JP2018501465A - 標識化グリコシルアミンの迅速調製およびそれを生成するグリコシル化生体分子の分析方法 - Google Patents

Abstract

グリコシル化生体分子を分析する方法であって、天然酵素もしくは合成酵素による技法または化学的な技法により脱グリコシル化された生体分子の脱グリコシル混合物を生成するステップ；極性非プロトン性、非求核性の有機溶媒中に標識試薬を有する試薬溶液を用意するステップ；および脱グリコシル混合物を、標識試薬が過剰となるように試薬溶液と混合して、誘導体化グリコシルアミンを生成するステップを含む。方法のステップは意図的にタンパク質体を枯渇することなく実施され得る。クエンチング溶液が、反応混合物のｐＨが１０超にシフトされるように、反応混合物に添加され得る。誘導体化グリコシルアミンの収率は、０．２モルパーセント未満の最小限の過剰標識を伴って反応混合物の約８０から約１００モルパーセントの量とすることができる。誘導体化グリコシルアミンは、反応混合物から分離され、クロマトグラフィー検出、蛍光検出、質量分析（「ＭＳ」）もしくは紫外線（「ＵＶ」）検出および／またはこれらの組合せにより検出され得る。

Description

本出願は、その全体を参照により本明細書に組み込む、２０１４年１０月３０日に出願された米国仮出願第６２／０７２，７４７号および２０１５年１月２６日に出願された米国仮出願第６２／１０７，９９４号の優先権を主張する。

連邦政府支援研究または開発に関する陳述
なし

共同研究契約書の当事者名
なし

生物学的起源に由来する化合物を分析する方法は、クロマトグラフィーによる分離後の検出を容易にする蛍光体を導入する誘導体化ステップを含むことが多い。様々な誘導体化の方法が存在するが、処理時間が長いことが、一旦得られた分析データを効果的に用いる上で深刻な要因である。試薬および関連する方法が、特にアミンまたはアミノ基を有する化合物の分析に関して、リードタイムを低減させるために近年開発されてきた。しかし、第一級アミンと水酸基との間の所望の反応選択性が得られない場合が多い。標識化化合物の収率は最適化されていない。加えて、先行技術の方法では「過剰標識化」化合物が頻繁に生じる。さらに、高有機溶媒中において標識化またはタグ付き化合物の溶解性は低く、ダウンストリーム固相抽出法（「ＳＰＥ」）、とりわけ親水性相互作用クロマトグラフィーに基づくＳＰＥを妨げる恐れがある。また、先行技術による分析は、化合物は生物学的起源から分離されていることおよび／または誘導体化に先立ち洗浄ステップを施されていることを一般に必要とし、追加のステップを生じおよび分析手順を減速している。

したがって、化合物を分析する方法であって、標識化化合物のその後の分析時に高分解能が可能となるように生物学的試料の劣化を生じることなくまたは過剰標識することなく、誘導体化ステップが、選択的に標識されているタグ付き化合物を高収率で生成する方法の必要性がある。

（発明の要旨）
グリコシル化生体分子を分析する方法であって、（ａ）脱グリコシル混合物を生成するステップであって、ここでグリコシル化生体分子が、天然酵素もしくは合成酵素による技法または化学的な技法により脱グリコシル化されているステップ；（ｂ）極性非プロトン性、非求核性の有機溶媒中に標識試薬を含む試薬溶液を用意するステップ；（ｃ）反応混合物中において、脱グリコシル混合物を約２．５：約１の容積比で試薬溶液と混合するステップ；および（ｄ）誘導体化グリコシルアミンを検出するステップを含む方法。反応混合物は約１０から約２０００の範囲の量で修飾可能なアミンを超えるモル過剰量の標識試薬を含有し、遊離したグリコシルアミン、タンパク質性アミンおよび誘導体化グリコシルアミンを含むことができる。これらのステップは意図的にタンパク質体を枯渇することなく実施され得る。次いで、誘導体化グリコシルアミンは、オンラインもしくはオフラインＳＰＥおよび／または他の分離法を使用して反応混合物から分離されてもよく、反応混合物から分離されなくてもよい。任意選択的に、クエンチング溶液は、反応混合物のｐＨが１０超にシフトされるように、反応混合物に添加され得る。誘導体化グリコシルアミンの収率は、反応混合物の約８０から約１００モルパーセントの量とすることができる。次いで、誘導体化グリコシルアミンは、反応混合物から分離され、クロマトグラフィー検出、蛍光検出、質量分析（「ＭＳ」）もしくは紫外線（「ＵＶ」）検出および／またはこれらの組合せにより検出される。一部の実施形態では、方法は、グリコシル化生体分子を酵素と接触させて、脱グリコシル混合物を生成するステップをさらに含むことができるか、または他の酵素による技法もしくは化学的な技法により脱グリコシル化され得る。

別の態様では、グリコシルアミンの迅速誘導体化の方法もまた本明細書に記載されている。一部の実施形態では、グリコシルアミンの迅速誘導体化の方法は：（１）生物学的試料を用意するステップ；（２）生物学的試料をペプチドＮ−グリコシダーゼＦと組み合せて、脱グリコシル混合物を生成するステップ；（３）無水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）と組み合わされた標識試薬を含む試薬溶液を用意するステップ；ならびに（４）脱グリコシル混合物を試薬溶液と混合して、標識試薬、遊離したグリコシルアミン、タンパク質性アミンおよび誘導体化グリコシルアミンを含む反応混合物を生成するステップを含む。反応混合物は約１０から約１０００の量で修飾可能なアミンを超えるモル過剰量の標識試薬を有することができる。一部の実施形態については、モル過剰量の他の範囲も本明細書に記載されている。

記載の方法では、有機溶媒の反応混合物中濃度は約０から約５０パーセントとすることができる。一部の実施形態では、有機溶媒の反応混合物中範囲は約１０から約４０パーセントとすることができる。一部の例示的実施形態では、有機溶媒の反応混合物中範囲は約２０容積パーセントから約３０容積パーセントとすることができる。脱グリコシル混合物は、約９：１から約１：９の容積比で試薬溶液と混合される。例示的実施形態では、脱グリコシル混合物は、約２．５対約１の容積比で試薬溶液と混合されて、約２５から約３０パーセントの試薬溶液を有する反応混合物を生じる。一部の実施形態では、試薬溶液の反応混合物中量は２８．６パーセントである。試薬溶液は約大気温度に維持されている温度でもよく、大気温度未満から約４℃に維持されている温度でもよい。バッファー溶液が脱グリコシル混合物に添加され得る。バッファー溶液はリン酸ナトリウムでもＨＥＰＥＳでもよい。あるいは、生物学的試料は、より少ないステップで後の誘導体化反応を円滑化するように、ＨＥＰＥＳのようなバッファー溶液中において脱グリコシル化されてもよい。

任意選択的に、クエンチング溶液が反応混合物に添加され得る。クエンチング溶液はエチレンジアミンを含み得る。エチレンジアミン対水対アセトニトリルの比は容積で約５対約５対約９０とすることができる。次いで、脱グリコシル混合物が試薬溶液と混合されて約２分後から約１０分後に、クエンチング溶液は反応混合物に添加され得る。反応混合物のｐＨは約１０超にシフトし得る。

一般に、分析向けにグリコシル化生体分子を調製するために、これは合成的にまたは天然にいずれかで脱グリコシル化され得る。より具体的には、標識化Ｎ−グリカンを調製するために、生物学的試料は、脱グリコシル混合物を生成するペプチドＮ−グリコシダーゼＦ（ＰＮＧアーゼＦ）により脱グリコシル化され得る糖タンパク質のようなグリコシル化生体分子を有することができる。標識試薬は、無水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）および／または他の極性非プロトン性、非求核性の有機溶媒中において組み合わされて、試薬溶液を生じることができる。脱グリコシル混合物および試薬溶液は、約２．５対約１の容積比（２．５：１、ｖ／ｖ／ｖ）で引き続いて混合されて、反応混合物を生じ、グリコシルアミンは標識試薬によって迅速に標識化され得る。誘導体化グリコシルアミンは、クロマトグラフィー分析、質量分析、紫外線検出および／または蛍光検出に供せられ得る。

本明細書に記載のグリコシルアミンの迅速標識方法は、分離法および検出法に関して代替形態を含み得る。分離法としては、限定されないが、親水性相互作用クロマトグラフィー（「ＨＩＬＩＣ」）、固相抽出（「ＳＰＥ」）、キャピラリー電気泳動、高ｐＨ陰イオン交換クロマトグラフィーまたは逆相液体クロマトグラフィーがある。検出法としては、高速液体クロマトグラフィー（「ＨＰＬＣ」）、超高速液体クロマトグラフィー（ＵＨＰＬＣ）、超臨界流体クロマトグラフィーのようなクロマトグラフィー検出、紫外線（「ＵＶ」）検出、蛍光検出、マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析、エレクトロスプレイイオン化質量分析および／またはパルスアンペロメトリック検出があり得る。

