JP6134164B2 - Mass spectrometry using matrix additives - Google Patents
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Description
本発明は、医療及び創薬分野において応用されうる質量分析法、特に、MALDI−MS(マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析)アプリケーションに関する。より詳しくは、本発明は、特定化合物をマトリックス添加剤として用いる質量分析法、及び質量分析用マトリックス添加剤に関する。 The present invention relates to mass spectrometry that can be applied in the medical and drug discovery fields, and in particular to MALDI-MS (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization Mass Spectrometry) applications. More particularly, the present invention relates to mass spectrometry using a specific compound as a matrix additive, and a matrix additive for mass spectrometry.
MALDI(マトリックス支援レーザー脱離イオン化)質量分析法において、測定対象分子の効率的なイオン化を実現する条件が探索されている。例えば、特開2005−326391号公報(特許文献1)に、疎水性ペプチドを予め2−ニトロベンゼンスルフェニル基によって修飾し、α−シアノ−3−ヒドロキシケイ皮酸(3−CHCA)、3−ヒドロキシ−4−ニトロ安息香酸(3H4NBA)、又はそれらの混合物をマトリックスとして用いた質量分析を行うことで、一般的マトリックスであるα−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸(4−CHCA)や2,5−ジヒドロ安息香酸(DHB)に比べ、疎水性ペプチドを効率よくイオン化する方法が記載されている。 In MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization) mass spectrometry, conditions for realizing efficient ionization of molecules to be measured have been searched. For example, in JP-A-2005-326391 (Patent Document 1), a hydrophobic peptide is previously modified with a 2-nitrobenzenesulfenyl group, and α-cyano-3-hydroxycinnamic acid (3-CHCA), 3-hydroxy By performing mass spectrometry using -4-nitrobenzoic acid (3H4NBA) or a mixture thereof as a matrix, α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (4-CHCA), which is a general matrix, or 2,5 -A method for efficiently ionizing hydrophobic peptides as compared to dihydrobenzoic acid (DHB) is described.
上記のMALDI質量分析法においては、測定対象分子の修飾が行われる場合にはある程度のイオン化促進効果が得られるが、修飾が行われない場合には、イオン化効率は十分でない。このように、特に疎水性ペプチドのようなMALDIイオン化が難しい分子種は、MALDI質量分析法においてイオン化効率が低いという問題がある。 In the above MALDI mass spectrometry method, when the molecule to be measured is modified, a certain degree of ionization promoting effect is obtained, but when the modification is not performed, the ionization efficiency is not sufficient. Thus, molecular species that are difficult to ionize MALDI, such as hydrophobic peptides, have a problem of low ionization efficiency in MALDI mass spectrometry.
本発明の目的は、測定対象分子の修飾(具体的には、標識又はラベル化等)を行うことなく、容易に且つ効率よく、質量分析におけるイオン化効率を向上させることができるマトリックス添加剤を用いる質量分析法、及び質量分析用マトリックス添加剤を提供することにある。とくに、本発明の目的は、測定対象分子の修飾(具体的には、標識又はラベル化等)を行うことなく、容易に且つ効率よく、MALDI質量分析におけるイオン化効率を向上させることができるマトリックス添加剤を用いる質量分析法、及びMALDI質量分析用マトリックス添加剤を提供することにある。 An object of the present invention is to use a matrix additive that can easily and efficiently improve ionization efficiency in mass spectrometry without modifying a molecule to be measured (specifically, labeling or labeling). The object is to provide mass spectrometry and a matrix additive for mass spectrometry. In particular, the object of the present invention is to add a matrix that can easily and efficiently improve ionization efficiency in MALDI mass spectrometry without modifying the molecule to be measured (specifically, labeling or labeling). It is to provide a mass additive using an agent and a matrix additive for MALDI mass spectrometry.
本発明者らは鋭意検討の結果、特定のジアルコキシ安息香酸誘導体が、質量分析法におけるマトリックスとしては機能しないがマトリックスの添加剤として用いることによって、疎水性化合物のようなイオン化が難しい分子種をも効率よくイオン化できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that a specific dialkoxybenzoic acid derivative does not function as a matrix in mass spectrometry, but uses a molecular species that is difficult to ionize, such as a hydrophobic compound, by using it as a matrix additive. Has been found that ionization can be efficiently performed, and the present invention has been completed.
本発明は、以下の発明を含む。
(1) 下記一般式(I):
下記一般式(II):
で示されるジアルコキシ安息香酸誘導体をマトリックスの添加剤として用いる、疎水性化合物の質量分析法。
The present invention includes the following inventions.
(1) The following general formula (I):
The following general formula (II):
A method for mass spectrometry of a hydrophobic compound using a dialkoxybenzoic acid derivative represented by the formula:
分析対象は、疎水性化合物である。 Analysis target, Ru hydrophobic compound der.
(2) 分析対象としての前記疎水性化合物が、疎水性ペプチドである、上記(1)に記載の質量分析法。本明細書において、ペプチドにはタンパク質も含まれる。 ( 2 ) The mass spectrometry method according to (1 ), wherein the hydrophobic compound as an analysis target is a hydrophobic peptide. In the present specification, peptides include proteins.
(3) 前記マトリックスとして、α−シアノ−3−ヒドロキシケイ皮酸(3−CHCA)、α−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸(4−CHCA)、3−ヒドロキシ−4−ニトロ安息香酸(3H4NBA)、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、シナピン酸、及び1,5−ジアミノナフタレンからなる群から選ばれる化合物を用いる、上記(1)又は(2)に記載の質量分析法。 ( 3 ) As the matrix, α-cyano-3-hydroxycinnamic acid (3-CHCA), α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (4-CHCA), 3-hydroxy-4-nitrobenzoic acid (3H4NBA) ), 2,5-dihydroxybenzoic acid, sinapinic acid, and a compound selected from the group consisting of 1,5-diaminonaphthalene, the mass spectrometry according to (1) or (2) above.
