(57)【要約】第１の四重極質量フィルタと、イオンガイドの多重極ロッドセットと、レンズ電極と、ＥｘＤデバイスと、質量分析器とを含む、グリコペプチドを特性評価するためのシステムおよび方法が、説明される。多重極ロッドセットは、半径方向無線周波数（ＲＦ）トラッピング電圧および半径方向双極直流（ＤＣ）電圧を受け取るように適合される。レンズ電極は、軸方向トラッピング交流（ＡＣ）電圧およびＤＣ電圧を受け取るように適合される。ＥｘＤデバイスは、電子捕獲解離または電子移動解離を実施し、ＥｘＤデバイスは、ＥｘＤデバイスの入射口が多重極ロッドセットと対向するレンズ電極の他方の側上に配置されるように位置付けられる。質量分析器は、ＥｘＤデバイスからイオンを受け取るためにＥｘＤデバイスの出射口に位置付けられる。
2020525994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量分析計分析のためのシステムであって、
第１の四重極質量フィルタと、
イオンガイドの多重極ロッドセットであって、前記多重極ロッドセットは、前記第１の四重極質量フィルタからイオンを受け取り、前記多重極ロッドセットは、半径方向無線周波数（ＲＦ）トラッピング電圧および半径方向双極直流（ＤＣ）電圧を受け取るように適合される、多重極ロッドセットと、
前記イオンガイドのレンズ電極であって、前記レンズ電極は、前記多重極ロッドセットによって閉じ込められたイオンを抽出するために前記多重極ロッドセットの一方の端部に位置付けられ、軸方向トラッピング交流（ＡＣ）電圧およびＤＣ電圧を受け取るように適合される、レンズ電極と、
ＥｘＤデバイスであって、前記ＥｘＤデバイスは、電子捕捉解離または電子移動解離を実施するように適合され、前記ＥｘＤデバイスは、前記ＥｘＤデバイスの入射口が前記多重極ロッドセットと対向する前記レンズ電極の他方の側上に配置されるように位置付けられる、ＥｘＤデバイスと、
質量分析器であって、前記質量分析器は、前記ＥｘＤデバイスからイオンを受け取るために前記ＥｘＤデバイスの出射口に位置付けられる、質量分析器と、
プロセッサであって、前記プロセッサは、前記多重極ロッドセット内に閉じ込められるバンドパス質量範囲のイオンを抽出するために、前記多重極ロッドセットおよび前記レンズ電極と通信し、同時に、半径方向双極ＤＣ電圧を前記多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧を前記レンズ電極に印加する、または同時に、半径方向ＲＦトラッピング電圧振幅を前記多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧を前記レンズ電極に印加する、プロセッサと
を備える、システム。
【請求項２】
前記質量分析器は、飛行時間質量分析計を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記質量分析器は、イオントラップを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記質量分析器は、第２の四重極質量フィルタを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ＥｘＤデバイスは、２つのモードのうちの少なくとも１つにおいて動作し、１つのモードにおいて、前記ＥｘＤデバイスは、イオンガイドとして機能し、前記第２のモードにおいて、前記ＥｘＤデバイスは、電子捕捉解離または電子移動解離を実施する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ＥｘＤデバイスは、
電極の第１のセットであって、前記電極の第１のセットは、その少なくとも第１の区画が第１の中心軸を中心として四重極配向において配列され、前記電極の第１のセットの前記第１の区画は、前記第１の中心軸に沿って延在する第１の経路の第１の部分を画定するように、近位入口端から遠位端まで前記第１の中心軸に沿って軸方向に延在し、前記近位入口端は、前記イオンガイドの出射口端から前記バンドパス範囲のイオンを受け取るためのものである、電極の第１のセットと、
電極の第２のセットであって、前記電極の第２のセットは、その少なくとも第１の区画が、前記第１の経路の第２の部分を画定するように、前記第１の中心軸を中心として四重極配向において配列され、前記電極の第２のセットの前記第１の区画は、近位端から遠位出口端まで前記第１の中心軸に沿って軸方向に延在し、前記電極の第２のセットの近位端は、横方向経路が前記電極の第２のセットの近位端と前記電極の第１のセットの遠位端との間に延在するように、前記電極の第１のセットの遠位端から離間され、前記横方向経路は、第１の軸方向端から第２の軸方向端まで、前記第１の中心軸に実質的に直交する第２の中心軸に沿って延在し、交差領域において前記第１の経路と交差する、電極の第２のセットと、
電子源であって、前記電子源は、電子が前記交差領域に向かって前記横方向経路を通して進行するように、前記第２の中心軸に沿って前記複数の電子を導入するために前記第２の経路の第１および第２の軸方向端のうちの１つに近接して配置される、電子源と、
１つ以上の電源であって、前記１つ以上の電源は、ＤＣおよびＲＦ電圧を前記電極の第１および第２のセットに提供し、前記第１および横方向経路のそれぞれにおいて電場を生成するためのものである、１つ以上の電源と、
磁場源であって、前記磁場源は、前記第２の中心軸に平行な方向において、および前記方向上で静的磁場を生成するように構成および適合される、磁場源と、
コントローラであって、前記コントローラは、前記電極の第１および第２のセットのそれぞれに印加される前記ＤＣおよびＲＦ電圧を制御するためのものであり、前記コントローラは、前記横方向経路内の前記バンドパス範囲のイオンの少なくとも一部が前記電子と相互作用し、解離し、ＥｘＤ生成イオンを形成するように、前記横方向経路において、前記電子源が複数の電子をそれに沿って導入する間に、ＲＦ四重極場を生成するように構成される、コントローラと
を備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
１つ以上のグリコペプチドを含有するサンプルを分析する方法であって、前記方法は、
前記サンプルをイオン化し、グリコペプチドイオンを形成することと、
質量フィルタ内で１つ以上のグリコペプチドイオンを単離することと、
イオンガイドの多重極ロッドセット内で前記単離されたグリコペプチドイオンを断片化することであって、前記多重極ロッドセットは、入射口端と、出射口端とを有し、前記入射口端は、前記質量フィルタから断片化されたグリコペプチドイオンを受け取り、前記多重極ロッドセットは、半径方向無線周波数（ＲＦ）トラッピング電圧および半径方向双極直流（ＤＣ）電圧を受け取るように適合され、前記イオンガイドは、レンズ電極を有し、前記レンズ電極は、前記多重極ロッドセットによって閉じ込められたイオンを抽出するために前記多重極ロッドセットの出射口端に位置付けられ、軸方向トラッピング交流（ＡＣ）電圧およびＤＣ電圧を受け取るように適合される、ことと、
同時に、半径方向双極ＤＣ電圧を前記多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧を前記レンズ電極に印加する、または同時に、半径方向ＲＦトラッピング電圧振幅を前記多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧を前記レンズ電極に印加することによって、前記イオンガイドの出射口端からＥｘＤデバイスの中へ前記断片化グリコペプチドイオンのバンドパス範囲のイオンを抽出することと、
前記ＥｘＤデバイス内の前記バンドパス範囲のイオンの電子解離反応または電子移動反応を実施し、ＥｘＤ生成イオンを形成することと、
前記ＥｘＤ生成イオンを質量分析することと
を含む、方法。
【請求項８】