本明細書に記載の方法のステップを示しているフローダイヤグラムである。 アミノ−標識化基の収率に対するおよびブラジキニンのアミン基と水酸基の間の反応選択性に対する温度の影響を示しているチャートである。 アミノ−標識化基の収率に対するおよびブラジキニンのアミン基と水酸基の間の反応選択性に対する有機溶媒ＤＭＳＯの影響および有機溶媒濃度の影響を示すグラフである。 アミノ−標識化基の収率に対するおよびブラジキニンのアミン基と水酸基の間の反応選択性に対する有機溶媒ＤＭＦの影響および有機溶媒濃度の影響を示すグラフである。 アミノ−標識化基の収率に対するバッファー２００ｍＭホウ酸ナトリウムの影響を示すグラフである。 アミノ−標識化基の収率に対するバッファー２００ｍＭリン酸ナトリウムの影響を示すグラフである。 ２００ｍＭホウ酸ナトリウムバッファーおよび２００ｍＭリン酸ナトリウムバッファーが反応混合物において使用されるときの、水酸基において修飾されたグリコシルアミンの％を示す図である。 アミノ−標識化基および水酸基の収率に対するおよびブラジキニンのアミン基と水酸基の間の反応選択性に対するバッファー濃度およびイオン強度の影響を示すグラフの図である。ブラジキニンのアミノ−標識化基の収率に対するバッファー濃度およびイオン強度の影響を示す図である。 アミノ−標識化基および水酸基の収率に対するおよびブラジキニンのアミン基と水酸基の間の反応選択性に対するバッファー濃度およびイオン強度の影響を示すグラフである。ブラジキニンの水酸基の収率に対するバッファー濃度およびイオン強度の影響を示す図である。 アミノ−標識化基の収率に対するおよびブラジキニンのアミン基と水酸基の間の反応選択性に対する反応時間の影響を示すグラフである。 アミノ−標識化基の収率に対するおよび過剰標識化グリカンのレベルに対するモル過剰量のタグ付け試薬の影響を示しているクロマトグラムである。 アミノ−標識化基の収率に対するおよび過剰標識化グリカンのレベルに対するモル過剰量のタグ付け試薬の影響を示しているクロマトグラムである。 アミノ−標識化基の収率に対するおよび過剰標識化グリカンのレベルに対するモル過剰量のタグ付け試薬の影響を示しているクロマトグラムである。 アミノ−標識化基の収率に対するおよび過剰標識化グリカンのレベルに対するモル過剰量のタグ付け試薬の影響を示しているクロマトグラムである。 アミノ−標識化基の収率に対するおよび過剰標識化グリカンのレベルに対するモル過剰量のタグ付け試薬の影響を示しているクロマトグラムである。 これらの図は、グリコシルアミンへの試薬のモル過剰量は、「過剰標識化」種の高（０．２モルパーセント超の）レベルの導入を伴わず高収率（８０％超で）を得るために、いかに最適化されなければならないかということを実証している。 蛍光検出を備えるＬＣによって分析された、プールしたヒトＩｇＧから遊離された蛍光的標識化Ｎ−グリコシルアミンの結果を示すクロマトグラムおよび蛍光バックグラウンドレベルに対するクエンチング溶液組成物の影響を示すクロマトグラムである。反応後にエチレンジアミンの添加によってクエンチングした後および１：１４：８５のギ酸／水／ＡＣＮ洗浄によって洗浄した後の結果を示す図である。 蛍光検出を備えるＬＣによって分析された、プールしたヒトＩｇＧから遊離された蛍光的標識化Ｎ−グリコシルアミンの結果を示すクロマトグラムおよび蛍光バックグラウンドレベルに対するクエンチング溶液組成物の影響を示すクロマトグラムである。反応後にイソプロピルアミンの添加によってクエンチングした後および１：１４：８５のギ酸／水／ＡＣＮ洗浄によって洗浄した後の結果を示す図である。 蛍光検出を備えるＬＣによって分析された、プールしたヒトＩｇＧから遊離された蛍光的標識化Ｎ−グリコシルアミンの結果を示すクロマトグラムおよび蛍光バックグラウンドレベルに対するクエンチング溶液組成物の影響を示すクロマトグラムである。反応後にヘキシルアミンの添加によってクエンチングした後および１：１４：８５のギ酸／水／ＡＣＮ洗浄によって洗浄した後の結果を示す図である。 ＳＰＥ時に用いられた様々な洗浄が異なる影響を有することを示している、標識化グリコシルアミンに対して得られた蛍光クロマトグラムである。容積で約１５対約８５の比率（１５：８５（ｖ／ｖ））のＤＭＦ／ＡＣＮによって洗浄した後のクロマトグラムである。 ＳＰＥ時に用いられた様々な洗浄が異なる影響を有することを示している、標識化グリコシルアミンに対して得られた蛍光クロマトグラムである。約８５パーセントのＡＣＮによって洗浄した後のクロマトグラムである。 ＳＰＥ時に用いられた様々な洗浄が異なる影響を有することを示している、標識化グリコシルアミンに対して得られた蛍光クロマトグラムである。容積で約１対約１４対約８５の比率（１：１４：８５（ｖ／ｖ／ｖ））のギ酸／水／ＡＣＮによって洗浄した後のクロマトグラムである。 本明細書に記載の方法を使用して実施例２において記載されているように、標識試薬−１で標識された、プールされたヒトＩｇＧのグリコシルアミンついて得られた蛍光クロマトグラムである。 本明細書に記載の方法を使用して実施例３において記載されているように、標識試薬−１で標識された、セツキシマブグリコシルアミンについて得られた蛍光クロマトグラムである。 本明細書に記載の方法を使用して実施例３において記載されているように、図１１Ａに相応する基準ピーク強度クロマトグラムである。 ＨＥＰＥＳ緩衝での反応のＳＰＥによる、標識試薬−１で標識した抗シトリニンマウスＩｇＧ１グリコシルアミンについて得られたＨＩＬＩＣ蛍光クロマトグラムである。 リン酸塩緩衝での反応のＳＰＥによる、標識試薬−１で標識した抗シトリニンマウスＩｇＧ１グリコシルアミンについて得られたＨＩＬＩＣ蛍光クロマトグラムである。 標識反応後混合物の直接のＨＩＬＩＣ分析による、標識試薬−１で標識した抗シトリニンマウスＩｇＧ１グリコシルアミンについて得られたＨＩＬＩＣ蛍光クロマトグラムである。 標識反応後混合物のオンラインＳＰＥ−ＨＩＬＩＣ分析による、標識試薬−１で標識した抗シトリニンマウスＩｇＧ１グリコシルアミンについて得られたＨＩＬＩＣ蛍光クロマトグラムである。 標識反応後混合物の高ｐＨ／低ｐＨオンラインＳＰＥ−ＨＩＬＩＣ分析による、標識試薬−１で標識した抗シトリニンマウスＩｇＧ１グリコシルアミンについて得られたＨＩＬＩＣ蛍光クロマトグラムである。 抗シトリニンマウスＩｇＧ１由来のＲＦＭＳ標識化Ｎ−グリカンのＨＩＬＩＣ−ＦＬＲーＭＳの図である。 抗シトリニンマウスＩｇＧ１由来のＩＡＢ標識化Ｎ−グリカンのＨＩＬＩＣ−ＦＬＲーＭＳの図である。 ＲＦＭＳ標識化グリカンおよびＩＡＢ標識化グリカンの応答係数を示す図である。 プールされたヒトＩｇＧ由来のＲＦＭＳ標識化Ｎ−グリカンのＨＩＬＩＣ−ＦＬＲーＭＳの図である。 プールされたヒトＩｇＧ由来の２ＡＢ標識化Ｎ−グリカンのＨＩＬＩＣ−ＦＬＲーＭＳの図である。 ＲＦＭＳ標識化グリカンおよび２ＡＢ標識化グリカンの応答係数を示す図である。 グリカンラベルの相対的性能を示す図である。

生物学的試料の化合物を分析する新規方法が本明細書において提供されている。グリコシル化生体分子を分析するために、当該分子は天然にまたは合成的処理によって脱グリコシル化され、次いで選択条件下で標識試薬と接触して、最適収率でおよび最小の過剰標識を伴って誘導体化グリコシルアミンを生じる。試料の生体分子をまず分離せずに、誘導体化が実行される。クロマトグラフィー分析も得られた誘導体混合物に関して直接に実行され得、かかる分析としては、限定されないが、高速液体クロマトグラフィー（「ＨＰＬＣ」）、超高速液体クロマトグラフィー（ＵＨＰＬＣ）、質量分析、超臨界流体クロマトグラフィー、紫外線（「ＵＶ」）検出および／または蛍光検出（「ＦＬＲ」）がある。しかし、分離としては、本明細書に記載されているようにＳＰＥオフライン技法およびＳＰＥオンライン技法が任意選択的にある。

本明細書に記載の方法は、参照により本明細書に組み込む、米国特許出願第６２／１００，２５２号、Ｈｅｗｉｔｓｏｎらにより記載されたもののような自動化分析および処理システムにおける使用に適している。限定されないが、タンパク質およびペプチドの同定および定量、細胞培養培地ならびに食品および飼料の栄養成分のモニタリングおよび分析を含めて、幅広い用途向けの高速液体クロマトグラフィーまたは検出器用のこれらの自動化サンプリングおよび反応システムが、本明細書において提供されている。自動化サンプリングおよび反応システムは、高速液体クロマトグラフィープロセスおよび検出に対して最適化され得るターンキー分析を供給することができる。開示された方法およびシステムは様々な種類の検出器、ＴＵＶ、ＰＤＡまたはＦＬＲ検出器とともに使用され得る。自動化サンプリングおよび反応システムはまた、特定用途向け性能適確性に有効であり、世界的に日毎に、機器間で、研究室間で同一の結果を提供する。

加えて、本明細書に記載の方法は、種々の生産および流通の自動化されたワークフローシステムおよびソリューションにおける使用に適している。本明細書に記載の方法は、液体取扱い用の自動化されたワークフローシステムおよびロボットシステムを使用する自動化されたワークフローシステムにおいて使用されて、処理能力を高め、研究室に効率性および安全性の向上をもたらすことができる。自動化されたワークフローシステムは、バイオファーマ、研究および臨床診断向けのプラットホームとして機能することが多く、限定されないが、ディジタルディスペンサー、ＤＮＡ抽出、ＰＣＲセットアップ、エライザ、マルチチャンネルピペッティング、ピペッティングプラットホーム、ならびに研究室において高性能ワークフローを作成するために組み込まれている関連装置およびソフトウェアを含む。

本発明の方法では、グリコシルアミンが、タンパク質体が混合物から枯渇されていない条件下の溶液中で標識される。温度、有機溶媒組成、有機溶媒濃度、バッファー組成、ｐＨ、イオン強度、試薬のモル過剰量および時間を含めて、反応混合物の条件は、グリコシルアミンの第一級アミンと水酸基の間の所望の反応選択性が達成され得るように、選択されおよび制御される。本明細書に記載の方法では、種々の標識試薬、特に迅速タグ付け標識試薬を使用してグリコシルアミンを標識するか、またはタグ付けするための条件は最適である。

本明細書で使用される、句「グリコシル化生体分子」とは、タンパク質、ペプチド、グリカン、アミノ酸、脂質、ＤＮＡ、ＲＮＡおよび核酸を意味しおよび含む。分析されるべきグリコシル化生体分子（単数形でまたは複数形で、生体分子または化合物という場合もある）は、第一級アミン、第二級アミンまたは第三級アミンを持つグリカンを天然に有してもよくまたはこれを生じることができる。第一級アミンまたは第二級アミンは単独でまたは複数で存在し得る。第一級アミンおよび第二級アミンは、本明細書に記載の標識試薬に対して「修飾可能な」アミンと考えられる。より具体的には、アミンは、孤立電子対を持つ窒素原子を含有する官能基を持つ有機化合物である。一般には、アミンはアンモニアの誘導体であって、ここで、１個以上の水素原子がアルキル基またはアリール基のような置換基によって置換されている。例示的アミンとしては、アミノ酸、生体アミン、トリメチルアミンおよびアニリンがある。アンモニアの無機誘導体も本明細書ではアミンという。さらに、グリコシル化生体分子は試料内で単一種であってもよく複数の種類の混合物であってもよい。グリコシル化生体分子は、限定されないが、アミン（第一級、第二級など）、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、ポリアミン、グリコシル化化合物、グリカン基を持つ化合物または糖タンパク質などを含み得る。

