質量分析計によるアミノ酸分析方法
【課題】アミノ酸を質量分析計で分析する場合の試料の注入を効率的、かつ精度よく行うための試料の前処理方法を提供する。
【解決手段】アミノ酸、アミン、及び／又はペプチドからなる分析物を含む試料を質量分析法により分析する方法において、前記分析物を修飾試薬により誘導体化し、当該誘導体をマイクロチップ電気泳動に供し、そして、前記マイクロチップ電気泳動からの溶出液を質量分析計へ導入する。
【解決手段】アミノ酸、アミン、及び／又はペプチドからなる分析物を含む試料を質量分析法により分析する方法において、前記分析物を修飾試薬により誘導体化し、当該誘導体をマイクロチップ電気泳動に供し、そして、前記マイクロチップ電気泳動からの溶出液を質量分析計へ導入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質量分析計によるアミノ酸等の分析方法、特に、マイクロチップ電気泳動により分析試料を前処理して効率的にアミノ酸等を質量分析する方法、並びにそのための試料の供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アミノ酸を分析する方法は、アミノ酸アナライザーによる方法が最も精度が良く、普及している。しかし、その分析時間は１時間から２時間と非常に長いこと、及び１０〜５０ｐｍｏｌと感度が比較的低いことが課題である。感度の課題を克服するために、紫外標識や蛍光標識を行う方法が開発され、蛍光検出によりその感度は１００ｆｍｏｌ程度まで改善されているが、更なる感度向上が望まれている。また、分析時間の問題は解決していない。最近、蛍光標識と液体クロマトグラフィー質量分析計（以下、ＬＣ−ＭＳという。）を組み合わせることにより、感度向上に合わせて、分析時間の短縮が実現されている（特許文献１参照）。この方法を用いることにより、分析時間は２０分と大幅に短縮することができる。感度は、質量分析装置の性能に依存するが、高価なタンデム質量分析計を用いれば、数ｆｍｏｌ以下で定量が可能である。
【０００３】
しかしながら、アミノ酸分析のニーズは幅広く、更なる高感度化、高速化が望まれている。液体クロマトグラフィーを用いる上では、いずれの性能向上も限界に達しており、液体クロマトグラフィーを用いない新たな方法の開発が望まれている。
【０００４】
一方、イオン、有機酸、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、核酸、糖などの電荷を有する微量物質を分離する方法として、毛細管電気泳動が用いられる。毛細管電気泳動は、溶液中の荷電分子を分離する一般的な方法である。毛細管電気泳動（ＣＥ）とタンデム質量分析（ＭＳ／ＭＳ）を組み合わせたＣＥ／ＭＳ／ＭＳでアミノ酸分析を行う方法が知られている(非特許文献１参照）。この方法を用いても、分析時間は１５分、感度も数ｆｍｏｌと大幅な改善には至っていない。一方、従来の分析装置や反応装置をミニチュア化し、チップ基盤上に集積させたミクロ化統合分析システム（μ―ＴＡＳ）の研究開発が近年盛んであり、実用化レベルに達した。ガラス基板やポリマー系の基材に微細加工を施したマイクロチップを用いて、毛細管電気泳動を行う手法（マイクロチップ電気泳動：μチップＣＥ）がμ−ＴＡＳの主要技術となっている（非特許文献２及び３参照）。また、μチップＣＥに質量分析計を検出器として接続したμチップＣＥ／ＭＳは、非常に高感度でかつ質量情報を得ることができる優れた装置である。μチップＣＥ／ＭＳや毛細管電気泳動−ＭＳを用いることにより、アミノ酸やペプチドなどを９０秒〜１５分程度で分離分析することができる（特許文献２及び非特許文献４参照）。
【０００５】
μチップにおける試料移動および注入は、電位差を利用して行われる。サンプルや緩衝液や試薬などの入った複数のリザーバーを微細な流路で結び、リザーバー間の電圧差で、サンプルなどの荷電分子を移動させる方法が用いられる。μチップＣＥを用いて精度良く分離・定量分析を行うためには、サンプル注入量を正確に制御することが重要である。より正確にサンプルを注入するためにサンプル量調整用構造を有するマイクロチップが開発されている（特許文献３、５、及び６参照）。
【０００６】
一方、スプレーイオン化質量分析計は、高感度でかつ数秒で質量を測定できるスループットの高い分析装置である。質量分析計での短時間分析のボトルネックは、サンプル導入時間である。特に、既存のオートインジェクターで連続分析を行う場合、サンプル導入間に必要な時間は、最低でも１分以上かかってしまうため、質量分析計の性能を十分に活かすことができない。より高速に試料を質量分析計に供給するための方法としては、音響インジェクターを用いたシステムがある（特許文献４参照）。多検体の溶液試料を入れたマイクロウエルプレイトを用い、音響パルスにより、順次マイクロウエルプレイト内の試料から小滴を発生させ、質量分析計に供給する方法であるが、未だ実用化には至っていない。また、今後発展が期待されるμ−ＴＡＳとの組み合わせが原理的に不可能である。
【０００７】
【特許文献１】国際公開第０３／０６９３２８号パンフレット
【特許文献２】特開２００１−８３１１９号公報
【特許文献３】特表平１０−５０７５１６号公報
【特許文献４】特開２００４−２０５５１０号公報
【特許文献５】特開２００５−１６４２４２号公報
【特許文献６】特開２００１−２４２１３７号公報
【非特許文献１】曽我ら、Electrophoresis. 2004 Jul;25(13):1964-72
【非特許文献２】Gerard J. M. Bruin, Electrophoresis 2000,21,3931-3951
【非特許文献３】Lee,S.J. and Lee,S.Y.,Appl.Microbiol.Biotechnol.,2004,64,289-299
【非特許文献４】Y.Tachibana, K.Otsuka, S.Terabe, A. Arai, K. Suzuki, S. Nakamura, J. Chromatogra. A, 2004, 1025, 287-296
【非特許文献５】日本生化学会編、新生化学実験講座１ タンパク質ＩＶ構造活性相関第２章
【非特許文献６】日本化学会編、第４版実験化学講座２２、有機合成ＩＶ 酸・アミノ酸・ペプチド 第２章３項 保護アミノ酸の合成、丸善
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
マイクロチップを用いる分析方法において、サンプル注入する容量を正確に調整できる努力がなされている。一方、毛細管電気泳動は、測定対象物質の電気的性質の違いにより分離する技術である。従って、マイクロチップ電気泳動において分離流路にサンプルを導入する場合、測定対象物質の電気的性質の違いによって、その移動速度が異なってしまう。複数の化合物からなる混合試料の場合には、サンプル注入容量を一定にすることはできても、分離流路に導入される速度に違いがでることから、試料溶液中の化合物の存在比に変化を及ぼす恐れがある。この現象は、μチップＣＥを用いて定量分析を行う際の重大な問題点であり、検出ピークの信号強度を低下させる原因となる。特に、アミノ酸、糖、ペプチド、有機酸など、電気的性質が大きく異なる化合物の場合には、用いるバッファーのｐＨや塩濃度によって、大きく左右され、より深刻な課題である。
【０００９】
このような種々の課題を有する従来技術において、本発明は、アミノ酸を質量分析計で分析する場合の試料の注入を効率的、かつ精度よく行うための試料の前処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討し、アミノ酸を修飾試薬により誘導体化し、当該アミノ酸誘導体をマイクロチップ電気泳動に供した後に、質量分析計へ導入することによって、試料の注入が効率化され、かつ注入量の精度も向上することを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の内容を含む。