(4) 前記一般式(I)において、R11及びR12は、同一又は異なっていてもよく、炭素数4〜8のアルキル基を表し、又は、前記一般式(II)において、R21及びR22が、同一又は異なっていてもよく、炭素数4〜8のアルキル基を表す、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の質量分析法。 (4) Oite the general formula (I), R 11 and R 12, which may be identical or different, represent an alkyl group having 4-8 carbon atoms, or, in the general formula (II), R 21 and R 22 are, which may be identical or different, represent an alkyl group having 4-8 carbon atoms, mass spectrometry according to any one of (1) to (3).
・下記一般式(I):
下記一般式(II):
で示されるジアルコキシ安息香酸誘導体である、質量分析用マトリックスの添加剤。
-The following general formula (I):
The following general formula (II):
The additive of the matrix for mass spectrometry which is the dialkoxy benzoic acid derivative shown by these.
・疎水性化合物の質量分析に用いられる、上記の質量分析用マトリックスの添加剤。 -Additive of the above-mentioned matrix for mass spectrometry used for mass spectrometry of hydrophobic compounds.
・疎水性ペプチドの質量分析に用いられる、上記の質量分析用マトリックスの添加剤。 -The additive of the said matrix for mass spectrometry used for the mass spectrometry of hydrophobic peptide.
・α−シアノ−3−ヒドロキシケイ皮酸(3−CHCA)、α−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸(4−CHCA)、3−ヒドロキシ−4−ニトロ安息香酸(3H4NBA)、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、シナピン酸、及び1,5−ジアミノナフタレンからなる群から選ばれる質量分析用マトリックスに添加される、上記の質量分析用マトリックスの添加剤。 Α-cyano-3-hydroxycinnamic acid (3-CHCA), α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (4-CHCA), 3-hydroxy-4-nitrobenzoic acid (3H4NBA), 2,5- The additive for a matrix for mass spectrometry described above, which is added to a matrix for mass spectrometry selected from the group consisting of dihydroxybenzoic acid, sinapinic acid, and 1,5-diaminonaphthalene.
・前記一般式(I)おいて、R11及びR12は、同一又は異なっていてもよく、炭素数4〜8のアルキル基を表し、又は、前記一般式(II)において、R21及びR22は、同一又は異なっていてもよく、炭素数4〜8のアルキル基を表す、上記の質量分析用マトリックスの添加剤。 In the general formula (I), R 11 and R 12 may be the same or different and represent an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms, or in the general formula (II), R 21 and R 22 may be the same or different and represents an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms.
本発明において、上記一般式(I)又は一般式(II)で示されるジアルコキシ安息香酸誘導体を質量分析のマトリックス添加剤として用いる。前記特定のジアルコキシ安息香酸誘導体をマトリックス添加剤として用いると、疎水性化合物、特に疎水性ペプチドのようなイオン化が難しい分子種のイオン化効率を向上させることができる。そのため、本発明によれば、測定対象分子のイオン化効率を向上させることができるマトリックス添加剤を用いる質量分析法、及び質量分析用マトリックスが提供される。本発明は、特にMALDI質量分析法に向けられ、分析対象が疎水性化合物である場合に適しており、疎水性ペプチドである場合に特に適している。 In the present invention, the dialkoxybenzoic acid derivative represented by the general formula (I) or the general formula (II) is used as a matrix additive for mass spectrometry. When the specific dialkoxybenzoic acid derivative is used as a matrix additive, the ionization efficiency of a hydrophobic compound, particularly a molecular species that is difficult to ionize, such as a hydrophobic peptide, can be improved. Therefore, according to the present invention, there are provided a mass spectrometric method using a matrix additive capable of improving the ionization efficiency of a molecule to be measured, and a mass spectrometric matrix. The present invention is particularly directed to MALDI mass spectrometry, and is suitable when the analysis target is a hydrophobic compound and is particularly suitable when the analysis target is a hydrophobic peptide.
本発明により、測定対象分子(特に疎水性ペプチド)の質量分析測定による検出感度向上を達成することができる。 According to the present invention, an improvement in detection sensitivity can be achieved by mass spectrometry measurement of a molecule to be measured (particularly a hydrophobic peptide).
本発明において、上記一般式(I)又は一般式(II)で示されるジアルコキシ安息香酸誘導体を質量分析のマトリックス添加剤として用いる。 In the present invention, the dialkoxybenzoic acid derivative represented by the general formula (I) or the general formula (II) is used as a matrix additive for mass spectrometry.
