JP7174631B2 - 微分型移動度分光法を使用する鏡像異性体試料の検出のための方法 - Google Patents

Description

関連米国出願
本出願は、２０１６年４月１５日に出願された米国仮出願第６２／３２３，１９１号からの優先権の利益を主張し、この出願の全内容は本明細書において参照として援用される。

分野
本教示は、一般に、個別の鏡像異性体を同定、定量、分離、および／または検出するために微分型移動度分光法（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ；ＤＭＳ）を利用する方法およびシステムに関する。

背景
鏡像異性体対の個別の鏡像異性の異性体（本明細書中で鏡像異性体ともいう）の分離および検出は、分析化学において現在も進行中の課題である。鏡像異性体は、相互に化学組成が同一であるが、１つまたは複数のキラル中心の周囲の官能基の空間的配置が異なり、その結果、鏡像異性体は相互に重ね合わせることができない鏡像である。鏡像異性体の異性体対の鏡像異性体の多くが同一の物理的性質および化学的性質（その偏光面の回転性の相違を除く）を示すにもかかわらず、いくつかの鏡像異性体は、ある特定の環境下で、もう一方の形態と異なる化学反応性を示し得る。例として、いくつかの鏡像異性体は、そのもう一方の鏡像異性体の形態と比較して顕著に異なる薬理学的効率を示し得る。したがって、鏡像異性体対の鏡像異性体が試料中に存在することを迅速また確実に同定し、かつ／または試料中の鏡像異性体の相対量を決定することが望ましくあり得る。しかし、従来の分離方法は、鏡像異性体の前述の化学的類似性および物理的類似性のために鏡像異性体対の鏡像異性体を分割するには不適切であり得る。例として、従来の質量分析技術は、鏡像異性体の質量電荷比が同一であるために、鏡像異性体を分割することが不可能であり得る。

イオン移動度分光法を使用して試料中の鏡像異性体を分析するための従来のアプローチもまた、多数の欠点がある。例えば、１つのかかる方法では、クラスターを形成するために比較的大量の分析物を必要とするので、ＤＭＳで分離可能なクラスターを形成するために鏡像異性体を金属イオンおよびアミノ酸と錯体化することが、感度を低くしてしまう。さらに、クラスターは、脆弱である可能性があり、イオン源中で高温に加熱することができず、典型的には、分析混合物によって生成される総イオン電流の約１％しか存在しない。円偏レーザー光の印加による鏡像異性体イオンの枯渇も試みられているが、このプロセスは非効率であることが証明されている。キラル化学修飾剤を従来のイオン移動度分光計（ＩＭＳ）のドリフトガスに添加することも行われているが、これらの結果は他での再現性が認められていない。

したがって、鏡像異性の異性体の分離および検出のための方法およびシステムを改良する必要が依然としてある。

概要
微分型移動度分光法（ＤＭＳ）を使用した鏡像異性体の同定および／または定量のための方法およびシステムを本明細書中に記載する。本教示の種々の態様によれば、本方法は、鏡像異性の異性体対の鏡像異性体を反応させてジアステレオマー対（それぞれ、試薬に共有結合した鏡像異性体のうちの１つに対応する）を形成すること、およびＤＭＳによってジアステレオマーを分離することを含み得る。種々の態様では、試薬自体は、鏡像異性的に純粋な種を含む（例えば、１つの鏡像異性体の鏡像体過剰率は、試薬中のキラルな立体異性体の９０％超、９５％超、９８％超、または実質的に１００％である）。本教示の種々の態様によれば、ある特定の実施形態は、鏡像異性体の異性体対のうちの少なくとも１つの鏡像異性体を含むか含むと疑われる試料を分析する方法であって、本方法が、各々が鏡像異性体対の単一の鏡像異性体に由来する１つまたは複数のジアステレオマーを微分型分光計を通して輸送して、１つまたは複数のジアステレオマーの分離をもたらすことを含む、方法に関する。いくつかの関連する態様では、例えば、１つまたは複数のジアステレオマーは、鏡像異性体の異性体対の第１の鏡像異性体に対応する第１のジアステレオマーおよび鏡像異性体対の第２の鏡像異性体に対応する第２のジアステレオマーを含むことができ、本方法は、微分型移動度分離後のジアステレオマーの相対存在量に基づいて第１の鏡像異性体および第２の鏡像異性体の試料中の相対存在量を決定することをさらに含む。

本教示の種々の態様によれば、ある特定の実施形態は、鏡像異性体の異性体対のうちの少なくとも１つの鏡像異性体を含むか含むと疑われる試料を分析する方法に関し、この方法は、鏡像異性体の異性体対の各鏡像異性体（試料内に存在する場合）を誘導体化試薬と反応させて鏡像異性体対の各鏡像異性体に対応するジアステレオマーを形成すること；ジアステレオマーをイオン化してイオン化されたジアステレオマーを形成すること；およびイオン化されたジアステレオマーを微分型移動度分光計を通して輸送して、鏡像異性体対の各鏡像異性体に対応する前記イオン化されたジアステレオマーの分離をもたらすことを含む。

いくつかの態様では、例えば、微分型移動度分光計は、高磁場非対称波形イオン移動度分光計（Ｈｉｇｈ－Ｆｉｅｌｄ Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｗａｖｅｆｏｒｍ Ｉｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ；ＦＡＩＭＳ）を含み得る。いくつかの態様では、イオン化されたジアステレオマーを微分型移動度分光計を通して輸送しながら、補償電圧および分離電圧を、微分型移動度分光計に印加することができ、その結果、イオン化されたジアステレオマーのうちの一方が、微分型移動度分光計内でのその移動特性に基づいて、微分型移動度分光計から選択的にまたは優先的に通過する。いくつかの関連する態様では、方法は、分離電圧を固定値で維持しながら補償電圧をスキャンすることをさらに含む。いくつかの種々の態様では、方法は、第１の持続時間後に補償電圧および分離電圧のうちの少なくとも１つを調整して、選択的に第２の持続時間中にイオン化されたジアステレオマーのうちの他方を通過させることをさらに含み得る。いくつかの例示的な態様では、方法は、微分型移動度分光計に印加された補償電圧と分離電圧との第１の組み合わせおよび補償電圧と分離電圧との第２の組み合わせで微分型移動度分光計から輸送されたイオン化されたジアステレオマーを検出することを含み、第１の組み合わせが、鏡像異性体対の第１の鏡像異性体に対応するイオン化されたジアステレオマーの通過を最適にするように構成されており、第２の組み合わせが、鏡像異性体対の第２の鏡像異性体に対応するイオン化されたジアステレオマーの通過を最適にするように構成されている。いくつかの態様では、鏡像異性体対の第１の鏡像異性体および第２の鏡像異性体の試料中の相対存在量を、例えば、各イオン化されたジアステレオマーが選択的に通過する条件に対応する補償電圧および分離電圧で検出されたイオン化されたジアステレオマーの相対存在量に基づいて検出することができる。

本教示によれば、微分型移動度分光計を、イオン化されたジアステレオマーの分離がもたらされるように種々の様式で操作することができる。例えば、本方法は、前述のイオン化されたジアステレオマーが微分型移動度分光計を通して輸送されるように化学修飾剤をドリフトガスに添加することをさらに含み得る。化学修飾剤を、水、メタノール、イソプロパノール、アセトニトリル、およびアセトンからなる群から選択することができるが、これらは全て非限定的な例示を目的としている。さらにまたはあるいは、いくつかの態様では、本方法は、微分型移動度分光計中の１つまたは複数のイオン化されたジアステレオマーのドリフト時間が調整されるようにスロットルガス流量を調整することを含み得る。