【００１１】
（１）アミノ酸、アミン、及び／又はペプチドからなる分析物を含む試料を質量分析法により分析する方法において、前記分析物を修飾試薬により誘導体化し、当該誘導体をマイクロチップ電気泳動に供し、そして、前記マイクロチップ電気泳動からの溶出液を質量分析計へ導入することを特徴とする分析方法。
【００１２】
（２）前記誘導体化する工程が、前記分析物のアミノ基又はイミノ基をカルバモイル基、チオカルバモイル基、３級アミン、及び４級アンモニウム塩の何れかへ変換することである（１）記載の分析方法。
【００１３】
（３）前記誘導体が、芳香族環を有する３級アミン又は４級アンモニウム塩の構造であって前記質量分析においてイオン化しやすい構造を有する（１）記載の方法。
【００１４】
（４）前記誘導体が、下記一般式（１）〜（９）の何れかで示される構造を有する（１）〜（３）何れか記載の分析方法。
【００１５】
【化１】
【００１６】
【化２】
【００１７】
【化３】
【００１８】
【化４】
【００１９】
【化５】
【００２０】
【化６】
【００２１】
【化７】
【００２２】
【化８】
【００２３】
【化９】
ただし、上記式（１）〜（９）において、Ｒはアミノ酸の側鎖である水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を表し、Ｒ１は置換基を有していてもよいアルキル基又は芳香族性を示す炭素環若しくは複素環を含む置換基を表し、Ｒ２とＲ３は相互に独立して置換基を有していてもよいアルキル基を表し、Ｒ２とＲ３は一緒になって環を形成してもよく、又はＲ２とＲ３の一方がペプチドのアミノ酸残基を表すとき他方は水素原子であってもよい。
【００２４】
（５）前記修飾試薬は、酢酸無水物、Ｎ−アセチルイミダゾール、Ｎ−アセチルスクシンイミド、Ｎ−アセチルイミドアセテート、Ｎ−アセチルイミダゾール、ボルトン−ハンター試薬、カルバメート化合物、イソチオシアネート化合物、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル、ダンシルクロライド、ダブシルクロライド、ダンシルフルオリド、及びＮＢＤ−Ｆ(4-Fluoro-7-nitrobenzofurazan)からなる群より選択される何れかの化合物である（１）〜（４）記載の分析方法。
【００２５】
（６）前記カルバメート化合物が、６−アミノキノリル−Ｎ−ヒドロキシスクシイミジルカルバメート（ＡＱＣ）、ｐ−ジメチルアミノアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＤＡＨＳ）、３−アミノピリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＡＰＤＳ）、ｐ−トリメチルアンモニウムアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメートアイオダイド（ＴＡＨＳ）、アミノピラジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、９−アミノアクリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、及び１−ナフチルアミノ−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメートからなる群より選択される何れかである（５）に記載の分析方法。
【００２６】
（７）前記イソチオシアネート化合物が、フェニルイソチオシアネート又はフロオロセインイソチオシアネートである（５）に記載の分析方法。
【００２７】
（８）前記質量分析計が、エレクトロスプレーイオン化質量分析計、大気圧化学イオン化質量分析計、コールドスプレーイオン化質量分析計又はレーザースプレーイオン化質量分析計である（１）〜（７）に記載のアミノ酸の分析方法。
【００２８】
（９）アミノ酸、アミン、及び／又はペプチドからなる複数の分析物を含む試料の分析装置への供給方法であって、前記分析物と修飾試薬とを反応させて上記一般式（１）〜（９）の何れかで示される誘導体を調製し、当該誘導体をマイクロチップ電気泳動装置により電気泳動し、前記マイクロチップ電気泳動からの溶出液を分析装置の注入口に供給することを特徴とする方法。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の方法によれば、質量分析計によりアミノ酸分析を行う際の試料の導入が効率化され、従来法に比較して短時間に多数の検体を分析できるようになる。また、注入精度も向上し、定量性も向上することとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
μ−ＴＡＳにおいて、電位差でサンプルを移動する場合、測定対象物質の電気的性質の違いによって、その移動速度が異なってしまう。複数の化合物からなる混合試料の場合には、サンプル注入容量を一定にすることはできても、注入部位までに到達する速度に違いがでることから、試料溶液中の化合物の存在比に変化を及ぼす恐れがある。この現象は、μ−ＴＡＳを用いる際、特に定量分析を行う際に、検出ピークの信号強度を低下させたり、定量性を損なう等の点で非常に重大な問題点である。特に、アミノ酸、糖、ペプチド、有機酸など、電気的性質が大きく異なる化合物の場合には、用いるバッファーのｐＨや塩濃度によって、大きく左右され、より深刻な課題である。アミノ酸、ペプチド、有機酸や核酸などの生体内分子のｐＫａは、中性付近を中心にして、多様性がある。このｐＫａの多様性が移動度の差となって現れる。特に、アミノ基とカルボキシル基を持つアミノ酸の場合、より顕著である。アミノ酸の種類によって、アミノ基のｐＫａは大きく異なる。そこで、本発明の方法は、アミノ基を修飾試薬で修飾し、塩基性を持たないようにするかあるいはよりｐＫａの大きな分子あるいは小さな分子を導入することで、ｐＫａの違いを低減することを可能にするものである。これにより、サンプル導入時の移動度の差を低減することができる。
【００３１】
本発明において、分析対象となる試料には、「アミノ酸、アミン（１級アミン、２級アミン等）、及び／又はペプチドからなる分析物」を含む。これらの分析物は、分子内にアミノ基及び／又はイミノ基を有する化合物（塩の形態でもよい。）であり、アミノ基やイミノ基は１個でも複数でもよい。また、試料中に存在する分析物は１種でも複数種の混合物でもよいが、複数の化合物が含まれている場合に本発明の効果が発揮される。具体的には、天然の２０種類のアミノ酸の他、ヒドロキシリジンやヒドロキシプロリン、又はホモシステインやホモセリン等の非天然アミノ酸、及びヒスタミンやオルニチン等のアミン類が含まれる。このような化合物を複数種含んでいてもよい。さらに、ジペプチドやトリペプチド等のアミノ酸が複数個連なったペプチドも本発明の分析物に含まれる。近年、タンパク質の網羅的解析を目的とするプロテオミクスが生命科学研究の分野で重要な役割を果たしている。一般的なプロテオミクスでは、解析対象のタンパク質をトリプシンで切断してペプチド断片にしてから質量分析計で測定される。トリプシンはタンパク質のリジン残基やアルギニン残基のカルボキシル末端で切断する酵素であるから生成するペプチドはＣ末端にリジン又はアルギニンを１残基のみ持つペプチドである。このようにして調製されたペプチドは、本発明に係る修飾試薬との反応部位が限定されているためアミノ酸やアミンと同様に本発明の方法により容易に分析することが可能である。
【００３２】