式(I)中、Meはメチル基を表し、R11及びR12は、同一又は異なっていてもよく、炭素数2〜8のアルキル基を表す。すなわち、式(I)で示される化合物は、3,5−ジアルコキシ安息香酸メチルエステルである。式(I)においてR11及びR12が表す炭素数C2〜8のアルキル基としては、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基が挙げられる。これらのアルキル基は直鎖状であってもよいし、又は分岐状であってもよい。分岐状のものとしては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、2−エチルヘキシル基などが挙げられる。これらのうち、炭素数C4〜8のアルキル基が好ましく、炭素数C4〜6のアルキル基がより好ましく、炭素数C4のアルキル基が特に好ましい。分析対象が疎水性化合物である場合には、疎水性化合物のイオン化のために、R11及びR12が表すアルキル基がある程度の疎水性を有することが必要であると考えられる。R11及びR12が表すアルキル基の合計炭素数が8以上となることが好ましい。 In formula (I), Me represents a methyl group, R 11 and R 12 may be the same or different and each represents an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms. That is, the compound represented by the formula (I) is 3,5-dialkoxybenzoic acid methyl ester. Examples of the alkyl group having 2 to 8 carbon atoms represented by R 11 and R 12 in formula (I) include an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group. These alkyl groups may be linear or branched. Examples of the branched one include isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, isopentyl group, 2-ethylhexyl group and the like. Among these, a C4-8 alkyl group is preferable, a C4-6 alkyl group is more preferable, and a C4 alkyl group is particularly preferable. When the analysis target is a hydrophobic compound, it is considered that the alkyl group represented by R 11 and R 12 needs to have a certain degree of hydrophobicity for ionization of the hydrophobic compound. The total carbon number of the alkyl group represented by R 11 and R 12 is preferably 8 or more.
式(II)中、Rは水素原子又はメチル基を表し、R21及びR22は、同一又は異なっていてもよく、炭素数2〜8のアルキル基を表す。すなわち、式(II)で示される化合物は、2,5−ジアルコキシ安息香酸又はそのメチルエステルである。式(II)においてR21及びR22が表す炭素数C2〜8のアルキル基としては、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基が挙げられる。これらのアルキル基は直鎖状であってもよいし、又は分岐状であってもよい。分岐状のものとしては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、2−エチルヘキシル基などが挙げられる。これらのうち、炭素数C4〜8のアルキル基が好ましく、炭素数C4〜6のアルキル基がより好ましく、炭素数C4のアルキル基が特に好ましい。分析対象が疎水性化合物である場合には、疎水性化合物のイオン化のために、R21及びR22が表すアルキル基がある程度の疎水性を有することが必要であると考えられる。R21及びR22が表すアルキル基の合計炭素数が8以上となることが好ましい。また、Rが水素原子の場合であっても、2位のアルコキシル基の酸素原子との水素結合により、カルボキシル基のフリー度合いは小さいと推測される。 In the formula (II), R represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 21 and R 22 may be the same or different and each represents an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms. That is, the compound represented by the formula (II) is 2,5-dialkoxybenzoic acid or a methyl ester thereof. Examples of the alkyl group having a carbon number of C2~8 representing R 21 and R 22 are in Formula (II), an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, heptyl group, octyl group. These alkyl groups may be linear or branched. Examples of the branched one include isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, isopentyl group, 2-ethylhexyl group and the like. Among these, a C4-8 alkyl group is preferable, a C4-6 alkyl group is more preferable, and a C4 alkyl group is particularly preferable. When the analysis target is a hydrophobic compound, it is considered that the alkyl group represented by R 21 and R 22 needs to have a certain degree of hydrophobicity for ionization of the hydrophobic compound. The total number of carbon atoms of the alkyl group represented by R 21 and R 22 is preferably 8 or more. Even when R is a hydrogen atom, the free degree of the carboxyl group is presumed to be small due to the hydrogen bond with the oxygen atom of the 2-position alkoxyl group.
上記式(I)又は式(II)で示されるジアルコキシ安息香酸誘導体は、当業者に知られた方法により合成することができる。 The dialkoxybenzoic acid derivative represented by the above formula (I) or formula (II) can be synthesized by methods known to those skilled in the art.
上記式(I)又は式(II)で示されるジアルコキシ安息香酸誘導体は、マトリックスレーザー脱離イオン化(MALDI)質量分析におけるマトリックスの添加剤として有用である。前記のジアルコキシ安息香酸誘導体化合物は、マトリックスと混合して使用することによって、マトリックスによる測定対象のイオン化能力を増強し、検出限界の向上を図ることができる。 The dialkoxybenzoic acid derivative represented by the above formula (I) or formula (II) is useful as a matrix additive in matrix laser desorption ionization (MALDI) mass spectrometry. By using the dialkoxybenzoic acid derivative compound in a mixture with a matrix, the ionization ability of the measurement target by the matrix can be enhanced and the detection limit can be improved.
本発明において、前記添加剤が添加されるべきマトリックスとしては特に限定されない。公知のマトリックスから当業者によって適宜選択されてよいが、例えば、α−シアノ−3−ヒドロキシケイ皮酸(3−CHCA)、α−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸(4−CHCA)、3−ヒドロキシ−4−ニトロ安息香酸(3H4NBA)、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、シナピン酸、及び1,5−ジアミノナフタレンからなる群から選ばれるマトリックスを用いることができる。 In the present invention, the matrix to which the additive is to be added is not particularly limited. Although it may be appropriately selected by a person skilled in the art from known matrices, for example, α-cyano-3-hydroxycinnamic acid (3-CHCA), α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (4-CHCA), 3- A matrix selected from the group consisting of hydroxy-4-nitrobenzoic acid (3H4NBA), 2,5-dihydroxybenzoic acid, sinapinic acid, and 1,5-diaminonaphthalene can be used.
