JPWO2003038425A1 - Liquid chromatograph mass spectrometer - Google Patents

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JPWO2003038425A1
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いずみ 緒方
いずみ 緒方
喜三郎 出口
喜三郎 出口
昌子 石川
昌子 石川
横倉 武文
武文 横倉
忠男 三村
忠男 三村
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/62Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72Mass spectrometers
    • G01N30/7233Mass spectrometers interfaced to liquid or supercritical fluid chromatograph

Abstract

本発明は、オリゴ核酸の分析において、LC/MSで分析を行うための装置を提供することを目的としたものである。具体的には、イオンペア剤や塩を含む溶離液を送液するポンプ、測定対象試料を流路内に注入するサンプルインジェクタ、導入された溶液を成分ごとに分離するカラム、当該カラムから溶出してきた溶液を大気圧イオン源によってイオン化し検出する質量分析装置を有する液体クロマトグラフ質量分析装置であって、前記カラムと前記質量分析装置の間に、弱塩基の溶液を合流させる合流手段を備えたことを特徴とするものである。この構成により、オリゴ核酸の高効率かつ高感度な分析が可能になるものである。An object of the present invention is to provide an apparatus for performing analysis by LC / MS in oligonucleic acid analysis. Specifically, a pump for feeding an eluent containing an ion-pairing agent and a salt, a sample injector for injecting a sample to be measured into a flow path, a column for separating the introduced solution into each component, and elution from the column A liquid chromatograph mass spectrometer having a mass spectrometer for ionizing and detecting a solution with an atmospheric pressure ion source, comprising a merging means for merging a weak base solution between the column and the mass spectrometer. It is characterized by. This configuration enables highly efficient and highly sensitive analysis of oligonucleic acids.

Description

技術分野
本発明は、液体クロマトグラフ(以下、LC)と質量分析装置(以下、MS)が結合された液体クロマトグラフ質量分析装置(LC/MS)に係り、特に、オリゴ核酸をMSで高感度に測定するための装置に関する。
背景技術
合成したオリゴ核酸を精製するためには、現在は、LCを用いて目的とするオリゴ核酸と夾雑物を分離する方法が一般的である。この際、逆相、またはイオン交換カラムで分離させるためには、アナリティカル・ケミストリー,1997年69巻の1320頁〜1325頁(Anal.Chem.,1997,69,1320−1325)で論じられているように、適量のイオンペア剤(例えば、酢酸トリエチルアンモニウム(TEAA),酢酸トリブチルアンモニウム(TBAA),酢酸ジブチルアンモニウム(DBAA)等の塩)を溶離液に添加する必要がある。
また、精製したオリゴ核酸のマススペクトルを得るには、オリゴ核酸の質量数は数千から数万と大きいために、質量数数万程度まで測定可能なマトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析装置(MALDI−TOF−MS)で測定していた。しかしながら、MALDI−TOF−MSを用いた場合、イオン化が高真空化で行われるため、LCで分離した試料をイオン化用に再調製する作業が必要であった。即ち、LCからの試料を直接MALDI−TOF−MSに導くことは不可能であり、MALDI−TOF−MSを用いた分析能率は大変悪かった。従って、MALDI−TOF−MSで得たマススペクトルの情報に基づいて目的とするオリゴ核酸を分取する事も不可能であった。
一方、LCからの試料を直接導入して質量分析できるMSとしては、大気圧イオン源を備えた四重極型質量分析装置(Q−MS)やイオントラップ型質量分析装置(IT−MS)が知られている。そこで、LCからの試料がオンラインでMSに導かれた装置、即ちLC/MSでオリゴ核酸の分離と質量分析を行おうとした場合、上記に示すような大気圧イオン源を備えたMSを用いる必要がある。また、大気圧イオン源としては、エレクトロスプレイイオン化法(ESI),ソニックスプレイイオン化法(SSI)又はイオンスプレイ(IS)等が一般的に用いられる。
発明の開示
しかしながら大気圧イオン源を備えたQ−MSやIT−MSは、測定可能な質量数上限が数千程度であるため、質量数の大きなオリゴ核酸は上限を超えてしまう。そのため、オリゴ核酸をQ−MSやIT−MSで測定するには、多価イオンを用いなければならない。
また、オリゴ核酸のLCでの分離に必要なイオンペア剤がMSに導入される試料に混入していると、ESI,SSI又はIS等の大気圧イオン源でのイオンの生成が妨害され(イオンサプレッション)、著しいMSの感度低下を招く。