アミノ酸のアミノ基の誘導体化方法は、多くの手法が知られている（例えば、非特許文献５参照）。アミノ基の正電荷が保持される誘導体化法としては、グアニジル化やアミジン化がある。本発明の要点であるｐＫａの調節においては、アミノ基をカルバモイル化やアセチル化することによりカルバモイル基に変換すること、又はチオカルバモイル化することによりチオカルバモイル基に変換することが好ましい。アセチル化試薬としては、酢酸無水物、Ｎ−アセチルイミダゾール、Ｎ−アセチルスクシンイミドおよびＮ−アセチルイミドアセテート、Ｎ−アセチルイミダゾール、ボルトン−ハンター(Bolton-Hunter)試薬などがある。また、アミノ酸やペプチドのアミノ基標識に良く用いられているカルバメート化合物、イソチオシアネート化合物、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステルやアルキル化剤であるダンシルクロライド、ダブシルクロライド、ダンシルフルオリド、などを用いることができる。具体的には、アミノ酸と反応して上記式（１）のような誘導体を生ずるカルバメート化合物、より具体的には、６−アミノキノリル−Ｎ−ヒドロキシスクシイミジルカルバメート（ＡＱＣ）や、ｐ−ジメチルアミノアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＤＡＨＳ）、３−アミノピリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＡＰＤＳ）、ｐ−トリメチルアンモニウムアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメートアイオダイド（ＴＡＨＳ）、アミノピラジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、９−アミノアクリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、又は１−ナフチルアミノ−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート等がより好ましい。また、アミノ酸と反応して上記式（２）のような誘導体を生ずるイソチオシアネート化合物、より具体的には、フェニルイソチオシアネート、フロオロセインイソチオシアネートなどが挙げられる。さらに、アミノ基の保護基として一般的な、ベンジルオキシカルボニル（Ｚ）基、ｔ−ブトキシカルボニル（Ｂｏｃ）基、９−フルオレニルメトキシカルボニル（Ｆｍｏｃ）基などを導入し、カルバモイル基に変換することもできる（例えば、非特許文献６参照）。
【００３３】
また、質量分析の感度を向上させるためには、電荷を有する誘導体化がより好ましい。上述した荷電の調節作用を考慮すると芳香環３級アミンあるいは４級アンモニウム塩を有する誘導体がより好ましい。より具体的には、６−アミノキノリル−Ｎ−ヒドロキシスクシイミジルカルバメート（ＡＱＣ）やｐ−ジメチルアミノアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＤＡＨＳ）、３−アミノピリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＡＰＤＳ）、ｐ−トリメチルアンモニウムアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメートアイオダイド（ＴＡＨＳ）、アミノピラジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、９−アミノアクリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、又は１−ナフチルアミノ−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート等を用いることができ、質量分析での感度向上効果を併せて図ることができる。
【００３４】
誘導体化アミンまたはアミノ酸は、マイクロチップ電気泳動−質量分析計で分析することにより、検出、定量することができる。マイクロチップでの化合物の分離を行わなくとも質量分析計で質量分離することができるため、通常分離に用いられるマイクロチップの流路長を極力短くすることが可能であり、分析時間の大幅な短縮を実現できる。これにより、サンプルの構成成分の比率、濃度を変えずに、正確な容量を注入できるオートインジェクターとなる。以上の結果、本発明により、導入サンプル量の安定化、高感度化、高速化を同時に達成することが可能となる。
【００３５】
一方、マイクロチップ電気泳動において、毛細管電気泳動以外に、逆相系担体を用いる方法もある。これを併用することで、質量が同じ化合物、アミノ酸で例えればロイシンとイソロイシンの分離も可能になる。
【００３６】
一般的に、μ−ＴＡＳにおいて、サンプルや試薬を移動する際に、電位差を利用することがしばしばある。従って、本発明により、移動度の異なる化合物を均一な移動度にすることが可能となり、広くμ−ＴＡＳに応用することができる。
【００３７】
本発明において使用する質量分析法は、上記マイクロチップ電気泳動により溶出される試料を含んだ液体を霧状にして、霧化装置に注入してイオン化し、気相で測定する方法である。霧化装置としては、エレクトロスプレー−イオン化法（ＥＳＩ）、大気圧化学イオン化法（ＡＰＣＩ）、コールドスプレーイオン化質量分析計（ＣＳＩ）、レーザースプレーイオン化法（ＬＳＩ）等が在るがこれらに限定されない。生じたイオンは質量分析にかけられ、いろいろな電圧を電極にかけることによって、質量と電荷の比（ｍ／ｚ）によって分離される。この質量分析部は、分析データの感度や分解能、質量の正確さやマススペクトルデータから得られる情報の豊富さに重要な役割を果たしている。イオンの分離方法としては、現在、６種類の基本的なタイプに分類することができ、それらは、磁場型、電場型、イオントラップ型、飛行時間（ＴＯＦ）型、四重極型、及びフーリエ変換サイクロトロン型である。これらはそれぞれ長所と短所があり、単独で又は互いに連結して用いることができるが、ＥＳＩによるイオン化では通常、四重極質量分析部が用いられる。さらに、四重極を複数個直列につなぐことにより（ＭＳ／ＭＳ）多価イオンの測定と解釈が確実になる。
【００３８】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、これらの実施例は本発明を何ら限定するものではない。
【実施例１】
【００３９】
［アミノ酸の誘導体化］
１７種類のアミノ酸混合標準液、Ｈ型（Amino Acids Mixture Standard Solution, Type H：和光純薬社製）２０μＬを硼酸緩衝液（０．２Ｍ硼酸塩、ｐＨ８．８）６０μＬに添加し、よく混合した。この混合液に、６−アミノキノリル−Ｎ−ヒドロキシスクシイミジルカルバメート（ＡＱＣ）標識試薬溶液（３−５ｍｇのＡＱＣを１ｍｌのアセトニトリルに溶解あるいは日本ウォーターズ社製ＡｃｃＱ−Ｆｌｕｏｒ（登録商標）試薬キットの試薬粉末を１ｍｌの試薬希釈液に溶解）２０μＬを添加した。得られた混合物を５５℃で１０分間加熱した。誘導体化したアミノ酸混合物は、希釈緩衝液１０ｍＭ（ＮＨ４）２ＣＯ３（ｐＨ８．７）にて希釈して、μチップ電気泳動質量分析計で測定を行った。
【００４０】
［μチップ電気泳動質量分析計によるアミノ基修飾アミノ酸の測定］
μチップ電気泳動質量分析計は、市販の質量分析計にＥＳＩエミッタを装着したμチップ電気泳動装置（特許文献２及び非特許文献４に開示された装置と同様である。）を接続して使用した。
【００４１】
［μチップ電気泳動の条件］
