(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（I）：
【化１】
0005885567.tif 000009
（式中、Ｒは炭素数４〜１４のアルキル基を表す。）で示される、質量分析用マトリックスの添加剤。
【請求項２】
α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸、シナピン酸及び１，５−ジアミノナフタレンからなる群から選ばれる質量分析用マトリックスに添加される、請求項１に記載の添加剤。
【請求項３】
疎水性ペプチドの質量分析に用いられる、請求項１又は２に記載の添加剤。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の質量分析用マトリックスの添加剤を用いた質量分析法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療及び創薬分野において応用されうるＭＡＬＤＩ−ＭＳ（マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析）アプリケーションに関する。より具体的には、本発明は、質量分析用マトリックスの添加剤となる化合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＡＬＤＩ（マトリックス支援レーザー脱離イオン化）質量分析法において、測定対象分子の効率的なイオン化を実現する条件が探索されている。
例えば、特開２００５−３２６３９１号公報（特許文献１）に、疎水性ペプチドを予め２−ニトロベンゼンスルフェニル基によって修飾し、α−シアノ−３−ヒドロキシケイ皮酸（3-CHCA）、３−ヒドロキシー４−ニトロ安息香酸（3H4NBA）、又はそれらの混合物をマトリックスとして用いた質量分析を行うことで、一般的マトリックスであるα−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸（4-CHCA）や２，５−ジヒドロ安息香酸（DHB）に比べ、疎水性ペプチドを効率よくイオン化する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２６３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のＭＡＬＤＩ質量分析法においては、測定対象分子の修飾が行われる場合にはある程度のイオン化促進効果が得られるが、修飾が行われない場合には、イオン化効率は十分でない。
このように、特に疎水性ペプチドのようなＭＡＬＤＩイオン化が難しい分子種は、従来の方法によってもイオン化効率が低いという問題がある。
本発明の目的は、測定対象分子の修飾を行うことなく、容易に且つ効率よく、質量分析におけるイオン化効率を向上させることができる物質を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、鋭意検討の結果、p-ニトロアニリンのアミド化物が、マトリックスとしては機能しないものの、マトリックスの添加剤として用いられることによって本発明の目的を達成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
本発明は、以下の発明を含む。
（１）
下記式（I）：
【化１】
0005885567.tif 000002
（式中、Ｒは炭素数４〜１４のアルキル基を表す。）で示される、質量分析用マトリックスの添加剤。
【０００７】
（２）
α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸、シナピン酸及び１，５−ジアミノナフタレンからなる群から選ばれる質量分析用マトリックスに添加される、（１）に記載の添加剤。
【０００８】
（３）
疎水性ペプチドの質量分析に用いられる、（１）又は（２）に記載の添加剤。
なお、本発明においては、ペプチドにはタンパク質も含まれる。
【０００９】
（４）
（１）〜（３）のいずれかに記載の質量分析用マトリックスの添加剤を用いた質量分析法。
【００１０】
下記式（I）：
【化２】
0005885567.tif 000003
（式中、Ｒは炭素数４〜１４のアルキル基を表す。）で示される質量分析用マトリックス添加剤と、α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸、シナピン酸及び１，５−ジアミノナフタレンからなる群から選ばれる質量分析用マトリックスとを含む、質量分析用マトリックス組成物。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、質量分析測定対象分子（特に疎水性ペプチド）のイオン化効率を向上させることができるマトリックス添加剤を提供することができる。
本発明により、質量分析測定対象分子（特に疎水性ペプチド）の質量分析測定による検出感度向上を達成することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の質量分析用マトリックス添加剤は、下記式（I）で示される化合物である。
