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質量分析方法及び質量分析データ処理装置

国内特許コード P170013776
整理番号 (S2013-0831-N0)
掲載日 2017年3月15日
出願番号 特願2015-510136
登録番号 特許第6004359号
出願日 平成26年4月3日(2014.4.3)
登録日 平成28年9月16日(2016.9.16)
国際出願番号 JP2014059872
国際公開番号 WO2014163153
国際出願日 平成26年4月3日(2014.4.3)
国際公開日 平成26年10月9日(2014.10.9)
優先権データ
  • 特願2013-077545 (2013.4.3) JP
発明者
  • 田中 耕一
  • 岩本 慎一
  • 関谷 禎規
  • 高山 光男
出願人
  • 株式会社島津製作所
  • 公立大学法人横浜市立大学
発明の名称 質量分析方法及び質量分析データ処理装置
発明の概要 ISDマススペクトルにおいて、サンプル調製に用いたマトリクスの質量から2[Da]を差し引いた質量に一致する質量電荷比差を有するペアピークを探索する(S6)。ペプチドを対象とするMALDI-ISD分析では、ペプチド由来のz系列イオンにマトリクスのラジカルが結合したz+Matrix*イオンが生成され易いので、上記ペアピークが存在した場合、質量電荷比が小さいほうのピークはペプチドのz系列イオンであるとして帰属を定める(S7)。多数のピークの中の一部のピークについてイオンの種類が定まることで、例えばデータベース検索などによる配列推定の精度が向上する。これにより、MALDI-ISD分析で得られるISDマススペクトルに基づくペプチドやタンパク質の同定精度を向上させることができる。
従来技術、競合技術の概要


近年、タンパク質やペプチド、糖鎖、核酸などの生体由来の高分子化合物の同定や構造解析に、イオンに対する解離操作を伴う質量分析の手法が盛んに利用されている。イオンを解離させる手法としては、イオントラップやコリジョンセルを用いた衝突誘起解離(CID=Collision Induced Dissociation)がよく用いられているが、イオン源の種類によっては、インソース分解(ISD=In-Source Decay)と呼ばれる手法が用いられることがある。インソース分解はイオン化と同時に又はイオン化の直後にイオン化室内等で生じる開裂のことであり、よく知られているのは、電子イオン化法(EI)によるイオン化の際の分子イオンの開裂である。



MALDI法によるイオン化は一般にソフトなイオン化であると言われ、もともとイオン化に際して開裂を起こしにくいが、例えばレーザ光強度を高める等、イオン化の際のエネルギを高めることで、開裂が促進されることが知られている。特にタンパク質やペプチドを対象とした、MALDIイオン源におけるインソース分解では、レーザ光の照射によってマトリクスから発生した水素ラジカルによりペプチド主鎖のN-Cα結合の開裂が誘起され、主としてc系列イオン及びこれと対になるz系列イオンが生成することが知られている(非特許文献1参照)。こうした現象を利用して、MALDI飛行時間型質量分析計においてインソース分解で得られたマススペクトルを解析することにより、ペプチドのアミノ酸配列を推定するといった解析が行われている。
なお、以下の説明では、MALDIイオン源におけるインソース分解を利用した質量分析方法を「MALDI-ISD分析」と称す。



また、MALDIイオン源でのインソース分解の起こり易さは、サンプル調製に使用されるマトリクスにも依存しており、非特許文献1~3によれば、MALDI-ISD分析に適したマトリクスとして、2,5-ジヒドロキシ安息香酸(2,5-Dihydroxybenzoic acid:DHB)、1,5-ジアミノナフタレン(1,5-Diaminonaphtalene:DAN)、5-アミノ-1-ナフトール(5-Amino-1-naphtol:ANL)などが挙げられている。



上述したようにペプチドに対して得られたマススペクトルからアミノ酸配列を推定する際には、既知のアミノ酸配列が収録されたデータベースを用いた検索による手法やプロダクトイオンの質量電荷比差を検出して配列を決定する手法(デノボ(De novo)シーケンシング法)などが使用される(非特許文献6参照)。そうした解析の際には、マススペクトル上で観測されるピークの情報(質量電荷比及び強度)が利用され、一般的には、マススペクトルから得られるプロダクトイオンの情報が多いほど、ペプチドのアミノ酸配列推定の精度は向上する。



しかしながら、得られるプロダクトイオンの情報が多すぎたり、マススペクトルのピークパターンが複雑であったりすると、却ってペプチドのアミノ酸配列決定やタンパク質の同定を行えない(つまり同定不可となる)ことがある。その大きな理由の一つは、プロダクトイオン由来のピークの数が多すぎると、各ピークがどのような種類のプロダクトイオンに属するものであるのかの帰属が困難になるためである。