前記サンプルをイオン化し、グリコペプチドイオンを形成することは、前記１つ以上のグリコペプチドを金属化することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記金属化することは、前記グリコペプチドをナトリウム塩と反応させることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記バンドパス範囲のイオンを抽出することは、同時に、半径方向双極ＤＣ電圧を前記多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧を前記レンズ電極に印加することによって実施され、前記半径方向双極ＤＣ電圧および前記ＡＣ電圧は、事前選択されたｍ／ｚ値の範囲を有するグリカン断片のみを抽出するように選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記バンドパス範囲のイオンを抽出することは、同時に、半径方向ＲＦトラッピング電圧振幅を前記多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧を前記レンズ電極に印加することによって実施され、前記ＲＦトラッピング電圧振幅および前記ＡＣ電圧は、事前選択されたｍ／ｚ値の範囲を有するグリカン断片のみを抽出するように選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＥｘＤは、
電極の第１のセットであって、前記電極の第１のセットは、その少なくとも第１の区画が第１の中心軸を中心として四重極配向において配列され、前記電極の第１のセットの前記第１の区画は、前記第１の中心軸に沿って延在する第１の経路の第１の部分を画定するように、近位入口端から遠位端まで前記第１の中心軸に沿って軸方向に延在し、前記近位入口端は、前記イオンガイドの出射口端から前記バンドパス範囲のイオンを受け取るためのものである、電極の第１のセットと、
電極の第２のセットであって、前記電極の第２のセットは、その少なくとも第１の区画が、前記第１の経路の第２の部分を画定するように、前記第１の中心軸を中心として四重極配向において配列され、前記電極の第２のセットの前記第１の区画は、近位端から遠位出口端まで前記第１の中心軸に沿って軸方向に延在し、前記電極の第２のセットの近位端は、横方向経路が前記電極の第２のセットの近位端と前記電極の第１のセットの遠位端との間に延在するように、前記電極の第１のセットの遠位端から離間され、前記横方向経路は、第１の軸方向端から第２の軸方向端まで、前記第１の中心軸に実質的に直交する第２の中心軸に沿って延在し、交差領域において前記第１の経路と交差する、電極の第２のセットと、
電子源であって、前記電子源は、電子が前記交差領域に向かって前記横方向経路を通して進行するように、前記第２の中心軸に沿って前記複数の電子を導入するために前記第２の経路の第１および第２の軸方向端のうちの１つに近接して配置される、電子源と、
１つ以上の電源であって、前記１つ以上の電源は、ＤＣおよびＲＦ電圧を前記電極の第１および第２のセットに提供し、前記第１および横方向経路のそれぞれにおいて電場を生成するためのものである、１つ以上の電源と、
磁場源であって、前記磁場源は、前記第２の中心軸に平行な方向において、および前記方向上で静的磁場を生成するように構成および適合される、磁場源と、
コントローラであって、前記コントローラは、前記電極の第１および第２のセットのそれぞれに印加される前記ＤＣおよびＲＦ電圧を制御するためのものであり、前記コントローラは、前記横方向経路内の前記バンドパス範囲のイオンの少なくとも一部が前記電子と相互作用し、解離し、ＥｘＤ生成イオンを形成するように、前記横方向経路において、前記電子源が複数の電子をそれに沿って導入する間に、ＲＦ四重極場を生成するように構成される、コントローラと
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
サンプル中のグリコペプチドを分析する方法であって、
質量フィルタを提供することと、
イオンガイドの多重極ロッドセットを提供することと、
前記多重極ロッドセットの下流に位置付けられるＥｘＤデバイスを提供することであって、前記ＥｘＤデバイスは、２つのモードのうちの少なくとも１つにおいて動作するように適合され、１つのモードにおいて、前記ＥｘＤデバイスは、イオンガイドとして機能し、前記第２のモードにおいて、前記ＥｘＤデバイスは、電子捕捉解離または電子移動解離を実施する、ことと、
前記ＥｘＤデバイスの下流に位置付けられる質量分析器を提供することと、
前記多重極ロッドセットと前記ＥｘＤデバイスとの間に位置付けられるレンズ電極を提供することと、
前記サンプルをイオン化し、金属化サンプルイオンを形成することと、
前記金属化サンプルイオンを前記質量フィルタに移送することと、
事前選択されたｍ／ｚ範囲を有するグリコペプチドイオンをイオンガイドの前記多重極ロッドセットの中に選択的に移送するように前記質量フィルタを動作させることと、
衝突セルとして動作するように前記多重極ロッドセットを構成し、前記衝突セルが第１の解離エネルギーにおいて動作し、ペプチド断片の形成を引き起こし、前記形成されたペプチド断片を前記ＥｘＤデバイスを通して前記質量分析器に移送するように、イオンガイドとして動作するように前記ＥｘＤデバイスを構成し、前記質量分析器内の前記ペプチド断片を分析することと、
グリカン断片の形成を引き起こすように第２の解離エネルギーにおいて衝突セルとして動作するように前記多重極ロッドセットを構成し、前記第２の解離エネルギーは、前記第１の解離エネルギーよりも高く、前記形成されたグリカン断片を前記ＥｘＤデバイスを通して前記質量分析器に移送するように、イオンガイドとして動作するように前記ＥｘＤデバイスを構成し、前記質量分析器内の前記グリカン断片を分析することと、
同時に、半径方向双極ＤＣ電圧を前記多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧を前記レンズ電極に印加する、または同時に、半径方向ＲＦトラッピング電圧振幅を前記多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧を前記レンズ電極に印加することによって、前記多重極ロッドセットから前記ＥｘＤデバイスの中へバンドパス範囲のグリカン断片イオンを抽出し、前記バンドパス範囲のグリカン断片は、事前選択された範囲のｍ／ｚ値によって定義され、電子移動反応デバイスまたは電子解離デバイスとして動作するように前記ＥｘＤデバイスを構成し、前記バンドパス範囲のグリカン断片イオンに対してＥｘＤ反応を実施し、ＥｘＤ生成イオンを形成することと、
前記ＥｘＤ生成イオンを質量分析することと
を含む、方法。
【請求項１４】
前記ＥｘＤは、
電極の第１のセットであって、前記電極の第１のセットは、その少なくとも第１の区画が第１の中心軸を中心として四重極配向において配列され、前記電極の第１のセットの前記第１の区画は、前記第１の中心軸に沿って延在する第１の経路の第１の部分を画定するように、近位入口端から遠位端まで前記第１の中心軸に沿って軸方向に延在し、前記近位入口端は、前記イオンガイドの出射口端から前記バンドパス範囲のイオンを受け取るためのものである、電極の第１のセットと、
電極の第２のセットであって、前記電極の第２のセットは、その少なくとも第１の区画が、前記第１の経路の第２の部分を画定するように、前記第１の中心軸を中心として四重極配向において配列され、前記電極の第２のセットの前記第１の区画は、近位端から遠位出口端まで前記第１の中心軸に沿って軸方向に延在し、前記電極の第２のセットの近位端は、横方向経路が前記電極の第２のセットの近位端と前記電極の第１のセットの遠位端との間に延在するように、前記電極の第１のセットの遠位端から離間され、前記横方向経路は、第１の軸方向端から第２の軸方向端まで、前記第１の中心軸に実質的に直交する第２の中心軸に沿って延在し、交差領域において前記第１の経路と交差する、電極の第２のセットと、
電子源であって、前記電子源は、電子が前記交差領域に向かって前記横方向経路を通して進行するように、前記第２の中心軸に沿って前記複数の電子を導入するために前記第２の経路の第１および第２の軸方向端のうちの１つに近接して配置される、電子源と、
１つ以上の電源であって、前記１つ以上の電源は、ＤＣおよびＲＦ電圧を前記電極の第１および第２のセットに提供し、前記第１および横方向経路のそれぞれにおいて電場を生成するためのものである、１つ以上の電源と、
磁場源であって、前記磁場源は、前記第２の中心軸に平行な方向において、および前記方向上で静的磁場を生成するように構成および適合される、磁場源と、
コントローラであって、前記コントローラは、前記電極の第１および第２のセットのそれぞれに印加される前記ＤＣおよびＲＦ電圧を制御するためのものであり、前記コントローラは、前記横方向経路内の前記バンドパス範囲のイオンの少なくとも一部が前記電子と相互作用し、解離し、ＥｘＤ生成イオンを形成するように、前記横方向経路において、前記電子源が複数の電子をそれに沿って導入する間に、ＲＦ四重極場を生成するように構成される、コントローラと
