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JP7628288B2 - Method and system for testing the species, variety and/or quality of animal material - Google Patents
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Description

特許法第30条第2項適用 〔公開1〕 発行日 :令和2年11月6日 刊行物 :電気泳動 第64巻,Supplement号 第71回日本電気泳動学会総会抄録号 〔公開2〕 開催日 :令和2年11月12、13日 集会名 :第71回日本電気泳動学会総会 集会場所 :オンライン開催 〔公開3〕 発行日 :令和3年3月17日 刊行物 :令和3年度 蚕糸・昆虫機能利用学術講演会(日本蚕糸学会第91回大会)講演要旨集 〔公開4〕 開催日 :令和3年3月19、20日(参加者のスライド閲覧可能期間:3月17日~26日) 集会名 :令和3年度 蚕糸・昆虫機能利用学術講演会(日本蚕糸学会第91回大会) 集会場所 :オンライン開催Article 30, paragraph 2 of the Patent Act applies [Publication 1] Issue date: November 6, 2020 Publication: Electrophoresis, Vol. 64, Supplement, Abstracts of the 71st General Meeting of the Japanese Society for Electrophoresis [Publication 2] Date held: November 12-13, 2020 Meeting name: 71st General Meeting of the Japanese Society for Electrophoresis Meeting location: Online [Publication 3] Issue date: March 17, 2021 Publication: Abstracts of the 2021 Academic Lecture on the Functional Utilization of Silkworm Yarn and Insects (91st Annual Meeting of the Japanese Society of Sericulture) [Publication 4] Date held: March 19-20, 2021 (Participants' slides can be viewed from March 17-26) Meeting name: 2021 Academic Lecture on the Functional Utilization of Silkworm Yarn and Insects (91st Annual Meeting of the Japanese Society of Sericulture) Meeting location: Online

本発明は、動物性素材について、由来種、品種、及び品質を試験するための方法及びシステムに関する。 The present invention relates to a method and system for testing animal materials for species, variety, and quality.

動物性素材、中でも絹繊維は一般的に高価なものであるが、材料となる絹が、どの品種のカイコに由来し、どのような精練法を経て織物になったのかを製品になった後で識別することは事実上不可能であった。例えば、繭の価格は、産地、品種等により大きく異なり、特に国産の「小石丸」は、現在のところ、外国産の繭の約10倍程度高価であると言われるが、実際に生産された絹糸の産地と、製品に表示される絹糸の産地が異なっていても、それを外観等から識別することは困難であった。また、貴重な野蚕絹糸(ヤママユ、エリサン、シンジュサン、ムガサン、サクサン、テンサン、タサールサン、クリキュラ等)に、カイコ絹糸が混入されても、製品の状態から、混入の有無や混合比を確実に割り出す手段はなかった。また、古い絹糸と年内に生産された絹糸とを明確に識別する手段もなかった。さらには、古代絹織物の修復において、可能ならば同じ品種の絹糸を使いたいという要望もあるが、古代絹織物の絹糸の由来種を特定することは困難であった。 Animal materials, especially silk fiber, are generally expensive, but it has been virtually impossible to identify which variety of silkworm the silk used as material came from and what kind of refining method was used to make the fabric after it was made. For example, the price of cocoons varies greatly depending on the place of origin and variety, and domestic "Koishimaru" cocoons are currently said to be about 10 times more expensive than foreign cocoons. However, even if the place of origin of the silk thread actually produced differs from the place of origin of the silk thread indicated on the product, it was difficult to distinguish them from the appearance. Furthermore, even if silkworm silk thread was mixed with valuable wild silk thread (Yamamayu, Eri San, Shinju San, Muga San, Saku San, Ten San, Tasar San, Cricula, etc.), there was no way to reliably determine the presence or absence of contamination or the mixture ratio from the state of the product. There was also no way to clearly distinguish between old silk thread and silk thread produced within the year. Furthermore, when restoring ancient silk textiles, there is a desire to use silk thread of the same variety if possible, but it has been difficult to identify the origin of the silk thread of ancient silk textiles.

カイコ繭の品種識別は、繭の状態であれば、形や色などの外観からある程度は可能だが、確定することは難しい。特に、このような外観からの識別は、熟練した職人以外では非常に困難である。繭内に蛹が残っている場合は、蛹のゲノム解析で識別することが想定されるが、蛹のない状態、特に精練した絹糸となった状態では、識別は事実上不可能であった。 Identifying the variety of silkworm cocoons is possible to some extent from the appearance such as shape and color while still in the cocoon state, but it is difficult to be definitive. In particular, such identification from appearance is extremely difficult for anyone other than a skilled craftsman. If the pupa remains inside the cocoon, it is expected that identification can be done by genomic analysis of the pupa, but when there is no pupa, especially when the silk has become refined silk thread, identification is virtually impossible.

非特許文献1及び2には、絹糸をトリプシン処理した後、LC/MS/MSで分析することで、絹糸に含まれるタンパク質成分のプロテオーム解析を行い、絹糸の由来種を識別する方法が開示されている。また、非特許文献3では、非天然アミノ酸を導入した家蚕由来の絹糸について、各種の物性試験が行われている。絹糸を臭化リチウム溶液に溶解して、上清に尿素処理、SDS-PAGE、トリプシン処理を加えて得られたペプチド断片をMALDI-TOF-MSで分析することで、野生型にはないピークの出現を確認したことが開示されている。 Non-Patent Documents 1 and 2 disclose a method of treating silk thread with trypsin, then analyzing it with LC/MS/MS to perform proteome analysis of the protein components contained in the silk thread and identify the species from which the silk thread originated. Non-Patent Document 3 discloses various physical property tests on silk thread derived from domesticated silkworms into which unnatural amino acids have been introduced. It discloses that silk thread was dissolved in a lithium bromide solution, and the supernatant was treated with urea, subjected to SDS-PAGE, and treated with trypsin. The peptide fragments obtained were analyzed by MALDI-TOF-MS, and the appearance of peaks not present in the wild type was confirmed.

一方、他の動物性素材、具体的には動物性繊維(例えば、獣毛又は羽毛)、皮革、ツノ、歯等についても、由来種及び品種によって非常に希少かつ高価なものが存在することから、その識別が必要とされる。例えば、非特許文献4には、カシミヤ及び他の獣毛繊維をトリプシン処理した後、MALDI-TOF-MSを用いて同定する方法が開示されている。また、非特許文献5には、羽毛及び獣毛をMALDI-TOF-MSを用いて同定及び定量する方法が開示されている。 On the other hand, other animal materials, specifically animal fibers (e.g., animal hair or feathers), leather, horns, teeth, etc., are also very rare and expensive depending on the species and variety of origin, and therefore need to be identified. For example, Non-Patent Document 4 discloses a method of identifying cashmere and other animal hair fibers using MALDI-TOF-MS after trypsin treatment. In addition, Non-Patent Document 5 discloses a method of identifying and quantifying feathers and animal hair using MALDI-TOF-MS.

Gu et al. (2019) Identification of silks from Bombyx mori, eri silkworm and chestnut silkworm using western blot and proteomics analyses. Anal. Sci. 35, 175-180Gu et al. (2019) Identification of silks from Bombyx mori, eri silkworm and chestnut silkworm using western blot and proteomics analyses. Anal. Sci. 35, 175-180 Gu et al. (2019) Species identification of Bombyx mori and Antheraea pernyi silk via immunology and proteomics. Scientific reports 9:9Gu et al. (2019) Species identification of Bombyx mori and Antheraea pernyi silk via immunology and proteomics. Scientific reports 9:9 寺本ら(2015)、非天然型アミノ酸(4-クロロフェニルアラニン)を導入した家蚕シルクの物性解析、J. Silk Sci. Tech. Jpn. 23, 27-35Teramoto et al. (2015), Physical properties of silkworm silk introduced with a non-natural amino acid (4-chlorophenylalanine), J. Silk Sci. Tech. Jpn. 23, 27-35 大箸ら(2014)、繊維製品中のカシミヤ及び獣毛類のMALDI-TOF質量分析計による同定、SENI GAKKAISHI, Vol. 70, No. 5, 105-108Ohhashi et al. (2014), Identification of cashmere and animal hairs in textile products using MALDI-TOF mass spectrometry, SENI GAKKAISHI, Vol. 70, No. 5, 105-108 Hollemeyer et al. (2002) Identification and Quantification of Feathers, Down, and Hair of Avian and Mammalian Origin Using Matrix-Assisted Laser Desorption / Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry, Anal. Chem. Vol. 74, No. 23, pp.5960-5968Hollemeyer et al. (2002) Identification and Quantification of Feathers, Down, and Hair of Avian and Mammalian Origin Using Matrix-Assisted Laser Desorption / Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry, Anal. Chem. Vol. 74, No. 23, pp.5960-5968

非特許文献1、2に示す方法では、絹糸の由来する絹糸虫の種を識別することは可能であるが、カイコの品種同定までは実現されていない。また、非特許文献3に示す方法は、野生型と特定の遺伝子組み換え体との識別は可能であるが、天然の由来種、品種の同定は実施されていない。そして、いずれの方法も、絹の製造年の同定は不可能である。さらに、これらの方法では、いずれもトリプシン処理を行うために数時間~数日の時間を要し、使用する試薬、手技等にコストや時間がかかる、という問題があった。また、非特許文献4及び5に記載の獣毛及び羽毛の同定方法についても、トリプシン処理を要する方法であり、同様に使用する試薬、手技にコストや時間がかかっていた。 The methods shown in Non-Patent Documents 1 and 2 are capable of identifying the species of silkworm from which silk thread is derived, but do not identify the silkworm variety. The method shown in Non-Patent Document 3 is capable of distinguishing between wild-type and specific genetically modified organisms, but does not identify the natural species or variety of origin. And neither method is capable of identifying the year of silk production. Furthermore, all of these methods have the problem that trypsin treatment takes several hours to several days, and the reagents and procedures used are costly and time-consuming. The methods for identifying animal hair and feathers described in Non-Patent Documents 4 and 5 also require trypsin treatment, and similarly require costly and time-consuming reagents and procedures.

本発明の目的は、動物性素材の由来種、品種及び品質を、短時間で簡易に同定可能な方法及び試験システムを提供することである。 The object of the present invention is to provide a method and testing system that can easily identify the species, variety, and quality of animal materials in a short period of time.

上記課題を解決するために、本発明者は鋭意研究を重ね、動物性素材を含む試料を酸性化剤、酸化剤又はこれらの混合物に接触させ、加熱する処理を行い、処理後の試料中のタンパク質及び/又はペプチド成分を分析することで、試料の由来種、品種及び品質を同定可能であることを見出した。本願発明は、当該新規知見に基づくものであって、具体的には以下の発明を提供する。
(1)動物性素材の由来種、品種及び/又は品質を同定する方法であって、
a)動物性素材からなる試料を酸性化剤及び酸化剤からなる群より選択された少なくとも1つを含む前処理剤に接触させ、加熱する前処理工程;
b)前処理後の試料中に含まれるタンパク質及び/又はペプチド成分の分析を行う工程;及び
c)工程b)の結果に基づいて、動物性素材の由来種、品種及び/又は品質を定性的及び/又は定量的に解析する工程;を含む、方法。
(2)前記前処理剤が、トリフルオロ酢酸、蟻酸、酢酸、硝酸、塩酸、ジフルオロ酢酸、モノフルオロ酢酸、プロピオン酸、酪酸、次亜塩素酸塩、過酸化水素、フッ化水素、ブロモ酢酸、オゾン、ハロゲン、二酸化塩素、又は二酸化マンガンからなる群より選択される少なくとも1つを含む、(1)の方法。
(3)工程b)において、前記分析が、APCI法、CI法、EI法、ESI法、FAB法、FD法、FI法、LILBID法、LSIMS法、MALDI法、PB法、PD法、SIMS法、TSP法又はこれらの組み合わせからなる群から選択されるイオン化手段を用いた質量分析である、(1)又は(2)の方法。
(4)前記イオン化手段が、ESI法又はMALDI法である、(3)の方法。
(5)工程b)において、前記分析が、MALDI-TOF-MSを含む、(4)の方法。
(6)工程b)において、前記分析が、LC、MPLC、HPLC、又はキャピラリー電気泳動法による分離を含む、(1)~(5)のいずれかの方法。
(7)工程c)が、既知の由来種、品種及び/又は品質を有する複数の動物性素材からなる対照群について得られた分析結果を利用する、(1)~(6)のいずれかの方法。
(8)工程c)が、既知の由来種、品種及び/又は品質を有する動物性素材について得られた分析結果を登録したデータベースを利用する、(7)の方法。
(9)以下を備える、動物性素材の由来種、品種及び/又は品質の同定のためのシステム。
-酸性化剤及び酸化剤からなる群より選択された少なくとも1つを含む前処理剤を用いて加熱処理された動物性素材を含む試料中に含まれるタンパク質成分の分析を行う、分析部;及び
-前記分析部より出力された分析結果に基づいて、動物性素材の由来種、品種及び/又は品質を定性的及び/又は定量的に解析する、解析部。
(10)-加熱手段を有し、動物性素材を含む試料を、酸性化剤及び酸化剤からなる群より選択された少なくとも1つを含む前処理剤を用いて加熱処理する、処理部;をさらに含む(9)のシステム。
(11)前記分析部は、質量分析計を備える、(9)又は(10)のシステム。
(12)前記質量分析計は、MALDI-TOF-MS質量分析計である、(11)に記載のシステム。
(13)前記解析部はデータベースを備え、前記データベースは、既知の由来種、品種及び/又は品質を有する複数の動物性素材からなる対照群について、得られた分析結果を予め登録したデータベースである、(9)~(12)のいずれかのシステム。
In order to solve the above problems, the present inventors have conducted extensive research and found that it is possible to identify the species, variety and quality of a sample by contacting a sample containing animal materials with an acidifying agent, an oxidizing agent or a mixture thereof, heating the sample and analyzing the protein and/or peptide components in the treated sample. The present invention is based on this novel finding and specifically provides the following inventions.
(1) A method for identifying the species, variety, and/or quality of animal material, comprising the steps of:
a) a pretreatment step of contacting a sample made of an animal material with a pretreatment agent containing at least one selected from the group consisting of an acidifying agent and an oxidizing agent, and heating the sample;
b) analyzing the protein and/or peptide components contained in the pretreated sample; and c) qualitatively and/or quantitatively analyzing the species, variety and/or quality of the animal material based on the results of step b).
(2) The method according to (1), wherein the pretreatment agent contains at least one selected from the group consisting of trifluoroacetic acid, formic acid, acetic acid, nitric acid, hydrochloric acid, difluoroacetic acid, monofluoroacetic acid, propionic acid, butyric acid, hypochlorite, hydrogen peroxide, hydrogen fluoride, bromoacetic acid, ozone, halogens, chlorine dioxide, and manganese dioxide.
(3) The method according to (1) or (2), wherein in step b), the analysis is mass spectrometry using an ionization means selected from the group consisting of APCI, CI, EI, ESI, FAB, FD, FI, LILBID, LSIMS, MALDI, PB, PD, SIMS, TSP, or a combination thereof.
(4) The method according to (3), wherein the ionization means is an ESI method or a MALDI method.
(5) The method of (4), wherein in step b), the analysis comprises MALDI-TOF-MS.
(6) The method according to any one of (1) to (5), wherein in step b), the analysis comprises separation by LC, MPLC, HPLC, or capillary electrophoresis.
(7) Any of the methods (1) to (6), wherein step c) utilizes analytical results obtained for a control group consisting of a plurality of animal materials having known species, varieties and/or qualities.
(8) The method according to (7), wherein step c) utilizes a database in which analytical results obtained on animal materials of known species, variety and/or quality are registered.
(9) A system for identifying the species, variety and/or quality of animal material, comprising:
- an analysis unit that performs analysis of protein components contained in a sample containing an animal material that has been heat-treated using a pretreatment agent containing at least one selected from the group consisting of an acidifying agent and an oxidizing agent; and - an analysis unit that qualitatively and/or quantitatively analyzes the species, variety and/or quality of the animal material based on the analysis results output from the analysis unit.
(10) - The system according to (9), further comprising: a processing section having a heating means, which heat-treats a sample containing animal material using a pretreatment agent containing at least one selected from the group consisting of an acidifying agent and an oxidizing agent.
(11) The system of (9) or (10), wherein the analysis unit includes a mass spectrometer.
(12) The system according to (11), wherein the mass spectrometer is a MALDI-TOF-MS mass spectrometer.
(13) Any of the systems according to (9) to (12), wherein the analysis unit is provided with a database, and the database is a database in which the analysis results obtained for a control group consisting of a plurality of animal materials having known species, varieties and/or qualities are registered in advance.