本教示の種々の態様によれば、誘導体化試薬は種々の化合物を含むことができるが、一般に、鏡像異性体対の各鏡像異性体に対応するジアステレオマーを形成するために、試料中に鏡像異性体と反応するように構成されている。種々の態様では、試薬は、少なくとも１つのキラル中心を有する鏡像異性的に純粋な化合物であり得る。非限定的な例として、試薬は、アシルハライドまたはカルボン酸であり得る。鏡像異性的に純粋なアシルハライドの例には、Ｓ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリド、Ｒ－（＋）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリド、（Ｓ）－（＋）－α－メトキシ－α－（トリフルオロメチル）フェニルアセチルクロリド、（Ｒ）－（－）－α－メトキシ－α－（トリフルオロメチル）フェニルアセチルクロリド、１Ｒ，４Ｒ－カンファン酸クロリド、１Ｒ，４Ｓ－カンファン酸クロリド、１Ｓ，４Ｒ－カンファン酸クロリド、および１Ｓ，４Ｓ－カンファン酸クロリドが挙げられる。誘導体化試薬は、１つまたは複数のキラル中心を含む分子を含み得る。例として、誘導体化試薬は、単一のキラル中心または２つのキラル中心を含む分子を含み得る。誘導体化試薬を種々の様式で鏡像異性体試料と反応させて、本教示の種々の態様によるジアステレオマーを形成することができる。いくつかの態様では、例えば、鏡像異性体は、ヒドロキシル基および第一級アミンのうちの少なくとも１つを含む官能基を含むことができ、鏡像異性体を誘導体化試薬と反応させる工程は、１つまたは複数の前述の基を前述の誘導体化試薬と共有結合させることを含み得る。

出願人の教示のこれらの特徴および他の特徴を、本明細書中に記載する。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
（項目１）
鏡像異性体の異性体対のうちの少なくとも１つの鏡像異性体を含むか含むと疑われる試料を分析する方法であって、
ａ．鏡像異性体が存在する場合、鏡像異性体の異性体対の各鏡像異性体を誘導体化試薬と反応させて前記鏡像異性体対の各鏡像異性体に対応するジアステレオマーを形成すること；
ｂ．前記ジアステレオマーをイオン化してイオン化されたジアステレオマーを形成すること；および
ｃ．前記イオン化されたジアステレオマーを微分型移動度分光計を通して輸送して、前記鏡像異性体対の各鏡像異性体に対応する前記イオン化されたジアステレオマーの分離をもたらすこと
を含む、方法。
（項目２）
前記試薬が、少なくとも１つのキラル中心を有する鏡像異性的に純粋な化合物である、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記試薬がアシルハライドである、項目２に記載の方法。
（項目４）
前記試薬が、Ｓ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリドおよびＲ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）－プロピルクロリドのうちの１つである、項目３に記載の方法。
（項目５）
前記試薬が、１Ｒ，４Ｒ－カンファン酸クロリド、１Ｒ，４Ｓ－カンファン酸クロリド、１Ｓ，４Ｒ－カンファン酸クロリド、および１Ｓ，４Ｓ－カンファン酸クロリドのうちの１つである、項目２に記載の方法。
（項目６）
前記試薬がたった１つのキラル中心を有する、項目２に記載の方法。
（項目７）
前記試薬が２つのキラル中心を有する、項目２に記載の方法。
（項目８）
前記鏡像異性体が、ヒドロキシル基および第一級アミンのうちの少なくとも１つを含む、項目１に記載の方法。
（項目９）
前記鏡像異性体を反応させる工程が、前記ヒドロキシル基および第一級アミンのうちの１つまたは複数を前記誘導体化試薬に共有結合させることを含む、項目８に記載の方法。
（項目１０）
補償電圧および分離電圧を前記微分型移動度分光計に印加して前記イオン化されたジアステレオマーのうちの一方を選択的に通過させる、項目１に記載の方法。
（項目１１）
前記分離電圧を維持しながら前記補償電圧をスキャンすることをさらに含む、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
第１の持続時間後に前記補償電圧および前記分離電圧のうちの少なくとも１つを調整して、第２の持続時間中に前記イオン化されたジアステレオマーのうちの他方を選択的に通過させることをさらに含む、項目１０に記載の方法。
（項目１３）
前記イオン化されたジアステレオマーが前記微分型移動度分光計を通して輸送されるように化学修飾剤をドリフトガスに添加することをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目１４）
前記化学修飾剤が、水、メタノール、イソプロパノール、アセトニトリル、およびアセトンからなる群から選択される、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記微分型移動度分光計に印加された補償電圧と分離電圧との第１の組み合わせおよび補償電圧と分離電圧との第２の組み合わせで前記微分型移動度分光計から輸送された前記イオン化されたジアステレオマーを検出することをさらに含み、前記第１の組み合わせが、前記鏡像異性体対の第１の鏡像異性体に対応する前記イオン化されたジアステレオマーの通過を最適にするように構成されており、前記第２の組み合わせが、前記鏡像異性体対の第２の鏡像異性体に対応する前記イオン化されたジアステレオマーの通過を最適にするように構成されている、項目１に記載の方法。
（項目１６）
前記鏡像異性体対の第１の鏡像異性体および第２の鏡像異性体の試料中の相対存在量を決定することをさらに含む、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
前記微分型移動度分光計が、高磁場非対称波形イオン移動度分光法（ＦＡＩＭＳ）を含む、項目１に記載の方法。
（項目１８）
鏡像異性体の異性体対のうちの少なくとも１つの鏡像異性体を含むか含むと疑われる試料を分析する方法であって、
各々が鏡像異性体対の単一の鏡像異性体に由来する１つまたは複数のジアステレオマーを微分型移動度分光計を通して輸送して、前記１つまたは複数のジアステレオマーの分離をもたらすことを含む、方法。
（項目１９）
前記１つまたは複数のジアステレオマーが、前記鏡像異性体の異性体対の第１の鏡像異性体に対応する第１のジアステレオマーおよび前記鏡像異性体対の第２の鏡像異性体に対応する第２のジアステレオマーを含み、微分型移動度分離後のジアステレオマーの相対存在量に基づいて前記第１の鏡像異性体および前記第２の鏡像異性体の試料中の相対存在量を決定することをさらに含む、項目１８に記載の方法。

図面の簡単な説明
当業者は、下記の図面が例示のみを目的とすると理解する。図面は、出願人の教示の範囲を制限することを決して意図しない。

図１は、本教示の種々の態様による鏡像異性体の異性体対のうちの少なくとも１つの鏡像異性体を含むか含むと疑われる試料を分析するためのワークフローの略図である。

図２Ａおよび２Ｂは、出願人の教示の種々の態様による使用のための２つの例示的な誘導体化試薬（すなわち、カンファン酸クロリド（図２Ａ）およびＮ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリド（ＴＰＣ）（図２Ｂ））の化学構造を示す。

図３は、本教示の種々の態様による、ジアステレオマー（Ｓ，Ｓ）－ＴＰＣアンフェタミンと（Ｒ，Ｓ）－ＴＰＣアンフェタミンとの混合物を得るための鏡像異性体試料（Ｒ／Ｓ－アンフェタミン）と図２Ｂの鏡像異性的に純粋な誘導体化試薬（（Ｓ）－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリド）との例示的な反応を模式的に示す。

図４は、本教示の種々の態様による、（Ｒ，Ｓ）－ＴＰＣメタンフェタミンと（Ｓ，Ｓ）－ＴＰＣアンフェタミンとを含むジアステレオマーの混合物を得るための鏡像異性体試料（Ｒ／Ｓ－メタンフェタミン）と図２Ｂの鏡像異性的に純粋な誘導体化試薬（（Ｓ）－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリド）との例示的な反応を模式的に示す。

図５は、本教示の種々の態様による、ジアステレオマー（Ｒ，Ｓ，Ｒ）－カンファニルワルファリンと（Ｓ，Ｓ，Ｒ）－カンファニルワルファリンとの混合物を得るための鏡像異性体試料（Ｒ／Ｓ－ワルファリン）と図２Ａのジアステレオマーとして純粋な誘導体化試薬（（１Ｓ，４Ｒ）－カンファン酸クロリド）との例示的な反応を模式的に示す。

図６は、出願人の教示の種々の実施形態の態様による、例示的な微分型移動度分光計／質量分析計システムの略図である。

図７Ａは、（Ｓ，Ｓ）－ＴＰアンフェタミンと（Ｒ，Ｓ）－ＴＰアンフェタミンとの混合物を含む試料（曲線Ａ）および（Ｒ，Ｓ）－ＴＰアンフェタミン（曲線Ｂ）を含む試料から生成した例示的なイオノグラムを示す。

図７Ｂは、（Ｓ，Ｓ）－ＴＰアンフェタミンと（Ｒ，Ｓ）－ＴＰアンフェタミンとの混合物を含む試料（上、図６Ａの曲線Ａ）および（Ｒ，Ｓ）－ＴＰアンフェタミンを含む試料（下、図６Ａの曲線Ｂ）由来の、ＣｏＶ＝＋９．６Ｖで操作したＤＭＳから通過したイオンについての例示的な質量スペクトル（ＥＰＩ、エンハンスドプロダクトイオン）を示す。