このような状況を防ぐための方法として、例えば、RAPID COMMUNICATIONS IN MASS SPECTROMETORY,VOL.9,97−102(1995)に開示されているように、MSに導入される試料にイミダゾール溶液等の弱塩基の溶液を混ぜ、ESI−MSで測定することが提案されている。
しかしながら、上記文献には、LCとMSをオンラインで接続した装置において、MSに導入される試料に弱塩基溶液を効率よく混合させるための構成は何等示されていない。
従って、LC/MSでオリゴ核酸を分離,精製し、かつ感度良くマススペクトルを検出することは従来では行われておらず、オリゴ核酸の分離と質量分析をオンラインで行う事は不可能であった。
本発明は、オリゴ核酸の分析において、LC/MSで分析を行うための装置を提供することを目的としたものである。
本発明の特徴的な構成は、イオンペア剤や塩を含む溶離液を送液するポンプ、測定対象試料を流路内に注入するサンプルインジェクタ、導入された溶液を成分ごとに分離するカラム、当該カラムから溶出してきた溶液を大気圧イオン源によってイオン化し検出する質量分析装置を有する液体クロマトグラフ質量分析装置であって、前記カラムと前記質量分析装置の間に、弱塩基の溶液を合流させる合流手段を備えたことである。
本発明においては、LCからの溶出液をオンラインでMSに導入するLC/MSにおいて、オリゴ核酸の分析時に必要なイオンペア剤が溶離液に混入されている場合であっても、感度良くMSにて分析することか可能になるものである。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例を説明する。
(実施例1)
第1図に、第1の実施例の概略構成図を示す。本実施例のLC/MSは、複数の溶液(バッファを含む有機溶媒A,B)1,2を選択し、時間と共にそれらを混合しながら溶液の組成を変えて送液できる機能(いわゆるグラジェント溶出)を持ったポンプ4,オリゴ核酸試料を流路内に導入するサンプルインジェクタ6,成分毎の分離を行うカラム7,更に弱塩基溶液(例えばイミダゾール溶液)3を合流させるためのポンプ5,合流した溶液を攪拌,混合させるミキサ(コイルまたはカラム)8,LCから導入された溶出液をイオン化し検知するMS9,コントローラ10から構成されている。本発明で用いられるMS9は、イオン源にESI,SSIやIS等の大気圧イオン源を用いる。また、質量分析部には、イオントラップ型,飛行時間型,四重極型の各装置を用いることができる。
サンプルインジェクタ6から流路に注入されたオリゴ核酸試料は、カラム7によって単一成分に分離された後、ポンプ5により送られる弱塩基溶液3と合流する。合流した溶液はミキサ8によって攪拌,混合され、MS9に導入され、オリゴ核酸の質量情報を得ることができる。本発明で用いられる弱塩基溶液3は、イミダゾール溶液以外にピペリジン溶液等、pKb5.0以上の塩基を用いても効果がある。
また、上記のポンプ4,サンプルインジェクタ6,ポンプ5,MS9はすべてコントローラ10で制御することが可能である。
第2図は、MS9によって得られる全イオンクロマトグラム(TIC)の例である。第2図(a)のTICは、ポンプ5の流量を0.0mL/minとして弱塩基溶液3を加えない場合の結果であり、即ち、従来の方法と同様の条件の分析結果である。第2図(b)のTICは、ポンプ5の流量を1.0mL/minとして弱塩基溶液3を加えて得られた結果である。
第2図の分析条件は、溶液1は0.1mol/ L酢酸トリエチルアミン含有10%アセトニトリル水溶液(v/v)、溶液2は0.1mol/ L酢酸トリエチルアミン含有20%アセトニトリル水溶液(v/v)で、分離カラム7にカラムサイズ4.6×150mm(5μm充填材)のODS(オクタデシルシラン)カラム、弱塩基溶液3に0.1mol/Lイミダゾールのアセトニトリル溶液を用いた。ポンプ4の流量は0.5mL/minで、溶液1と2の組成を、溶液1/溶液2=100/0から始めて20分かけて溶液1/溶液2=50/50まで変化させる直線グラジェント溶出を行った。オリゴ核酸試料は、塩基数が20,30,40の3試料の混合水溶液で、それぞれの濃度を20塩基試料が24μmol/L、30塩基試料が40μmol/L、40塩基試料が29μmol/Lとした。このオリゴ核酸試料30μLをサンプルインジェクタ6より注入した。ちなみに、20塩基試料の質量数(m)は6096、30塩基試料は9200、40塩基試料は12360である。
第2図(a)のTICでは、20塩基試料のピークのみを検出することができた。30塩基試料,40塩基試料はノイズ成分に埋もれてしまい、TIC上では特定することが出来ない。
第2図(b)のTICでは、第2図(a)の場合に比べて相対強度が約10倍の感度向上を確認することができ、オリゴ核酸試料に含まれるすべてのオリゴ核酸のピークが検出することができた。
また、第2図(a)および(b)において検出された各塩基試料ピークの保持時間におけるマススペクトルを第3図に示す。
弱塩基溶液3を加えていない場合の第3図(a)のマススペクトルでは、TICでピークを確認できた20塩基試料は質量対電荷比(m/z)1523に4価の多価イオンを与えた。また、30塩基試料もm/z1839の5価の多価イオンを与えている。一方、弱塩基溶液3を加えた場合の第3図(b)のマススペクトルでは20塩基試料、30塩基試料ともに検出感度が向上し、S/N比が弱塩基溶液3を加えていない場合に比べ約10倍向上した。また弱塩基溶液3を加えることにより、生成するイオンの価数が増加し、20塩基試料では5価のイオンであるm/z1218のイオン、30塩基試料では6価のm/z1532と7価のm/z1313のイオンが検出され、より低質量数側で検出することができた。さらに、弱塩基溶液3を加えていない場合は全く検出できなかった40塩基試料のマススペクトルも第4図に示したように7価のm/z1764から10価のm/z1235のイオンまでを感度良く検出する事ができた。
(実施例2)