本発明の方法によると、動物性素材の由来種、品種及び品質を、短時間で簡易に同定することが可能となる。また、本発明のシステムを使用することで、動物性素材の由来種、品種及び品質を、短時間で簡易に同定することが可能となる。 The method of the present invention makes it possible to easily identify the species of origin, variety, and quality of an animal material in a short time. In addition, by using the system of the present invention, it makes it possible to easily identify the species of origin, variety, and quality of an animal material in a short time.

本発明の方法の概略を示すフロー図である。本発明の方法は、少なくとも、試料の準備、試料の前処理工程(工程a))、分析工程(工程b))及び得られた結果の解析工程(工程c))を含む。1 is a flow diagram showing an outline of the method of the present invention. The method of the present invention comprises at least a sample preparation step, a sample pretreatment step (step a)), an analysis step (step b)), and an analysis step of the obtained results (step c)). 本発明の方法にAIを用いる態様の一例を示すフロー図である。図示例では、既知試料の分析結果を蓄積したデータベースを教師データとして構築されたAIが使用される。当該AIに、目的とする未知試料の分析結果、並びに当該分析の前処理及び分析条件が入力され、AIによって割り出された当該試料の由来種、品種、製造年等の情報が出力される。This is a flow chart showing an example of an embodiment in which AI is used in the method of the present invention. In the illustrated example, an AI constructed using a database that accumulates the analysis results of known samples as training data is used. The analysis results of the target unknown sample, as well as the pretreatment and analysis conditions of the analysis, are input to the AI, and information such as the origin species, variety, and year of manufacture of the sample determined by the AI is output. 本発明のシステムの例の概略図である。(A)は、本発明のシステムの第1態様の概略を示す。本発明のシステムの第1態様においては、試験システム1は、分析部3と解析部4を備える。また、試料情報や分析条件等を入力するための入力部5、解析結果を出力するための出力部6及び試験システム1内の各装置を制御するための制御部7を備える。外部より前処理済試料S1が試験システム1内の所定位置にセットされた後、試験システム1は、当該試料中のタンパク質成分の分析と、分析結果の解析を行う。(B)は、本発明のシステムの第2態様を示す。本発明のシステムの第2態様において、試験システム1は、処理部2、分析部3及び解析部4を備える。また、試料情報や分析条件等を入力するための入力部5、解析結果を出力するための出力部6及び試験システム1内の各装置を制御するための制御部7を備える。外部より、未処理の試料S2が試験システム1内の所定位置にセットされた後、試料S2は、処理部2内に取り込まれ、前処理が実施される。処理部は、ロボットアーム、試薬分注機構等を備え、自動的に試料の前処理を行い、処理済みの検体を分析部3に渡すことが可能である。Schematic diagram of an example of the system of the present invention. (A) shows an outline of the first embodiment of the system of the present invention. In the first embodiment of the system of the present invention, the test system 1 comprises an analysis unit 3 and an analysis unit 4. In addition, the test system 1 comprises an input unit 5 for inputting sample information, analysis conditions, etc., an output unit 6 for outputting analysis results, and a control unit 7 for controlling each device in the test system 1. After a pretreated sample S1 is set at a predetermined position in the test system 1 from the outside, the test system 1 analyzes the protein components in the sample and analyzes the analysis results. (B) shows a second embodiment of the system of the present invention. In the second embodiment of the system of the present invention, the test system 1 comprises a processing unit 2, an analysis unit 3, and an analysis unit 4. In addition, the test system 1 comprises an input unit 5 for inputting sample information, analysis conditions, etc., an output unit 6 for outputting analysis results, and a control unit 7 for controlling each device in the test system 1. After an untreated sample S2 is set at a predetermined position in the test system 1 from the outside, the sample S2 is taken into the processing unit 2 and pretreatment is performed. The processing section includes a robot arm, a reagent dispensing mechanism, etc., and is capable of automatically pre-treating the sample and transferring the treated specimen to the analysis section 3. 室温での前処理を行った煮繭試料A~Cのマススペクトルを示す。Mass spectra of boiled cocoon samples A to C that were pretreated at room temperature are shown. 前処理時にマイクロ波照射を行った煮繭試料A~Cのマススペクトルを示す。Mass spectra of boiled cocoon samples A to C that were irradiated with microwaves during pretreatment are shown. アルパカ毛糸から得られた繊維のマススペクトルを示す。(A)は加熱処理検体、(B)はマイクロ波処理検体、(C)は室温処理検体のマススペクトルを示す。1 shows the mass spectra of fibers obtained from alpaca wool, (A) shows the mass spectrum of a heat-treated sample, (B) shows the mass spectrum of a microwave-treated sample, and (C) shows the mass spectrum of a room temperature treated sample. アンゴラ毛糸から得られた繊維のマススペクトルを示す。(A)は加熱処理検体、(B)はマイクロ波処理検体、(C)は室温処理検体のマススペクトルを示す。1 shows the mass spectra of fibers obtained from angora wool, (A) shows the mass spectrum of a heat-treated sample, (B) shows the mass spectrum of a microwave-treated sample, and (C) shows the mass spectrum of a room temperature treated sample. カシミヤ毛糸から得られた繊維のマススペクトルを示す。(A)は加熱処理検体、(B)はマイクロ波処理検体、(C)は室温処理検体のマススペクトルを示す。1 shows the mass spectra of fibers obtained from cashmere yarn, (A) shows the mass spectrum of a heat-treated sample, (B) shows the mass spectrum of a microwave-treated sample, and (C) shows the mass spectrum of a room temperature treated sample. ヒツジ毛糸から得られた繊維のマススペクトルを示す。(A)は加熱処理検体、(B)はマイクロ波処理検体、(C)は室温処理検体のマススペクトルを示す。1 shows the mass spectra of fibers obtained from sheep's wool, (A) shows the mass spectrum of a heat-treated sample, (B) shows the mass spectrum of a microwave-treated sample, and (C) shows the mass spectrum of a room temperature treated sample. ウズラ羽毛から得られた繊維のマススペクトルを示す。(A)は加熱処理検体、(B)はマイクロ波処理検体、(C)は室温処理検体のマススペクトルを示す。1 shows the mass spectra of fibers obtained from quail feathers, (A) shows the mass spectrum of a heat-treated sample, (B) shows the mass spectrum of a microwave-treated sample, and (C) shows the mass spectrum of a room temperature treated sample. ニワトリ(プリマスロック)羽毛から得られた繊維のマススペクトルを示す。(A)は加熱処理検体、(B)はマイクロ波処理検体、(C)は室温処理検体のマススペクトルを示す。1 shows the mass spectra of fibers obtained from chicken (Plymouth Rock) feathers, (A) shows the mass spectrum of a heat-treated sample, (B) shows the mass spectrum of a microwave-treated sample, and (C) shows the mass spectrum of a room temperature-treated sample. ニワトリ(ブラバーダー)羽毛から得られた繊維の加熱処理時間によるマススペクトルの変化を示す。(A)は前処理時間が1時間の検体、(B)は前処理時間が3時間の検体、(C)は前処理時間が5時間の検体、(D)は前処理時間が24時間の検体のマススペクトルを示す。This shows the change in mass spectrum of fibers obtained from chicken (Blabada) feathers depending on the heat treatment time. (A) shows the mass spectrum of a sample pretreated for 1 hour, (B) shows the mass spectrum of a sample pretreated for 3 hours, (C) shows the mass spectrum of a sample pretreated for 5 hours, and (D) shows the mass spectrum of a sample pretreated for 24 hours. ウシ皮革の室温処理検体、15分間加熱処理検体及び30分間加熱処理検体のマススペクトルを示す。(A)は室温処理検体、(B)は15分間加熱処理検体、(C)は30分間加熱処理検体のマススペクトルを示す。The mass spectra of a cowhide sample treated at room temperature, heated for 15 minutes, and heated for 30 minutes are shown in Fig. 1. (A) shows the mass spectrum of the sample treated at room temperature, (B) shows the mass spectrum of the sample treated for 15 minutes, and (C) shows the mass spectrum of the sample treated for 30 minutes. ウシ皮革の5分間マイクロ波処理検体及び10分間マイクロ波処理検体のマススペクトルを示す。(A)は5分間マイクロ波処理検体、(B)は10分間マイクロ波処理検体のマススペクトルを示す。1 shows the mass spectra of a cowhide sample treated with microwaves for 5 minutes and 10 minutes, where (A) shows the mass spectrum of the sample treated with microwaves for 5 minutes and (B) shows the mass spectrum of the sample treated with microwaves for 10 minutes. スイギュウ皮革及びウシ皮革の30分間加熱処理試料のマススペクトルを示す。(A)はスイギュウ皮革、(B)はウシ皮革のマススペクトルを示す。The mass spectra of buffalo leather and cow leather samples heat-treated for 30 minutes are shown. (A) shows the mass spectrum of buffalo leather, and (B) shows the mass spectrum of cow leather. 各種ツノ試料由来の検体のマススペクトルを示す。(A)はエゾシカ、(B)はスイギュウ、(C)はウシのツノの加熱処理検体のマススペクトルを示す。The mass spectra of specimens derived from various antler samples are shown. (A) shows the mass spectrum of a heat-treated specimen of a Yezo deer antler, (B) shows the mass spectrum of a water buffalo antler, and (C) shows the mass spectrum of a cow antler. ジョロウグモのクモ糸由来検体のマススペクトルを示す。(A)は加熱処理検体、(B)はマイクロ波処理検体、(C)は室温処理検体のマススペクトルを示す。1 shows the mass spectra of samples derived from spider silk from the spider Nephila orbiculatus. (A) shows the mass spectrum of a heat-treated sample, (B) shows the mass spectrum of a microwave-treated sample, and (C) shows the mass spectrum of a room temperature treated sample. コガネグモのクモ糸由来検体のマススペクトルを示す。(A)は加熱処理検体、(B)はマイクロ波処理検体、(C)は室温処理検体のマススペクトルを示す。1 shows the mass spectra of samples derived from spider silk from the orb-weaver spider, where (A) shows the mass spectrum of a heat-treated sample, (B) shows the mass spectrum of a microwave-treated sample, and (C) shows the mass spectrum of a room temperature treated sample.

<動物性素材の由来種、品種及び/又は品質を同定する方法>
1.概要
本発明の方法は、動物性素材の由来種、品種及び/又は品質を同定する方法であって、
a)動物性素材からなる試料を酸性化剤及び酸化剤からなる群より選択された少なくとも1つを含む前処理剤に接触させ、加熱する前処理工程;b)前処理後の試料中に含まれるタンパク質及び/又はペプチド成分の分析を行う工程;及びc)工程b)の結果に基づいて、動物性素材の由来種、品種及び/又は品質を定性的及び/又は定量的に解析する工程;を含む、方法である。
Methods for identifying the species, variety and/or quality of animal material
1. Overview The method of the present invention is a method for identifying the species, variety and/or quality of animal material, comprising the steps of:
The method includes: a) a pretreatment step of contacting a sample of animal material with a pretreatment agent containing at least one selected from the group consisting of an acidifying agent and an oxidizing agent, and heating the sample; b) a step of analyzing protein and/or peptide components contained in the pretreated sample; and c) a step of qualitatively and/or quantitatively analyzing the species, variety and/or quality of the animal material based on the results of step b).