より一般には、グリコシル化生体分子は、糖が天然にまたは合成的処理によって付加された任意の分子を意味し得る。したがって、グリコシル化生体分子、グリコシル化化合物または糖タンパク質は、翻訳時修飾または翻訳後修飾をうけ、およびそれに結合した１個以上の炭水化物およびグリカン基を含有する化合物または分子である。このようなグリコシル化化合物は天然に存在し得または合成的に生成され得、これらにはタンパク質、脂質、アミノ酸（ペプチドまたはタンパク質中の残基として存在していても）、抗体、ペプチドまたは他の有機分子がある。Ｎ−グリカン（またはＮ−結合型グリカン）はアスパラギン側鎖またはアルギニン側鎖のアミド基またはアミノ基の窒素に結合し得る。他方、Ｏ−結合型グリカンは、セリン側鎖、トレオニン側鎖、チロシン側鎖、ヒドロキシリジン側鎖またはヒドロキシプロリン側鎖のヒドロキシル酸素に結合され得るまたは脂質の酸素に結合され得る。本明細書に示されている方法の文脈において、グリコシル化化合物は試料中に単一で存在しても複数で存在してもよい。

グリコシルアミン、またはＮ−グリコシドは、炭水化物へのβ−Ｎ−グリコシド結合を持つアミンからなる化合物のクラスであって、環状ヘミアミナールエーテル結合（α−アミノエーテル）を形成している。換言すれば、グリコシルアミンとは、アミノ基に結合したグリコシル基を有する化合物である。グリコシルアミンとしては、限定されないが、アデノシンのようなヌクレオシドおよびＮ，Ｎ−ジメチル−β−Ｄ−グルコピラノシルアミン、グルコシルアミン、グルコシル−ｎ−ブチルアミン、グルコシル−ｎ−ヘキシルアミン、グルコシル−ｎ−オクチルアミン、グルコシル−ｎ−デシルアミン、グルコシル−ｎ−ドデシルアミン、マルトシル−ｎ−ドデシルアミンのようなアミン基を持つグリコシドがあり得る。さらに、Ｄ−グルコース、Ｄ−ガラクトース、ラクトース、セロビオースおよびマルトースは、炭酸水素アンモニウムの１当量の存在下でアンモニアの水溶液で処理することで相応するグリコシルアミン、１−アミノ−１−デオキシ−Ｄ−グルコース、１−アミノ−１−デオキシ−Ｄ−ガラクトース、１−アミノ−１−デオキシラクトース、１−アミノ−１−デオキシセロビオースおよび１−アミノ−１−デオキシマルトースを全てもたらす。

特定のグリコシル化パターンが、健康と疾患の状態に関連付けられてきたが、Ｎ−グリカン分析が、医薬生物工学製造を含めて、複数の産業によってますます応用されてきている。多くのタンパク質をベースとしたバイオ医薬品はグリコシル化タンパク質であるが、タンパク質のグリコシル化における制御不良の変化が大きな規制事項である。例えば、個々のグリカン構造物の相対的量が、製造における増加ステップと精製ステップの安定化が確立するように、プロセス進行中はモニターされる必要がある。Ｎ−グリカン（グリコシルアミン形態）の蛍光標識は、検出の感度と選択性の双方ならびにグリカンのクロマトグラフィーの挙動を改善することから、生物学的試料中のＮ−グリカンのアミノ酸の分布プロファイルを検出するのに有益である。

したがって、酵素によるおよび化学的な幅広い技法が、タンパク質脱グリコシル化およびグリカン遊離に有効である。酵素による脱グリコシル化技法ではグリコシダーゼを活用するが、このグリコシダーゼとしては、限定されないが、Ｎ−グリコシダーゼＡ（ＰＮＧアーゼＡ）、Ｎ−グリコシダーゼＦ（ＰＮＧアーゼＦ）、Ｏ−グリコシダーゼ、ノイラミニダーゼ、β１−４ガラクトシダーゼおよびβ−Ｎ−アセチルグルコサミダーゼをあげることができる。例えば、本明細書で詳細に記載されているように、糖タンパク質試料は、酵素、すなわちペプチドＮ−グリコシダーゼＦ（ＰＮＧアーゼＦ）で脱グリコシル化され得るが、この酵素は、還元末端上のα（１−３）結合型フコースを含有する化合物を除いて、糖タンパク質からＮ−結合型オリゴサッカライドを脱離させる。しかしながら、Ｎ−グリコシダーゼＡ（ＰＮＧアーゼＡ）は全てのＮ−グリカンを脱離させ得る。他の有用な酵素にはエンドグルコシダーゼおよびＮ−グリカナーゼのようなエンドグルコシダーゼ類またはグリコアミダーゼ類が含まれる。酵素による脱グリコシル化の場合は、Ｎ−グリカンがグリコシルアミンとしてアスパラギン残基から遊離される。

糖タンパク質からのＮ−グリカンの化学的遊離の場合は、糖タンパク質は、９０℃にて数時間無水ヒドラジンによって処理され得る。糖タンパク質からＯ−グリカンを遊離させるために、糖タンパク質は、Ｏ−グリカナーゼによって処理されるまたは無水ヒドラジンによって、具体的には６０℃にて最大６時間、化学的に処理される。あるいは、Ｏ−グリカンは、還元性アルカリ触媒β脱離、非還元性β脱離向けにアルカリ水素化ホウ素を用いることによってまたはトリフルオロメタンスルホン酸または種々のアミンのような他の遊離試薬を使用することによって遊離され得る。他の化学的技法としては、限定されないが、ヒドラジン分解およびトリフルオロメタンスルホン（ＴＦＭＳ）酸処理がある。

さらに、グリカン分析が、生物学的研究および臨床分析においてますます応用されてきている。特定のグリコシル化パターンが、健康と疾患の状態に関連付けられてきた。さらに、グリコシル化の変化によって、例えば、組換え免疫グロブリンのＦｃ部分のグリコシル化について示されているようにタンパク質の生物学的活性を調整することが可能である。したがって、糖タンパク質由来のオリゴサッカライドの分析へのアプローチは、関連したおよび次いで誘導体化されたグリカンの分析に集中することが多い。しかし、これらのアプローチは担体糖タンパク質と無関係にオリゴサッカライド構造の詳細分析を可能とするが、グリカンの結合部位に関しては何も情報を提供しない。

したがって、タンパク質グリコシル化プロファイルの特性評価は、種々の規制目的およびバイオ医薬薬物の製造にとって必要であることから、非常に重要である。遊離したグリカンのプールはきわめて複雑でおよび構造的に不均一性であり、このことによって、分離について効率的な方法および高感度な検出法が必要とされている。個々のグリカン構造物の相対的量が、製造における増加ステップと精製ステップの安定化が確立するように、プロセス進行中はモニターされる必要がある。

したがって、標識化グリコシルアミンの調製方法が本明細書に提示されている。以前に記載されたことのない技法が標識試薬と一緒に使用されて、すぐに分析可能なグリカンを迅速に製造する。これらの技法は、グリコシルアミンを、表１に標識試薬−１、標識試薬−２、標識試薬−３、標識試薬−４と下に特定されているような、蛍光部分、プロトン親和性／電荷タグ基およびＮ−ヒドロキシスクシンイミドエステルまたはカルバメート反応基で構成される標識試薬で標識するステップを含む。

本明細書に記載の方法と関連付けて使用され得る他の標識試薬としては、未出版である、Ｒａｐｉｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｔａｇｇｉｎｇ ｏｆ Ｇｌｙｃａｎｓ ａｎｄ Ｏｔｈｅｒ Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ｗｉｔｈ Ｅｎｃｈａｎｃｅｄ ＭＳ Ｓｉｇｎａｌｓと題する、米国特許出願第１４／４５８，７６０号において特定されたそれらの標識試薬がある。参照により本明細書に組み込む、第２頁第４行から第４頁第９行まで；第１１頁第４行から第２５頁第１８行までおよび第２９頁第１行から第３０頁第１０行までを参照されたい。さらなる標識試薬はまた、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第７，１４８，０６９号においてＣｏｌ．８、ｌ．５６からＣｏｌ．９、ｌ．５４におよびＣｏｌ．１５、ｌ．２２から２９に；参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第７，４９４，８１５号においてＣｏｌ．７、ｌ．１９からＣｏｌ．１１、ｌ．２４に；参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第８，１２４，７９２号においてＣｏｌ．２、ｌ．１３からＣｏｌ．４、ｌ．５およびＣｏｌ．７、ｌ．１１からＣｏｌ．１７、ｌ．２０に；ならびに参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第５，２９６，５９９号においてＣｏｌ．４、ｌ．６６からＣｏｌ．５、ｌ．３２およびＣｏｌ．５、ｌ．６６からＣｏｌ．７、ｌ．２８に見い出され得る。

さらに、記載されている方法は、代替の標識試薬に由来するものを含めて、他の標識化グリコシルアミンの調製のための基礎とすることができる。本明細書に記載されているように、かかる標識試薬は、イソシアネート、イソチオシアネートまたはイミデート／チオイミデートのような代替の反応基を有することができ、および／または陰イオンモード質量分光分析を高める電荷タグのような代替の官能性を有することができる。

温度、有機溶媒組成、有機溶媒濃度、バッファー組成、ｐＨ、イオン強度、試薬のモル過剰量および時間を含めて、標識反応の条件は、第一級アミンと水酸基の間の所望の反応選択性が達成されるように、選択されおよび制御される。標識化グリカンの収率は最適化され、いわゆる「過剰標識化」グリカン（＞１標識で修飾されているグリカン／グリコシルアミン）の生成は最小限化される。親水性アミン含有化合物、すなわちエチレンジアミンで構成されるクエンチング溶液も使用され得る。このクエンチング溶液は、グリコシルアミンが標識試薬と反応させられる時間を制御するとともに、反応のｐＨを高めのｐＨ（＞１０）にシフトもさせ、このことが高有機性溶媒（すなわち、＞５０％アセトニトリル）における標識化グリカンの溶解性を高め、それによって、親水性相互作用クロマトグラフィー（「ＨＩＬＩＣ」）に基づいたダウンストリームＳＰＥ手順が円滑化される。

糖タンパク質から遊離されたグリカンは、タンパク質体が混合物から特別の目的を持って枯渇されていない条件下の溶液中で標識される。例示的標識反応が直下に示されている。

ＮＨＳカルバメート試薬および／またはＮＨＳエステル試薬によるグリコシルアミンの標識方法を発展させおよび最適化するために、Ｎ−スクシンイミジルＮ−メチルカルバメート、すなわち低分子、ＮＨＳカルバメート試薬（標識試薬−４）を単純ペプチド、ブラジキニンと反応させた。このペプチドがグリコシルアミンに対する代理として使用されたが、このようなことは、それらがアルデヒド末端を有する還元糖に分解することを考慮すると、別個の実験において容易には試験され得ない。Ｔａｒｅｎｔｉｎｏ，Ａ．Ｌ．ら、２−Ｉｍｉｎｏｔｈｉｏｌａｎｅ：Ａ Ｒｅａｇｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｌｐｈｙｄｒｙｌ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎｔｏ Ｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ Ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ Ａｓｐａｒａｇｉｎｅ−ｌｉｎｋｅｄ Ｇｌｙｃａｎｓ、Ｇｌｙｃｏｂｉｏｌｏｇｙ １９９３、３（３）、２７９−８５。ブラジキニンは、１つの第一級アミン（そのＮ末端）ならびに１つの水酸基のみを含有し、それゆえ、標識収率およびグリコシルアミン誘導体化への選択性を最適化する上で有用なツールである。ブラジキニンはまた、高塩基性の２つのアルギニン残基も含有し、Ｎ末端が標識されるときイオン化効率における重大な逸脱について懸念することなく、ＬＣ−ＭＳによって反応生成物をアッセイすることを可能としている。

