述の教示に照らして可能である、または本教示の実践から取得され得る。加えて、説明される実装は、ソフトウェアを含むが、本教示は、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせとして、またはハードウェア単独において、実装され得る。本教示は、オブジェクト指向および非オブジェクト指向両方のプログラミングシステムによって実装され得る。
脂質スクリーニングプラットフォーム

前述のように、脂質分析における主要な課題は、同定および正確な定量化を妨げる非常に複雑なサンプル中に存在する多くの同重体および近同重体干渉である。本問題は、複雑なサンプル調製技法およびデータ分析と併せて、これらの難点に対処し、分析のための簡略化された方法を提供する完全な解決策の必要性を強調する。

種々の実施形態では、容易な定量的脂質分析を可能にする、簡略化されたサンプル調製、自動化された方法、および効率化されたデータ処理技法を含む新規リピドミクスプラットフォームが、開発される。示差移動度スペクトロメトリー（ＤＭＳ）は、同重体干渉を解消することが可能であることが示されている。

ＩＤＡ法に関して、示差移動度スペクトロメトリー（ＤＭＳ）は、同重体干渉を解消することが可能であることが示されている。具体的には、ＳＣＩＥＸのＳｅｌｅｘＩＯＮ（登録商標）イオン移動度技術が、類似ｍ／ｚのイオンを事前に分離し、それによって、これらの同重体干渉を除去することによって、ｍ／ｚ分析の品質を向上させるために利用されている。

図２は、例示的ＤＭＳデバイス２００の概略図である。ＤＭＳデバイス２００は、２つの並列平坦プレート、すなわち、プレート２１０およびプレート２２０を含む。無線周波数（ＲＦ）電圧源２３０が、プレート２１０およびプレート２２０を横断して、ＲＦ分離電圧（ＳＶ）を印加し、直流（ＤＣ）電圧源２４０が、プレート２１０およびプレート２２０を横断してＤＣ補償電圧（ＣｏＶ）を印加する。イオン２５０が、開口部２６０において、輸送ガス中でＤＭＳデバイス２００に進入する。ＤＭＳデバイス２００内のイオン２５０の分離は、高対低電場下でのその移動速度における差異に基づく。

従来のイオン移動度と異なり、イオン２５０は、デバイスを横断するときに時間で分離されない。代わりに、イオン２５０は、印加されたＲＦ電圧源２３０の高電場部分と低電場部分との間のその移動度における差異に基づいて、軌道で分離される。高電場が、短時間プレート２１０とプレート２２０との間に印加され、次いで、低電場が、より長い時間反対方向に印加される。目的化合物のイオンの低電場移動度と高電場移動度との間の任意の差異は、それをプレートのうちの１つに向かって移動させる。イオンは、全ての他のイオンを選択的にフィルタ除去するために使用され得る化合物特異的パラメータである、ＤＣ電圧源２４０のＣｏＶとして知られる、第２の電圧オフセットの印加によってデバイスの中心線に向かって戻るように操向される。ＣｏＶの迅速な切替は、ユーザが、多くの異なる化合物を同時に監視することを可能にする。ＳＶおよびＣｏＶの組み合わせによって選別されたイオン２７０は、ＤＭＳデバイス２００から、開口部２８０を通って質量分析計（図示せず）の残部へと進む。ＤＭＳデバイス２００は、例えば、イオン源（図示せず）と質量分析計の残部との間に位置する。

一般に、ＤＭＳデバイス２００は、２つの動作モードを有する。第１のモードでは、ＤＭＳデバイス２００はオンであって、ＳＶおよびＣｏＶ電圧が印加され、イオンが分離される。これは、例えば、有効モードである。

第２の動作モードでは、ＤＭＳデバイス２００はオフであって、ＳＶがゼロに設定され、イオン２５０は単に開口部２６０から開口部２８０に輸送される。これは、例えば、ＤＭＳデバイス２００の無効または透過モードである。

有効モードでは、ＤＭＳデバイス２００は、例えば２０ｍｓのスキャン間停止時間を含む、２５ミリ秒（ｍｓ）で単一のＭＲＭ遷移についてデータを取得することができる。透過モードでは、ＤＭＳデバイス２００を通る遅延は、無視可能である。