マイクロチップの材質は石英であり、流路形状は流路幅８２μｍ、流路深さ３６μｍ、分離流路長さ５９ｍｍであった。流路表面処理としては、Positive EOF（アルカリによるシラノール活性化）あるいは、Negative EOF（ＰｏｌｙＥ−３２３コーティングしたもの）を使用した。ＥＳＩエミッタとしては、Picotip(New Objectve社製、FS360-50-15-N)を使用した。
【００４２】
［電気泳動条件］
サンプル導入：Gate Injection法
電位勾配 ：＋４００Ｖ／ｃｍ（Positive EOF）
−４００Ｖ／ｃｍ（Negative EOF）
Ｇａｔｅ比 ：２．０
ＥＳＩ電圧 ：３．０ｋＶ
【００４３】
［質量析計の測定条件］
測定機器 ：ＥＳＩ−Ｑ−ｔｏｆ−２（Micromass社）
測定質量範囲 ：ｍ／ｚ １６０−８００
スキャン時間 ：１秒（１秒間積算したものが１スキャン）
スキャン間の時間：０．１秒
コーン電圧 ：３０Ｖ
コリジョン電圧 ：１０Ｖ
データ処理 ：MassLynx v.3.5（Micromass社）
【００４４】
［結果］
図１に１７種類のアミノ酸を同時にＡＱＣ化したサンプルをコーティングしていないマイクロチップを用いて、分析したときのマスエレクトロフェログラムを示した。１分間隔で、１秒間Gate Injection法でサンプルを導入した。１７種類全てのＡＱＣ化アミノ酸を１分間隔で検出することができた。
【００４５】
このときのサンプル導入間隔の再現性を以下の表１に示した。５回測定したときの再現性は、全てのアミノ酸について非常に精度がよかった。
【００４６】
【表１】
【００４７】
同じく、ピーク面積すなわち定量性の再現性を表２に示した。５回測定したとき、全てのアミノ酸で非常に高い再現性を示した。
【００４８】
【表２】
【実施例２】
【００４９】
実施例１と同じ方法により１７種類のアミノ酸を同時にＡＱＣ化したサンプルをＰｏｌｙＥ−３２３コーティングしたマイクロチップを用いて、質量分析に２分間隔で１秒間導入したときのマスエレクトロフェログラムとマススペクトルを図２に示した。２分間隔で精度良く、ＡＱＣ化アミノ酸を検出することができた。
【実施例３】
【００５０】
実施例１と同じ方法により、Ｌｅｕ，Ｇｌｕ，Ｐｈｅ，Ａｒｇの４種類のアミノ酸混合物をＡＱＣ化したサンプルをＰｏｌｙＥ−３２３コーティングしたマイクロチップを用いて、質量分析に１５秒間隔で１秒間導入したときのマスエレクトロフェログラムを図３に示した。１５秒間隔でも正確にサンプルを導入することができ、質量を測定できた。本実施例では１５秒間隔でのサンプル導入を行ったが、２〜３秒間隔でも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１において、１７種類のアミノ酸を分析したときのマスエレクトロフェログラムである。
【図２】実施例２において、１７種類のアミノ酸を分析したときのマスエレクトロフェログラム（左）とマススペクトル（右）である。
【図３】実施例３において、４種類のアミノ酸混合物を分析したときのマスエレクトロフェログラムである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質量分析計によるアミノ酸等の分析方法、特に、マイクロチップ電気泳動により分析試料を前処理して効率的にアミノ酸等を質量分析する方法、並びにそのための試料の供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アミノ酸を分析する方法は、アミノ酸アナライザーによる方法が最も精度が良く、普及している。しかし、その分析時間は１時間から２時間と非常に長いこと、及び１０〜５０ｐｍｏｌと感度が比較的低いことが課題である。感度の課題を克服するために、紫外標識や蛍光標識を行う方法が開発され、蛍光検出によりその感度は１００ｆｍｏｌ程度まで改善されているが、更なる感度向上が望まれている。また、分析時間の問題は解決していない。最近、蛍光標識と液体クロマトグラフィー質量分析計（以下、ＬＣ−ＭＳという。）を組み合わせることにより、感度向上に合わせて、分析時間の短縮が実現されている（特許文献１参照）。この方法を用いることにより、分析時間は２０分と大幅に短縮することができる。感度は、質量分析装置の性能に依存するが、高価なタンデム質量分析計を用いれば、数ｆｍｏｌ以下で定量が可能である。
【０００３】
しかしながら、アミノ酸分析のニーズは幅広く、更なる高感度化、高速化が望まれている。液体クロマトグラフィーを用いる上では、いずれの性能向上も限界に達しており、液体クロマトグラフィーを用いない新たな方法の開発が望まれている。
【０００４】
一方、イオン、有機酸、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、核酸、糖などの電荷を有する微量物質を分離する方法として、毛細管電気泳動が用いられる。毛細管電気泳動は、溶液中の荷電分子を分離する一般的な方法である。毛細管電気泳動（ＣＥ）とタンデム質量分析（ＭＳ／ＭＳ）を組み合わせたＣＥ／ＭＳ／ＭＳでアミノ酸分析を行う方法が知られている(非特許文献１参照）。この方法を用いても、分析時間は１５分、感度も数ｆｍｏｌと大幅な改善には至っていない。一方、従来の分析装置や反応装置をミニチュア化し、チップ基盤上に集積させたミクロ化統合分析システム（μ―ＴＡＳ）の研究開発が近年盛んであり、実用化レベルに達した。ガラス基板やポリマー系の基材に微細加工を施したマイクロチップを用いて、毛細管電気泳動を行う手法（マイクロチップ電気泳動：μチップＣＥ）がμ−ＴＡＳの主要技術となっている（非特許文献２及び３参照）。また、μチップＣＥに質量分析計を検出器として接続したμチップＣＥ／ＭＳは、非常に高感度でかつ質量情報を得ることができる優れた装置である。μチップＣＥ／ＭＳや毛細管電気泳動−ＭＳを用いることにより、アミノ酸やペプチドなどを９０秒〜１５分程度で分離分析することができる（特許文献２及び非特許文献４参照）。
【０００５】
μチップにおける試料移動および注入は、電位差を利用して行われる。サンプルや緩衝液や試薬などの入った複数のリザーバーを微細な流路で結び、リザーバー間の電圧差で、サンプルなどの荷電分子を移動させる方法が用いられる。μチップＣＥを用いて精度良く分離・定量分析を行うためには、サンプル注入量を正確に制御することが重要である。より正確にサンプルを注入するためにサンプル量調整用構造を有するマイクロチップが開発されている（特許文献３、５、及び６参照）。
【０００６】
一方、スプレーイオン化質量分析計は、高感度でかつ数秒で質量を測定できるスループットの高い分析装置である。質量分析計での短時間分析のボトルネックは、サンプル導入時間である。特に、既存のオートインジェクターで連続分析を行う場合、サンプル導入間に必要な時間は、最低でも１分以上かかってしまうため、質量分析計の性能を十分に活かすことができない。より高速に試料を質量分析計に供給するための方法としては、音響インジェクターを用いたシステムがある（特許文献４参照）。多検体の溶液試料を入れたマイクロウエルプレイトを用い、音響パルスにより、順次マイクロウエルプレイト内の試料から小滴を発生させ、質量分析計に供給する方法であるが、未だ実用化には至っていない。また、今後発展が期待されるμ−ＴＡＳとの組み合わせが原理的に不可能である。
【０００７】
【特許文献１】国際公開第０３／０６９３２８号パンフレット
【特許文献２】特開２００１−８３１１９号公報
【特許文献３】特表平１０−５０７５１６号公報
【特許文献４】特開２００４−２０５５１０号公報
【特許文献５】特開２００５−１６４２４２号公報
【特許文献６】特開２００１−２４２１３７号公報
【非特許文献１】曽我ら、Electrophoresis. 2004 Jul;25(13):1964-72
【非特許文献２】Gerard J. M. Bruin, Electrophoresis 2000,21,3931-3951