第5図に、第2の実施例を示す。本実施例では、第1の実施例の構成に、カラム7からの溶出液をスプリットするスプリッタ11を介してフラクションコレクタ12を接続した、オリゴ核酸の分取システムの例である。フラクションコレクタ12もまた、ポンプ4,サンプルインジェクタ6,ポンプ5,MS9と共にコントローラ10で制御することが可能である。
スプリッタ11は、第6図に示した構造を持ち、内部に長さの異なる二つの抵抗コイルを備えている。このコイルの抵抗値の違いによって、カラム7からの溶出液の1/10から1/100程度の一定量をMS9側へ流出させ、ポンプ5から送られた弱塩基溶液3と合流させる。こうしてMS9への流路のみに弱塩基溶液3を合流させることが可能である。合流した溶液はミキサ8によって攪拌され、MS9に導入される。
コントローラ10には、あらかじめ分取したいオリゴ核酸の質量数や多価イオンの質量数を入力しておく。MS9が、これらの質量数を持つイオンに対応したクロマトグラムピークを検出したらコントローラ10はフラクションコレクタ12に信号線を通して信号を送る。この信号を受けて、フラクションコレクタ12は目的のオリゴ核酸試料を試験管等の容器に分取する。
また、スプリッタ11とフラクションコレクタ12との間にUV検出器(図示せず)を接続し、UVクロマトグラムのピーク面積値からオリゴ核酸試料の定量情報を得ることも可能である。また、UV検出器が検出したピーク信号に基づき、フラクションコレクタ12が試料を分取することができる。この場合、分取と同時にMSが分析を行っているので、分取した試料をその質量数情報によって同定することができる。
また、第2の実施例において、オリゴ核酸試料の量が少なくMS9での検出が困難な場合、または第6図のスプリッタ11で試料溶液を分けることすら困難な場合は、第7図に示すように、一定時間間隔で実線流路と点線流路を交互に切替える六方バルブ13をカラム7とMS9およびフラクションコレクタ12間に接続する。カラム7からの溶出液は、六方バルブ13の切替えによってMS9とフラクションコレクタ12とに交互に流出する。第2図に示すように、1成分のオリゴ核酸試料のピーク幅は約30秒程度あるため、六方バルブ13の流路の切替えは、例えば1秒間隔で行うようにする。
カラム7からの溶出液がMS9へ流出する場合は、一度、六方バルブ13内のサンプルループ130に保持され、その後ポンプ5の送る弱塩基溶液3によってMS,9へ送られる。
第7図の構成においても、第5図の例と同様に、MS9が目的とするオリゴ核酸試料の質量数を持つイオンに対応したクロマトグラムピークを検出すると、コントローラ10はフラクションコレクタ12に信号を送り、フラクションコレクタ12は目的のオリゴ核酸試料を分取する。
(実施例3)
第8図に、第3の実施例を示す。本実施例では、第1の実施例の構成に対して、カラムを追加し、二種類のオリゴ核酸試料を同時に分析できるように拡張した例である。追加流路であるカラム15,ミキサ16以外に、カラム7,15からの二つの流路に弱塩基溶液3を等分するためのスプリッタ17,カラム7,15の出口からの二つの流路を一つのMSへ導入するための切替えを行う十方バルブ18,十方バルブ18に到達した溶出液をMS9へ送るための移送液19、および送液ポンプ20を追加している。十方バルブ18とポンプ20も、ポンプ4と14,サンプルインジェクタ6,ポンプ5,MS9と同一のコントローラ10で制御可能である。また、サンプルインジェクタ6はいずれの流路に対しても試料を注入することが可能である。
サンプルインジェクタ6より二つの流路に注入された二種類のオリゴ核酸試料は、それぞれのカラム7,15により単一成分に分離される。ポンプ5によって送られた弱塩基溶液3は、スプリッタ17によって二つの流路に等量に分けられる。分けられたそれぞれの弱塩基溶液3は、カラム7,15からの溶出液とそれぞれ合流し、ミキサ8,16によって攪拌され十方バルブ18に送られる。十方バルブ18は一定時間間隔(例えば1秒)で実線流路と点線流路を切替え、ポンプ20の送る移送液19によってMS9に対して二つのカラムからの溶出液が交互に導入される。MS9はバルブ18の切替え時間間隔に基づき、検出した信号が二つの流路のどちらに起因するものかを判断し、二種類の信号を別個に処理する。これにより、一台のMS9で二つのカラム7,15から溶出したオリゴ核酸試料の質量情報を得ることができる。
ここで移送液19は、二つの流路からの溶出液を送る役割と同時に、MSのイオン源内での二つの溶出液の混合を防ぐ役割を持つ。したがって移送液19は、MS9での分析に影響を与えないものが良く、既に溶離液に加えられている弱塩基溶液3を用いることがMS9の感度を上げることもでき、最も良い結果を与える。弱塩基溶液3以外ではメタノール等を用いることが出来る。
第9図及び第10図に本実施例の変形例を示す。
第9図の例は、スプリッタ11と21、一つのコントローラ10で制御可能なフラクションコレクタ12,22を接続し、流路の数に応じたオリゴ核酸試料分取システムを実現するものである。スプリッタ11,21は、第6図で示したものを使用する。
また、第10図の例は、オリゴ核酸試料の量が少ない場合の概略構成図である。スプリッタ11,21を用いずに、カラム7,15からの溶出液の全量に弱塩基溶液3を合流させて、十方バルブ18によってカラム7,15から溶出した試料のうちMS9に導入するもの以外のオリゴ核酸試料を全量分取するものである。
第9図及び第10図の例によれば、容量の少ない試料の場合でも、MSで分析する用途以外は、漏れなく分取することが出来る。
上記に示した各実施例に拠れば、LCからの溶出液がオンラインでMSへ導入されるLC/MSを用いて、オリゴ核酸の高感度分析が可能になる。従って、分析の効率を向上させることが可能となる。
さらに、弱塩基溶液の作用により、多価イオンが生成しやすくなるため、TOF−MSよりも測定可能質量数の上限が低いイオントラップ型や四重極型の質量分析装置での測定が可能になる。また、TOF−MSを用いた分析においても分析の効率を大きく上げる事ができる。
また、マススペクトルが感度良く検出できるようになるため、目的とするオリゴ核酸の質量数や、その多価イオンの質量数を信号として、オリゴ核酸の分取を行う事が可能になる。この時、マススペクトルを取りながら分取を行うため、分取したオリゴ核酸試料のマススペクトルを試料の品質データとして分離と同時に記録することが可能である。