【化３】
0005885567.tif 000004
式（I）中、Ｒは炭素数４以上、具体的には４〜１４、好ましくは８〜１４、より好ましくは８〜１０のアルキル基を表す。アルキル基は、直鎖及び分岐を問わない。
【００１３】
上記式（I）で示される化合物は、例えば、p-ニトロアニリンをアミド化することによって合成することができる。アミド化の方法として特に限定されず、当業者によって適宜選択される。例えば、p-ニトロアニリンに、Ｒ−ＣＯＯＨ（Ｒは炭素数４〜１４のアルキル基）で示されるカルボン酸、その酸無水物、酸アジド及び活性エステル、並びにＲ−ＣＯＸ（Ｒは炭素数４〜１４のアルキル基、Ｘはハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ））で示される酸ハライド、から選ばれるアミド化試薬を適切な条件下で反応させることで合成することができる。
【００１４】
アミド化試薬は、p-ニトロアニリンの１．０〜１．５当量用いることができる。溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、ベンゼン、トルエンなどを用いることができる。反応条件としては、加熱還流条件であってよい。
【００１５】
式（I）の化合物は、マトリックスレーザー脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）質量分析におけるマトリックスの添加剤として有用である。本発明の化合物は、単独では測定対象のイオン化能力はないため、マトリックスとしては機能しない。しかしながら、マトリックスと混合して使用することによって、マトリックスによる測定対象のイオン化能力を増強し、検出限界の向上を図ることができる。
【００１６】
本発明の添加剤と共に使用されるマトリックスとしては特に限定されない。一般的なマトリックスから当業者によって適宜選択されてよいが、例えば、α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸、シナピン酸及び１，５−ジアミノナフタレンから選ばれることができる。
【００１７】
本発明の添加剤を用いる質量分析対象は特に限定されない。例えば、分子量が５００〜３００００、好ましくは１０００〜１００００の分子でありうる。好ましくは、質量分析対象は疎水性物質である。
【００１８】
疎水性物質の疎水性の程度としては特に限定されるものではなく、様々な公知の疎水性指標や疎水性度算出法に基づいて当業者によって適宜決定することができる。例えば、疎水性物質の疎水性の程度は、当業者がＢＢインデックス（Bull and Breese Index）によって疎水性と判断しうる程度であればよい。より具体的には、ＢＢインデックスは例えば１０００以下、好ましくは−１０００以下でありうる。
【００１９】
あるいは、疎水性物質の疎水性の程度は、当業者がＨＰＬＣインデックスによって疎水性と判断しうる程度であればよい。HPLCインデックスは、C.A.Brownw, H.P.J.Bennett, S.SolomonによりAnalytical Biochemistry, 124, 201-208, 1982で報告された、0.13%ヘプタフルオロ-n-酪酸（HFBA）を含むアセトニトリル水溶液を溶離液として使用した逆相HPLC保持時間に基づく疎水性指数で、HPLC/HFBA retentionとも称される。より具体的には、ＨＰＬＣインデックスは例えば５０以上、好ましくは１００以上でありうる。
【００２０】
本発明においては、特に疎水性ペプチド（本発明においては、ペプチドにはタンパク質も含まれる）のイオン化能増強効果が高い。疎水性ペプチドであるか否かについても、ＢＢインデックスあるいはHPLCインデックスを指標とすることができるが、具体的には、ペプチドを構成するアミノ酸に、疎水性度のより高いアミノ酸をより多く含むものであってよい。例えば疎水性アミノ酸としては、イソロイシン、ロイシン、バリン、アラニン、フェニルアラニン、プロリン、メチオニン、トリプトファン、グリシンなどが挙げられる。また、システイン、チロシンなどを含むこともある。
【００２１】
疎水性ペプチドは、このようなペプチドの１次構造のみによらず、より疎水性度の高い高次構造を持つものでもありうる。例えば、逆相HPLCカラムが使用される疎水性の固定相表面と相互作用が起こりやすい構造を持つペプチドが挙げられる。
本発明においては、特に疎水性ペプチド（本発明においては、ペプチドにはタンパク質も含まれる）のイオン化能増強効果が高い。具体的には、ペプチドを構成するアミノ酸に、より疎水性度の高いアミノ酸残基を、より多く含むものである。例えば疎水性アミノ酸としては、イソロイシン、ロイシン、バリン、アラニン、フェニルアラニン、プロリン、メチオニン、トリプトファン、グリシンなどが挙げられる。また、システイン、チロシンなどを含むこともある。
【００２２】
本発明の添加剤とマトリックスとの組み合わせの比率は特に制限はないが、例えば、添加剤が質量分析用マトリックスの０．０１〜５０倍、好ましくは０．０１〜１倍のモル比の量的関係となるように組み合わせることができる。