産業上の利用分野


本発明は、質量分析方法及び該方法に用いられる質量分析データ処理装置に関し、さらに詳しくは、マトリクス支援レーザ脱離イオン化(MALDI)イオン源を具備する質量分析装置を用いた質量分析方法及び該方法に用いられる質量分析データ処理装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
MALDIイオン源を具備する質量分析装置を用いた質量分析方法であって、
a)インソース分解を行うことで生成された目的物質由来のプロダクトイオンについてのマススペクトルデータを収集するデータ収集ステップと、
b)前記マススペクトルデータに基づいて得られるピークの中で、マトリクス由来の付加物に相当する質量電荷比差を有するペアピークを検出するペアピーク検出ステップと、
c)前記ペアピーク検出ステップで検出されたペアピークを構成する二本のピークのうちの質量電荷比が小さい方のピークを目的物質由来のz系列イオンピークであるとして識別するイオン識別ステップと、
を有することを特徴とする質量分析方法。

【請求項2】
MALDIイオン源を具備する質量分析装置を用いた質量分析方法であって、
a)安定同位体標識したマトリクスと非標識マトリクスとを混合したマトリクスを用いて調製したサンプルに対しインソース分解を行うことで生成された目的物質由来のプロダクトイオンについてのマススペクトルデータを収集するデータ収集ステップと、
b)前記マススペクトルデータに基づいて得られるピークの中で、マトリクス由来の付加物に相当する質量電荷比差と、安定同位体標識物質の質量と数とに相当する質量電荷比差とを有するトリプレットピークを検出するトリプレットピーク検出ステップと、
c)前記トリプレットピーク検出ステップで検出されたトリプレットピークを構成する三本のピークのうちの質量電荷比が最も小さいピークを目的物質由来のz系列イオンピークであるとして識別するイオン識別ステップと、
を有することを特徴とする質量分析方法。

【請求項3】
請求項2に記載の質量分析方法であって、
d)前記トリプレットピーク検出ステップで検出されたトリプレットピークを構成する三本のピークのうちの質量電荷比が2番目に小さいピークと質量電荷比が最も大きいピークとをそれぞれプリカーサイオンとしたMSn分析(nは2以上の整数)を実行してMSnスペクトルデータを収集するMSnスペクトルデータ収集ステップと、
e)前記MSnスペクトルデータにより得られる二つのMSnスペクトルを比較し、安定同位体標識物質の質量と数とに相当する質量電荷比差を有するピークを目的物質由来のa/b/c系列のイオンピークであるとして識別するイオン2次識別ステップと、
を有することを特徴とする質量分析方法。

【請求項4】
請求項3に記載の質量分析方法であって、
前記イオン2次識別ステップでは、前記MSnスペクトルデータにより得られる二つのMSnスペクトルを比較し、同一質量電荷比に現れるピークを目的物質由来のx/y/z系列のイオンピークであるとして識別することを特徴とする質量分析方法。

【請求項5】
請求項1又は2に記載の質量分析方法であって、
前記マトリクス由来の付加物に相当する質量電荷比差は、マトリクスの質量から二個の水素原子の質量を差し引いた値であることを特徴とする質量分析方法。

【請求項6】
MALDIイオン源を具備する質量分析装置において、インソース分解を行うことで生成された目的物質由来のプロダクトイオンについてのマススペクトルデータを処理する質量分析データ処理装置であって、
a)前記マススペクトルデータに基づいて得られるピークの中で、マトリクス由来の付加物に相当する質量電荷比差を有するペアピークを検出するペアピーク検出部と、
b)前記ペアピーク検出部により検出されたペアピークを構成する二本のピークのうちの質量電荷比が小さい方のピークを目的物質由来のz系列イオンピークであるとして識別するイオン識別部と、
を備えることを特徴とする質量分析データ処理装置。

【請求項7】
MALDIイオン源を具備する質量分析装置において、安定同位体標識したマトリクスと非標識マトリクスとを混合したマトリクスを用いて調製したサンプルに対しインソース分解を行うことで生成された目的物質由来のプロダクトイオンについてのマススペクトルデータを処理する質量分析データ処理装置であって、
a)前記マススペクトルデータに基づいて得られるピークの中で、マトリクス由来の付加物に相当する質量電荷比差と、安定同位体標識物質の質量と数とに相当する質量電荷比差とを有するトリプレットピークを検出するトリプレットピーク検出部と、
b)前記トリプレットピーク検出部により検出されたトリプレットピークを構成する三本のピークのうちの質量電荷比が最も小さいピークを目的物質由来のz系列イオンピークであるとして識別するイオン識別部と、
を備えることを特徴とする質量分析データ処理装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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