JP2019060824A - Electrospray stabilization auxiliary solvent introduction device for improved nano lc-ms - Google Patents

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俊明 礒邊
Toshiaki Isobe
俊明 礒邊
万悟 田岡
Masato Taoka
万悟 田岡
山内 芳雄
Yoshio Yamauchi
芳雄 山内
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Abstract

To provide a method and a device for nano electrospray ionization for continuously carrying out stable, high-sensitivity analysis in analysis by a nano LC-ESI-MS method.SOLUTION: A nano electrospray ionization method includes: a step of introducing a separation solvent containing a sample into a column-integrated needle filled with a filler for liquid chromatography, and spraying a separated sample component toward a sample introduction orifice of a mass spectrometer from the tip of the needle; and a step of introducing an organic solvent-containing gas into a capillary for supplying gas, and supplying the organic solvent-containing gas to the tip of the column-integrated needle from the tip of the tube, where the two steps are simultaneously performed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、微小流量LC−MSのMSインターフェイスにおけるナノエレクトロスプレーイオン化方法及び装置に関する。特にRNAのナノLC−MS/MS分析について、安定的な高感度分析を持続的に遂行するための、ナノエレクトロスプレーイオン化方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for nanoelectrospray ionization at MS interface of micro flow LC-MS. In particular, the present invention relates to a nanoelectrospray ionization method and apparatus for continuously performing stable high sensitivity analysis for nano LC-MS / MS analysis of RNA.

近年、各種の低分子RNAが生命活動とその異常に起因するがんなどの疾患に深く関わっていることが明らかにされている。一般に、低分子RNAの分析には、逆転写酵素を使用してcDNAに変換したのちの分子生物学的な方法で分析するという方法が採られているが、この方法には低分子RNAの機能発現に重要な化学修飾の解析や定量分析ができないという欠点があった。   In recent years, it has been clarified that various low molecular weight RNAs are deeply involved in life activities and diseases such as cancer caused by their abnormalities. In general, for analysis of small RNAs, a method is employed in which analysis is carried out by molecular biological methods after conversion to cDNA using reverse transcriptase, but this method is characterized by the function of small RNAs There is a drawback that analysis or quantitative analysis of chemical modifications important for expression can not be performed.

この問題に対し、生体試料中に存在する低分子RNAを直接質量分析法で同定し、その化学構造や機能を分析するための方法が開発されている。この方法では、対象とする低分子RNAをRNA分解酵素で切断し、生成したRNAオリゴマーを液体クロマトグラフィー(LC)で分離しながらエレクトロスプレーイオン化法(ESI法)でイオン化し、高性能質量分析(MS)法で分析して得られたMS/MSスペクトルを基礎にして該低分子RNAの種類や存在量、化学構造などを分析する。つまり、ナノLC−ESI−MS法と呼ばれるこの分析においては、fmolレベル(10−15mol)の成分を分析するため、試料とするヌクレオチド断片を50〜500nl/分程度の超微流量のLCで分離し、これをナノ液滴としてイオン化して質量分析に供することが必要となる。さらにリン酸基に富む低分子RNAの分析に至っては、タンパク質やペプチドの場合とは異なり、(−)荷電をもつ親水性のヌクレオチドを「ネガティブモード」で質量分析することが求められる。MS法において「ネガティブモード」での測定は、ペプチドなどを分析対象とする「ポジティブモード」での分析に比べて感度が一桁低い。 To address this problem, methods have been developed to identify small RNAs present in biological samples by direct mass spectrometry and analyze their chemical structures and functions. In this method, the target low molecular weight RNA is cleaved with RNAse, and the generated RNA oligomer is separated by liquid chromatography (LC) and ionized by electrospray ionization (ESI), and high performance mass spectrometry ( Based on the MS / MS spectrum obtained by the MS) analysis, the type, amount of the small RNA, chemical structure and the like are analyzed. That is, in this analysis, called nano-LC-ESI-MS method, for analyzing the components of the fmol level (10 -15 mol), the nucleotide fragment of the sample at 50~500Nl / min about ultrafine flow LC It is necessary to separate and ionize it as nanodroplets for mass spectrometry. Furthermore, unlike the case of proteins and peptides, in the analysis of phosphate-rich low molecular weight RNA, it is required to mass-analyze hydrophilic nucleotides having (−) charge in “negative mode”. In the MS method, measurement in the “negative mode” is an order of magnitude lower in sensitivity than analysis in the “positive mode” in which peptides and the like are analyzed.

上記のような制限をもつ従来のナノLC−ESI−MS法では、(−)荷電をもつ親水性ヌクレオチドが分離の際に有機溶媒濃度の低い条件でLCカラムから溶出されるため、分離液の表面張力が大きくなってしまい、ナノエレクトロスプレーイオン化法で効率よくイオン化できず分析感度が著しく低下するという問題点がある。すなわち、低有機溶媒濃度のLC分離液でナノエレクトロスプレーイオン化法を行うと、該分離液をナノ液滴として噴霧するニードルの先端に液滴が生成して、噴霧が断続的になる、ないしは噴霧が停止して分析自体が不能となってしまうことがあった。   In the conventional nano LC-ESI-MS method having the above limitations, hydrophilic nucleotides with (-) charge are eluted from the LC column under conditions of low organic solvent concentration during separation, so There is a problem that the surface tension is increased, so that ionization can not be performed efficiently by the nanoelectrospray ionization method, and the analysis sensitivity is significantly reduced. That is, when the nanoelectrospray ionization method is performed with an LC separation solution having a low organic solvent concentration, droplets are formed at the tip of the needle that sprays the separation solution as nanodroplets, and the spraying becomes intermittent, or spraying Could stop the analysis itself.

このような問題に対し、マイクロリッターレベル(流量がμl/分レベル)までの分析に関しては、分離液を噴霧するニードルを平行に取り囲む「シース管」を備えた2重管構造のニードルを用い、該シース管から噴霧されるLC分離液へ有機溶媒(シース液)を供給することによって、ニードル先端における液滴の形成を防ぐという方法が報告されている(非特許文献1)。しかしながら、前記技術はマイクロリッターレベルまでの分析においては有効な方法ではあるが、ナノリッターレベル(流量がnl/分レベル)の分析へ応用するには至っていない。   To solve these problems, for analysis down to the microliter level (flow rate is μl / min level), use a double tube needle with a “sheath tube” that encloses in parallel the needle that sprays the separation liquid, A method has been reported in which the formation of droplets at the tip of the needle is prevented by supplying an organic solvent (sheath solution) to the LC separation solution sprayed from the sheath tube (Non-patent Document 1). However, although the above-mentioned technology is an effective method for analysis down to microliter level, it has not been applied to analysis of nanoliter level (flow rate is nl / min level).

本発明者らは特許文献1において、ナノエレクトロスプレーイオン化方法及び装置として高性能なものを開発したが、より安定的にかつ高感度に分析できる方法及び装置の開発が要望されている。   The inventors of the present invention have developed high performance nanoelectrospray ionization methods and devices in Patent Document 1, but there is a demand for development of methods and devices that can analyze more stably and with high sensitivity.

したがって、低分子RNAなどに利用されるナノLC−ESI−MSに関しては、持続的に安定してエレクトロスプレーイオン化を行う方法は依然として模索段階にあった。
また、近年よくおこなわれているプロテオミクス分析でもこの手法を同様に用いることができる。すなわち、タンパク質やその酵素消化で生じるポリペプチドを対象とするプロテオミクス分析においても、カラムの先端形状が分析中に変化することでしばしばスプレーが不安定となり、再現性の良い結果が安定して得られない大きな問題があった。
Therefore, with regard to nano LC-ESI-MS used for small RNAs and the like, a method for performing electrospray ionization continuously and in a stable manner was still in the search stage.
In addition, this method can be similarly used in proteomics analysis frequently performed in recent years. That is, even in proteomics analysis for proteins and polypeptides produced by enzyme digestion, the spray is often unstable due to changes in the shape of the tip of the column during analysis, and results with good reproducibility can be stably obtained. There was no big problem.

特開2010−281777号公報JP, 2010-281777, A

Huber, C. and Krajete, A., Journal of Chromatography A, 870:413-424, 2000Huber, C. and Krajete, A., Journal of Chromatography A, 870: 413-424, 2000

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、RNAのナノLC−MS/MS分析を、カラムの先端形状などの不安定要因に依存せずに維持し、安定的な高感度分析を持続的に遂行するための、ナノエレクトロスプレーイオン化方法及び装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and maintains nano LC-MS / MS analysis of RNA independently of instability factors such as the shape of the tip of the column, and stably high sensitivity analysis. It is an object of the present invention to provide a nanoelectrospray ionization method and apparatus for performing continuously.

上記目的を達成するために、本発明者らが鋭意検討を行った結果、分離溶媒とともに試料を導入し、該試料を成分ごとに分離して噴霧せしめるカラム一体型ニードルの先端に対し、外部から有機溶媒含有ガスを供給することにより、安定的な高感度分析を持続的に遂行できることを見出し、本発明を完成するに至った。   In order to achieve the above object, as a result of intensive studies by the present inventors, the sample is introduced together with the separation solvent, and the tip of the column-integrated needle that separates the sample into components and sprays it from the outside It has been found that stable high sensitivity analysis can be carried out continuously by supplying an organic solvent-containing gas, and the present invention has been completed.

すなわち、一態様において、本発明は以下のとおりであってよい。
[1] 液体クロマトグラフィー用充填剤を充填したカラム一体型ニードルへ試料を含む分離溶媒を導入し、及び該ニードル先端部に電圧を印加して、分離された試料成分を該ニードルの先端部より質量分析計の試料導入オリフィスへ向けて噴霧しイオン化する工程と、
ガス供給用キャピラリーへ有機溶媒含有ガスを導入し、該キャピラリー先端部より前記カラム一体型ニードル先端部へ該ガスを供給する工程とを含み、
前記二つの工程を同時に行うことを特徴とするナノエレクトロスプレーイオン化方法。
That is, in one aspect, the present invention may be as follows.
[1] A separation solvent containing a sample is introduced into a column-integrated needle packed with a packing material for liquid chromatography, and a voltage is applied to the tip of the needle to separate the separated sample components from the tip of the needle Spraying and ionizing to the sample introduction orifice of the mass spectrometer;
Introducing an organic solvent-containing gas into the gas supply capillary and supplying the gas from the capillary tip to the column-integrated needle tip;
A nanoelectrospray ionization method comprising performing the two steps simultaneously.