動物性素材、特に動物由来の繊維及び皮革の主成分はタンパク質である。絹繊維の主成分となるフィブロイン、獣毛及び皮革の主成分となるケラチン等は、頑強な分子構造を有し、SDS処理等の従来の処理では、例えば、質量分析、電気泳動等に適した状態とすることは困難であった。しかし、これらの試料について、酸性化剤及び/又は酸化剤を含む溶液と接触させて加熱処理を行うことで、試料中に含まれるタンパク質の少なくとも一部に小分子化、つまり、タンパク質が断片化されることが見いだされた。 The main components of animal materials, particularly animal-derived fibers and leather, are proteins. Fibroin, the main component of silk fibers, and keratin, the main component of animal hair and leather, have robust molecular structures, and it has been difficult to make them suitable for mass spectrometry, electrophoresis, and the like, using conventional treatments such as SDS treatment. However, it has been found that by contacting these samples with a solution containing an acidifier and/or an oxidizer and subjecting them to a heat treatment, at least some of the proteins contained in the samples are broken down into smaller molecules, that is, the proteins are fragmented.

前記のタンパク質の断片化のパターンは、試料の由来種、品種、古さ等の品質によって異なることが見いだされた。これにより、所定の条件下で、試料を加熱条件下で酸性化及び/又は酸化し、得られたタンパク質断片(タンパク質及び/又はペプチド)を分析することで、その由来種、品種及び品質を特定し得ることが見いだされた。以下、分析対象であるタンパク質及び/又はペプチドを、まとめて単に「タンパク質」と称する。 It was found that the fragmentation pattern of the protein differs depending on the quality of the sample, such as the species of origin, variety, and age. This has led to the discovery that by acidifying and/or oxidizing a sample under heating conditions under specified conditions and analyzing the resulting protein fragments (proteins and/or peptides), it is possible to identify the species of origin, variety, and quality. Hereinafter, the proteins and/or peptides to be analyzed are collectively referred to simply as "proteins."

本発明において「分析」とは、試料より直接得られる出力データ、いわゆる生データを取得することを示し、「解析」とは、前記出力データに基づいて割り出される出力情報を取得することを示すものとする。 In the present invention, "analysis" refers to obtaining output data obtained directly from a sample, i.e., so-called raw data, and "analysis" refers to obtaining output information calculated based on the output data.

本発明の方法における各工程のフロー図を図1に示す。本発明の方法は、少なくとも、試料の準備、試料の前処理工程(工程a))、分析工程(工程b))及び得られた結果の解析工程(工程c))を含む。これらの各工程について、下記に詳説する。なお、本発明の方法は、これらの各工程に加え、他の工程を含んでいてもよい。 Figure 1 shows a flow diagram of each step in the method of the present invention. The method of the present invention includes at least a sample preparation step, a sample pretreatment step (step a)), an analysis step (step b)), and an analysis step of the obtained results (step c). Each of these steps is described in detail below. Note that the method of the present invention may include other steps in addition to these steps.

2.各工程の説明
2-1 試料の準備
本発明の方の試験対象となる「試料」は、「動物性素材」である。ここでいう「動物」とは、具体的には後生動物全般を指し、海綿動物、節足動物及び脊索動物が含まれる。「動物性素材」には、具体的には動物由来の繊維、(例えば、絹、クモ糸、獣毛、羽毛等)、皮革、ツノ及び歯が含まれる。主に、被服や装飾品の材料として使用される素材であるが、これらの用途に限定されるものではない。
2. Explanation of Each Step 2-1 Sample Preparation The "sample" to be tested in the present invention is an "animal material." Here, "animal" specifically refers to metazoans in general, including sponges, arthropods, and chordates. "Animal material" specifically includes animal-derived fibers (e.g., silk, spider silk, animal hair, feathers, etc.), leather, horns, and teeth. It is a material that is mainly used as a material for clothing and accessories, but is not limited to these uses.

本発明で使用される動物性素材には、絹糸虫由来の絹が含まれる。ここでいう「絹」とは、絹糸虫に由来する繊維、特に絹糸虫が吐糸した糸を含む全てのものを包含し、繭及び繭から得られた絹糸又はその一部を含む。本明細書において、「繭」とは、特に、絹糸虫の蛹を保護するために繊維で構成される蛹室を指し、多くは、絹に含まれる繊維成分(フィブロインタンパク質)の接着成分(セリシンタンパク質等)による接着、交絡等により形成される。試料としての繭は、生繭であっても、加熱処理繭であってもよく、繭の一部を試験片として切り取ったものでも、繭から取り出した繊維であってもよい。本明細書において、「絹糸」とは、絹糸が吐糸した繊維に各種の加工を行ったものを指し、生糸、練糸、及び、これらを染色したもの(織物とした後に染色されたものを含む)をいずれも包含する。試料としての絹糸は、撚糸となる前の繊維であっても、撚糸であってもよく、また、撚糸を再度解した繊維であってもよい。 The animal material used in the present invention includes silk derived from silkworms. The term "silk" as used herein includes all fibers derived from silkworms, particularly those spun by silkworms, and includes cocoons and silk threads obtained from cocoons or parts thereof. In this specification, "cocoon" refers in particular to a pupal chamber made of fibers to protect the pupa of silkworms, and is often formed by adhesion, entanglement, etc., using adhesive components (sericin proteins, etc.) of the fiber components (fibroin proteins) contained in silk. The cocoon as a sample may be a raw cocoon or a heat-treated cocoon, a part of the cocoon cut out as a test piece, or a fiber taken out from the cocoon. In this specification, "silk thread" refers to fibers spun by silk threads that have been subjected to various processing, and includes raw silk, degummed silk, and dyed versions of these (including those dyed after being woven). The silk thread sample may be fibers before they are twisted into yarn, twisted yarn, or fibers that have been untwisted again.

本明細書において「絹糸虫」とは、絹糸腺を有し、絹糸を吐糸することのできる昆虫の総称をいう。具体的には、チョウ目、ハチ目、アミメカゲロウ目、トビケラ目、コチョウ目、ハエ目、シロアリモドキ目等のうち主として幼虫期に営巣、営繭又は移動のために吐糸することのできる種類を指す。チョウ目であれば、多量の絹糸を吐糸できるカイコガ科(Bombycidae)、ヤママユガ科(Saturniidae)、イボタガ科(Brahmaeidae)、オビガ科(Eupterotidae)、カレハガ科(Lasiocampidae)、ミノガ科(Psychidae)、ヒトリガ科(Archtiidae)、ヤガ科(Noctuidae)等は本明細書の絹糸虫として好ましい。Bombyx属、Samia属、Antheraea属、Saturnia属、Attacus属、Rhodinia属に属する種、具体的には、カイコ、クワコ(Bombyx mandarina)、シンジュサン(Samia cynthia;エリサンSamia cynthia ricini及びシンジュサンとエリサンの交配種を含む)、ヤママユガ(Antheraea yamamai)、サクサン(Antheraea pernyi)、ヒメヤママユ(Saturnia japonica)、オオミズアオ(Actias gnoma)等が好適な例として挙げられる。 In this specification, "silkworm" refers to a general term for insects that have silk glands and can spin silk threads. Specifically, it refers to species of Lepidoptera, Hymenoptera, Nerionoptera, Trichoptera, Lepidoptera, Diptera, and Termitidae that can spin silk threads mainly in the larval stage for nesting, cocooning, or movement among Lepidoptera. Among Lepidoptera, Bombycidae, Saturniidae, Brahmaeidae, Eupterotidae, Lasiocampidae, Psychidae, Archtiidae, Noctuidae, and other families that can spin large amounts of silk threads are preferred as silkworms in this specification. Suitable examples include species belonging to the genera Bombyx, Samia, Antheraea, Saturnia, Attacus, and Rhodinia, specifically, silkworms, Bombyx mandarina, Samia cynthia (including Samia cynthia ricini and hybrids of Samia cynthia and Samia ricini), Antheraea yamamai, Antheraea pernyi, Saturnia japonica, and Actias gnoma.

「絹糸腺」とは、液状絹を産生し、蓄積し、また分泌する機能を有する唾液腺の変化した管状器官である。カイコにおいては、絹糸腺は、前記絹糸虫の、主として幼虫の消化管に沿って左右一対で存在し、各絹糸腺は、前部、中部及び後部絹糸腺の3領域で構成されている。前述のように、後部絹糸腺は、絹の繊維成分であるフィブロインを産生及び分泌する。また、中部絹糸腺は、被覆成分であるセリシンを産生及び分泌し、後部絹糸腺より移行してきたフィブロインと共にその内腔に蓄積する。 A "silk gland" is a tubular organ that is a modified salivary gland that has the function of producing, accumulating, and secreting liquid silk. In silkworms, silk glands exist in pairs on the left and right sides of the silkworm, mainly along the digestive tract of the larva, and each silk gland is composed of three regions: the anterior, middle, and posterior silk gland. As mentioned above, the posterior silk gland produces and secretes fibroin, a fiber component of silk. The middle silk gland also produces and secretes sericin, a coating component, and accumulates in its lumen together with fibroin that has migrated from the posterior silk gland.

絹の精練方法は、材料として使用する繭の種類、使用目的等により多様であるが、通常、以下の方法で精錬される。カイコ等により生成された繭(生繭)を、60~120℃の条件下で6時間程度熱風乾燥させ、乾燥させた状態で保管する(加熱処理繭)。加熱処理繭は、60~98℃の湯で20分間程度煮て繊維を解しやすくした後(煮繭)、水で冷却し、刷毛等を用いて糸口をひっかけ、繰糸機を用いて絹糸として繰り出される。ここで得られる絹糸は、生糸又は生絹といわれる。生糸には、通常、絹の繊維の主成分であるフィブロインに加えて、セリシン、P25、二次代謝物等が含まれ、比較的堅い質感を有する。生糸の状態又はこれを織った布の状態で、炭酸ナトリウム液又はマルセル石鹸による精練を行うことにより、練糸が生成される。前者の炭酸ナトリウム液で精錬された練糸(以下、「炭酸ナトリウム精練絹」と称する)は、セリシンを含み、固さの残る質感であり、後者のマルセル石鹸で精錬された練糸(以下、「マルセル石鹸精練絹」と称する)はセリシンが除かれ、柔らかい質感を有する。本発明の方法は、上記の生繭、加熱処理繭、生糸、炭酸ナトリウム精練絹、マルセル石鹸精練絹のいずれの試験にも使用可能な方法である。表1に、生繭、加熱処理繭、炭酸ナトリウム精練絹、マルセル石鹸精練絹に通常含まれる主要な成分を示す。 Silk is usually refined by the following method, although it varies depending on the type of cocoon used and its purpose, etc. Cocoons produced by silkworms (raw cocoons) are dried with hot air at 60-120°C for about 6 hours and stored in a dried state (heat-treated cocoons). The heat-treated cocoons are boiled in water at 60-98°C for about 20 minutes to make the fibers easier to loosen (boiled cocoons), then cooled in water, the thread ends are hooked with a brush, etc., and silk threads are reeled out using a silk-reeling machine. The silk threads obtained in this way are called raw silk or raw silk. Raw silk usually contains sericin, P25, secondary metabolites, etc. in addition to fibroin, the main component of silk fibers, and has a relatively hard texture. Degummed threads are produced by scouring the raw silk or the cloth woven from it with sodium carbonate solution or Marcel soap. The former degummed yarn refined with sodium carbonate solution (hereinafter referred to as "sodium carbonate degummed silk") contains sericin and has a hard texture, while the latter degummed yarn refined with Marseille soap (hereinafter referred to as "Marseille soap degummed silk") has the sericin removed and has a soft texture. The method of the present invention can be used to test any of the above raw cocoons, heat-treated cocoons, raw silk, sodium carbonate degummed silk, and Marseille soap degummed silk. Table 1 shows the main components typically contained in raw cocoons, heat-treated cocoons, sodium carbonate degummed silk, and Marseille soap degummed silk.

Figure 0007628288000001
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本発明で使用される動物性素材には、絹以外の動物性繊維が含まれる。絹以外の動物性繊維としては、例えば、獣毛、羽毛、クモ糸等が挙げられる。獣毛に含まれるタンパク質の大部分は、ケラチンが占める。獣毛の由来種は特に限定されないが、主に被服や装飾品の材料として一般に流通している、ヒツジ、カシミヤヤギ、アンゴラヤギ、ウサギ、ラクダ、アルパカ、ビクーニャ、グアナコ、リャマ、ジャコウウシ(キヴィアック)、ポッサム、ミンク、チンチラ等に由来するものをいずれも使用できる。被服材料で使用される獣毛は、一般的には、動物から刈り取られた後、洗浄工程、梳毛(コーミング)工程、染色工程及び紡糸工程等を経て糸状に加工された後に使用される。試料としての獣毛は、前記の各加工工程のどの段階のものを使用してもよく、例えば、洗浄前の獣毛であってもよく、紡糸後の毛糸であってもよく、あるいは、織物製品若しくは編物製品の繊維の一部であってもよい。 The animal material used in the present invention includes animal fibers other than silk. Examples of animal fibers other than silk include animal hair, feathers, spider silk, etc. Keratin accounts for the majority of the protein contained in animal hair. There is no particular limitation on the species of origin of the animal hair, but any of the following animals that are commonly distributed as materials for clothing and decorative items, such as sheep, cashmere goat, Angora goat, rabbit, camel, alpaca, vicuna, guanaco, llama, musk ox (kiviak), possum, mink, chinchilla, etc., can be used. The animal hair used as a clothing material is generally used after being shorn from the animal and processed into thread through a washing process, a combing process, a dyeing process, a spinning process, etc. The animal hair used as a sample may be at any stage of each of the above processing steps, for example, animal hair before washing, wool after spinning, or a part of the fiber of a woven or knitted product.

羽毛に含まれるタンパク質の大部分は、ケラチンが占める。羽毛の由来種は特に限定されないが、主に被服や寝具の材料として一般に流通している、ガチョウ及びアヒルに由来するものをいずれも使用できる。 The majority of the protein in feathers is keratin. There are no particular restrictions on the species from which the feathers come, but feathers from geese and ducks, which are commonly used as materials for clothing and bedding, can be used.

