JP5707630B2 - 質量分析法 - Google Patents
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Description
本発明は、マススペクトロメトリー法に関し、特には、大気圧下で液体試料にマススペクトロメトリーの分析を直接行うことができる環境液体マススペクトロメトリーの方法に関する。また、本発明は、マススペクトロメーターのレシービングユニット、エレクトロスプレーユニット及び電圧供給部と共に使用されて環境液体マススペクトロメトリーを行うように適合されたレーザー脱離装置に関する。さらに、本発明は、レーザー脱離装置が組み込まれたマススペクトロメーター組立に関する。
タンパク質分子のような高分子の分子量は数10万に達するので、質量分析器12で検出可能なほどm/z値が十分に小さくなるように、イオン化分子を形成する高分子の各々に付着している電荷は多価である必要がある。エレクトロスプレーイオン化法は巨大分子を効率よくイオン化できるだけでなく、より低いm/z値が得られるので質量分析器12の検出限界を克服することができる。それ故、タンパク質分子は、エレクトロスプレーイオン化マススペクトロメトリーを用いて研究できる。
何度も上述したマススペクトロメトリーの方法は、試料に含まれるタンパク質の種類をうまく同定できることが分かる留意すべきである。しかしながら、多くの環境下で、試料は、体液(例えば尿、血液)のように液体状なので、特に分析される試料の量が非常に多いときは、マススペクトロメトリー分析を行うために液状試料を固体状試料に変換することは、むしろ不便であり、時間がかかる。
従って、本発明の目的は、大気圧下で液体試料を直接、質量分析することができる、レーザ脱離装置、マススペクトロメトリー組立を用いた質量分析法を提供することである。
多数の分析物を含有する溶液と、少なくとも一つの分析物の脱離を支援するためにレーザーエネルギーを吸収する、マトリックスとして機能する材料とを含む液体試料を試料台に載置するステップ、
エレクトロスプレー用溶媒の液滴をその場で連続的に形成するように設計されたノズルを含むエレクトロスプレーユニットを提供するステップ、
前記液体試料から取り出されたイオン化分析物を受け入れるように設けられたレシービングユニットであって、該レシービングユニットの後段に配置された質量分析器によって分析される前記イオン化分析物を受入れ、前記エレクトロスプレーユニットのノズルから長手方向に離れて配置され、これにより移動経路を定義する、レシービングユニットを提供するステップ、
前記エレクトロスプレーユニットのノズルと前記レシービングユニットとの間に、前記液滴に多数の電荷が帯電し、その液滴が多価帯電液滴として強制的にノズルから放出され、前記移動経路に沿って前記レシービングユニットに向かうような強度の電位差を生じさせるステップ、及び
前記液体試料に次のようなレーザーを照射するステップ。
レーザー照射時に、前記レーザーエネルギーがマトリックスを経て、液体試料の溶液中に含まれる分析物の少なくとも一つに伝わり、その結果、前記少なくとも一つの分析物が脱離して、前記エレクトロスプレー用溶媒の多価帯電液滴の前記移動経路と交差する飛行経路に沿って飛行することにより前記多価帯電液滴に閉じ込められ、且つ、前記移動経路に沿って前記エレクトロスプレーユニットのノズルから前記レシービングユニットに近づくときに前記多価帯電液滴のサイズがだんだん小さくなる結果、前記液滴の電荷が前記液滴に閉じ込められた分析物の少なくとも一つに移動して対応するイオン化分析物が形成される。
前記マススペクトロメトリー組立は、レシービングユニット、エレクトロスプレーユニット、及び電圧供給部を含む。前記レーザー脱離装置は、試料台とレーザー伝送機構を含む。試料台及びレーザー伝送機構は、上述した全てのステップが正しく実行できるような方法で、レシービングユニット、エレクトロスプレーユニット、及び電圧供給部と共に配置される。レーザー伝送機構は、紫外線(UV)レーザー、赤外線(IR)レーザー、ニトロゲンレーザー、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムネオンレーザー、二酸化炭素(CO2)レーザー、ガーネット(Nd:YAG)レーザーの一つである。
本発明の他の特徴及び長所は、好適な実施形態について、添付図面を参照した以下の詳細な説明で明らかになるであろう。