さらに、同時に複数のカラムによる分離を行いながら、それより少ないMSによる複数のオリゴ核酸の高感度分析および分取が可能になる。また、MSによる複数のオリゴ核酸の分析時に、切替えバルブからMSへの送液を独立したポンプで行うため、試料同士のイオン源内での混合を防ぐ事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、第1の実施例の概略構成図である。
第2図は、MS9で得られた全イオンクロマトグラム(TIC)である。
第3図は、第2図の各塩基試料ピークの保持時間におけるマススペクトルである。
第4図は、40塩基のオリゴ核酸試料のマススペクトルである。
第5図は、第2の実施例の概略構成図である。
第6図は、スプリッタ11の構造を示した模式図である。
第7図は、第2の実施例の変形例の概略構成図である。
第8図は、第3の実施例の概略構成図である。
第9図は、第3の実施例の変形例の概略構成図である。
第10図は、第3の実施例の変形例の概略構成図である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a liquid chromatograph mass spectrometer (LC / MS) in which a liquid chromatograph (hereinafter referred to as LC) and a mass spectrometer (hereinafter referred to as MS) are combined. It relates to a device for measuring.
Background Art In order to purify synthesized oligonucleic acid, a method of separating a target oligonucleic acid and impurities by using LC is generally used. In this case, for separation on a reverse phase or ion exchange column, it is discussed in Analytical Chemistry, 1997, 69, pages 1320 to 1325 (Anal. Chem., 1997, 69, 1320-1325). As described above, an appropriate amount of ion-pairing agent (for example, a salt of triethylammonium acetate (TEAA), tributylammonium acetate (TBAA), dibutylammonium acetate (DBAA), etc.) needs to be added to the eluent.
In addition, to obtain a mass spectrum of purified oligonucleic acid, the mass number of oligonucleic acid can be as large as several thousand to several tens of thousands. It was measured with a device (MALDI-TOF-MS). However, when MALDI-TOF-MS is used, since ionization is performed at a high vacuum, it is necessary to prepare a sample separated by LC again for ionization. That is, it was impossible to introduce a sample from LC directly to MALDI-TOF-MS, and the analytical efficiency using MALDI-TOF-MS was very poor. Therefore, it was impossible to sort out the target oligonucleic acid based on the mass spectrum information obtained by MALDI-TOF-MS.
On the other hand, as MS capable of mass spectrometry by directly introducing a sample from LC, there are a quadrupole mass spectrometer (Q-MS) and an ion trap mass spectrometer (IT-MS) equipped with an atmospheric pressure ion source. Are known. Therefore, when the sample from the LC is led online to the MS, that is, when the separation of the oligonucleic acid and the mass analysis are performed by the LC / MS, it is necessary to use the MS having the atmospheric pressure ion source as described above. There is. As the atmospheric pressure ion source, an electrospray ionization method (ESI), a sonic spray ionization method (SSI), an ion spray (IS), or the like is generally used.