図７Ｃは、（Ｓ，Ｓ）－ＴＰアンフェタミンと（Ｒ，Ｓ）－ＴＰアンフェタミンとの混合物を含む試料（上、図６Ａの曲線Ａ）および（Ｒ，Ｓ）－ＴＰアンフェタミンを含む試料（下、図６Ａの曲線Ｂ）由来の、ＣｏＶ＝＋８．２Ｖで操作したＤＭＳから通過したイオンについての例示的な質量スペクトル（ＥＰＩ、エンハンスドプロダクトイオン）を示す。

図８Ａは、（Ｓ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミンと（Ｒ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミンとの混合物を含む試料から生成した例示的なイオノグラムを示す。

図８Ｂは、（Ｓ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミンと（Ｒ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミンとの混合物を含む試料由来の、ＣｏＶ＝＋９．１Ｖで操作したＤＭＳから通過したイオンについての例示的な質量スペクトル（ＥＰＩ、エンハンスドプロダクトイオン）を示す。図８Ｃは、（Ｓ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミンと（Ｒ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミンとの混合物を含む試料由来の、ＣｏＶ＝＋７．０Ｖで操作したＤＭＳから通過したイオンについての例示的な質量スペクトル（ＥＰＩ、エンハンスドプロダクトイオン）を示す。

図９Ａは、（Ｒ，Ｓ，Ｒ）－カンファニルワルファリンと（Ｓ，Ｓ，Ｒ）－カンファニルワルファリンとの混合物を含む試料（曲線Ａ）および（Ｒ，Ｓ，Ｒ）－カンファニルワルファリン（曲線Ｂ）を含む試料から生成した例示的なイオノグラムを示す。

図９Ｂは、（Ｒ，Ｓ，Ｒ）－カンファニルワルファリンと（Ｓ，Ｓ，Ｒ）－カンファニルワルファリンとの混合物を含む試料（上、図９Ａの曲線Ａ）および（Ｒ，Ｓ，Ｒ）－カンファニルワルファリンを含む試料（下、図９Ａの曲線Ｂ）由来の、ＣｏＶ＝＋６．７Ｖで操作したＤＭＳから通過したイオンについての例示的な質量スペクトル（ＥＰＩ、エンハンスドプロダクトイオン）を示す。 図９Ｃは、（Ｒ，Ｓ，Ｒ）－カンファニルワルファリンと（Ｓ，Ｓ，Ｒ）－カンファニルワルファリンとの混合物を含む試料（上、図９Ａの曲線Ａ）および（Ｒ，Ｓ，Ｒ）－カンファニルワルファリンを含む試料（下、図９Ａの曲線Ｂ）由来の、ＣｏＶ＝＋８．７Ｖで操作したＤＭＳから通過したイオンについての質量スペクトル（ＥＰＩ、エンハンスドプロダクトイオン）を示す。

詳細な説明
明確にするために、以下の考察が出願人の教示の実施形態の種々の態様を詳細に説明している一方で、省略することが好都合であるか適切である場合はいつでもある特定の詳細を省略すると認識される。例えば、代替的な実施形態における同様または類似の特徴の考察をいくらか省略することができる。周知の考えまたは概念も、簡潔にするために詳細に考察しなくてよい。当業者は、出願人の教示のいくつかの実施形態が実施されるごとにある特定の具体的説明を必要としなくてよく、実施形態を完全に理解することのみを目的として記載していると認識する。同様に、記載の実施形態を、本開示の範囲を逸脱することなく、一般的な知識に従って変更するか変形させることができることが明らかである。以下の実施形態の詳細な説明は、出願人の教示の範囲を制限すると決して見なされるべきではない。

微分型移動度分光法（ＤＭＳ）を使用して鏡像異性体を同定および／または定量するための方法およびシステムを本明細書中に提供する。本教示の種々の態様によれば、本方法は、鏡像異性の異性体対の鏡像異性体を反応させてジアステレオマー対を形成すること、およびジアステレオマーの異なる移動度特性に基づいてＤＭＳによってジアステレオマーを分離することを含み得る。種々の態様では、ジアステレオマーを、鏡像異性体を試薬と共有結合させることによって形成することができ、試薬自体は、鏡像異性的に純粋な形態の鏡像異性体を含み得る（例えば、鏡像異性体対の１つの鏡像異性体が、試薬中の鏡像異性体対の鏡像異性体の総量のうちの９０％超、９５％超、９８％超、または実質的に全てを占める）。本明細書中で使用される場合、鏡像異性体という用語は、１つまたは複数のキラル中心（それぞれ、鏡像異性体対の鏡像異性体が相互に重ね合わせることができない鏡像であるようなその官能基の配置を示す）を有する立体異性体をいい、ジアステレオマーという用語は、２つまたはそれを超えるキラル中心（そのいくつかのみが関係する官能基の異なる立体配置を示す）を有する立体異性体をいう。

例えば、ここで図１において、サンプル内の鏡像異性体の同定および／または定量のための例示的方法１００を、本教示の種々の態様に従って示す。工程１０２に示されるように、鏡像異性体対の鏡像異性体のうちの１つまたは両方を含むか含むと疑われる試料を、誘導体化試薬と反応させてジアステレオマーを形成することができ、各ジアステレオマーは、誘導体化試薬と共有結合した鏡像異性体（存在する場合）のうちの１つに対応し得る。

鏡像異性体は、種々の試料（例えば、生物サンプルが含まれる）中に存在し得る。生物サンプルは、任意の体液（細胞内液、細胞外液、尿、血液、ＣＳＦ（脳脊髄液）、唾液、胆汁、羊水、リンパ液など）を含み得る。試料はまた、例えば、粗試料または精製された試料を含み得、例えば、試料および／またはジアステレオマー性反応生成物内の夾雑物を除去するか、そうでなければ鏡像異性体を精製するために、工程１０２の前／後に１つまたは複数のサンプルをさらに処理する工程を行うことができると認識される。非限定的な例として、以下に考察するように、ガスクロマトグラフィ、液体クロマトグラフィ、またはキャピラリー電気泳動のうちのいずれかを使用して、工程１０２前に試料を精製し、かつ／またはさらなる処理前に反応生成物を精製することができる。

本明細書中に記載の方法およびシステムを使用して、１つまたは複数のキラル中心を有する種々の鏡像異性体を分析することができ、ここで、キラル中心の周囲の官能基の空間的分布が異なるので、鏡像異性体対の鏡像異性体が相互に鏡像であると認識される。例として、ワルファリン（血栓症予防のために使用することができる抗凝固薬）は、以下に示すように、鏡像異性体Ｒ－ワルファリンおよびＳ－ワルファリンを含むキラル化合物である。この鏡像異性体対の各鏡像異性体は体内で異なる経路によって代謝され、抗凝固応答の生成において、Ｓ－ワルファリン鏡像異性体はＲ－ワルファリンより効力が高い。

アンフェタミンは、Ｒ－アンフェタミン鏡像異性体（レボアンフェタミンとしても公知）およびＳ－アンフェタミン鏡像異性体（デキストロアンフェタミンとしても公知）（体内で薬理学的性質および異なる半減期を示し得る）の鏡像異性体対を含むキラル化合物の別の例である。

メタンフェタミンは、Ｓ－メタンフェタミン鏡像異性体およびＲ－メタンフェタミン鏡像異性体（前者は精神活性ストリートドラッグであり、後者は経鼻鬱血除去薬である）の鏡像異性体対を含むキラル化合物の別の例である。

種々の態様では、鏡像異性体の異性体対の鏡像異性体が誘導体化試薬との反応で置換され得る１つまたは複数の官能基を示すことが好ましくあり得る。例として、鏡像異性体は、化合物の異なる位置に配置される１つまたは複数の官能基（例えば、電子供与基および／または電子求引基）（ヒドロキシル基および／または第一級アミン基など）を含み得る。