を備える、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、その内容が、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、２０１７年６月２８日に出願された、米国仮特許出願第６２／５２５，９０１号の優先権を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本明細書に説明される教示は、質量分析法を使用するグリコペプチド分析および同一物を達成するための装置および方法を対象とする。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
グリコペプチドは、ペプチドを構成するアミノ酸残基の側鎖に共有結合される１つ以上の炭水化物部分を含む、ペプチド構造のクラスである。いくつかの場合では、グリカンは、糖部分の骨格を形成する。グリコペプチドは、グリカン部分（すなわち、炭水化物）とアミノ酸残基との間の結合に応じて分類される。加えて、グリカン部分の間の結合もまた、重要である。
【０００４】
グリコペプチドは、従来の質量分析法を使用して、限定された方法で特性評価されることができる。衝突誘発解離（ＣＩＤ）を使用するタンデム質量分析法が、グリコシド結合を破壊することができ、成分糖部分の順序および同一性を含み得る、分子のグリカン部分を分析するために利用されることができる。他の場合では、ＣＩＤは、ペプチド領域を配列決定するために使用されることができる。
【０００５】
電子移動解離（ＥＴＤ）およびＨｏｔ  ＥＣ等の種々の形態の電子捕捉解離（ＥＣＤ）を含み得る電子ベースの解離（本明細書では、一般的に、ＥｘＤと称される）が、分子のペプチド部分の配列決定およびグリコシル化の部位の同定、例えば、単糖類の結合の部位（例えば、２、３、４、または６位）の決定を含み得る、種々の目的のために使用されることができる。後者の場合では、グリコシル化の部位の同定は、典型的には、酵素切断の使用によって、ペプチドから放出されたグリカンに対してのみ実施されることができる。これらの電子ベースの解離方法は、糖環の環間切断を実施し、これは、結合位置が後続分析において決定されることを可能にする。結合位置の同定は、無傷のグリコペプチドに対して実施される電子ベースの解離方法が、グリカン環ではなく、ペプチド鎖を優先的に解離するため、グリコペプチド自体では利用されることができない（例えば、酵素切断を通したペプチドからのグリカンの事前分離が存在しない）。
【０００６】
したがって、簡略化された様式においてペプチド配列、グリコシル化部位、グリカン成分、および各単糖類の結合を同定することを含み得る、より徹底的な様式でグリコペプチドを特性評価することが可能である技法および装置を有することが、望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（要約）
種々の実施形態によると、第１の四重極質量フィルタと、第１の四重極質量フィルタからイオンを受け取るためのイオンガイドの多重極ロッドセットとを備える、質量分析計分析のためのシステムが、説明され、多重極ロッドセットは、半径方向無線周波数（ＲＦ）トラッピング電圧および半径方向双極直流（ＤＣ）電圧を受け取るように適合される。本システムはまた、多重極ロッドセットによって閉じ込められたイオンを抽出するために多重極ロッドセットの一方の端部に位置付けられ、軸方向トラッピング交流（ＡＣ）電圧およびＤＣ電圧を受け取るように適合される、イオンガイドのレンズ電極と、電子捕捉解離または電子移動解離を実施するように適合される、ＥｘＤデバイスであって、ＥｘＤデバイスの入射口が多重極ロッドセットと対向するレンズ電極の他方の側上に配置されるように位置付けられる、ＥｘＤデバイスとを備える。加えて、質量分析器が、ＥｘＤデバイスからイオンを受け取るためにＥｘＤデバイスの出射口に位置付けられる。多重極ロッドセットおよびレンズ電極と通信するプロセッサが、多重極ロッドセット内に閉じ込められるバンドパス質量範囲のイオンを抽出するために、同時に、半径方向双極ＤＣ電圧を多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧をレンズ電極に印加する、または同時に、半径方向ＲＦトラッピング電圧振幅を多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧をレンズ電極に印加する。いくつかの実施形態では、質量分析器は、飛行時間質量分析計、イオントラップ、または１つ以上の四重極質量フィルタを備えることができる。
【０００８】
いくつかの実施形態では、ＥｘＤデバイスは、２つのモードのうちの少なくとも１つにおいて動作し、１つのモードにおいて、ＥｘＤデバイスは、イオンガイドとして機能し、第２のモードにおいて、ＥｘＤデバイスは、電子捕捉解離または電子移動解離を実施する。
【０００９】
種々の実施形態によると、１つ以上のグリコペプチドを含有するサンプルを分析する方法が、説明され、本方法は、サンプルをイオン化し、グリコペプチドイオンを形成するステップと、質量フィルタ内で１つ以上のグリコペプチドイオンを単離するステップと、イオンガイドの多重極ロッドセット内で単離されたグリコペプチドイオンを断片化するステップであって、多重極ロッドセットは、入射口端と、出射口端とを有し、入射口端は、質量フィルタから断片化されたグリコペプチドイオンを受け取り、多重極ロッドセットは、半径方向無線周波数（ＲＦ）トラッピング電圧および半径方向双極直流（ＤＣ）電圧を受け取るように適合され、イオンガイドは、多重極ロッドセットによって閉じ込められたイオンを抽出するために多重極ロッドセットの出射口端に位置付けられ、軸方向トラッピング交流（ＡＣ）電圧およびＤＣ電圧を受け取るように適合される、レンズ電極を有する、ステップと、同時に、半径方向双極ＤＣ電圧を多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧をレンズ電極に印加する、または同時に、半径方向ＲＦトラッピング電圧振幅を多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧をレンズ電極に印加することによって、イオンガイドの出射口端からＥｘＤデバイスの中へ断片化グリコペプチドイオンのバンドパス範囲のイオンを抽出するステップと、ＥｘＤデバイス内のバンドパス範囲のイオンの電子解離反応または電子移動反応を実施し、ＥｘＤ生成イオンを形成するステップと、ＥｘＤ生成イオンを質量分析するステップとを含む。
【００１０】
いくつかの実施形態では、サンプルをイオン化し、グリコペプチドイオンを形成するステップは、例えば、グリコペプチドをナトリウム塩と反応させるステップを含み得る、１つ以上のグリコペプチドを金属化するステップを含む。
【００１１】
いくつかの実施形態では、バンドパス範囲のイオンを抽出するステップは、同時に、半径方向双極ＤＣ電圧を多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧をレンズ電極に印加することによって実施され、半径方向双極ＤＣ電圧およびＡＣ電圧は、事前選択されたｍ／ｚ値の範囲を有するグリカン断片のみを抽出するように選択される。
【００１２】
いくつかの実施形態では、バンドパス範囲のイオンを抽出するステップは、同時に、半径方向ＲＦトラッピング電圧振幅を多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧をレンズ電極に印加することによって実施され、ＲＦトラッピング電圧振幅およびＡＣ電圧は、事前選択されたｍ／ｚ値の範囲を有するグリカン断片のみを抽出するように選択される。
【００１３】