種々の実施形態では、ＤＭＳデバイスは、１０の異なる脂質クラス由来の数百の脂質種の標的プロファイリングを行い、包括的網羅を可能にするために使用される。

実験方法
血清サンプルを、固有の内部標準標識化プロトコル、新規選別ツール（ＤＭＳ）、および新規脂質データ分析ソフトウェアを使用して定量的に分析した。簡略化されたサンプル抽出および調製のためのキットを適用することによって、血清マトリクスを、提供されたプロトコルに従って使用する。ＬＣ−ＤＭＳ−ＱＴＲＡＰ（登録商標）システムを、例えば、１０の異なる脂質クラスからの数百の脂質種の標的プロファイリングを行うために使用し、包括的網羅を可能にする。本システムは、１．個々の種の総和としての脂質クラス毎の定量的結果、２．脂質分子種データから算出上得られたモルパーセント組成、および３．正確な脂質種組成を可能にする。データを、代替方法によって生成された履歴データと比較する。サンプルを、本プラットフォームのために開発された、キットとして利用可能な新規標識化内部標準を組み込む完全解決策を伴うソフトウェアを使用して、定量化する。

定量的脂質種測定は、以下の複合脂質クラスから得られる：ジアシルグリセロール（ＤＡＧ）、トリアシルグリセロール（ＴＡＧ）、ホスファチジルコリン（ＰＣ）、ホスファチジルエタノールアミン（ＰＥ）、スフィンゴミエリン（ＳＭ）、リゾホスファチジルコリン（ＬＰＣ）およびリゾホスファチジルエタノールアミン（ＬＰＥ）、遊離脂肪酸（ＦＦＡ）、コレステリルエステル（ＣＥ）、ならびにセラミド（ＣＥＲ）。これらのクラスの網羅は、多重注入アプローチを要求するが、データは、注入あたり短時間の高速勾配の５分のラン時間で収集され得る（３回の注入）。３回の注入クラスは、ＴＡＧおよびＳＭ、ＣＥ、ＣＥＲ、およびＤＡＧ、ならびにＦＦＡ、ＰＥ／ＰＣ、およびそのリゾ成分（ＬＰＣ／ＬＰＥ）を網羅する。
マトリクス毎のＭＲＭ法調製

脂質に関して特定のマトリクスタイプをスクリーニング可能にするために、ＭＲＭ法を、その特定のマトリクスのために構築する。ＭＲＭ法を、例えば、実験データから経時的に構築する。

図３は、種々の実施形態による、特定のマトリクス中の脂質を同定および定量化するためのＭＲＭ法の初期階層を示す略図３００である。実験を通して、マトリクス３１０に関して可能性のある全ての脂質クラス３２０を同定する。マトリクス３１０は、例えば、血漿である。血漿は、約１２００の異なる脂質種または分子を有し得る。

これらの１２００の異なる脂質種は、類似化学構造に基づいて脂質クラス３２０に群化される。血漿の脂質クラスは、ホスファチジルコリン（ＰＣ）、ホスファチジルエタノールアミン（ＰＥ）、リゾホスファチジルコリン（ＬＰＣ）、リゾホスファチジルエタノールアミン（ＬＰＥ）、トリアシルグリセロール（ＴＡＧ）、ジアシルグリセロール（ＤＡＧ）、コレステリルエステル（ｃｈｏｌｅｓｔｒｙｌ ｅｓｔｅｒ）（ＣＥ）、遊離脂肪酸（ＦＦＡ）、スフィンゴミエリン（ＳＭ）、セラミド（ＣＥＲ）、ヘキソシルセラミド（ＨＣｅｒ）、ラクトシルセラミド（ＬＣｅｒ）、およびジヘキソシルセラミド（ＤＣｅｒ）を含むが、これらに限定されない。

各脂質クラスは、１つまたはそれを上回る脂質３３０を含む。各脂質３３０は、次いで、１つまたはそれを上回るＭＲＭ遷移３４０を使用して同定および定量化される。前述のように、各ＭＲＭ遷移は、前駆体イオン質量電荷比（ｍ／ｚ）値および生成イオンｍ／ｚ値である。