本発明で使用される動物性素材には、皮革が含まれる。皮革に含まれるタンパク質の大部分は、コラーゲンが占める。皮革の由来種は特に限定されないが、主に被服や装飾品の材料として一般に流通している、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、ウマ、シカ、ダチョウ、カンガルー、ヘビ、トカゲ、ワニ等に由来するものをいずれも使用できる。本発明で使用される皮革は、動物の体の表面を包んでいる皮膚そのもの(一般に「皮」と称される)であってもよく、なめし加工を施したもの(一般に「革」と称される)であってもよい。ここでいう「なめし加工」とは、皮が腐敗したり硬くなる欠点を取り除くために、皮を動物性油脂や植物成分を塗布したり、燻煙したりする加工工程をいう。試料としての革は、いずれの加工工程を経たものであってもよい。 The animal material used in the present invention includes leather. The majority of the protein contained in leather is collagen. There is no particular limitation on the species of origin of leather, but any of the leathers derived from cattle, sheep, pigs, goats, horses, deer, ostriches, kangaroos, snakes, lizards, crocodiles, etc., which are commonly used as materials for clothing and decorative items, can be used. The leather used in the present invention may be the skin that covers the surface of an animal's body (generally called "skin"), or it may be leather that has been tanned (generally called "leather"). "Tanning" here refers to a processing process in which animal fats and oils or plant ingredients are applied to the leather or smoked to remove defects that cause the leather to rot or harden. The leather sample may have undergone any processing process.

本発明で使用される動物性素材には、ツノ及び歯が含まれる。ツノ及び歯の主成分はカルシウムであるが、微量はであるが主にコラーゲンからなるタンパク質が含まれる。ツノの由来種は特に限定されないが、主に被服や装飾品の材料として使用される、シカ、スイギュウ、ウシ等に由来するものをいずれも使用できる。歯の由来種は特に限定されないが、主に装飾品の材料として使用される、ゾウ(象牙)、マンモス、カバ、クジラ等に由来するものをいずれも使用できる。 The animal materials used in the present invention include horns and teeth. The main component of horns and teeth is calcium, but they also contain small amounts of protein, mainly consisting of collagen. There are no particular limitations on the species of origin of the horns, but any of the horns derived from deer, buffalo, cow, etc., which are mainly used as materials for clothing and ornaments, can be used. There are no particular limitations on the species of origin of the teeth, but any of the teeth derived from elephants (ivory), mammoths, hippopotamuses, whales, etc., which are mainly used as materials for ornaments, can be used.

2-2 a)前処理工程
本発明の方法において、「前処理」とは、試料である動物性素材の同定において、試料を分析可能な状態とするために「前処理剤」と接触させた状態で加熱処理することを指す。「前処理剤」とは、酸性化剤及び/又は酸化剤を含む溶液である。前処理剤を構成する溶媒としては、断片化したペプチド等を溶解でき、かつ沸点が70℃以上、特に85℃以上のものを使用できる。より具体的には、水を使用できる。前処理剤は、1液で使用してもよく、また、2液以上を同時又は連続的に使用してもよい。
2-2 a) Pretreatment Step In the method of the present invention, "pretreatment" refers to heat treatment of a sample in contact with a "pretreatment agent" in order to make the sample analyzable in the identification of the animal material sample. The "pretreatment agent" is a solution containing an acidifying agent and/or an oxidizing agent. As the solvent constituting the pretreatment agent, one that can dissolve fragmented peptides and the like and has a boiling point of 70°C or higher, particularly 85°C or higher, can be used. More specifically, water can be used. The pretreatment agent may be used in one liquid, or two or more liquids may be used simultaneously or successively.

本明細書において、「酸性化剤」とは、試料をpH7.0未満、特にpH5.0以下、さらにpH1.0~3.0、すなわち酸性条件下におくための薬剤であり、試料を酸性化できれば、その種類は特に限定されない。好適には、トリフルオロ酢酸、ジフルオロ酢酸、モノフルオロ酢酸、蟻酸、酢酸、硝酸、塩酸、プロピオン酸、酪酸、フッ化水素、ブロモ酢酸等、又はこれらの組み合わせを使用できる。また、これらの酸のうち複数を連続的に使用することもできる。前処理剤として使用する場合、酸性化剤は、0.01~10.0N(規定)、特に0.1~2.0N、さらに0.2~1.0Nの濃度で使用することが好ましい。 In this specification, the term "acidifying agent" refers to an agent for placing a sample under an acidic condition, i.e., a pH of less than 7.0, particularly a pH of 5.0 or less, and furthermore a pH of 1.0 to 3.0. The type of the agent is not particularly limited as long as it can acidify the sample. Preferably, trifluoroacetic acid, difluoroacetic acid, monofluoroacetic acid, formic acid, acetic acid, nitric acid, hydrochloric acid, propionic acid, butyric acid, hydrogen fluoride, bromoacetic acid, etc., or a combination of these, can be used. Also, a plurality of these acids can be used consecutively. When used as a pretreatment agent, the acidifying agent is preferably used at a concentration of 0.01 to 10.0 N (normal), particularly 0.1 to 2.0 N, and furthermore 0.2 to 1.0 N.

本明細書において、「酸化剤」とは、試料、特にタンパク質を酸化させることが可能な薬剤であれば、その種類は特に限定されない。好適には、過酸化水素、オゾン、次亜塩素酸塩、ハロゲン単体、二酸化塩素、二酸化マンガン等、又はこれらの組み合わせを使用できる。酸化剤として過酸化水素水を用いる場合、0.01~10.0M、特に0.1~2.0M、さらに0.2~1.0Mの濃度で使用することが好ましい。 In this specification, the term "oxidizing agent" refers to any agent capable of oxidizing a sample, particularly proteins, and is not particularly limited in type. Preferably, hydrogen peroxide, ozone, hypochlorite, halogen alone, chlorine dioxide, manganese dioxide, etc., or a combination of these can be used. When using hydrogen peroxide water as the oxidizing agent, it is preferable to use it at a concentration of 0.01 to 10.0 M, particularly 0.1 to 2.0 M, and further preferably 0.2 to 1.0 M.

前処理剤を試料に接触させる手段は、試料に万遍なく前処理剤が接触していれば特に限定されるものではないが、例えば、浸漬、塗布、噴霧、気化物との固相-気相接触等の手段を用いることができる。前処理剤の加熱を介して試料を加熱処理する場合は、溶媒の蒸発による試料の乾燥を防ぐため、試料を浸漬した前処理剤を容器内に密閉することが好ましい。 The means for contacting the sample with the pretreatment agent is not particularly limited as long as the pretreatment agent is in contact with the sample evenly, but for example, means such as immersion, coating, spraying, solid-phase-gas-phase contact with a vaporized substance, etc. can be used. When heat-treating the sample by heating the pretreatment agent, it is preferable to seal the pretreatment agent in which the sample has been immersed in a container in order to prevent the sample from drying out due to evaporation of the solvent.

本発明の方法は、前処理剤を試料に接触させた状態で加熱することを要する。加熱温度は特に限定されないが、試料を液相として分析する場合は、の温度を60~100℃、特に70~98℃、さらに85~95℃まで上昇させることが好ましい。このような加熱を行う手法としては、例えば試料を浸漬した前処理剤を容器内に密閉してペルチェ素子、湯浴、油浴等により加熱する手法や、試料にマイクロ波を照射する手法をとることができる。あるいは、試料を気相として分析する場合は、試料の温度は、例えば、100~120℃とすることができる。 The method of the present invention requires that the pretreatment agent be heated while in contact with the sample. There are no particular limitations on the heating temperature, but when the sample is analyzed in the liquid phase, it is preferable to raise the temperature to 60 to 100°C, particularly 70 to 98°C, and even more preferably 85 to 95°C. Examples of methods for such heating include sealing the pretreatment agent in which the sample is immersed in it in a container and heating it with a Peltier element, hot water bath, oil bath, etc., or irradiating the sample with microwaves. Alternatively, when the sample is analyzed in the gas phase, the temperature of the sample can be, for example, 100 to 120°C.

加熱時間は、前処理剤を介して加熱する場合は、30分間~24時間、特に1時間~3時間とすることができる。また、マイクロ波照射による場合は、1分間~15分間、特に3分間~7分間とすることができる。 When heating via a pretreatment agent, the heating time can be 30 minutes to 24 hours, particularly 1 hour to 3 hours. When heating via microwave irradiation, the heating time can be 1 minute to 15 minutes, particularly 3 minutes to 7 minutes.

絹については、試料と前処理剤とを室温で接触させることで、フィブロイン等のタンパク質の断片化が可能であり、マススペクトルによる分析が可能であることが確認された。さらに、絹試料の前処理の際に加熱を加えることで、タンパク質がより断片化され、より多様なマススペクトルパターンを示すことが見いだされた。また、絹以外の動物性素材の中には、室温での前処理ではタンパク質の断片化が十分ではないものが存在したが、前処理の際に加熱を加えることで、タンパク質の断片化が進み、マススペクトル等による分析が可能となることが見いだされた。 It was confirmed that for silk, proteins such as fibroin can be fragmented by contacting the sample with a pretreatment agent at room temperature, enabling analysis by mass spectrometry. Furthermore, it was found that applying heat during pretreatment of silk samples causes the proteins to be further fragmented, resulting in more diverse mass spectrum patterns. It was also found that proteins in some animal materials other than silk were not sufficiently fragmented by pretreatment at room temperature, but that applying heat during pretreatment promoted protein fragmentation, making analysis by mass spectrometry, etc. possible.

前処理後の試料は、繊維若しくは繊維塊が残存した状態で使用してもよく、又は、反応後の前処理剤を遠心分離、ろ過等により得た上清を使用してもよい。また、後段の分析工程で質量分析を行う場合は、微量分析に適した系であるため、使用する試料は、0.01~100mg程度、特に0.05~5.0mgとすることが好ましい。 The sample after pretreatment may be used with fibers or fiber clumps remaining, or the supernatant obtained by subjecting the pretreatment agent after reaction to centrifugation, filtration, etc. may be used. In addition, when mass spectrometry is performed in the subsequent analysis step, it is preferable to use about 0.01 to 100 mg of sample, especially 0.05 to 5.0 mg, since this is a system suitable for microanalysis.

前処理剤の成分、反応時間及び温度等の前処理条件は、試料の種類と、同定の目的によって適宜選択可能である。前処理条件によって、後述する分析工程で得られるシグナルが異なることが見いだされた。既知の結果等を参照して、より目的とする試験を容易とする条件を選択することができる。例えば、試験の目的が品種の同定である場合、得られるシグナルの品種間差が大きくなる前処理条件を選択できる。また、同じ試料について、条件の異なる複数の条件でそれぞれ前処理を行い、分析・比較することもできる。 Pretreatment conditions such as the components of the pretreatment agent, reaction time, and temperature can be selected appropriately depending on the type of sample and the purpose of identification. It has been found that the signals obtained in the analysis process described below differ depending on the pretreatment conditions. By referring to known results, etc., conditions that make it easier to perform the desired test can be selected. For example, if the purpose of the test is to identify the variety, pretreatment conditions that will increase the difference in the signals obtained between varieties can be selected. In addition, the same sample can be pretreated under multiple different conditions, and then analyzed and compared.

試料を酸性化剤及び/又は酸化剤による処理の前又は後に、必要に応じて還元剤による処理を行ってもよい。還元剤としては、ジチオスレイトール、2-メルカプトエタノール、トリス(2-カルボキシエチル(ホスフィン)塩酸塩(TCEP)、トリブチルホスフィン、システイン塩酸塩、ハイドロキシサルファイト等、通常タンパク質の分析において使用される還元剤をいずれも使用可能である。 Before or after the treatment of the sample with the acidifying agent and/or oxidizing agent, the sample may be treated with a reducing agent as necessary. The reducing agent may be any of the reducing agents normally used in protein analysis, such as dithiothreitol, 2-mercaptoethanol, tris(2-carboxyethyl(phosphine) hydrochloride (TCEP), tributylphosphine, cysteine hydrochloride, and hydroxysulfite.

本発明の方法における前処理工程には、酵素反応を用いないことが好ましい。従来、絹の分析においては、トリプシン等のプロテアーゼによるタンパク質の断片化が行われてきた。酵素の使用は、タンパク質の断片化の効果を奏するものの、酸化剤/還元剤と比較して使用する試薬が高価であり、また、反応に多大な時間を要するという問題があった。 In the pretreatment step of the method of the present invention, it is preferable not to use an enzymatic reaction. Conventionally, in the analysis of silk, protein fragmentation has been performed using proteases such as trypsin. Although the use of enzymes is effective in fragmenting proteins, there are problems in that the reagents used are expensive compared to oxidizing/reducing agents, and the reaction takes a long time.

本発明の方法によれば、酵素処理を行うことなく、前処理剤及び加熱により、動物性素材に含まれるタンパク質を、短時間かつ低コストで断片化することが可能である。 According to the method of the present invention, it is possible to fragment proteins contained in animal materials in a short time and at low cost by using a pretreatment agent and heating, without enzymatic treatment.

2-3 b)分析工程
前処理工程で処理された試料は、分析工程に付される。分析工程では、前処理工程により断片化されたタンパク質の分析を行う。タンパク質の分析手段は、電気泳動、アミノ酸シークエンス、液体クロマトグラフィー(LC)、質量分析、アミノ酸組成分析、X線回折、核磁気共鳴スペクトル(NMR)、フーリエ変換赤外線吸収スペクトル(FTIR)等公知の手段をいずれも使用できるが、特に、高分子物質の特性を容易に分析可能な質量分析を好適に使用できる。質量分析は、微量の化合物を高真空チャンバーでイオン化し、生成したイオンを質量によって分離し、検出する方法である。
2-3 b) Analysis Step The sample treated in the pretreatment step is subjected to the analysis step. In the analysis step, the protein fragmented in the pretreatment step is analyzed. Any known means such as electrophoresis, amino acid sequence, liquid chromatography (LC), mass spectrometry, amino acid composition analysis, X-ray diffraction, nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) can be used as a means of analyzing proteins, but mass spectrometry, which can easily analyze the characteristics of polymeric substances, is particularly suitable. Mass spectrometry is a method in which a trace amount of a compound is ionized in a high vacuum chamber, and the generated ions are separated and detected by mass.

