JP6647224B2 - 質量分析を用いる脂質の分析のための方法 - Google Patents
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Description
本願は、米国仮出願第62/012,257号(2014年6月13日出願)の利益を主張し、上記出願の全内容は、参照により本明細書に援用される。
本発明は、概して、質量分析に関し、より具体的には、異性体脂質および/または脂質分子内の二重結合の場所の検出を伴う脂質の分析のための方法および装置に関する。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
質量分析計を使用して、少なくとも1つの脂質を含む試料、または含むと考えられる試料を分析する方法であって、前記方法は、
前記試料をイオン化し、複数の親イオンを形成することと、
電子解離反応を実施し、前記複数の親イオンの少なくとも一部を複数の娘イオンに断片化することであって、前記電子解離反応は、前記複数の親イオンを荷電種を用いて放射線照射することを含み、前記解離反応は、前記少なくとも1つの脂質の2つの異性体種の質量シグネチャーの区別を可能にするように構成されている、ことと、
前記質量分析計の検出器において前記複数の娘イオンの少なくとも一部を検出し、前記試料の質量分析のための少なくとも1つのスペクトルを形成することと
を含む、方法。
(項目2)
質量分析計を使用して、少なくとも1つの脂質を含む試料、または含むと考えられる試料を分析する方法であって、前記方法は、
前記試料をイオン化し、複数の一価の前駆体イオン種を形成することと、
イオン−電子反応を実施し、前記複数の前駆体イオン種の少なくとも一部を複数の生成イオン種に断片化することであって、前記イオン−電子反応は、約4電子ボルト〜約12電子ボルトの運動エネルギーを有する電子を用いて、前記複数の前駆体イオンを放射線照射することを含む、ことと、
前記質量分析計の検出器において前記複数の生成イオン種の少なくとも一部を検出し、前記試料の質量分析のための少なくとも1つのスペクトルを形成することと
を含む、方法。
(項目3)
前記電子は、約8電子ボルト〜約12電子ボルトの運動エネルギーを有する、項目1または2に記載の方法。
(項目4)
前記イオン−電子反応は、電子捕獲解離、ホット電子捕獲解離、電子移動解離、電子イオン化解離、有機物中の電子誘起励起、および電子脱離解離のうちの少なくとも1つを含む、項目2に記載の方法。
(項目5)
前記イオン−電子反応は、電子イオン化解離を含む、項目2に記載の方法。
(項目6)
前記イオン−電子反応は、有機物中の電子誘起励起を含む、項目2に記載の方法。
(項目7)
前記イオン−電子反応は、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴セル、デジタルポールトラップ、線形イオントラップ、およびキメラトラップのうちの少なくとも1つ内で起こる、項目2に記載の方法。
(項目8)
前記少なくとも1つの脂質は、少なくとも2つの異性体種を含む、項目2に記載の方法。
(項目9)
前記少なくとも2つの異性体種は、OPPCと、POPCとを含む、項目1または8に記載の方法。
(項目10)
前記複数の断片イオンは、少なくとも1つのアルキル鎖断片を含む、項目9に記載の方法。
(項目11)
前記複数の娘イオンに関連付けられ、一定間隔を呈する、前記少なくとも1つのスペクトルにおけるピークは、前記少なくとも1つの脂質が二重結合を含むことを示す、項目2に記載の方法。
(項目12)
14原子質量単位の間隔は、前記少なくとも1つの脂質の単結合を示し、12原子質量単位の間隔は、前記少なくとも1つの脂質の二重結合を示す、項目11に記載の方法。
(項目13)
前記複数の断片イオンは、ラジカル断片と、非ラジカル断片とを含む、項目2に記載の方法。
(項目14)
前記複数の断片イオンのラジカル断片と反応するためのガスを導入することをさらに含む、項目2に記載の方法。
(項目15)
前記ガスは、酸素ガス、窒素ガス、およびヘリウムガスのうちの少なくとも1つを含む、項目2に記載の方法。
(項目16)
前記ガスは、イオン−電子反応デバイス内に導入される、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記ガスは、前記イオン−電子反応デバイスの下流に導入される、項目15に記載の方法。