また、前述のように、いくつかの脂質３３０は、他の脂質３３０のものと類似または同一であるＭＲＭ遷移３４０の前駆体または生成イオンｍ／ｚ値を含み得る。これは、同重体干渉を生成する。その結果、ＤＭＳデバイスを、分析の間前駆体イオンを分離するために使用する。特定の前駆体イオンは、前駆体イオンに関するＣｏＶ ＤＭＳパラメータ値を選択することによって他の前駆体イオンから区別される。特定のクラスの脂質は類似構造を有するため、ある脂質クラスに関するＣｏＶ値は、そのクラスの全前駆体イオンを他のクラスにおける脂質から区別するために使用することができる。言い換えると、ＣｏＶ値は、脂質クラスに関して実験的に決定される。

しかしながら、全脂質クラス３２０が、クラスの脂質３３０との同重体干渉を有する脂質３３０を含むわけではない。その結果、最初に、マトリクス３１０のどの脂質３３０が同重体干渉を有するかを決定する。次いで、どの脂質クラス３２０が同重体干渉を伴う脂質を含むかを決定する。最後に、ＣｏＶ値を、同重体干渉を伴う脂質を有する脂質クラスに関して決定する。言い換えると、脂質クラス３２０はさらに、干渉もしくはＣｏＶ値を伴うクラスとして、または非干渉クラスもしくはＣｏＶ値を伴わないクラスとして群化される。

図４は、種々の実施形態による、特定のマトリクス中の脂質を同定および定量化するためのＭＲＭ法の同重体干渉による群化後の階層を示す略図４００である。マトリクス３１０の脂質クラス３２０はさらに、２つの群４５１および４５２のうちの１つに群化される。群４５１は、同重体干渉を伴う脂質を含む脂質クラスを含み、群４５２は、同重体干渉を伴う脂質を含まない脂質クラスを含む。さらに、群４５１の脂質クラスに関して、ＤＭＳ ＣｏＶパラメータ値４６０を、実験的に見出し、各脂質クラスに割り当てる。ＤＭＳ ＣｏＶパラメータ値は、群４５２の脂質クラスには割り当てられない。

本質的に、群４５１および４５２は、それぞれ、ＤＭＳをオンにした状態およびオンにしない状態でＭＳ／ＭＳを行うことを可能にする。これらの群を別個に分析することによって、装置を使用した総分析時間が短縮される。言い換えると、通過デバイスとして作用するＤＭＳを用いて群４５２の脂質クラスを分析することは、全体的分析時間を延長させる。

種々の実施形態では、分析は、脂質クラスのＤＭＳ ＣｏＶパラメータ値４６０に従って群４５１内の脂質クラスを追加的に順序付けることによってさらに減少される。ＤＭＳのＣｏＶを変更するには時間がかかり、この時間は変更の量に依存するため、脂質クラスがＣｏＶ値の増加または減少順に順序付けられている場合、データ取得時間を短縮することができる。
脂質を定量化するためのシステム

図５は、種々の実施形態による、標的多重反応監視（ＭＲＭ）取得実験の間に示差移動度スペクトロメトリー（ＤＭＳ）デバイスを使用してマトリクスサンプルの脂質を定量化するためのシステムを示す概略図５００である。図５のシステムは、分離デバイス５１０と、イオン源５２０と、ＤＭＳデバイス５３０と、タンデム質量分析計５４０と、プロセッサ５５０とを含む。

分離デバイス５１０は、マトリクスサンプル５６０の第１の注入および第２の注入を連続して受容するように構成される。分離デバイス５１０はまた、マトリクスの既知の脂質分子を第１の注入および第２の注入から経時的に分離するように構成される。分離デバイス５１０は、例えば、高速液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）デバイスである。種々の代替実施形態では、分離デバイス５１０は、限定ではないが、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）、キャピラリ電気泳動（ＣＥ）、またはフローインジェクション分析（ＦＩＡ）を含む、種々の分離技法のうちの１つを行うことができる。

種々の実施形態では、分離デバイス５１０は、低キャリーオーバー管を通して第１の注入および第２の注入を受容する。脂質分子は、表面に容易に接着する粘性物質である。低キャリーオーバー管は、脂質分子が管表面に接着するのを防止する。低キャリーオーバー管の一例示的タイプは、ＰＥＥＫｓｉｌ（登録商標）である。

実験の前に、マトリクスの既知の脂質分子は、脂質クラスに群化され、脂質クラスはさらに、通過群と、移動度分離群とに群化される。通過群は、他の脂質分子との同重体干渉を生成することが既知の脂質分子を伴う脂質クラスを含む。移動度分離群は、同重体干渉を生成することが既知の脂質分子を伴う脂質クラスを含む。