その水酸基において（単一水酸基修飾または２つの部位での修飾）修飾されたブラジキニンと一緒に、（単一アミン修飾で）修飾されたブラジキニン集団の％を測定することにより、本発明者らは、標識収率および反応選択性が、水酸基に比べアミンに対し最適な反応条件を発見した。図２から図５に示されているように、％修飾対試薬のモル過剰量に関する多数のプロットが提供されている。さらに、この種の反応に対する最適条件の発見が、図２に示されているように温度、図３に示されているように有機溶媒組成、図３に示されているように有機溶媒濃度、図４に示されているようにバッファー組成、図４に示されているようにｐＨおよび図５に示されているようにイオン強度を含めて、例示されている。

手短に言えば、誘導体化化合物の高い標識率は、（１）温度が大気温度から亜大気温度であった場合；（２）ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）が有機溶媒として使用された場合；（３）ＤＭＦが反応混合物の２０％−３０％以下を占めた場合；（４）ｐＨ７．９からｐＨ８．２の間のリン酸ナトリウム溶液バッファーが用いられた場合および（５）リン酸塩濃度が≦５０ｍＭに維持された場合、過剰標識の最小限レベルとともに達成された。過剰標識は約１モルパーセント未満であり、より好ましくは約０．０から約０．５モルパーセントであり、一部の実施形態では約０．０から約０．２パーセントである。また、バッファー濃度は約５ｍＭから約１０００ｍＭの間とすることができ、または一部の実施形態では約５ｍＭから約２００ｍＭの間とすることができまたは約５ｍＭから約１００ｍＭの間とすることができまたは約５ｍＭから約５０ｍＭの間とすることができる。標識化グリコシルアミンの高収率は、約１０から約２０００の間に範囲する量で、約３０から約１０００の間に範囲する量で、約４０から約５００の間に範囲する量でまたは約５０から約３００の間に範囲する量で修飾可能なアミンを超えるモル過剰量の標識試薬を有すると、達成され得る。さらに、収率の点で必ずしも有利ではないが、有機溶媒が標識試薬−１のようないくつかの標識試薬の可溶化に有用であることが示された。本発明者らは、２０−３０％ＤＭＦが、収率および標識反応の収率および選択性に重大な影響を与えることなく可溶性を高めるのに十分であることをさらに発見した（図３）。このため、２０−３０％ＤＭＦで構成される反応混合物が好ましい。

図３に提供されているように、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）およびジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）について有機溶媒の組成および濃度が、標識反応の共溶媒として試験された。ＤＭＳＯおよびＤＭＦの双方が、極性の非プロトン性溶媒であり、大きな比誘電率（＞２０）および大きな双極子モーメントの双方を有する。他の極性の非プロトン性溶媒としては、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）およびアセトニトリルがある。高い極性を持って、これらの溶媒は、種々の陰イオンおよびＣＮ（−）およびＨＯ（−）のような求核基を含めて荷電種を溶解する。水素結合を持たず、求核基は溶液中で比較的「フリー」であり、より反応的である。したがって、本発明の方法で特に有用な溶媒としては、非求核性の、極性非プロトン性溶媒があげられる。

一般に、非プロトン性溶媒について共通する特徴としては：（１）水素結合を受け入れることができる溶媒、（２）酸性の水素中心を有さない溶媒（アセトンおよびエステルはこの基準を欠く）；および（３）有機塩を溶解する溶媒があげられる。極性非プロトン性溶媒は、多くの塩を溶解するが、酸性の水素を欠いている溶媒である。この種の溶媒は、中間的な誘電率および極性を有することが多い。しかし、上に記載されたように、ある特定の極性非プロトン性溶媒は高い比誘電率および高い双極子モーメントの双方を有し、別の例はアセトニトリル（「ＭｅＣＮ」）およびＨＭＰＡ（ヘキサメチルホスホラミド）である。

最適反応時間を定めるために、さらにより具体的に、反応が終了する前に反応が進行させられなければならない時間を定めるために、ブラジキニンアッセイに基づいた時間経過研究が実行された。図６に、ジエチルアミンの添加により反応を終了させる前に、種々の長さの時間の間、標識試薬−４をブラジキニンと反応させる時間経過実験からの結果を示す。図６に示されているように、タグ付け化合物と総第一級アミン濃度の最適モル比を得るために、標識反応が、５００倍、４００倍、３００倍、２００倍および１００倍モル過剰量の濃度にて標識試薬−１を使用して実行された。この時間経過によって、概説された条件下でのＮＨＳカルバメートの反応は、１２０秒後には効率的に完了していることがわかる。グリコシルアミン標識を実現するには、ＮＨＳカルバメート反応は、さらなる試料処理が実行される前に、２から１０分の間進行させられることがしたがって好ましい。これ故、反応時間は約１０秒から約３０分の間に範囲することができまたは一部の実施形態では反応時間は約３０秒から約１０分であり、好ましくは、反応時間は約２分から約５分の間である。

上記の方法が用いられて、マウスＩｇＧおよびマウスＳｐ２０細胞株から発現されたキメラＩｇＧ（セツキシマブ）を含めて、いくつかのモノクローナル抗体から遊離されたＮ−グリカンを標識した。標識化Ｎ−グリカンを調製するために、糖タンパク質試料がペプチドＮ−グリコシダーゼＦ（ＰＮＧアーゼＦ）によって脱グリコシル化され、続いて室温にて標識試薬と反応させられる。標識試薬が無水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）中で濃度１２７ｍＭに溶解させられる。脱グリコシル混合物および試薬溶液が２．５：１の容積比で続いて混合されて、およそ３６ｍＭの標識試薬および４．８μＭの遊離Ｎ−グリカン（グリコシルアミンの形態で）で構成される反応混合物を生じる。これらの条件下で、グリコシルアミンは試料に由来するその他のアミン種と、最も重要なことに前駆体糖タンパク質のタンパク質性アミンと一緒に反応混合物中に存在する。糖タンパク質はＮ−グリカン部位よりさらに多数のタンパク質性アミン（すなわちリジン残基）を含有する傾向がある。したがって、脱グリコシル混合物中の最も豊富なアミンはタンパク質性アミンである。

本発明者らは、タンパク質性アミンを試料中に特別の目的を持って維持することがスピードおよび再現性の点から有利であることを、さらに発見した。したがって、より高濃度の標識試薬（すなわち標識試薬−１）が反応混合物に添加され得、なんら他の説明のつかないアミンおよび求核基は標識の収率に対して取るに足らない影響を及ぼす。グリコシルアミンの標識は、結果として、試料間でさらに再現性がある。加えて、標識試薬の量は、アミン修飾の所望の特性に向けてさらに容易に調整され得る。例えば、標識化グリコシルアミンの高収率が、過剰標識化のグリカン種が生じてしまうことをあまり懸念することなくさらに容易に入手され得る。

代替の方法として、標識反応（本明細書では「誘導体化」または「誘導体化ステップ」という場合もある）は、脱グルコシル化混合物からタンパク質体を枯渇させた後にも実行され得る。ＩｇＧ試料はおよそ７５個のタンパク質性アミンを含有する。したがって、約４．８μＭのグリコシルアミンを含有する、ＩｇＧベースの遊離グリカン混合物（２つのグリカン；各重鎖上に１つ）は、少なくとも１８０μｍの総第一級アミン組成を含有している。本発明者らは、これらの条件下で、生物学的試料の所望の修飾は、総第一級アミン濃度を超える約１００から約１０００倍の試薬のモル過剰量の範囲である約１８から約１８０ｍＭの標識試薬濃度を実現することによって得られることができることを、発見した。最適標識率および相対的に低レベルである過剰標識化グリカン（≦０．２４％）を生じるために、少なくとも約２００倍のモル過剰量を用いる条件が好ましい（図７）。

一般には、標識反応は最短で約５分間行われる。それにもかかわらず、タグ付け反応はさらに短い時間で進行することができる（すなわち、数秒）。クエンチング溶液を添加することにより、標識反応は終了させられる。クエンチング溶液は約５：５：９０（ｖ／ｖ／ｖ）混合のエチレンジアミン／純水／アセトニトリルを含有する。このクエンチング溶液を添加することにより、標識反応は、著しい濃度のアミン（＞１００ｍＭ）を添加して残存する、未反応の標識試薬を除去することによって終了させられる。クエンチング溶液はまた、反応混合物のｐＨを約６．５から約９までのｐＨを１０超のｐＨへとシフトする。塩基性ｐＨへのシフトにより、標識化グリコシルアミンならびに反応副生成物が、これらの副生成物としては尿素結合型の分子があり得うるが、可溶性のままであることが保証される。クエンチング溶液を添加することにより得られた高ｐＨによって、標識のプロトン親和性／電荷タグ基が脱プロトンされ、したがって高有機性／低極性溶液における可溶性が高められる。ＨＩＬＩＣをベースとしたＳＰＥが使用されて標識反応混合物から標識化グリカンを濃縮する場合のように、このことよって、グリカンの極性に依拠する試料調製手順が円滑化される。Ｙｕ，Ｙ．ら、Ａ Ｒａｐｉｄ Ｓａｍｐｌｅ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｉｃ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎ−Ｌｉｎｋｅｄ Ｇｌｙｃａｎｓ、Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ ２００５、１９（１６）、２３３１−６。溶液のｐＨが変化しない場合、特にリン酸塩バッファーが誘導体化ステップ中に用いられるとき、反応副生成物および標識化グリコシルアミンの双方が共沈することができる。

下の実施例ＩＩに記載されているように、クエンチング溶液は約９対約１の容積比（９：１（ｖ／ｖ））で標識反応混合物に添加される。このステップの際に、標識反応は終了させられ、反応生成物はＨＩＬＩＣ ＳＰＥに相溶する溶液に溶解させられる。クエンチング溶液中でのアミンの特性はこの手順にとって重要である。アミンは著しく親水性でなければならない。エチレンジアミンがそれゆえ、クエンチング溶液にとって好ましいアミンである。他方、図８のデータに示されているように、イソプロピルアミンおよびヘキシルアミンのような他の疎水性アミンが試験され、試料が蛍光検出器付きＬＣによって分析されるとき、反応副生成物に起因する望ましくないバックグラウンドレベルを生じることが見い出された。