本発明のマトリックス添加剤を用いる質量分析対象は特に限定されない。例えば、分子量が500〜30,000、好ましくは1,000〜10,000の分子でありうる。好ましくは、本発明のマトリックス添加剤は、疎水性物質のイオン化を促進できるので、疎水性物質の質量分析に用いられる。この場合、試料中には、分析対象としての疎水性物質以外に、他の物質(例えば親水性物質)が混在していてもよい。本発明のマトリックス添加剤は、実施例で示すように、マトリックスとしてのα−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸(4−CHCA)に対して添加した場合、4−CHCA単独の場合と比べて、親水性物質のイオン化を促進せず、疎水性物質のイオン化を選択的に促進することができる。このため、試料中に疎水性物質と親水性物質とが混在していても、疎水性物質を容易に分析することができる。この点から、本発明のマトリックス添加剤は、疎水性物質の質量分析に好適に適用できる。 The mass spectrometric object using the matrix additive of the present invention is not particularly limited. For example, it may be a molecule having a molecular weight of 500 to 30,000, preferably 1,000 to 10,000. Preferably, the matrix additive of the present invention can be used for mass spectrometry of hydrophobic substances because it can promote ionization of hydrophobic substances. In this case, in addition to the hydrophobic substance to be analyzed, other substances (for example, hydrophilic substances) may be mixed in the sample. As shown in the examples, the matrix additive of the present invention, when added to α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (4-CHCA) as a matrix, compared to the case of 4-CHCA alone, The ionization of the hydrophobic substance can be selectively promoted without promoting the ionization of the hydrophilic substance. For this reason, even if a hydrophobic substance and a hydrophilic substance are mixed in the sample, the hydrophobic substance can be easily analyzed. From this point, the matrix additive of the present invention can be suitably applied to mass spectrometry of hydrophobic substances.
疎水性の程度としては特に限定されるものではなく、様々な公知の疎水性指標や疎水性度算出法に基づいて、疎水性と判断し得る程度であればよい。例えば、疎水性物質の疎水性の程度は、当業者がBBインデックス(Bull and Breese Index)によって疎水性と判断しうる程度であればよい。より具体的には、BBインデックスは、例えば1000以下、好ましくは−1000以下でありうる。 The degree of hydrophobicity is not particularly limited as long as it can be determined to be hydrophobic based on various known hydrophobicity indices and hydrophobicity calculation methods. For example, the degree of hydrophobicity of the hydrophobic substance may be such that a person skilled in the art can determine that the substance is hydrophobic by the BB index (Bull and Breese Index). More specifically, the BB index can be, for example, 1000 or less, preferably -1000 or less.
あるいは、疎水性物質の疎水性の程度は、当業者がHPLCインデックスによって疎水性と判断しうる程度であればよい。HPLCインデックスは、C.A.Brownw, H.P.J.Bennett, S.SolomonによりAnalytical Biochemistry, 124, 201-208, 1982で報告された、0.13%ヘプタフルオロ-n-酪酸(HFBA)を含むアセトニトリル水溶液を溶離液として使用した逆相HPLC保持時間に基づく疎水性指数で、HPLC/HFBA retentionとも称される。より具体的には、HPLCインデックスは、例えば40以上、例えば40〜10,000、好ましくは100〜1,000でありうる。 Alternatively, the degree of hydrophobicity of the hydrophobic substance may be such that a person skilled in the art can determine that the substance is hydrophobic by the HPLC index. The HPLC index was an acetonitrile aqueous solution containing 0.13% heptafluoro-n-butyric acid (HFBA) reported by CABrownw, HP JBennett, S. Solomon in Analytical Biochemistry, 124, 201-208, 1982 as eluent. Hydrophobic index based on reverse phase HPLC retention time, also referred to as HPLC / HFBA retention. More specifically, the HPLC index can be, for example, 40 or more, such as 40 to 10,000, preferably 100 to 1,000.
さらに、本発明における疎水性物質の疎水性の程度は、当業者がSSRCalc Hydrophobicityによって疎水性と判断しうる程度であればよい。SSRCalc Hydrophobicityは、Oleg V. Krokhin によりAnalytical Biochemistry, 78, 7785-7795, 2006に報告されている。SSRCalc Hydrophobicityは、ペプチドのRP−HPLC(逆相高速液体クロマトグラフィー)の保持時間に対するペプチド配列特異的なアルゴリズムsequence-specific retention calculator (SSRCalc)に基づく疎水性指標である。HPLCインデックスあるいはBBインデックスがアミノ酸組成情報のみを基に保持時間を推算するのに対し、SSRCalc Hydrophobicityはペプチドの一次構造・二次構造までを含めて保持時間を推算する。本発明において、分析対象が、疎水性ペプチドである場合には、疎水性の程度は、SSRCalc Hydrophobicityを指標とすることが適している。より具体的には、SSRCalc Hydrophobicityは、例えば30以上、好ましくは40〜70でありうる。 Furthermore, the degree of hydrophobicity of the hydrophobic substance in the present invention is not limited as long as those skilled in the art can determine that it is hydrophobic by SSRCal Hydrophobity. SSRCal Hydrophobicity is reported by Analytical Biochemistry, 78, 7785-7795, 2006 by Oleg V. Krokhin. SSRCalc Hydrophobicity is a hydrophobicity index based on a peptide sequence-specific algorithm sequence-specific retention calculator (SSRCalc) for the retention time of RP-HPLC (reverse phase high performance liquid chromatography) of peptides. While the HPLC index or BB index estimates the retention time based only on the amino acid composition information, SSRCal Hydrophobicity estimates the retention time including the primary structure and secondary structure of the peptide. In the present invention, when the analysis target is a hydrophobic peptide, it is suitable for the degree of hydrophobicity to use SSRCal Hydrophobity as an index. More specifically, SSRCal Hydrophobicity may be 30 or more, preferably 40 to 70, for example.