(項目18)
前記ガスは、約1ミリ秒〜約100ミリ秒にわたって導入される、項目15に記載の方法。
(項目19)
イオンの反応装置であって、
第1の軸端と第2の軸端とを備えている第1の経路であって、前記第2の軸端は、第1の中心軸に沿って前記第1の経路軸端からある距離に配置されている、第1の経路と、
第1の軸端と第2の軸端とを備えている第2の経路であって、前記第2の軸端は、第2の中心軸に沿って前記第2の経路の前記第1の軸端からある距離に配置され、前記第1の中心軸と前記第2の中心軸とは、実質的に互いに直交し、交点を有する、第2の経路と、
前記第1の中心軸の周囲に4重極配向に配列されている第1の組の4重極電極であって、前記第1の組の4重極電極は、前記第1の経路の前記第1の軸端と前記交点との間に配置され、前記第1の組の電極は、前記第1の中心軸の第1の部分に沿ってイオンを導く、第1の組の4重極電極と、
前記第1の中心軸の周囲に4重極配向に配列されている第2の組の4重極電極であって、前記第2の組の4重極電極は、前記第1の経路の前記第2の軸端と前記交点との間に配置され、前記第2の組の電極は、前記第1の中心軸の第2の部分に沿ってイオンを導くために構成され、前記第1の組の電極は、前記第1の中心軸を横断して間隙を形成するように、前記第2の組の電極から分離されている、第2の組の4重極電極と、
RF場を生成するために、前記第1および第2の組の電極にRF電圧を提供するための電圧源と、
前記RF電圧を制御するためのコントローラと、
前記第1の経路の前記第1または第2の軸端のいずれかに、またはそれに近接して配置されている脂質イオン源であって、前記脂質イオン源は、前記第1の中心軸に沿って、前記第1の経路の前記第1または第2の軸端の他方に向かって脂質イオンを導入する、脂質イオン源と、
前記第2の経路の第1または第2の軸端のいずれかに、またはそれに近接して配置されている荷電種源であって、前記荷電種源は、前記第2の中心軸に沿って、約4電子ボルト〜約12電子ボルトの運動エネルギーを有する電子を導入し、前記荷電種は、前記間隙を通って前記交点に向かって進行する、荷電種源と
を備えている、イオンの反応装置。
(項目20)
前記少なくとも1つの脂質は、少なくとも2つの脂質異性体を含み、随意に、前記少なくとも2つの脂質異性体は、OPPCと、POPCとを含む、項目19に記載の装置。
出願人の教示は、以下の実施例および図5−8に提示されるデータを参照してさらに完全に理解されることができ、これらは、試料内に存在する異性体脂質および/または分析された分子内の二重結合の場所の分析を、本明細書の教示の種々の側面に従って解離された、解離断片(すなわち、断片イオン)を分析することによって実証する。出願人の教示の他の実施形態も、本明細書の考慮および本明細書に開示される本教示の実践から、当業者に明白であろう。これらの実施例は、例示的としてのみ見なされることが意図される。
図5を参照すると、試料は、約522amuのm/zを有する第1の種505および約496amuのm/zを有する第2の種510に対する前駆体イオンを含んだ。第1の種505および第2の種510は、POPC試料の汚濁物として見出され得る。前駆体イオンは、断片、すなわち、断片イオンの形成をもたらす、EIEIOを受けた。第1の種505および第2の種510の各々に対するアルキル鎖が、299amuのm/zと対応するピークにおいて開始する、各種のそれぞれのスペクトル515、520を使用して再構築された。スペクトル515、520内の矢印は、非ラジカル種を表し、矢印+H(または+1)における隣り合うピークは、ラジカル種を示す。ラジカル種は、EIEIOによって生産され、非ラジカル種は、
図6は、EIEIOを使用して解離される、POPCを含む試料のスペクトルを描写する。POPCは、2つのアルキル鎖を含み、そのうちの1つは、二重結合を有する。電子が、アルキル鎖のうちの1つを解離し得る。図6に描写される結果として生じるEIEIOスペクトルは、2つの一連の断片の存在を示す。どんな二重結合もアルキル鎖内に存在しない場合、スペクトルプロファイルは、ラジカル断片および非ラジカル断片の両方に対する14amuの間隔を含むであろう。局所スペクトルプロファイルは、ラジカル断片および非ラジカル断片に対する双子ピークを含むであろう。二重結合がアルキル鎖内に存在する場合、この場所における間隔は、ラジカル断片および非ラジカル断片の両方に対して12amuであろう。図6に描写されるように、12amuの間隔が、二重結合場所において観察された。