DISCLOSURE OF THE INVENTION However, since Q-MS and IT-MS provided with an atmospheric pressure ion source have a measurable mass number upper limit of about several thousand, an oligonucleic acid having a large mass number exceeds the upper limit. Therefore, in order to measure oligonucleic acid by Q-MS or IT-MS, multivalent ions must be used.
In addition, if the ion pair agent required for LC separation of oligonucleic acid is mixed in the sample introduced into the MS, the generation of ions in an atmospheric pressure ion source such as ESI, SSI or IS is hindered (ion suppression) ), The sensitivity of the MS is significantly reduced.
As a method for preventing such a situation, for example, RAPID COMMUNICATIONS IN MASS SPECTROMETRY, VOL. 9, 97-102 (1995), it is proposed to mix a sample introduced into MS with a weak base solution such as an imidazole solution and measure by ESI-MS.
However, the above document does not show any configuration for efficiently mixing a weak base solution with a sample introduced into MS in an apparatus in which LC and MS are connected online.
Therefore, separation and purification of oligonucleic acid by LC / MS and detection of mass spectrum with high sensitivity have not been conventionally performed, and it has been impossible to perform oligonucleic acid separation and mass spectrometry online. .
An object of the present invention is to provide an apparatus for performing analysis by LC / MS in the analysis of oligonucleic acid.
A characteristic configuration of the present invention includes a pump for feeding an eluent containing an ion-pairing agent and a salt, a sample injector for injecting a sample to be measured into a flow path, a column for separating the introduced solution into components, and the column. A liquid chromatograph mass spectrometer having a mass spectrometer for ionizing and detecting a solution eluted from an atmospheric pressure ion source, and a merging means for joining a weak base solution between the column and the mass spectrometer It is to have.
In the present invention, in the LC / MS in which the eluate from the LC is introduced into the MS online, even when the ion pair agent necessary for the analysis of the oligonucleic acid is mixed in the eluent, the MS is sensitive. It can be analyzed.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.
(Example 1)
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of the first embodiment. The LC / MS of this embodiment selects a plurality of solutions (organic solvents A and B including buffers) 1 and 2 and changes the composition of the solution while mixing them over time (so-called gradient). Elution) pump 4, sample injector 6 for introducing an oligonucleic acid sample into the flow path 6, column 7 for separating each component, and pump 5 for merging a weak base solution (for example, imidazole solution) 3, merging It comprises a mixer (coil or column) 8 for stirring and mixing the prepared solution, an MS 9 for ionizing and detecting the eluate introduced from the LC, and a controller 10. The MS 9 used in the present invention uses an atmospheric pressure ion source such as ESI, SSI or IS as an ion source. Moreover, each device of an ion trap type, a time-of-flight type, and a quadrupole type can be used for the mass spectrometer.
The oligonucleic acid sample injected into the flow path from the sample injector 6 is separated into single components by the column 7 and then merges with the weak base solution 3 sent by the pump 5. The combined solution is stirred and mixed by the mixer 8 and introduced into the MS 9 to obtain mass information of the oligonucleic acid. The weak base solution 3 used in the present invention is effective even when a base having a pKb of 5.0 or higher, such as a piperidine solution, is used in addition to the imidazole solution.
The pump 4, the sample injector 6, the pump 5, and the MS 9 can all be controlled by the controller 10.
FIG. 2 is an example of a total ion chromatogram (TIC) obtained by MS9. The TIC in FIG. 2 (a) is the result when the flow rate of the pump 5 is 0.0 mL / min and the weak base solution 3 is not added, that is, the analysis result under the same conditions as in the conventional method. The TIC in FIG. 2 (b) is the result obtained by adding the weak base solution 3 with the flow rate of the pump 5 being 1.0 mL / min.
The analysis conditions in FIG. 2 were as follows: Solution 1 was 0.1 mol / L triethylamine acetate-containing 10% acetonitrile aqueous solution (v / v), Solution 2 was 0.1 mol / L triethylamine acetate-containing 20% acetonitrile aqueous solution (v / v). The separation column 7 was an ODS (octadecylsilane) column having a column size of 4.6 × 150 mm (5 μm packing material), and the weak base solution 3 was an acetonitrile solution of 0.1 mol / L imidazole. The flow rate of the pump 4 is 0.5 mL / min, and the composition of the solutions 1 and 2 starts from solution 1 / solution 2 = 100/0 and changes to solution 1 / solution 2 = 50/50 over 20 minutes. Elution was performed. The oligonucleic acid sample was a mixed aqueous solution of 3 samples with 20, 30, and 40 bases, each concentration being 24 μmol / L for the 20 base sample, 40 μmol / L for the 30 base sample, and 29 μmol / L for the 40 base sample. . 30 μL of this oligonucleic acid sample was injected from the sample injector 6. Incidentally, the mass number (m) of the 20 base sample is 6096, the 30 base sample is 9200, and the 40 base sample is 12360.
In the TIC of FIG. 2 (a), only the peak of the 20-base sample could be detected. The 30-base sample and the 40-base sample are buried in noise components and cannot be specified on the TIC.