本発明においては、特に疎水性ペプチド(本発明においては、ペプチドにはタンパク質も含まれる)のイオン化能増強効果が高い。疎水性ペプチドであるか否かについては、BBインデックス、HPLCインデックス又はSSRCalc Hydrophobicity、好ましくはSSRCalc Hydrophobicity又はHPLCインデックスを指標とすることができるが、具体的には、ペプチドを構成するアミノ酸に、疎水性度のより高いアミノ酸をより多く含むものであってよい。例えば疎水性アミノ酸としては、イソロイシン、ロイシン、バリン、アラニン、フェニルアラニン、プロリン、メチオニン、トリプトファン、グリシンなどが挙げられる。また、システイン、チロシンなどを含むこともある。疎水性ペプチドは、このようなペプチドの一次構造のみによらず、より疎水性度の高い高次構造を持つものでもありうる。例えば、逆相HPLCカラムが使用される疎水性の固定相表面と相互作用が起こりやすい構造を持つペプチドが挙げられる。 In the present invention, the effect of enhancing ionization ability of hydrophobic peptides (in the present invention, peptides include proteins) is particularly high. Whether or not it is a hydrophobic peptide can be determined by using BB index, HPLC index or SSRCal Hydrophobity, preferably SSRCal Hydrophobity or HPLC index as an index. Specifically, the amino acid constituting the peptide is hydrophobic. It may contain more amino acids of higher degrees. For example, examples of the hydrophobic amino acid include isoleucine, leucine, valine, alanine, phenylalanine, proline, methionine, tryptophan, and glycine. It may also contain cysteine, tyrosine and the like. The hydrophobic peptide may have a higher-order structure with a higher degree of hydrophobicity, not just the primary structure of such a peptide. For example, a peptide having a structure that is likely to interact with a hydrophobic stationary phase surface on which a reverse phase HPLC column is used.
質量分析用結晶は、分析対象と、マトリックスと、マトリックス添加剤とを溶媒中に少なくとも含む混合液の液滴を質量分析用ターゲットプレート上に形成する工程と、形成された前記混合液の液滴から前記溶媒を除去し、前記混合液中の不揮発分(すなわち少なくとも分析対象、マトリックス、及びマトリックス添加剤)を残渣として得る工程とによって得ることができる。得られた残渣が、すなわち質量分析用結晶である。本明細書においては、質量分析用結晶と残渣とは同義である。 The crystal for mass spectrometry includes a step of forming, on the target plate for mass spectrometry, a droplet of a mixed solution containing at least an analysis target, a matrix, and a matrix additive in a solvent, and a droplet of the formed mixed solution. And the step of removing the solvent from the mixture to obtain the non-volatile content (that is, at least the analyte, the matrix, and the matrix additive) in the mixed solution as a residue. The obtained residue is a crystal for mass spectrometry. In this specification, the crystal for mass spectrometry and the residue are synonymous.
質量分析用ターゲットとしては、通常MALDI質量分析用として用いられる導電性を有する金属製プレートを使用することができる。具体的には、ステンレス製又は金製のプレートを用いることができる。 As the target for mass spectrometry, a conductive metal plate usually used for MALDI mass spectrometry can be used. Specifically, a stainless or gold plate can be used.
前記混合液の液滴をターゲットプレート上に用意する具体的方法としては特に限定されない。例えば、まず、分析対象を含む試料溶液とマトリックス溶液と添加剤溶液とをそれぞれ別々に、又は分析対象を含む試料溶液と添加剤を混合したマトリックス溶液とをそれぞれ別々に調製する。次に、それら溶液を混合させて混合液を得て、得られた混合液をターゲットプレート上に滴下する。又は、それら溶液をそれぞれターゲットプレート上の同じ位置に滴下することにより、ターゲットプレート上で混合させる(on-target mix法)。on-target mix法の場合、溶液の滴下順序は任意である。 A specific method for preparing the liquid droplets on the target plate is not particularly limited. For example, first, a sample solution containing an analysis target, a matrix solution, and an additive solution are prepared separately, or a sample solution containing an analysis target and a matrix solution mixed with an additive are prepared separately. Next, these solutions are mixed to obtain a mixed solution, and the obtained mixed solution is dropped onto the target plate. Alternatively, the solutions are dropped on the same position on the target plate to mix on the target plate (on-target mix method). In the case of the on-target mix method, the dropping order of the solution is arbitrary.
マトリックスに対する添加剤の比率は、例えば、マトリックスの0.01〜50倍、好ましくは0.05〜0.5倍のモル比を目安にすることができる。 The ratio of the additive to the matrix can be, for example, a molar ratio of 0.01 to 50 times, preferably 0.05 to 0.5 times that of the matrix.
より具体的には、添加剤は、例えば、0.5〜50mg/mL、好ましくは5〜10mg/mL、例えば5mg/mLの溶液に調製することができる。マトリックスは、例えば、1mg/mL〜飽和濃度、好ましくは1〜10mg/mL、例えば10mg/mLの溶液に調製することができる。これら添加剤溶液及びマトリックス溶液は、例えば、10:1〜1:10、好ましくは1:1〜1:10、例えば1:10の体積比で混合することができる。 More specifically, the additive can be prepared in a solution of, for example, 0.5 to 50 mg / mL, preferably 5 to 10 mg / mL, such as 5 mg / mL. The matrix can be prepared, for example, in a solution of 1 mg / mL to a saturated concentration, preferably 1 to 10 mg / mL, for example 10 mg / mL. These additive solution and matrix solution can be mixed, for example, in a volume ratio of 10: 1 to 1:10, preferably 1: 1 to 1:10, for example 1:10.