化合物をイオン化する手段としては、例えば、大気圧化学イオン化法(atmospheric pressure chemical ionization、APCI)、化学イオン化(chemical ionization、CI)、電子イオン化法(electron ionization、EI)、電子スプレーイオン化法(electrospray ionization、ESI)、高速原子衝撃法(fast atom bombardment、FAB)、電界脱離イオン化法(field desorption、FD)、電界イオン化法(field ionization、FI)レーザー誘起液ビームイオン脱離法(liquid secondary ion mass spectrometry、LILBID)、液体二次イオン質量分析(liquid secondary ion mass spectrometry、LSIMS)、マトリックス支援レーザー脱離イオン化法(matrix assisted laser desorption ionization、MALDI)、粒子線法(particle beam、PB)、プラズマ脱離法(plasma desorption、PD)、二次イオン質量分析(secondary ion mass spectrometry、SIMS)又はサーモスプレー法(thermospray、TSP)又はこれらのイオン化法の組み合わせが挙げられる。特に、高分子、特にタンパク質の分析に広く使用される、MALDI法又はESI法を好適に使用できる。前処理後の絹のタンパク質の質量分析スペクトル(以下、「マススペクトル」と記載)は、イオン化手段によって異なるパターンを生じることが見いだされたことから、既知試料の分析結果等を参照して、より試験目的を達成しやすい条件を選択することもできる。例えば、試験の目的が品種の同定である場合、得られるマススペクトルパターンの品種間差が大きくなるイオン化手段を選択できる。また、同じ前処理済みの試料について、並行して複数のイオン化手段を用いて分析を行い、それぞれのマススペクトルを取得してもよい。 Methods for ionizing compounds include, for example, atmospheric pressure chemical ionization (APCI), chemical ionization (CI), electron ionization (EI), electrospray ionization (ESI), fast atom bombardment (FAB), field desorption ionization (FD), field ionization (FI), laser induced liquid beam ion desorption (LILBID), liquid secondary ion mass spectrometry (LSIMS), matrix assisted laser desorption ionization (MALDI), particle beam (PB), plasma desorption (PD), and secondary ion mass spectrometry (SIMMS). Examples of ionization methods include SIMS (simulation ionization mass spectrometry) or TSP (thermospray), or a combination of these ionization methods. In particular, the MALDI or ESI methods, which are widely used for the analysis of polymers, especially proteins, can be preferably used. Since it has been found that the mass spectrometry spectrum (hereinafter referred to as "mass spectrum") of silk protein after pretreatment produces different patterns depending on the ionization means, it is also possible to select conditions that are easier to achieve the test purpose by referring to the analysis results of known samples. For example, if the purpose of the test is to identify the variety, an ionization method that produces a large difference between the varieties in the mass spectrum pattern obtained can be selected. In addition, the same pretreated sample may be analyzed in parallel using multiple ionization means to obtain the mass spectrum of each.

イオン化した分子の質量による分離手段としては、公知の方法をいずれも使用できるが、特に高分子の分離に適した飛行時間型質量分析法(time of flight mass spectrometry、TOF-MS)を好適に使用できる。本発明におけるタンパク質成分の分析には、MALDI-TOF-MSが好適に含まれる。 Any known method can be used to separate ionized molecules based on their mass, but time of flight mass spectrometry (TOF-MS), which is particularly suitable for separating polymers, is preferably used. MALDI-TOF-MS is preferably used for the analysis of protein components in the present invention.

分析手段として、MALDI-TOF-MSを使用する場合、前処理後の試料は、前処理剤ごと、又は上清をキュベット等にいれて分析に供してもよい。一方、電導性カーボン両面テープ上に前処理剤中に残存する繊維を貼り付け、乾燥させた状態で分析に方法をとることもできる。電導性カーボン両面テープは、通常、走査型電子顕微鏡(SEM)用として入手可能なものを使用できる(例えば、日新EM株式会社製)。 When MALDI-TOF-MS is used as the analytical method, the pretreated sample may be subjected to analysis together with the pretreatment agent or the supernatant may be placed in a cuvette or the like. Alternatively, the fibers remaining in the pretreatment agent may be attached to conductive double-sided carbon tape and dried before analysis. The conductive double-sided carbon tape that can be used is usually one that is available for use with scanning electron microscopes (SEM) (for example, manufactured by Nissin EM Co., Ltd.).

質量分析の前に、又は質量分析に代えて、液体クロマトグラフィー(liquid chromatography、LC)、中圧液体クロマトグラフィー(middle pressure liquid chromatography、MPLC)、高速液体クロマトグラフィー(high performance liquid chromatography、HPLC)、キャピラリー電気泳動等による分離を行ってもよい。 Separation may be performed prior to or in place of mass spectrometry using liquid chromatography (LC), middle pressure liquid chromatography (MPLC), high performance liquid chromatography (HPLC), capillary electrophoresis, etc.

2-4 c)解析工程
b)分析工程で得られた結果(生データ)に基づいて、試料の由来種、品種及び/又は品質を定性的及び/又は定量的に解析する工程である。好適には、解析工程は、既知の由来種、品種及び/又は品質を有する複数の動物性素材からなる対照群について同条件の分析工程を経て得られた結果を利用して実施される。
2-4 c) Analysis step: This is a step of qualitatively and/or quantitatively analyzing the species, variety and/or quality of the sample based on the results (raw data) obtained in the analysis step b). Preferably, the analysis step is carried out using the results obtained by carrying out an analysis step under the same conditions for a control group consisting of a plurality of animal materials having known species, variety and/or quality.

前処理を行った絹を含む試料について、分析工程で得られるデータ、特にマススペクトルのパターンは、少なくとも、表2に示す試料由来のパラメータ並びに前処理及び分析条件由来のパラメータにより変動することが判明した。そのため、例えば、由来種、品種、精練条件、製造年等が既知の多数の絹糸又は繭からなる対照群について、多様な前処理及び分析条件下で多数のマススペクトルを取得し、得られたスペクトルのパターンを各対照のフィンガープリントとして蓄積することで、未知の試料の解析に有用なデータベースを構築することが可能である。あるいは、前記データベースは、多数の対照について、所定の前処理及び分析条件下でマススペクトルを取得することで構築されてもよい。ただし、このデータベースを使用する場合、未知の試料の前処理工程及び分析工程は、前記所定の前処理及び分析条件に限定され得る。データベースに蓄積されるマススペクトルのデータは、マススペクトルの画像データであっても、検出された各ピークのm/zと信号強度の数値データの集合であってもよい。なお、データベース構築用のパラメータは、表2に列挙されたものに限定されない。 It has been found that the data obtained in the analysis process for samples containing pretreated silk, particularly the mass spectrum pattern, varies depending on at least the parameters derived from the sample and the parameters derived from the pretreatment and analysis conditions shown in Table 2. Therefore, for example, a database useful for analyzing unknown samples can be constructed by acquiring a large number of mass spectra under various pretreatment and analysis conditions for a control group consisting of a large number of silk threads or cocoons whose origin, variety, degumming conditions, production year, etc. are known, and accumulating the obtained spectral patterns as fingerprints for each control. Alternatively, the database may be constructed by acquiring mass spectra for a large number of controls under specified pretreatment and analysis conditions. However, when using this database, the pretreatment and analysis processes for unknown samples may be limited to the specified pretreatment and analysis conditions. The mass spectrum data accumulated in the database may be image data of the mass spectrum or a collection of numerical data on the m/z and signal intensity of each detected peak. Note that the parameters for constructing the database are not limited to those listed in Table 2.

Figure 0007628288000002
Figure 0007628288000002

本発明の方法において、解析工程は、目的とする未知の試料より得られる分析結果、特にマススペクトルを、構築されたデータベースと照合させることにより行われ得る。必要に応じて、その分析結果を取得するために用いた前処理及び分析条件について照合してもよい。また、照合対象となる試料の分析結果は、1つの未知の試料から1つである必要はなく、例えば、前処理及び分析条件を変えて複数の分析結果、例えば複数のマススペクトルを取得し、これらを複合的に前記データベースと照合させてもよい。 In the method of the present invention, the analysis step can be performed by comparing the analysis results, particularly the mass spectrum, obtained from the unknown sample of interest with the constructed database. If necessary, the pretreatment and analysis conditions used to obtain the analysis results may also be compared. Furthermore, the analysis result of the sample to be compared does not have to be one from one unknown sample; for example, multiple analysis results, such as multiple mass spectra, may be obtained by changing the pretreatment and analysis conditions, and these may be compared in a composite manner with the database.

あるいは、本発明の方法において、解析工程は、目的とする試料と同条件でほぼ同時(例えば、同日)に分析された標品のマススペクトルと照合させることにより行われ得る。使用される標品は、同定の目的に合わせて適宜選択可能である。例えば、試料の動物性素材の製造年を同定する場合、単一又は複数の製造年の同種の動物性素材を標品として使用し、試料のマススペクトルと各標品のマススペクトルとを照合することができる。 Alternatively, in the method of the present invention, the analysis step can be performed by comparing the mass spectrum of a standard analyzed at approximately the same time (e.g., on the same day) under the same conditions as the target sample. The standard used can be appropriately selected according to the purpose of identification. For example, when identifying the year of manufacture of the animal material of the sample, a single or multiple animal materials of the same type manufactured in different years can be used as standards, and the mass spectrum of the sample can be compared with the mass spectrum of each standard.

照合は、手作業で行われてもよいが、好適にはコンピューターを用いて行われる。照合は、例えば、目的とする試料の分析結果等のデータを入力し、データベース中で入力したデータと最も近いデータを抽出し、抽出された当該データ及びそのバックグラウンド情報(試料の由来種、品種、製造年等)を出力することでなされる。また、照合は、人工知能(AI)を用いて行われてもよい。AIを用いる場合、前記のデータベースを教師データとして、既知のニューラルネットワークを用いた機械学習を経て学習済みモデルを構築することができ、これを用いて、未知の試料から入力されたデータから、当該試料の由来種、品種、製造年等の所望の情報を出力することができる。図2に、本発明の方法にAIを用いる態様の一例のフロー図を示す。図2に示す例では、既知試料の分析結果の蓄積したデータベースを教師データとして構築されたAIが使用される。当該AIに、目的とする未知試料の分析結果、並びに当該分析の前処理及び分析条件が入力され、AIによって割り出された当該試料の由来種、品種、製造年等の情報が出力される。なお、AIを用いる態様は、図2に示す例に限定されない。 The matching may be performed manually, but is preferably performed using a computer. For example, the matching is performed by inputting data such as the analysis results of the target sample, extracting data in the database that is closest to the input data, and outputting the extracted data and its background information (such as the origin species, variety, and year of manufacture of the sample). The matching may also be performed using artificial intelligence (AI). When using AI, a trained model can be constructed through machine learning using a known neural network using the database as training data, and desired information such as the origin species, variety, and year of manufacture of the sample can be output from data input from an unknown sample using this. FIG. 2 shows a flow diagram of an example of an embodiment in which AI is used in the method of the present invention. In the example shown in FIG. 2, an AI constructed using a database that accumulates the analysis results of known samples as training data is used. The analysis results of the target unknown sample, as well as the pretreatment and analysis conditions of the analysis, are input to the AI, and information such as the origin species, variety, and year of manufacture of the sample determined by the AI is output. Note that the embodiment in which AI is used is not limited to the example shown in FIG. 2.

2-5 その他の工程
目的となる試料の種類や、所望の情報によっては、上記の工程に加えて他の工程を追加してもよい。例えば、染色済みの製品や、天然由来の不純物を含む製品について試験を行う場合、分析結果、特にマススペクトルに染料や不純物に由来するシグナルが現れ、目的とする断片化したタンパク質由来のシグナルとの区別が困難となり得る。このような試料を用いる場合は、前処理工程の前に脱色工程及び/又は洗浄工程を加えることが好ましい。脱色工程及び洗浄工程の具体的な手段としては、例えば、試料をアセトニトリル、アセトン、エタノール、メタノール等の有機溶媒又はこれらの水溶液に浸漬する手段、アンモニア水、水酸化ナトリウム溶液等のアルカリ溶液に浸漬する手段、SDS、CTAB、マルセル石鹸等の界面活性剤で洗浄する手段、二酸化チオ尿素等の漂白剤を用いて洗浄する手段等、ハイドロキシサルファイト等の還元剤溶液に浸漬する手段等が挙げられる。上記の手段は単独で使用してもよく、また、組み合わされて使用してもよい。また、副反応等の影響がなければ、例えば、有機溶媒と界面活性剤を混合するなど、適宜混合して使用してもよい。
2-5 Other Steps Depending on the type of target sample and the desired information, other steps may be added in addition to the above steps. For example, when testing a dyed product or a product containing naturally occurring impurities, signals derived from dyes or impurities may appear in the analysis results, particularly in the mass spectrum, making it difficult to distinguish them from signals derived from the target fragmented protein. When using such a sample, it is preferable to add a decolorization step and/or a washing step before the pretreatment step. Specific means for the decolorization step and the washing step include, for example, a means of immersing the sample in an organic solvent such as acetonitrile, acetone, ethanol, or methanol or an aqueous solution of these, a means of immersing in an alkaline solution such as aqueous ammonia or a sodium hydroxide solution, a means of washing with a surfactant such as SDS, CTAB, or Marcel soap, a means of washing with a bleaching agent such as thiourea dioxide, and a means of immersing in a reducing agent solution such as hydroxysulfite. The above means may be used alone or in combination. In addition, as long as there is no influence of side reactions, for example, they may be mixed appropriately and used, for example, by mixing an organic solvent with a surfactant.

本発明の方法における分析工程及び解析工程は、必ずしも試料のタンパク質及び/又はペプチド成分のみで行う必要はなく、例えば、前記の洗浄工程で天然由来の不純物の成分を別途サンプリングし、これを分析した結果を併せて解析してもよい。また、前記前処理剤を用いた試料の分析結果に限らず、例えば、別途、還元剤、塩基性化剤を用いて同試料の処理を行った場合の分析結果を併せて解析してもよい。 The analysis and characterization steps in the method of the present invention do not necessarily have to be performed on only the protein and/or peptide components of the sample. For example, naturally occurring impurity components may be separately sampled in the washing step and the results of the analysis may be analyzed together. In addition, the analysis results are not limited to those of the sample using the pretreatment agent, and may also be analyzed together with the results of the analysis of the same sample treated separately using a reducing agent or a basifying agent.