誘導体化グリコシルアミンを分離するために、Ｗａｔｅｒｓ Ｓｅｐ−Ｐａｋ Ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ、Ｗａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ ＨＬＢまたはＷａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ ＷＡＸのような、親水性ＳＰＥ吸着剤がＳＰＥ向けにコンディショニングされ、次に、クエンチングされた、ＡＣＮ−希釈試料を処理するために使用され得る。Ｗａｔｅｒｓ Ｓｅｐ−Ｐａｋ Ａｍｉｎｏ Ｐｒｏｐｙｌカートリッジは、弱塩基性表面を備える、中程度に極性で、シリカをベースとした結合相を有する。この吸着剤は、酸性／塩基性被検化合物対して様々な選択性を持つ極性吸着剤として使用され得またはｐＨ８未満の水性媒体において弱陰イオン交換体として使用され得る。この種のカートリッジ向けの用途としては、フェノールおよびフェノール性色素、石油画分、糖ならびに薬物および代謝物の抽出が挙げられる。カートリッジは、試料処理時間をスピードアップするために、確かな、陽圧フロー向けにポンプおよび注射につなげるように設計されている。カートリッジはまた、取り外し可能なリザーバーを備え、真空補助フロー機器およびある種の自動化システム上で使用される。ＳＰＥは同様に、小型化された、９６−ウエルフォーマット機器を用いて実行され得る。

ロード後、ＳＰＥ吸着剤は洗浄されて、反応副生成物の除去をさらに円滑化することができる。反応副生成物から標識化グリコシルアミンを選択的に濃縮することを円滑化する条件が発見された。本発明者らは、１：１４：８５（ｖ／ｖ／ｖ））のギ酸／水／アセトニトリルを含むＳＰＥ洗浄ステップが、検出器を飽和するボイドピークおよび傾斜ベースラインとして、得られた試料のＬＣクロマトグラムに現れる反応副生成物を低減させるのに効果的であることを、発見した。この点で有用な他のＨＩＬＩＣ ＳＰＥ洗浄溶媒は０．３：１４．７：８５（ｖ／ｖ／ｖ）のリン酸／水／アセトニトリルである。有用なＨＩＬＩＣ ＳＰＥ洗浄溶媒は酸組成において、例えば、有機溶媒組成が約５０から約１００容積％であるとき約０．０１から約１０％まで変化することができ、有機溶媒組成が約６０から約９８容積％であるとき約０．０５から約５％まで変化することができまたは有機溶媒組成が約７０から約９６容積％であるとき約０．３から約３％まで変化することができおよび有機溶媒組成が約８０から約９５容積％であるとき約０．１から約３％まで変化することができる。

いくつかの洗浄条件がＳＰＥ中に用いられた。図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃに示されているように、洗浄条件は標識化グリコシルアミンについて得られた蛍光クロマトグラムに対して影響を及ぼした。１：１４：８５（ｖ／ｖ／ｖ）のギ酸／水／アセトニトリルは、蛍光バックグラウンドを低減させるのに効果的であり、またロードした試料のｐＨを高ｐＨから低ｐＨへシフトするのに効果的であるが、高ｐＨはＮ−アセチルマンノサミンへのＮ−アセチルグルコサミン残基のエピマー化を誘導すると報告されていることを考えれば、シフトすることは重要な考慮事項である。Ｌｉｕ，Ｙ．ら、Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓａｍｐｌｅ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ Ａｒｔｉｆａｃｔｓ Ｆｏｒｍｅｄ Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ Ｅｎｚｙｍａｔｉｃ Ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ Ｎ−ｌｉｎｋｅｄ Ｇｌｙｃａｎｓ Ｐｒｉｏｒ ｔｏ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｂｙ Ｃａｐｉｌｌａｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ、Ａｎａｌ Ｃｈｅｍ．２００９、８１（１６）、６８２３−９。酸性の１：１４：８５（ｖ／ｖ／ｖ）のギ酸／水／アセトニトリル洗浄液で洗浄することによってロードした試料のｐＨを迅速にシフトすることにより、シリカをベースとしたＳＰＥ吸着剤の分解が最小限となることも、保証される。Ｐｅｔｔｅｒｓｓｏｎ，Ｓ．Ｗ．ら、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｒｅｖｅｒｓｅｄ Ｐｈａｓｅ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｓｉｌｉｃａ ｕｎｄｅｒ Ｓｏｄｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ、Ｊ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ Ａ ２００７、１１４２（１）、９３−７。

本明細書に記載されているように、高ｐＨ／低ｐＨのＨＩＬＩＣ ＳＰＥプロセスにより、標識化グリコシルアミンの分析中に遭遇されるクロマトグラフィーバックグラウンドが低減する。それにもかかわらず、クロマトグラフィーバックグラウンドおよびＨＩＬＩＣカラムのボイドタイムの近傍に溶出するピークは、標識試薬をバッファーするのにリン酸塩よりむしろＨＥＰＥＳ（２−［４−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−１−イル］エタンスルホン酸）を使用することにより、強度においてさらに低減されることが見い出された。このことは、強度の小さいクロマトグラフィーバックグラウンドを伴うＳＰＥ溶出を招いた。図１２Ａおよび図１２Ｂを参照されたい。

ＨＥＰＥＳによって、試薬副生成物の分布、溶解性またはＳＰＥ選択性が都合良く変化したが、クエンチング溶液を必要とせずにそのように変化することが可能である。したがって、脱グリコシル化、遊離されたＮ−グリコシルアミンのその後の標識向けに、ＨＥＰＥＳでバッファーされた溶液が用いられ得る。また、ＨＥＰＥＳのように、約７から約９の間のｐＫａを有し、非求核性である他のバッファリング双性イオン性化合物が、限定されないが、ＡＤＡ（Ｎ−（２−アセトアミド）−２−イミノ二酢酸）、ＢＥＳ（Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−２−アミノエタンスルホン酸）、ＢＩＣＩＮＥ（Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）グリシン）、ＤＩＰＳＯ（３−（Ｎ，Ｎ−ビス［２−ヒドロキシエチル］アミノ）−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸）、ＥＰＰＳ（４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジンプロパンスルホン酸）、ＨＥＰＢＳ（Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−Ｎ‘−（４−ブタンスルホン酸））、ＭＯＢＳ（４−（Ｎ−モルホリノ）−ブタンスルホン酸）、ＭＯＰＳ（３−（Ｎ−モルホリノ）−プロパンスルホン酸）、ＭＯＰＳＯ（３−（Ｎ−モルホリニル）−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸）、ＰＩＰＥＳ（１，４−ピペラジンジエタンスルホン酸）、ＰＯＰＳＯ（ピペラジン−Ｎ，Ｎ‘−ビス（２−ヒドロキシプロパンスルホン酸））を含めて、使用され得る。陰性であるよりもむしろ中性または陽性であるバッファー化合物のイオン化状態は、クロマトグラフィーバックグラウンドをさらに低減させることができる。したがって、第三級アミン：ＴＥＡ（トリエチルアンモニア）、ＢＩＳ−ＴＲＩＳ（２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−２，２‘，２“−ニトリロトリエタノール）、ＢＩＳ−ＴＲＩＳプロパン（１，３−ビス［トリス（ヒドロキシメチル）メチルアミノ］プロパン）のような、陽イオン性、非求核性バッファー化合物が使用され得る。

また、オンラインＳＰＥがオフラインＳＰＥのかわりに代替的に使用され得る。オンラインＳＰＥは、一次元トラップ溶出クロマトグラフィーの形態で一般には実行され、ここで、いわゆる「トラッピング」カラムは、流体工学スイッチメカニズムによって分析用カラムとペアを組まれている。トラッピングカラムは、高い線速度でのローディングが可能であり、一方、オンラインＳＰＥの溶出液は廃棄にそらされるように、大粒子吸着剤で一般には構成されている。試料はトラップ／オンラインＳＰＥカラム上に注入され、マトリックス成分フリーおよび不純物フリーに洗浄される。引き続いて、トラップカラムからの溶出液が分析用カラムへと誘導され、試料の成分を溶出および分離するためにグラジエントが展開される。最適のクロマトグラフィーを行う際にアシストするために、トラッピングカラムの固定相は分析用カラムの固定相よりも低い保持力を呈する必要がある。トラッピングカラムと分析用カラムの間のこの整合により、被検化合物が分析用カラム上へと再集中することを確実する。その結果、グラジエント溶出によって、代わりに被検化合物を直接分析カラム上注入することにより得られるものに匹敵する分解能を有する分離がもたらされる。トラップ−溶出クロマトグラフィーは、逆相分離に対して通常実現されてきたが、ＨＩＬＩＣ分離に対しては実現されてこなかった。このようにして、本発明者らは、被検化合物（すなわち、標識化グリカンを含めてグリカン、グリコシルアミンまたは標識化グリコシルアミン）の新規なタイプに対するＨＩＬＩＣ固定相の保持力を発見した。

最適オンラインＳＰＥ／トラップ−溶出クロマトグラフィー用のＨＩＬＩＣ吸着剤および固定相も発見された。特に、本発明者らは、ポリマー性の親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）吸着剤（Ｗａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ ＨＬＢ）がトラッピング固定相用に理想的なグリカン保持力を呈することを、見い出した。具体的には、本発明者らは、Ｏａｓｉｓ ＨＬＢはおよそ１０：９０の水／アセトニトリルの条件にてグリカンを保持することを、発見した。一方では、グリカンは水１１から１５％の水性強度でＯａｓｉｓ ＨＬＢから溶出し始める。このＨＩＬＩＣ保持力は、グリカンＨＩＬＩＣクロマトグラフィーにおいて通常使用されている固定相、例えばアミド結合型固定相またはポリオール（ポリヒドロキシル）結合型固定相、の保持力と比較した場合、およそ１０％のアセトニトリルによってより弱いという点において独特である。Ｏａｓｉｓ ＨＬＢは、非極性部分とともに反復の親水性、アミド部分で構成されているポリマー性吸着剤である。この構造が、トラッピング／オンラインＳＰＥカラムに有益であることが見い出された、特筆すべきＨＩＬＩＣ保持力をＯａｓｉｓ ＨＬＢに付与している。

より具体的には、グリコシルアミン（グリカン）のオンラインＳＰＥ用には、Ｏａｓｉｓ ＨＬＢトラッピングカラム（すなわち２．１×３０ｍｍ Ｗａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ ＨＬＢ、２０μｍ粒子直径）が、アミド結合型オルガノシリカ粒子で充填された分析用カラム（すなわち２．１×５０ｍｍ、Ｗａｔｅｒｓ Ｇｌｙｃａｎ ＢＥＨ Ａｍｉｄｅ １３０Å １．７μｍ）とペアとされ得る。グリカンがオンラインＳＰＥ／トラッピングカラム上にロードされて、一方、溶出液はある流体工学的メカニズムによって廃棄にそらされる。標識化グリコシルアミンはＳＰＥカラムの吸着剤に吸着し、８８％ＡＣＮのような高有機性移動相を使用して比較的早い流速にて洗浄される。移動相組成はまた、１２：８８（ｖ／ｖ）のＨ_２Ｏ：ＡＣＮ中の１％強アンモニア溶液のような添加剤で改変され得る。Ｏａｓｉｓ ＨＬＢ ＳＰＥカラムからの溶出液は、洗浄ステップ後に分析用ＨＩＬＩＣカラムへと再誘導され得る。洗浄ステップの間、誘導体化副生成物および試料マトリックスの他の成分は廃棄へとフラッシュされる。したがって、洗浄は干渉を防止するように設計されている。また、オンラインＳＰＥを使用することによって、洗浄液は、ごく短い時間期間一般には吸着剤と接触し、マトリックス干渉をさらに回避する。オンラインＳＰＥはまた、分析者が手動の試料調製技法を実行するのに消費しなければならない時間の量を低減させる。