種々の実施形態では、移動度分離群の脂質クラスはさらに、イオンの第２のビームの分析の間にＤＭＳデバイスのＣｏＶ値を変化させるために必要とされる時間を短縮するために、ＣｏＶ値の増加または減少順に順序付けられる。

イオン源５２０は、第１の注入および第２の注入について分離された脂質分子を分離デバイス５１０から受容するように構成される。イオン源５２０はまた、第１の注入および第２の注入について分離された脂質分子をイオン化するように構成される。

ＤＭＳデバイス５３０は、第１の注入について分離された脂質分子のイオンの第１のビームを受容し、イオン移動度分離を伴わずに第１のビームを通過させるように構成される。ＤＭＳデバイス５３０はまた、第２の注入について分離された脂質分子のイオンの第２のビームを受容し、第２のビームを連続的に移動度分離するように構成される。イオンの第２のビームは、移動度分離群の脂質クラス毎に実験的に事前に決定されたＣｏＶ値によるイオン移動度によって連続的に分離される。ＤＭＳデバイス５３０は、例えば、ＳｅｌｅｘＩＯＮ（登録商標）デバイスであり得る。

タンデム質量分析計５４０は、第１のイオンビームをＤＭＳデバイスから受容するように構成される。タンデム質量分析計５４０はさらに、第１の複数のサイクルについて通過群の各脂質クラスの脂質分子毎に少なくとも１つのＭＲＭ遷移に関するＭＲＭスキャンを行い、第１の複数のサイクルについて各ＭＲＭスキャンの第１の強度値のセットを記憶するように構成される。

タンデム質量分析計５４０はまた、第２の移動度分離されたイオンビームをＤＭＳデバイスから受容するように構成される。タンデム質量分析計５４０はさらに、第２の複数のサイクルについて移動度分離群の各脂質クラスの脂質分子毎に少なくとも１つのＭＲＭ遷移に関するＭＲＭスキャンを行い、第２の複数のサイクルについて各ＭＲＭスキャンの第２の強度値のセットを記憶するように構成される。各脂質分子の各ＭＲＭ遷移は、例えば、実験的に事前に決定される。

種々の実施形態では、第１の強度値のセットおよび第２の強度値のセットは、メモリまたはデータ記憶デバイス上に記憶される。データ記憶デバイスは、タンデム質量分析計５４０の記憶デバイスまたは別個の記憶デバイスであり得る。

タンデム質量分析計５４０は、例えば、１つまたはの物理的質量フィルタと、１つ以上の物理的質量分析器とを含むことができる。タンデム質量分析計５４０の質量分析器は、飛行時間（ＴＯＦ）、四重極、イオントラップ、線形イオントラップ、オービトラップ、またはフーリエ変換質量分析器を含むことができるが、それらに限定されない。

種々の実施形態では、タンデム質量分析計５４０はさらに、脂質クラス毎に事前に決定された極性を使用してマトリクスの既知の脂質分子の脂質分子毎に各ＭＲＭスキャンを行う。

プロセッサ５５０は、例えば、タンデム質量分析計５４０およびＤＭＳデバイス５３０と通信する。プロセッサ５５０は、第１の強度値のセットおよび第２の強度値のセットを受信し、マトリクスの既知の脂質分子の既知の標準に関するＭＲＭ強度および濃度値を受信し、マトリクスサンプル５６０中の各脂質分子を定量化するように構成またはプログラムされる。プロセッサ５５０は、第１の強度値のセットおよび第２の強度値のセットと、マトリクスの既知の脂質分子の既知の標準に関するＭＲＭ強度および濃度値とを比較することによって、マトリクスサンプル５６０中の各脂質分子を定量化する。例えば、平均強度値が、第１の複数のサイクルまたは第２の複数のサイクルにわたって各脂質分子のＭＲＭ毎に計算される。平均強度値は、次いで、マトリクスの既知の脂質分子の既知の標準に関するＭＲＭ強度および濃度値と比較される。

種々の実施形態では、プロセッサ５５０は、第１の強度値のセットと、第２の強度値のセットと、マトリクスの既知の脂質分子の既知の標準に関するＭＲＭ強度および濃度値とをメモリまたはデータ記憶デバイスから受信する。データ記憶デバイスは、タンデム質量分析計５４０の記憶デバイス、プロセッサ５５０の記憶デバイス、または別個の記憶デバイスであり得る。