・液体試料4を試料台81に載置すること。前記液体試料4は、多くの分析物412を含む溶液41と、レーザーエネルギーを吸収して分析物412の脱離を支援する、マトリックスとして機能する材料413(マトリックス材料413ともいう)とを含む。特に、溶液41は、分析物412と材料413から成る溶媒411を含む。
・液体エレクトロスプレー溶媒51を収容する貯留槽52を有するエレクトロスプレーユニット5と、前記貯留槽52の後段に配置され、エレクトロスプレー溶媒51の液滴511を連続的に形成するように設計されたノズル53を提供すること。
・液体試料4から生じたイオン化分析物414を受取分析するための、エレクトロスプレーユニット5のノズル53から離れて設けられたレシービングユニット6を提供すること。
・レシービングユニット6でイオン化分析物414が分析された結果、発生される信号を検出し、その信号から液体試料4のマススペクトルを生成する検出器7を提供すること。
・エレクトロスプレーユニット5のノズル53とレシービングユニット6の質量分析器61の間に、液滴511が多電荷を帯びるような強度であって、その多価液滴が前記移動経路(X)に沿ってレシービングユニット6に向かうように、前記液滴511を前記ノズル53から強制的に放出させるような強度の電位差を生じさせること。
・液体試料4に、次のようなレーザービームを照射すること。
液体試料4の溶液41に含まれる分析物412の少なくとも一つを脱離させて、前記移動経路(X)と交差する飛行経路(Y)に沿って飛行させ、前記多価液滴の中に閉じ込めることができるようなレーザービーム821であって、前記移動経路(X)に沿ってレシービングユニット6の質量分析器61に近づくときに多価液滴511のサイズがだんだん小さくなる結果、その液滴511の電荷が分析物412の少なくとも一つに伝えられ、対応するイオン化分析物414を形成させるようなレーザービーム821。
以下、本発明の最良の実施形態及び模範的な使用例についてより詳しく説明する。実施形態及び模範的な使用例は一例にすぎず、本発明を限定するものではない点に注意すべきである。
好適な実施形態、模範的な方法、比較(実験)例は、以下の薬品及び器具を用いて実行された。
1.レーザー伝送機構
a. 紫外線(UV)レーザー、型番 VSL-337i,レーザー、サイエンス社(米国)製。
前記紫外線レーザーによって伝送されるレーザービームの波長は337nm、周波数は1 0Hz、パルス幅は4ns、パルスエネルギーは100μJである。
b. 赤外線(IR)レーザー、型番 LS-2130SHP、LOTIS TII(ロシア)製。
前記赤外線レーザーによって伝送されるレーザービームの波長は1064nm、周波数は 2Hz、パルス幅は0.5ns、パルスエネルギーは50mJである。
2.質量分析器(検出器を含む):四重極飛行時間型質量分析器、型番BioTOF-Q, Brucker Dalton社(ドイツ)製。
3. エレクトロスプレー用溶媒
a. メタノール:HPLC溶媒、ドイツのメルク(Merck)社製。
4. 分析物:
a. タンパク質標準物:インスリン(分子量5733)、ミオグロビン(分子量17566)、リゾチーム(分子量14305)及びシトクロムc(分子量12232)。これら全ては濃度が95%以上の高純度のタンパク質標準物であり、Sigma-Aldrich社(米国)製である。
b. ヘミン:分子量652.0、型番H-2250、Sigma-Aldrich社(米国)製。
c. 18-クラウン-6-エーテル:分子量264.32、型番:C0860、東京化成工業株式会社(日本)製。
d. 1-ヘキサデシルアミン:分子量241.46、型番H740-8、Sigma-Aldrich社(米国)製。
e. メチル(トリフェニル-1フォスフォラニリデン)アセテート:分子量334、型番:64941、Fluka社製。
f. 桂皮酸ベンジルエステル:分子量260、型番C0358、東京化成工業株式会社(日本)製。
g. セチルピリジニウムクロリド:分子量339.99(注意:薬剤の分子量は一般的に平均分子量であるが、マススペクトルで得られる分子量は339.27である。)、型番145-100G、AJAXケミカル製。
h. カルコン:分子量208、型番136123、Sigma-Aldrich社(米国)製。
a. メタノール(上記したものと同じ)
b. テトラハイドロフラン(THF):型番9440-03、J.T.Baker社(米国)製。