次いで、実施例２に記載されているもののようなクロマトグラフィー条件およびグリカンのグラジエント溶出に適したクロマトグラフィー条件が、分離およびクロマトグラムが得られるように用いられる。

［実施例１］
標識率を最大におよび過剰標識種を最小限にするための条件の発見
標識試薬（すなわち標識試薬１−４）を１０μＭのブラジキニンと反応させた。反応は異なる条件下で実行した；全ての反応は、ジエチルアミンの最終濃度がおよそ８００ｍＭであるように、５ＭのジエチルアミンＨＣｌ（ｐＨ９．８）溶液を添加することでクエンチングさせた。得られた反応生成物を、Ｗａｔｅｒｓ Ｓｙｎａｐｔ Ｇ２−Ｓと組み合せたＷａｔｅｒｓ ＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ Ｈ−Ｃｌａｓｓ Ｂｉｏを使用するＬＣ−ＵＶ−ＭＳによってアッセイした。試料を、１０μＬの容量でＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ ＣＳＨ Ｃ１８ Ｃ１８、１３０Å、１．７μｍ、２．１×５０ｍｍカラムに注入した。水中の０．１％ＴＦＡ（ｖ／ｖ）、ＡＣＮ中の０．１％ＴＦＡ（ｖ／ｖ）、ＡＣＮ中の０．１％ＦＡ（ｖ／ｖ）およびＡＣＮ中の０．１％ＦＡ（ｖ／ｖ）で構成される移動相間での四元グラジエントを使用して、温度６０℃にておよび０．３ｍＬ／ｍｉｎの流速にて分離を実施した。溶出種を、ＵＶ吸収（１０Ｈｚ、２１４ｎｍ）によっておよびエレクトロスプレイイオン化質量分析（１００−２０００ｍ／ｚ、２Ｈｚ）によって検出した。上の方法により得られたデータが図２から図６に示されている。

Ｗａｔｅｒｓ ＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ Ｈ−Ｃｌａｓｓ Ｂｉｏは、大きな生体分子を無傷のままクロマトグラフィーカラムを通過させるように、非ステンレススチール材質製の生体不活性流路を備えて設計されたクロマトグラフィーシステムである。これは、タンパク質、ペプチド、核酸およびグリカンの分析を特に意図したｓｕｂ−２−μｍハイブリッド粒子ケミストリー（ｈｙｂｒｉｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）を活用する。これは、フロースルーニードルインジェクター、および限定されないが、逆相（ＲＰ）、イオン交換（ＥＸ）、サイズ排除（ＳＥＣ）または親水性相互作用（ＨＩＬＩＣ）クロマトグラフィーを含む多重クロマトグラフィーモードを走らせる能力をもたらす四元溶媒送達システムを有する。このクロマトグラフィーシステムは、使用予定のエキストラ溶媒用の６ポート溶媒選択バルブを任意選択的に追加して、二元の、三元のまたは四元のグラジエント運転を可能とするマルチ溶媒混合を使用している。また、このシステムは、ユーザーが移動相調節剤の濃度および有機溶媒を変えることを可能としている。溶媒混合物を手動で調製するかわりに、このシステムは、純粋な溶媒からブレンドを作製しおよび要求に応じて濃縮ストックを作製する。これはまた、ｐＨおよびイオン強度がユーザーによって特定される場合、所望の条件にとって必要なバッファーストックの割合を自動的に調整しおよび計算することを可能とする。さらに、このシステムはボリュームを低減させ、高い分離効率を維持するためにバンド広帯化を最小限にする。このシステムは、生物学的用途で多重検出を必要とすることを可能とするピーク完全性を維持する超低分散検出器を使用している。また、このシステムは、クロマトグラフィー選択性および最高の保持時間精度の制御のために低拡散および正確な温度管理を可能とする多様なヒーターおよびマルチカラムマネージャー（カラムスイッチングとともに）を使用している。

Ｗａｔｅｒｓ ＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ Ｈ−Ｃｌａｓｓ ＢｉｏはＷａｔｅｒｓ Ｓｙｎａｐｔ Ｇ２−Ｓｉ高分解能質量分析計と組み合わされ得る。Ｗａｔｅｒｓ Ｓｙｎａｐｔ Ｇ２ーＳｉは、生体分子分析のピークキャパシティ、特異性および感度を高めるＴ−Ｗａｖｅイオンモビリティーを使用して、イオンの衝突断面積（ＣＣＳ）特性を利用する高分解能質量分析システムである。Ｗａｔｅｒｓ Ｓｙｎａｐｔ Ｇ２ーＳｉは、拡大されたイオンサンプリングオリフィス、高められた真空ポンプ構成およびイオン伝導オプティクスを備えている。このデュアルＴ−Ｗａｖｅ、オフアクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）設計は、イオンをイオン源から四極ＭＳ分析計に高効率で導入させ、同時に望ましくない中性不純物がフィルターされ除かれることを確実とする。このことから、バックグラウンドノイズが最小となり、ＭＳイオン強度が高まる。

Ｗａｔｅｒｓ ＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ ＣＳＨ Ｃ１８（フェニル−ヘキシルおよびフルオロ−フェニル）カラムは、他の逆相ＵＰＬＣカラムと比べて、相互選択性を提供している。これらのカラムは、ハイブリッド有機／無機粒子のようなハイブリッド粒子基質を有する球状粒子形を提供している１５％カーボンロード、Ｃ１８ケミストリーを使用し、内径２．１ｍｍ、長さ３０ｍｍ、エンドキャップ型である。これらのカラムは、１３０Åポアサイズおよび低シラノール活性を含み、約ｐＨ１から約ｐＨ１１の範囲でｐＨを操作することが可能である。

［実施例２］
標識化グリコシルアミンの迅速調製
プールされたヒトＩｇＧおよびマウスＩｇＧ１からの遊離
プールされたヒトＩｇＧ（血清由来）の試料およびマウスＩｇＧ１の試料を同様に調製した。ＩｇＧの凍結乾燥試料をｐＨ７．９の５０ｍＭリン酸ナトリウム中で復元し、ペプチドＮ−グリコシダーゼＦ（ＰＮＧアーゼＦ、Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ ＢｉｏＬａｂｓ、Ｐ０７０５）と混合した。この混合物は、ＩｇＧ濃度がおよそ１ｍｇ／ｍＬであるようにおよびＰＮＧアーゼＦの活性濃度がおよそ２５単位／μＬであるように調製した。その後、この混合物を、マウスＩｇＧのＦｃ領域の完全な脱グリコシル化をもたらす条件、３７℃にて１時間インキュベートした。１時間のインキュベーションの完了時に、脱グリコシル混合物を室温に冷却し、その後、同一容量のｐＨ７．９の５０ｍＭリン酸ナトリウムで希釈した。その間、標識試薬−１を無水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）中に濃度１２７ｍＭへと溶解させた（標識試薬−１はＮＨＳと１：１複合体として精製されていると想定）。脱グリコシル混合物および試薬溶液を２．５：１の容積比で続いて混合して、およそ３６ｍＭ標識試薬−１および４．８μＭ遊離Ｎ−グリカン（および１８０μＭの総第一級アミン濃度）および反応副生成物で構成される反応混合物を生成した。反応副生成物には、限定されないが、標識試薬のアミン加水分解生成物に相応する化合物およびこのアミンによって生じた反応生成物ならびに標識試薬（すなわち、尿素結合型分子）が含まれる。

反応を５分間進行させ、次いでクエンチング溶液（５：５：９５（ｖ／ｖ／ｖ）のエチレンジアミン／水／ＡＣＮ）の添加により終了させた。クエンチング溶液を容積比９：１で反応混合物に添加した。その後、生成するクエンチングされた、ＡＣＮ希釈試料をＷａｔｅｒｓ Ｓｅｐ−Ｐａｋ Ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ μＥｌｕｔｉｏｎプレートおよびバキューム駆動ＳＰＥを使用するＳＰＥに供した。ウエルを水でまず洗浄し、次いで１５：８５（ｖ／ｖ）水／ＡＣＮでコンディショニングした。続いて、クエンチングされた、ＡＣＮ希釈試料をウエル上にロードした。その後、吸着試料を１：１４：８５（ｖ／ｖ／ｖ）のギ酸／水／ＡＣＮで構成される溶液で洗浄した。最後に、濃縮された、標識化グリコシルアミンを１００ｍＭ酢酸アンモニア（ｐＨ７）、５％ＡＣＮで構成される溶離液を使用してＳＰＥ吸着剤から溶出した。得られた標識化グリコシルアミンをＳＰＥ溶出液の形態で直接にまたはかわりに乾燥した（遠心蒸発により）および復元した試料としてのいずれかで分析した。

標識化グリコシルアミンの分析をＨＩＬＩＣ分離および蛍光検出と質量分析検出との組合せによって実施した（Ｗａｔｅｒｓ Ｓｙｎａｐｔ Ｇ２−Ｓ Ｍａｓｓ ＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒとペアにしたＷａｔｅｒｓ ＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ Ｈ−Ｃｌａｓｓ Ｂｉｏ Ｓｙｓｔｅｍ）。１．７μｍアミド結合型オルガノシリカ粒子で充填された２．１×５０ｍｍカラムを５０ｍＭギ酸アンモニウム（ｐＨ４．５）で構成される水性移動相（移動相Ａ）およびＡＣＮで構成される移動相（移動相Ｂ）とともに用いた。水性試料を１μＬ容積で注入し、表２のグラジエントに従って６０℃の温度にて分離した。標識化グリコシルアミンを蛍光検出器（５Ｈｚ、励起λ＝２６５ｎｍ、発光λ＝４２５ｎｍ）を使用しておよびエレクトロスプレイイオン化質量分析（６００−２５００ｍ／ｚ、１Ｈｚ）によって検出した。図１０は、この手順から得られる、試料を代表するクロマトグラフィーデータである。

［実施例３］
セツキシマブから遊離した標識化グリコシルアミンの迅速調製
標識化グリコシルアミンを、独特な脱グリコシル化の方法が用いられたことを除いて、実施例２に記載のそれに類似する手順を使用して、セツキシマブ（マウスＳｐ２０細胞から発現したキメラＩｇＧ１）から調製した。図１１Ａおよび図１１Ｂは、この手順から得られる、セツキシマブ試料を代表するクロマトグラフィーデータである。

［実施例４］
図１３Ａ、図１３Ｂおよび図１３Ｃは、標識試薬−１で標識され、Ｗａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ ＨＬＢによるオンラインＳＰＥで精製され、次いで引き続きアミド結合型固定相で充填された分析用カラムを使用して分離されたＮ−グリコシルアミンについて得られた例示的ＨＩＬＩＣ蛍光クロマトグラムを提供している。Ｗａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ ＨＬＢの代替が使用され得る。シリカをベースとした粒子またはオルガノシリカをベースとした粒子で構築される非結合型またはジオール結合型吸着剤は、それらを有用なトラッピング固定相の代替物とする保持力を呈することが見い出された。