本教示の種々の態様によれば、誘導体化試薬は種々の化合物を含むことができるが、一般に、１つまたは複数のキラル中心を含み、その結果、鏡像異性体との反応によってキラル中心の数が各鏡像異性体単独におけるキラル中心の数より多いジアステレオマー性反応生成物が得られる。上述のように、各鏡像異性体由来のジアステレオマー性反応生成物は、反応生成物中の少なくとも１つであるが全部未満のキラル中心の周囲の官能基の空間的配置が共通しているので、相互に鏡像ではない。種々の態様では、誘導体化試薬自体は、鏡像異性体を含むことができ、好ましくは鏡像異性的に純粋な形態であり得る。本明細書中で使用される場合、「鏡像異性的に純粋な」は、誘導体化試薬のキラルな立体異性体の形態の単一の立体異性体が試薬中のキラルな立体異性体の総量の９０％超（例えば、９５％超、９８％超、または実質的に１００％）を占める誘導体化試薬をいう。例えば、単一のキラル中心（したがって、２つの鏡像異性体の形態）を示す誘導体化試薬の場合、誘導体化試薬は、１つの鏡像異性体が試薬中の鏡像異性体対の鏡像異性体総量のうちの９０％超、９５％超、９８％超、または実質的に１００％を占める場合に、「鏡像異性的に純粋」である。２つまたはそれを超えるキラル中心を有する誘導体化試薬の場合、誘導体化試薬は、１つの鏡像異性体が試薬中のキラルな立体異性体の総量（すなわち、分子の鏡像異性体の形態およびジアステレオマーの形態の全て）の９０％超、９５％超、９８％超、または実質的に１００％を占める場合、「鏡像異性的に純粋」である。この様式では、定義されたキラル環境で鏡像異性体試料を反応させて、たった２つのジアステレオマー（それぞれ、同一の鏡像異性体の形態の試薬に結合した試料中の鏡像異性体の異性体対の鏡像異性体のうちの１つに対応する）から実質的になる反応生成物が得られると認識される。いくつかの態様では、誘導体化試薬は、鏡像異性体の異性体対の鏡像異性体のうちの１つと反応することができる１つまたは複数の官能基（例えば、電子供与基および／または電子求引基）（ヒドロキシル基および／または第一級アミン基など）を含み得る。誘導体化試薬は、鏡像異性体の異性体対のうちの各鏡像異性体のヒドロキシル基またはアミン基と迅速に、再現可能に、かつ対称的に反応するように構成された１つまたは複数の官能基（例えば、アシルハライド官能基）を含み得る。非限定的な例として、いくつかの例示的な誘導体化試薬は、カンファン酸クロリド；Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリド；ＢＯＣ－Ｌ－システイン；Ｎα－（２，４－ジニトロ－５－フルオロフェニル）－Ｌ－バリンアミド；Ｎ－イソブチリル－Ｌ－システイン；Ｎα－（２，４－ジニトロ－５－フルオロフェニル）－Ｌ－アラニンアミド；２，３，４，６－テトラ－Ｏ－アセチル－β－Ｄ－グルコピラノシルイソチオシアナート；２，３，４－トリ－Ｏ－アセチル－α－Ｄ－アラビノピラノシルイソチオシアナート；（１Ｒ，４ａＳ，１０ａＲ）－７－イソプロピル－１－イソチオシアナト－１，４ａ－ジメチル－１，２，３，４，４ａ，９，１０，１０ａ－オクタヒドロフェナントレン；Ｎ－（７－ニトロ－４－ベンゾフラザニル）－Ｌ－プロリルクロリド；Ｒ（－）－α－メトキシ－α－トリフルオロ－メチル－フェニル酢酸；Ｒ（－）－１－（１－ナフチル）エチルイソシアナート；（Ｒ）－（＋）－α－メチルベンジルイソシアナート；ＧＣ Ｒ（＋）－α－メトキシ－α－トリフルオロ－メチルフェニル酢酸；Ｒ（＋）－１－（１－ナフチル）エチルアミン；Ｒ（＋）－１－フェニルエタノール；および（Ｒ）－（＋）－α－メチルベンジルアミンを含む。

ここで図２Ａ～Ｂにおいて、本教示の種々の態様の誘導体化試薬としての使用に適切な２つの鏡像異性的に純粋な誘導体化試薬を以下に示す：カンファン酸クロリド（図２Ａ）およびＮ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリド（図２Ｂ）（それぞれ、鏡像異性的に純粋な形態で市販されている）。図２Ａおよび２Ｂ中の破線の円によって示すように、これらの例示的な誘導体化試薬は、少なくとも１つのキラル中心（カンファン酸クロリドの場合、２つ）を含む。これら２つのキラル中心のために、カンファン酸クロリドは、以下の４つの立体異性体を示し得る：１Ｒ，４Ｒ－カンファン酸クロリド、１Ｒ，４Ｓ－カンファン酸クロリド、１Ｓ，４Ｒ－カンファン酸クロリド、および１Ｓ，４Ｓ－カンファン酸クロリド。これら４つのカンファン酸クロリドのキラル形態のうちで、１Ｒ，４Ｒ－カンファン酸クロリドおよび１Ｓ，４Ｓ－カンファン酸クロリドが１つの鏡像異性体対を示し、一方、１Ｒ，４Ｓ－カンファン酸クロリドおよび１Ｓ，４Ｒ－カンファン酸クロリドが第２の鏡像異性体対を示すことが当業者に認識される。例えば、１Ｒ，４Ｒ－カンファン酸クロリドおよび１Ｒ，４Ｓ－カンファン酸クロリドが、キラル中心のうちの１つの周囲のＲ－立体配置が共通であるので（すなわち、１Ｒ）、相互に関してジアステレオマーと見なされることも留意すべきである。同様に、１Ｒ，４Ｒ－カンファン酸クロリドおよび１Ｓ，４Ｒ－カンファン酸クロリドは、キラル中心のうちの１つの周囲のＲ－立体配置が共通であるので（すなわち、４Ｒ）、相互に関してジアステレオマーと見なされる。カンファン酸クロリドの場合に関して、例えば、カンファン酸クロリドの４つのキラルな立体異性体形態のうちの１つが１Ｒ，４Ｒ－カンファン酸クロリド、１Ｒ，４Ｓ－カンファン酸クロリド、１Ｓ，４Ｒ－カンファン酸クロリド、および１Ｓ，４Ｓ－カンファン酸クロリドの総量の９０％超を占める場合、本教示の意味の範囲内で、誘導体化試薬が鏡像異性的に純粋であると見なされると認識される。Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリドは、その単一のキラル中心のために以下の２つの立体異性体の形態：Ｓ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリドおよびその鏡像異性体Ｒ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロピルクロリドを示す鏡像異性体であることを留意すべきである。したがって、Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリドの場合に関して、例えば、１つの鏡像異性体がＳ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリドおよびその鏡像異性体Ｒ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロピルクロリドの総量の９０％超を占める場合、本教示の意味の範囲内で、誘導体化試薬が鏡像異性的に純粋であると見なされると認識される。

図２Ａおよび図２Ｂに関して、これらの例示的な誘導体化試薬の各々が図３～５に関して以下に記載のように鏡像異性体と反応し得るアシルハライド基を含むにもかかわらず、本教示の種々の態様で他の官能基（アミンおよびアルコールなど）を含む鏡像異性的に純粋な誘導体化試薬を使用して鏡像異性体試料と反応させることができる（これらは全て非限定的な例である）ことも留意されるべきである。ここで具体的に図３において、鏡像異性体Ｒ／Ｓ－アンフェタミン３０４と鏡像異性的に純粋なＳ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリド３１０との反応のための例示的な反応スキーム３０２を示す。具体的には、アンフェタミン３０４（１つのキラル中心を示し、かつ両方の鏡像異性体の形態（Ｒ－アンフェタミンおよびＳ－アンフェタミン）で存在する）のヒドロキシル基を、Ｓ－（－）－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリド鏡像異性体（１つのキラル中心３１２を示す）のアシルハライド基由来の炭素と反応させる（３０８）。示すように、得られた生成物Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルアンフェタミン３１６は、２つのキラル中心（３０６および３１２）を示し、２つのジアステレオマーの形態（Ｓ，Ｓ－（トリフルオロアセチル）プロリルアンフェタミンおよびＲ，Ｓ－（トリフルオロアセチル）プロリルアンフェタミン）で存在する。キラル中心のうちの１つの周囲のＳ立体配置が共通であるので、生成物３１６は相互に関してジアステレオマーと見なされることを留意すべきである。鏡像異性的に純粋なＳ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリドがアンフェタミンの鏡像異性体の形態と対称的に反応すると仮定すると、得られたジアステレオマーの生成物の混合物は、アンフェタミンの鏡像異性体が試料中に存在するので、相互に同じ比率で見出されるはずである。