【非特許文献３】Lee,S.J. and Lee,S.Y.,Appl.Microbiol.Biotechnol.,2004,64,289-299
【非特許文献４】Y.Tachibana, K.Otsuka, S.Terabe, A. Arai, K. Suzuki, S. Nakamura, J. Chromatogra. A, 2004, 1025, 287-296
【非特許文献５】日本生化学会編、新生化学実験講座１ タンパク質ＩＶ構造活性相関第２章
【非特許文献６】日本化学会編、第４版実験化学講座２２、有機合成ＩＶ 酸・アミノ酸・ペプチド 第２章３項 保護アミノ酸の合成、丸善
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
マイクロチップを用いる分析方法において、サンプル注入する容量を正確に調整できる努力がなされている。一方、毛細管電気泳動は、測定対象物質の電気的性質の違いにより分離する技術である。従って、マイクロチップ電気泳動において分離流路にサンプルを導入する場合、測定対象物質の電気的性質の違いによって、その移動速度が異なってしまう。複数の化合物からなる混合試料の場合には、サンプル注入容量を一定にすることはできても、分離流路に導入される速度に違いがでることから、試料溶液中の化合物の存在比に変化を及ぼす恐れがある。この現象は、μチップＣＥを用いて定量分析を行う際の重大な問題点であり、検出ピークの信号強度を低下させる原因となる。特に、アミノ酸、糖、ペプチド、有機酸など、電気的性質が大きく異なる化合物の場合には、用いるバッファーのｐＨや塩濃度によって、大きく左右され、より深刻な課題である。
【０００９】
このような種々の課題を有する従来技術において、本発明は、アミノ酸を質量分析計で分析する場合の試料の注入を効率的、かつ精度よく行うための試料の前処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討し、アミノ酸を修飾試薬により誘導体化し、当該アミノ酸誘導体をマイクロチップ電気泳動に供した後に、質量分析計へ導入することによって、試料の注入が効率化され、かつ注入量の精度も向上することを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の内容を含む。
【００１１】
（１）アミノ酸、アミン、及び／又はペプチドからなる分析物を含む試料を質量分析法により分析する方法において、前記分析物を修飾試薬により誘導体化し、当該誘導体をマイクロチップ電気泳動に供し、そして、前記マイクロチップ電気泳動からの溶出液を質量分析計へ導入することを特徴とする分析方法。
【００１２】
（２）前記誘導体化する工程が、前記分析物のアミノ基又はイミノ基をカルバモイル基、チオカルバモイル基、３級アミン、及び４級アンモニウム塩の何れかへ変換することである（１）記載の分析方法。
【００１３】
（３）前記誘導体が、芳香族環を有する３級アミン又は４級アンモニウム塩の構造であって前記質量分析においてイオン化しやすい構造を有する（１）記載の方法。
【００１４】
（４）前記誘導体が、下記一般式（１）〜（９）の何れかで示される構造を有する（１）〜（３）何れか記載の分析方法。
【００１５】
【化１】
【００１６】
【化２】
【００１７】
【化３】
【００１８】
【化４】
【００１９】
【化５】
【００２０】
【化６】
【００２１】
【化７】
【００２２】
【化８】
【００２３】
【化９】
ただし、上記式（１）〜（９）において、Ｒはアミノ酸の側鎖である水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を表し、Ｒ１は置換基を有していてもよいアルキル基又は芳香族性を示す炭素環若しくは複素環を含む置換基を表し、Ｒ２とＲ３は相互に独立して置換基を有していてもよいアルキル基を表し、Ｒ２とＲ３は一緒になって環を形成してもよく、又はＲ２とＲ３の一方がペプチドのアミノ酸残基を表すとき他方は水素原子であってもよい。
【００２４】
（５）前記修飾試薬は、酢酸無水物、Ｎ−アセチルイミダゾール、Ｎ−アセチルスクシンイミド、Ｎ−アセチルイミドアセテート、Ｎ−アセチルイミダゾール、ボルトン−ハンター試薬、カルバメート化合物、イソチオシアネート化合物、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル、ダンシルクロライド、ダブシルクロライド、ダンシルフルオリド、及びＮＢＤ−Ｆ(4-Fluoro-7-nitrobenzofurazan)からなる群より選択される何れかの化合物である（１）〜（４）記載の分析方法。
【００２５】
（６）前記カルバメート化合物が、６−アミノキノリル−Ｎ−ヒドロキシスクシイミジルカルバメート（ＡＱＣ）、ｐ−ジメチルアミノアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＤＡＨＳ）、３−アミノピリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＡＰＤＳ）、ｐ−トリメチルアンモニウムアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメートアイオダイド（ＴＡＨＳ）、アミノピラジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、９−アミノアクリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、及び１−ナフチルアミノ−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメートからなる群より選択される何れかである（５）に記載の分析方法。
【００２６】
（７）前記イソチオシアネート化合物が、フェニルイソチオシアネート又はフロオロセインイソチオシアネートである（５）に記載の分析方法。
【００２７】
（８）前記質量分析計が、エレクトロスプレーイオン化質量分析計、大気圧化学イオン化質量分析計、コールドスプレーイオン化質量分析計又はレーザースプレーイオン化質量分析計である（１）〜（７）に記載のアミノ酸の分析方法。
【００２８】
（９）アミノ酸、アミン、及び／又はペプチドからなる複数の分析物を含む試料の分析装置への供給方法であって、前記分析物と修飾試薬とを反応させて上記一般式（１）〜（９）の何れかで示される誘導体を調製し、当該誘導体をマイクロチップ電気泳動装置により電気泳動し、前記マイクロチップ電気泳動からの溶出液を分析装置の注入口に供給することを特徴とする方法。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の方法によれば、質量分析計によりアミノ酸分析を行う際の試料の導入が効率化され、従来法に比較して短時間に多数の検体を分析できるようになる。また、注入精度も向上し、定量性も向上することとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
μ−ＴＡＳにおいて、電位差でサンプルを移動する場合、測定対象物質の電気的性質の違いによって、その移動速度が異なってしまう。複数の化合物からなる混合試料の場合には、サンプル注入容量を一定にすることはできても、注入部位までに到達する速度に違いがでることから、試料溶液中の化合物の存在比に変化を及ぼす恐れがある。この現象は、μ−ＴＡＳを用いる際、特に定量分析を行う際に、検出ピークの信号強度を低下させたり、定量性を損なう等の点で非常に重大な問題点である。特に、アミノ酸、糖、ペプチド、有機酸など、電気的性質が大きく異なる化合物の場合には、用いるバッファーのｐＨや塩濃度によって、大きく左右され、より深刻な課題である。アミノ酸、ペプチド、有機酸や核酸などの生体内分子のｐＫａは、中性付近を中心にして、多様性がある。このｐＫａの多様性が移動度の差となって現れる。特に、アミノ基とカルボキシル基を持つアミノ酸の場合、より顕著である。アミノ酸の種類によって、アミノ基のｐＫａは大きく異なる。そこで、本発明の方法は、アミノ基を修飾試薬で修飾し、塩基性を持たないようにするかあるいはよりｐＫａの大きな分子あるいは小さな分子を導入することで、ｐＫａの違いを低減することを可能にするものである。これにより、サンプル導入時の移動度の差を低減することができる。