プロセッサ５６０は、限定ではないが、図１のシステム、コンピュータ、マイクロプロセッサ、または制御情報およびデータをＤＭＳデバイス５３０およびタンデム質量分析計５４０におよびそこから送受信し、データを処理可能な任意のデバイスであり得る。

種々の実施形態では、定量化は、脂質クラスのイオン化効率ならびに異なる数の炭素および二重結合を伴う脂肪アシル鎖を含有する脂質の示差断片化効率における差異に対応するように設計される。各脂質クラスは、鎖長および不飽和度が変動し、標的脂質のＭＲＭと最小限しかまたは全く干渉しない、複数の内部標準を有する。標的分子は、それぞれの数の炭素および二重結合を伴う適切な内部標準を使用することによって正規化される。

種々の実施形態では、脂質クラスを実験的に事前に決定したマトリクスは、動物マトリクスであり得る。動物マトリクスは、限定ではないが、血漿、心臓、肝臓、脳、筋肉、全血、尿、または細胞を含むことができる。

種々の実施形態では、脂質クラスを実験的に事前に決定したマトリクスは、食品マトリクスであり得る。食品マトリクスは、限定ではないが、乳、食用油、および食肉を含むことができる。

種々の実施形態では、マトリクスの既知の脂質分子が群化されるクラスは、ホスファチジルコリン（ＰＣ）、ホスファチジルエタノールアミン（ＰＥ）、リゾホスファチジルコリン（ＬＰＣ）、リゾホスファチジルエタノールアミン（ＬＰＥ）、トリアシルグリセロール（ＴＡＧ）、ジアシルグリセロール（ＤＡＧ）、コレステリルエステル（ＣＥ）、遊離脂肪酸（ＦＦＡ）、スフィンゴミエリン（ＳＭ）、セラミド（ＣＥＲ）、ヘキソシルセラミド（ＨＣｅｒ）、ラクトシルセラミド（ＬＣｅｒ）、ジヘキソシルセラミド（ＤＣｅｒ）、ホスファチジルセリン（ＰＳ）、ホスファチジルグリセロール（ＰＧ）、ホスファチジルイノシトール（ＰＩ）、ホスファチジン酸（ＰＡ）、カルジオリピン（ＣＬ）、および酸化脂肪酸代謝物（エイコサノイド）を含む。

種々の実施形態では、マトリクスは血漿である。血漿の既知の脂質分子が群化される脂質クラスは、ホスファチジルコリン（ＰＣ）、ホスファチジルエタノールアミン（ＰＥ）、リゾホスファチジルコリン（ＬＰＣ）、リゾホスファチジルエタノールアミン（ＬＰＥ）、トリアシルグリセロール（ＴＡＧ）、ジアシルグリセロール（ＤＡＧ）、コレステリルエステル（ＣＥ）、遊離脂肪酸（ＦＦＡ）、スフィンゴミエリン（ＳＭ）、セラミド（ＣＥＲ）、ヘキソシルセラミド（ＨＣｅｒ）、ラクトシルセラミド（ＬＣｅｒ）、およびジヘキソシルセラミド（ＤＣｅｒ）を含む。
脂質を定量化するための方法

図６は、種々の実施形態による、標的ＭＲＭ取得実験の間のＤＭＳデバイスを使用したマトリクスサンプルの脂質を定量化するための方法を示すフロー図６００である。

図６の方法のステップ６１０では、マトリクスサンプルの第１の注入および第２の注入が、連続して受容され、マトリクスの既知の脂質分子が、分離デバイスを使用して、第１の注入および第２の注入から経時的に分離される。実験の前に、マトリクスの既知の脂質分子は、脂質クラスに群化される。脂質クラスはさらに、他の脂質分子との同重体干渉を生成することが既知の脂質分子を伴う脂質クラスを含む通過群と、同重体干渉を生成することが既知の脂質分子を伴う脂質クラスを含む移動度分離群とに群化される。

ステップ６２０では、分離された脂質分子が、第１の注入および第２の注入について分離デバイスから受容され、分離された脂質分子は、イオン源を使用して第１の注入および第２の注入についてイオン化される。

ステップ６３０では、第１の注入について分離された脂質分子のイオンの第１のビームが、受容され、第１のビームは、ＤＭＳデバイスを使用してイオン移動度分離を伴わずに通過する。