3.試験方法の適用例
以下、本発明の方法が適用される動物性素材の同定を例示的に列挙するが、本発明の方法は、以下の例に限定されることなく、多様な同定に適用可能である。
3. Examples of Application of the Test Method Below, examples of identification of animal materials to which the method of the present invention can be applied are listed, but the method of the present invention is not limited to the following examples and can be applied to a variety of identifications.

3-1 絹の同定
3-1-1 絹糸及び繭の製造・精錬方法の差異の同定
本発明の方法では、1つの生繭から得られた切片と、これを加熱処理した加熱処理絹、さらに炭酸ナトリウム、マルセル石鹸でそれぞれ精練した炭酸ナトリウム精練絹、マルセル石鹸精練絹試料について、特にマススペクトルについて、異なるパターンを得ることができる。したがって、絹糸の同定においては、目的とする絹糸試料の分析結果を、予め同種の繭から得られた生絹、炭酸ナトリウム精練絹及びマルセル石鹸精絹の同条件での分析結果と照合することにより、これまで、手触りや質感等で感覚的に区別されてきた各糸の精練方法について、客観的に同定することができる。また、繭の同定においても、目的とする繭試料の分析結果を、予め同種の繭の生繭及び加熱処理繭から得られた同条件での分析結果と照合することにより、客観的に同定することができる。
3-1 Identification of Silk 3-1-1 Identification of Differences in the Manufacturing and Degumming Methods of Silk Yarn and Cocoons In the method of the present invention, different patterns can be obtained, particularly in mass spectra, for a section obtained from one raw cocoon, heat-treated silk obtained by heat-treating the section, and further refined with sodium carbonate and Marseille soap, respectively, to obtain a sodium carbonate-degummed silk and a Marseille soap-degummed silk sample. Therefore, in identifying silk yarn, the analysis results of the target silk yarn sample can be collated with the analysis results of raw silk, sodium carbonate-degummed silk, and Marseille soap-degummed silk obtained in advance from the same type of cocoon under the same conditions, thereby making it possible to objectively identify the degumming methods of each thread, which have been distinguished sensorily by touch, texture, etc., until now. In addition, in identifying cocoons, the analysis results of the target cocoon sample can be collated with the analysis results of raw cocoons and heat-treated cocoons obtained in advance from the same type of cocoon under the same conditions, thereby making it possible to objectively identify the cocoons.

3-1-2 由来種の同定
本発明の方法では、絹の由来種によって、特にマススペクトルについて、異なるパターンを得ることができる。したがって、目的とする試料の分析結果を、予め各由来種の絹の同条件での分析結果をフィンガープリントとして保有するデータベースと照合することにより、試料の由来種を同定することができる。また、試料が絹糸である場合、複数の種から得られた繊維が混在している場合も、その種類と混在比率を割り出すことができる。
3-1-2 Identification of the species of origin In the method of the present invention, different patterns, particularly mass spectra, can be obtained depending on the species of origin of silk. Therefore, the species of origin of the sample can be identified by comparing the analysis results of the target sample with a database that holds the analysis results of silk of each species of origin under the same conditions as fingerprints. In addition, when the sample is silk thread, even if fibers obtained from multiple species are mixed, the types and the mixture ratios can be determined.

3-1-3 品種の同定
本発明の方法では、絹の品種によって、特にマススペクトルについて、異なるパターンを得ることができる。したがって、目的とする試料の分析結果を、予め各品種の絹の同条件での分析結果をフィンガープリントとして保有するデータベースと照合することにより、試料の品種を同定することができる。また、絹糸について、複数の品種から得られた繊維が混在している場合も、その品種と混在比率を割り出すことができる。これにより、例えば、小石丸等の高価な品種を標榜する絹製品について、その真贋を客観的に判定することも可能である。
3-1-3 Identification of variety In the method of the present invention, different patterns, particularly mass spectra, can be obtained depending on the variety of silk. Therefore, the variety of the sample can be identified by comparing the analysis results of the target sample with a database that holds the analysis results of each variety of silk under the same conditions as fingerprints. Furthermore, even if fibers obtained from multiple varieties are mixed in a silk thread, the varieties and the mixture ratio can be determined. This makes it possible to objectively determine the authenticity of silk products that claim to be expensive varieties such as Koishimaru.

3-1-4 品質の同定
本発明の方法では、絹の品質、中でも製造されてからの経過時間によって、特にマススペクトルについて異なるパターンが得られる。より具体的には、製造されてから長期間経過した絹糸又は繭は、新しい繭と比較して、マススペクトルの各ピークが高分子側にシフトする、ピークシフトが観察される。絹の繊維は、時間経過とともに酸化しやすい。このピークシフトは、タンパク質の酸化に由来するものと推察される。したがって、予め、各製造年の同種の絹糸又は繭について、同条件での分析結果をデータベースとして保有するものを、目的とする試料の分析結果と照合することにより、試料の製造年を同定することができる。繊維の酸化は、質感及び強度等の品質に影響するものであるため、絹の製造年の同定は、その品質を推定するために有用である。
3-1-4 Identification of quality In the method of the present invention, different patterns are obtained, particularly in the mass spectrum, depending on the quality of the silk, particularly the time since production. More specifically, a peak shift is observed in the mass spectrum of silk threads or cocoons that have been produced for a long time, in which each peak shifts to the high molecular weight side, compared to new cocoons. Silk fibers are prone to oxidation over time. This peak shift is presumed to be due to oxidation of proteins. Therefore, the production year of a sample can be identified by comparing the analysis results of the target sample with a database that contains analysis results under the same conditions for the same type of silk thread or cocoon produced in each production year. Since oxidation of fibers affects the quality of the silk, such as texture and strength, identifying the production year of silk is useful for estimating its quality.

3-2 獣毛の同定
本発明の方法では、獣毛の由来種及び品種によって、特にマススペクトルについて、異なるパターンを得ることができる。したがって、目的とする試料の分析結果を、予め各由来種の獣毛の同条件での分析結果をフィンガープリントとして保有するデータベースと照合することにより、試料の由来種及び品種を同定することができる。また、複数の種から得られた繊維が混在している場合も、その種類と混在比率を割り出すことができる。これにより、例えば、カシミヤ等の高価な品種を標榜する獣毛製品について、その真贋を客観的に判定することも可能である。
3-2 Identification of Animal Hair In the method of the present invention, different patterns, particularly mass spectra, can be obtained depending on the origin and variety of the animal hair. Therefore, the origin and variety of the sample can be identified by comparing the analysis results of the target sample with a database that holds the analysis results of animal hair of each origin under the same conditions as fingerprints. In addition, even if fibers obtained from multiple species are mixed, the types and mixture ratios can be determined. This makes it possible to objectively determine the authenticity of animal hair products that claim to be expensive varieties such as cashmere.

本発明の方法では、獣毛の品質、中でも製造されてからの経過時間を判定することもできる。具体的には、予め、各製造年の同種の獣毛について、同条件での分析結果をデータベースとして保有するものを、目的とする試料の分析結果と照合することにより、試料の製造年を同定することができる。 The method of the present invention can also determine the quality of animal hair, particularly the time that has passed since it was produced. Specifically, the production year of a sample can be identified by comparing the analysis results of the target sample with a database that contains analysis results under the same conditions for the same type of animal hair produced in each production year.

3-3 皮革の同定
本発明の方法では、皮革の由来種及び品種によって、特にマススペクトルについて、異なるパターンを得ることができる。したがって、目的とする試料の分析結果を、予め各由来種の皮革の同条件での分析結果をフィンガープリントとして保有するデータベースと照合することにより、試料の由来種を同定することができる。これにより、例えば、ワニ革等の高価な品種を標榜する皮革製品について、その真贋を客観的に判定することも可能である。
3-3 Identification of Leather In the method of the present invention, different patterns, particularly mass spectra, can be obtained depending on the origin and variety of leather. Therefore, the origin of the sample can be identified by comparing the analysis results of the target sample with a database that holds, as fingerprints, the analysis results of leather of each origin under the same conditions. This makes it possible to objectively determine the authenticity of leather products that claim to be of expensive varieties, such as crocodile leather.

本発明の方法では、皮革の品質、中でも製造されてからの経過時間を判定することもできる。具体的には、予め、各製造年の同種の皮革について、同条件での分析結果をデータベースとして保有するものを、目的とする試料の分析結果と照合することにより、試料の製造年を同定することができる。 The method of the present invention can also determine the quality of leather, particularly the time that has passed since its manufacture. Specifically, a database of analysis results, conducted under the same conditions for the same type of leather from each manufacturing year, is stored in advance, and the analysis results of the target sample are compared to the database, allowing the manufacturing year of the sample to be identified.

3-4 ツノ又は歯の同定
本発明の方法では、ツノ又は歯の由来種及び品種によって、特にマススペクトルについて、異なるパターンを得ることができる。したがって、目的とする試料の分析結果を、予め各由来種のツノ又は歯の同条件での分析結果をフィンガープリントとして保有するデータベースと照合することにより、試料の由来種を同定することができる。これにより、例えば、象牙等の希少な品種について、その真贋を客観的に判定することも可能である。
3-4 Identification of horns or teeth In the method of the present invention, different patterns, particularly mass spectra, can be obtained depending on the species and variety of the horns or teeth. Therefore, the species of origin of the sample can be identified by comparing the analysis results of the target sample with a database that holds the analysis results of horns or teeth of each species under the same conditions as fingerprints. This makes it possible to objectively determine the authenticity of rare varieties such as ivory.

<動物性素材の由来種、品種及び/又は品質の同定のためのシステム>
本発明のシステムは、以下を備える、動物性素材の試験のためのシステムである。
-酸性化剤及び酸化剤からなる群より選択された少なくとも1つを含む前処理剤を用いて加熱処理された動物性素材を含む試料中に含まれるタンパク質成分の分析を行う、分析部;及び
-前記分析部より出力された分析結果に基づいて、動物性素材の由来種、品種及び/又は品質を定性的及び/又は定量的に解析する、解析部。
<System for identifying the species, variety and/or quality of animal ingredients>
The system of the present invention is a system for testing animal material, comprising:
- an analysis unit that performs analysis of protein components contained in a sample containing an animal material that has been heat-treated using a pretreatment agent containing at least one selected from the group consisting of an acidifying agent and an oxidizing agent; and - an analysis unit that qualitatively and/or quantitatively analyzes the species, variety and/or quality of the animal material based on the analysis results output from the analysis unit.

本発明のシステムは、特に記載のない限り、本発明の方法を実施するためのシステムであり、前述の<動物性素材の由来種、品種及び/又は品質を同定する方法>の項に記載した特徴と共通の特徴を有する。 Unless otherwise specified, the system of the present invention is a system for carrying out the method of the present invention, and has features in common with those described in the above section <Method for identifying the species, variety and/or quality of animal material>.

本発明のシステムは、前記分析部及び前記解析部に加えて、
-加熱手段を有し、動物性素材を含む試料を、酸性化剤及び酸化剤からなる群より選択された少なくとも1つを含む前処理剤を用いて加熱処理する、処理部;をさらに含んでもよい。
The system of the present invention includes, in addition to the analysis unit and the analysis unit,
A processing section may further comprise a processing means having a heating means for heat-treating a sample containing animal material using a pretreatment agent containing at least one selected from the group consisting of an acidifying agent and an oxidizing agent.

本発明のシステムの概略を図3に例示する。(A)は、本発明のシステムの第1態様を示す。本発明のシステムの第1態様においては、試験システム1は、分析部3と解析部4を備える。また、試料情報や分析条件等を入力するための入力部5、解析結果を出力するための出力部6及び試験システム1内の各装置を制御するための制御部7を備える。好適には、制御部7はコンピューターであり、入力部5及び出力部6は、ユーザーインターフェースである。外部より「前処理剤」と接触させた状態で加熱処理された前処理済試料S1が試験システム1内の所定位置にセットされた後、試験システム1は、当該試料中のタンパク質成分の分析と、分析結果の解析を行う。 The system of the present invention is illustrated in FIG. 3. (A) shows a first embodiment of the system of the present invention. In the first embodiment of the system of the present invention, the test system 1 comprises an analysis unit 3 and an analysis unit 4. It also comprises an input unit 5 for inputting sample information and analysis conditions, an output unit 6 for outputting the analysis results, and a control unit 7 for controlling each device in the test system 1. Preferably, the control unit 7 is a computer, and the input unit 5 and the output unit 6 are user interfaces. After a pretreated sample S1 that has been heat-treated while in contact with a "pretreatment agent" from the outside is set at a predetermined position in the test system 1, the test system 1 analyzes the protein components in the sample and analyzes the analysis results.

図3の(B)は、本発明のシステムの第2態様を示す。本発明のシステムの第2態様において、試験システム1は、処理部2、分析部3及び解析部4を備える。また、試料情報や分析条件等を入力するための入力部5、解析結果を出力するための出力部6及び試験システム1内の各装置を制御するための制御部7を備える。好適には、制御部7はコンピューターであり、入力部5及び出力部6は、ユーザーインターフェースである。外部より、未処理の試料S2が試験システム1内の所定位置にセットされた後、試料S2は、処理部2内に取り込まれ、前処理が実施される。処理部2は、試料の加熱処理を行うための加熱手段を備える。処理部2は、他にロボットアーム、試薬分注機構等を備えていてもよく、この場合、自動的に試料の前処理を行い、処理済みの検体を分析部3に渡すことが可能である。 (B) of FIG. 3 shows a second embodiment of the system of the present invention. In the second embodiment of the system of the present invention, the test system 1 includes a processing unit 2, an analysis unit 3, and an analysis unit 4. The test system 1 also includes an input unit 5 for inputting sample information and analysis conditions, an output unit 6 for outputting analysis results, and a control unit 7 for controlling each device in the test system 1. Preferably, the control unit 7 is a computer, and the input unit 5 and the output unit 6 are user interfaces. After an untreated sample S2 is set in a predetermined position in the test system 1 from the outside, the sample S2 is taken into the processing unit 2 and pretreatment is performed. The processing unit 2 includes a heating means for performing heat treatment of the sample. The processing unit 2 may also include a robot arm, a reagent dispensing mechanism, etc., in which case it is possible to automatically perform pretreatment of the sample and pass the treated specimen to the analysis unit 3.

