JPWO2019202872A1 - 質量分析用キット、微生物識別用キット、試料の調製方法、分析方法および微生物の識別方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第2の態様によると、第1の態様の質量分析用キットにおいて、前記複数の容器のそれぞれの容量は、100μL以上5mL以下であることが好ましい。
本発明の第3の態様によると、第2の態様の質量分析用キットにおいて、前記複数の容器のそれぞれの容量は、200μL以上3mL以下であることが好ましい。
本発明の第4の態様によると、第1から第3までのいずれかの態様の質量分析用キットにおいて、前記複数の容器の個数は、5以上であることが好ましい。
本発明の第5の態様によると、第1から第4までのいずれかの態様の質量分析用キットにおいて、前記複数の容器のそれぞれにおいて、前記マトリックス試薬と前記添加剤とは混合されて配置されていることが好ましい。
本発明の第6の態様によると、第1から第5までのいずれかの態様の質量分析用キットにおいて、前記マトリックス試薬は、固体マトリックスまたは液体マトリックスを構成する物質を含むことが好ましい。
本発明の第7の態様によると、第1から第6までのいずれかの態様の質量分析用キットにおいて、前記マトリックス試薬および/または前記添加剤が配置された前記複数の容器とは異なる溶媒用容器に配置された溶媒をさらに備えることが好ましい。
本発明の第8の態様によると、第1から第7までのいずれかの態様の質量分析用キットにおいて、前記添加剤は、ホスホン酸基を含む化合物を含むことが好ましい。
本発明の第9の態様によると、微生物識別用キットは、第1から第8までのいずれかの態様の質量分析用キットを備える。
本発明の第10の態様によると、試料の調製方法は、マトリックス支援レーザー脱離イオン化を行う質量分析に用いる複数の試料の調製方法であって、固体状態の、マトリックス試薬および/またはマトリックスの添加剤がそれぞれ配置された複数の容器を用意することと、前記マトリックス試薬および/または前記添加剤を用いて、前記複数の容器にそれぞれ対応した複数の試料とを含む質量分析用試料を調製することとを備える。
本発明の第11の態様によると、第10の態様の試料の調製方法において、前記添加剤が配置された前記複数の容器のそれぞれに前記試料、マトリックス試薬および溶媒を加えて前記質量分析用試料を調製することが好ましい。
本発明の第12の態様によると、第10の態様の試料の調製方法において、前記複数の容器のそれぞれにおいて、前記マトリックス試薬と前記添加剤とが混合されて配置されており、前記マトリックス試薬および前記添加剤が配置された前記複数の容器のそれぞれに前記試料および溶媒を加えて前記質量分析用試料を調製することが好ましい。
本発明の第13の態様によると、分析方法は、第10から第12までのいずれかの態様の試料の調製方法により質量分析用試料を調製することと、前記質量分析用試料にレーザーを照射してイオン化することと、イオン化された前記質量分析用試料を質量分析することと、を備える。
本発明の第14の態様によると、微生物の識別方法は、第10から第12までのいずれかの態様の試料の調製方法により微生物に含まれる複数のタンパク質を含む質量分析用試料を調製することと、前記質量分析用試料にレーザーを照射してイオン化することと、イオン化された前記質量分析用試料を質量分析してマススペクトルを作成することと、前記マススペクトルにおけるピークと、データベースに記憶された複数の微生物に含まれるタンパク質のマススペクトルのピークとの比較を行うことと、前記比較に基づいて、前記微生物がいずれの微生物であるかを識別することとを備える。
なお、質量分析用キット1aは、質量分析で用いられるその他の物品を含んでもよい。また、質量分析用キット1aは、添加剤11aを含む添加剤用容器10aを備えれば、溶媒21を含まなくてもよい。
なお、添加剤用容器10aにおいて添加剤11aを含む溶液(以下、添加剤溶液と呼ぶ)を調製してから他の容器に分注し、当該他の容器において質量分析用試料を調製してもよい。
acid)、エタン−1−ヒドロキシ−1,1−ジホスホン酸(Ethane-1-hydroxy-1,1-diphosphonic acid)、ニトリロトリホスホン酸(Nitrilotriphosphonic acid)、エチレンジアミノテトラホスホン酸(Ethylenediaminetetraphosphonic acid)等が好ましく、メチレンジホスホン酸(MDPNA)がより好ましい。