【００３１】
本発明において、分析対象となる試料には、「アミノ酸、アミン（１級アミン、２級アミン等）、及び／又はペプチドからなる分析物」を含む。これらの分析物は、分子内にアミノ基及び／又はイミノ基を有する化合物（塩の形態でもよい。）であり、アミノ基やイミノ基は１個でも複数でもよい。また、試料中に存在する分析物は１種でも複数種の混合物でもよいが、複数の化合物が含まれている場合に本発明の効果が発揮される。具体的には、天然の２０種類のアミノ酸の他、ヒドロキシリジンやヒドロキシプロリン、又はホモシステインやホモセリン等の非天然アミノ酸、及びヒスタミンやオルニチン等のアミン類が含まれる。このような化合物を複数種含んでいてもよい。さらに、ジペプチドやトリペプチド等のアミノ酸が複数個連なったペプチドも本発明の分析物に含まれる。近年、タンパク質の網羅的解析を目的とするプロテオミクスが生命科学研究の分野で重要な役割を果たしている。一般的なプロテオミクスでは、解析対象のタンパク質をトリプシンで切断してペプチド断片にしてから質量分析計で測定される。トリプシンはタンパク質のリジン残基やアルギニン残基のカルボキシル末端で切断する酵素であるから生成するペプチドはＣ末端にリジン又はアルギニンを１残基のみ持つペプチドである。このようにして調製されたペプチドは、本発明に係る修飾試薬との反応部位が限定されているためアミノ酸やアミンと同様に本発明の方法により容易に分析することが可能である。
【００３２】
アミノ酸のアミノ基の誘導体化方法は、多くの手法が知られている（例えば、非特許文献５参照）。アミノ基の正電荷が保持される誘導体化法としては、グアニジル化やアミジン化がある。本発明の要点であるｐＫａの調節においては、アミノ基をカルバモイル化やアセチル化することによりカルバモイル基に変換すること、又はチオカルバモイル化することによりチオカルバモイル基に変換することが好ましい。アセチル化試薬としては、酢酸無水物、Ｎ−アセチルイミダゾール、Ｎ−アセチルスクシンイミドおよびＮ−アセチルイミドアセテート、Ｎ−アセチルイミダゾール、ボルトン−ハンター(Bolton-Hunter)試薬などがある。また、アミノ酸やペプチドのアミノ基標識に良く用いられているカルバメート化合物、イソチオシアネート化合物、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステルやアルキル化剤であるダンシルクロライド、ダブシルクロライド、ダンシルフルオリド、などを用いることができる。具体的には、アミノ酸と反応して上記式（１）のような誘導体を生ずるカルバメート化合物、より具体的には、６−アミノキノリル−Ｎ−ヒドロキシスクシイミジルカルバメート（ＡＱＣ）や、ｐ−ジメチルアミノアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＤＡＨＳ）、３−アミノピリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＡＰＤＳ）、ｐ−トリメチルアンモニウムアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメートアイオダイド（ＴＡＨＳ）、アミノピラジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、９−アミノアクリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、又は１−ナフチルアミノ−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート等がより好ましい。また、アミノ酸と反応して上記式（２）のような誘導体を生ずるイソチオシアネート化合物、より具体的には、フェニルイソチオシアネート、フロオロセインイソチオシアネートなどが挙げられる。さらに、アミノ基の保護基として一般的な、ベンジルオキシカルボニル（Ｚ）基、ｔ−ブトキシカルボニル（Ｂｏｃ）基、９−フルオレニルメトキシカルボニル（Ｆｍｏｃ）基などを導入し、カルバモイル基に変換することもできる（例えば、非特許文献６参照）。
【００３３】
また、質量分析の感度を向上させるためには、電荷を有する誘導体化がより好ましい。上述した荷電の調節作用を考慮すると芳香環３級アミンあるいは４級アンモニウム塩を有する誘導体がより好ましい。より具体的には、６−アミノキノリル−Ｎ−ヒドロキシスクシイミジルカルバメート（ＡＱＣ）やｐ−ジメチルアミノアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＤＡＨＳ）、３−アミノピリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＡＰＤＳ）、ｐ−トリメチルアンモニウムアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメートアイオダイド（ＴＡＨＳ）、アミノピラジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、９−アミノアクリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、又は１−ナフチルアミノ−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート等を用いることができ、質量分析での感度向上効果を併せて図ることができる。
【００３４】
誘導体化アミンまたはアミノ酸は、マイクロチップ電気泳動−質量分析計で分析することにより、検出、定量することができる。マイクロチップでの化合物の分離を行わなくとも質量分析計で質量分離することができるため、通常分離に用いられるマイクロチップの流路長を極力短くすることが可能であり、分析時間の大幅な短縮を実現できる。これにより、サンプルの構成成分の比率、濃度を変えずに、正確な容量を注入できるオートインジェクターとなる。以上の結果、本発明により、導入サンプル量の安定化、高感度化、高速化を同時に達成することが可能となる。
【００３５】
一方、マイクロチップ電気泳動において、毛細管電気泳動以外に、逆相系担体を用いる方法もある。これを併用することで、質量が同じ化合物、アミノ酸で例えればロイシンとイソロイシンの分離も可能になる。
【００３６】
一般的に、μ−ＴＡＳにおいて、サンプルや試薬を移動する際に、電位差を利用することがしばしばある。従って、本発明により、移動度の異なる化合物を均一な移動度にすることが可能となり、広くμ−ＴＡＳに応用することができる。
【００３７】
本発明において使用する質量分析法は、上記マイクロチップ電気泳動により溶出される試料を含んだ液体を霧状にして、霧化装置に注入してイオン化し、気相で測定する方法である。霧化装置としては、エレクトロスプレー−イオン化法（ＥＳＩ）、大気圧化学イオン化法（ＡＰＣＩ）、コールドスプレーイオン化質量分析計（ＣＳＩ）、レーザースプレーイオン化法（ＬＳＩ）等が在るがこれらに限定されない。生じたイオンは質量分析にかけられ、いろいろな電圧を電極にかけることによって、質量と電荷の比（ｍ／ｚ）によって分離される。この質量分析部は、分析データの感度や分解能、質量の正確さやマススペクトルデータから得られる情報の豊富さに重要な役割を果たしている。イオンの分離方法としては、現在、６種類の基本的なタイプに分類することができ、それらは、磁場型、電場型、イオントラップ型、飛行時間（ＴＯＦ）型、四重極型、及びフーリエ変換サイクロトロン型である。これらはそれぞれ長所と短所があり、単独で又は互いに連結して用いることができるが、ＥＳＩによるイオン化では通常、四重極質量分析部が用いられる。さらに、四重極を複数個直列につなぐことにより（ＭＳ／ＭＳ）多価イオンの測定と解釈が確実になる。