種々の実施形態では、サンプル中のグリコペプチドを分析する方法が、説明され、これは、質量フィルタを提供するステップと、イオンガイドの多重極ロッドセットを提供するステップと、多重極ロッドセットの下流に位置付けられるＥｘＤデバイスを提供するステップであって、ＥｘＤデバイスは、２つのモードのうちの少なくとも１つにおいて動作するように適合され、１つのモードにおいて、ＥｘＤデバイスは、イオンガイドとして機能し、第２のモードにおいて、ＥｘＤデバイスは、電子捕捉解離または電子移動解離を実施する、ステップと、ＥｘＤデバイスの下流に位置付けられる質量分析器を提供するステップと、多重極ロッドセットとＥｘＤデバイスとの間に位置付けられるレンズ電極を提供するステップと、サンプルをイオン化し、金属化サンプルイオンを形成するステップと、金属化サンプルイオンを質量フィルタに移送するステップと、事前選択されたｍ／ｚ範囲を有するグリコペプチドイオンをイオンガイドの多重極ロッドセットの中に選択的に移送するように質量フィルタを動作させるステップと、衝突セルとして動作するように多重極ロッドセットを構成し、衝突セルが第１の解離エネルギーにおいて動作し、ペプチド断片の形成を引き起こし、形成されたペプチド断片をＥｘＤデバイスを通して質量分析器に移送するように、イオンガイドとして動作するようにＥｘＤデバイスを構成し、質量分析器内のペプチド断片を分析するステップと、グリカン断片の形成を引き起こすように第２の解離エネルギーにおいて衝突セルとして動作するように多重極ロッドセットを構成し、第２の解離エネルギーは、第１の解離エネルギーよりも高く、形成されたペプチド断片をＥｘＤデバイスを通して質量分析器に移送するように、イオンガイドとして動作するようにＥｘＤデバイスを構成し、質量分析器内のグリカン断片を分析するステップとを含む。本方法はまた、同時に、半径方向双極ＤＣ電圧を多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧をレンズ電極に印加する、または同時に、半径方向ＲＦトラッピング電圧振幅を多重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧をレンズ電極に印加することによって、多重極ロッドセットからＥｘＤデバイスの中へバンドパス範囲のグリカン断片イオンを抽出し、バンドパス範囲のグリカン断片は、事前選択された範囲のｍ／ｚ値によって定義され、電子移動反応デバイスまたは電子解離デバイスとして動作するようにＥｘＤデバイスを構成し、バンドパス範囲のグリカン断片イオンに対してＥｘＤ反応を実施し、ＥｘＤ生成イオンを形成するステップと、ＥｘＤ生成イオンを質量分析するステップとを含む。
【００１４】
いくつかの実施形態では、上記の方法およびシステムに説明されるＥｘＤは、その少なくとも第１の区画が第１の中心軸を中心として四重極配向において配列される、電極の第１のセットであって、電極の第１のセットの該第１の区画は、該第１の中心軸に沿って延在する第１の経路の第１の部分を画定するように、近位入口端から遠位端まで該第１の中心軸に沿って軸方向に延在し、該近位入口端は、イオンガイドの出射口端からバンドパス範囲のイオンを受け取るためのものである、電極の第１のセットと、その少なくとも第１の区画が、第１の経路の第２の部分を画定するように、第１の中心軸を中心として四重極配向において配列される、電極の第２のセットであって、電極の第２のセットの該第１の区画は、近位端から遠位出口端まで該第１の中心軸に沿って軸方向に延在し、電極の第２のセットの近位端は、横方向経路が電極の第２のセットの近位端と電極の第１のセットの遠位端との間に延在するように、電極の第１のセットの遠位端から離間され、該横方向経路は、第１の軸方向端から第２の軸方向端まで、第１の中心軸に実質的に直交する第２の中心軸に沿って延在し、交差領域において第１の経路と交差する、電極の第２のセットと、電子が該交差領域に向かって該横方向経路を通して進行するように、第２の中心軸に沿って該複数の電子を導入するために第２の経路の第１および第２の軸方向端のうちの１つに近接して配置される、電子源と、ＤＣおよびＲＦ電圧を電極の該第１および第２のセットに提供し、第１および横方向経路のそれぞれにおいて電場を生成するための１つ以上の電源と、第２の中心軸に平行な方向において、および該方向上で静的磁場を生成するように構成および適合される、磁場源と、電極の第１および第２のセットのそれぞれに印加される該ＤＣおよびＲＦ電圧を制御するためのコントローラであって、横方向経路内のバンドパス範囲のイオンの少なくとも一部が電子と相互作用し、解離し、ＥｘＤ生成イオンを形成するように、横方向経路において、電子源が複数の電子をそれに沿って導入する間に、ＲＦ四重極場を生成するように構成される、コントローラとを備える。
【００１５】
当業者は、下記に説明される図面が、例証目的にすぎないことを理解するであろう。図面は、いかようにも本教示の範囲を限定することを意図していない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本教示の実施形態による、例示的装置を描写する。
【図２】図２は、本教示の例示的実施形態のより詳細な断面図を描写する。
【図３Ａ】図３Ａは、本教示の実施形態において使用される、例示的ＥｘＤデバイスの構成の断面図を描写する。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本教示の実施形態における、ＥｘＤデバイスの軸方向端の例示的実施形態を描写する。
【図４】図４は、本教示の例示的実施形態における、グリコペプチドを特性評価するために使用される方法のフローパスを描写する。
【図５】図５は、本教示の実施形態による、グリコペプチドから取得される断片の例示的カスケードを描写する。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の１つ以上の実施形態が詳細に説明される前に、当業者は、本発明が、その用途において、以下の詳細に記載される構造の詳細、構成要素の配列、およびステップの配列に限定されないことを理解するであろう。本発明は、他の実施形態が可能であり、種々の方法で実践または実行されることが可能である。また、本明細書で使用される語句および専門用語は、説明の目的のためであり、限定として見なされるべきではないことを理解されたい。
【００１８】
（実施形態の詳細な説明）
当業者は、本明細書に説明されるシステムおよび方法が、非限定的例示的実施形態であり、本出願人の開示の範囲が請求項によってのみ定義されることを理解するであろう。本出願人の教示は、種々の実施形態と併せて説明されるが、本出願人の教示は、そのような実施形態に限定されることを意図していない。対照的に、本出願人の教示は、当業者によって理解されるであろうように、種々の代替、修正、および均等物を包含する。一例示的実施形態と関連して例証または説明される特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わせられてもよい。そのような修正および変形例は、本出願人の開示の範囲内に含まれることを意図している。
【００１９】
ここで図１を参照すると、本教示の実施形態を描写する、例示的システム１００が描写される。特性評価される１つ以上のグリコペプチドを含有する、または含有していると疑われるサンプル１０５が、１つ以上のグリコペプチドイオンを作製するためにイオン化源１１０内でイオン化される。イオン化源は、当技術分野で公知である任意の源であり得る。種々の実施形態では、好適なイオン源は、限定ではないが、エレクトロスプレーイオン源（ＥＳＩ）、電子衝撃源および高速原子衝撃源、大気圧化学イオン化源（ＡＰＣＩ）、大気圧光イオン化（ＡＰＰＩ）源、またはマトリクス支援レーザ脱離源（ＭＡＬＤＩ）を含むことができる。イオン化源は、好ましくは、グリコペプチドをイオン化するように選定されることができる。好ましい方法では、エレクトロスプレーイオン化が、利用される。
【００２０】
いくつかの実施形態では、グリコペプチドは、アルカリ金属電荷試薬またはアルカリ土類金属電荷試薬によってイオン化される。実施例として、金属は、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、およびカルシウムを含み得るイオンの群から選定されることができる。好ましい実施形態では、金属カチオンは、ナトリウムである。ナトリウム化グリカンは、概して、プロトン化されたものよりも安定し、その結果、特に、グリカン結合分析を実施するときに好ましい。そのようなナトリウム化は、グリコペプチド溶液に塩として少量のＮａ＋イオンを添加することによって実施されることができる。そのような添加される試薬の実施例は、炭酸ナトリウムおよび酢酸ナトリウムを含むことができる。
【００２１】