なお、マトリックス試薬に溶媒21等の溶媒を加えてマトリックス溶液を調製した後、マトリックス溶液を添加剤用容器10aに加える等して添加剤含有マトリックス溶液を調製し、調製した添加剤含有マトリックス溶液に試料を加えて質量分析用試料Smaを調製してもよい。
なお、本実施形態の質量分析用キットは、添加剤を用いて質量分析用試料を作成する場合であれば、微生物の識別を目的とする以外にも用いることができる。
なお、データベースには、各m/zに対応するピークが各微生物の菌種のマススペクトルにおいて観察される割合や確率等に基づいた重みづけ情報を含んでもよく、当該重み付け情報に基づいて類似度が算出されてもよい。
なお、識別する微生物の分類は、属、種が好ましいが、マススペクトルの差異に基づいて識別可能であれば特に限定されない。微生物の識別の方法は、質量分析キット1aを質量分析した結果に基づいて行われれば特に限定されない。
(1)本実施形態の質量分析用キットは、MALDIにより試料をイオン化する質量分析に用いる質量分析用キット1aであって、固体状態の、マトリックスの添加剤11aと、添加剤11aがそれぞれ配置された複数の添加剤用容器10aと、を備える。これにより、添加剤11aを利用して質量分析用試料Smaの調製を行う際の、作業の煩雑さを軽減することができ、従って効率的に質量分析を行うことができる。
(変形例1)
上述の実施形態における好適な一例として、添加剤用容器は、添加剤11aの他に、マトリックス試薬を含んでもよい。
なお、添加剤用容器10aのそれぞれに当該アミンまたは有機物質のいずれかが配置されていてもよい。この場合、質量分析用試料Smaの調整において、添加剤用容器10aにアミンが配置されている場合には有機物質を含む溶液を別途調製して添加剤容器10aに加え、添加剤用容器10aに有機物質が配置されている場合にはアミンを含む溶液を別途調製して添加剤容器10aに加えることができる。
なお、複数の液体マトリックスを混合して用いてもよい。
上述の実施形態において、質量分析用キットが、添加剤11aが配置された複数の添加剤用容器10aとは異なるマトリックス用バイアルと、このマトリックス用バイアルに配置された固体状態のマトリックス試薬を備えてもよい。マトリックス試薬の種類は特に限定されず、上述の変形例に示した固体マトリックスまたは液体マトリックスを構成する物質とすることができる。
なお、質量分析用キット1cは、適宜溶媒21やその他の消耗品を備えてもよい。また、マトリックス用バイアル25aはバイアルに限らず、任意の容器を用いることができる。
上述の実施形態において、質量分析用キットが、添加剤11aを含まず、添加剤用容器10aと同様の形状を備えるマトリックス用容器に配置されたマトリックス試薬を備えてもよい。マトリックス試薬の種類は特に限定されず、上述の変形例に示した固体マトリックスまたは液体マトリックスを構成する物質とすることができる。
なお、質量分析用キット1dは、添加剤11aが小分けにされまたは小分けにされず配置された容器や、溶媒21等、適宜その他の消耗品を備えてもよい。また、マトリックス用容器25bのそれぞれに液体マトリックスを構成するアミンまたは有機物質のいずれかが配置されていてもよい。この場合、アミンを含む溶液および有機物質を含む溶液をそれぞれ調製して混合することでマトリックス溶液を得ることができる。
上述の実施形態および変形例では、試料と、マトリックス試薬と、添加剤11aとを含む質量分析用試料を調製した後に試料プレートに滴下するプレミックス法に質量分析用キット1a,1b,1c,1dを適用した。しかし、試料/マトリックス混合結晶を試料プレート上に形成した後に添加剤溶液を加えるオンプレート法に質量分析用キット1a,1b,1c,1dを適用してもよい。質量分析用キット1a,1b,1cでは、添加剤11aまたはマトリックス試薬26が小分けにされているため、例えば添加剤11aまたはマトリックス試薬26を冷凍保存する必要がある場合等に、何度も凍結融解を繰り返す必要がなくなり、添加剤11aまたはマトリックス試薬26の活性をより長く維持することができる。
<1−1.試料を含む溶液の調製>
皮膚をふき取って得た、微生物を含む試料をGAM培地に塗布し、37℃で嫌気培養した。寒天プレートにできた単一コロニーを20μLの、1%トリフルオロ酢酸(TFA)を含む50%アセトニトリル(ACN)溶液に分散させて菌体抽出物を得た。
シナピン酸(以下、SAと呼ぶ)に1% TFA入り50%ACN水溶液を加え、20 mg/mLのSA溶液を調製した。MDPNAに1% TFA入り50%ACN水溶液を加え、2 mg/100 mL MDPNA溶液を調製した。(1)SAキット(比較例):上記20 mg/mLのSA溶液を5μLずつPCRチューブに加えて、溶媒を乾燥させた。従って、10μLの溶液を加えると10 mg/mL SA溶液となる。