ここで図４において、鏡像異性体Ｒ／Ｓ－メタンフェタミン４０４と鏡像異性的に純粋なＳ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリド４１０との反応のための例示的な反応スキーム４０２を示す。具体的には、メタンフェタミン４０４（１つのキラル中心を示し、かつ鏡像異性体の形態（Ｒ－メタンフェタミンおよびＳ－メタンフェタミン）で存在する）のアミン基を、（トリフルオロアセチル）プロリルクロリド鏡像異性体４１０（１つのキラル中心４１２を示す）のアシルハライド基由来の炭素と反応させる（４０８）。示すように、得られた生成物Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミン４１６は、２つのキラル中心（４０６および４１２）を示し、２つのジアステレオマーの形態（Ｓ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミンおよび（Ｒ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミン）で存在する。２つのキラル中心のうちの１つの周囲のＳ立体配置が共通であるので、生成物４１６は相互に関してジアステレオマーと見なされることを留意すべきである。鏡像異性的に純粋なＳ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリドがメタンフェタミンの鏡像異性体の形態と対称的に反応すると仮定すると、得られたジアステレオマーの生成物の混合物は、メタンフェタミンの鏡像異性体が試料中に存在するので、相互に同じ比率で見出されるはずである。

ここで具体的に図５において、試料鏡像異性体Ｒ／Ｓ－ワルファリン５０４と鏡像異性的に純粋な１Ｓ，４Ｒ－カンファン酸クロリド５１０との反応のための例示的な反応スキーム５０２を示す。具体的には、ワルファリン５０４（１つのキラル中心を示し、かつ両方の鏡像異性体の形態（Ｒ－ワルファリンおよびＳ－ワルファリン）で存在する）のヒドロキシル基を、１Ｓ，４Ｒ－カンファン酸クロリド鏡像異性体５１０（２つのキラル中心５１２、５１３を示す）のアシルハライド基由来の炭素と反応させる（５０８）。示すように、得られた生成物カンファニルワルファリン５１６は、３つのキラル中心（５０６、５１２および５１３）を示し、２つのジアステレオマーの形態（Ｒ，Ｓ，Ｒ－カンファニルワルファリンおよびＳ，Ｓ，Ｒ－カンファニルワルファリン）で存在する。キラル中心のうちの２つのそれぞれの周囲のＳ，Ｒ立体配置が共通であるので、生成物５１６は相互に関してジアステレオマーと見なされることを留意すべきである。鏡像異性的に純粋な１Ｓ，４Ｒ－カンファン酸クロリドがワルファリンの鏡像異性体の形態と対称的に反応すると仮定すると、得られたジアステレオマーの生成物の混合物は、ワルファリンの鏡像異性体が試料中に存在するので、相互に同じ比率で見出されるはずである。

図１に示す例示的な試料の分析方法を再度参照すると、工程１０２で鏡像異性体対の鏡像異性体を反応させて試料中に存在する鏡像異性体に対応するジアステレオマーの形態を生成した後、工程１０４に示すように反応生成物をイオン化し（例えば、イオン源を介して）、ＤＭＳに供して、その微分型移動度に基づいてイオン化されたジアステレオマーを分離することができる。鏡像異性の異性体対の鏡像異性体が、その鏡像異性体の形態でＤＭＳによって分離することができるように、鏡像異性体のイオン移動度の任意のまたは有意な相違を示すことができないにもかかわらず（すなわち、鏡像異性体の両形態がＤＭＳによって同時に通過する）、工程１０２における誘導体化試薬の鏡像異性体への共有結合により、ある特定のＤＭＳ条件下で本教示の種々の態様にしたがって異なる移動度によって鏡像異性体を分割することができるように、鏡像異性体の分子構造の十分な相違を示すジアステレオマーを形成することができる。以下に詳細に考察するように、例えば、ＤＭＳにおける分離電圧（ＳＶ）および補償電圧（ＣｏＶ）をそれぞれ、鏡像異性体の異性体対の第１の鏡像異性体に対応するイオン化されたジアステレオマーが、鏡像異性体の異性体対中の第２の鏡像異性体に対応するイオン化されたジアステレオマー（ＤＭＳの電極で中和することができる）より多くＤＭＳを通過することができるように特定の値に設定することができる（工程１０６）。これらのＣｏＶおよびＳＶの最初の値で、次いで、ＤＭＳを通過したイオンを、工程１０８で検出することができる。いくつかの態様では、次いで、ＳＶおよびＣｏＶのうちの１つを鏡像異性体の異性体対の他の鏡像異性体に対応するイオン化されたジアステレオマーを選択的に通過させるように調整することができ（工程１１０）、これらの異なるＤＭＳ条件下でＤＭＳを通過したイオンが工程１１２で検出される。工程１０８および１１２における検出の結果に基づいて、例えば、次いで、試料中の鏡像異性体の相対的比率および／またはその量を、工程１１４で決定することができる。なぜなら、工程１０４でイオン化されたジアステレオマー生成物の混合物も試料中に存在する各鏡像異性体と同じ比率で存在するはずであるからである。

ここで図６において、図１に記載の鏡像異性体対の鏡像異性体を分析および／または定量するための例示的なシステムをここに記載する。具体的には、工程１０２において鏡像異性体と誘導体化試薬との反応から１つまたは複数のジアステレオマーを形成した後、以下で詳細に考察するように、ジアステレオマー性反応生成物の混合物を、システム６００におけるイオン化、微分型移動度分光法、および検出に供することができる。しかし、当業者に認識されるように、例示的なシステム６００は、本明細書中に記載のシステム、デバイス、および方法の種々の態様で用いるための可能な配置のほんの一例を示している。

図６に示すように、例示的なシステム６００は、一般に、質量分析計の第１の真空レンズ要素６５０（以後、一般的に質量分析計６５０とする）と流体連結している微分型移動度デバイス６１０を含む。微分型移動度デバイス６１０は、種々の立体配置を取ることができるが、一般に、固定電場または変動電場によるその移動度に基づいてイオン６０２（例えば、イオン化されたジアステレオマー）が分割されるように構成されている（それに対して、ＭＳは、その質量電荷比に基づいてイオンを分析する）。イオン移動度デバイス６１０が微分型移動度分光計として本明細書中で一般的に記載されているが、イオン移動度デバイスは、キャリアガスまたはドリフトガスによるその移動度に基づいてイオンが分離されるように構成された任意のイオン移動度デバイスであり得、非限定的な例として、平行板、弯曲電極、または円柱状のＦＡＩＭＳデバイスなどの種々の幾何学的配置のイオン移動度分光計、ドリフト時間イオン移動度分光計、進行波イオン移動度分光計、微分型移動度分光計、および高磁場非対称波形イオン移動度分光計（ＦＡＩＭＳ）が含まれると認識される。ＤＭＳでは、ＲＦ電圧（しばしば分離電圧（ＳＶ）と呼ばれる）を、ドリフトガス流に対して垂直方向にドリフト管の両端間に印加することができる。所与の種のイオンは、高磁場部分および低磁場部分の間の移動度の相違に起因する各ＲＦ波形サイクル中の特徴的な量によって、輸送室の軸から放射状に移動する傾向がある。ＤＭＳセルにＤＣ電位（一般に補償電圧（ＣｏＶ）と呼ばれる）を印加すると、ＳＶと釣り合う静電力が得られる。ＣｏＶを、目的のイオン種のドリフトを優先的に防止するように調整することができる。印加に応じて、ＣｏＶを、特定の微分型移動度を有するイオン種のみが通過する一方で、残存するイオン種が電極に向かってドリフトして中和されるような固定値に設定することができる。あるいは、試料をＤＭＳ内に連続的に導入したときに固定ＳＶについてＣｏＶをスキャニングする場合、ＤＭＳが微分型移動度の異なるイオンを通過させるときに移動度スペクトルを生成することができる。