前記混合液の溶媒としては、アセトニトリル(ACN)、トリフルオロ酢酸(TFA)、メタノール(MeOH)、エタノール(EtOH)、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルスホキシド(DMSO)及び水などからなる群から選ばれうる。より具体的には、混合液の溶媒としては、例えば、ACN−TFA水溶液、ACN水溶液、MeOH−TFA、MeOH水溶液、EtOH−TFA水溶液、EtOH水溶液、THF−TFA水溶液、THF水溶液、DMSO−TFA水溶液、DMSO水溶液などが用いられ、より好ましくは、ACN−TFA水溶液やACN水溶液を用いることができる。ACN−TFA水溶液におけるACNの濃度は例えば10〜90体積%、好ましくは25〜75体積%であり、TFAの濃度は例えば0.05〜1体積%、好ましくは0.05〜0.1体積%でありうる。 The solvent of the mixed solution is selected from the group consisting of acetonitrile (ACN), trifluoroacetic acid (TFA), methanol (MeOH), ethanol (EtOH), tetrahydrofuran (THF), dimethyl sulfoxide (DMSO) and water. sell. More specifically, examples of the solvent of the mixed solution include ACN-TFA aqueous solution, ACN aqueous solution, MeOH-TFA, MeOH aqueous solution, EtOH-TFA aqueous solution, EtOH aqueous solution, THF-TFA aqueous solution, THF aqueous solution, DMSO-TFA aqueous solution. DMSO aqueous solution or the like is used, and more preferably, an ACN-TFA aqueous solution or an ACN aqueous solution can be used. The concentration of ACN in the ACN-TFA aqueous solution is, for example, 10 to 90% by volume, preferably 25 to 75% by volume, and the concentration of TFA is, for example, 0.05 to 1% by volume, preferably 0.05 to 0.1% by volume. It can be.
前記混合液の液滴の体積としては特に限定されず、当業者が適宜決定することができる。ターゲットプレート上にウェルが設けられている場合、混合液の液滴は、ウェル内に形成することができる。この場合、液滴は、当該ウェル内に収まる程度の体積をもって形成される。具体的には、0.1μL〜2μL程度、例えば0.5μL程度の液滴を形成することができる。 The volume of the droplet of the mixed liquid is not particularly limited, and can be determined as appropriate by those skilled in the art. When a well is provided on the target plate, a droplet of the mixed solution can be formed in the well. In this case, the droplet is formed with a volume that can be accommodated in the well. Specifically, a droplet of about 0.1 μL to 2 μL, for example, about 0.5 μL can be formed.
次に、ターゲットプレート上の混合液の液滴から溶媒を除去する。溶媒の除去には溶媒の自然蒸発が含まれる。蒸発によって生じる残渣(すなわち質量分析用結晶)1個当たりに含まれるマトリックスの量は、例えば1〜1,000nmol、好ましくは10〜100nmolを目安にすることができる。分析対象の量は、例えば、マトリックス30nmolに対し、50amol〜100pmol、又は100amol〜50pmolの範囲で許容される。 Next, the solvent is removed from the droplets of the mixed solution on the target plate. Solvent removal includes spontaneous evaporation of the solvent. The amount of the matrix contained per residue (that is, crystals for mass spectrometry) generated by evaporation can be, for example, 1 to 1,000 nmol, preferably 10 to 100 nmol. The amount of the analysis target is allowed in the range of 50 amol to 100 pmol, or 100 amol to 50 pmol, for example, with respect to 30 nmol of the matrix.
残渣は、ターゲットプレートとの接触面において、略円の形状をなす。すなわち、残渣の外縁は略円の形状である。前記の略円の平均直径は、試料量、滴下量、マトリックス量及び溶媒組成等によって異なりうるが、例えば1〜3mm、好ましくは1〜2mmである。なお、平均直径とは、1個の残渣において、前記の略円の重心を通る直線が残渣の外縁で切り取られた線分の長さの平均である。 The residue has a substantially circular shape on the contact surface with the target plate. That is, the outer edge of the residue has a substantially circular shape. The average diameter of the approximate circle may vary depending on the sample amount, the dripping amount, the matrix amount, the solvent composition, and the like, but is, for example, 1 to 3 mm, preferably 1 to 2 mm. The average diameter is the average length of line segments obtained by cutting a straight line passing through the center of gravity of the substantially circular shape at the outer edge of the residue in one residue.
本発明において使用される質量分析装置としては、MALDI(マトリックス支援レーザー脱離イオン化)イオン源が組み合わされたものであれば特に限定されない。例えば、MALDI−TOF(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−IT(マトリックス支援レーザー脱離イオン化−イオントラップ)型質量分析装置、MALDI−IT−TOF(マトリックス支援レーザー脱離イオン化−イオントラップ−飛行時間)型質量分析装置、MALDI−FTICR(マトリックス支援レーザー脱離イオン化−フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴)型質量分析装置などが挙げられる。 The mass spectrometer used in the present invention is not particularly limited as long as it is combined with a MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization) ion source. For example, MALDI-TOF (Matrix-Assisted Laser Desorption / Ionization-Time of Flight) Mass Spectrometer, MALDI-IT (Matrix-Assisted Laser Desorption / Ionization-Ion Trap) Mass Spectrometer, MALDI-IT-TOF (Matrix-Assisted Laser Desorption) Examples include a deionization-ion trap-time-of-flight mass spectrometer and a MALDI-FTICR (matrix-assisted laser desorption / ionization-Fourier transform ion cyclotron resonance) mass spectrometer.