イオン化後、グリコペプチドイオンは、質量フィルタ１１５を通過させられる。質量フィルタは、タンデム質量分析計システムにおける第１のステージ（Ｑ１）として機能し、本システムは、本明細書に説明される教示に従って修正される。質量フィルタ１１５は、所定のｍ／ｚ範囲を有する基準に適合しないイオンを除去するように機能し、それによって、あるイオンのみが下流プロセスを通過することを可能にする。質量フィルタ１１５は、伝統的に、これに印加されるＲＦおよびＤＣ電圧を有し、イオンをフィルタリングするその能力がマシュー方程式によってモデル化される、四重極フィルタである。好ましい実施形態では、質量フィルタ１１５は、四重極ロッドのセットを備えるが、質量フィルタという用語は、イオンを単離する効果を生産するためにイオンをフィルタリングすることが可能である任意の質量分析計タイプデバイスを網羅することを意図することを理解されたい。例えば、質量フィルタは、イオンを閉じ込め、あるｍ／ｚ値を有するイオンを走査して除外するように機能するイオントラップデバイスを備えてもよい。質量フィルタはまた、パルス化様式であるｍ／ｚ値を有するイオンを単離する飛行時間（ＴＯＦ）質量分析計を備えてもよい。
【００２２】
いったんイオンがフィルタリングされると、それらは、本明細書の教示に従って解離デバイスに入射する。解離デバイス１１９は、本明細書に説明されるように構成される多重極イオンガイド１２０およびＥｘＤデバイス１２５を備えることができる。いくつかの実施形態では、多重極イオンガイド１２０は、タンデム質量分析計のＱ２領域と類似する様式で動作し、衝突セルとして動作する四重極イオンガイドの形態をとってもよい。衝突セルは、ガスで充填され、複数の低エネルギー衝突が起こるように十分に高い圧力および電圧に維持され、これは、親イオンを断片に分解するイオンの衝突誘発解離（ＣＩＤ）を誘発する。衝突セルに提供されるエネルギーおよび利用されるガスに応じて、本発明のある実施形態では、多重極イオンガイド１２０は、ペプチドからグリカンを分離する、ペプチドを断片に分解する、および／またはグリカンをその成分糖に分解するように動作する。
【００２３】
解離デバイス１１９はまた、衝突セルとして作用する多重極イオンガイド１２０からイオンを受け取り、電子を流入イオンと反応させるように機能する、ＥｘＤデバイス１２５を備える。好ましい実施形態では、ＥｘＤデバイス１２５は、ＥｘＤデバイスまたはイオンガイドのいずれかとして動作することが可能である。イオンガイドとして動作するとき、多重極イオンガイド１２０からＥｘＤデバイス１２５に入射するイオンは、反応を伴わずにＥｘＤデバイス１２５の出射口を通過させられる。ＥｘＤデバイス１２５として本デバイスを動作させるとき、利用されている電子は、所望される電子関連解離反応のタイプに応じて、約１ｅＶ〜１５ｅＶのエネルギーに及び得る。ＥｘＤデバイス１２５において起こる電子ベースの反応は、ペプチド断片を生成し、グリカンの環間切断を実施するように機能することができる。
【００２４】
多重極イオンガイド１２０とＥｘＤデバイス１２５との間に、バンドパスフィルタリングを通して多重極ロッド１２０によって閉じ込められるイオンを抽出するように構成されるレンズ電極１２１が、配置される。本バンドパスフィルタリング技法は、例えば、ＰＣＴ公開出願第ＷＯ  ２０１６／０２０７８９号（参照することによって組み込まれる）に説明されている。多重極ロッドセット１２０は、半径方向ＲＦトラッピング電圧および／または半径方向双極ＤＣ電圧を受け取るように構成される。レンズ電極１２１は、軸方向トラッピングＡＣ電圧および／またはＤＣ電圧を受け取るように構成されることができる。バンドパス範囲のイオンは、半径方向双極ＤＣ電圧を多重極ロッド１２０に印加し、同時に軸方向トラッピングＡＣ電圧をレンズ電極１２１に印加することによって抽出されることができる。代替として、半径方向ＲＦトラッピング電圧振幅が、多重極ロッドセット１２０に印加されることができ、軸方向トラッピングＡＣ電圧が、同時にレンズ電極１２１に印加されることができる。
【００２５】
ＥｘＤデバイス１２５から出射するイオン／断片／ＥｘＤ生産物は、次いで、質量分析計１３０内で分析される。いくつかの実施形態では、質量分析計１３０は、タンデム質量分析計における四重極フィルタおよび検出器から成る最終質量フィルタ（Ｑ３）であり得る。他の実施形態では、本最終分析計は、飛行時間質量分析計またはイオントラップであってもよい。好ましい実施形態では、本最終ステージは、ＴＯＦデバイスである。
【００２６】
示されるように、システム１００は、加えて、その動作を制御するようにシステム１００の要素のうちの１つ以上のものに動作可能に結合される、コントローラ１４０を含むことができる。実施例として、コントローラ１４０は、情報を処理するためのプロセッサ、質量スペクトルデータを記憶するためのデータ記憶装置、および実行される命令を含むことができる。下記に詳細に議論され、概して、当技術分野で公知であり、本教示に従って修正されるように、コントローラ１４０は、イオン源１１０によるイオンの生成およびＥｘＤセル１２５内に位置する電子源による電子の生成を制御する、および／または、実施例として、その電極への１つ以上のＲＦ／ＤＣ電圧の印加を介して、質量フィルタ１１５、多重極イオンガイド１２０、レンズ電極１２１、ＥｘＤセル１２５、および質量分析計１３０の中への、およびそれを通したイオンの移動および／またはイオンのフィルタリングを制御することができる。コントローラ１４０は、単一の構成要素として描写されるが、１つ以上のコントローラ（局所または遠隔のいずれか）が、システム１００を本明細書に説明される方法のうちのいずれかに従って動作させるように構成され得ることを理解されたい。加えて、コントローラ１４０はまた、ディスプレイ（例えば、情報をコンピュータユーザに表示するためのブラウン管（ＣＲＴ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ））等の出力デバイスおよび／または情報およびコマンド選択をプロセッサに通信するための英数字および他のキーおよび／またはカーソル制御を含む入力デバイスと動作可能に関連付けられることができる。本教示のある実装と一貫して、コントローラ１４０は、例えば、データ記憶装置内に含有される１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを実行する、または記憶デバイス（例えば、ディスク）等の別のコンピュータ可読媒体からメモリを読み込むことができる。１つ以上のコントローラは、ハードウェアまたはソフトウェア形態をとることができ、例えば、コントローラ１４０は、システム１００を本明細書に別様に説明されるように動作させるように実行され得る、その中に記憶されるコンピュータプログラムを有する好適にプログラムされたコンピュータの形態をとってもよいが、本教示の実装は、ハードウェア回路およびソフトウェアの任意の具体的組み合わせに限定されない。例えば、コントローラ１４０と関連付けられる種々のソフトウェアモジュールは、図２、３、４、５を参照して下記に説明される例示的方法を実施するためにプログラマブル命令を実行することができる。プロセッサおよび関連付けられる他のコンポーネントは、システム１００の種々の他の部分から受信された情報を表示または解釈するために利用されてもよい。例えば、本システムは、本明細書に説明される例示的コンポーネントを利用する方法および教示を実施することからもたらされる質量スペクトルおよび／またはＥｘＤスペクトルを表示してもよい。
【００２７】
図１に示されるように、例示的システム１００は、加えて、ＲＦ、ＡＣ、および／またはＤＣ成分を伴う電位を種々のコンポーネントの電極に印加し、協調方式で、および／または本明細書に別様に議論されるように種々の異なる動作モードのためにシステム１００の要素を構成するように、コントローラ１４０によって制御され得る１つ以上の電力供給源（例えば、ＤＣ電力供給源１４１およびＲＦ電力供給源１４２）を含むことができる。
【００２８】
ここで図２を参照すると、質量フィルタとして動作する第１の四重極２０５に入射するイオン源（図示せず）からのイオンを含む、質量分析計システム２００を描写する、本教示の実施形態が、描写される。第１の四重極２０５は、共通軸の周囲で四重極配列において配列される一連の４つのロッド２１０から成る。四重極ロッドは、ＲＦ源およびＤＣ源（図示せず）に取り付けられる。マシュー方程式に従って好適なＲＦおよびＤＣ電圧を選択することによって、特徴的なｍ／ｚ値を有するあるイオンの運動は、安定した軌跡で四重極２０５を通過させられることができる一方、他のイオンは、四重極から半径方向に射出させられるか、またはそれらが除去されるロッド２１０に接触させられるかのいずれかである。