(2)MDPNA入りSAキット(実施例):上記20 mg/mLのSA溶液と2 mg/100 mLのMDPNAを等量ずつ混合し、10μLずつPCRチューブに加えて溶媒を乾燥させた。従って、10μLの溶液を加えるとMDPNA入り10 mg/mL SA溶液となる。
(1)菌体抽出物10μLを上記SAキットに加えてよく混合し、1μLずつMALDI試料プレートに滴下し、乾燥させて試料/マトリックス混合結晶を得た。
(2)菌体抽出物10μLを上記MDPNA入りSAキットに加えてよく混合し、1μLずつMALDI試料プレートに滴下し、乾燥させて試料/マトリックス混合結晶を得た。
(1)(2)のそれぞれの試料/マトリックス混合結晶について、リニアーモードにより飛行時間型質量分析を行い、m/z 3000-15000の範囲を測定した。
図10は、MDPNA入りSAキットを用いて調製した試料のMALDIマススペクトルを示す図である。MDPNA入りSAキットを用いて調製した試料のマススペクトルでは、明瞭なピークを検出することができた。
<2−1.試料を含む溶液の調製>
乳酸菌Lactobacillus fermentumを培養し、ジルコニアビーズで破砕処理し、15000rpmで10分間遠心分離してデブリを除去した。得られた上清を1%TFA入り50%ACN水溶液に溶解させ、菌体破砕液を得た。
(1)菌体破砕液とマトリックス溶液(SA 10 mg/mL)を1:10の比で混合して混合液を調製し、1μLずつMALDI試料プレートに滴下して乾燥させ、試料/マトリックス混合結晶を得た(比較例)。
(2)10μLの溶媒を加えると1%MDPNA(1 mg/100mL)となるように調製したMDPNAキットに、上記混合液を10μL加えて混合し、1μLずつMALDI試料プレートに滴下して乾燥させ、MDPNA入り試料/マトリックス混合結晶を得た(実施例)。
(1)(2)のそれぞれの試料/マトリックス混合結晶について、リニアーモードにより飛行時間型質量分析を行い、m/z 4000-20000の範囲を測定した。
日本国特許出願2018年第078584号(2018年4月16日出願)
本発明の第2の態様によると、第1の態様の質量分析用キットにおいて、前記複数の容器のそれぞれの容量は、100μL以上5mL以下であることが好ましい。
本発明の第3の態様によると、第2の態様の質量分析用キットにおいて、前記複数の容器のそれぞれの容量は、200μL以上3mL以下であることが好ましい。
本発明の第4の態様によると、第1から第3までのいずれかの態様の質量分析用キットにおいて、前記複数の容器の個数は、5以上であることが好ましい。
本発明の第5の態様によると、第1から第4までのいずれかの態様の質量分析用キットにおいて、前記複数の容器のそれぞれにおいて、前記マトリックス試薬とマトリックス添加剤とが混合されて配置されていることが好ましい。
本発明の第6の態様によると、第1から第5までのいずれかの態様の質量分析用キットにおいて、前記マトリックス試薬は、固体マトリックスまたは液体マトリックスを構成する物質を含むことが好ましい。
本発明の第7の態様によると、第1から第6までのいずれかの態様の質量分析用キットにおいて、前記マトリックス試薬が配置された前記複数の容器とは異なる溶媒用容器に配置された溶媒をさらに備えることが好ましい。
本発明の第8の態様によると、第1から第7までのいずれかの態様の質量分析用キットにおいて、前記複数の容器のそれぞれは、マトリックスの添加剤として、ホスホン酸基を含む化合物を含むことが好ましい。
本発明の第9の態様によると、微生物識別用キットは、第1から第8までのいずれかの態様の質量分析用キットを備える。
本発明の第10の態様によると、試料の調製方法は、マトリックス支援レーザー脱離イオン化を行う質量分析に用いる複数の試料の調製方法であって、固体状態の、マトリックス試薬がそれぞれ配置された複数の容器を用意することと、前記マトリックス試薬を用いて、前記複数の容器にそれぞれ対応した複数の試料とを含む質量分析用試料を調製することとを備える。
本発明の第11の態様によると、第10の態様の試料の調製方法において、前記マトリックス試薬が配置された前記複数の容器のそれぞれに前記試料および溶媒を加えて前記質量分析用試料を調製することが好ましい。
本発明の第12の態様によると、第10の態様の試料の調製方法において、前記複数の容器のそれぞれにおいて、前記マトリックス試薬とマトリックスの添加剤とが混合されて配置されており、前記マトリックス試薬および前記添加剤が配置された前記複数の容器のそれぞれに前記試料および溶媒を加えて前記質量分析用試料を調製することが好ましい。