ここで図7を参照すると、ラジカル断片を生成するために、EIEIOを使用して解離される、POPCを含む試料のスペクトルが、描写される。第1のスペクトル705では、ラジカル断片は、酸素と反応せず、第2のスペクトル710では、ラジカル断片は、酸素ガスと反応し、酸素ラジカル断片を生成した。酸素は、EIEIOを含む、本明細書に説明される技法を使用して解離される、POPCアルキル鎖のラジカル断片と反応し得る。スペクトル705、710は、(上記の実施例1および2のような)ラジカルピークおよび非ラジカルピークを有する、局所ピークプロファイルを含む。スペクトル705に示されるように、酸素ラジカル断片は、追加のピークを生成し、断片がラジカルであることを示した。酸素ラジカル断片は、酸素と反応しなかったラジカル断片ピークに対して、+32amu付加物として出現する。スペクトル710内のPOPC試料に対して、単結合鎖からの酸素ラジカル断片は、14amuの間隔を示す一方、二重結合鎖からの二重結合の二重結合場所は、二重結合場所において12amuの間隔を示した。その結果、酸素ラジカル断片プロファイルは、二重結合場所においてピークスプリットを示した。
POPCおよびOPPCの混合物を含む試料が、いくつかの実施形態に従って調製および分析された。試料は、EIEIOを使用して解離されるPOPCおよびOPPC前駆体イオンを生産するために、イオン化された。図8に示されるように、EIEIOは、POPC独特断片(m/z:491.337)およびOPPC独特断片(m/z:465.321)を含む、炭素−炭素結合の殆どをアルキル鎖に沿って切断した。これらの一意のピークの相対強度比は、POPCおよびOPPCの相対存在度を示す。例えば、OPPC試料に対して、OPPC独特断片が、観察され、主にPOPC独特断片と比較された。別の実施例では、POPC試料に関して、POPC独特断片が、観察され、主にOPPC独特断片と比較された。CID等の従来の解離技法と比較して、4つの断片のみが、図8に描写されるスペクトルと同一の範囲にわたって観察されるであろう。
より普遍的には、一般化されたリン脂質も、本願に説明される教示を使用して、具体的にはEIEIOアプローチを利用して識別されることができる。図9に提供される表は、OPPCおよびPOPCを含む、多くのタイプのリン脂質に対する診断ピークのm/z値を示す。リン脂質の頭部基は、多くの場合、強いピークとして出現する、より低いm/z値を伴うピークによって識別されることができる。例えば、184.073のm/z値を伴うピークの存在は、リン脂質がホスファチジルコリン(PC)であることを示す。別の実施例では、142.026のm/z値を伴うピークの存在は、リン脂質がホスファチジルエタノールアミン(PE)であることを示す。207.998のm/z値を伴うピークの存在は、リン脂質がホスファチジルセリン(PS)であり、この種がナトリウムイオンによって荷電されていることを示す。238.019のm/z値を伴うピークの存在は、リン脂質がホスファチジルイノシトール(PI)であり、この種がナトリウムイオンによって荷電されていることを示す。これらのm/z値は、理論的には、sn3場所における酸素と炭素との間の解離によって与えられる(図9に描写される分子内に示される、留意される「頭部基」損失によって示される)。この法則を使用して、他のリン脂質および荷電種(すなわち、陽子、ナトリウム、カリウム、および他の金属イオン)に対する診断m/zが、計算される。リン脂質頭部基が識別されると、識別された頭部基を伴うsn2診断質量のうちの1つが、スペクトル内に見出されるであろう。PCの頭部基でm/z491.337が見出される場合、sn−2位におけるアシル鎖が、18:1と識別され、すなわち、アシル鎖は、鎖として18個の炭素を有し、1つの二重結合を含む。sn−1位におけるアシル鎖を識別するために、「(前駆体m/z)−(sn−2診断m/z)」が、計算され、この値は、表1に見出されるであろう。見出された値は、sn−1位におけるアシル鎖を示す。
Claims (18)
- 質量分析計を使用して、少なくとも1つの脂質を含む試料、または含むと考えられる試料を分析する方法であって、前記方法は、