c. 酢酸エチル:型番9282-03、J.T.Baker社(米国)製。
d. 二塩化メチレン:メルク社(ドイツ)製のHPLC溶媒。
e. トルエン:J.T.Baker社(米国)製のHPLC溶媒。
f. N-ヘキサン:J.T.Baker社(米国)製のHPLC溶媒。
a. H2O2:濃度30%、型番31642、Riedel-de Haen社製。
b. NaOH:型番SK371842、昭和化学ケミカル社製。
7. マトリックス材料
a. カーボンパウダー:型番4206Aメルク社(ドイツ)製。粒径50μm以下。
b. 金ナノ粒子:個人的に提供されたもの。粒径ほぼ56nm。
c. α-シアノ-4-ヒドロキシ桂皮酸(α-CHC):Sigma-Aldrich社(米国)製のHPLC材料。
d. 2,5-ジヒドロキシ安息香酸(2,5-DHB):型番D0569、東京化成工業株式会社(日本)製。
e. 3,5-ジメチル-4-ヒドロキシシナミック酸(シナピン酸、SA):型番D1765、東京化成工業株式会社(日本)製。
9.エレクトロスプレーイオン化マススペクトロメーター(ESI-MS):エレクトロスプレーユニット、質量分析器及び検出器を含む。エレクトロスプレーユニット、質量分析器及び検出器は、本発明に係る環境液体マススペクトロメトリー法を実施するマススペクトロメーター組立の実施形態に用いられるものと同じである。
a. ガラスビーズ:型番11079101、バイオスペックプロダクツ社製;直径100μm。
b. 超音波洗浄器:型番XL2020、ヒートシステム社製。
c. 遠心分離機:型番DSC-1524SDT TFA、ディジシステムラボラトリーインストゥルメンツ社製。
d. トリフルオロ酢酸:分析クラス酸、型番61030、Riedel-de Hean社製。
e. アセトニトリル(ACN):型番UN1648のHPLC材料、メルク社(ドイツ)製。
図4を参照しながら、環境液体マススペクトロメトリー法を実行するマススペクトロメーター組立の第1の好適な実施形態は、液体試料4についてマススペクトロメトリーの分析を行うために適用される。図2及び図3に戻って、液体試料4は、多くの分析物412と当該分析物の少なくとも一つの脱離を支援するためのマトリックスとして機能する材料413(マトリックス材料413ともいう)からなる溶媒を含む溶液41を含んでいる。マススペクトロメーター組立はエレクトロスプレーユニット5、レシービングユニット6、電圧供給部3及びレーザー脱離装置8を含む。
図5に示すように、本発明に係る環境液体マススペクトロメトリー法を実施するマススペクトロメーター組立の第2の好適な実施形態は第1の好適な実施形態と類似している。第1及び第2の好適な実施形態の唯一の相違は、第2の好適な実施形態のエレクトロスプレーユニット5'は、さらに、多価帯電液滴511(図2〜図4参照)が移動経路(X)に沿って質量分析器61(図4参照)に近づくときに、多価帯電液滴511の蒸発を促進して液滴511のサイズを小さくするエアー流供給機構55’を有していることである。エアー流供給機構55’はノズル53を取り囲んでおり、窒素エアー流551’を供給する。特に、窒素エアー流551’の温度は、必要に応じてユーザーが室温から325℃までの温度に調節できる。
図6に示すように、本発明に係る環境液体マススペクトロメトリー法を実施するマススペクトロメーター組立の第3の好適な実施形態は第1の好適な実施形態と類似している。第1及び第3の好適な実施形態の相違は、第3の好適な実施形態のエレクトロスプレーユニット5”のノズル53”が非金属材料から作られていること、及びエレクトロスプレーユニット5”がさらにマイクロチューブ56”を有していることである。前記マイクロチューブ56”は、チューブ本体561”と中心部562”を有している。チューブ本体561”は、ポンプ54とノズル53”との間に連結されており、ポンプ54とノズル53”の間に液体を流通させる。前記中心部562”は、前記チューブ本体561”に接続され、マイクロチューブ56”とレシービングユニット6の質量分析器61の間に電位差を生じさせる電圧供給部3(図4参照)に連結される。
