JP2020173228A - グリコサミノグリカンの分析方法 - Google Patents
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生体試料に複数種類のグリコサミノグリカン特異的酵素を添加して、該生体試料に含まれるグリコサミノグリカン由来の複数種類の二糖を生成する第1工程と、
液体クロマトグラフィ質量分析法により、前記複数種類の二糖を分離して分析する第2工程と
を備え、
前記液体クロマトグラフィ質量分析法における液体クロマトグラフィで用いられるカラムが、官能基としてのアミド基(カルバモイル基)が結合された固相担体が充填されたカラムである、グリコサミノグリカンの分析方法に関する。
生体試料に複数種類のグリコサミノグリカン特異的酵素を添加して、該生体試料に含まれるグリコサミノグリカン由来の複数種類の二糖を生成する第1工程と、
液体クロマトグラフィ質量分析法により、前記複数種類の二糖を分離して分析する第2工程と
を備え、
前記液体クロマトグラフィ質量分析法における液体クロマトグラフィのカラムが、官能基としてのアダマンチル基が結合された固相担体が充填されたカラムである、グリコサミノグリカンの分析方法に関する。
まず、液体クロマトグラフ質量分析装置(LC/MS/MS)を用いたMRM(多重反応モニタリング)測定により、生体試料に含まれるグリコサミノグリカン(GAG)の分析が可能かどうかを検討した。
<試料の調製>
以下の表1に示す既知の化合物(定量分析のための内部標準物質(コンドロシン)を含む)の1μmol/L水溶液を調製し、これを試料とした。表1に示す化合物は全て生化学工業株式会社より購入した。
また、ΔDi−4S、Di−0SはそれぞれCS、DSがコンドロイチナーゼBで分解(消化)されてできる二糖であり、ΔDiHS−0S、ΔDiHS−NS、ΔDiHS−6Sはヘパラン硫酸がヘパリチナーゼにより分解されてできる二糖であり、Gal−GlcNac(6S)、Gal(6S)−GlcNac(6S)はケラタン硫酸がケラタナーゼIIで分解されてできる二糖である。
<装置>
液体クロマトグラフ:超高速液体クロマトグラフNexera X2(株式会社島津製作所製)
質量分析計:超高速トリプル四重極型質量分析計LCMS-8050(株式会社島津製作所製)
カラム :イナートサステインアミドカラム(株式会社ジーエルサイエンス)
(2.1mmI.D. × 100mmL, 3.0μm)
移動相 :移動相A 5mmol/Lギ酸アンモニウム−アセトニトリル
移動相B ギ酸アンモニウム−超純水
グラジエント:B 濃度5重量%(0-1min)→30重量%(4min)→90重量%(5-8min)→5重量%(8.01-13min)
流速 :0.3mL/min
カラム温度 :40℃
注入量 :1μL
イオン化モード :ESI(negative)
分析モード :MRM
ネブライザーガス流量 :3.0L/min
ドライングガス流量 :10.0mL/min
インターフェースガス流量:10.0L/min
インターフェース温度 :300℃
脱溶媒管(DL)温度 :250℃
ヒートブロック温度 :400℃
LC/MS/MSの液体クロマトグラフィにおけるカラムの種類を変更して、実施例1と同じ試料についてLC/MSを用いたMRM測定を行った。LC分析条件、MS分析条件は以下の通りである。
カラム :カプセルパックイナートアドメカラム(株式会社大阪ソーダ)
(2.0mmI.D. × 150mmL, 3.0μm)
移動相 :移動相A 0.1%ギ酸−超純水
移動相B 0.1%ギ酸−アセトニトリル
イソクラティック:B 濃度 2重量%
流速 :0.3mL/min
カラム温度:50℃
注入量 :1μL
イオン化モード :ESI(negative)
分析モード :MRM
ネブライザーガス流量 :3.0L/min
ドライングガス流量 :10.0mL/min
ヒーティングガス流量 :10.0mL/min
インターフェース温度 :150℃
脱溶媒管(DL)温度 :150℃
ヒートブロック温度 :400℃