In the TIC of FIG. 2 (b), it is possible to confirm an improvement in sensitivity of about 10 times relative intensity compared to the case of FIG. 2 (a). I was able to detect it.
FIG. 3 shows the mass spectrum of each base sample peak detected in FIGS. 2 (a) and 2 (b).
In the mass spectrum of FIG. 3 (a) when the weak base solution 3 is not added, a 20-base sample whose peak was confirmed by TIC had a tetravalent multivalent ion at a mass-to-charge ratio (m / z) 1523. Gave. A 30 base sample also gave a pentavalent polyvalent ion of m / z 1839. On the other hand, in the mass spectrum of FIG. 3 (b) when the weak base solution 3 is added, the detection sensitivity is improved for both the 20 base sample and the 30 base sample, and the S / N ratio is when the weak base solution 3 is not added. Compared to about 10 times. Further, the addition of the weak base solution 3 increases the valence of the ions to be generated. In the 20 base sample, a pentavalent m / z 1218 ion, which is a pentavalent ion, and in a 30 base sample, a hexavalent m / z 1532 and a 7 valent ion. The ion of m / z 1313 was detected and could be detected on the lower mass number side. Furthermore, as shown in FIG. 4, the mass spectrum of a 40 base sample that could not be detected at all when no weak base solution 3 was added was sensitive from 7 valent m / z 1764 to 10 valent m / z 1235 ions. We were able to detect well.
(Example 2)
FIG. 5 shows a second embodiment. This embodiment is an example of an oligonucleic acid sorting system in which a fraction collector 12 is connected to the configuration of the first embodiment via a splitter 11 that splits the eluate from the column 7. The fraction collector 12 can also be controlled by the controller 10 together with the pump 4, sample injector 6, pump 5, and MS9.
The splitter 11 has the structure shown in FIG. 6 and includes two resistance coils having different lengths. Due to the difference in the resistance value of the coil, a fixed amount of about 1/10 to 1/100 of the eluate from the column 7 is caused to flow out to the MS 9 side and merged with the weak base solution 3 sent from the pump 5. In this way, the weak base solution 3 can be merged only in the flow path to the MS 9. The combined solution is stirred by the mixer 8 and introduced into the MS 9.
The mass number of oligonucleic acid and the mass number of multivalent ions to be sorted are input to the controller 10 in advance. When the MS 9 detects chromatogram peaks corresponding to ions having these mass numbers, the controller 10 sends a signal to the fraction collector 12 through a signal line. In response to this signal, the fraction collector 12 sorts the target oligonucleic acid sample into a container such as a test tube.
It is also possible to connect a UV detector (not shown) between the splitter 11 and the fraction collector 12 and obtain quantitative information of the oligonucleic acid sample from the peak area value of the UV chromatogram. Further, the fraction collector 12 can sort the sample based on the peak signal detected by the UV detector. In this case, since MS is analyzing simultaneously with fractionation, the fractionated sample can be identified by its mass number information.
Further, in the second embodiment, when the amount of oligonucleic acid sample is small and detection by MS9 is difficult, or when it is difficult to separate the sample solution by splitter 11 in FIG. 6, as shown in FIG. In addition, a hexagonal valve 13 that alternately switches between a solid line flow path and a dotted line flow path at regular time intervals is connected between the column 7 and the MS 9 and the fraction collector 12. The eluate from the column 7 alternately flows out to the MS 9 and the fraction collector 12 by switching the hexagonal valve 13. As shown in FIG. 2, since the peak width of the single-component oligonucleic acid sample is about 30 seconds, the flow path of the hexagonal valve 13 is switched at intervals of 1 second, for example.
When the eluate from the column 7 flows out to the MS 9, the eluate is once held in the sample loop 130 in the six-way valve 13 and then sent to the MS 9 by the weak base solution 3 sent by the pump 5.
Also in the configuration of FIG. 7, as in the example of FIG. 5, when the MS 9 detects a chromatogram peak corresponding to an ion having the mass number of the target oligonucleic acid sample, the controller 10 sends a signal to the fraction collector 12. Then, the fraction collector 12 sorts out the target oligonucleic acid sample.
(Example 3)
FIG. 8 shows a third embodiment. This example is an example in which a column is added to the configuration of the first example so that two types of oligonucleic acid samples can be analyzed simultaneously. In addition to the column 15 and the mixer 16 which are additional flow paths, two flow paths from the outlets of the splitter 17 and the columns 7 and 15 for equally dividing the weak base solution 3 into the two flow paths from the columns 7 and 15 are provided. A ten-way valve 18 for switching for introduction into one MS, a transfer liquid 19 for sending the eluate reaching the ten-way valve 18 to the MS 9, and a liquid feed pump 20 are added. The ten-way valve 18 and the pump 20 can also be controlled by the same controller 10 as the pumps 4 and 14, the sample injector 6, the pump 5, and the MS 9. The sample injector 6 can inject a sample into any flow path.