より具体的には、図１３Ｂは、ｐＨ４．５の５０ｍＭギ酸アンモニウムの移動相ＡおよびＡＣＮの移動相Ｂを有するオンラインＳＰＥで精製されたＮ−グリコシルアミンについて得られたクロマトグラフィーである。さらに、すぐ下の表３はそれのＳＰＥグラジエント表である。図１３Ｃは、ｐＨ４．５の５０ｍＭギ酸アンモニウムの移動相Ａ、ＡＣＮの移動相Ｂおよび１％（ｖ／ｖ）水酸化アンモニアの移動相Ｃを有するオンラインＳＰＥで精製されたＮ−グリコシルアミンについて得られたクロマトグラフィーである。表４はそれのＳＰＥグラジエント表である。

本明細書に記載されているように、親水性−親油性バランスポリマー吸着剤の変型が、限定されないが、Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ Ｓｔｒａｔａ Ｘ（被験物質−吸着剤相互作用に対する保持に関して多重なモードを有するＮ−ビニルピロリドンを含有する官能化ポリマー吸着剤）、Ｔｈｅｒｍｏ Ｈｙｐｅｒｓｅｐ ＰＥＰ（尿素官能基で修飾されている多孔質ＤＶＢ材質で充填されたカートリッジ）、Ａｇｉｌｅｎｔ ＳａｍｐｌｉＱ ＯＰＴ（アミド修飾ジビニルベンゼンポリマーレジンで充填されている）、Ｗａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ ＷＡＸ、Ｗａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ ＷＣＸ、Ｗａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ ＭＡＸおよびＷａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ ＭＣＸを含めて、使用され得る。Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ Ｓｔｒａｔａ Ｘ吸着剤は、中性および芳香族性の被検化合物を標的とした、８００ｓｑ．ｍ／ｇの表面積を有する、ポリマーベースの逆相官能化吸着剤であり、アグレッシブな、高有機性洗浄条件下で中性、酸性または塩基性の化合物の保持を可能とする。この吸着剤は、保持に関する３つメカニズム：パイ−パイ結合、水素結合（双極性−双極性相互作用）および疎水性相互作用に依拠する。この種の吸着剤は、ｐＨ抵抗性であり、０から１４のｐＨ範囲を取り扱うことができる。Ｔｈｅｒｍｏ ＨｙｐｅｒＳｅｐ Ｒｅｔａｉｎ ＰＥＰカートリッジは、極性または非極性の被検化合物の回収が可能である、尿素官能基で修飾されている多孔性ポリスチレンＤＶＢ材で充填されている。これらのカラムは、３０−５０μｍの粒子サイズおよび３０ｍｇのベッド重量を有する吸着剤を提供している。

Ｗａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ吸着剤は、ＳＰＥ吸着剤のファミリーであり、現在ＯＡＳＩＳの商標で販売されている。これらの吸着剤は、ｐＨの両極端にておよび広範囲の溶媒中で安定である。これらの吸着剤は、極性化合物の良好な保持、およびＣ_１８のような従来のシリカベースのＳＰＥ吸着剤のそれよりも３倍高い相対疎水性保持容量を有する。さらなる抽出製品としては、Ｗａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ ＨＬＢ、酸性、中性および塩基性化合物用の汎用性吸着剤、のような製品もある。Ｏａｓｉｓ ＨＬＢは、２種のモノマー、親水性Ｎ−ビニルピロリドンおよび親油性ジビニルベンゼンの特定の比率でできている、親水性−親油性バランス性の、水湿潤性の、逆相吸着剤である。Ｗａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ ＷＡＸカートリッジは、強酸性化合物の高選択性向けに最適化された、ポリマー逆相、弱陰イオン交換、水湿潤性のあるミックスモードポリマー吸着剤である。Ｗａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ ＷＣＸ（弱陽イオン交換体）は、全ての種の被検化合物、とりわけ強塩基（ｐＫａ＞１０）および第四級アミン、の保持を可能とする、コポリマー基質製の、ミックスモード、水湿潤性のあるＳＰＥ吸着剤である。この保持機構はミックスモード、イオン交換および逆相の双方である。Ｗａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ ＭＡＸ（ミックスモード陰イオン交換体）は、陰イオン交換基で酸性化合物（ｐＫａ＜１）を抽出する高選択性および高感度を達成するのに最適化されたミックスモードポリマー吸着剤である。この吸着剤は水湿潤性である。Ｗａｔｅｒｓ Ｏａｓｉｓ ＭＣＸ（ミックスモード陽イオン交換体）は、ｐＫａ２−１０を持つ塩基性化合物の保持向けに最適化されたミックスモードポリマー吸着剤である。

［実施例５］
標識化Ｎ−グリカンのＨＩＬＩＣ−蛍光−ＥＳＩ−ＭＳ（ＭＳ／ＭＳ）分析
感度係数を評価するために、標識化Ｎ−グリカンを、ＵＨＰＬＣクロマトグラフィー（ＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ Ｈ−Ｃｌａｓｓ Ｂｉｏ、Ｗａｔｅｒｓ、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）を使用して蛍光検出と質量分析検出と組み合せたＨＩＬＩＣ分離によって分析した。１．７μｍアミド結合型オルガノシリカ粒子（ＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ Ｇｌｙｃａｎ ＢＥＨ Ａｍｉｄｅ １３０Å、Ｗａｔｅｒｓ、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）で充填した２．１×５０ｍｍカラムまたは２．１×１５０ｍｍカラムのいずれかを、５０ｍＭギ酸アンモニウム（ｐＨ４．４）で構成される水性移動相およびＡＣＮで構成される別の移動相とともに用いた。試料を１μＬ水性容量または１０μＬのＡＣＮ／ＤＭＦ容量で注入し、グラジエントに従って６０℃にて分離した。標識化Ｎ−グリカンを前記の励起波長および発光波長を使用する蛍光検出器（５Ｈｚ走査速度、ゲイン＝１、ＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ ＦＬＲ、Ｗａｔｅｒｓ、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）を使用して検出した。溶出グリカンもまた、キャピラリー電圧３．０ｋＶ、ソース温度１２０℃、脱溶媒温度３５０℃および試料コーン電圧８０Ｖで操作するイオンモビリティーケーパブルＱＴｏｆ質量分析計（Ｓｙｎａｐｔ Ｇ２−Ｓ、Ｗａｔｅｒｓ、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）を使用する陽イオンモードエレクトロスプレイイオン化質量分析によって検出した。マススペクトルは、５００−２５００ｍ／ｚの範囲にわたりおよそ２０，０００の分解能で１Ｈｚの速度で獲得した。

下の表５は、使用された試薬とともに本実施例において記載のグリカン標識と関連する構造および略記を示す。

結果および考察
高感度な蛍光検出およびＭＳ検出
ＲＦＭＳ標識がもたらす、Ｎ−グリカン分析に対する感度を評価した。特に、ＲＦＭＳ標識化グリカンの感度係数を代替の試薬で標識したグリカンについての感度係数に対してベンチマークした。ＲＦＭＳに対して最も密接に関連した、市販の代替物は、アミノベンズアミドまたはＩＡＢのＮＨＳカルバメートアナログである。Ｃｏｏｋ，Ｋ．Ｓ．ら、Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓ、４０（２）、１０９−１７、（２０１２）。

図１４Ａおよび図１４Ｂは、マウスＩｇＧ１モノクローナル抗体から遊離され、それぞれＲＦＭＳおよびＩＡＢで標識された等量のＮ−グリカンに対するＨＩＬＩＣ蛍光クロマトグラムおよび基準ピーク強度（ＢＰＩ）ＭＳクロマトグラムである。観察されたクロマトグラフィーピーク面積に基づいて、蛍光検出およびＭＳ検出に対する感度係数をＩｇＧプロファイルにおいて最も豊富なグリカン、フコシル化、二分岐ＦＡ２グリカン（Ｏｘｆｏｒｄ表記法）について決定した（図１４Ｃ）。Ｈａｒｖｅｙ，Ｄ．ら、Ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ、９（１５）、３７９６−８０１（２００９）；Ｇｌｙｃｏｂａｓｅ３．２ ｈｔｔｐ：／／ｇｌｙｃｏｂａｓｅ．ｎｉｂｒｔ．ｉｅ（２０１５年１月６日受託）。

図１４Ａは抗シトリニンマウスＩｇＧ１由来のＲＦＭＳ標識化Ｎ−グリカンのＨＩＬＩＣ−ＦＬＲ−ＭＳの結果であり、図１４Ｂは抗シトリニンマウスＩｇＧ１由来のＩＡＢ標識化Ｎ−グリカンの結果である。蛍光（ＦＬＲ）クロマトグラムおよび基準ピーク強度（ＢＰＩ）ＭＳクロマトグラムが示されている。標識化グリカン（糖タンパク質０．４μｇから、１μＬの水性注入）を、１．７μｍアミド結合型オルガノシリカ（１３０Å）固定相で充填された２．１×５０ｍｍカラムを使用して分離した。図１４Ｃに示されている、ＲＦＭＡ標識化グリカンおよびＩＡＢ標識化Ｎ−グリカンに対する感度係数（１μｇの抗シトリニンマウスＩｇＧ１からのＮ−グリカン１試料当たりのＦＡ２ピーク面積で評価した）。蛍光（ＦＬＲ）感度係数およびＭＳ（基準ピーク強度）感度係数がそれぞれ示されている。分析は２回反復で行った。

ＦＡ２グリカンに関する本発明者らの結果は、ＲＦＭＳ標識化グリカンは、ＩＡＢで標識したＮ−グリカンよりも２倍高い蛍光シグナル生じ、より驚くことには、ほぼ８００倍大きいＭＳシグナルを生じていることを示している。同様にまた、ＲＦＭＳ標識を従来の２−ＡＢ標識と比較した。そのような比較のために、ＲＦＭＡまたは２−ＡＢのいずれかによる、プールされたヒトＩｇＧから調製されたＮ−グリカンを、等しい質量をロードすることでＨＩＬＩＣ−ＦＬＲ−ＭＳによって分析した（それぞれ、図１５Ａおよび図１５Ｂ）。