【００３８】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、これらの実施例は本発明を何ら限定するものではない。
【実施例１】
【００３９】
［アミノ酸の誘導体化］
１７種類のアミノ酸混合標準液、Ｈ型（Amino Acids Mixture Standard Solution, Type H：和光純薬社製）２０μＬを硼酸緩衝液（０．２Ｍ硼酸塩、ｐＨ８．８）６０μＬに添加し、よく混合した。この混合液に、６−アミノキノリル−Ｎ−ヒドロキシスクシイミジルカルバメート（ＡＱＣ）標識試薬溶液（３−５ｍｇのＡＱＣを１ｍｌのアセトニトリルに溶解あるいは日本ウォーターズ社製ＡｃｃＱ−Ｆｌｕｏｒ（登録商標）試薬キットの試薬粉末を１ｍｌの試薬希釈液に溶解）２０μＬを添加した。得られた混合物を５５℃で１０分間加熱した。誘導体化したアミノ酸混合物は、希釈緩衝液１０ｍＭ（ＮＨ４）２ＣＯ３（ｐＨ８．７）にて希釈して、μチップ電気泳動質量分析計で測定を行った。
【００４０】
［μチップ電気泳動質量分析計によるアミノ基修飾アミノ酸の測定］
μチップ電気泳動質量分析計は、市販の質量分析計にＥＳＩエミッタを装着したμチップ電気泳動装置（特許文献２及び非特許文献４に開示された装置と同様である。）を接続して使用した。
【００４１】
［μチップ電気泳動の条件］
マイクロチップの材質は石英であり、流路形状は流路幅８２μｍ、流路深さ３６μｍ、分離流路長さ５９ｍｍであった。流路表面処理としては、Positive EOF（アルカリによるシラノール活性化）あるいは、Negative EOF（ＰｏｌｙＥ−３２３コーティングしたもの）を使用した。ＥＳＩエミッタとしては、Picotip(New Objectve社製、FS360-50-15-N)を使用した。
【００４２】
［電気泳動条件］
サンプル導入：Gate Injection法
電位勾配 ：＋４００Ｖ／ｃｍ（Positive EOF）
−４００Ｖ／ｃｍ（Negative EOF）
Ｇａｔｅ比 ：２．０
ＥＳＩ電圧 ：３．０ｋＶ
【００４３】
［質量析計の測定条件］
測定機器 ：ＥＳＩ−Ｑ−ｔｏｆ−２（Micromass社）
測定質量範囲 ：ｍ／ｚ １６０−８００
スキャン時間 ：１秒（１秒間積算したものが１スキャン）
スキャン間の時間：０．１秒
コーン電圧 ：３０Ｖ
コリジョン電圧 ：１０Ｖ
データ処理 ：MassLynx v.3.5（Micromass社）
【００４４】
［結果］
図１に１７種類のアミノ酸を同時にＡＱＣ化したサンプルをコーティングしていないマイクロチップを用いて、分析したときのマスエレクトロフェログラムを示した。１分間隔で、１秒間Gate Injection法でサンプルを導入した。１７種類全てのＡＱＣ化アミノ酸を１分間隔で検出することができた。
【００４５】
このときのサンプル導入間隔の再現性を以下の表１に示した。５回測定したときの再現性は、全てのアミノ酸について非常に精度がよかった。
【００４６】
【表１】
【００４７】
同じく、ピーク面積すなわち定量性の再現性を表２に示した。５回測定したとき、全てのアミノ酸で非常に高い再現性を示した。
【００４８】
【表２】
【実施例２】
【００４９】
実施例１と同じ方法により１７種類のアミノ酸を同時にＡＱＣ化したサンプルをＰｏｌｙＥ−３２３コーティングしたマイクロチップを用いて、質量分析に２分間隔で１秒間導入したときのマスエレクトロフェログラムとマススペクトルを図２に示した。２分間隔で精度良く、ＡＱＣ化アミノ酸を検出することができた。
【実施例３】
【００５０】
実施例１と同じ方法により、Ｌｅｕ，Ｇｌｕ，Ｐｈｅ，Ａｒｇの４種類のアミノ酸混合物をＡＱＣ化したサンプルをＰｏｌｙＥ−３２３コーティングしたマイクロチップを用いて、質量分析に１５秒間隔で１秒間導入したときのマスエレクトロフェログラムを図３に示した。１５秒間隔でも正確にサンプルを導入することができ、質量を測定できた。本実施例では１５秒間隔でのサンプル導入を行ったが、２〜３秒間隔でも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１において、１７種類のアミノ酸を分析したときのマスエレクトロフェログラムである。
【図２】実施例２において、１７種類のアミノ酸を分析したときのマスエレクトロフェログラム（左）とマススペクトル（右）である。
【図３】実施例３において、４種類のアミノ酸混合物を分析したときのマスエレクトロフェログラムである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アミノ酸、アミン、及び／又はペプチドからなる分析物を含む試料を質量分析法により分析する方法において、前記分析物を修飾試薬により誘導体化し、当該誘導体をマイクロチップ電気泳動に供し、そして、前記マイクロチップ電気泳動からの溶出液を質量分析計へ導入することを特徴とする分析方法。
【請求項２】
前記誘導体化する工程は、前記分析物のアミノ基又はイミノ基をカルバモイル基、チオカルバモイル基、３級アミン、及び４級アンモニウム塩の何れかへ変換することである請求項１に記載の分析方法。
【請求項３】
前記誘導体が、芳香族環を有する３級アミン又は４級アンモニウム塩の構造であって前記質量分析においてイオン化しやすい構造を有する請求項１に記載の分析方法。
【請求項４】
前記誘導体が、下記一般式（１）〜（９）の何れかで示される構造を有する請求項１〜３何れか一項記載の分析方法：
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
ただし、上記式（１）〜（９）において、Ｒはアミノ酸の側鎖である水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を表し、Ｒ１は置換基を有していてもよいアルキル基又は芳香族性を示す炭素環若しくは複素環を含む置換基を表し、Ｒ２とＲ３は相互に独立して置換基を有していてもよいアルキル基を表し、Ｒ２とＲ３は一緒になって環を形成してもよく、又はＲ２とＲ３の一方がペプチドのアミノ酸残基を表すとき他方は水素原子であってもよい。
【請求項５】
前記修飾試薬は、酢酸無水物、Ｎ−アセチルイミダゾール、Ｎ−アセチルスクシンイミド、Ｎ−アセチルイミドアセテート、Ｎ−アセチルイミダゾール、ボルトン−ハンター試薬、カルバメート化合物、イソチオシアネート化合物、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル、ダンシルクロライド、ダブシルクロライド、ダンシルフルオリド、及びＮＢＤ−Ｆからなる群より選択される何れかの化合物である請求項１〜４何れか記載の分析方法。
【請求項６】