[2] 前記試料が、2〜100塩基程度の塩基長を有する天然RNA、非天然RNA、酵素消化されたRNAオリゴマー、天然型および非天然型のDNA、DNA−RNAハイブリッド、酵素消化されたDNAオリゴマー、天然型および非天然型タンパク質、タンパク質の酵素消化で生じたペプチドまたは合成ポリペプチドを含むものであることを特徴とする、上記[1]に記載の方法。   [2] The sample is a natural RNA having a base length of about 2 to 100 bases, a non-natural RNA, an enzyme-digested RNA oligomer, a natural or non-natural DNA, a DNA-RNA hybrid, an enzyme-digested DNA The method according to the above-mentioned [1], which comprises an oligomer, a naturally-occurring and non-naturally-occurring protein, a peptide produced by enzymatic digestion of a protein, or a synthetic polypeptide.

[3] 前記ガスが、気化した有機溶媒を含む窒素ガスまたは空気であって、当該有機溶媒は水への溶解性を有する有機溶媒である、上記[1]または[2]に記載の方法。
[4] 水への溶解性を有する有機溶媒が、アルコール類、アセトニトリル、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、ジクロロメタンである、上記[3]に記載の方法。
[3] The method according to [1] or [2] above, wherein the gas is nitrogen gas or air containing a vaporized organic solvent, and the organic solvent is an organic solvent having water solubility.
[4] The method according to the above [3], wherein the organic solvent having water solubility is alcohol, acetonitrile, acetone, methyl acetate, ethyl acetate, dichloromethane.

[5] 前記ガス供給用キャピラリーの内径が、0.2〜1.0mmであることを特徴とする、上記[1]〜[4]のいずれか1項に記載の方法。
[6] 前記ガスの流量が、10〜1500mL/分である、上記[1]〜[5]のいずれか1項に記載の方法。
[5] The method according to any one of the above [1] to [4], wherein the inner diameter of the gas supply capillary is 0.2 to 1.0 mm.
[6] The method according to any one of the above [1] to [5], wherein the flow rate of the gas is 10 to 1500 mL / min.

[7] 上記[1]〜[6]に記載の方法を実行するためのナノエレクトロスプレーイオン化装置であって、
液体クロマトグラフィー用充填剤が充填され、質量分析計の試料導入オリフィスに接触または近接配置されたカラム一体型ニードルと、
該カラム一体型ニードルに接続されたスプレー電極と、
有機溶媒含有ガス供給手段と、
を備え、
前記有機溶媒含有ガス供給手段は、
ガス供給部と、
有機溶媒貯蔵器と、
ガス供給用キャピラリーと、を備え、
前記ガス供給部は、前記有機溶媒貯蔵器に流路を介して連結されて、ガスを該有機溶媒貯蔵器へと供給するものであり、
前記有機溶媒貯蔵器は、前記ガス供給用キャピラリーに流路を介して連結されて、該有機溶媒貯蔵器にガスが供給されて生じた有機溶媒含有ガスを前記ガス供給用キャピラリーへと供給するものであり、
前記ガス供給用キャピラリーは、その先端部を前記カラム一体型ニードル先端部に接触または近接させて配置されている、
ことを特徴とするナノエレクトロスプレーイオン化装置。
[7] A nanoelectrospray ionization device for performing the method according to the above [1] to [6],
A column-integrated needle packed with a packing material for liquid chromatography and placed in contact with or in close proximity to a sample introduction orifice of a mass spectrometer;
A spray electrode connected to the column-integrated needle,
An organic solvent-containing gas supply means;
Equipped with
The organic solvent-containing gas supply means is
A gas supply unit,
An organic solvent reservoir,
And a gas supply capillary,
The gas supply unit is connected to the organic solvent reservoir via a flow path to supply a gas to the organic solvent reservoir.
The organic solvent reservoir is connected to the gas supply capillary via a flow path, and supplies an organic solvent-containing gas generated by supplying the gas to the organic solvent reservoir to the gas supply capillary. And
The gas supply capillary is disposed such that its tip is in contact with or close to the tip of the column-integrated needle.
A nanoelectrospray ionization device characterized in that.

本発明によれば、分析の感度及び安定性がチップ型カラムの先端形状などの不安定要因に依存せずに、超微量の低分子成分を極めて安定的にイオン化せしめ、極めて高感度の分析を持続的に遂行することができる。これにより、従来困難であった低分子RNAの詳細かつ信頼度に優れた分析を安定的に行うことが可能となり、RNA医薬などの開発への応用に大きく貢献することができる。   According to the present invention, the sensitivity and stability of the analysis do not depend on instability factors such as the tip shape of the chip-type column, and the extremely small amount of low molecular components are ionized extremely stably, and analysis of extremely high sensitivity is achieved. It can be carried out continuously. This makes it possible to stably carry out analysis of low-molecular-weight RNAs, which has hitherto been difficult and which is excellent in detail and reliability, and can greatly contribute to the application to the development of RNA medicine and the like.

また、プロテオミクス分析でもカラムの寿命を長くできるだけでなく、ランニングコストの低下や得られるデータの安定性が向上することで、医薬品開発を含むプロテオミクス研究にも大きな貢献が期待できる。   Moreover, proteomics analysis can not only prolong the life of the column, but also can contribute to proteomics research including drug development by reducing running costs and improving the stability of the obtained data.

本発明にかかるナノエレクトロスプレーイオン化方法におけるナノLC−ESI−MSの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of nano LC-ESI-MS in the nano electro spray ionization method concerning this invention. ナノLC−ESI−MS法における分離溶媒中の有機溶媒濃度の変化(グラジエント)を表すグラフである。It is a graph showing the change (gradient) of the organic solvent concentration in the separation solvent in nano LC-ESI-MS method. 本願におけるカラム一体型ニードルとガス供給用キャピラリーの間の距離を示す図である。It is a figure which shows the distance between the column integrated needle in this application, and the capillary for gas supply. 有機溶媒含有ガス供給手段を備えた本発明のナノLC−ESI−MS、及び有機溶媒及び窒素ガスの混合体を溶媒供給手段により供給する旧型のナノLC−ESI−MSによる、合成されたRNAまたはRNA−DNAハイブリッドのクロマトグラムである。RNA synthesized according to the present invention nano LC-ESI-MS of the present invention equipped with an organic solvent-containing gas supply means, and old nano LC-ESI-MS supplying a mixture of an organic solvent and nitrogen gas by a solvent supply means It is a chromatogram of RNA-DNA hybrid. 有機溶媒含有ガス供給手段を備えた本発明のナノLC−ESI−MS、有機溶媒及び窒素ガスの混合体を溶媒供給手段により供給する旧型のナノLC−ESI−MS、及び有機溶媒含有ガス供給手段を備えない一般的なLC−ESI−MSによる、合成されたRNAまたはRNA−DNAハイブリッドのクロマトグラムである。補助溶媒なしではカラム先端に液滴形成のため溶離液および溶質がイオン化できなかった。Nano LC-ESI-MS of the present invention provided with organic solvent-containing gas supply means, old nano LC-ESI-MS for supplying a mixture of organic solvent and nitrogen gas by solvent supply means, and organic solvent-containing gas supply means A chromatogram of the synthesized RNA or RNA-DNA hybrid by a common LC-ESI-MS without Without the cosolvent, the eluent and solute could not be ionized due to the formation of droplets at the column tip. 有機溶媒含有ガスの種類を変えた場合の、有機溶媒含有ガス供給手段を備えた本発明のナノLC−ESI−MSによる、合成されたRNAまたはRNA−DNAハイブリッドのクロマトグラムである。It is a chromatogram of the synthesize | combined RNA or RNA-DNA hybrid by nano LC-ESI-MS of this invention equipped with the organic solvent containing gas supply means when the kind of organic solvent containing gas is changed. 有機溶媒含有ガス供給手段を備えた本発明のナノLC−ESI−MSによる、ヒト5S−rRNA消化物のクロマトグラムである。It is a chromatogram of human 5S-rRNA digest by nano LC-ESI-MS of this invention equipped with the organic solvent containing gas supply means. ヒト5S−rRNAの塩基配列(配列番号1)を示す図である。塩基配列中の空白は、RNaseT1消化により切断される部位である。塩基配列中の下線部分は実施例3で検出されたピークに対応する塩基配列である。It is a figure which shows the base sequence (sequence number 1) of human 5S-rRNA. A blank in the base sequence is a site that is cleaved by RNase T1 digestion. The underlined portion in the base sequence is the base sequence corresponding to the peak detected in Example 3. 有機溶媒含有ガス供給手段を備えた本発明のナノLC−ESI−MSにおいて、有機溶媒含有ガス流量と、合成されたRNAまたはRNA−DNAハイブリッドのクロマトグラムのピークの高さの関係を評価した結果を示すグラフである。In nano LC-ESI-MS of the present invention equipped with an organic solvent-containing gas supply means, the result of evaluating the relationship between the organic solvent-containing gas flow rate and the peak height of the chromatogram of the synthesized RNA or RNA-DNA hybrid Is a graph showing ポジティブモードでの0.1%ギ酸−水でのイオン化電圧の変化とベースラインを示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the change in ionizing voltage with 0.1% formic acid-water in positive mode and a baseline. 有機溶媒含有ガス供給手段を備えた本発明のナノLC−ESI−MSによる、ヒト血清アルブミンのトリプシン消化物のクロマトグラムである。It is a chromatogram of the tryptic digest of human serum albumin by nano LC-ESI-MS of this invention equipped with the organic solvent containing gas supply means. 一般的なLC−ESI−MSの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of general LC-ESI-MS.

以下に本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本明細書で特段に定義されない限り、本発明に関連して用いられる科学用語及び技術用語は、当業者によって一般に理解される意味を有するものとする。
The present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited thereto.
Unless otherwise defined herein, scientific and technical terms used in connection with the present invention shall have the meanings that are commonly understood by those of ordinary skill in the art.