生体試料として、GAG特異的酵素であるコンドロイチナーゼB、ヘパリチナーゼ、ケラタナーゼIIの混合液を添加した血液(全血)をろ紙に含ませて乾燥させた乾燥ろ紙血(乾燥血液ろ紙(Dried Blood Spots(DBS))試料を用い、該DBS試料から抽出した二糖を含む回収物をLC/MS/MSに導入してGAGの定量分析を行った。LC分析条件、MS分析条件、MRMの測定条件は実施例2と同じ条件に設定した。この実施例では、10個のDBS試料(DBS1〜10)を用意した。DBS試料から回収物を得、LC/MS/MSに導入するまでの手順は以下の通りである。
1.各DBS試料の血液が含浸している部分をDBSパンチャー(PerkinElmer(登録商標)、株式会社パーキンエルマージャパン)で切り出してディスク(3.3mm)を得た。
2.ディスクを、100μLの0.1%BSAを含有する、96ウェルフィルタープレート(Omega 10K、日本ポール株式会社)の各ウェルに入れた。
3.各ウェルにGAG特異的酵素(コンドロイチナーゼB、ヘパリチナーゼおよびケラタナーゼII)を添加し、37℃で一晩インキュベートした。
4.得られたGAGの消化物をフィルタープレートでろ過し、得られたろ過液を2500×gで15分間、遠心分離した後、回収物をLC / MS / MSに導入した。
LC/MS/MSにより分析した結果、得られたMRMクロマトグラムを図3に示す。図3には、それぞれ、ΔDi−4S、ΔDiHS−0S、ΔDiHs−NS、Gal−GlcNAc(6S)、Gal(6S)−GlcNAc(6S)、コンドロシンのそれぞれのプリカーサーイオンのm/zとプロダクトイオンのm/zの組合せをMRMトランジションとして設定し、LC/MS/MS分析した結果、得られたMRMクロマトグラムが示されている。
生体試料として、GAG特異的酵素であるコンドロイチナーゼB、ヘパリチナーゼ、ケラタナーゼIIの混合液を添加した血液(血清)試料を用い、各血清試料から抽出した二糖を含む回収物をLC/MS/MSに導入してGAGの定量分析を行った。LC分析条件、MS分析条件、MRMの測定条件は実施例2と同じ条件に設定した。この実施例では、10個の血清試料(Serum2、4、6〜20)を用意した。血清試料から回収物を得、LC/MS/MSに導入するまでの手順は、以下の通りである。
1.10μLの血清試料と90μLの50mMトリス-塩酸緩衝液(pH 7.0)を96ウェルフィルタープレート(Omega 10K、日本ポール株式会社)のウェルに入れた。
2.各ウェルにGAG特異的酵素(コンドロイチナーゼB、ヘパリチナーゼおよびケラタナーゼII)を添加し、さらに60μLの50mMトリス-塩酸緩衝液(pH 7.0)を添加し、37℃で一晩インキュベートした。
3.96ウェルフィルタープレートを2200×gで15分間遠心分離した後、回収物をLC/MS/MSに導入した。
LC/MS/MSにより分析した結果、得られたMRMクロマトグラムを図4に示す。図3には、それぞれ、ΔDi−4S、ΔDiHS−0S、ΔDiHs−NS、Gal−GlcNAc(6S)、Gal(6S)−GlcNAc(6S)、コンドロシンのそれぞれのプリカーサーイオンのm/zとプロダクトイオンのm/zの組合せをMRMトランジションとして設定し、LC/MS/MS分析した結果、得られたMRMクロマトグラムが示されている。
生体試料に複数種類のグリコサミノグリカン特異的酵素を添加して、該生体試料に含まれるグリコサミノグリカン由来の複数種類の二糖を生成する第1工程と、
液体クロマトグラフィ質量分析法により、前記複数種類の二糖を分離して分析する第2工程と
を備え、
前記液体クロマトグラフィ質量分析法における液体クロマトグラフィで用いられるカラムが、官能基としてのアミド基が結合された固相担体が充填されたカラムである、分析方法である。
生体試料に複数種類のグリコサミノグリカン特異的酵素を添加して、該生体試料に含まれるグリコサミノグリカン由来の複数種類の二糖を生成する第1工程と、
液体クロマトグラフィ質量分析法により、前記複数種類の二糖を分離して分析する第2工程と
を備え、
前記液体クロマトグラフィ質量分析法における液体クロマトグラフィのカラムが、官能基としてのアダマンチル基が結合された固相担体が充填されたカラムである、分析方法である。
前記第2工程において、前記第1酵素が添加された生体試料と、前記第2酵素が添加された生体試料を、それぞれ液体クロマトグラフィ質量分析するものである。