前記試料をイオン化し、複数の前駆体イオンを形成することと、
電子解離反応を実施し、前記複数の前駆体イオンの少なくとも一部を複数の生成イオンに断片化することであって、前記電子解離反応は、前記複数の前駆体イオンを電子を用いて放射線照射することを含み、前記解離反応は、前記少なくとも1つの脂質の2つの異性体種の質量シグネチャーの区別を可能にするように構成されており、前記電子は、約4電子ボルト〜約12電子ボルトの運動エネルギーを有する、ことと、
前記質量分析計の検出器において前記複数の生成イオンの少なくとも一部を検出し、前記試料の質量分析のための少なくとも1つのスペクトルを形成することと
を含む、方法。 - 質量分析計を使用して、少なくとも1つの脂質を含む試料、または含むと考えられる試料を分析する方法であって、前記方法は、
前記試料をイオン化し、複数の一価の前駆体イオン種を形成することと、
イオン−電子反応を実施し、前記複数の前駆体イオン種の少なくとも一部を複数の生成イオン種に断片化することであって、前記イオン−電子反応は、約4電子ボルト〜約12電子ボルトの運動エネルギーを有する電子を用いて、前記複数の前駆体イオンを放射線照射することを含む、ことと、
前記質量分析計の検出器において前記複数の生成イオン種の少なくとも一部を検出し、前記試料の質量分析のための少なくとも1つのスペクトルを形成することと
を含む、方法。 - 前記電子は、約8電子ボルト〜約12電子ボルトの運動エネルギーを有する、請求項1または2に記載の方法。
- 前記イオン−電子反応は、電子捕獲解離、ホット電子捕獲解離、電子移動解離、電子イオン化解離、有機物中の電子誘起励起、および電子脱離解離のうちの少なくとも1つを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記イオン−電子反応は、電子イオン化解離を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記イオン−電子反応は、有機物中の電子誘起励起を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記イオン−電子反応は、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴セル、デジタルポールトラップ、線形イオントラップ、およびキメラトラップのうちの少なくとも1つ内で起こる、請求項2に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの脂質は、少なくとも2つの異性体種を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記少なくとも2つの異性体種は、OPPCと、POPCとを含む、請求項1または8に記載の方法。
- 前記複数の断片イオンは、少なくとも1つのアルキル鎖断片を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記複数の生成イオン種に関連付けられ、一定間隔を呈する、前記少なくとも1つのスペクトルにおけるピークは、前記少なくとも1つの脂質が二重結合を含むことを示す、請求項2に記載の方法。
- 14原子質量単位の間隔は、前記少なくとも1つの脂質の単結合を示し、12原子質量単位の間隔は、前記少なくとも1つの脂質の二重結合を示す、請求項11に記載の方法。
- 前記複数の断片イオンは、ラジカル断片と、非ラジカル断片とを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記複数の断片イオンのラジカル断片と反応するためのガスを導入することをさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 前記ガスは、酸素ガス、窒素ガス、およびヘリウムガスのうちの少なくとも1つを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記ガスは、イオン−電子反応デバイス内に導入される、請求項15に記載の方法。
- 前記ガスは、イオン−電子反応デバイスの下流に導入される、請求項15に記載の方法。
- 前記ガスは、約1ミリ秒〜約100ミリ秒にわたって導入される、請求項15に記載の方法。
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