【００２３】
本発明の添加剤は、通常、マトリックスとの混合溶液に調製される。マトリックスと添加剤との混合溶液は、通常、マトリックス溶液と添加剤溶液とをそれぞれ調製しておき、両溶液を混合することによって調製することができる。溶媒としては、アセトニトリル（ACN）、トリフルオロ酢酸（TFA）、メタノール、エタノール及び水からなる群から選択して用いることができる。より具体的には、アセトニトリル−トリフルオロ酢酸水溶液、アセトニトリル水溶液、メタノ−ル−トリフルオロ酢酸水溶液、メタノ−ル水溶液、エタノ−ル−トリフルオロ酢酸水溶液、エタノ−ル溶液などを用いることができる。アセトニトリル−トリフルオロ酢酸水溶液におけるアセトニトリルの濃度は例えば１０〜９０体積％であり、トリフルオロ酢酸の濃度は例えば０．０５〜１体積％、好ましくは０．０５〜０．１体積％でありうる。
【００２４】
添加剤は、例えば、０．５〜５０ｍｇ/ｍｌ、好ましくは５〜１０ｍｇ/ｍｌ、例えば５ｍｇ/ｍｌの溶液に調製することができる。マトリックスは、例えば、１ｍｇ/ｍｌ〜飽和濃度、好ましくは１〜１０ｍｇ/ｍｌ、例えば１０ｍｇ/ｍｌの溶液に調製することができる。これら添加剤溶液及びマトリックス溶液は、例えば、１０：１〜１：１０、例えば１：１０の体積比で混合することができる。
【００２５】
本発明の添加剤を用いて使用される質量分析装置としては、MALDIイオン源と組み合わされたものであれば特に限定されない。例えば、MALDI-TOF（マトリックス支援レーザー脱離イオン化−飛行時間）型質量分析装置、MALDI-IT（マトリックス支援レーザー脱離イオン化−イオントラップ）型質量分析装置、MALDI-IT-TOF（マトリックス支援レーザー脱離イオン化−イオントラップ−飛行時間）型質量分析装置、MALDI-FTICR（マトリックス支援レーザー脱離イオン化−フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴）型質量分析装置などが挙げられる。
【実施例】
【００２６】
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
［実施例１：N -(4-Nitrophenyl)octanamideの合成］
【００２７】
【化４】
0005885567.tif 000005
【００２８】
p-ニトロアニリン（0.01mol）を無水エーテル溶液（20mL）に溶解し、トリエチルアミン(0.01mol)を加えた。これに塩化オクタノイル (0.01mol)の無水エーテル（20mL）溶液を滴下し、6時間加熱還流した。冷却後、溶媒を減圧下で留去し、水（40mL）を加え、ジクロロメタン（25mL）で３回抽出した。このジクロロメタン層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を除去し、黄色の粗結晶（粗収量：2.28g（8.6×10-3mol）、粗収率：86％）を得た。この粗結晶をSiO2(150 g, 0.06-0.2 mm, 70 cmカラム)クロマトグラフィーに付し（Hexane-AcOEt 8:2 v/v）て精製し、さらにエタノールで再結晶し、黄色の固体を得た。収量：1.40g（5.3×10-3mol）, 収率：53％；1H NMR(400MHz,CDCl3)  d 8.21 (d, J=9.08 Hz, 2H),  7.72 (d, J=9.08 Hz, 2H), 7.58 (s, 1H),  2.42 (t, J=7.64 Hz, 2H), 1.74 (tt, J=7.38 Hz, 2H), d1.20-1.45 (m, 8H),  0.88 (t, J=6.84 Hz, 3H)
【００２９】
［実施例２］
本実施例においては、実施例１で得られた化合物（以下、C8-ANA）を、マトリックスであるα−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸（CHCA）の添加剤として用い、疎水性ペプチド（Humanin；ＢＢインデックスは-5800）の測定を行った。比較用として、α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸（4-CHCA）を単独マトリックスとして用いた測定も行った。
【００３０】
（１）4-CHCAの10mg/mL (50%ACN/0.05%TFA水溶液中(%は体積を基準とする。以下において同様))溶液と、C8-ANAの5mg/mL(50%ACN/0.05%TFA水溶液中)溶液とを1:10(v/v)で混合してマトリックス溶液を作成した。添加剤C8-ANAを混合された状態のマトリックスCHCAを、C8-ANA/4-CHCAと記載する。
（２）疎水性ペプチドHumaninの1f〜2pmol/μL（50%ACN/0.05%TFA水溶液中）溶液を作成した。
（３）MALDIプレ−ト上に(2)の試料溶液と(1)のマトリックス溶液とを0.5μLずつ滴下し混合した(on-target mix法)。
（４）AXIMA Performance (島津製作所)のリニアTOF、ポジティブ及びネガティブモ−ドで計測した。