図６に示す例示的な実施形態では、微分型移動度分光計６１０はカーテン室６３０内に含まれ、カーテン室６３０は、カーテン板または境界部材６３４によって画定され、カーテンガス供給源（示さず）由来のカーテンガス６３６が供給される。示すように、例示的な微分型移動度分光計６１０は対向電極板対６１２を含み、対向電極板対６１２は、輸送ガス６１４を取り囲み、輸送ガス６１４は微分型移動度分光計６１０の入口６１６から微分型移動度分光計６１０の出口６１８へドリフトする。微分型移動度分光計６１０の出口６１８は、ドリフトガス６１６を、質量分析計６５０を含む真空室６５２の入口６５４内に放出する。微分型移動度分光計６１０の出口６１８でスロットルガス６３８をさらに供給して、微分型移動度分光計６１０を通る輸送ガス６１４の流量を修正することができる。

本教示のある特定の態様によれば、カーテンガス６３６およびスロットルガス６３８を、流量調節器およびバルブによって決定された流量に設定して微分型移動度分光計６１０内のイオンのドリフト時間を変化させることができる。カーテンガスおよびスロットルガスの各供給部は、同じであるか異なる純粋な組成のガスまたは混合組成のガスをカーテンガス室に供給することができる。非限定的な例として、カーテンガスは、空気、Ｏ_２、Ｈｅ、Ｎ_２、またはＣＯ_２であり得る。カーテン室６３０の圧力を、例えば、大気圧または大気圧付近（すなわち、７６０Ｔｏｒｒ）に維持することができる。さらに、システム６００は、化学修飾剤および／または試薬（以後、化学修飾剤という）をカーテンガスおよびスロットルガスに供給するための化学修飾剤供給部（示さず）を含み得る。当業者に認識されるように、修飾剤供給部は、固体、液体、または気体のリザーバであり得、修飾剤供給部を通じてカーテンガスがカーテン室６３０に送達される。例として、液体修飾剤供給部を通じてカーテンガスを発泡させることができる。あるいは、液体または気体の修飾剤を、例えば、ＬＣポンプ、シリンジポンプ、または既知速度でカーテンガス内に修飾剤を分配するための他の分配デバイスによってカーテンガス内に秤量することができる。例えば、カーテンガス内に選択された濃度の修飾剤が供給されるように、ポンプを使用して修飾剤を導入することができる。修飾剤供給部は、当該分野で公知の任意の修飾剤（非限定的な例として、水、揮発性液体（例えば、メタノール、プロパノール、アセトニトリル、エタノール、アセトン、およびベンゼン）（アルコール、アルカン、アルケン、ハロゲン化されたアルカンおよびアルケン、フラン、エステル、エーテル、芳香族化合物が含まれる）が挙げられる）を提供することができる。本教示を考慮して当業者によって認識されるように、化学修飾剤は、ＳＶの高電場部分および低電場部分の間でイオンが修飾剤（例えば、水素結合またはイオン結合を介したクラスター）と差動的に相互作用するようにイオン化されたジアステレオマーと相互作用することができ、それにより、所与のＳＶを釣り合わせるために必要とされるＣｏＶをもたらす。いくつかの場合、これにより、ジアステレオマー付加物の間の分離が増大し得る。

イオン６０２（例えば、イオン化されたジアステレオマー）をイオン源（示さず）によって生成し、カーテン室入口６５０を介してカーテン室６３０内に放射することができる。当業者に認識されるように、イオン源は、当該分野で公知の実質的に任意のイオン源（例えば、エレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ）源が含まれる）であり得る。カーテン室６３０内にカーテンガスの圧力（例えば、約７６０Ｔｏｒｒ）がかかると、カーテンガス室入口からのカーテンガス流出および微分型移動度分光計６１０内へのカーテンガス流入の両方が可能であり、それにより、イオン６０２を保有する輸送ガス６１４が微分型移動度分光計６１０を通って真空室６５２内に含まれる質量分析計６５０内に流入するようになり、カーテン室６３０よりもはるかに低い圧力で維持することができる。非限定的な例として、輸送ガス６１４およびこれに伴うイオン６０２を質量分析計６５０の入口６５４に引き込むために、真空室６５２の圧力をカーテン室６３０より低い圧力に維持することができる（例えば、真空ポンプによる）。本教示を考慮して、ジアステレオマー（またはジアステレオマーを含む混合物）を、種々の試料供給源（非限定的な例として、直接注入、液体試料を含むリザーバからのポンピング、および液体クロマトグラフィ（ＬＣ）カラムが含まれる）からイオン源６０２に送達することができることが当業者に認識される。

当業者に認識されるように、微分型移動度／質量分析計システム６００は、真空室６５２の下流側に、１つまたは複数のさらなる質量分析器要素をさらに含むことができる。イオン６０２を、真空室６５２および１つまたは複数の質量分析器要素を含む１つまたは複数のさらなる差動的にポンピングする真空ステージを通して輸送することができる。例えば、１つの実施形態では、トリプル四重極質量分析計は、圧力がおよそ２．３Ｔｏｒｒに維持されている第１のステージ、圧力がおよそ６ｍＴｏｒｒに維持されている第２のステージ、および圧力がおよそ１０^－５Ｔｏｒｒに維持されている第３のステージを含む３つの差動的にポンピングする真空ステージを含み得る。第３の真空ステージは、検出器および２つの四重極質量分析器を含むことができ、この２つの四重極質量分析器の間に衝突セルが備えられている。システム内にいくつかの他のイオン光学要素が存在し得ることが当業者に明らかである。あるいは、微分型移動度分光計６１０によって通過したイオンの検出に有効な検出器（例えば、ファラデーカップまたは他のイオン電流測定デバイス）を、微分型移動度分光計６１０の出口に直接配置することができる。使用される質量分析計が四重極質量分析計、トリプル四重極質量分析計、飛行時間型質量分析計、ＦＴ－ＩＣＲ質量分析計、またはＯｒｂｉｔｒａｐ型質量分析計（全て非限定的な例）の形態を取ることができることが当業者に明らかである。

出願人の教示を、以下の実施例ならびに図７Ａ～Ｃ、８Ａ～Ｃ、および９Ａ～Ｃに示したデータを参照してさらにより完全に理解することができる。これらのデータは、本明細書中の教示の種々の態様に従って微分型移動度分光法を使用した鏡像異性体試料の分離を実証している。出願人の教示の他の実施形態は、本明細書および本明細書中に開示の教示の実施を考慮すると当業者に明らかである。これらの実施例は例示のみであると考えることが意図される。

実施例１

最初に、図７Ａ～Ｃにおいて、微分型移動度分光法を使用したアンフェタミンの鏡像異性体の形態の分離を実証している例示的なデータを示す。上記で考察するように、アンフェタミンは、以下の２つの鏡像異性体の形態を有するキラル化合物を示す：Ｒ－アンフェタミンおよびＳ－アンフェタミン。従来のＤＭＳ法およびＤＭＳシステムでは一般に個別の鏡像異性体を確認および／または定量することができるようにこれらの鏡像異性体を分割することができないが、図３を参照して上記に考察するように、本教示の種々の態様の方法およびシステムによって、Ｒ－アンフェタミンおよびＳ－アンフェタミンの鏡像異性体を含む試料を鏡像異性的に純粋なＳ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリドと反応させることでこの決定が可能となる。図７Ａに示すように、誘導体化されたアンフェタミンジアステレオマーの２つの試料についてのイオノグラムを示す。試料Ａでは、アンフェタミンはＲ－アンフェタミンおよびＳ－アンフェタミンのラセミ混合物を含んでおり、各々をＳ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリドと反応させて５５５ｎｇ／ｍＬの以下の２つのジアステレオマーの形態：Ｒ，Ｓ－ＴＰアンフェタミンおよびＳ，Ｓ－ＴＰアンフェタミンを含む試料を生成する。試料Ｂでは、反応によって試料中に５５５ｎｇ／ｍＬの以下の単一のジアステレオマーの形態：Ｒ，Ｓ－ＴＰアンフェタミンが得られるように、アンフェタミンは純粋なＲ－アンフェタミンを含んでいた。図７Ａのイオノグラムを、分離電圧（ＳＶ）が３７５０Ｖ、ＤＭＳ温度（ＤＴ）が１５０℃、分割ガス圧（ＤＲ）が１６ｐｓｉ、カーテンガス圧（ＣＵＲ）が１６ｐｓｉ、およびドリフトガス中に化学修飾剤なし（ＤＭＳに印加した補償電圧（ＣｏＶ）を約＋６．５Ｖ ＤＣから約＋１２Ｖ ＤＣまでスキャニングした場合）での微分型移動度分光計（ＳｅｌｅｘＩＯＮ（商標），ＳＣＩＥＸ，Ｃｏｎｃｏｒｄ，ＯＮ）の操作によって作成した。ＤＭＳを５５００ＱＴＲＡＰ（登録商標）システム（ＳＣＩＥＸ）にマウントし、総イオン強度（ｙ軸）は各ＣｏＶでＤＭＳを通過したイオン数を反映する。