ステップ６４０では、第２の注入について分離された脂質分子のイオンの第２のビームが、受容され、第２のビームは、ＤＭＳデバイスを使用して、移動度分離群の脂質クラス毎に実験的に事前に決定されたＣｏＶ値に従って連続的に移動度分離される。

ステップ６５０では、タンデム質量分析計を使用して、第１のイオンビームが、第１の複数のサイクルについてＤＭＳデバイスから受容され、ＭＲＭスキャンが、通過群の各脂質クラスの脂質分子毎に少なくとも１つのＭＲＭ遷移に関して行われ、第１の複数のサイクルについて各ＭＲＭスキャンの第１の強度値のセットが記憶される。

ステップ６６０では、タンデム質量分析計を使用して、第２の移動度分離されたイオンビームが、第２の複数のサイクルの間、ＤＭＳデバイスから受容され、ＭＲＭスキャンが、移動度分離群の各脂質クラスの脂質分子毎に、少なくとも１つのＭＲＭ遷移に関して行われ、第２の複数のサイクルについて各ＭＲＭスキャンの第２の強度値のセットが記憶される。各脂質分子の各ＭＲＭ遷移は、例えば、実験的に事前に決定されている。

ステップ６７０では、プロセッサを使用して、第１の強度値のセットおよび第２の強度値のセットが受信され、マトリクスの既知の脂質分子の既知の標準に関するＭＲＭ強度および濃度値が受信され、マトリクスサンプル中の各脂質分子が定量化される。マトリクスサンプル中の各脂質分子は、第１の強度値のセットおよび第２の強度値のセットと、マトリクスの既知の脂質分子の既知の標準に関するＭＲＭ強度および濃度値とを比較することによって、定量化される。

本教示は、種々の実施形態と併せて説明されるが、本教示が、そのような実施形態に制限されることを意図するものではない。対照的に、本教示は、当業者によって理解されるように、種々の代替、修正、および均等物を包含する。

さらに、種々の実施形態の説明において、本明細書は、ステップの特定のシーケンスとして、方法および／またはプロセスを提示し得る。しかしながら、方法またはプロセスが本明細書に記載されるステップの特定の順序に依拠しない程度において、方法またはプロセスは、説明されるステップの特定のシーケンスに制限されるべきではない。当業者が理解するであろうように、ステップの他のシーケンスも可能であり得る。したがって、本明細書に記載されるステップの特定の順序は、請求項に関する制限として解釈されるべきでない。加えて、方法および／またはプロセスを対象とする請求項は、そのステップの実施を書かれた順序に制限されるべきではなく、当業者は、シーケンスが、変動され得、依然として、種々の実施形態の精神および範囲内にあることを容易に理解することができる。

Claims (15)