【００２９】
四重極ロッド２２０の第２のセットが、第１の四重極２１５の下流に配置される。四重極ロッド２２０の本第２のセットは、衝突セル２２５として動作し、ＲＦ電圧源および双極ＤＣ電圧源２３０に取り付けられる。四重極ロッド２２０の第２のセットの下流に位置付けられるものは、それに取り付けられるＡＣ電圧およびＤＣ電圧源２３６を有するレンズフィルタ２３５である。四重極ロッド２２０の本第２のセットは、殆どのイオンが妨げられずに通過することを可能にするイオンガイドとして作用することができる、または代替として、四重極ロッド２２０の第２のセットは、ＲＦ電圧源および双極ＤＣ電圧源の結合によって動作され得るバンドパスフィルタとして動作され、ある範囲内のｍ／ｚ比を有するイオンが通過させられる、本教示によるバンドパスフィルタを構築してもよい。
【００３０】
レンズフィルタ２３５の下流に、ＥｘＤデバイス２４５が、配置される。ＥｘＤデバイス２４５は、イオンが本デバイスを通過させられるイオンガイドとして、または電子源２３６が、ＥＣＤまたはＥＴＤ等を誘発するように、イオンに直交する経路に沿って流入イオンに電子を導入するＥｘＤデバイスとして動作されることができる。ＥｘＤデバイス２３６の一例示的実施形態が、２０１４年１２月４日に公開されたＰＣＴ公開出願第ＷＯ  ２０１４／１９１８２１号（参照することによって本明細書に組み込まれる）に描写されている。ＥｘＤデバイス２４５は、イオンが四重極イオンガイドから進行する第１の経路を部分的に画定する、イオン経路の周囲に四重極配列において配列される第１の一連の４つのＬ形電極２４７を備える（４つの電極のうちの２つのみが、図２に描写される）。相互に略平行である４つのＬ形電極のそれぞれの第１の部分は、ＥｘＤセル２４５において四重極ロッドとして機能する。４つのＬ形電極のそれぞれの第２の部分は、第１の部分に略垂直であり、イオン経路から離れるように半径方向に延在する。これらの４つのＬ形電極はそれぞれ、次いで、Ｌ形電極２４７の第１のセットから離間されるＬ形電極２４８の第２のセット（それらのうちの２つのみが描写される）によって、イオン経路を横切る平面を横断して反転される。第１のセットと同様に、Ｌ形電極２４８の第２のセットはそれぞれ、相互に略平行であり、Ｌ形電極の第１のセットの第１の部分に平行である第１の部分を有する。ともに、Ｌ形電極のこれらの第１の部分は、イオンが多重極イオンガイド２２５（例えば、四重極）から質量分析器２６０まで横断するためのイオンガイドおよび経路を部分的に画定する。Ｌ形電極の第１のセット２４７および第２のセット２４８の第２の部分もまた、相互に略平行であり、第１の経路に略直交する第２の経路を画定する。第２の経路は、電子がＥｘＤデバイス２４５に入射するための経路を提供する。Ｌ形電極はそれぞれ、ＲＦ場の生成を可能にする好適な電源（図示せず）からＲＦ電圧信号を受信するように構成される。隣接するＬ形電極に印加されるＲＦ電圧の極性は、電場において反対である。これは、第ＷＯ  ２０１４／１９１８２１号に説明されるように、電子の焦点外れを可能にする。電子は、フィラメント（タングステン、トリエーテッドタングステン、およびその他）または電子エミッタ（Ｙ２Ｏ３カソード）であり得る、電子源２３６によって生成される。図２に描写されるように、電子源２３６は、第２の経路の１つの入射口２４９の近傍に配置されるが、しかしながら、代替入射口２５０もまた、本明細書に説明されるＥｘＤデバイスの構成によって形成される。付加的電子源が、本代替入射口２５０に位置付けられてもよい。ゲート電極２５１もまた、電子／イオンの入射および／または出射を制御するためにこれらの入射口に位置付けられる。第２の経路に略平行であり、そしてその上の（例えば、電子の経路に沿った）静的磁場をＥｘＤデバイス内に生成する磁石（図示せず）が、ＥｘＤデバイス２４５内に位置付けられる。
【００３１】
ゲート電極２５２が、ＥｘＤデバイスからのイオンの出射を制御するために、ＥｘＤセル２４５の第１の経路の出射口に位置付けられる。ＥｘＤデバイスおよびゲート電極の下流に位置付けられるものは、質量分析計システム２６０（例えば、四重極、ＴＯＦ、トラップ等）である。
【００３２】
ここで図３Ａを参照すると、例示的システム３００の部分図および本教示の種々の側面に従って図１の例示的方法を実施するための概略図が、描写される。図３Ａに最良に示されるように、システム３００は、概して、電子源３３０と、中心縦方向軸（Ａ）および横方向軸（Ｂ）を画定するように配列される複数の電極を有するＥｘＤセル３１０とを含む。示されるように、システム３００は、加えて、衝突セル（質量フィルタ（図示せず）とＥｘＤセル３１０との間に配置される）として作用する上流四重極ロッドセットＱ２  ３０１と、質量分析器３４０として動作する下流四重極ロッドセットＱ３（ＥｘＤセル３１０と検出器との間に配置される）とを含むことができる。種々の側面では、ＥｘＤセル３１０は、チャンバ内に（例えば、準大気圧において）格納され、ヘリウム（Ｈｅ）または窒素（Ｎ２）等のガスが、ＥｘＤセル３１０内の前駆体イオンの移動を緩慢にし、相互作用領域内のイオンと電子との間の相互作用時間を延長させるように添加されることができる。典型的には、冷却ガスの圧力は、非限定的実施例として、１０−２〜１０−４トルであり得る。いくつかの実施形態では、ＥｘＤセル３１０および衝突セルＱ２  ３０１は、低圧チャンバ内でともに格納され、実質的に同一の圧力にある。加えて、永久磁石等の磁場源（図示せず）が、例えば、矢印（Ｂ）によって図式的に描写されるように、横方向通路３１６に平行であり、その上の静的磁場を生成するように構成されることができる。磁場はまた、任意の他の磁場生成源によって生成されることができ、また、第２の経路の第２の中心軸（Ｂ）に平行であり、それと一直線の磁場を生成するように機能する電磁石、ネオジム磁石、または同等物を含むことができる。磁束密度は、電子ビームの集束を引き起こすための磁場を実装することが可能な任意の密度であり得、例えば、最大１．５Ｔ、好ましくは、約０．１〜１．０Ｔに及ぶことができる。より高い密度を伴う磁石は、電極対からさらに離れて位置付けられることができる。０．１Ｔの磁場（矢印Ｂによって示されるような）は、電子方向の経路に平行であり、それに沿うように整合される。
【００３３】
図２に描写される連続的Ｌ形電極（２４７、２４８）と異なり、ＥｘＤセル３１０は、軸方向通路および横方向通路をともに画定する電極の複数のセットを備える。具体的には、図３Ａは、それに印加される信号が上記に説明される例示的方法の間に相互に異なり得るように、図３Ｂに示されるような第３（３１３ａ、３１３ｃ）および第４のセット（３１４ａ、３１４ｄ）からの隣接する電極のうちの１つから電気的に絶縁され、それとともに略Ｌ形状を形成する、電極３１１ａ−ｄ（３１１ａおよびｂのみが図３Ａに描写されるが、図３Ｂにより完全に描写される）を描写する。理解されるはずであるように、図２に描写されるような連続的Ｌ形電極を形成するために、電極対（３１１ａ／３１３ａ、３１１ｂ／３１４ａ、３１１ｄ／３１４ｄ、３１１ｃ／３１３ｃ）は、継合される。すなわち、例えば、中心縦方向軸に沿って延在する電極３１１ａの部分および横方向軸に沿って延在する電極３１３ａの部分は、常時、同一の電位において維持される。本配列によって、ＲＦ電圧の適切な印加（例えば、セット３１１ｄ、３１４ｄ内およびその間の各隣接する電極の相が相互に反対である正弦波ＲＦ電位）を伴うと、四重極場が、軸方向および横方向通路のそれぞれにおいて生成されることができる。
【００３４】