本発明にかかるナノエレクトロスプレーイオン化方法は、超微量成分を分析するナノLC−ESI−MS法において、LCにより分離された試料を噴霧し、イオン化せしめるESIニードルの先端部分に対し、有機溶媒含有ガスを供給するというものである。   The nanoelectrospray ionization method according to the present invention is a nano LC-ESI-MS method for analyzing ultra trace components, wherein a gas separated from the sample separated by LC is sprayed and ionized to the tip portion of the ESI needle. Supply.

通常、ナノLC−ESI−MS法においては、特にポストカラムデッドボリュームを排除するため、LCを行うカラムと一体化したESIニードルを用いることができる。このカラム一体化ニードルは、先細り構造を有する逆相分離用シリカゲルカラムに液体クロマトグラフィー用の逆相分離用シリカゲル充填剤が充填されたものであり、充填剤において分離された試料成分を先細りしたカラム先端より直ちに噴霧し液滴化を防ぐことで微小帯電液滴とすることができる。前記カラム一体型ニードルの絞られた先端内径は、5〜15μm程度に設計されていることが好ましい。   Usually, in the nano LC-ESI-MS method, it is possible to use an ESI needle integrated with a column on which LC is performed, in particular to eliminate post-column dead volume. This column-integrated needle is a silica gel column for reverse phase separation having a tapered structure packed with a silica gel packing material for reverse phase separation for liquid chromatography, and a column in which sample components separated in the packing material are tapered. By spraying immediately from the tip to prevent droplet formation, minute charged droplets can be obtained. The narrowed tip inner diameter of the column-integrated needle is preferably designed to be about 5 to 15 μm.

なお、本発明にかかるナノエレクトロスプレーイオン化方法に供する試料としては、一般にナノLC−ESI−MS法に適用可能なものであれば特に制限はなく、タンパク質、ペプチド、DNA、RNA等を含むもの、もしくはそれらの混合物が挙げられる。タンパク質、ペプチド、DNAまたはRNAのサイズは特に限定されない。本発明においては、特に従来法による分析が困難な酵素消化されたRNAオリゴマー、タンパク質の酵素消化で生じたペプチド、または低分子RNAを含む試料が好ましい。   The sample to be subjected to the nanoelectrospray ionization method according to the present invention is not particularly limited as long as it is generally applicable to the nano LC-ESI-MS method, and includes proteins, peptides, DNA, RNA, etc. Or mixtures thereof. The size of the protein, peptide, DNA or RNA is not particularly limited. In the present invention, in particular, a sample containing an enzyme-digested RNA oligomer, a peptide produced by enzymatic digestion of a protein, or a small RNA, which is difficult to analyze by conventional methods, is preferable.

本明細書においてタンパク質とは、20種類の天然のL−α−アミノ酸がペプチド結合(アミド結合)により連結したポリペプチド鎖を含む分子である。タンパク質は、天然に存在するもの、または遺伝子工学的な手法により組換え体として製造されるものであってもよい。また、20種類の天然のL−α−アミノ酸が2〜100個、ペプチド結合により連結したポリペプチド鎖を含む分子を特にペプチドと称することがある。ペプチドは、天然に存在するもの、化学合成により製造されるもの、遺伝子工学的な手法により組換え体として製造されるもの、または、タンパク質の酵素消化により生じるものであってもよい。タンパク質の酵素消化とは、タンパク質分解酵素等の酵素によりタンパク質が分解されてペプチドを生じる反応を意味する。タンパク質またはペプチドについて非天然型とは、天然型のタンパク質またはペプチドに対して何らかの人工的修飾を行ったもの、あるいは遺伝子工学技術や化学合成法で人工的に製造したものを意味する。   As used herein, a protein is a molecule comprising a polypeptide chain in which 20 types of natural L-α-amino acids are linked by a peptide bond (amide bond). The proteins may be naturally occurring or recombinantly produced by genetic engineering techniques. In addition, a molecule containing a polypeptide chain in which 2 to 20 naturally occurring L-α-amino acids are linked by a peptide bond may be particularly referred to as a peptide. The peptide may be one naturally occurring, one produced by chemical synthesis, one produced recombinantly by genetic engineering techniques, or one produced by enzymatic digestion of a protein. Enzymatic digestion of a protein means a reaction in which a protein is degraded by an enzyme such as a proteolytic enzyme to generate a peptide. The non-naturally occurring form of a protein or peptide means one obtained by artificially modifying a naturally occurring protein or peptide or one artificially produced by genetic engineering techniques or chemical synthesis.

一態様において本発明の分析対象となるタンパク質またはペプチドは、天然および非天然型のタンパク質ならびにこれらの酵素消化で生じる各種のポリペプチドおよび合成ポリペプチドであってもよい。タンパク質の酵素消化で生じたペプチドの長さは特に限定されない。   In one aspect, the proteins or peptides to be analyzed according to the present invention may be naturally occurring and non-naturally occurring proteins, and various polypeptides and synthetic polypeptides produced by these enzyme digestions. The length of the peptide generated by enzymatic digestion of the protein is not particularly limited.

DNA(デオキシリボ核酸)は、糖成分としてD−2−デオキシリボースを有し、塩基としてアデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)またはチミン(T)が糖の1’位炭素に連結し、そしてリン酸が糖の5’位炭素に連結したデオキシリボヌクレオチドを基本単位として、各ヌクレオチド間の糖の3’と5’位炭素の間でリン酸がリン酸ジエステル結合を形成して、前記デオキシリボヌクレオチドが重合した分子である。RNA(リボ核酸)は、糖成分としてD−リボースを有し、塩基としてアデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)またはウラシル(U)が糖の1’位炭素に連結し、そしてリン酸が糖の5’位炭素に連結したリボヌクレオチドを基本単位として、各ヌクレオチド間の糖の3’と5’位炭素の間でリン酸がリン酸ジエステル結合を形成して、前記リボヌクレオチドが重合した分子である。DNAまたはRNAは、天然に存在するもの、天然に存在するものを酵素処理や化学処理により分解して得られるもの、化学合成により製造されるもの、遺伝子工学的な手法により製造されるものであってもよい。DNAまたはRNAについて非天然型とは、天然型のDNAまたはRNAに対して合成品およびLocked NA,S化RNAなどの人工的修飾行ったものを意味する。   DNA (deoxyribonucleic acid) has D-2-deoxyribose as a sugar component, and adenine (A), guanine (G), cytosine (C) or thymine (T) as a base is linked to the 1 'carbon of the sugar And, with deoxyribonucleotides in which the phosphate is linked to the 5 'carbon of the sugar as a basic unit, the phosphate forms a phosphodiester bond between the 3' and 5 'carbons of the sugar between each nucleotide, The deoxyribonucleotide is a polymerized molecule. RNA (ribonucleic acid) has D-ribose as a sugar component, and adenine (A), guanine (G), cytosine (C) or uracil (U) as a base is linked to the 1 'carbon of the sugar, and The ribonucleotide is a phosphate diester bond formed between the 3 'and 5' carbons of the sugar between each nucleotide, with the ribonucleotide in which the phosphate is linked to the 5 'carbon of the sugar as a basic unit Is a polymerized molecule. DNA or RNA may be naturally occurring ones, those obtained by degrading naturally occurring ones by enzyme treatment or chemical treatment, those produced by chemical synthesis, or those produced by genetic engineering techniques. May be The non-naturally occurring form of DNA or RNA means synthetic DNA or RNA and artificially modified such as Locked NA, S-modified RNA and the like.

一態様において本発明の分析対象となるRNAは、塩基長が30塩基程度のマイクロRNA(miRNA)またはsiRNAといった生体試料に含まれる20〜30ヌクレオチド程度の機能性の非翻訳型RNA(ncRNA)や70塩基程度のtRNAなどの天然型RNA、医薬品開発などの目的で合成される非天然型RNA、塩基長が6000塩基にも及ぶリボゾームRNA(rRNA)などの高分子RNAの酵素消化で生じる塩基長2〜50塩基程度のオリゴヌクレオチド(酵素消化されたオリゴマー)などであってもよい。また本発明の分析対象となるDNAまたはRNAは、天然および非天然型のDNA、DNA−RNAハイブリッド、ならびにこれらの酵素消化で生じる各種のオリゴヌクレオチドであってもよい。 本明細書において低分子RNAとは、2〜100ヌクレオチド、好ましくは2〜70ヌクレオチド、好ましくは2〜50ヌクレオチド、2〜30ヌクレオチド、2〜20ヌクレオチド、2〜15ヌクレオチドのRNAを意味する。   In one embodiment, the RNA to be analyzed according to the present invention is a functional non-translated RNA (ncRNA) of about 20 to 30 nucleotides contained in a biological sample such as a microRNA (miRNA) or siRNA having a base length of about 30 bases Base length generated by enzymatic digestion of large RNA such as natural RNA such as tRNA with about 70 bases, non-natural RNA synthesized for the purpose of drug development etc., and ribosomal RNA (rRNA) with a base length of 6000 bases It may be an oligonucleotide (enzyme-digested oligomer) of about 2 to 50 bases or the like. The DNA or RNA to be analyzed according to the present invention may be natural and non-natural DNA, DNA-RNA hybrids, and various oligonucleotides produced by these enzyme digestions. As used herein, small RNA refers to RNA of 2 to 100 nucleotides, preferably 2 to 70 nucleotides, preferably 2 to 50 nucleotides, 2 to 30 nucleotides, 2 to 20 nucleotides, or 2 to 15 nucleotides.

これらの本発明にかかるナノエレクトロスプレーイオン化方法に供する試料は、分析に際して緩衝液または塩溶媒等に溶解させて用いることができる。
図12は、従来の一般的なナノLC−ESI−MSの構成を示した概略図である。
The sample to be subjected to the nanoelectrospray ionization method according to the present invention can be used by dissolving it in a buffer solution, a salt solvent or the like in the analysis.
FIG. 12 is a schematic view showing the configuration of a conventional general nano LC-ESI-MS.