図7に示すように、本発明に係る環境液体マススペクトロメトリー法を実施するマススペクトロメーター組立の第4の好適な実施形態は第1の好適な実施形態と類似している。第1及び第4の好適な実施形態の相違は、レーザー脱離装置8'''の試料台81'''が可動トラック814'''と、順につながれた多数の支持部816'''(図7では1個だけ見えている)からなる支持部セット815'''を有していることである。前記支持部816'''は、トラック814'''に移動可能に設けられている。
図4に示すように、本発明に係る環境液体マススペクトロメトリー法を実施するマススペクトロメーター組立の第5の好適な実施形態は第1の好適な実施形態と類似している。第1及び第5の好適な実施形態の唯一の相違は、第5の好適な実施形態のレーザー伝送機構を、第1の好適な実施形態の紫外線レーザー82aの代わりに赤外線(IR)レーザー82cとしたことである。
図6に示すように、本発明に係る環境液体マススペクトロメトリー法を実施するマススペクトロメーター組立の第6の好適な実施形態は第4の好適な実施形態と同じである。第4及び第6の好適な実施形態の唯一の相違は、第6の好適な実施形態のレーザー伝送機構を、第4の好適な実施形態の紫外線レーザー82a(図4参照)の代わりに赤外線(IR)レーザー82cとしたことである。
以下に、本発明に係る環境液体マススペクトロメトリー法の模範的な方法をいくつかの比較例と共に提示する。模範方法及び比較例では、液体試料及びエレクトロスプレー用溶媒は、室温下及び大気圧下で、以下に示す所定の比率で調製され、或いは直接得られる。特に指摘しなければ液体試料は水溶液を含み、エレクトロスプレー用溶媒の組成は〔水:メタノール:酢酸=50:50:0.1〕であり、エレクトロスプレー用溶媒の流速は150μL/minである。
さらに、特に指摘しなければ、模範方法及び比較例は、本発明の第3の好適な実施形態に従って行われる。また、質量分析器は、0.2s/scanの走査速度で走査を行う。提示される各液体試料に関して、溶媒の分子量は質量分析器の走査範囲から除かれる。
模範方法1及び2並びに比較例1では、用いられるエレクトロスプレー用溶媒は20vol%のメタノール水溶液であり、液体試料のマトリックス材料は様々な濃度のカーボンパウダーからそれぞれ作った。模範方法1及び2並びに比較例1の各々で用いた液体試料の組成、及び対応するマススペクトルの図番を以下の表1に示す。
図8b及び図8cに示すように、それぞれ■、▲、●の記号で示される3個のイオンピークが存在することが明らかである。3個のピークの分子量は、コンピュータソフトウェアによって、それぞれ12232Da、14306Da、及び17567Daと計算される。計算された分子量は、製造メーカーが提示する、ミオグロビン、シトクロムc、リゾチームの分子量とほぼ完全に一致する。加えて、検出されたミオグロビンは非変性状態であることが明らかである。前記結果は、環境液体マススペクトロメトリー法が有効に動作し、タンパク質を含む液体試料を直接検出して正確で且つ満足できる定量的な結果を得ることができることを裏付ける。
模範方法3〜6では、異なるマトリックス材料が分析物の脱離を支援するマトリックスとして用いられた。これら異なる材料のうち、2,5-ジヒドロキシ安息香酸(2,5-DHB)、3,5-ジメチル-4-ヒドロキシシナミック酸(シナピン酸、SA)、α-シアノ-4-ヒドロキシ桂皮酸(α-CHC)は水溶性である。また、模範方法4〜6では、ALMS分析は、液体試料が2つの異なる状態で行われた。第1状態の液体試料とは、液体試料の溶液にマトリックス材料が溶解した状態をいう。第2状態の液体試料とは、溶液中の溶媒が徐々に蒸発してマトリックス材料の濃度が徐々に上昇し、飽和して、マトリックス材料が沈殿している状態をいう。模範方法3〜6のそれぞれで用いられる液体試料の組成、及び対応するマススペクトルの図番を以下の表2に示す。模範方法4〜6で用いられたマトリックス材料は以下のようにして添加されたことに注意する。まず、2mgのマトリックス材料を70vol%のACN水溶液に溶かして1mlとし、続いて、マトリックス溶液の上澄みと、予め調製したミオグロビン溶液(濃度10-4 M)を体積比1:1で混ぜ合わせて液体試料を作成する。
図9aは、分析物(非変性及び変性ミオグロビン)によって作られたイオンピークを明瞭に示している。図9a中、●は非変性ミオグロビンによって作られたイオンピークを示し、○は変性ミオグロビンによって作られたイオンピークを示している。しかし、模範方法4〜6では、液体試料が第1状態にあるときにALMS分析が行われ、図9b、図9d、図9fのそれぞれに示した結果の通り、液体試料による干渉が観察されるだけで、ミオグロビンによって形成されるピークは観察されなかった。一方、模範方法4〜6では、液体試料が第2状態にあるときにALMS分析が行われ、図9c、図9e、図9gのそれぞれに示した結果の通り、変性ミオグロビンによって形成されるイオンピークが観察され、これら模範方法で得られる分子量が互いに非常に近似する。