図７Ａに示すように、アンフェタミンの２つのジアステレオマーを含む試料Ａの曲線は、＋８．２Ｖおよび＋９．６ＶでＣｏＶピークを示す。試料Ａのジアステレオマーの１つのみ（すなわち、Ｒ，Ｓ－ＴＰアンフェタミン）を含む試料Ｂの曲線は、＋９．６Ｖで単一のピークを示した。図７Ａのイオノグラムは、試料Ａにおける＋９．６Ｖでのピークが試料Ａ由来のＲ，Ｓ－ＴＰアンフェタミンイオンの通過を示す可能性が高く、一方で、試料Ａについての＋８．２Ｖでのピークが、曲線Ｂのピークと一致しないので、Ｓ，Ｓ－ＴＰアンフェタミンイオンを示すことを示唆している。曲線Ｂについてさらなる小さなピークが存在するが（例えば、＋８．２Ｖで）、このピークは、Ｒ－アンフェタミン中の少量のＳ－アンフェタミンの夾雑に起因している可能性が高かった。

前述の可能性は、＋９．６Ｖ（図７Ｂ）および＋８．２Ｖ（図７Ｃ）のＣｏＶでＤＭＳを通過したイオンの断片化生成物のｍ／ｚ比を示し、かつＥＰＩモードで操作した５５００ＱＴＲＡＰ（登録商標）ＭＳシステムによって作成した図７Ｂおよび７Ｃのマスクロマトグラムによってさらに確認される。図７Ｂを参照すると、ＣｏＶ＝＋９．６ＶのＤＭＳ条件で通過したｍ／ｚ３２９のイオンは、試料Ａ（上）および試料Ｂ（下）の両方について同じ生成物イオンを示す。これにより、ＣｏＶ＝＋９．６ＶでＤＭＳを通過した試料Ａ由来のイオンが試料中に存在するＲ－アンフェタミン鏡像異性体に起因する（Ｒ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルアンフェタミンジアステレオマー形態を示すことがさらに確認される。図７Ｃを参照すると、ＣｏＶ＝＋８．２ＶのＤＭＳ条件で通過したｍ／ｚ３２９のイオンが試料Ａ（上）および試料Ｂ（下）について同じ強度の生成物イオンを示さなかったことが認められる。具体的には、生成物イオンは図７Ｃ中の試料Ａと試料Ｂとの間で類似のｍ／ｚを示したが、試料Ｂの生成物イオン強度は試料Ａの生成物イオン強度より有意に強かった。これらのデータに基づいて、ＣｏＶ＝＋９．６ＶでＤＭＳを通過した試料Ａ由来のイオンが（Ｓ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルアンフェタミンジアステレオマーを示すことが確認され、試料Ｂを生成するために利用した純粋なＲ－アンフェタミン標準が夾雑物としてＳ－アンフェタミンを含むことがさらに確認された。

実施例２

ここで図８Ａ～Ｃにおいて、ＤＭＳを使用したメタンフェタミンの鏡像異性体の形態の分離を実証している例示的なデータを示す。上記で考察するように、メタンフェタミンは、２つの鏡像異性体の形態であるＲ－メタンフェタミンおよびＳ－メタンフェタミンを有するキラル化合物を示し、図４を参照して上記に考察すると、これら２つの鏡像異性体を、鏡像異性的に純粋なＳ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリドがＲ／Ｓメタンフェタミンと共有結合するように試料を誘導体化試薬と反応させることによって、本教示の種々の態様に従って個別に同定および／または定量することができる。

図８Ａに示すように、Ｒ－メタンフェタミンおよびＳ－メタンフェタミンのラセミ混合物をＳ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリドと反応させて５５５ｎｇ／ｍＬの以下の２つのジアステレオマーの形態：（Ｓ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミンおよび（Ｒ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミンを含む試料を生成することによって得た誘導体化されたメタンフェタミンジアステレオマーについてのイオン移動度スペクトルを示す。図８Ａのイオノグラムを、ＳＶが３７５０Ｖ、ＤＴが１５０℃、ＤＲが１０、ＣＵＲが２０、およびドリフトガス中に化学修飾剤なし（ＤＭＳに印加したＣｏＶを約＋４Ｖから約＋１４Ｖまでスキャニングした場合）での微分型移動度分光計（ＳｅｌｅｘＩＯＮ（商標），ＳＣＩＥＸ，Ｃｏｎｃｏｒｄ，ＯＮ）の操作によって作成した。

図８Ａに示すように、メタンフェタミンのジアステレオマー性反応生成物についての曲線は、＋７．０Ｖ（（Ｓ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミンイオンに対応する）および＋９．１Ｖ（（Ｒ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミンイオンに対応する）でのＣｏＶピークを示す。図７Ａおよび８Ａのイオノグラムは、試料Ａにおける＋９．１Ｖ ＤＣでのピークが（Ｒ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミンイオンの通過を示す可能性が高く（したがって、元のラセミ混合物中にＲ－メタンフェタミンが存在する）、一方で、試料Ａについての＋７．０Ｖでのピークが試料Ａ由来の（Ｓ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミンイオンを示すことを示唆している。

前述の示唆は、＋９．１Ｖ（図８Ｂ）および＋７．０Ｖ（図８Ｃ）のＣｏＶでＤＭＳを通過したイオンの断片化生成物のｍ／ｚ比を示し、かつＥＰＩモードで操作した５５００ＱＴＲＡＰ（登録商標）ＭＳシステムによって作成した図８Ｂおよび８Ｃの質量スペクトルによってさらに確認される。図８Ｂを参照すると、ＣｏＶ＝＋９．１ＶのＤＭＳ条件で通過したｍ／ｚ３４３のイオンは、図８Ｃに示すものと同じ多数の生成物イオンを示す。図８Ｃでは、ＣｏＶ＝＋７．０ＶのＤＭＳ条件で通過したｍ／ｚが３４３Ｄａのイオンが断片化されて２２５Ｄａのｍ／ｚで固有のフラグメントイオンを生成することが認められ、これはおそらくこのジアステレオマー：（Ｓ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミンの立体配置の結果である。これらのデータに基づいて、ＣｏＶ＝＋７．０ＶでＤＭＳを通過したイオンが（Ｓ，Ｓ）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルメタンフェタミンジアステレオマーを示すことが確認された。

実施例３

最初に、図９Ａ～Ｃにおいて、ＤＭＳを使用したワルファリンの鏡像異性体の形態の分離を実証している例示的なデータを示す。上記で考察するように、ワルファリンは、以下の２つの鏡像異性体の形態を有するキラル化合物を示す：Ｒ－ワルファリンおよびＳ－ワルファリン。従来のＤＭＳ法およびＤＭＳシステムでは一般に個別の鏡像異性体を確認および／または定量することができるようにこれらの鏡像異性体を分割することができないが、図５を参照して上記に考察するように、本教示の種々の態様の方法およびシステムによって、Ｒ－ワルファリンおよびＳ－ワルファリンの鏡像異性体を含む試料を鏡像異性的に純粋な１Ｓ，４Ｒ－カンファン酸クロリドと反応させることでこの決定が可能となる。図９Ａに示すように、誘導体化されたワルファリンジアステレオマーの２つの試料についてのイオノグラムを示す。試料Ａでは、ワルファリンはＲ－ワルファリンおよびＳ－ワルファリンのラセミ混合物を含んでおり、各々を１Ｓ，４Ｒ－カンファン酸クロリドと反応させて７０μｇ／ｍＬの以下の２つのジアステレオマーの形態：Ｒ，Ｓ，Ｒ－カンファニルワルファリンおよびＳ，Ｓ，Ｒ－カンファニルワルファリンを含む試料を生成する。試料Ｂでは、反応によって試料中に５０μｇ／ｍＬの以下の単一のジアステレオマーの形態：Ｒ，Ｓ，Ｒ－カンファニルワルファリンが得られるように、ワルファリンは純粋なＲ－ワルファリンを含んでいた。図９Ａのイオノグラムを、ＳＶが４０００Ｖ、ＤＴが１５０℃、ＤＲが１６ｐｓｉ（曲線Ａ）および２０ｐｓｉ（曲線Ｂ）、ＣＵＲが１．５％（ｖ／ｖ）のイソプロパノールを含有する１０ｐｓｉ（ＤＭＳに印加したＣｏＶを約－１０Ｖ ＤＣから約＋４Ｖ ＤＣまでスキャニングした場合）での微分型移動度分光計（ＳｅｌｅｘＩＯＮ（商標），ＳＣＩＥＸ，Ｃｏｎｃｏｒｄ，ＯＮ）の操作によって作成した。ＤＭＳを５５００ＱＴＲＡＰ（登録商標）システム（ＳＣＩＥＸ）にマウントし、総イオン強度（ｙ軸）は各ＣｏＶでＤＭＳを通過したイオン数を反映する。