図12において、ナノLC−ESI−MSは試料分離手段12、質量分析手段14を備えている。
前記試料分離手段12は、分離溶媒18、分離溶媒送液ポンプ20、インジェクタ22、グラジエント発生器24、スプレー電極26、カラム一体型ニードル28を有し、前記各構成は流路によって適宜接続されている。前記質量分析手段14は、試料導入オリフィス30と、それに接続する質量分析計32を有しており、該オリフィス30が前記カラム一体型ニードル28の先端指示方向を向くように配置されている。
In FIG. 12, the nano LC-ESI-MS includes a sample separation unit 12 and a mass analysis unit 14.
The sample separation means 12 includes a separation solvent 18, a separation solvent delivery pump 20, an injector 22, a gradient generator 24, a spray electrode 26, and a column integrated needle 28, and the respective components are appropriately connected by a flow path There is. The mass analysis means 14 has a sample introduction orifice 30 and a mass spectrometer 32 connected thereto, and the orifice 30 is disposed so as to face the pointing direction of the tip of the column integrated needle 28.

試料分離手段10において、適宜水等に溶解された分析試料は、インジェクタ22より導入され、分離溶媒送液ポンプ20より設定流量で送液された分離溶媒に乗ってグラジエント発生器24に至る。グラジエント発生器24は、分離溶媒の組成及び濃度を試料成分の溶出特性に応じて調整し、続くカラム一体型ニードル28における該試料成分の分離をより精密にコントロールする。カラム一体型ニードル28には液体クロマトグラフィー用充填剤が充填されており、分離溶媒とともに導入された試料は、前記グラジエント発生器24で調整された分離溶媒と前記充填剤とに対する親和性の差に応じて成分ごとに分離される。また、該カラム一体型ニードル28には、スプレー電極26によってネガティブモードで質量分析を行う場合は−1〜−2kV程度、ポジティブモードで質量分析を行う場合は+1〜+2kV程度の電圧が印加されており、カラム内で分離された試料成分は、該カラムと一体化したニードルの先端から噴霧され、イオンに分離溶媒分子が多数会合した微小な帯電液滴となる。液滴化した試料成分は、液滴内部イオンによりイオン化し、ニードル先端の指示方向にある試料導入オリフィス30から質量分析手段14に導入される。   In the sample separation means 10, an analysis sample appropriately dissolved in water or the like is introduced from the injector 22 and travels on the separation solvent fed at a set flow rate from the separation solvent delivery pump 20 and reaches the gradient generator 24. The gradient generator 24 adjusts the composition and concentration of the separation solvent according to the elution characteristics of the sample components, and controls the separation of the sample components in the subsequent column integrated needle 28 more precisely. The column-integrated needle 28 is packed with a packing material for liquid chromatography, and the sample introduced together with the separation solvent is the difference in affinity for the separation solvent prepared by the gradient generator 24 and the packing material. The components are separated accordingly. Further, to the column-integrated needle 28, a voltage of about −1 to −2 kV is applied when performing mass analysis in the negative mode with the spray electrode 26, and a voltage of about +1 to +2 kV is applied when performing mass analysis in the positive mode. The sample components separated in the column are sprayed from the tip of a needle integrated with the column to form minute charged droplets in which a large number of separation solvent molecules are associated with ions. The sample components formed into droplets are ionized by the ions inside the droplets and introduced into the mass analysis means 14 from the sample introduction orifice 30 in the direction indicated by the needle tip.

図1は、本発明のナノエレクトロスプレーイオン化装置を示す概略図である。尚、上述した従来のナノエレクトロスプレーイオン化装置と同じ構成の部材については同じ番号を付し、以下の説明においては上述した従来のナノエレクトロスプレーイオン化装置と異なる部分について詳述する。   FIG. 1 is a schematic view showing a nanoelectrospray ionization device of the present invention. The same reference numerals are given to members having the same configurations as those of the conventional nano electrospray ionization device described above, and in the following description, portions different from the conventional nano electrospray ionization device described above will be described in detail.

図1に示す本発明のナノLC−ESI−MSは、試料分離手段12及び質量分析手段14に加え、有機溶媒含有ガス供給手段36を備える。そして、有機溶媒含有ガス供給手段36は、ガス供給部38、有機溶媒貯蔵器40、ガス供給用キャピラリー42を有する。ガス供給部38及び有機溶媒貯蔵器40、ならびに有機溶媒貯蔵器40及びガス供給用キャピラリー42は、それぞれ流路46及び流路48によって接続されている。ここで、有機溶媒貯蔵器40は中空の円柱状であり、ガス供給部38との連結用の流路46及びガス供給用キャピラリー42との連結用の流路48の端部はいずれも有機溶媒貯蔵器40内の有機溶媒と接触しないように配置されている。   The nano LC-ESI-MS of the present invention shown in FIG. 1 includes an organic solvent-containing gas supply means 36 in addition to the sample separation means 12 and the mass analysis means 14. The organic solvent-containing gas supply means 36 has a gas supply unit 38, an organic solvent reservoir 40, and a capillary 42 for gas supply. The gas supply unit 38 and the organic solvent reservoir 40, and the organic solvent reservoir 40 and the gas supply capillary 42 are connected by a flow passage 46 and a flow passage 48, respectively. Here, the organic solvent reservoir 40 has a hollow cylindrical shape, and the end of the flow path 46 for connection with the gas supply unit 38 and the end of the flow path 48 for connection with the gas supply capillary 42 are both organic solvents It is arranged not to contact the organic solvent in the reservoir 40.

前記ガス供給用キャピラリー42の先端の指示方向が試料分析手段12のカラム一体型ニードル28の先端部を向くように設置されている。このように前記ガス供給用キャピラリー42の先端がカラム一体型ニードル28の先端部を向くように設置するには、例えば特に図示しないが、ガス供給用キャピラリー42を、前記カラム一体型ニードル28が設置されている基台と同一基台上に設置された三次元位置決め用の保持具により保持させる装置構成を採用できる。該保持具はガス供給用キャピラリー42の中心部分を保持し、上下左右方向に回動自在となされており、ガス供給用キャピラリー42の先端を種々方向に位置させることが可能である。これにより、カラム一体型ニードル28の先端位置を種々変更しても、それに追随させてガス供給用キャピラリー42の先端を移動させることができる。   The direction in which the tip of the gas supply capillary 42 points is directed to the tip of the column-integrated needle 28 of the sample analysis means 12. In order to set the tip of the gas supply capillary 42 so that the tip of the gas supply capillary 42 faces the tip of the column integrated needle 28 as described above, the gas supply capillary 42 is installed with the column integrated needle 28 although not particularly shown. It is possible to employ a device configuration that is held by a three-dimensional positioning holder installed on the same base as the base being mounted. The holder holds the central portion of the gas supply capillary 42 and is rotatable in the vertical and horizontal directions, and the tip of the gas supply capillary 42 can be positioned in various directions. As a result, even if the tip position of the column integrated needle 28 is changed variously, the tip of the gas supply capillary 42 can be moved following it.

有機溶媒貯蔵器40内の有機溶媒を撹拌するために、スターラー44をさらに有していてもよい。
ガス供給部38としては、コンプレッサーまたはガスボンベを用いることができる。
In order to stir the organic solvent in the organic solvent reservoir 40, it may further have a stirrer 44.
As the gas supply unit 38, a compressor or a gas cylinder can be used.

流路46及び流路48は、有機溶媒含有ガスを供給することができる管状体であれば、材質や形状に制限はないが、例えば、樹脂製の配管を用いることもできる。
本発明の構成において、試料分離手段12において試料を導入・分離後にイオン化し、質量分析手段14において質量分析するに至る工程は、上記した一般的なナノLC−ESI−MSの構成(図12)と同様である。
The flow path 46 and the flow path 48 are not limited in material and shape as long as they are tubular bodies that can supply the organic solvent-containing gas, but for example, resin piping can also be used.
In the configuration of the present invention, the steps leading to ionization after introduction and separation of the sample in the sample separation means 12 and mass analysis in the mass analysis means 14 are the configurations of the general nano LC-ESI-MS described above (FIG. 12) Is the same as

ただし、本発明の構成では前記工程と同時に、有機溶媒含有ガス供給手段36において、ガス供給部38によって設定圧力で送気された気体が、有機溶媒貯蔵器40を通じた後にガス供給用キャピラリー42に導入されることにより、該ガス供給用キャピラリー42の先端部から試料分離手段12のカラム一体型ニードル28の先端部へ、有機溶媒含有ガスが供給される。   However, in the configuration of the present invention, the gas supplied by the gas supply unit 38 at the set pressure in the organic solvent-containing gas supply means 36 simultaneously with the capillary 42 for gas supply after passing through the organic solvent reservoir 40 simultaneously with the above steps. By being introduced, the organic solvent-containing gas is supplied from the end of the gas supply capillary 42 to the end of the column-integrated needle 28 of the sample separation means 12.

したがって、本発明の一実施態様は、本発明のナノエレクトロスプレーイオン化方法を実行するためのナノエレクトロスプレーイオン化装置であって、液体クロマトグラフィー用充填剤が充填され、質量分析計の試料導入オリフィスに接触または近接配置されたカラム一体型ニードル28と、該カラム一体型ニードルに接続されたスプレー電極26と、有機溶媒含有ガス供給手段36と、を備え、ここで当該有機溶媒含有ガス供給手段36は、ガス供給部38と、有機溶媒貯蔵器40と、ガス供給用キャピラリー42と、を備える、前記装置である。   Thus, one embodiment of the present invention is a nanoelectrospray ionization device for carrying out the nanoelectrospray ionization method of the present invention, which is filled with a filler for liquid chromatography and is provided at a sample introduction orifice of a mass spectrometer. A column integrated needle 28 disposed in contact or close proximity, a spray electrode 26 connected to the column integrated needle, and an organic solvent containing gas supply means 36, wherein the organic solvent containing gas supply means 36 , A gas supply unit 38, an organic solvent reservoir 40, and a capillary 42 for gas supply.

本願において分離溶媒とは、液体クロマトグラフィー(LC)において通常用いられる移動相であり、水ないし塩類溶液と有機溶媒の混合系(例えば、メタノール溶液、アセトニトリル溶液、ギ酸水溶液、酢酸トリエチルアミン水溶液等)などが好適に用いられる。   In the present application, the separation solvent is a mobile phase generally used in liquid chromatography (LC), and is a water or a mixed system of a salt solution and an organic solvent (eg, methanol solution, acetonitrile solution, formic acid aqueous solution, triethylamine acetate aqueous solution etc.) Is preferably used.