Two kinds of oligonucleic acid samples injected into the two flow paths from the sample injector 6 are separated into single components by the respective columns 7 and 15. The weak base solution 3 sent by the pump 5 is equally divided into two flow paths by the splitter 17. The divided weak base solutions 3 merge with the eluates from the columns 7 and 15, and are stirred by the mixers 8 and 16 and sent to the ten-way valve 18. The ten-way valve 18 switches between the solid line flow path and the dotted line flow path at regular time intervals (for example, 1 second), and the eluate from the two columns is alternately introduced into the MS 9 by the transfer liquid 19 sent by the pump 20. Based on the switching time interval of the valve 18, the MS 9 determines which of the two flow paths is the detected signal and processes the two types of signals separately. Thereby, the mass information of the oligonucleic acid sample eluted from the two columns 7 and 15 with one MS 9 can be obtained.
Here, the transfer liquid 19 has a role of preventing the mixing of the two eluates in the ion source of the MS, as well as a role of sending the eluates from the two flow paths. Therefore, the transfer liquid 19 should be one that does not affect the analysis in the MS 9, and the use of the weak base solution 3 already added to the eluent can increase the sensitivity of the MS 9 and give the best result. Other than the weak base solution 3, methanol or the like can be used.
9 and 10 show a modification of this embodiment.
The example of FIG. 9 realizes an oligonucleic acid sample sorting system according to the number of flow paths by connecting splitters 11 and 21 and fraction collectors 12 and 22 that can be controlled by one controller 10. The splitters 11 and 21 used are those shown in FIG.
Moreover, the example of FIG. 10 is a schematic block diagram when the amount of oligonucleic acid sample is small. Other than the sample introduced into the MS 9 among the samples eluted from the columns 7 and 15 by the ten-way valve 18 by combining the weak base solution 3 with the total amount of the eluate from the columns 7 and 15 without using the splitters 11 and 21. The whole amount of the oligonucleic acid sample is collected.
According to the examples of FIGS. 9 and 10, even in the case of a sample having a small volume, it can be collected without omission except for the purpose of analysis by MS.
According to each Example shown above, highly sensitive analysis of oligonucleic acid is attained using LC / MS in which the eluate from LC is introduced on-line into MS. Therefore, the efficiency of analysis can be improved.
Furthermore, the action of the weak base solution facilitates the generation of multivalent ions, enabling measurement with an ion trap type or quadrupole type mass spectrometer having a lower upper limit of the measurable mass number than TOF-MS. Become. In addition, the efficiency of analysis can be greatly increased in analysis using TOF-MS.
In addition, since mass spectra can be detected with high sensitivity, oligonucleic acid can be fractionated using the mass number of the target oligonucleic acid and the mass number of the polyvalent ions as signals. At this time, since the fractionation is performed while taking the mass spectrum, it is possible to record the mass spectrum of the sorted oligonucleic acid sample simultaneously with the separation as the quality data of the sample.
Furthermore, it is possible to perform high-sensitivity analysis and fractionation of a plurality of oligonucleic acids by a smaller number of MSs while simultaneously performing separation by a plurality of columns. In addition, when analyzing a plurality of oligonucleic acids by MS, liquid feeding from the switching valve to the MS is performed by an independent pump, so that mixing of samples in the ion source can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of the first embodiment.
FIG. 2 is a total ion chromatogram (TIC) obtained by MS9.
FIG. 3 is a mass spectrum at the retention time of each base sample peak of FIG.
FIG. 4 is a mass spectrum of a 40 base oligonucleic acid sample.
FIG. 5 is a schematic block diagram of the second embodiment.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the structure of the splitter 11.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a modification of the second embodiment.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the third embodiment.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a modification of the third embodiment.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a modified example of the third embodiment.

Claims (14)

イオンペア剤や塩を含む溶離液を送液するポンプ、測定対象試料を流路内に注入するサンプルインジェクタ、導入された溶液を成分ごとに分離するカラム、当該カラムから溶出してきた溶液を大気圧イオン源によってイオン化し検出する質量分析装置を有する液体クロマトグラフ質量分析装置であって、
前記カラムと前記質量分析装置の間に、弱塩基の溶液を合流させる合流手段を備えたことを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
A pump that delivers an eluent containing an ion-pairing agent and salt, a sample injector that injects the sample to be measured into the flow path, a column that separates the introduced solution into components, and a solution that has eluted from the column is ionized at atmospheric pressure A liquid chromatograph mass spectrometer having a mass spectrometer ionized and detected by a source,
A liquid chromatograph mass spectrometer comprising a merging means for merging a weak base solution between the column and the mass spectrometer.
請求項1において、
前記合流後の流路に、溶液を攪拌,混合するミキシング手段を備えたことを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
In claim 1,
A liquid chromatograph mass spectrometer comprising mixing means for stirring and mixing the solution in the flow path after the merge.