図３Ａに示されるように、例示的ＥｘＤセル３１０は、電極３１１−３１４の４つのセットを備え、そのそれぞれは、２つの軸のうちの１つを中心として四重極配向において配列される。すなわち、電極３１１−３１４の各セットは、それらの中心が正方形の角を形成し、その反対の極が電気的に接続され得る（例えば、典型的な四重極場に関して、隣接する電極の相が相互に反対である静的ＤＣ電位および正弦波ＲＦ電位の重ね合わせ）ように配列される４つの平行な伝導性ロッドまたは伸長電極を備える。具体的には、図３Ａに示されるように、４つの電極３１１ａ−ｄの第１のセット３１１は、軸方向通路の一部３１５ａを画定するように、中心縦方向軸（Ａ）を中心として配置される。電極の第１のセット３１１（ａ−ｄ）は、それを通して上流サンプルイオン源（図示せず、例えば、Ｑ１およびＱ２を介する）によって生成された前駆体イオンがＥｘＤセル３１０内の遠位端に受け取られ得る、入口端からそれに沿って軸方向に延在する。４つの電極３１２ａ−ｄ（その電極３１２ａおよび３１２ｂのみが示される）の第２のセット３１２もまた、軸方向通路の第２の部分３１５ｂを画定するように、中心縦方向軸（Ａ）を中心として配置される。示されるように、電極の第２のセット３１２は、横方向軸（Ｂ）が電極の第１のセット３１１の遠位端と電極の第２のセット３１２の近位端との間で延在するように、電極の第１のセット３１１から離間される。示されるように、電極の第２のセット３１２は、近位端から、それを通してイオンがＥｘＤセル３１０から、例えば、１つ以上の質量分析器３４０（例えば、出射レンズＩＱ３Ａ  ３２０ｂを介してＱ３）または検出器に射出され得る遠位端まで延在する。加えて、電極３１３ａ−ｄの第３のセット３１３および電極３１４ａ−ｄの第４のセット３１４（各セットにおいて、４つの電極のうちの２つのみが示される）が、横方向軸（Ｂ）を中心として配置され、各セットは、中心縦方向軸（Ａ）の対向する側上で四重極配向において配置される。本配列によって、第１のセット３１１の各電極は、概して、第３のセット３１３または第４のセット３１４の電極のうちの１つを伴うＬ形状を形成する一方、第２のセット３１２の各電極は、概して、第３のセット３１３または第４のセット３１４の電極を伴うＬ形状を形成する。したがって、示されるように、第１および第２のセット３１１、３１２は、少なくとも部分的に、軸方向通路を画定し、第３および第４のセット３１３、３１４は、少なくとも部分的に、交差領域３１７において軸方向通路３１５と交差する横方向通路３１６を画定する。
【００３５】
第１、第２、第３、および第４のセットの電極は、種々の形状およびサイズを有し得るが、概して、適切なＲＦ信号が各セットの電極に印加されると、各セットが囲繞する通路の一部の中に四重極場を生成するように構成されることが、当業者によって理解されるであろう。非限定的実施例として、各電極は、約３ｃｍの範囲内の縦方向寸法（例えば、電極３１１ａ−ｄに関する中心縦方向軸（Ａ）に沿った、そして電極３１３ａ−ｄに関する横方向軸（Ｂ）に沿った寸法）と、約５ｍｍ以上の範囲内の横方向寸法（例えば、幅または半径、すなわち、電極３１１ａ−ｄに関する中心縦方向軸（Ａ）に垂直な、そして電極３１３ａ−ｄに関する横方向軸（Ｂ）に垂直な寸法）とを有することができる。図３Ｂに示されるように、いくつかの側面では、各電極は、距離（２Ｒ）だけそのセット内のその対向する電極（例えば、電極３１１ａ−ｄ毎の中心縦方向軸（Ａ）を横断する非隣接電極）から半径方向に分離されることができる、Ｒは、約２ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲内である。
【００３６】
継続して図３Ａを参照すると、ＥｘＤセル３１０はさらに、複数のレンズ３２０ａ−ｄを含むことができ、そのそれぞれは、それを通してイオンまたは電子が移送され得る中心オリフィスを有する伝導性板の形態であり得る。示されるように、レンズ３２０ａ−ｄは、上記に議論される電極の種々のセットの入口または出口端に近接して配置されることができる。例えば、レンズ３２０ａは、それを通してイオンがＥｘＤセルに入射し得るイオン注入ポートとして機能することができ、レンズ３２０ｂは、それを通してイオン（例えば、下記に議論されるような生成イオン）が解離後にＥｘＤセル３１０から出射し得るイオン射出ポートとして機能することができる。本明細書に別様に議論されるように、ＲＦおよび／またはＤＣ電位が、ＥｘＤセル３１０内のイオンの移動を制御するために、種々のレンズ３２０ａ−ｄに印加されることができる。例えば、下記により詳細に議論されるように、種々のＲＦおよび／またはＤＣ信号が、電極の間の空間の一部の中のイオンの軸方向トラッピングを促進するために、またはＥｘＤセル３１０の内外へのイオンの注入および射出を促進するために、イオン処理の種々の段階の間にレンズ３２０ａおよび３２０ｂに印加されることができる。同様に、レンズ３２０ｃおよびレンズ３２０ｄは、横方向経路３１６内のイオンの出射を阻止するために、（例えば、適切なＤＣ電圧の印加を介して）付勢されることができる。
【００３７】
本教示の種々の側面では、Ｑ１は、着目イオンおよび／または着目イオンの範囲を選択するように動作可能な従来の移送ＲＦ／ＤＣ四重極質量フィルタとして動作されることができる。実施例として、四重極ロッドセットＱ１は、質量分解モードにおける動作のために好適なＲＦ／ＤＣ電圧を提供されることができる。当業者によって理解されるであろうように、Ｑ１の物理的および電気的性質を考慮して、印加されるＲＦおよびＤＣ電圧に関するパラメータは、Ｑ１が特定の前駆体イオン（例えば、特定の範囲内に該当するｍ／ｚを呈する）が大幅に摂動せずに四重極場を横断することを可能にするように選択されるｍ／ｚ通過帯域を有する四重極場を確立する一方、通過帯域の外側に該当するｍ／ｚ比を有するイオンが四重極場によって軌道減衰へ変質され得るように選択されることができる。本動作モードは、Ｑ１のための１つの可能性として考えられる動作モードにすぎないことを理解されたい。いくつかの実施形態では、ＲＦ専用スタビロッドのセットが、四重極の間のイオンの移動を促進するために、四重極ロッドセットの隣り合う対の間に提供されることができる。スタビロッドは、ブルベーカレンズとしの役割を果たすことができ、例えば、レンズがオフセット電位において維持される場合、隣接するレンズの近傍に形成されている場合がある任意のフリンジング場との相互作用に起因して、イオンが軌道減衰を受けることを防止することに役立つことができる。同様に、ＥｘＤセル３１０によって移送されるイオン（例えば、生成イオン）は、レンズ３２０ｂによって上流で境界され得る隣接する四重極ロッドセットＱ３の中に通過することができる。当業者によって理解されるであろうように、Ｑ３は、いくつかの様式で、例えば、走査ＲＦ／ＤＣ四重極として、四重極イオントラップとして、または線形イオントラップとして動作されることができる。
【００３８】
本明細書に説明される教示は、単一の実験実行においてグリコペプチドイオンを特性評価するために利用されてもよく、すなわち、グリコペプチドペプチド配列、グリカン組成、およびグリカン結合鎖が、本システムを本明細書に説明されるような異なる様式で動作するように構成することによって、本明細書に説明される手順を使用する分析において取得されることができる。
【００３９】
ここで図４および５を参照すると、本教示の１つの実施形態を実行するために、本明細書に説明される手順および／またはシステムの動作を実証するフローチャートが、描写される。
【００４０】
枠４００では、好ましくは、ナトリウム化されているグリコペプチド分析物が、好適なイオン化プロセスを使用してイオン化を受ける。イオン化種は、Ｑ１  ４０５、例えば、第１の質量フィルタを通過し、これは、特徴的なｍ／ｚ値を有するイオンを分離する。これは、ある範囲のｍ／ｚ値を含むことができるが、好ましい実施形態では、特徴的なｍ／ｚ値を有する単一のグリコペプチドイオンが、第１の質量フィルタ内で単離され、全ての他のイオンタイプは、半径方向に射出される、または別様にＱ１から除去される。単離されたグリコペプチドは、次いで、Ｑ２  ４１０、例えば、本教示に従って修正される四重極衝突セルを通過し、これは、Ｑ１  ４０５から受け取られたフィルタリングされたグリコペプチドイオンに対して種々の動作を実施するように、いくつかの異なるモードにおいて動作する。
【００４１】
１つのそのようなモードでは、四重極衝突セル４１０は、第１の解離エネルギーにおいて衝突セルとして第１のモード４５１において動作される。本第１の解離エネルギーは、グリコペプチドの衝突誘発解離がペプチド断片を形成するように実施されるほど十分に緩やかな条件を伴う。別のモード４５２では、四重極衝突セル４１０は、第２の解離エネルギーにおいて衝突セルとして動作され、第２の解離エネルギーは、第１の解離エネルギーよりも高い。本第２の解離エネルギーは、グリコペプチドの衝突誘発解離にグリカン断片を形成させる、より苛酷な条件において動作する。さらに別のモード４５３では、四重極衝突セル４１０の出射口に位置付けられるレンズ電極が、同時に、半径方向双極ＤＣ電圧を四重極衝突セル４１０を構成する四重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧をレンズ電極に印加するような方法で構成される。代替として、同時に、半径方向ＲＦトラッピング電圧振幅を四重極ロッドセットに印加し、軸方向トラッピングＡＣ電圧をレンズ電極に印加することができる。これらのモードでは、四重極ロッドセットおよび出射レンズの作用の組み合わせは、付加的質量フィルタを組み込む必要性なく、特定のｍ／ｚ値を有するバンドパス範囲の断片を抽出するための二次フィルタとして動作する。特に、これは、四重極衝突セルからグリカン断片の範囲を選択的に抽出するように動作する。