1. 標的多重反応監視（ＭＲＭ）取得実験の間に示差移動度スペクトロメトリー（ＤＭＳ）デバイスを使用してマトリクスサンプルの脂質を定量化するためのシステムであって、前記システムは、
   マトリクスサンプルの第１の注入および第２の注入を連続して受容し、前記マトリクスの既知の脂質分子を前記第１の注入および前記第２の注入から経時的に分離するように構成された、分離デバイスであって、前記実験の前に、前記マトリクスの前記既知の脂質分子が脂質クラスに群化されており、前記脂質クラスはさらに、他の脂質分子との同重体干渉を生成することが既知の脂質分子を伴う脂質クラスを含む通過群と、同重体干渉を生成することが既知の脂質分子を伴う脂質クラスを含む移動度分離群とに群化されている、分離デバイスと、
   前記第１の注入および前記第２の注入について分離された脂質分子を前記分離デバイスから受容し、前記第１の注入および前記第２の注入について前記分離された脂質分子をイオン化するように構成された、イオン源と、
   前記第１の注入について前記分離された脂質分子のイオンの第１のビームを受容し、イオン移動度分離を伴わずに前記第１のビームを通過させ、前記第２の注入について前記分離された脂質分子のイオンの第２のビームを受容し、前記移動度分離群の脂質クラス毎に実験的に事前に決定された補償電圧（ＣｏＶ）値に従って前記第２のビームを連続的に移動度分離するように構成された、ＤＭＳデバイスと、
   第１の複数のサイクルについて前記第１のイオンビームを前記ＤＭＳデバイスから受容し、前記通過群の各脂質クラスの脂質分子毎に少なくとも１つのＭＲＭ遷移に関するＭＲＭスキャンを行い、前記第１の複数のサイクルについて各ＭＲＭスキャンの第１の強度値のセットを記憶し、第２の複数のサイクルについて前記第２の移動度分離されたイオンビームを前記ＤＭＳデバイスから受容し、前記移動度分離群の各脂質クラスの脂質分子毎に少なくとも１つのＭＲＭ遷移に関するＭＲＭスキャンを行い、前記第２の複数のサイクルについて各ＭＲＭスキャンの第２の強度値のセットを記憶するように構成された、タンデム質量分析計であって、各脂質分子の各ＭＲＭ遷移が実験的に事前に決定されている、タンデム質量分析計と、
   前記質量分析計および前記ＤＭＳデバイスと通信し、前記第１の強度値のセットおよび前記第２の強度値のセットを受信し、前記マトリクスの前記既知の脂質分子の既知の標準に関するＭＲＭ強度および濃度値を受信し、前記第１の強度値のセットおよび前記第２の強度値のセットと、前記マトリクスの前記既知の脂質分子の前記既知の標準に関する前記ＭＲＭ強度および濃度値とを比較することによって、前記マトリクスサンプル中の各脂質分子を定量化するように構成された、プロセッサと、
   を備える、システム。
2. 前記分離デバイスが、高速液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）デバイスを備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記分離デバイスが、低キャリーオーバー管を通して前記第１の注入および前記第２の注入を受容する、請求項１に記載のシステム。
4. 前記タンデム質量分析計がさらに、脂質クラス毎に事前に決定された極性を使用して、前記マトリクスの前記既知の脂質分子の脂質分子毎に各ＭＲＭスキャンを行う、請求項１に記載のシステム。
5. 前記移動度分離群の脂質クラスがさらに、前記イオンの第２のビームの分析の間の前記ＤＭＳデバイスのＣｏＶ値を変化させるために必要とされる時間を短縮するために、ＣｏＶ値の増加順に順序付けられる、請求項１に記載のシステム。
6. 前記移動度分離群の脂質クラスがさらに、前記イオンの第２のビームの分析の間の前記ＤＭＳデバイスのＣｏＶ値を変化させるために必要とされる時間を短縮するために、ＣｏＶ値の減少順に順序付けられる、請求項１に記載のシステム。
7. 前記マトリクスが、血漿、心臓、肝臓、脳、筋肉、全血、尿、および細胞のうちの１つを含む、請求項１に記載のシステム。
8. 前記マトリクスが、乳、食用油、および食肉のうちの１つを含む、請求項１に記載のシステム。
9. 前記マトリクスの前記既知の脂質分子が群化される脂質クラスが、ホスファチジルコリン（ＰＣ）、ホスファチジルエタノールアミン（ＰＥ）、リゾホスファチジルコリン（ＬＰＣ）、リゾホスファチジルエタノールアミン（ＬＰＥ）、トリアシルグリセロール（ＴＡＧ）、ジアシルグリセロール（ＤＡＧ）、コレステリルエステル（ＣＥ）、遊離脂肪酸（ＦＦＡ）、スフィンゴミエリン（ＳＭ）、セラミド（ＣＥＲ）、ヘキソシルセラミド（ＨＣｅｒ）、ラクトシルセラミド（ＬＣｅｒ）、ジヘキソシルセラミド（ＤＣｅｒ）、ホスファチジルセリン（ＰＳ）、ホスファチジルグリセロール（ＰＧ）、ホスファチジルイノシトール（ＰＩ）、ホスファチジン酸（ＰＡ）、カルジオリピン（ＣＬ）、および酸化脂肪酸代謝物（エイコサノイド）を含む、請求項１に記載のシステム。