一般のナノLC−ESI−MS法では、試料に含まれる微量成分を分離溶媒中の有機溶媒との親和性(溶解度)に応じてより精密に分離するため、グラジエント発生器24において、通常、有機溶媒濃度が低濃度から徐々に高濃度となるよう分離溶媒の組成比をグラジエントに調整する。このような調整において理想的なグラジエントライン(分離溶媒中の有機溶媒の濃度勾配)は図2の上段に図示するとおりである。   In the general nano LC-ESI-MS method, in order to separate trace components contained in the sample more precisely depending on the affinity (solubility) with the organic solvent in the separation solvent, it is usually carried out in the gradient generator 24 The composition ratio of the separation solvent is adjusted to a gradient so that the solvent concentration gradually increases from low concentration. An ideal gradient line (concentration gradient of organic solvent in separation solvent) in such adjustment is as illustrated in the upper part of FIG.

しかしながら、実際の測定では、前記グラジエントにおいて分離溶媒中の有機溶媒が低濃度となる段階、すなわち、グラジエント分析の初期段階では、有機溶媒は数%以下と少なく、このときスプレーから発生する液滴は有機溶媒のみのときに比べかなり大きいことが予想される。そのため、初期段階での分離溶媒が表面張力によりカラム一体型ニードル28の先端に留まり、液滴を形成することが頻繁に起こる。ナノ分析に用いるカラム一体型ニードル先端は極めて微小であるため、前記液滴が生じると、図2の下段に示すように、試料成分の噴霧が断続的(状態A)ないしは完全に妨げられた状態(状態B)となってしまい、正常な分析の続行が不能となる。   However, in the actual measurement, at the stage where the concentration of the organic solvent in the separation solvent is low in the gradient, that is, in the initial stage of the gradient analysis, the organic solvent is as low as a few percent or less, It is expected to be much larger than the organic solvent alone. Therefore, the separation solvent at the initial stage often remains at the tip of the column-integrated needle 28 by surface tension to form droplets. Since the tip of the column-integrated needle used for nanoanalysis is extremely small, when the droplet is generated, as shown in the lower part of FIG. 2, the state where spraying of sample components is interrupted intermittently (state A) or completely It becomes (State B), and it is impossible to continue normal analysis.

そこで、図1に示した本発明の構成及び上記実施態様の構成で表されるとおり、本発明にかかる方法においては、カラム一体型ニードルからの試料成分の噴霧と同時に該噴霧口であるニードル先端部に対して有機溶媒含有ガスを供給することによって、分離された試料成分がガスに含まれる有機溶媒と混合し、噴出口で止まることがないようにし、噴霧を妨げる前記液滴の生成を解消したのである。   Therefore, as represented by the configuration of the present invention and the configuration of the above embodiment shown in FIG. 1, in the method according to the present invention, the needle tip which is the spray port simultaneously with the spraying of the sample component from the column integrated needle By supplying an organic solvent-containing gas to the unit, the separated sample components are mixed with the organic solvent contained in the gas, and are prevented from stopping at the jet nozzle, thereby eliminating the formation of the droplets that impede the spraying. It is

図1に例示される本発明のナノエレクトロスプレーイオン化を含むナノLC−ESI−MS法において、導入される試料は必要に応じて適当な溶媒、例えば水、エタノール、アセトン等に溶解された溶液の状態であることが好ましい。カラム一体型ニードル28における分離溶媒及び試料の流量は、試料の成分や分離溶媒の種類にもよるが、50〜500nl/分とすることが好ましい。   In the nano LC-ESI-MS method including the nanoelectrospray ionization of the present invention illustrated in FIG. 1, the sample to be introduced is a solution of a solution dissolved in an appropriate solvent such as water, ethanol, acetone etc. as needed. It is preferable to be in the state. The flow rate of the separation solvent and the sample in the column-integrated needle 28 is preferably 50 to 500 nl / min, although it depends on the components of the sample and the type of the separation solvent.

本願において有機溶媒含有ガスとは、気化した有機溶媒を含むガス、ミスト状の有機溶媒を含むガス、またはそれら両方を含むガスを包含する概念である。特に好ましくは、有機溶媒含有ガスは、有機溶媒が飽和状態のガスである。有機溶媒含有ガスは、有機溶媒貯蔵器40の上部において、当該貯蔵器中の有機溶媒が気化することによって生じる。有機溶媒貯蔵器40内の有機溶媒を、例えばスターラー44により撹拌することは、当該貯蔵器内を気液平衡に近づける観点で有効である。有機溶媒が飽和状態のガスは、有機溶媒貯蔵器40内が気液平衡にある場合に、当該貯蔵器の上部の空間に生じていると理解される。   In the present application, the organic solvent-containing gas is a concept including a gas containing a vaporized organic solvent, a gas containing a mist-like organic solvent, or a gas containing both of them. Particularly preferably, the organic solvent-containing gas is a gas in which the organic solvent is saturated. The organic solvent-containing gas is generated at the top of the organic solvent reservoir 40 by the vaporization of the organic solvent in the reservoir. Stirring the organic solvent in the organic solvent reservoir 40 with, for example, the stirrer 44 is effective from the viewpoint of bringing the interior of the reservoir close to vapor-liquid equilibrium. It is understood that the gas in which the organic solvent is saturated is generated in the space above the storage when the inside of the organic solvent storage 40 is in vapor-liquid equilibrium.

本発明にかかる方法において、ガス供給用キャピラリー42は、有機溶媒含有ガスを供給することのできる管状体であれば材質や形状に制限はないが、内径が0.2〜1.0mm、好ましくは0.2〜0.75mm、0.4〜0.6mmであってもよい。ガス供給用キャピラリー42の先端は、キャピラリーの指示方向に対して垂直方向で切断された形状であってもよく、先細り構造(すなわち、ニードル様の構造)を有していてもよい。   In the method according to the present invention, the gas supply capillary 42 is not particularly limited in material and shape as long as it is a tubular body capable of supplying an organic solvent-containing gas, but the inner diameter is 0.2 to 1.0 mm, preferably It may be 0.2 to 0.75 mm or 0.4 to 0.6 mm. The tip of the gas supply capillary 42 may be cut in a direction perpendicular to the direction in which the capillary is indicated, and may have a tapered structure (i.e., a needle-like structure).

ガス供給用キャピラリー42からカラム一体型ニードル28の先端部に供給される有機溶媒含有ガスの流量は、特に限定されないが、例えば10〜1500ml/分、好ましくは30〜1400ml/分、300〜1400ml/分であってもよい。有機溶媒含有ガスの流量は、ガス供給部38より送気される気体の圧力と、ガス供給用キャピラリー42の内径の組合せにより決定される。例えば、ガス供給部38より送気される気体の圧力を1.0kg/cmに設定した上で、ガス供給用キャピラリー42について上記の範囲の内径を採用することで、有機溶媒含有ガスの流量について上記の範囲を達成することができる。 The flow rate of the organic solvent-containing gas supplied from the gas supply capillary 42 to the tip of the column-integrated needle 28 is not particularly limited, and is, for example, 10 to 1,500 ml / min, preferably 30 to 1,400 ml / min, 300 to 1,400 ml / min. It may be a minute. The flow rate of the organic solvent-containing gas is determined by the combination of the pressure of the gas supplied from the gas supply unit 38 and the inner diameter of the gas supply capillary 42. For example, after setting the pressure of the gas supplied from the gas supply unit 38 to 1.0 kg / cm 2 and adopting the inside diameter of the above range for the gas supply capillary 42, the flow rate of the organic solvent-containing gas The above-mentioned range can be achieved.

ガス供給用キャピラリー42から供給する有機溶媒含有ガスは、有機溶媒を含むガスであれば特に限定されない。好ましくは、有機溶媒は水への溶解性を有する有機溶媒である。水への溶解性を有する有機溶媒は、特に限定されないが、水への溶解度が1%以上の有機溶媒、好ましくは5%以上または10%以上の有機溶媒、さらに好ましくは水と任意に混合可能な有機溶媒であってよい。そのような有機溶媒として具体的なものには、メタノール、エタノールまたはイソプロピルアルコール(IPA)等のアルコール類、アセトニトリル、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、ジクロロメタン、等が挙げられる。好ましい有機溶媒は、メタノール、アセトニトリル、アセトン、酢酸エチルである。さらに好ましい有機溶媒はメタノールである。また、ガスは、空気または不活性ガスであればいずれの気体を用いてもよく、好適なガスとして空気または窒素が挙げられる。   The organic solvent-containing gas supplied from the gas supply capillary 42 is not particularly limited as long as it is a gas containing an organic solvent. Preferably, the organic solvent is an organic solvent having solubility in water. The organic solvent having solubility in water is not particularly limited, but may optionally be mixed with an organic solvent having a solubility in water of 1% or more, preferably 5% or 10% or more, more preferably water. Organic solvents. Specific examples of such organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol or isopropyl alcohol (IPA), acetonitrile, acetone, methyl acetate, ethyl acetate, dichloromethane and the like. Preferred organic solvents are methanol, acetonitrile, acetone, ethyl acetate. A further preferred organic solvent is methanol. Further, as the gas, any gas may be used as long as it is air or an inert gas, and suitable gases include air or nitrogen.