【００４２】
レンズ電極を通過した四重極衝突セル４１０から除去されたイオンは、本教示の別の場所により詳細に説明されるＥｘＤデバイス４１５に入射する。ＥｘＤデバイス４１５は、いくつかの異なるモードにおいて動作する。イオンの数およびタイプに応じて、ＥｘＤデバイス４１５は、２つのモードにおいて動作されることができる。第１のモード４６２では、ＥｘＤデバイスは、処理／検出のために下流の四重極衝突セル４１０からイオンを移動させるイオンガイドとして動作する、または第２のモード４６１／４６３では、ＥｘＤデバイスは、流入イオンの電子ベースの解離を実施する。これらのモードの機能は、本明細書に記載されるような元々のグリコペプチド分子の種々の特徴を照合する目的のためのものである。
【００４３】
ＥｘＤデバイスのように使用されるとき、第１のＥｘＤモード４６１では、第１の解離エネルギー４５１において四重極衝突セル４１０を動作させている間に生成されたペプチド断片は、電子と反応させられ、これは、ｃおよびｚ断片が生成されるような様式でペプチド断片の断片化を引き起こす。これは、ペプチド配列、ペプチド鎖上のグリコシル化の部位、およびグリカン質量が同定されることを可能にする。第２のＥｘＤモード４６３では、グリカン断片を生成するために第２の解離エネルギー４５２において四重極衝突セル４１０を動作させているときに生成されるグリカン断片の抽出されたバンドパス範囲は、ＥｘＤプロセスを受けることができる。選択された条件においてこれらの断片に対して実施されたＥｘＤは、グリカン断片のグリカン環を環間切断し、断片を作製する単糖類上のグリカン結合位置の照合を可能にする付加的グリカン断片を生成する。
【００４４】
モード４６２においてイオンガイドとして使用されるとき、ＥｘＤデバイスは、四重極衝突セル４１０内で生成されたイオンを、検出および分析のために質量分析計４２０（例えば、Ｑ３／ＴＯＦ／トラップ）に通過させる。このように、四重極衝突セル内で生成されたグリカン断片は、１つ以上の成分糖を有するグリカン鎖を含む。これらの鎖を質量分析することは、成分糖の全体的質量の決定を提供することができ、これは、グリカンの全体的構造の決定を可能にする。グリカン構造の具体的結合が、前述で説明されるＥｘＤ分析に従って決定される。
【００４５】
生成されたペプチド断片およびグリカン断片は、次いで、好適な質量分析計４２０内で質量分析される。これは、当技術分野で公知である任意の方法を使用することによって実施されることができ、四重極フィルタ、飛行時間質量分析計、またはイオントラップと結合される検出器を含むことができる。他の実施形態では、１つ以上の付加的処理ステップが、種々のステージの間でイオンを移動させる目的のために、本明細書に説明される方法に組み込まれることができる。
【００４６】
ここで図５を参照すると、本教示の方法および装置を利用してグリコペプチド分子が受ける種々のプロセスの描写が、示される。随意に、ナトリウム化される、グリコペプチド５００は、グリカン５０１部分と、ペプチド５０２部分とを含む。グリコペプチド５００が、グリコペプチドイオンがＥＣＤデバイスを通過させられるＣＩＤが殆どまたは全く起こらない、四重極衝突セル内のより低いエネルギーの解離エネルギー５０５を受ける。代替実施形態では、最小解離エネルギーが、印加され、四重極衝突セルは、イオンガイドとして動作する。グリコペプチドイオンは、元々のペプチド５０２のｃおよびｚ断片５５０を生成するＥｘＤ反応を用いた種々の方法において、ペプチド断片を選択的に切断するＥＣＤデバイスを通過する。これらの断片５５０は、プロセッサによって処理されるとき、ペプチド５０２の順序を配列決定するために使用されることができる。より低いエネルギー５０５の衝突誘発解離もまた、グリカン部分の全体的質量およびグリカン部分５０１の個々の成分の推定を提供するために使用され得る、比較的に無傷のグリカン部分５０１を生産する。
【００４７】
より高いＣＩＤエネルギー５０６（例えば、ペプチド配列分析において利用されるエネルギーよりも高い）を受けると、元々のグリコペプチド５００は、成分部分に断片化させられる。ペプチド部分５０２は、ＥｘＤ反応５１０と類似するプロセスを使用してペプチド鎖を配列決定するために使用され得る、比較的に無傷のペプチド断片５５１を生成する。より高いＣＩＤエネルギー５０６下のグリカン部分５０１は、元々のグリカン５０１の個々のグリカン単糖類単位または部分鎖から成り得るグリカン断片５５２に断片化する。ＣＩＤプロセス５０６後に生成されるグリカン断片５５２は、本教示によるバンドパスフィルタを利用して選択され、ＥｘＤデバイスに移送されてもよく、グリカンは、より小さいグリカン鎖上の個々のグルコース単位に対して環間切断解離を実施するＥｘＤ反応５１１を受け、環間グリカン断片部分５５５を形成する。これらの断片部分５５５の質量分析は、単糖類を配列決定するために利用されることができ、より具体的には、環間切断断片は、元々のグリカン分子の構造を照合するために利用され得る環結合（すなわち、その隣り合うものに結合される特定の単糖類上の位置）の決定を可能にする。別の実施形態では、より低いか、またはより高いかのいずれかのＣＩＤエネルギー５０６の使用からもたらされるグリカン部分５０１は、バンドパスフィルタを利用して選択され、次いで、イオンガイドとしてのみ機能するＥｘＤデバイスを通過させられることができる。このように、具体的に無傷なグリカンであるイオンが、質量分析されるために通過し、その分析は、グリカン構造の全体的質量の測度を提供する。グリカン構造が成分糖の単純な組み合わせであると仮定され得るため、グリカン部分の大まかな構造の推定された再構築が、プロセッサによって実行されることができる。
【００４８】
より効率的なＥｘＤ反応が、ＥｘＤデバイスを通して進行するイオンが、電子へのそれらの暴露を延長するために本デバイス内に瞬間的に閉じ込められる、準フロースルー方法を利用することによって実施されることができる。ＥｘＤデバイス出射レンズは、閉位置と開位置との間で、１つのモードにおいて、イオンがＥｘＤデバイス内に蓄積し始め、電子への暴露時間の増加を可能にし、第２のモードにおいて、出射レンズが開放され、イオンが本デバイスから出射ゲートを通して射出されるように発振することができる。代替実施形態では、ＥｘＤデバイスのイオン入射口端におけるレンズもまた、ＥｘＤデバイスの中へのイオンの流入を制御するように開放および閉鎖してもよい。これの実施例が、第ＷＯ  ２０１４／１９１８２１号（参照することによって本明細書に組み込まれる）に例示されている。
【００４９】
本教示は、種々の実施形態と併せて説明されるが、本教示が、そのような実施形態に限定されることを意図していない。対照的に、本教示は、当業者によって理解されるであろうように、種々の代替、修正、および均等物を包含する。
【００５０】
さらに、種々の実施形態を説明する際、本明細書は、ステップの特定のシーケンスとして方法および／またはプロセスを提示している場合がある。しかしながら、本方法またはプロセスが、本明細書に記載されるステップの特定の順序に依拠しない範囲について、本方法またはプロセスは、説明されるステップの特定のシーケンスに限定されるべきではない。当業者が理解するであろうように、ステップの他のシーケンスも、可能性として考えられ得る。したがって、本明細書に記載されるステップの特定の順序は、請求項に対する限定として解釈されるべきではない。加えて、本方法および／またはプロセスを対象とする請求項は、記載される順序におけるそれらのステップの実施に限定されるべきではなく、当業者は、シーケンスが変動され得、依然として、種々の実施形態の精神および範囲内に留まることを容易に理解することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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