使用される液体試料の組成、及び模範方法7〜12の各々に対応するマススペクトルの図番を以下の表3に示す。
模範方法7〜12で用いられた液体試料の分析物によって形成されるイオンピークが図10a〜10fに明瞭に観察される。また、計算により得られる分子量も既知の事実に合致し、有機溶液及び有機組成物を含む液体試料についての環境液体マススペクトロメトリー法の実施可能性が確認された。
模範方法13及び比較例2、3では、同一の分析物(インスリン、シトクロムc、リゾチーム、ミオグロビンを含むタンパク質標準物)が用いられ、ALMS法、ESI−MS法、MALDI−MS法を用いたマススペクトロメトリック分析に適した液体試料にそれぞれ調製された。用いた液体試料の組成、模範方法13及び比較例2,3にそれぞれ対応するマススペクトルの図番を下記の表4に示す。ここでは、液体試料は水溶液を含む。MALDI−MSが用いられた比較例3における試料の調製方法は、まず、マトリックス材料の飽和水溶液と分析物を含む溶液を体積比1:1で混ぜ合わせて液体試料を得る。それから、適当な量の液体試料を脱水し、MALDI−MSを用いた分析用の固体試料を得る。
図11aのマススペクトルは、異なる種類の分析物(すなわちタンパク質標準物)によって生成される全てのイオンピーク群を示している。図11aでは、◆はインスリンによって形成されるイオンピークを、■はシトクロムcによって形成されるイオンピークを、▲はリゾチームによって形成されるイオンピークを、●は非変性ミオグロビンによって形成されるイオンピークを、○は変性ミオグロビンによって形成されるイオンピークを示している。図11aのマススペクトルをデコンボリュートした図11bでは、図11aで用いた記号に対応する記号で、異なる種類の分析物を示すイオンピークが明瞭に示されている。m/z値が17567と16951である2つのイオンピークはそれぞれ非変性、変性ミオグロビンを示している。
ALMS分析の分析プロセスは非常に速いため、化学反応や生化学反応の進行を理解するための当該反応の観察やモニタリングに環境液体マススペクトロメトリー法を適用できると出願人は考えている。
図12aに示される3つのイオンピークは全てシトクロムcによって形成されたものであり、ペプチドによって形成されるイオンピークは観察されていない。しかし、図12b及び図12cでは、ペプチドによって生じるイオンピークが明瞭に観察される。図12bのペプチドイオンピークの相対強度は、図12cに示されるイオンピークの相対強度に比べると、シトクロムcのイオンピークの相対強度により近い。図12b及び図12c中、●はペプチドによって形成されたイオンピークを示し、シトクロムcによって形成されたイオンピークには記号が付されていない。このような結果は、環境液体マススペクトロメトリー法が生化学反応の観察やモニタリングに適用できるという出願人の推測を裏付ける。
模範方法15〜18及び比較例4〜11では、それぞれ様々な種類の体液を脱イオン水で10倍に希釈して、ALMS、ESI−MS、MALDI−MS分析用の液体試料を調製した。比較例5,7,9,11に関しては、液体試料を脱水して、MALDI−MS分析用の脱水固体試料を得た。
模範方法15に関する図13a及び図13bに示すように、本発明に係る環境液体マススペクトロメトリー法は、ヒトの涙液に含まれる三種の主要タンパク質をうまく検出できることが分かる。図13a及び図13bにおいて、符号Aが付されたイオンピーク群はリゾチームから形成され、符号Cが付されたイオンピーク群は涙液リポカリンから形成され、符号Bが付されたイオンピーク群は未知のタンパク質から形成される。模範方法16に関する図14a及び図14bに示すように、ミルクに含まれる主要タンパク質、すなわちカゼインによって形成されるイオンピーク群が観察される。図14a及び図14bの他のイオンピークは脂質によって形成される。模範方法17に関する図15a及び図15bに示すように、血清中の主要タンパク質であるアルブミンが観察される。図15a及び図15bにおいて、符号Aが付されたイオンピークはアポリポタンパク質A1(Apo-A1)によって形成され、符号Bが付されたイオンピークは涙液リポカリンによって形成される。