ガス供給用キャピラリー42から供給する有機溶媒含有ガスの温度は、特に限定されないが、好ましくは室温、例えば20〜30℃、好ましくは25℃であってもよい。
本発明にかかる方法において、カラム一体型ニードル28は、イオン化した試料成分が導入可能な程度に質量分析計32の試料導入オリフィス30へ近接配置され、その先端は該オリフィスに向けられている。そして、ガス供給用キャピラリー42は、前記カラム一体型ニードル28に接触または近接配置され、その先端は該カラム一体型ニードルに向けられている。カラム一体型ニードル28の先端とガス供給用キャピラリー42の先端との間の距離(図3(a)で表される距離)は、0〜2000μm程度であることが好ましい。0μmとは、すなわちガス供給用ニードル42の先端がカラム一体型ニードル28に接触していることを意味する。2000μmは、ガス供給用キャピラリー42の先端より供給される有機溶媒含有ガスがカラム一体型ニードル28に届く距離の目安であり、より適切な距離は有機溶媒含有ガスの該ニードルへの移動が可能な範囲において適宜調整することができる。
The temperature of the organic solvent-containing gas supplied from the gas supply capillary 42 is not particularly limited, but may preferably be room temperature, for example, 20 to 30 ° C., preferably 25 ° C.
In the method according to the present invention, the column-integrated needle 28 is disposed close to the sample introduction orifice 30 of the mass spectrometer 32 to the extent that ionized sample components can be introduced, and its tip is directed to the orifice. The gas supply capillary 42 is disposed in contact with or in close proximity to the column integrated needle 28, and the tip thereof is directed to the column integrated needle. The distance between the tip of the column-integrated needle 28 and the tip of the gas supply capillary 42 (the distance represented by FIG. 3A) is preferably about 0 to 2000 μm. 0 μm means that the tip of the gas supply needle 42 is in contact with the column integrated needle 28. 2000 μm is a measure of the distance that the organic solvent-containing gas supplied from the tip of the gas supply capillary 42 can reach the column-integrated needle 28, and a more appropriate distance allows the organic solvent-containing gas to move to the needle It can adjust suitably in the range.

さらに、通常、カラム一体型ニードル(ESIニードル)を用いたエレクトロスプレーイオン化において、該ニードル先端からの試料成分の噴霧を妨げる液滴は、その噴霧口の1〜2mm後方から生成される傾向にある。したがって、本発明においては、ガス供給用キャピラリー42の先端をカラム一体型ニードル28の先端に対して約1〜2mm後方に配置することが好ましい(図3(b)で表される距離)。カラム一体型ニードル28及びガス供給用キャピラリー42をこのように配置することで、より確実に液滴の生成を解消し、正常なイオン形成を継続することができる。   Furthermore, in electrospray ionization using a column-integrated needle (ESI needle), droplets that interfere with the spray of the sample component from the needle tip tend to be generated from 1 to 2 mm behind the spray nozzle . Therefore, in the present invention, the tip of the gas supply capillary 42 is preferably disposed about 1 to 2 mm behind the tip of the column-integrated needle 28 (the distance shown in FIG. 3B). By arranging the column-integrated needle 28 and the gas supply capillary 42 in this manner, it is possible to more reliably eliminate the formation of droplets and continue normal ion formation.

これらニードルの配置決定の点から、本発明にかかるナノエレクトロスプレーイオン化方法には、カラム一体型ニードル28及びガス供給用キャピラリー42の配置を調整する位置決め手段を備えたナノエレクトロスプレーイオン化装置を用いることが好ましい。すなわち、本発明にかかるナノエレクトロスプレーイオン化装置は、カラム一体型ニードル28の先端部を質量分析計32の試料導入オリフィス30に接触または近接は位置し、かつガス供給用キャピラリー42の先端部を前記カラム一体型ニードル先端部に接触または近接配置することのできる構造を有する。   From the point of determining the arrangement of these needles, the nanoelectrospray ionization method according to the present invention uses a nanoelectrospray ionization device provided with positioning means for adjusting the arrangement of the column integrated needle 28 and the capillary 42 for gas supply. Is preferred. That is, in the nanoelectrospray ionization apparatus according to the present invention, the tip of the column integrated needle 28 is positioned in contact with or close to the sample introduction orifice 30 of the mass spectrometer 32, and the tip of the capillary 42 for gas supply is It has a structure that can be placed in contact with or close to the tip of the column-integrated needle.

尚、本発明の方法及び装置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変形可能である。例えば、カラム一体型ニードル28の外周を覆ってガス供給用キャピラリーを配する二重構造管とすることもできる。   The method and apparatus of the present invention are not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, a double structure tube in which a gas supply capillary is disposed to cover the outer periphery of the column-integrated needle 28 can also be used.

以下、実施例により本発明にかかるナノエレクトロスプレーイオン化方法及び装置を具体的に示すが、本発明はこれらに限定されない。
実施例1:従来法との比較
図1に示す構成のナノLC−ESI−MS(q-ex:四重極オービトラップ型質量分析装置)を用い、合成したRNAまたはRNA−DNAハイブリッド(それぞれ50fmol)を試料として用いて、本発明にかかるナノエレクトロスプレーイオン化を評価した。合成したRNAまたはRNA−DNAハイブリッドとして用いた核酸は、以下の通りである。
5’−CACCA−3’
5’−UUUCGU(dC)(dA)−3’
5’−CUCAGU(dT)(dT)−3’
5’−AAUUCGA(dT)(dT)−3’
試料分離手段における条件は、次のとおりである。カラムは、Develosil C30 3μm 0.15mmID×65mmL(野村化学株式会社)を用いた。溶離液の流量を100nL/分とし、グラジエント溶出法により試料を分離した。A液は、トリエチルアミン、pH7.0:メタノール=9:1、B液は、10mMトリエチルアミン−酢酸、pH7.0:アセトニトリル=6:4を用い、0%B液→40%B液/30分、40%B液→70%B液/1分、70%B液で10分間保持、70%B液→0%B液/1分のグラジエントで溶出した。
Hereinafter, the nanoelectrospray ionization method and apparatus according to the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto.
Example 1 Comparison with Conventional Methods RNA or RNA-DNA hybrid (50 fmol each) synthesized using nano LC-ESI-MS (q-ex: quadrupole orbitrap mass spectrometer) configured as shown in FIG. ) Was used as a sample to evaluate nanoelectrospray ionization according to the present invention. The nucleic acids used as the synthesized RNA or RNA-DNA hybrid are as follows.
5'-CACCA-3 '
5'-UUUCGU (dC) (dA) -3 '
5'-CUCAGU (dT) (dT) -3 '
5'-AAUUCGA (dT) (dT) -3 '
The conditions in the sample separation means are as follows. As a column, Develosil C30 3 μm 0.15 mm ID × 65 mm L (Nomura Chemical Co., Ltd.) was used. The flow rate of the eluent was 100 nL / min, and the sample was separated by the gradient elution method. Solution A: triethylamine, pH 7.0: methanol = 9: 1, solution B: 10 mM triethylamine-acetic acid, pH 7.0: acetonitrile = 6: 4, 0% solution B → 40% solution B / 30 minutes, 40% solution B → 70% solution B / 1 minute, kept at 70% solution B for 10 minutes, eluted with a 70% solution B → 0% solution B / 1 minute.

質量分析計は、ネガティブモードで使用し、イオン化電圧は−1300Vまたは−1400Vとした。
また、有機溶媒含有ガスとしては気化したメタノールを含む空気を用いた。ガス供給用キャピラリーの内径は0.50mmであり、コンプレッサーの圧力は1.0kg/cmとした。有機溶媒含有ガス供給手段の温度は25℃とした。
The mass spectrometer was used in negative mode and the ionization voltage was -1300V or -1400V.
Further, as the organic solvent-containing gas, air containing vaporized methanol was used. The inner diameter of the gas supply capillary was 0.50 mm, and the pressure of the compressor was 1.0 kg / cm 2 . The temperature of the organic solvent-containing gas supply means was 25.degree.

また、比較のために、有機溶媒含有ガス供給手段を備えない、従来の一般的なLC−ESI−MS(図12、本明細書または図面において「補助装置なし」と表記することがある)を用いて同様の分析を行った。そして、本願の有機溶媒含有ガス供給手段の代わりに、有機溶媒及び窒素ガスの混合体を溶媒供給手段により供給する特開2010−281777号公報に開示されたLC−ESI−MS(本明細書または図面において、「旧型」または「旧型補助装置」と表記することがある)を用いて分析し、本願発明の方法との比較を行った。有機溶媒及び窒素ガスの混合体は、アセトニトリルと窒素ガスの混合体を用い、窒素ガスボンベ圧は1.0kg/cm、温度25℃、先端ガス流速20mL/分、アセトニトリル流量:300nL/分とした。 Also, for comparison, a conventional general LC-ESI-MS (FIG. 12, sometimes referred to as “no auxiliary device” in the present specification or drawings) not provided with an organic solvent-containing gas supply means The same analysis was performed using. Then, instead of the organic solvent-containing gas supply means of the present application, LC-ESI-MS disclosed in JP 2010-281777 A, in which a mixture of an organic solvent and nitrogen gas is supplied by the solvent supply means. In the drawings, analysis was performed using “old type” or “old type auxiliary device”), and comparison with the method of the present invention was performed. The mixture of organic solvent and nitrogen gas was a mixture of acetonitrile and nitrogen gas, and the nitrogen gas cylinder pressure was 1.0 kg / cm 2 , temperature 25 ° C., tip gas flow rate 20 mL / min, acetonitrile flow rate: 300 nL / min .

得られたクロマトグラムを図4及び図5に示す。
補助装置なしのLC−ESI−MS(図5下段)では、エレクトロスプレーイオン化工程において、試料溶液を噴霧するニードル先端に液滴が生じ、試験開始後ほどなくして噴霧不能となり、分析データを得ることができなかった。
The chromatograms obtained are shown in FIGS. 4 and 5.
In the LC-ESI-MS without auxiliary equipment (FIG. 5 lower), in the electrospray ionization step, droplets are generated at the tip of the needle that sprays the sample solution, and soon after the start of the test it becomes impossible to spray and obtain analytical data. could not.

本発明のナノLC−ESI−MS(図4上段及び図5上段)、及び旧型のナノLC−ESI−MS(図4下段及び図5中段)では、目的物のピークが検出された。本発明のナノLC−ESI−MSは、試料中の成分がそれぞれ単一のピークの形状で現れた。しかし、旧型のナノLC−ESI−MSでは、ピーク先端部が割れた形状となった。また、特にLCの溶離液における有機溶媒20%以下の溶出に対して感度が向上していた。このことは、有機溶媒含有ガス供給手段を備えた本発明のナノLC−ESI−MSは、試料成分の高精度の分析が可能であることを示している。   In the nano LC-ESI-MS (FIG. 4 upper stage and FIG. 5 upper stage) of the present invention and the old nano LC-ESI-MS (FIG. 4 lower stage and FIG. 5 middle stage), the peak of the target substance was detected. In the nano LC-ESI-MS of the present invention, each component in the sample appeared in the form of a single peak. However, in the old nano LC-ESI-MS, the peak tip had a cracked shape. In addition, the sensitivity was improved particularly for the elution of the organic solvent 20% or less in the eluent of LC. This indicates that the nano LC-ESI-MS of the present invention equipped with an organic solvent-containing gas supply means is capable of highly accurate analysis of sample components.