【００３１】
（比較用）
（１）4-CHCA (Laser Bio)の10 mg/mL (50%ACN/0.05%TFA水溶液中)溶液を作成した。
（２）疎水性ペプチドHumaninの1f〜2pmol/μL（50%ACN/0.05%TFA水溶液中）溶液を作成した。
（３）MALDIプレ−ト上に(2)の試料溶液と(1)のマトリックス溶液とを0.5μLずつ滴下し混合した(on-target mix法)。
（４）AXIMA Performance (島津製作所)のリニアTOF、ポジティブ及びネガティブモ−ドで計測した。
【００３２】
【表１】
0005885567.tif 000006
【００３３】
上記表に示すように、CHCA単独で使用した場合に比べ、C8-ANAを添加剤として使用することにより、ポジティブモード（pos）及びネガティブモード（neg）の両方で、感度向上が確認された。具体的には、検出限界（fmol/ウェル）が1/10となり、すなわち10倍の感度向上効果が確認された。
【００３４】
［実施例３］
本実施例においては、C8-ANAを、マトリックスであるシナピン酸（SA）の添加剤として用い、疎水性ペプチド（Humanin）の測定を行った。比較用として、シナピン酸（SA）を単独マトリックスとして用いた測定も行った。
【００３５】
（１）SAの10mg/mL (50%ACN/0.05%TFA水溶液中)溶液とC8-ANAの5mg/mL(50%ACN/0.05%TFA水溶液中)溶液とを1:10(v/v)で混合してマトリックス溶液を作成した。添加剤C8-ANAを混合された状態のマトリックスSAを、C8-ANA/SAと記載する。
（２）疎水性ペプチドHumaninの1f〜2pmol/μL（50%ACN/0.05%TFA水溶液中）溶液を作成
した。
（３）MALDIプレ−ト上に(2)の試料溶液と(1)のマトリックス溶液とを0.5μLずつ滴下し混合した(on-target mix法)。
（４）AXIMA Performance (島津製作所)のリニアTOF、ポジティブ及びネガティブモ−ドで計測した。
【００３６】
（比較用）
（１）SAの(Laser Bio) 10 mg/mL (50%ACN/0.05%TFA水溶液中)溶液を作成した。
（２）疎水性ペプチドHumaninの1f〜2pmol/μL（50%ACN/0.05%TFA水溶液中）溶液を作成した。
（３）MALDIプレ−ト上に(2)の試料溶液と(1)のマトリックス溶液とを0.5μLずつ滴下し混合した(on-target mix法)。
（４）AXIMA Performance (島津製作所)のリニアTOF、ポジティブ及びネガティブモ−ドで計測した。
【００３７】
【表２】
0005885567.tif 000007
【００３８】
上記表に示すように、SA単独で使用した場合に比べ、C8-ANAを添加剤として使用することにより、感度向上が確認された。具体的には、ネガティブモード（neg）で、検出限界（fmol/ウェル）が1/10となり、すなわち10倍の感度向上効果が確認された。
【００３９】
［実施例４］
本実施例においては、C8-ANAを、マトリックスである１，５−ジアミノナフタレン（DAN）の添加剤として用い、疎水性ペプチド（Humanin）の測定を行った。比較用として、１，５−ジアミノナフタレン（DAN）を単独マトリックスとして用いた測定も行った。
【００４０】
（１）DANの10mg/mL (50%ACN/0.05%TFA水溶液中)溶液とC8-ANAの5mg/mL(50%ACN/0.05%TFA水溶液中)溶液とを1:10(v/v)で混合してマトリックス溶液を作成した。添加剤C8-ANAを混合された状態のマトリックスDANを、C8-ANA/DANと記載する。
（２）疎水性ペプチドHumaninの1f〜2pmol/μL（50%ACN/0.05%TFA水溶液中）溶液を作成
した。
（３）MALDIプレ−ト上に(2)の試料溶液と(1)のマトリックス溶液とを0.5μLずつ滴下し混合した(on-target mix法)。
（４）AXIMA Performance (島津製作所)のリニアTOF、ポジティブ及びネガティブモ−ドで計測した。
【００４１】
（比較用）
（１）DANの(Laser Bio) 10mg/mL（50%ACN/0.05%TFA水溶液中）溶液を作成した。
（２）疎水性ペプチドHumaninの1f〜2pmol/μL（50%ACN/0.05%TFA水溶液中）溶液を作成した。
（３）MALDIプレ−ト上に(2)の試料溶液と(1)のマトリックス溶液とを0.5μLずつ滴下し混合した(on-target mix法)。
（４）AXIMA Performance (島津製作所)のリニアTOF、ポジティブ及びネガティブモ−ドで計測した。
【００４２】
【表３】
0005885567.tif 000008
【００４３】
上記表に示すように、DAN単独で使用した場合に比べ、C8-ANAを添加剤として使用することにより、感度向上が確認された。具体的には、ポジティブモード（pos）で、検出限界（fmol/ウェル）が1/10となり、すなわち10倍の感度向上効果が確認された。