本発明の第5態様では、液体クロマトグラフィ質量分析を行っている間に、グリコサミノグリカン特異的構成によって生成されたグリコサミノグリカンを構成する二糖がアノマー分離した場合でも、該二糖を定量的に分析することができる。
被検者から生体試料を取得する工程と、
前記生体試料に複数種類のグリコサミノグリカン特異的酵素を添加して、該生体試料に含まれるグリコサミノグリカン由来の複数種類の二糖を生成する工程と、
液体クロマトグラフィ質量分析法により、前記複数種類の二糖を分離して分析する工程と、
前記分析結果に基づき前記被検者におけるムコ多糖症の有無を検査する工程とを備え、
前記液体クロマトグラフィ質量分析法における液体クロマトグラフィで用いられるカラムが、官能基としてのアミド基が結合された固相担体が充填されたカラムである、ムコ多糖症の検査方法である。
被検者から生体試料を取得する工程と、
前記生体試料に複数種類のグリコサミノグリカン特異的酵素を添加して、該生体試料に含まれるグリコサミノグリカン由来の複数種類の二糖を生成する工程と、
液体クロマトグラフィ質量分析法により、前記複数種類の二糖を分離して分析する工程と、
前記分析結果に基づき前記被検者におけるムコ多糖症の有無を検査する工程とを備え、
前記液体クロマトグラフィ質量分析法における液体クロマトグラフィのカラムが、官能基としてのアダマンチル基が結合された固相担体が充填されたカラムである、ムコ多糖症の検査方法である。
Claims (5)
- 生体試料に複数種類のグリコサミノグリカン特異的酵素を添加して、該生体試料に含まれるグリコサミノグリカン由来の複数種類の二糖を生成する第1工程と、
液体クロマトグラフィ質量分析法により、前記複数種類の二糖を分離して分析する第2工程と
を備え、
前記液体クロマトグラフィ質量分析法における液体クロマトグラフィで用いられるカラムが、官能基としてのアミド基が結合された固相担体が充填されたカラムである、グリコサミノグリカンの分析方法。 - 前記第1工程において、前記複数種類のグリコサミノグリカン特異的酵素のうち、前記生体試料に含まれるグリコサミノグリカン由来の複数種類の二糖のうち少なくとも1種の二糖を生成する第1酵素を前記生体試料に添加する工程と、前記複数種類のグリコサミノグリカン特異的酵素のうち、前記第1酵素によって生成される二糖以外のグリコサミノグリカン由来の1又は複数種類の二糖を生成する第2酵素を添加する工程とを備え、
前記第2工程において、前記第1酵素が添加された生体試料と、前記第2酵素が添加された生体試料を、それぞれ液体クロマトグラフィ質量分析する、請求項1に記載のグリコサミノグリカンの分析方法。 - 前記第1酵素によって生成される二糖にΔDi−4Sが含まれており、前記第2酵素によって生成される二糖にΔDiHS−6Sが含まれているか、前記第1酵素によって生成される二糖にΔDi−0Sが含まれており、前記第2酵素によって生成される二糖にΔDiHS−0Sが含まれている、請求項2に記載のグリコサミノグリカンの分析方法。
- 生体試料に複数種類のグリコサミノグリカン特異的酵素を添加して、該生体試料に含まれるグリコサミノグリカン由来の複数種類の二糖を生成する第1工程と、
液体クロマトグラフィ質量分析法により、前記複数種類の二糖を分離して分析する第2工程と
を備え、
前記液体クロマトグラフィ質量分析法における液体クロマトグラフィのカラムが、官能基としてのアダマンチル基が結合された固相担体が充填されたカラムである、グリコサミノグリカンの分析方法。 - 前記第2工程において、1個のMRMトランジションで液体クロマトグラフィ質量分析を行った結果、得られたMRMクロマトグラムが3個以上のピークを含むとき、溶出時間が最も短いピークか溶出時間が最も長いピークを用いて二糖を定量する、請求項4に記載のグリコサミノグリカンの分析方法。
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岡本悠佑: "天然物由来グリコサミノグリカンの網羅的解析とその簡易分析方法の開発", 千葉大学大学院薬学研究院 学位論文, JPN6022032498, 2018, pages 1 - 43, ISSN: 0004845194 * |
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