図９Ａに示すように、カンファニルワルファリンの２つのジアステレオマーを含む試料Ａの曲線は、－８．１Ｖおよび－６．７ＶでＣｏＶピークを示す。試料Ａのジアステレオマーの１つのみ（すなわち、Ｒ，Ｓ，Ｒ－カンファニルワルファリン）を含む試料Ｂの曲線は、－６．７Ｖで単一のピークを示した。曲線Ａ（例えば、＋２．１Ｖで）および曲線Ｂ（例えば、＋１．３Ｖで）にさらなるピークが存在するが、これらのピークはサンプル濃度でのジアステレオマーの二量体化に起因する可能性が高く、濃度７００ｎｇ／ｍＬで試料を再試験した場合に改善された（示さず）。図９Ａのイオノグラムは、試料Ａにおける－６．７Ｖ ＤＣでのピークが試料Ａ由来のＲ，Ｓ，Ｒ－カンファニルワルファリンイオンの通過を示す可能性が高く、一方で、試料Ａについての－８．１Ｖでのピークが、曲線Ｂのピークと一致しないので、Ｓ，Ｓ，Ｒ－カンファニルワルファリンイオンを示すことを示唆している。

前述の可能性は、－６．７Ｖ（図９Ｂ）および－８．１Ｖ（図９Ｃ）のＣｏＶでＤＭＳを通過したイオンの断片化生成物のｍ／ｚ比を示し、かつＥＰＩモードで操作した５５００ＱＴＲＡＰ（登録商標）ＭＳシステムによって作成した図９Ｂおよび９Ｃのマススペクトルによってさらに確認される。図９Ｂを参照すると、ＣｏＶ＝－６．７ＶのＤＭＳ条件で通過したｍ／ｚ４８９のイオンは、試料Ａ（上）および試料Ｂ（下）の両方について同じ生成物イオンを示す。これにより、ＣｏＶ＝－６．７ＶでＤＭＳを通過した試料Ａ由来のイオンが試料中に存在するＳ－ワルファリン鏡像異性体に起因するＳ，Ｓ，Ｒ－カンファニルワルファリンジアステレオマー形態を示すことが確認される。図９Ｃを参照すると、ＣｏＶ＝－８．１ＶのＤＭＳ条件で通過したｍ／ｚ４８９のイオンが試料Ａ（上）および試料Ｂ（下）の両方について同じ生成物イオンを示さなかったことが認められる。しかし、図９Ｃの試料Ａ（上）についての生成物イオンが図９Ｂの生成物イオンと類似することが認識される。これにより、ＣｏＶ＝－８．１ＶでＤＭＳを通過した試料Ａ由来のイオンがＲ，Ｓ，Ｒ－カンファニルワルファリンジアステレオマーを示し、したがって、Ｒ－ワルファリン鏡像異性体が試料中に存在することが確認される。

本明細書中で使用したセクションの見出しは整理のみを目的とし、本発明を制限すると解釈すべきではない。出願人の教示を種々の実施形態と併せて記載しているが、出願人の教示がかかる実施形態を制限することを意図しない。それどころか、出願人の教示は、当業者によって認識されるように、種々の変更、修正、および均等物を含む。

Claims (17)

1. 鏡像異性体の異性体対のうちの少なくとも１つの鏡像異性体を含むか含むと疑われる試料を分析する方法であって、
   ａ．鏡像異性体が存在する場合、鏡像異性体の異性体対の各鏡像異性体を誘導体化試薬と反応させて前記鏡像異性体対の各鏡像異性体に対応するジアステレオマーを形成することであって、ここで、前記鏡像異性体の異性体対の各鏡像異性体は、前記誘導体化試薬に共有結合により結合される、こと；
   ｂ．前記ジアステレオマーをイオン化してイオン化されたジアステレオマーを形成すること；
   ｃ．前記イオン化されたジアステレオマーを微分型移動度分光計を通して輸送して、前記鏡像異性体対の各鏡像異性体に対応する前記イオン化されたジアステレオマーの分離をもたらし、分離されたイオン化されたジアステレオマーを形成すること；および
   ｄ．質量分析計において、前記分離されたイオン化されたジアステレオマーを、その質量電荷比に基づいて分析することを含む、方法。
2. 前記試薬が、少なくとも１つのキラル中心を有する鏡像異性的に純粋な化合物である、請求項１に記載の方法。
3. 前記試薬がアシルハライドである、請求項２に記載の方法。
4. 前記試薬が、Ｓ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）プロリルクロリドおよびＲ－（－）－Ｎ－（トリフルオロアセチル）－プロピルクロリドのうちの１つである、請求項３に記載の方法。
5. 前記試薬が、１Ｒ，４Ｒ－カンファン酸クロリド、１Ｒ，４Ｓ－カンファン酸クロリド、１Ｓ，４Ｒ－カンファン酸クロリド、および１Ｓ，４Ｓ－カンファン酸クロリドのうちの１つである、請求項２に記載の方法。
6. 前記試薬がたった１つのキラル中心を有する、請求項２に記載の方法。
7. 前記試薬が２つのキラル中心を有する、請求項２に記載の方法。
8. 前記鏡像異性体が、ヒドロキシル基および第一級アミンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記鏡像異性体を反応させる工程が、前記ヒドロキシル基および第一級アミンのうちの１つまたは複数を前記誘導体化試薬に共有結合させることを含む、請求項８に記載の方法。
10. 補償電圧および分離電圧を前記微分型移動度分光計に印加して前記イオン化されたジアステレオマーのうちの一方を選択的に通過させる、請求項１に記載の方法。
11. 前記分離電圧を維持しながら前記補償電圧をスキャンすることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 第１の持続時間後に前記補償電圧および前記分離電圧のうちの少なくとも１つを調整して、第２の持続時間中に前記イオン化されたジアステレオマーのうちの他方を選択的に通過させることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
13. 前記イオン化されたジアステレオマーが前記微分型移動度分光計を通して輸送されるように化学修飾剤をドリフトガスに添加することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
14. 前記化学修飾剤が、水、メタノール、イソプロパノール、アセトニトリル、およびアセトンからなる群から選択される、請求項１３に記載の方法。
15. 前記微分型移動度分光計に印加された補償電圧と分離電圧との第１の組み合わせおよび補償電圧と分離電圧との第２の組み合わせで前記微分型移動度分光計から輸送された前記イオン化されたジアステレオマーを検出することをさらに含み、前記第１の組み合わせが、前記鏡像異性体対の第１の鏡像異性体に対応する前記イオン化されたジアステレオマーの通過を最適にするように構成されており、前記第２の組み合わせが、前記鏡像異性体対の第２の鏡像異性体に対応する前記イオン化されたジアステレオマーの通過を最適にするように構成されている、請求項１に記載の方法。
16. 前記鏡像異性体対の第１の鏡像異性体および第２の鏡像異性体の試料中の相対存在量を決定することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記微分型移動度分光計が、高磁場非対称波形イオン移動度分光法（ＦＡＩＭＳ）を含む、請求項１に記載の方法。
    

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