模範方法19で用いられたエレクトロスプレー用溶媒は20vol%メタノール水溶液である。液体試料は、糖尿病患者の血液(個人的提供)を脱イオン水で10倍に希釈し、濃度が0.8mg/μLとなるようにカーボンパウダーを加えて調製した。ALMS分析は、液体試料中のヘモグロビン(Hb)と糖化ヘモグロビン(HbA1)の検出を目的として行われ、図17a及び図17bに示す分析結果が得られた。図17bは図17aをデコンボリュートしたマススペクトルである。
9人の糖尿病患者から得た血液試料について模範方法19で述べたものと同一のALMS分析をそれぞれ3回ずつ行った。また、ALMS分析を行う毎に(HbA1/Hb)値を計算した。その結果、計27個の(HbA1/Hb)値がALMS分析を用いて得られた。さらに、各血液試料についてALMS分析を行うごとに、(HbA1/Hb)値の検出及び計算のために、イオン化クロマトグラフィー(IC,これは、医療分野でヘモグロビン及び糖化ヘモグロビンの量を検出するために普通に用いられる方法である。)も行った。従って、患者ごとに1個の血液試料が得られ、合計9個の平均(HbA1/Hb)値がイオン化クロマトグラフィーを用いて得られた。
[数1]
y=0.5882x+1.1964(ピアソン係数R2は0.8666)
線形回帰分析によって得られた一次方程式から、ALMS分析を用いて得られた(HbA1/Hb)値とイオン化クロマトグラフィーを用いて得られた(HbA1/Hb)値との間には特別な相関があることが分かる。イオン化クロマトグラフィーは、医療分野においてヘモグロビン及び糖化ヘモグロビンの量を求めるために一般的に用いられている方法である。従って、ALMS分析を用いて得られた(HbA1/Hb)値は、ある程度の信頼性があり、参考値となるはずである。特に、イオン化クロマトグラフィーを行うのに要する時間は、試料の調製時間を含めておよそ1時間であることが報告されている。一方、ALMS分析を用いれば、瞬時に検出でき結果が得られる。従って、環境液体マススペクトロメトリー法は、イオン化クロマトグラフィーに置き換わって病気診断の基盤を提供する可能性がある。
模範方法21は、本発明に係る環境液体マススペクトロメトリー法を行うマススペクトロメータ組立の第5の好適な実施形態である。環境液体マススペクトロメトリーでは20vol%のメタノール水溶液がエレクトロスプレー用溶媒として用いられる。
図19a及び図19b、特に単純化した図19bに、イオンピーク群が明瞭に示された。図19bに示されているイオンピークは、模範方法19の図17bに示したものとほぼ同じである。この結果は、液体試料が水溶液を含むときは、たとえその水溶液が複雑な組成で、大量の塩を含む体液であっても、単純な希釈工程の後は、更なるマトリックス材料を加えることなく、赤外線レーザービームを液体試料に照射することによって、迅速で且つ簡便な分析を行うことができ、信頼性の高いマススペクトロメトリーの分析結果を得ることができる、という出願人の推測が正しいものであることを証明している。
2…テイラーコーン
3…電圧供給部
4…液体試料
41…溶液
412…分析物
413…マトリックス材料
414…イオン化分析物
5…エレクトロスプレーユニット
51…液体エレクトロスプレー用溶媒
511…多価電荷液滴
53…ノズル
6…レシービングユニット
61…質量分析器
81…試料台
82…レーザー伝送機構
821…レーザービーム
Claims (16)
- 試料台の上に、多数の分析物を含有する溶液と、レーザーエネルギーを吸収するマトリックスとして機能する材料とを含む液体試料を載置するステップと、
エレクトロスプレー用溶媒の液滴をその場で連続的に形成するように設計されたノズルを含むエレクトロスプレーを提供するステップと、
前記液体試料から取り出され質量分析器によって分析されるイオン化分析物を受け入れるように設けられたレシービングユニットであって、該レシービングユニットの後段に前記質量分析器が配置され、前記レシービングユニットは前記エレクトロスプレーユニットのノズルから該ノズルの長手方向に離れて設けられ、これにより移動経路を定義するレシービングユニットを提供するステップと、