実施例2:有機溶媒の種類の検討
有機溶媒含有ガスとして、気化したメタノール、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、ジクロロメタンまたはヘキサンを含む空気を用いたほかは、実施例1と同様に本発明のナノLC−ESI−MSで分析を行った。
Example 2 Examination of the Type of Organic Solvent As the organic solvent-containing gas, the air according to the present invention was used in the same manner as in Example 1 except that the air containing vaporized methanol, acetone, methyl acetate, ethyl acetate, dichloromethane or hexane was used. Analysis was performed by LC-ESI-MS.

得られたクロマトグラムを図6に示す。
有機溶媒含有ガスとして、気化したヘキサンを含む空気を用いた場合は、分析データを得ることができなかった(データは示さない)。これは、ヘキサンは水への溶解度が0%であるため、カラム一体型ニードルよりからの試料成分の噴霧及びイオン形成を補助しなかったことが推測される。
The obtained chromatogram is shown in FIG.
When air containing vaporized hexane was used as the organic solvent-containing gas, analytical data could not be obtained (data not shown). It is inferred that hexane did not support spraying and ion formation of the sample component from the column integrated needle, since hexane has 0% solubility in water.

有機溶媒含有ガスとして、メタノール、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチルまたはジクロロメタンの気体を含む空気を用いた場合は、カラム一体型ニードルからの試料成分の噴霧及びイオン形成が安定的に進行し、高精度の分析データが得られた。特に、有機溶媒含有ガスとして、気化したメタノールを含む空気を用いた場合は、試料成分のピークが高く、より感度の高い分析が可能であることが明らかとなった。   When air containing a gas of methanol, acetone, methyl acetate, ethyl acetate or dichloromethane is used as the organic solvent-containing gas, the spray of sample components from the column-integrated needle and the formation of ions progress stably, resulting in high accuracy. Analytical data of were obtained. In particular, when air containing vaporized methanol is used as the organic solvent-containing gas, it is clear that the peak of the sample component is high, and more sensitive analysis is possible.

実施例3:ヒト5S−rRNAの分析
試料として、ヒト5S−rRNA(配列番号1)のRNaseT1消化物(50fmol)を用いたほかは、実施例1と同様に本発明のナノLC−ESI−MSで分析を行った。また、有機溶媒含有ガスとして、気化したメタノール、アセトニトリルまたはアセトンを含む空気を用いた。
Example 3: Analysis of human 5S-rRNA The nano LC-ESI-MS of the present invention was carried out in the same manner as in Example 1 except that RNase T1 digested product (50 fmol) of human 5S-rRNA (SEQ ID NO: 1) was used as a sample. The analysis was done in In addition, air containing vaporized methanol, acetonitrile, or acetone was used as the organic solvent-containing gas.

得られたクロマトグラムを図7に示す。また、ヒト5s−rRNAの塩基配列と実施例3で検出されたピークに対応する塩基配列の関係を図8に示す。図8の塩基配列中、下線部分は実施例3で検出されたピークに対応する塩基配列を示す。   The obtained chromatogram is shown in FIG. The relationship between the nucleotide sequence of human 5s-rRNA and the nucleotide sequence corresponding to the peak detected in Example 3 is shown in FIG. In the base sequence of FIG. 8, the underlined part shows the base sequence corresponding to the peak detected in Example 3.

試料としてヒト5s−rRNAの消化物を用いた場合も、カラム一体型ニードルからの試料成分の噴霧及びイオン形成が安定的に進行し、高精度の分析データが得られた。また、有機溶媒含有ガスとして気化したメタノール、アセトニトリルまたはアセトンを含む空気のいずれを用いた場合もクロマトグラフに大きな差はなかった。いずれの有機溶媒含有ガスを用いても、高感度の分析が可能であることが明らかとなった。   Also when a human 5s-rRNA digest was used as a sample, spraying of sample components from the column-integrated needle and ion formation progressed stably, and high-accuracy analytical data was obtained. In addition, there was no significant difference in the chromatograph when using any of the vaporized methanol, acetonitrile, or air containing acetone as the organic solvent-containing gas. It became clear that highly sensitive analysis was possible using any of the organic solvent-containing gases.

実施例4:有機溶媒含有ガス流量の検討
ガス供給用キャピラリーとして、内径が0.13mm、0.25mm、0.50mm、0.75mmのチューブを用いた他は、実施例1と同様に合成したRNAまたはRNA−DNAハイブリッドを試料として分析を行った。コンプレッサーの圧力は1kg/cmで固定したため、ガス供給用キャピラリーの内径を変化させることで有機溶媒含有ガス流量を変化させることができる。ガス供給用キャピラリーの内径と、ガス流量等の関係は以下のようになった。
Example 4: Investigation of organic solvent-containing gas flow rate The same synthesis as in Example 1 was carried out except that tubes with an inner diameter of 0.13 mm, 0.25 mm, 0.50 mm, and 0.75 mm were used as capillaries for gas supply. Analysis was performed using RNA or RNA-DNA hybrid as a sample. Since the pressure of the compressor is fixed at 1 kg / cm 2 , the flow rate of the organic solvent-containing gas can be changed by changing the inner diameter of the gas supply capillary. The relationship between the inner diameter of the gas supply capillary and the gas flow rate was as follows.

試料の各成分について、クロマトグラフにおけるピーク高さの相対値で評価した。結果を図9に示す。
ガス供給用キャピラリーの内径が0.13mmの場合は、噴霧及びイオン形成せず、分析データを得ることができなかった。
Each component of the sample was evaluated by the relative value of peak height in the chromatograph. The results are shown in FIG.
When the inner diameter of the gas supply capillary was 0.13 mm, no atomization and ion formation occurred, and analytical data could not be obtained.

一方、ガス供給用キャピラリーの内径が0.25mm、0.50mm、及び0.75mmの場合は、カラム一体型ニードルからの試料成分の噴霧及びイオン形成が安定的に進行した。特に、ガス供給用キャピラリーの内径が0.50mmの場合に、噴霧及びイオン化形成の安定性が高く、また、カラム一体型ニードルの先端部に向けてガス供給用キャピラリーを設置する際に、良好なクロマトグラムが得られる位置の範囲が広いため、設置が容易であるという利点もあった。   On the other hand, when the inside diameter of the gas supply capillary was 0.25 mm, 0.50 mm, and 0.75 mm, the spray and the ion formation of the sample component from the column-integrated needle progressed stably. In particular, when the inner diameter of the gas supply capillary is 0.50 mm, the stability of the spray and ionization formation is high, and when installing the gas supply capillary toward the tip of the column integrated needle, it is good. Because the range of positions where chromatograms can be obtained is wide, there is also an advantage that installation is easy.

実施例5:ポジティブモードでのイオン化
図1に示す構成のナノLC−ESI−MSを用い、ナノLC−MSプロテオミクス分析の初期条件である、0.1%ギ酸−水でのイオン化電圧の変化とベースラインを評価した。
Example 5: Ionization in Positive Mode Using nano LC-ESI-MS of the configuration shown in FIG. 1, the change in ionization voltage with 0.1% formic acid-water, which is the initial condition of nano LC-MS proteomics analysis Baseline was assessed.

具体的には、タンパク質のトリプシン消化物(50fmol)をナノLCで分析し、最もイオン化しにくい初期溶媒の0.1%ギ酸−水を用いてのスプレーのしやすさを検討した。
質量分析手段における条件は次の通りである。カラムはmightySiLC18 3μm、カラムサイズ0.1mmID×120mmL(関東化学株式会社)を用いた。0.1%ギ酸−水を流速100nL/分で流し、試料を溶出した。
Specifically, tryptic digests of proteins (50 fmol) were analyzed by nano LC to investigate the ease of spraying with 0.1% formic acid-water, the most difficult to ionize initial solvent.
The conditions in the mass spectrometric means are as follows. The column used mightySiLC18 3 micrometers and column size 0.1 mmIDx120 mmL (Kanto Chemical Co., Ltd.). The sample was eluted by flowing 0.1% formic acid-water at a flow rate of 100 nL / min.

質量分析計はポジティブモードで使用し、1分ごとにイオン化電圧を+1.6kVから0.1kVずつ下げた。
有機溶媒含有ガスとしては、気化したメタノールを含む空気を用いた。ガス供給用キャピラリーの内径は0.50mmであり、コンプレッサーの圧力は1.0kg/cmとした。有機溶媒含有ガス供給手段の温度は25℃とした。
The mass spectrometer was used in positive mode and the ionization voltage was lowered by 0.1 kV from +1.6 kV every minute.
As the organic solvent-containing gas, air containing vaporized methanol was used. The inner diameter of the gas supply capillary was 0.50 mm, and the pressure of the compressor was 1.0 kg / cm 2 . The temperature of the organic solvent-containing gas supply means was 25.degree.

また、比較のために有機溶媒含有ガス供給手段を備えない、従来の一般的なLC−ESI−MS(図12、本明細書または図面において「補助装置なし」と表記することがある)を用いて同様の分析を行った。   Also, for comparison, a conventional general LC-ESI-MS (FIG. 12, sometimes referred to as “no auxiliary device” in the present specification or drawings) not having an organic solvent-containing gas supply means is used. The same analysis was performed.

得られたベースラインのグラフを図10に示す。
補助装置なしの場合のベースライン(図10上段、「シースなし」と記載)から読み取れるように、有機溶媒含有ガス供給手段を備えない場合はイオン化電圧が+1.3kVでスプレーが停止し、カラムの先端に液滴が発生しイオン化しなくなった。
A graph of the obtained baseline is shown in FIG.
As can be read from the baseline (indicated as upper row in FIG. 10, “without sheath”) without an auxiliary device, the spray stops at an ionization voltage of +1.3 kV when the organic solvent-containing gas supply means is not provided. Droplets were generated at the tip and were not ionized.