以下の構成は、第1態様(図3(A))及び第2態様(図3(B))に共通する構成である。分析部3は、前処理済試料S1のタンパク質成分を分析する装置を備える。前処理済試料のタンパク質成分の分析が可能であれば、いずれの装置を用いてもよく、電気泳動槽、アミノ酸シークエンサー、液体クロマトグラフィー(LC)装置、質量分析計等公知の手段をいずれも使用できるが、高分子物質の特性を容易に分析可能な質量分析計を好適に使用できる。特に、高分子、特にタンパク質の分析に広く使用される、MALDI-TOF-MS質量分析計を好適に使用できる。分析部は、複数種の分析装置を備えていてもよい。 The following configuration is common to the first embodiment (FIG. 3(A)) and the second embodiment (FIG. 3(B)). The analysis unit 3 includes a device for analyzing the protein components of the pretreated sample S1. Any device capable of analyzing the protein components of the pretreated sample may be used, and any known means such as an electrophoresis tank, an amino acid sequencer, a liquid chromatography (LC) device, or a mass spectrometer may be used, but a mass spectrometer capable of easily analyzing the characteristics of polymeric substances is preferably used. In particular, a MALDI-TOF-MS mass spectrometer, which is widely used for analyzing polymers, particularly proteins, is preferably used. The analysis unit may include multiple types of analysis devices.

解析部4は、分析部3で取得された分析結果に基づいて、動物性素材の由来種、品種及び/又は品質を定性的及び/又は定量的に解析する。解析部4は、入力部5からの入力情報及び分析部3からの分析結果を集約するデータ収集部41、照合部42及びデータベース43を備える。データベース43は、既知の由来種、品種及び/又は品質を有する複数の動物性素材からなる対照群について、得られた分析結果を予め登録したデータベースであり、照合部42は、データ収集部41に集約されたデータとデータベース43内のデータの照合を行うソフトウェアを備える。ソフトウェアとしては、既存のものでは、例えばMALDI biotyper(Bruker Daltonics社製)を使用することができる。照合部は、例えば、分析部から収集したデータとデータベースを照合し、データベース中の最も近いデータを抽出し、抽出された当該データ及びそのバックグラウンド情報(試料の由来種、品種、精練状態、製造年等)を出力する。照合部42は、AIを備えていてもよい。ここでいうAIは、前記データベースを教師データとして機械学習させた学習済みモデルを好適に使用でき、収集されたデータを当該AIに入力することで、当該試料の由来種、品種及び/又は品質についての定性的及び/又は定量的な情報を結果として出力する。 The analysis unit 4 qualitatively and/or quantitatively analyzes the species of origin, variety, and/or quality of the animal material based on the analysis results obtained by the analysis unit 3. The analysis unit 4 includes a data collection unit 41, a collation unit 42, and a database 43 that aggregate the input information from the input unit 5 and the analysis results from the analysis unit 3. The database 43 is a database in which the analysis results obtained for a control group consisting of multiple animal materials having known species of origin, variety, and/or quality are registered in advance, and the collation unit 42 includes software that compares the data collected in the data collection unit 41 with the data in the database 43. As the software, for example, MALDI biotyper (manufactured by Bruker Daltonics) can be used as an existing software. The collation unit, for example, compares the data collected from the analysis unit with the database, extracts the closest data in the database, and outputs the extracted data and its background information (such as the species of origin, variety, refining state, and year of manufacture of the sample). The collation unit 42 may be equipped with AI. The AI referred to here can suitably use a trained model that has been trained using machine learning with the database as training data, and by inputting collected data into the AI, it outputs qualitative and/or quantitative information about the species of origin, variety, and/or quality of the sample.

あるいは、解析部4は、データベース43を使用せず、目的とする試料と同条件でほぼ同時(例えば、同日)に分析された標品のマススペクトルデータを直接使用して、照合部42において、データ収集部41に集約されたデータの照合を行ってもよい。 Alternatively, the analysis unit 4 may not use the database 43, but may directly use mass spectrum data of a standard analyzed at approximately the same time (e.g., on the same day) under the same conditions as the target sample, and use the comparison unit 42 to compare the data collected in the data collection unit 41.

本発明のシステムは、分析部と解析部を備え、前述の本発明の方法の実施に適用可能なシステムであればよく、上記第1態様及び第2態様に限定して解釈されるべきではない。 The system of the present invention may be any system that includes an analysis unit and an analysis section and is applicable to carrying out the above-mentioned method of the present invention, and should not be interpreted as being limited to the above-mentioned first and second aspects.

<実施例1 煮繭の分析>
1.絹の精練
遺伝系統の異なる3種の蚕の繭(試料A~C)について、以下の手順で煮繭繰糸を調製した。生繭から切り出した繊維片120mgを50mLビーカーに入れ、120℃で10分間、次いで60℃で6時間、加熱乾燥させ、加熱処理絹を調製した。さらに、98-100℃の水中に入れて20分間加熱した後、乾燥させた。
Example 1: Analysis of boiled cocoons
1. Silk degumming For cocoons (samples A to C) of three different genetic strains of silkworms, boiled and reeled silk was prepared as follows. 120 mg of fiber pieces cut from raw cocoons were placed in a 50 mL beaker and heated and dried at 120°C for 10 minutes and then at 60°C for 6 hours to prepare heat-treated silk. The pieces were then placed in water at 98-100°C, heated for 20 minutes, and then dried.

2.試料の前処理
密閉可能な1.5mLのポリプロピレンチューブに2.5%ギ酸水溶液を100μL入れ、ここに試料A~Cを各1mg加えた。チューブを密閉して、プラスチック容器に満たした100~200mLの水にフロートで浮かべた後、750W設定の電子レンジにセットして5分間マイクロ波を照射した(マイクロ波処理検体)。
2. Sample pretreatment 100 μL of 2.5% formic acid solution was placed in a sealable 1.5 mL polypropylene tube, and 1 mg of each of samples A to C was added to it. The tube was sealed and floated on 100 to 200 mL of water filled in a plastic container, and then placed in a microwave oven set to 750 W and irradiated with microwaves for 5 minutes (microwave-treated sample).

上記前処理を行った試料とは別に、各試料について下記の室温前処理を行った。密閉可能な1.5mLのポリプロピレンチューブに2.5%ギ酸水溶液を100μL入れ、ここに試料A~Cを各1mg加えた。チューブを密閉して、5分間振とう混和を行った(室温処理検体)。 Separate from the samples that had been pretreated as described above, each sample was pretreated at room temperature as follows. 100 μL of 2.5% formic acid solution was placed in a sealable 1.5 mL polypropylene tube, and 1 mg each of samples A to C was added to it. The tube was sealed and shaken for 5 minutes to mix (room temperature treated samples).

3.MALDI-TOF-MSによる分析
各処理後の溶液を急冷して、1μLを電導性カーボン両面テープ(日新EM株式会社製)に滴下してMALDI-TOF-MS質量分析計(Autoflex III又はMicroflex、Bruker Daltonics)のサンプル台にセットし、乾燥させた。リニアポジティブモードでm/z 1,000~20,000のマススペクトルを取得した。
3. Analysis by MALDI-TOF-MS After each treatment, the solution was quenched, and 1 μL was dropped onto conductive carbon double-sided tape (manufactured by Nissin EM Co., Ltd.), which was then set on the sample stage of a MALDI-TOF-MS mass spectrometer (Autoflex III or Microflex, Bruker Daltonics) and dried. Mass spectra were obtained from m/z 1,000 to 20,000 in linear positive mode.

得られた各試料のマススペクトルを図4及び5に示す。図4は、室温での前処理を行った試料A~Cのマススペクトルを示す。図5は、前処理時にマイクロ波照射を行った試料A~Cのマススペクトルを示す。煮繭については、室温処理の前処理であっても、試料ごとに異なるマススペクトルパターンが得られ、これらの判別が可能であることが分かった。マイクロ波照射を行うことで、各試料のマススペクトルに多くのピークが見られ、詳細な判別が可能となることが分かった。また、室温処理のデータとマイクロ波照射のデータとを組みわせて、より詳細な判別が可能となることも分かった。 The mass spectra obtained for each sample are shown in Figures 4 and 5. Figure 4 shows the mass spectra of samples A to C that were pretreated at room temperature. Figure 5 shows the mass spectra of samples A to C that were pretreated with microwave irradiation. For boiled cocoons, even with pretreatment at room temperature, different mass spectrum patterns were obtained for each sample, and it was found that these could be distinguished. By irradiating with microwaves, many peaks were observed in the mass spectrum of each sample, making detailed distinction possible. It was also found that by combining the data from room temperature treatment and the data from microwave irradiation, more detailed distinction was possible.

<実施例2 獣毛の分析>
アルパカ、アンゴラ、カシミヤ、ヒツジの毛糸からの繊維試料について、以下の前処理を行った。密閉可能な1.5mLのポリプロピレンチューブに2.5%ギ酸水溶液を100μL入れ、ここに試料を各1mg加えた。チューブを密閉して、ヒートブロックにセットし、90℃で3時間加熱した(加熱処理検体)。
Example 2: Analysis of animal hair
The following pretreatment was carried out on fiber samples from alpaca, angora, cashmere, and sheep wool. 100 μL of 2.5% formic acid solution was placed in a sealable 1.5 mL polypropylene tube, and 1 mg of each sample was added to the solution. The tube was sealed, placed in a heat block, and heated at 90° C. for 3 hours (heat-treated sample).

上記前処理とは別に、各検体について、実施例1と同様の方法でマイクロ波照射による前処理と室温前処理とを行った。各種前処理後の検体について、実施例1と同様の条件でマススペクトルを取得した。 In addition to the above pretreatment, each sample was pretreated by microwave irradiation and room temperature pretreatment in the same manner as in Example 1. Mass spectra were obtained for the samples after each pretreatment under the same conditions as in Example 1.

得られた各検体のマススペクトルを図6~9に示す。図6はアルパカのマススペクトル、図7はアンゴラのマススペクトル、図8はカシミヤのマススペクトル、図9はヒツジのマススペクトルを示す。図6~9のいずれにおいても(A)は加熱処理検体、(B)はマイクロ波処理検体、(C)は室温処理検体のマススペクトルを示す。いずれの試料においても、室温処理検体ではタンパク質の断片化がほとんど観察できなかったのに対して、加熱処理検体では多くの断片化ピークが観察された。また、アルパカ、カシミヤ及びヒツジにおいては、マイクロ波処理検体にも多くの断片化ピークが観察された。アンゴラのマイクロ波処理検体においても、微量であるが断片化のピークが観察された。これらの結果より、加熱処理又はマイクロ波処理を伴う前処理により、獣毛の由来種の判別が可能となることが分かった。 The mass spectra obtained for each sample are shown in Figures 6 to 9. Figure 6 shows the mass spectrum of alpaca, Figure 7 shows the mass spectrum of angora, Figure 8 shows the mass spectrum of cashmere, and Figure 9 shows the mass spectrum of sheep. In all of Figures 6 to 9, (A) shows the mass spectrum of a heat-treated sample, (B) shows the mass spectrum of a microwave-treated sample, and (C) shows the mass spectrum of a room temperature treated sample. In all samples, protein fragmentation was hardly observed in the room temperature treated sample, whereas many fragmentation peaks were observed in the heat-treated sample. Furthermore, many fragmentation peaks were observed in the microwave-treated samples of alpaca, cashmere, and sheep. Fragmentation peaks were also observed, although in trace amounts, in the microwave-treated sample of angora. These results demonstrate that pretreatment involving heat or microwave treatment makes it possible to identify the species of origin of animal hair.

<実施例3 羽毛の分析>
ウズラ、ニワトリ(プリマスロック)の羽毛試料各1mgについて、実施例1及び2と同様の条件で加熱処理検体、マイクロ波処理検体、室温処理検体を調製した。上記とは別に、ニワトリ(ブラバーダー)の羽毛について、前処理時間を1時間、3時間、5時間及び24時間に変更して各加熱処理検体を調製した。前処理後の各検体について、実施例1と同様の条件でマススペクトルを取得した。
Example 3: Feather analysis
For 1 mg each of quail and chicken (Plymouth Rock) feather samples, heat-treated samples, microwave-treated samples, and room temperature-treated samples were prepared under the same conditions as in Examples 1 and 2. Separately, chicken (Blabber) feather samples were prepared by changing the pretreatment time to 1 hour, 3 hours, 5 hours, and 24 hours to prepare heat-treated samples. Mass spectra were obtained for each pretreated sample under the same conditions as in Example 1.

図10にウズラの、図11にニワトリ(プリマスロック)の各種前処理条件でのマススペクトルを示す。図10及び図11のいずれにおいても(A)は加熱処理検体、(B)はマイクロ波処理検体、(C)は室温処理検体のマススペクトルを示す。ウズラでは、室温処理でもタンパク質の断片化が見られた。一方、ニワトリでは、室温処理検体にはタンパク質の断片化がほとんど見られなかったが、加熱処理検体及びマイクロ波処理検体では多数の断片化ピークが観察された。 Figure 10 shows the mass spectrum for quail, and Figure 11 shows the mass spectrum for chicken (Plymouth Rock) under various pretreatment conditions. In both Figures 10 and 11, (A) shows the mass spectrum for a heat-treated sample, (B) for a microwave-treated sample, and (C) for a sample treated at room temperature. In quail, protein fragmentation was observed even at room temperature. On the other hand, in chicken, almost no protein fragmentation was observed in the room temperature-treated sample, but many fragmentation peaks were observed in the heat-treated and microwave-treated samples.

