(57)【要約】サンプルの質量分析を実施するような様式で、サンプルを支持するためのＭＡＬＤＩプレート構築物が提供される。そのプレート構築物は、サンプル受容表面、そのサンプル受容表面を保持するためのプレートホルダ、およびそのサンプル受容表面に隣接して配置され、かつそのプレートホルダと電気的に接触している導電性格子を備える。いくつかの実施形態において、その格子は、交差する導電性ワイヤから形成され得る。このワイヤは、そのワイヤの交点の範囲内に開放領域を形成する。種々の実施形態において、その格子は、サンプルまたはサンプル受容表面と接触して配置され得、そしてレーザーからの光線がその格子の開放領域を通って、次いでサンプルまたはサンプル受容表面上に通過し、そのサンプルを脱離およびイオン化することを可能にするように配置され得る。
2007514956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのサンプルを支持してサンプルの質量分析を実施するためのプレート構築物であって、該プレート構築物は、以下：
該少なくとも１つのサンプルが置かれる、サンプル受容表面、
該サンプル受容表面を保持するように適合された、プレートホルダ、および
該サンプル受容表面上に配置され、かつ該プレートホルダと電気的に接触している、少なくとも１つの導電性格子、
を備える、プレート構築物。
【請求項２】
前記少なくとも１つの導電性格子の側方に隣接して配置される第二の導電性格子をさらに備える、請求項１に記載のプレート構築物。
【請求項３】
前記サンプル受容表面が、前記プレートホルダから取り外し可能である、請求項１に記載のプレート構築物。
【請求項４】
前記格子が、前記プレートホルダから取り外し可能である、請求項１に記載のプレート構築物。
【請求項５】
前記サンプル受容表面に対する支持を提供するように適合された支持基板をさらに備える、請求項１に記載のプレート構築物。
【請求項６】
前記格子が、交差する導電性ワイヤから形成される、請求項１に記載のプレート構築物。
【請求項７】
前記格子が、少なくとも２セットの交差する導電性ワイヤから形成される、請求項６に記載のプレート構築物。
【請求項８】
前記格子が一体の構造から形成され、該一体の構造は、その中に形成される所定の直径の複数の貫通した孔を有する、請求項１に記載のプレート構築物。
【請求項９】
前記サンプル受容表面が多孔性膜を備える、請求項１、２、３、４または５のいずれか１項に記載のプレート構築物。
【請求項１０】
前記サンプル受容表面が動物組織を備える、請求項請求項１、２、３、４または５のいずれか１項に記載のプレート構築物。
【請求項１１】
前記ワイヤが、約０．０００２インチと約０．０２５インチとの間の直径を有する、請求項６または７のいずれか１項に記載のプレート構築物。
【請求項１２】
前記ワイヤが、約０．０００５インチと約０．００５インチとの間の直径を有する、請求項６または７のいずれか１項に記載のプレート構築物。
【請求項１３】
前記格子の開口部が、約０．００５インチと約０．１００インチとの間の幅を有する、請求項６、７または８のいずれか１項に記載のプレート構築物。
【請求項１４】
前記格子の開口部が、約０．０１５インチと約０．０３５インチとの間の幅を有する、請求項６、７または８のいずれか１項に記載のプレート構築物。
【請求項１５】
前記格子の開口部が、該格子の領域の少なくとも８０％の開放領域を形成する、請求項６、７または８のいずれか１項に記載のプレート構築物。
【請求項１６】
前記格子の開口部が、該格子の領域の少なくとも８５％の開放領域を形成する、請求項６、７または８のいずれか１項に記載のプレート構築物。
【請求項１７】
前記格子の開口部が、該格子の領域の少なくとも９０％の開放領域を形成する、請求項６、７または８のいずれか１項に記載のプレート構築物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権および関連出願）
本出願は、米国特許出願第１０／７４２，４２３号からの優先権を主張する。米国特許出願第１０／７４２，４２３号は、本明細書中にその全体が参考として援用される。
【０００２】
（導入）