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に制限されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[実施例1]
本実施例においては、マトリックスとして、α−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸(4−CHCA,Laser Bio)を用いて、添加剤として、次の化学式で示されるメチル 3,5−ジn−ブトキシ安息香酸(Methyl 3,5-di(n-butoxy) benzoate,C4−M3,5−DBBとして表記する)、又は2,5−ジn−ブトキシ安息香酸(3,5-di(n-butoxy) benzoate,C4−2,5−DBBとして表記する)を用いた。
[Example 1]
In this example, α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (4-CHCA, Laser Bio) was used as a matrix, and methyl 3,5-di-n-butoxy represented by the following chemical formula was used as an additive. Benzoic acid (Methyl 3,5-di (n-butoxy) benzoate, expressed as C4-M3,5-DBB), or 2,5-di-n-butoxybenzoic acid (3,5-di (n-butoxy) benzoate, expressed as C4-2,5-DBB).
(1−1)4−CHCAの10 mg/mL溶液 (50%ACN/0.1%TFA water) (%は体積を基準とする。以下において同様)と、C4−M3,5−DBBの5 mg/mL 溶液(50%ACN/0.1%TFA water)とを10:1(v/v)で混合し、添加剤混合マトリックス溶液4−CHCA+C4−M3,5−DBBを作成した。
(1−2)同様に、4−CHCAの10 mg/mL溶液 (50%ACN/0.1%TFA water) と、C4−2,5−DBBの5 mg/mL 溶液(50%ACN/0.1%TFA water)を10:1(v/v)で混合し、添加剤混合マトリックス溶液4−CHCA+C4−2,5−DBBを作成した。
(1-1) 10 mg / mL solution of 4-CHCA (50% ACN / 0.1% TFA water) (% is based on volume. The same applies hereinafter) and 5 mg / mL of C4-M3,5-DBB. The mL solution (50% ACN / 0.1% TFA water) was mixed at 10: 1 (v / v) to prepare additive mixed matrix solution 4-CHCA + C4-M3,5-DBB.
(1-2) Similarly, a 10 mg / mL solution of 4-CHCA (50% ACN / 0.1% TFA water) and a 5 mg / mL solution of C4-2,5-DBB (50% ACN / 0.1% TFA) water) was mixed at 10: 1 (v / v) to prepare additive mixed matrix solution 4-CHCA + C4-2,5-DBB.
(2)試料溶液として、疎水性ペプチドHumaninの 20 amol〜2 pmol/μL溶液 (50%ACN/0.1%TFA water)を作成した。同様に、親水性ペプチドβ-amyloid 1-11の20 amol〜2 pmol/μL溶液 (50%ACN/0.1%TFA water)を作成した。 (2) A 20 amol to 2 pmol / μL solution of hydrophobic peptide Humanin (50% ACN / 0.1% TFA water) was prepared as a sample solution. Similarly, 20 amol-2 pmol / microliter solution (50% ACN / 0.1% TFA water) of hydrophilic peptide (beta) -amyloid 1-11 was created.
(3)MALDIターゲットプレ−ト(MALDIプレ−ト:sample plate 2.8 mm ring x 384 well(Shimadzu/Kratos, UK)上に、(2)の疎水性ペプチド試料溶液又は親水性ペプチド試料溶液と、(1−1)の添加剤混合マトリックス溶液又は(1−2)の添加剤混合マトリックス溶液とを0.5μL ずつ滴下し混合した(on-target mix法)。
(4)AXIMA Performance(登録商標)(島津製作所)のリニアTOF、ポジティブイオンモ−ドで計測した。そして、検出限界を評価した。
(3) On the MALDI target plate (MALDI plate: sample plate 2.8 mm ring x 384 well (Shimadzu / Kratos, UK), (2) the hydrophobic peptide sample solution or the hydrophilic peptide sample solution; The additive mixed matrix solution of 1-1) or the additive mixed matrix solution of (1-2) was added dropwise in an amount of 0.5 μL and mixed (on-target mix method).
(4) Measured with AXIMA Performance (registered trademark) (Shimadzu Corporation) linear TOF and positive ion mode. And the detection limit was evaluated.
(比較用)
(1)マトリックス溶液として、4−CHCAの10 mg/mL溶液 (50%ACN/0.1%TFA water)を作成した。
(For comparison)
(1) A 10 mg / mL solution (50% ACN / 0.1% TFA water) of 4-CHCA was prepared as a matrix solution.
(2)試料溶液として、疎水性ペプチドHumaninの 20 amol〜2 pmol/μL溶液 (50%ACN/0.1%TFA water)を作成した。同様に、親水性ペプチドβ-amyloid 1-11の20 amol〜2 pmol/μL溶液 (50%ACN/0.1%TFA water)を作成した。 (2) A 20 amol to 2 pmol / μL solution of hydrophobic peptide Humanin (50% ACN / 0.1% TFA water) was prepared as a sample solution. Similarly, 20 amol-2 pmol / microliter solution (50% ACN / 0.1% TFA water) of hydrophilic peptide (beta) -amyloid 1-11 was created.
(3)MALDIターゲットプレ−ト(MALDIプレ−ト:sample plate 2.8 mm ring x 384 well(Shimadzu/Kratos, UK)上に、(2)の疎水性ペプチド試料溶液又は親水性ペプチド試料溶液と、(1)のマトリックス溶液とを0.5μL ずつ滴下し混合した(on-target mix法)。
(4)AXIMA Performance(登録商標)(島津製作所)のリニアTOF、ポジティブイオンモ−ドで計測した。そして、検出限界を評価した。
(3) On the MALDI target plate (MALDI plate: sample plate 2.8 mm ring x 384 well (Shimadzu / Kratos, UK), (2) the hydrophobic peptide sample solution or the hydrophilic peptide sample solution; 0.5 μL each of the matrix solution of 1) was dropped and mixed (on-target mix method).