10. 前記マトリクスが血漿を含み、血漿の前記既知の脂質分子が群化される脂質クラスが、ホスファチジルコリン（ＰＣ）、ホスファチジルエタノールアミン（ＰＥ）、リゾホスファチジルコリン（ＬＰＣ）、リゾホスファチジルエタノールアミン（ＬＰＥ）、トリアシルグリセロール（ＴＡＧ）、ジアシルグリセロール（ＤＡＧ）、コレステリルエステル（ＣＥ）、遊離脂肪酸（ＦＦＡ）、スフィンゴミエリン（ＳＭ）、セラミド（ＣＥＲ）、ヘキソシルセラミド（ＨＣｅｒ）、ラクトシルセラミド（ＬＣｅｒ）、およびジヘキソシルセラミド（ＤＣｅｒ）を含む、請求項１に記載のシステム。
11. 標的多重反応監視（ＭＲＭ）取得実験の間に示差移動度スペクトロメトリー（ＤＭＳ）デバイスを使用してマトリクスサンプルの脂質を定量化するための方法であって、前記方法は、
    分離デバイスを使用して、マトリクスサンプルの第１の注入および第２の注入を連続して受容し、前記マトリクスの既知の脂質分子を前記第１の注入および前記第２の注入から経時的に分離するステップであって、ここで、前記実験の前に、前記マトリクスの前記既知の脂質分子が脂質クラスに群化されており、前記脂質クラスはさらに、他の脂質分子との同重体干渉を生成することが既知の脂質分子を伴う脂質クラスを含む通過群と、同重体干渉を生成することが既知の脂質分子を伴う脂質クラスを含む移動度分離群とに群化されている、ステップと、
    イオン源を使用して、前記第１の注入および前記第２の注入について分離された脂質分子を前記分離デバイスから受容し、前記第１の注入および前記第２の注入について前記分離された脂質分子をイオン化する、ステップと、
    ＤＭＳデバイスを使用して、前記第１の注入について前記分離された脂質分子のイオンの第１のビームを受容し、イオン移動度分離を伴わずに前記第１のビームを通過させる、ステップと、
    前記ＤＭＳデバイスを使用して、前記第２の注入について前記分離された脂質分子のイオンの第２のビームを受容し、前記移動度分離群の脂質クラス毎に実験的に事前に決定された補償電圧（ＣｏＶ）値に従って前記第２のビームを連続的に移動度分離する、ステップと、
    タンデム質量分析計を使用して、第１の複数のサイクルについて前記第１のイオンビームを前記ＤＭＳデバイスから受容し、前記通過群の各脂質クラスの脂質分子毎に少なくとも１つのＭＲＭ遷移に関するＭＲＭスキャンを行い、前記第１の複数のサイクルについて各ＭＲＭスキャンの第１の強度値のセットを記憶するステップと、
    前記タンデム質量分析計を使用して、第２の複数のサイクルについて前記第２の移動度分離されたイオンビームを前記ＤＭＳデバイスから受容し、前記移動度分離群の各脂質クラスの脂質分子毎に少なくとも１つのＭＲＭ遷移に関するＭＲＭスキャンを行い、前記第２の複数のサイクルについて各ＭＲＭスキャンの第２の強度値のセットを記憶するステップであって、ここで、各脂質分子の各ＭＲＭ遷移が実験的に事前に決定されている、ステップと、
    プロセッサを使用して、前記第１の強度値のセットおよび前記第２の強度値のセットを受信し、前記マトリクスの前記既知の脂質分子の既知の標準に関するＭＲＭ強度および濃度値を受信し、前記第１の強度値のセットおよび前記第２の強度値のセットと、前記マトリクスの前記既知の脂質分子の前記既知の標準に関する前記ＭＲＭ強度および濃度値とを比較することによって、前記マトリクスサンプル中の各脂質分子を定量化する、ステップと、
    を含む、方法。
12. 前記第１の注入および前記第２の注入からの前記マトリクスの既知の脂質分子を経時的に分離するステップが、高速液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）を行うことを含む、請求項１１に記載の方法。
13. 各脂質クラスの脂質分子毎に少なくとも１つのＭＲＭ遷移に関するＭＲＭスキャンを行うステップがさらに、脂質クラス毎に事前に決定された極性を使用することを含む、請求項１１に記載の方法。
14. 前記移動度分離群の脂質クラスがさらに、前記イオンの第２のビームの分析の間の前記ＤＭＳデバイスのＣｏＶ値を変化させるために必要とされる時間を短縮するために、ＣｏＶ値の減少順に順序付けられる、請求項１１に記載の方法。
15. 前記移動度分離群の脂質クラスがさらに、前記イオンの第２のビームの分析の間の前記ＤＭＳデバイスのＣｏＶ値を変化させるために必要とされる時間を短縮するために、ＣｏＶ値の増加順に順序付けられる、請求項１１に記載の方法。