本教示は、マトリックス支援レーザー脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）分析において有用なプレート構築物に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＭＡＬＤＩのためのマトリックス材料の選択は、分析されるサンプル分子の型に依存し；多数の異なるマトリックス材料が公知である。マトリックス材料の仕事は、サンプル分子を互いに分離させ、サンプル分子をマトリックス中に組み込むこと、生体分子を破壊せずに、かつ可能な場合はマトリックス分子を付着させずに、蒸気の雲を形成することによってレーザー照射の間にサンプルを気相に変換すること、そして最後にプロトン化もしくは脱プロトン化または類似のプロセスにより、サンプルをイオン化することである。いくつかの例において、ある形態のサンプルまたは分析物分子を、通常は結晶性マトリックスの材料に、その結晶化の間に組み込むか、または少なくとも小さな結晶間の境界面に組み込むことが有利であることが見出されている。
【０００４】
サンプルおよびマトリックスをサンプルプレートへ加えるために、種々の方法が公知である。これらのうちで最も単純な方法は、サンプルおよびマトリックスを含む溶液を、サンプル支持プレート（これは金属プレートであり得る）上にピペッティングすることである。金属プレートでは、液滴は金属表面領域上で濡れており、その領域のサイズはその滴の直径にほぼ対応し、かつその金属表面の親水性およびその液滴の特性に依存する。溶液が乾燥した後、サンプルスポットは、かつて濡れていた領域にわたって広がる小さなマトリックスの結晶からなる。代表的に、濡れていた領域の均一なコーティングは存在せず、むしろマトリックスの結晶分布は分散する。
【０００５】
現在、ステンレス鋼プレートがＭＡＬＤＩプレートのために広範に使用される基板であり、このプレートは、薄い表面変性剤（例えば、フッ素化ポリマー）で被膜されてもよいし被膜されなくてもよい。しかし、いくつかのサンプル生成技術は、金属以外の基板（例えば、多孔性膜または動物組織）上にサンプルを置くことまたは閉じ込めることをもたらすのに向いている。これらの非金属基板は、分析されるべきサンプルの保持のためには有用であり得るが、レーザー脱離およびイオン化プロセスが、質量分析計における静電場に干渉し得る電荷をサンプル表面に与え得、不正確または有用でないサンプル分析をもたらす。この問題は、その基板またはサンプルが、電荷に対して非伝導性である場合に、特に注意される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（要旨）
本教示は、ＭＡＬＤＩ質量分析に有用なプレート構築物を提供し、この構築物は、少なくとも１種のサンプルが置かれるサンプル受容表面、サンプル受容表面を保持するホルダ、およびそのサンプル受容表面上に配置され、かつそのホルダと電気的に接触している導電性格子を備える。いくつかの実施形態において、その格子は、交差する導電性ワイヤから形成され得る。このワイヤは、そのワイヤの交点の範囲内に開放領域を形成する。種々の実施形態において、その格子は、サンプルまたはサンプル受容表面と接触して配置され得、そしてレーザーからの光線がその格子の開放領域を通って、次いでサンプルまたはサンプル受容表面上に通過し、そのサンプルを脱離およびイオン化することを可能にするように配置され得る。
【０００７】
本教示のこれらの特徴および他の特徴が、本明細書中の記載からより明かになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（種々の実施形態の簡単な説明）
以下の記載において、分析されるべき物質（生体物質（ｂｉｏｓｕｂｓｔａｎｃｅ）を含む）は、「分析物」または「サンプル」と呼ばれる。本明細書中で使用される用語「生体分子」または「生体物質」は、オリゴヌクレオチド（すなわち、生物界の必須の基本要素）、タンパク質、ペプチドおよび脂質（糖タンパク質またはリポタンパク質のような、これらの特定のアナログまたは結合体を含む）を包含する。ＭＡＬＤＩ分析に受け入れられ得る他の物質は、小分子、代謝物、天然産物および医薬品である。
【０００９】
大きな生体分子の分析のために、マトリックス支援レーザー脱離およびイオン化（ＭＡＬＤＩ）によるイオン化と組み合わせる質量分析法が、標準的な方法になっている。ほとんどの割合に対して、時間飛行型質量分析計（ＴＯＦ−ＭＳ）がこの目的のために使用されるが、イオンサイクロトロン共鳴型質量分析計（ＦＴ−ＩＣＲまたはフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴）および高周波四重極イオントラップ質量分析計ならびに上記のものの組み合わせからなるハイブリッド機器（例えば、四重極時間飛行型（Ｑ−ＴＯＦ）機器）も同様に適用され得る。
【００１０】