図１５Ａは、プールされたヒトＩｇＧ由来の、ＲＦＭＳ標識化Ｎ−グリカンのＨＩＬＩＣ−ＦＬＲ−ＭＳを表し、図１５ＢはプールされたヒトＩｇＧ由来の、２−ＡＢ標識化Ｎ−グリカンのＨＩＬＩＣ−ＦＬＲ−ＭＳを表す。蛍光（ＦＬＲ）クロマトグラムおよび基準ピーク強度（ＢＰＩ）ＭＳクロマトグラムが示されている。標識化グリカン（総グリカンおよそ１４ｐｍｏｌ、１μＬ水性注入）を、１．７μｍアミド結合型オルガノシリカ（１３０Å）固定相で充填された２．１×５０ｍｍカラムを使用して分離した。ＦＡ２グリカンの量を定量標準物質（ＲＦＭＳ誘導体化プロピルアミンおよび２−ＡＢ標識化トリアセチルキトトリオース）を使用して二点外部較正により較正した。図１５Ｃに、ＲＦＭＳ標識化グリカン対する応答係数および２−ＡＢ標識化グリカンの応答係数（外部較正により決定されたＦＡ２の１ピコモル当たりのＦＡ２ピーク面積で評価した）。蛍光（ＦＬＲ）応答係数および基準ピーク強度（ＢＰＩ）ＭＳ応答係数がそれぞれ示されている。分析は２回反復で行った。

迅速タグ付けおよび還元的アミン化が全く異なる手順で実行されることを考慮し、外部較正が、ＨＩＬＩＣカラムにロードされこれから溶出したＦＡ２グリカンの量を決定するために、定量標準物質を使用して確立された。ＦＡ２グリカンのこれらの較正量を使用して算出された応答係数が図１５Ｃに提供されている。ＲＦＭＳ標識化グリカンが、優れた感度で、具体的には、２−ＡＢ標識化グリカンに対して１４倍高い蛍光シグナルおよび１６０倍大きいＭＳシグナルで検出された、ということが確認された。

上の観察をまとめるために、本発明者らは、ＲＦＭＳの応答係数に対する百分率としてＩＡＢおよび２−ＡＢの応答係数をプロットした（図１６）。図１６はグリカン標識の相対的パーセント（％）性能を示す。応答係数が、ＲＦＭＳ標識化Ｎ−グリカンの蛍光応答係数およびＭＳ応答係数に対する百分率として示されている。比較結果をＮ−グリカンの公表されている比較対照から外挿法によって推定したが、ここで、プロカインアミドは、２−ＡＢと比較して、同等の蛍光感度および最大で５０倍大きいＥＳＩ−ＭＳ感度をもたらすということが見い出された。

このプロットはＲＦＭＳの応答係数に対して正規化されたＩＡＢおよび２−ＡＢの応答係数を描いていることから、蛍光感度およびＭＳ感度における向上は、このプロットにおいて明白である。図１６において、別の代替の標識試薬、プロカインアミドによる還元的アミン化の相対的性能も提供されている。プロカインアミドは、還元的にアミン化されたグリカンがＨＩＬＩＣ−ＥＳＩ（＋）−ＭＳによって分析される場合、これらグリカンのイオン化を増強することが近年示されたアミノベンズアミドの化学的アナログである。以前の研究は、プロカインアミド標識化グリカンは、２−ＡＢ標識化グリカンと比較して、同等の蛍光シグナルおよび１０から５０倍大きいＭＳシグナルを生じること（２−ＡＢ標識化Ｎ−グリカンおよびプロカインアミド標識化Ｎ−グリカンに関する本発明者ら自身の分析によって確証された観察）を示していた。Ｋｌａｐｏｅｔｋｅ，Ｓ．ら、Ｊ．Ｐｈａｒｍ Ｂｉｏｍｅｄ Ａｎａｌ ５３（３）、３１５−２４（２０１０）。プロカインアミドと比較して、ＲＦＭＳはしたがってＭＳ感度において最低でも３倍の向上をもたらすと予測される。これら双方の標識は第三級アミン部分を含有していることから、ＲＦＭＳ標識化グリカンの優れたイオン化は、ＲＦＭＳ標識はプロカインアミド標識より疎水性であることに由来すると、示唆することは妥当である。実際、以前の研究は、グリカン標識に疎水性の表面領域を付加するとエレクトロスプレイイオン化が高まることを、示していた。Ｗａｌｋｅｒ，Ｓ．Ｈ．ら、Ｊ Ａｍ Ｓｏｃ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ ２２（８）、１３０９−１７（２０１１）；Ｂｅｒｅｍａｎ，Ｍ．Ｓ．ら、Ｃｈｅｍ Ｃｏｍｍｕｎ（Ｃａｍｂ）２６（２）、２３７−９（２０１０）。したがって、ＲＦＭＳ標識が比較的疎水性のコア構造に加えて強塩基性側鎖を有していることは特筆すべきことである。より明白には、上の応答係数データは、ＲＦＭＳ標識によって、前例のない蛍光感度およびＭＳ感度がＮ−グリカンのＨＩＬＩＣクロマトグラフィープロファイリングにもたらされることを示唆している。

［実施例６］
アミノ酸の迅速タグ付けの予報的方法
本明細書に記載の方法および試薬はアミノ酸の迅速タグ付けを実施するために使用され得る。適切なバッファーおよび希釈剤と一緒に、アミノ酸のプレカラム誘導体化および分析が実施され得る。粉末形態の誘導体化試薬を復元するために、試薬および希釈剤のバイアルが５５℃にセットされた加熱ブロックまたは他の機器上で加熱される。復元された試薬は、一般にはアセトニトリル中１０ｍＭの範囲にある。復元された試薬は、室温にて一般には最大１週間保存され得る。しかし、代替の溶媒および温度が活用され得る。アミノ酸の試料を誘導体化するために、ホウ酸バッファー６０μｌが６×５０ｍｍの試験管中の復元された試料に添加され、ボルテックスされる。次いで、復元された試薬２０μｌが添加され、数秒間即座にボルテックスされる。混合物は、一般には室温にて１分から５分間インキュベートされる。次いで試験管の内容物をバイアルに移し、シリコン張りセプタムを含むキャップでシールされる。バイアルは５５℃にて１０分間加熱される。アミノ酸誘導体は、気密にシールされおよび蒸発から保護されている場合、室温にて最大１週間保存され得る。

したがって、グリコシルアミンの調製向けに設計されたが、本記載の方法はアミノ酸標識に応用され得る（アミノ酸残基がフリーであるまたはタンパク質およびペプチド中の構成成分であるかにかかわらず。）。

Claims (18)

1. グリコシルアミンの迅速誘導体化の方法であって、
   グリコシル化生体分子を含む生物学的試料を用意するステップ；
   前記グリコシル化生体分子を酵素と接触させて、脱グリコシル混合物を生成するステップ；
   極性非プロトン性、非求核性の有機溶媒と組み合わされた標識試薬を含む試薬溶液を用意するステップ；ならびに
   前記試薬溶液、脱グリコシル混合物およびバッファー溶液を混合して、反応混合物を生成するステップであって、前記反応混合物が前記標識試薬、遊離したグリコシルアミン、タンパク質性アミンおよび誘導体化グリコシルアミンを有し、ここで、誘導体化グリコシルアミンが約８０から約１００パーセントの間で得られ、グリコシルアミンの過剰標識が０．２モルパーセント未満の量であるステップ
   を含む方法。
2. オンライン固相抽出により前記誘導体化グリコシルアミンを分離するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記極性非プロトン性、非求核性の有機溶媒が、ＤＭＦ、ＤＭＳＯおよびアセトニトリルからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
4. ＤＭＦの前記反応混合物中濃度が約２０容積パーセント未満から約３０容積パーセントまでであるか、またはＤＭＳＯの前記反応混合物中濃度が約３０容積パーセント未満から約５０容積パーセントまでである、請求項３に記載の方法。
5. 前記脱グリコシル混合物が約２．５：約１の容積比で前記試薬溶液と混合される、請求項１に記載の方法。
6. 前記試薬溶液は温度が約大気温度に維持されている、請求項１に記載の方法。
7. クエンチング溶液を前記反応混合物に添加するステップであって、ここで前記クエンチング溶液がエチレンジアミンを含み、かつ、前記反応混合物のｐＨが約１０超にシフトするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. エチレンジアミン対水対アセトニトリルの比が容積で約５対約５対約９０である、請求項７に記載の方法。
9. 前記脱グリコシル混合物が試薬溶液と混合されて約２分後から約１０分後に、前記クエンチング溶液が前記反応混合物に添加される、請求項７に記載の方法。
10. 前記酵素が前記生物学的試料と組み合わされた後、バッファー溶液を前記試料に添加するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
11. 前記酵素がペプチドＮ−グリコシダーゼＦである、請求項１に記載の方法。
12. 前記反応混合物が約５０から約１０００の量でモル過剰量の標識試薬を含む、請求項１に記載の方法。
13. バッファー溶液がＨＥＰＥＳまたはリン酸ナトリウムである、請求項１０に記載の方法。
14. 前記バッファー溶液が約７．９から約８．２のｐＨおよび約５ｍＭから約５０ｍＭの間の濃度を有する、請求項１３に記載の方法。
15. グリコシル化生体分子を分析する方法であって、
    グリコシル化生体分子を含有する生物学的試料を用意するステップ；
    前記化合物を酵素と接触させて、脱グリコシル化化合物を含む脱グリコシル混合物を生成するステップ；
    無水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）と混合された標識試薬を含む試薬溶液を用意するステップ；ならびに
    前記脱グリコシル混合物を前記試薬溶液と混合するステップであって、ここで、前記脱グリコシル混合物が容積比２．５：１で前記試薬溶液と混合され、および反応混合物が生成され、ここで、前記反応混合物が約５０から約１０００の量でモル過剰量の標識試薬、遊離したグリコシルアミン、タンパク質性アミンおよび誘導体化グリコシルアミンを含むステップ；ならびに
    クエンチング溶液を前記反応混合物に添加するステップであって、ここで前記反応混合物のｐＨが、約１０以上にシフトされ、および約８０から１００容積パーセントの量で誘導体化グリコシルアミンをもたらすステップ
    を含む方法。
16. 前記誘導体化グリコシルアミンを分離するステップおよび前記誘導体化グリコシルアミンを検出するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
17. グリコシル化生体分子を分析する方法であって、
    脱グリコシル混合物を生成するステップであって、ここで、前記グリコシル化生体分子が、天然酵素もしくは合成酵素による技法または化学的な技法により脱グリコシル化されているステップ；
    極性非プロトン性、非求核性の有機溶媒中に標識試薬を含む試薬溶液を用意するステップ；
    前記試薬溶液を脱グリコシル混合物と混合して、反応混合物を生成するステップであって、前記反応混合物が前記標識試薬および反応副生成物を有し、ここで、タンパク質体が枯渇されていないステップ；
    ＨＥＰＥＳを前記反応混合物に添加するステップであって、ここで、誘導体化グリコシルアミンが約８０から１００容積パーセントの量で得られるステップ；ならびに
    前記誘導体化グリコシルアミンを、少なくとも１種の吸着剤を有するオンライン固相抽出により分離するステップ；ならびに
    前記誘導体化グリコシルアミンを、ＬＣ、ＭＳ、ＵＶもしくはＳＣＦＣ単独でまたは組合せにより検出するステップであって、ここで、前記誘導体化グリコシルアミンの検出が前記グリコシル化生体分子の存在および量を示すステップ
    を含む方法。
18. 前記吸着剤を洗浄して反応副生成物の除去を円滑化するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。

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