本発明の第13の態様によると、分析方法は、第10から第12までのいずれかの態様の試料の調製方法により質量分析用試料を調製することと、前記質量分析用試料にレーザーを照射してイオン化することと、イオン化された前記質量分析用試料を質量分析することと、を備える。
本発明の第14の態様によると、微生物の識別方法は、第10から第12までのいずれかの態様の試料の調製方法により微生物に含まれる複数のタンパク質を含む質量分析用試料を調製することと、前記質量分析用試料にレーザーを照射してイオン化することと、イオン化された前記質量分析用試料を質量分析してマススペクトルを作成することと、前記マススペクトルにおけるピークと、データベースに記憶された複数の微生物に含まれるタンパク質のマススペクトルのピークとの比較を行うことと、前記比較に基づいて、前記微生物がいずれの微生物であるかを識別することとを備える。
Claims (14)
- マトリックス支援レーザー脱離イオン化により試料をイオン化する質量分析に用いる質量分析用キットであって、
固体状態の、マトリックス試薬および/またはマトリックスの添加剤と、
前記マトリックス試薬および/または前記添加剤がそれぞれ配置された複数の容器と、を備える質量分析用キット。 - 請求項1に記載の質量分析用キットにおいて、
前記複数の容器のそれぞれの容量は、100μL以上5mL以下である質量分析用キット。 - 請求項2に記載の質量分析用キットにおいて、
前記複数の容器のそれぞれの容量は、200μL以上3mL以下である質量分析用キット。 - 請求項1に記載の質量分析用キットにおいて、
前記複数の容器の個数は、5以上である質量分析用キット。 - 請求項1から4までのいずれか一項に記載の質量分析用キットにおいて、
前記複数の容器のそれぞれにおいて、前記マトリックス試薬と前記添加剤とは混合されて配置されている質量分析用キット。 - 請求項1から4までのいずれか一項に記載の質量分析用キットにおいて、
前記マトリックス試薬は、固体マトリックスまたは液体マトリックスを構成する物質を含む質量分析用キット。 - 請求項1から4までのいずれか一項に記載の質量分析用キットにおいて、
前記マトリックス試薬および/または前記添加剤が配置された前記複数の容器とは異なる溶媒用容器に配置された溶媒をさらに備える質量分析用キット。 - 請求項1から4までのいずれか一項に記載の質量分析用キットにおいて、
前記添加剤は、ホスホン酸基を含む化合物を含む質量分析用キット。 - 請求項1から8までのいずれか一項に記載の質量分析用キットを備える微生物識別用キット。
- マトリックス支援レーザー脱離イオン化を行う質量分析に用いる複数の試料の調製方法であって、
固体状態の、マトリックス試薬および/またはマトリックスの添加剤がそれぞれ配置された複数の容器を用意することと、
前記マトリックス試薬および/または前記添加剤を用いて、前記複数の容器にそれぞれ対応した複数の試料とを含む質量分析用試料を調製することと
を備える試料の調製方法。 - 請求項10に記載の試料の調製方法において、
前記添加剤が配置された前記複数の容器のそれぞれに前記試料、マトリックス試薬および溶媒を加えて前記質量分析用試料を調製する試料の調製方法。 - 請求項10に記載の試料の調製方法において、
前記複数の容器のそれぞれにおいて、前記マトリックス試薬と前記添加剤とが混合されて配置されており、
前記マトリックス試薬および前記添加剤が配置された前記複数の容器のそれぞれに前記試料および溶媒を加えて前記質量分析用試料を調製する試料の調製方法。 - 請求項10から12までのいずれか一項に記載の試料の調製方法により質量分析用試料を調製することと、
前記質量分析用試料にレーザーを照射してイオン化することと、
イオン化された前記質量分析用試料を質量分析することと、
を備える分析方法。 - 請求項10から12までのいずれか一項に記載の試料の調製方法により微生物に含まれる複数のタンパク質を含む質量分析用試料を調製することと、
前記質量分析用試料にレーザーを照射してイオン化することと、
イオン化された前記質量分析用試料を質量分析してマススペクトルを作成することと、
前記マススペクトルにおけるピークと、データベースに記憶された複数の微生物に含まれるタンパク質のマススペクトルのピークとの比較を行うことと、
前記比較に基づいて、前記微生物がいずれの微生物であるかを識別することと
を備える微生物の識別方法。
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