(4) Measured with AXIMA Performance (registered trademark) (Shimadzu Corporation) linear TOF and positive ion mode. And the detection limit was evaluated.
表1に示すように、4−CHCA単独で使用した場合に比べ、添加剤混合マトリックス4−CHCA+C4−M3,5−DBB、又は4−CHCA+C4−2,5−DBBを用いると、疎水性ペプチドHumaninの検出限界が1/100、すなわち、感度が100倍向上したことを確認した。一方、親水性ペプチドβ-amyloid 1-11の検出限界については、4−CHCA単独で使用しても、添加剤混合マトリックス4−CHCA+C4−M3,5−DBB、又は4−CHCA+C4−2,5−DBBを使用しても変化は見られなかった。 As shown in Table 1, when the additive mixed matrix 4-CHCA + C4-M3,5-DBB or 4-CHCA + C4-2,5-DBB is used as compared with the case where 4-CHCA is used alone, the hydrophobic peptide Humanin The detection limit of 1/100 was confirmed, that is, the sensitivity was improved by 100 times. On the other hand, regarding the detection limit of the hydrophilic peptide β-amyloid 1-11, even when 4-CHCA is used alone, an additive mixed matrix 4-CHCA + C4-M3,5-DBB or 4-CHCA + C4-2,5- No change was seen using DBB.
このように、上記マトリックス添加剤は、親水性ペプチドβ-amyloid 1-11のMALDIイオン化を促進せず、疎水性ペプチドHumaninのMALDIイオン化を促進し、そのため、疎水性ペプチドHumaninを高感度で検出できることが示された。 Thus, the matrix additive does not promote MALDI ionization of the hydrophilic peptide β-amyloid 1-11, but promotes MALDI ionization of the hydrophobic peptide Humanin, so that the hydrophobic peptide Humanin can be detected with high sensitivity. It has been shown.
[比較例1]
本比較例においては、マトリックスとして、α−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸(4−CHCA,Laser Bio)を用いて、添加剤として、次の化学式で示される3,5−ジn−ブトキシ安息香酸(3,5-di(n-butoxy) benzoate,C4−3,5−DBBとして表記する)を用いた。
[Comparative Example 1]
In this comparative example, α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (4-CHCA, Laser Bio) is used as a matrix, and 3,5-di-n-butoxybenzoate represented by the following chemical formula is used as an additive. Acid (3,5-di (n-butoxy) benzoate, expressed as C4-3,5-DBB) was used.
(1)4−CHCAの10 mg/mL溶液 (50%ACN/0.1%TFA water) と、C4−3,5−DBBの5 mg/mL 溶液(50%ACN/0.1%TFA water)とを10:1(v/v)で混合し、添加剤混合マトリックス溶液4−CHCA+C4−3,5−DBBを作成した。 (1) 10 mg / mL solution of 4-CHCA (50% ACN / 0.1% TFA water) and 10 mg / mL solution of C4-3,5-DBB (50% ACN / 0.1% TFA water) : 1 (v / v) to prepare additive mixed matrix solution 4-CHCA + C4 −3 , 5-DBB.
(2)試料溶液として、疎水性ペプチドHumaninの 20 amol〜2 pmol/μL溶液 (50%ACN/0.1%TFA water)を作成した。同様に、親水性ペプチドβ-amyloid 1-11の20 amol〜2 pmol/μL溶液 (50%ACN/0.1%TFA water)を作成した。 (2) A 20 amol to 2 pmol / μL solution of hydrophobic peptide Humanin (50% ACN / 0.1% TFA water) was prepared as a sample solution. Similarly, 20 amol-2 pmol / microliter solution (50% ACN / 0.1% TFA water) of hydrophilic peptide (beta) -amyloid 1-11 was created.
(3)MALDIターゲットプレ−ト(MALDIプレ−ト:sample plate 2.8 mm ring x 384 well(Shimadzu/Kratos, UK)上に、(2)の疎水性ペプチド試料溶液又は親水性ペプチド試料溶液と、(1)の添加剤混合マトリックス溶液とを0.5μL ずつ滴下し混合した(on-target mix法)。
(4)AXIMA Performance(登録商標)(島津製作所)のリニアTOF、ポジティブイオンモ−ドで計測した。そして、検出限界を評価した。
(3) On the MALDI target plate (MALDI plate: sample plate 2.8 mm ring x 384 well (Shimadzu / Kratos, UK), (2) the hydrophobic peptide sample solution or the hydrophilic peptide sample solution; 0.5 μL each of the additive-mixed matrix solution of 1) was dropped and mixed (on-target mix method).
(4) Measured with AXIMA Performance (registered trademark) (Shimadzu Corporation) linear TOF and positive ion mode. And the detection limit was evaluated.
表2に示すように、4−CHCA単独で使用した場合に比べ、添加剤混合マトリックス4−CHCA+C4−3,5−DBBを用いても、感度向上は見られなかった。なお、表2における4−CHCA単独の結果は、上記実施例1の比較用として示したものである。 As shown in Table 2, no improvement in sensitivity was observed even when the additive mixed matrix 4-CHCA + C4-3,5-DBB was used compared to the case where 4-CHCA was used alone. The results of 4-CHCA alone in Table 2 are shown for comparison with Example 1 above.
Claims (4)
下記一般式(II):
で示されるジアルコキシ安息香酸誘導体をマトリックスの添加剤として用いる、疎水性化合物の質量分析法。 The following general formula (I):
The following general formula (II):
A method for mass spectrometry of a hydrophobic compound using a dialkoxybenzoic acid derivative represented by the formula:
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