図12は、ニワトリ(ブラバーダー)の加熱処理時間によるマススペクトルの変化を示す。図12において、(A)は前処理時間が1時間の検体、(B)は前処理時間が3時間の検体、(C)は前処理時間が5時間の検体、(D)は前処理時間が24時間の検体のマススペクトルを示す。加熱処理時間が3~5時間の時に多くの断片化ピークが観察されたが、24時間の処理を行うと断片化ピークが消失した。羽毛試料については、加熱処理は約3時間が至適であることが分かった。また、図11(A)に示すニワトリ(プリスマロック)の加熱処理検体と比較して、図12(B)に示すニワトリ(ブラバーダー)の3時間の加熱処理を行った検体が示すパターンが異なっていた。このことから、同じ生物種の羽毛であっても、異なる品種由来の羽毛であれば得られるマススペクトルパターンが異なり、本発明の方法が羽毛の品種判別にも使用可能であることが示された。 Figure 12 shows the change in mass spectrum depending on the heat treatment time of chicken (Blabada). In Figure 12, (A) shows the mass spectrum of a sample with a pretreatment time of 1 hour, (B) shows the mass spectrum of a sample with a pretreatment time of 3 hours, (C) shows the mass spectrum of a sample with a pretreatment time of 5 hours, and (D) shows the mass spectrum of a sample with a pretreatment time of 24 hours. Many fragmentation peaks were observed when the heat treatment time was 3 to 5 hours, but the fragmentation peaks disappeared after 24 hours of treatment. It was found that the optimal heat treatment time for feather samples was about 3 hours. In addition, the pattern shown by the chicken (Blabada) sample that was heat treated for 3 hours shown in Figure 12 (B) was different from that shown in Figure 11 (A) of the heat-treated chicken (Prismaroc). This shows that even if the feathers are from the same species, the mass spectrum patterns obtained will be different if they are from different breeds, and that the method of the present invention can also be used to distinguish the breed of feathers.

<実施例4 皮革の分析>
ウシの皮革としてグローブ紐、スイギュウの皮革として鞄の切片を試料として使用した。いずれの試料も、付着する着色料等を除去するため、70%エタノール溶液で5分間×3回洗浄し、乾燥させた。ウシの皮革試料1mgについて、前処理時間を15分間及び30分間とした以外は、実施例2と同様の手法で加熱処理検体を調製した。また、ウシ皮革試料1mgについて、前処理時間を5分間及び10分間とした以外は、実施例1と同法の手法でマイクロ波処理検体を調製した。室温処理検体は、実施例1と同様の手法で調製した。スイギュウの皮革試料1mgについて、前処理時間を30分間とした以外は、実施例2と同様の手法で加熱処理検体を調製した。前処理後の各検体について、実施例1と同様の条件でマススペクトルを取得した。
Example 4: Analysis of leather
As samples, glove strings were used as cowhide leather, and pieces of a bag were used as buffalo leather. In order to remove any adhering coloring agent, each sample was washed with 70% ethanol solution for 5 minutes three times and then dried. Heat-treated samples were prepared for 1 mg of cowhide leather sample in the same manner as in Example 2, except that the pretreatment time was 15 minutes and 30 minutes. Microwave-treated samples were prepared for 1 mg of cowhide leather sample in the same manner as in Example 1, except that the pretreatment time was 5 minutes and 10 minutes. Room temperature-treated samples were prepared in the same manner as in Example 1. Heat-treated samples were prepared for 1 mg of buffalo leather sample in the same manner as in Example 2, except that the pretreatment time was 30 minutes. Mass spectra were obtained for each sample after pretreatment under the same conditions as in Example 1.

図13に、ウシ皮革の室温処理検体、15分間加熱処理検体及び30分間加熱処理検体のマススペクトルを示す。図13において、(A)は室温処理検体、(B)は15分間加熱処理検体、(C)は30分間加熱処理検体のマススペクトルを示す。室温処理検体では、タンパク質の断片化は観察されなかった。一方、加熱処理検体では、30分間の処理で多くの断片化ピークが観察された。皮革試料については、短時間の加熱処理で断片化が進むことが分かった。 Figure 13 shows the mass spectra of cow leather samples treated at room temperature, heat treated for 15 minutes, and heat treated for 30 minutes. In Figure 13, (A) shows the mass spectrum of the sample treated at room temperature, (B) shows the mass spectrum of the sample treated for 15 minutes, and (C) shows the mass spectrum of the sample treated for 30 minutes. No protein fragmentation was observed in the room temperature treated sample. On the other hand, many fragmentation peaks were observed in the heat treated sample after 30 minutes of treatment. It was found that fragmentation progresses with short heat treatment of leather samples.

図14に、ウシ皮革の5分間マイクロ波処理検体及び10分間マイクロ波処理検体のマススペクトルを示す。図14において、(A)は5分間マイクロ波処理検体、(B)は10分間マイクロ波処理検体のマススペクトルを示す。皮革試料については、マイクロ波処理時間が長くなると断片が消失することが分かった。 Figure 14 shows the mass spectra of cowhide samples treated with microwaves for 5 minutes and 10 minutes. In Figure 14, (A) shows the mass spectrum of a sample treated with microwaves for 5 minutes, and (B) shows the mass spectrum of a sample treated with microwaves for 10 minutes. It was found that fragments of leather samples disappeared as the microwave treatment time increased.

図15に、スイギュウ皮革及びウシ皮革の30分間加熱処理試料のマススペクトルを示す。図15において(A)はスイギュウ皮革、(B)はウシ皮革のマススペクトルを示す。ウシ皮革とスイギュウ皮革で、得られるマススペクトルのパターンが大きく異なった。同じ条件の前処理及び分析を行うことで、皮革試料由来種の判別が可能であることが分かった。 Figure 15 shows the mass spectra of buffalo leather and cow leather samples that were heat-treated for 30 minutes. In Figure 15, (A) shows the mass spectrum of buffalo leather, and (B) shows the mass spectrum of cow leather. The mass spectrum patterns obtained for cow leather and buffalo leather were significantly different. It was found that by performing pretreatment and analysis under the same conditions, it is possible to distinguish the species originating from the leather sample.

<実施例5 ツノの分析>
ウシのツノとしてギターピック、スイギュウのツノとして水牛ボタン、エゾシカのツノとしてエゾシカボタンを、それぞれ試料として使用した。各試料をヤスリで削り、粉末状として使用した。各試料1mgについて、実施例2と同様の手法で加熱処理試料を調製した。前処理後の各試料について、実施例1と同様の条件でマススペクトルを取得した。
Example 5: Analysis of horns
A guitar pick was used as a cow's antler, a buffalo button as a water buffalo's antler, and a Yezo deer button as a Yezo deer's antler. Each sample was filed and used in powder form. A heat-treated sample was prepared from 1 mg of each sample in the same manner as in Example 2. Mass spectra were obtained from each pretreated sample under the same conditions as in Example 1.

図16に、各試料のマススペクトルを示す。図16において、(A)はエゾシカ、(B)はスイギュウ、(C)はウシのツノのマススペクトルを示す。いずれの試料においても、断片化ピークが複数観察された。各試料で得られるマススペクトルのパターンが大きく異なることから、ツノ試料の由来種の判別が可能であることが分かった。 Figure 16 shows the mass spectrum of each sample. In Figure 16, (A) shows the mass spectrum of the antlers of a Yezo deer, (B) shows the mass spectrum of the antlers of a water buffalo, and (C) shows the mass spectrum of the antlers of a cow. Multiple fragmentation peaks were observed in each sample. As the mass spectrum patterns obtained for each sample differed significantly, it was found that it was possible to distinguish the species from which the antler samples originated.

<実施例6 クモ糸の分析>
ジョロウグモの牽引糸及びコガネグモの卵嚢を試料として使用した。各試料について、実施例1及び2と同様の条件で加熱処理検体、マイクロ波処理検体及び室温処理検体を調製した。前処理後の試料について、実施例1と同様の条件でマススペクトルを取得した。
Example 6: Analysis of spider silk
The dragline of the spider Nephila orbicularis and the egg capsule of the orb spider were used as samples. For each sample, heat-treated samples, microwave-treated samples, and room temperature-treated samples were prepared under the same conditions as in Examples 1 and 2. Mass spectra were obtained for the pre-treated samples under the same conditions as in Example 1.

図17にジョロウグモの、図18にコガネグモの各試料のマススペクトルを示す。図17及び図18のいずれにおいても(A)は加熱処理検体、(B)はマイクロ波処理検体、(C)は室温処理検体のマススペクトルを示す。ジョロウグモでは、加熱処理検体に断片化ピークが観察されたが、マイクロ波処理検体及び室温処理検体では断片化が見られなかった。コガネグモでは、いずれの検体においても断片化ピークが観察された。室温処理検体とマイクロ波処理検体とで、パターンに大きな差はみられなかった。ジョロウグモとコガネグモとで得られるマススペクトルのパターンが大きく異なることから、クモ糸の由来種の判別が可能であることが分かった。 Figure 17 shows the mass spectrum of the samples from the Nephila orbiganja spider, and Figure 18 shows the mass spectrum of the samples from the Orbiganja orbiganja spider. In both Figures 17 and 18, (A) shows the mass spectrum of the heat-treated sample, (B) shows the mass spectrum of the microwave-treated sample, and (C) shows the mass spectrum of the room temperature treated sample. For the Nephila orbiganja spider, fragmentation peaks were observed in the heat-treated sample, but no fragmentation was observed in the microwave-treated and room temperature treated samples. For the Orbiganja orbiganja spider, fragmentation peaks were observed in all samples. No significant difference was observed in the patterns between the room temperature and microwave-treated samples. The large difference in the mass spectrum patterns obtained for the Nephila orbiganja spider and the Orbiganja orbiganja spider demonstrated that it is possible to distinguish the species of origin of spider silk.

本発明の方法及びシステムは、動物性素材を用いた繊維製品、被服製品又は装飾品の品質試験等に適用可能であり、養蚕業、畜産業、繊維業、アパレル産業等の多様な産業分野で利用可能である。 The method and system of the present invention can be applied to quality testing of textile products, clothing products, and decorative items made from animal materials, and can be used in a variety of industrial fields, including sericulture, livestock farming, textiles, and apparel.

1…試験システム
2…処理部
3…分析部
4…解析部
41…データ収集部
42…照合部
43…データベース
5…入力部
6…出力部
7…制御部
Reference Signs List 1 Test system 2 Processing section 3 Analysis section 4 Analysis section 41 Data collection section 42 Collation section 43 Database 5 Input section 6 Output section 7 Control section

Claims (8)

動物性素材の由来種、品種及び/又は品質を同定する方法であって、
a)動物性素材からなる試料を酸性化剤及び酸化剤からなる群より選択された少なくとも1つを含む前処理剤と接触させた状態で加熱する前処理工程;
b)前処理後の試料中に含まれるタンパク質及び/又はペプチド成分の質量分析を行う工程;及び
c)工程b)の結果に基づいて、動物性素材の由来種、品種及び/又は品質を定性的及び/又は定量的に解析する工程;を含み、
酵素処理を含まない、方法。
1. A method for identifying the species, variety and/or quality of animal material, comprising the steps of:
a) a pretreatment step of heating a sample made of an animal material in contact with a pretreatment agent containing at least one selected from the group consisting of an acidifying agent and an oxidizing agent;
b) performing mass spectrometry of protein and/or peptide components contained in the pretreated sample; and c) qualitatively and/or quantitatively analyzing the species, variety and/or quality of the animal material based on the results of step b);
The method does not include enzyme treatment .
前記前処理剤が、トリフルオロ酢酸、蟻酸、酢酸、硝酸、塩酸、ジフルオロ酢酸、モノフルオロ酢酸、プロピオン酸、酪酸、次亜塩素酸塩、過酸化水素、フッ化水素、ブロモ酢酸、オゾン、ハロゲン、二酸化塩素、又は二酸化マンガンからなる群より選択される少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the pretreatment agent comprises at least one selected from the group consisting of trifluoroacetic acid, formic acid, acetic acid, nitric acid, hydrochloric acid, difluoroacetic acid, monofluoroacetic acid, propionic acid, butyric acid, hypochlorite, hydrogen peroxide, hydrogen fluoride, bromoacetic acid, ozone, halogens, chlorine dioxide, and manganese dioxide. 工程b)において、前記分析が、MALDI-TOF-MSを含む、請求項1又は2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2 , wherein in step b), the analysis comprises MALDI-TOF-MS. 工程c)が、既知の由来種、品種及び/又は品質を有する複数の動物性素材からなる対照群について得られた分析結果を利用する、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。 4. The method according to claim 1, wherein step c) utilizes analytical results obtained on a control group of animal materials of known species, variety and/or quality. 工程c)が、既知の由来種、品種及び/又は品質を有する動物性素材について得られた分析結果を登録したデータベースを利用する、請求項に記載の方法。 5. The method according to claim 4 , wherein step c) utilizes a database containing analytical results obtained on animal material of known species, variety and/or quality. 以下を備える、動物性素材の由来種、品種及び/又は品質の同定のためのシステム。
-加熱手段を有し、動物性素材を含む試料を、酸性化剤及び酸化剤からなる群より選択された少なくとも1つを含む前処理剤と接触させた状態で加熱処理する、処理部;
前記処理部で前処理された試料中に含まれるタンパク質及び/またはペプチド成分の分析を行う、質量分析計を備える、分析部;及び
-前記分析部より出力された分析結果に基づいて、動物性素材の由来種、品種及び/又は品質を定性的及び/又は定量的に解析する、解析部。
1. A system for identification of the species, variety and/or quality of animal material, comprising:
a processing section having a heating means, which heat-treats a sample containing animal material in contact with a pretreatment agent containing at least one selected from the group consisting of an acidifying agent and an oxidizing agent;
- an analysis unit equipped with a mass spectrometer that analyzes protein and/or peptide components contained in the sample pretreated in the processing unit ; and - an analysis unit that qualitatively and/or quantitatively analyzes the species, variety and/or quality of the animal material based on the analysis results output from the analysis unit.
前記質量分析計は、MALDI-TOF-MS質量分析計である、請求項に記載のシステム。 The system of claim 6 , wherein the mass spectrometer is a MALDI-TOF-MS mass spectrometer. 前記解析部はデータベースを備え、前記データベースは、既知の由来種、品種及び/又は品質を有する複数の動物性素材からなる対照群について、得られた分析結果を予め登録したデータベースである、請求項6又は7に記載のシステム。 The system according to claim 6 or 7, wherein the analysis unit is provided with a database, the database being a database in which analytical results obtained for a control group consisting of a plurality of animal materials having known species, varieties and /or qualities are registered in advance.
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