前記エレクトロスプレーユニットのノズルと前記レシービングユニットとの間に、前記液滴に多数の電荷が帯電し、その液滴が多価帯電液滴として強制的にノズルから放出されて前記移動経路に沿って前記レシービングユニットに向かうような強度の電位差を生じさせるステップと、
前記液体試料にレーザービームを照射するステップであって、レーザー照射時に、前記レーザーエネルギーがマトリックスを経て、液体試料の溶液中に含まれる分析物の少なくとも一つに伝わり、その結果、前記少なくとも一つの分析物が脱離して、前記エレクトロスプレー用溶媒の多価帯電液滴の前記移動経路と交差する飛行経路に沿って飛行することにより前記多価帯電液滴に閉じ込められ、且つ、前記多価帯電液滴が移動経路に沿って前記エレクトロスプレーユニットのノズルから前記レシービングユニットに近づくときにそのサイズがだんだん小さくなる結果、前記液滴の電荷が前記液滴に閉じ込められた分析物の少なくとも一つに移動して対応するイオン化分析物を形成するようなレーザービームを前記液体試料に照射するステップと
を備える質量分析方法であって、
前記マトリックスとして機能する材料が、金、炭素、コバルト、鉄、2,5-ジヒドロキシ安息香酸(2,5-DHB)、3,5-ジメチル-4-ヒドロキシシナミック酸(シナピン酸、SA)、α-シアノ-4-ヒドロキシ桂皮酸(α-CHC)、或いはこれらの組み合わせから成る、レーザーによる非伝送性材料のグループから選ばれる質量分析方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記マトリックスとして機能する材料が、金、炭素、2,5-ジヒドロキシ安息香酸(2,5-DHB)、3,5-ジメトキシ-4-ヒドロキシ桂皮酸(シナピン酸、SA)、α-シアノ-4-ヒドロキシ桂皮酸(α-CHC)、或いはこれらの組み合わせから成るグループから選ばれる質量分析方法。 - 請求項1又は2に記載の方法において、
前記マトリックスとして機能する材料の粒径が50nmから50μmの範囲にある質量分析方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の方法において、
前記液体試料に含まれる前記溶液が、生物から分泌される体液である質量分析方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の方法において、
液体試料に含まれる溶液が、生物から分泌された体液であって、水で希釈されたものである質量分析方法。 - 請求項5に記載の方法において、
前記体液が、血液、涙液、乳、汗、腸液、脳液、髄液、リンパ液、膿汁、血清、唾液、鼻汁、尿、及び排泄物から成るグループから選ばれる質量分析方法。 - 請求項6に記載の方法において、
前記体液が、血液、涙液、乳、血清から成るグループから選ばれる質量分析方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の方法において、
前記液体試料に含まれる前記溶液が、タンパク質溶液である質量分析方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の方法において、
前記液体試料に含まれる前記溶液が有機溶媒であり前記溶液に含まれる分析物が有機化合物である質量分析方法。 - 請求項8に記載の方法において、
エレクトロスプレー用溶媒が、揮発性液体を含む水溶液である質量分析方法。 - 請求項10に記載の方法において、
前記揮発性液体が、イソアセトニトリル、アセトン、アルコール、或いはこれらの組み合わせから成るグループから選ばれる質量分析方法。 - 請求項11に記載の方法において、
前記揮発性液体がアルコールである質量分析方法。 - 請求項12に記載の方法において、
前記揮発性液体がメタノールである質量分析方法。 - 請求項10に記載の方法において、
前記エレクトロスプレー用溶媒が、さらに酸を含む水溶液である質量分析方法。 - 請求項14に記載の方法において、
前記エレクトロスプレー用溶媒がアルコールを含む水溶液であり、前記酸が、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、及びこれらの組み合わせから成るグループから選ばれる質量分析方法。 - 請求項15に記載の方法において、
前記エレクトロスプレー用溶媒がメタノールとギ酸を含む水溶液である質量分析方法。
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