本発明の種々の実施形態によると、ＭＡＬＤＩ質量分析法のために有用なプレート構築物が提供され、それは、間隔が空いた交差する導電性ワイヤから形成される導電性格子を備える。この格子は、ワイヤが交差する点で一緒になり、交差するワイヤにより範囲が定められる開口部を形成する２セット以上のワイヤから形成され得る。任意の数のセットのワイヤが、広範に種々の開口部形状を有する格子を形成するために利用され得る。あるいは、格子は、平坦な箔のような単一片構築物であり得、ここで所望の直径の穴が、光化学エッチングおよびレーザー機械加工のような製造プロセスにより形成され得る。種々の実施形態において、その格子は、スパッタリングまたは蒸着プロセスにより、サンプルまたはサンプル受容表面に直接置かれ得、そのサンプルまたはサンプル受容表面を横切って導電性の経路を形成する。種々の実施形態において、導電性ワイヤのセットは、同じ金属、金属合金または他の導電性材料（例えば、黒鉛、ステンレス鋼もしくはニッケル）から形成されてもよいし、異なるものから形成されてもよい。
【００１１】
格子を形成するワイヤは、約０．０００２インチと約０．０２５インチとの間の直径を有し得るか、またはその直径は、約０．０００５インチと約０．００５インチとの間であり得る。代表的に、格子の開口部または貫通空間（穴）は、約０．００５インチと約０．１００インチとの間の幅を有し得るか、またはその開口部は、約０．０１５インチと約０．０３５インチとの間であり得る。このように形成される格子は、その格子の領域の少なくとも約８０％の開放領域、少なくとも約８５％の開放領域、または少なくとも約９０％の開放領域を有する。種々の実施形態において、ワイヤが形成され得る代表的な適した導電性材料は、ステンレス鋼、ニッケル、金などである。
【００１２】
サンプル受容表面は、導電性であろうと非導電性であろうと、所望の構成において置かれるサンプル（例えば、多数の供給源からの分離したサンプルまたは液体クロマトグラフィーからの溶出液のような連続的なサンプル）を受容する任意の固形表面であり得る。種々の実施形態において、代表的な適したサンプル受容表面は、ガラス、金属、プラスチック、ポリマー性材料から形成された多孔性膜、組織切片などであり得る。膜を利用する場合、サンプルはその膜上に直接的に置かれてもよいし、ゲル（ポリアクリルアミドゲルであり得る）または組織切片のような別のサンプル支持基板によって間接的に置かれてもよい。サンプル受容表面はまた、目的の分析物またはサンプルを既に含む任意の材料（例えば、組織切片または電気泳動ゲル）であり得る。
【００１３】
種々の実施形態において、サンプル受容表面は、サンプルプレートホルダにより囲まれる支持基板により支持され得る。このサンプルプレートホルダは、そのサンプル受容表面に配置され支持を提供する。サンプルまたはサンプル受容表面上のサンプルの配置は固定され得、上に置かれている導電性格子と接触し得る。この上に置かれている格子は、サンプルプレートホルダと電気的に接触している。
【００１４】
本発明の種々の実施形態に従うＭＡＬＤＩプレート構築物は、サンプル受容表面の荷電を最小にするかまたは防ぐ、広範に種々のサンプル受容表面の使用を可能にする。そのようなプレート構築物は、有意なサンプルまたは基板の荷電が経験されるサンプル分析技術と比較して、サンプルの分析精度を向上させる。正確な理論的な説明は未知であるが、導電性格子を備えることが、サンプルプレート表面上を横切る均一な電場を提供することにより、質量分析計の性能を向上させると考えられる。このプロセスは、レーザービームにより生成された電荷の全てまたは一部を分散させ、その結果サンプルまたはサンプル受容表面に蓄積する任意の電荷が対応して減少する格子の機能により補助されると考えられる。これらの条件は、次に、導電性格子を備えないサンプルプレート構築物設計と比較して、より良い分析結果を提供する。
【００１５】
図１を参照すると、ＭＡＬＤＩプレート構築物１０は、固形プレートのような支持基板１４が結合され得るプレートホルダ１２を備える。このプレートホルダ１２は、支持基板１４の周りに延び得る。多孔性膜またはスライスされた組織（ヒトまたは動物）またはステンレス鋼プレートなどであり得るサンプル受容表面１６は、支持基板１４上に配置され得る。導電性格子１８は、格子１８とサンプル受容表面１６との接触を可能にするような様式で、プレートホルダ１２に固定され得る。格子１８は、プレートホルダ１２と電気的に接触している。導電性格子１８は、支持基板１４またはプレートホルダ１２から取り外され得る。これは、支持基板１４、プレートホルダ１２および格子１８の保管、再使用、洗浄または修復を可能にする。格子１８は、ネジのような取り外し可能な機械的デバイスによりプレートホルダ１２に簡便に結合されてもよいし、スポット溶接のような直接的手段により付けられてもよい。格子１８が永久にプレートホルダ１２に取り付けられる場合、支持基板１４およびサンプル受容表面１６は、種々の構成要素部分の保管、再使用、修復または洗浄を許容するために、取り外し可能でなければならない。ＭＡＬＤＩ分析に適したレーザービームは、概略的に矢印２０の向きで、サンプル受容表面１６と接触し得る。このレーザービームは、格子１８の開放領域を通過してサンプル受容表面１６と接触し、これによりサンプル受容表面１６上のサンプルを脱離およびイオン化させる。