本発明のナノLC−ESI−MSを用いた場合は、図10の下段のベースラインから読み取れるように、+0.9kVまでイオン化した。このことは、本発明のナノLC−ESI−MSは、長時間使用によるカラム先端の劣化等に有効であり、連続運転の負荷につよいことを示すものである。   In the case of using the nano LC-ESI-MS of the present invention, it was ionized to +0.9 kV as can be read from the lower baseline in FIG. This indicates that the nano LC-ESI-MS of the present invention is effective for deterioration of the column tip due to long-term use, etc., and is good for continuous operation load.

実施例6:タンパク質の酵素消化物の分析
試料として、ヒト血清アルブミンのトリプシン消化物を用いて、本発明の本発明のナノLC−ESI−MSで分析を行った。
Example 6 The analysis was performed by the nano LC-ESI-MS of the present invention of the present invention, using a tryptic digest of human serum albumin as an analysis sample of an enzymatic digest of a protein .

質量分析手段における条件は次の通りである。カラムはmightySiLC18 3μm、カラムサイズ0.1mmID×120mmL(関東化学株式会社)を用いた。溶離液の流量を100nL/分とし、グラジエント溶出法により試料を分離した。A液は0.1%ギ酸−水、B液は0.1%ギ酸−アセトニトリルを用い、B液0%→B液35%/18分のグラジエントで溶出した。   The conditions in the mass spectrometric means are as follows. The column used mightySiLC18 3 micrometers and column size 0.1 mmIDx120 mmL (Kanto Chemical Co., Ltd.). The flow rate of the eluent was 100 nL / min, and the sample was separated by the gradient elution method. Solution A was eluted with 0.1% formic acid-water, solution B was 0.1% formic acid-acetonitrile, and the solution B was eluted with a gradient of 0% → B solution 35% / 18 minutes.

質量分析計はポジティブモードで使用し、イオン化電圧は+1.2kV、+1.3kV、+1.4kV、+1.5kVまたは+1.6kVとした。
また、有機溶媒含有ガスとしては気化したメタノールを含む空気を用いた。ガス供給用キャピラリーの内径は0.50mmであり、コンプレッサーの圧力は1.0kg/cmとした。有機溶媒含有ガス供給手段の温度は25℃とした。
The mass spectrometer was used in positive mode and the ionization voltage was +1.2 kV, +1.3 kV, +1.4 kV, +1.5 kV or +1.6 kV.
Further, as the organic solvent-containing gas, air containing vaporized methanol was used. The inner diameter of the gas supply capillary was 0.50 mm, and the pressure of the compressor was 1.0 kg / cm 2 . The temperature of the organic solvent-containing gas supply means was 25.degree.

また、比較のために有機溶媒含有ガス供給手段を備えない、従来の一般的なLC−ESI−MS(図12、本明細書または図面において「補助装置なし」と表記することがある)を用いて同様の分析を行った。   Also, for comparison, a conventional general LC-ESI-MS (FIG. 12, sometimes referred to as “no auxiliary device” in the present specification or drawings) not having an organic solvent-containing gas supply means is used. The same analysis was performed.

得られたクロマトグラムを図11に示す。図11の左側は補助装置なし、右側は本発明のナノLC−ESI−MSを用い、それぞれ+1.2kV〜+1.6kVの範囲でイオン化電圧を変えたクロマトグラムである。   The obtained chromatogram is shown in FIG. The left side of FIG. 11 is a chromatogram without the auxiliary device, and the right side is a chromatogram in which the ionization voltage was changed in the range of +1.2 kV to +1.6 kV, respectively, using the nano LC-ESI-MS of the present invention.

補助装置なしの場合、+1.3kVのイオン化電圧でスプレーが不安定となり、また初期の有機溶媒濃度が低い場合に葉、カラム先端に液滴が発生してイオンかしなかった。また、イオン化電圧が+1.2kVでは、最後までイオン化しなかった。   In the absence of auxiliary equipment, the spray became unstable at an ionization voltage of +1.3 kV, and when the initial concentration of organic solvent was low, droplets were generated at the tip of the leaf and column and no ions were formed. In addition, when the ionization voltage was +1.2 kV, it did not ionize until the end.

本発明のナノLC−ESI−MSを用いた場合は、+1.2kVまでほぼ同じ強度でイオン化し、安定してクロマトグラムが得られた。このことは、本発明のナノLC−ESI−MSは、実際の分析においてもスプレーが安定していることを示すものである。   In the case of using the nano LC-ESI-MS of the present invention, it was ionized at almost the same intensity up to +1.2 kV, and a chromatogram was stably obtained. This indicates that the nano LC-ESI-MS of the present invention shows that the spray is stable even in actual analysis.

12 試料分離手段
14 質量分析手段
18 分離溶媒
20 分離溶媒送液ポンプ
22 インジェクタ
24 グラジエント発生器
26 スプレー電極
28 カラム一体型ニードル
30 試料導入オリフィス
32 質量分析計
36 有機溶媒含有ガス供給手段
38 ガス供給部
40 有機溶媒貯蔵器
42 ガス供給用キャピラリー
44 スターラー
46 流路
48 流路
12 sample separation means 14 mass analysis means 18 separation solvent 20 separation solvent delivery pump 22 injector 24 gradient generator 26 spray electrode 28 column integrated needle 30 sample introduction orifice 32 mass spectrometer 36 organic solvent containing gas supply means 38 gas supply unit 40 Organic solvent reservoir 42 Capillary 44 for gas supply Stirrer 46 Channel 48 Channel

Claims (7)

液体クロマトグラフィー用充填剤を充填したカラム一体型ニードルへ試料を含む分離溶媒を導入し、及び該ニードル先端部に電圧を印加して、分離された試料成分を該ニードルの先端部より質量分析計の試料導入オリフィスへ向けて噴霧しイオン化する工程と、
ガス供給用キャピラリーへ有機溶媒含有ガスを導入し、該キャピラリー先端部より前記カラム一体型ニードル先端部へ該ガスを供給する工程とを含み、
前記二つの工程を同時に行うことを特徴とするナノエレクトロスプレーイオン化方法。
A separation solvent containing a sample is introduced into a column-integrated needle packed with a packing material for liquid chromatography, and a voltage is applied to the tip of the needle to separate the separated sample components from the tip of the needle to a mass spectrometer Spraying and ionizing toward the sample introduction orifice of
Introducing an organic solvent-containing gas into the gas supply capillary and supplying the gas from the capillary tip to the column-integrated needle tip;
A nanoelectrospray ionization method comprising performing the two steps simultaneously.
前記試料が、2〜100塩基程度の塩基長を有する天然RNA、非天然RNA、酵素消化されたRNAオリゴマー、天然型および非天然型のDNA、DNA−RNAハイブリッド、酵素消化されたDNAオリゴマー、天然型および非天然型タンパク質、タンパク質の酵素消化で生じたペプチドまたは合成ポリペプチドを含むものであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The sample is a natural RNA having a base length of about 2 to 100 bases, a non-natural RNA, an enzyme-digested RNA oligomer, a natural or non-natural DNA, a DNA-RNA hybrid, an enzyme-digested DNA oligomer, a natural The method according to claim 1, characterized in that it comprises a type and non-natural type protein, a peptide produced by enzymatic digestion of a protein or a synthetic polypeptide. 前記ガスが、気化した有機溶媒を含む窒素ガスまたは空気であって、当該有機溶媒は水への溶解性を有する有機溶媒である、請求項1または2に記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the gas is nitrogen gas or air containing a vaporized organic solvent, and the organic solvent is an organic solvent having solubility in water. 水への溶解性を有する有機溶媒が、アルコール類、アセトニトリル、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、ジクロロメタンである、請求項3に記載の方法。   The method according to claim 3, wherein the organic solvent having water solubility is alcohol, acetonitrile, acetone, methyl acetate, ethyl acetate, dichloromethane. 前記ガス供給用キャピラリーの内径が、0.2〜1.0mmであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the inner diameter of the gas supply capillary is 0.2 to 1.0 mm. 前記ガスの流量が、10〜1500mL/分である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the flow rate of the gas is 10 to 1500 mL / min. 請求項1〜6に記載の方法を実行するためのナノエレクトロスプレーイオン化装置であって、
液体クロマトグラフィー用充填剤が充填され、質量分析計の試料導入オリフィスに接触または近接配置されたカラム一体型ニードルと、
該カラム一体型ニードルに接続されたスプレー電極と、
有機溶媒含有ガス供給手段と、
を備え、
前記有機溶媒含有ガス供給手段は、
ガス供給部と、
有機溶媒貯蔵器と、
ガス供給用キャピラリーと、を備え、
前記ガス供給部は、前記有機溶媒貯蔵器に流路を介して連結されて、ガスを該有機溶媒貯蔵器へと供給するものであり、
前記有機溶媒貯蔵器は、前記ガス供給用キャピラリーに流路を介して連結されて、該有機溶媒貯蔵器にガスが供給されて生じた有機溶媒含有ガスを前記ガス供給用キャピラリーへと供給するものであり、
前記ガス供給用キャピラリーは、その先端部を前記カラム一体型ニードル先端部に接触または近接させて配置されている、
ことを特徴とするナノエレクトロスプレーイオン化装置。
A nanoelectrospray ionization device for carrying out the method according to claims 1-6, wherein
A column-integrated needle packed with a packing material for liquid chromatography and placed in contact with or in close proximity to a sample introduction orifice of a mass spectrometer;
A spray electrode connected to the column-integrated needle,
An organic solvent-containing gas supply means;
Equipped with
The organic solvent-containing gas supply means is
A gas supply unit,
An organic solvent reservoir,
And a gas supply capillary,
The gas supply unit is connected to the organic solvent reservoir via a flow path to supply a gas to the organic solvent reservoir.
The organic solvent reservoir is connected to the gas supply capillary via a flow path, and supplies an organic solvent-containing gas generated by supplying the gas to the organic solvent reservoir to the gas supply capillary. And
The gas supply capillary is disposed such that its tip is in contact with or close to the tip of the column-integrated needle.
A nanoelectrospray ionization device characterized in that.
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