前記カルバメート化合物が、６−アミノキノリル−Ｎ−ヒドロキシスクシイミジルカルバメート（ＡＱＣ）、ｐ−ジメチルアミノアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＤＡＨＳ）、３−アミノピリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＡＰＤＳ）、ｐ−トリメチルアンモニウムアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメートアイオダイド（ＴＡＨＳ）、アミノピラジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、９−アミノアクリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、及び１−ナフチルアミノ−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメートからなる群より選択される何れかである請求項５に記載の分析方法。
【請求項７】
前記イソチオシアネート化合物が、フェニルイソチオシアネート又はフロオロセインイソチオシアネートである請求項５に記載の分析方法。
【請求項８】
前記質量分析計が、エレクトロスプレーイオン化質量分析計、大気圧化学イオン化質量分析計、又はレーザースプレーイオン化質量分析計である請求項１〜７何れか一項記載の分析方法。
【請求項９】
アミノ酸、アミン、及び／又はペプチドからなる複数の分析物を含む試料の分析装置への供給方法であって、前記分析物と修飾試薬とを反応させて下記一般式（１）〜（９）の何れかで示される誘導体を調製し、当該誘導体をマイクロチップ電気泳動装置により電気泳動し、前記マイクロチップ電気泳動からの溶出液を分析装置の注入口に供給することを特徴とする方法：
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
ただし、上記式（１）〜（９）において、Ｒはアミノ酸の側鎖である水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を表し、Ｒ１は置換基を有していてもよいアルキル基又は芳香族性を示す炭素環若しくは複素環を含む置換基を表し、Ｒ２とＲ３は相互に独立して置換基を有していてもよいアルキル基を表し、Ｒ２とＲ３は一緒になって環を形成してもよく、又はＲ２とＲ３の一方がペプチドのアミノ酸残基を表すとき他方は水素原子であってもよい。
【請求項１】
アミノ酸、アミン、及び／又はペプチドからなる分析物を含む試料を質量分析法により分析する方法において、前記分析物を修飾試薬により誘導体化し、当該誘導体をマイクロチップ電気泳動に供し、そして、前記マイクロチップ電気泳動からの溶出液を質量分析計へ導入することを特徴とする分析方法。
【請求項２】
前記誘導体化する工程は、前記分析物のアミノ基又はイミノ基をカルバモイル基、チオカルバモイル基、３級アミン、及び４級アンモニウム塩の何れかへ変換することである請求項１に記載の分析方法。
【請求項３】
前記誘導体が、芳香族環を有する３級アミン又は４級アンモニウム塩の構造であって前記質量分析においてイオン化しやすい構造を有する請求項１に記載の分析方法。
【請求項４】
前記誘導体が、下記一般式（１）〜（９）の何れかで示される構造を有する請求項１〜３何れか一項記載の分析方法：
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
ただし、上記式（１）〜（９）において、Ｒはアミノ酸の側鎖である水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を表し、Ｒ１は置換基を有していてもよいアルキル基又は芳香族性を示す炭素環若しくは複素環を含む置換基を表し、Ｒ２とＲ３は相互に独立して置換基を有していてもよいアルキル基を表し、Ｒ２とＲ３は一緒になって環を形成してもよく、又はＲ２とＲ３の一方がペプチドのアミノ酸残基を表すとき他方は水素原子であってもよい。
【請求項５】
前記修飾試薬は、酢酸無水物、Ｎ−アセチルイミダゾール、Ｎ−アセチルスクシンイミド、Ｎ−アセチルイミドアセテート、Ｎ−アセチルイミダゾール、ボルトン−ハンター試薬、カルバメート化合物、イソチオシアネート化合物、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル、ダンシルクロライド、ダブシルクロライド、ダンシルフルオリド、及びＮＢＤ−Ｆからなる群より選択される何れかの化合物である請求項１〜４何れか記載の分析方法。
【請求項６】
前記カルバメート化合物が、６−アミノキノリル−Ｎ−ヒドロキシスクシイミジルカルバメート（ＡＱＣ）、ｐ−ジメチルアミノアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＤＡＨＳ）、３−アミノピリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＡＰＤＳ）、ｐ−トリメチルアンモニウムアニリル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメートアイオダイド（ＴＡＨＳ）、アミノピラジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、９−アミノアクリジル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、及び１−ナフチルアミノ−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルバメートからなる群より選択される何れかである請求項５に記載の分析方法。
【請求項７】
前記イソチオシアネート化合物が、フェニルイソチオシアネート又はフロオロセインイソチオシアネートである請求項５に記載の分析方法。
【請求項８】
前記質量分析計が、エレクトロスプレーイオン化質量分析計、大気圧化学イオン化質量分析計、又はレーザースプレーイオン化質量分析計である請求項１〜７何れか一項記載の分析方法。
【請求項９】
アミノ酸、アミン、及び／又はペプチドからなる複数の分析物を含む試料の分析装置への供給方法であって、前記分析物と修飾試薬とを反応させて下記一般式（１）〜（９）の何れかで示される誘導体を調製し、当該誘導体をマイクロチップ電気泳動装置により電気泳動し、前記マイクロチップ電気泳動からの溶出液を分析装置の注入口に供給することを特徴とする方法：
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
ただし、上記式（１）〜（９）において、Ｒはアミノ酸の側鎖である水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を表し、Ｒ１は置換基を有していてもよいアルキル基又は芳香族性を示す炭素環若しくは複素環を含む置換基を表し、Ｒ２とＲ３は相互に独立して置換基を有していてもよいアルキル基を表し、Ｒ２とＲ３は一緒になって環を形成してもよく、又はＲ２とＲ３の一方がペプチドのアミノ酸残基を表すとき他方は水素原子であってもよい。
【図２】
【図３】
【図１】
【図３】
【図１】
【公開番号】特開２００７−１６３４２３（Ｐ２００７−１６３４２３Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６３５１２（Ｐ２００５−３６３５１２）
【出願日】平成１７年１２月１６日（２００５．１２．１６）
【出願人】（０００００００６６）味の素株式会社 (887)
【出願人】（５０５１５５５２８）公立大学法人横浜市立大学 (101)
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１６日（２００５．１２．１６）
【出願人】（０００００００６６）味の素株式会社 (887)
【出願人】（５０５１５５５２８）公立大学法人横浜市立大学 (101)
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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