【００１６】
図２を参照すると、ＭＡＬＤＩプレート構築物１１は、プレートホルダ１３、一対の導電性格子１５（明確にするために、参照番号１７により示される領域に通常位置する一方の格子１５が取り除かれ、全体のアセンブリの詳細を示している）、一対の支持基板１９および２１ならびに２つの格子保持プレート２３および２５を備える。多孔性膜またはスライスされた組織のようなサンプル受容表面は、支持基板１９および２１上に配置され得る。支持基板１９および２１は、プレートホルダ１３内に形成される隣接する開放ウェル内に配置され得、そして嵌合され得る。支持基板１９および２１は、ネジ２７および２９によりプレートホルダ１３上に保持され得る。このネジ２７および２９は、穴３５および３７を通ってネジ山３１および３３を係合する。他の適した留め具技術が使用され得、例えば、プレートホルダ１３がステンレス鋼により形成される場合は、そのアセンブリを一緒に保持するための十分な力を有する磁石が使用され得る。プレート２３は、ネジ山４１を係合するネジ３９により、プレートホルダ１３に保持され得る。プレート２５は、同様に、ネジ４３によりプレートホルダ１３上に保持され得る。プレート構築物１１が組み立てられる場合、格子１５は、両方がプレートホルダ１３と電気的に接触しながら、同じ平面において互いに側方に隣接して位置され得る。ＭＡＬＤＩ質量分析の完了後、ネジ２７および２９は、ネジ山３１および３３から取り外され得、その結果、支持基板１９および２１上のサンプル表面は、新しいサンプル表面と交換され得る。これは、プレート構築物１１の種々の構成要素が、保管、再使用、修復または洗浄されることを可能にする。
【実施例】
【００１７】
本教示の局面は、以下の実施例を考慮に入れて、さらに理解され得る。この実施例は、いずれの方法においても、本教示の範囲を制限するように解釈されるべきではない。
【００１８】
２つのサンプルペプチド（ＡＣＴＨクリップ１８−３９）を４７００  Ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ  Ａｎａｌｙｚｅｒ飛行時間型質量分析器（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｆｏｓｔｅｒ  Ｃｉｔｙ，ＣＡ）を使用して分析した。既知の構造に基づいてＡＣＴＨクリップ１８−３９ペプチドについて計算した質量は、２４６５．１９８ダルトンである。データを取得し、ペプチドサンプルのＭＡＬＤＩ質量スペクトルを、分子イオン領域の周辺で生成させた。図３は、質量分析における格子の効果の比較を示す。格子なし（上のパネル）では、質量スペクトルの分解能は乏しく、予想された質量値よりもより大きく（この実施例においては、計算された質量よりも３ダルトンより大きく）質量がシフトしている。ＭＡＬＤＩ分析と一緒に格子を使用する場合（下のパネル）、スペクトルは有意に改善された質量分解能を有し、質量の精度は、計算された質量のダルトンの端数の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
当業者は、以下に記載される図面は、例示目的のみのためのものであることを理解する。この図面は、いずれの方法においても、本教示の範囲を制限することを意図されない。
【図１】図１は、本発明のいくつかの実施形態が実施され得る、レーザービームと一緒に使用するＭＡＬＤＩプレートの概略の側面図である。
【図２】図２は、本発明のいくつかの実施形態が実施され得る、構造のより詳細が示され得るように２つの導電性格子のうちの１つが取り出されたＭＡＬＤＩプレート構築物の分解図である。
【図３】図３は、非導電性膜表面上のペプチド分析物混合物のＭＡＬＤＩ質量スペクトルの比較を示す。上のパネルは、導電性格子を使用しないサンプル分析を示し、下のパネルは、導電性格子を使用するサンプル分析を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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