請求項2において、
前記カラムと前記ミキシング手段の間に、カラムから溶出した溶液の流れを所定の割合で分岐させる分岐手段を備え、当該溶液の一部を前記質量分析装置に、その他の溶液をフラクションコレクタに導入するようにしたことを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
In claim 2,
Branch means for branching the flow of the solution eluted from the column at a predetermined ratio is provided between the column and the mixing means, and a part of the solution is introduced into the mass spectrometer and the other solution is introduced into the fraction collector. A liquid chromatograph mass spectrometer characterized by being configured as described above.
請求項3において、
前記合流手段は前記分岐手段に接続され、前記質量分析装置に導入する溶液に対して前記弱塩基の溶液を混合させることを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
In claim 3,
The merging means is connected to the branching means, and the weak base solution is mixed with the solution to be introduced into the mass spectrometer.
請求項3において、
前記分岐手段は、六方バルブであり、内部に一時的に溶液を保持するサンプルループを備え、所定の周期で流路を切替えることを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
In claim 3,
The liquid chromatograph mass spectrometer is characterized in that the branching means is a hexagonal valve, has a sample loop that temporarily holds the solution therein, and switches the flow path at a predetermined cycle.
請求項3において、
前記フラクションコレクタは、前記質量分析装置で検出された信号に応じて動作することを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
In claim 3,
The liquid chromatograph mass spectrometer is characterized in that the fraction collector operates in accordance with a signal detected by the mass spectrometer.
請求項3において、
前記分岐手段とフラクションコレクタとの間に、UV検出器を備えたことを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
In claim 3,
A liquid chromatograph mass spectrometer comprising a UV detector between the branching means and the fraction collector.
請求項1において、
質量分析装置は、エレクトロスプレイイオン化法,ソニックスプレイイオン化法及びイオンスプレイでイオン化することを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
In claim 1,
A mass spectrometer is an ionization method using an electrospray ionization method, a sonic spray ionization method, and an ion spray.
請求項1において、
質量分析装置は、飛行時間型,イオントラップ型、または四重極型の質量分析装置であることを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
In claim 1,
The mass spectrometer is a time-of-flight type, ion trap type, or quadrupole type mass spectrometer.
イオンペア剤や塩を含む溶離液を送液する溶離液用ポンプ,測定対象試料を流路内に注入するサンプルインジェクタ、導入された溶液を成分ごとに分離する複数のカラム、当該カラムから溶出してきた溶液を大気圧イオン源によってイオン化し検出する質量分析装置を有する液体クロマトグラフ質量分析装置であって、
前記各カラムの下流の流路のそれぞれに設けられた溶液を攪拌,混合するミキシング手段と、
前記カラムと前記ミキシング手段の間に弱塩基の溶液を合流させる合流手段と、
前記各ミキシング手段からの溶液が導かれ、且つ前記質量分析装置と接続された切替えバルブと、
前記切替えバルブに対して移送液を送液する移送液用ポンプとを備え、
前記切替えバルブを切替えながら、前記移送液によって前記切替えバルブに導かれた前記各カラムからの容出液を交互に前記質量分析装置に導入することを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
Eluent pump that delivers an eluent containing ion-pairing agent and salt, sample injector that injects the sample to be measured into the flow path, multiple columns that separate the introduced solution for each component, and elution from the column A liquid chromatograph mass spectrometer having a mass spectrometer for ionizing and detecting a solution with an atmospheric pressure ion source,
Mixing means for stirring and mixing the solution provided in each of the downstream flow paths of the columns;
Merging means for merging a weak base solution between the column and the mixing means;
A switching valve through which a solution from each mixing means is guided and connected to the mass spectrometer;
A transfer liquid pump for supplying transfer liquid to the switching valve;
A liquid chromatograph mass spectrometer that alternately introduces the output liquid from each column guided to the switching valve by the transfer liquid while switching the switching valve.
請求項10において、
前記移送液は、弱塩基の溶液を用いることを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
In claim 10,
A liquid chromatograph mass spectrometer characterized in that a weak base solution is used as the transfer liquid.
請求項10において、
前記カラムの数と同数のフラクションコレクタを備え、
前記カラムと前記ミキシング手段の間のそれぞれの流路に、カラムから溶出した溶液の流れを所定の割合で分岐させる分岐手段を備え、
当該複数の分岐手段は、前記切替えバルブと各フラクションコレクタに接続されることを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
In claim 10,
With the same number of fraction collectors as the number of columns,
Branching means for branching the flow of the solution eluted from the column at a predetermined rate in each flow path between the column and the mixing means,
The liquid chromatograph mass spectrometer is characterized in that the plurality of branching means are connected to the switching valve and each fraction collector.
請求項12において、
前記合流手段は前記各分岐手段に接続され、前記切替えバルブに導入する溶液に対して前記弱塩基の溶液を混合させることを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
In claim 12,
The merging means is connected to each of the branching means, and the weak base solution is mixed with the solution introduced into the switching valve.
請求項10において、
前記切替えバルブに接続され、且つ前記カラムの数と同数のフラクションコレクタを備えたことを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
In claim 10,
A liquid chromatograph mass spectrometer having the same number of fraction collectors as the number of columns connected to the switching valve.
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