2023年12月8日
本研究采用二维高效液相色谱-质谱联用技术(2D-HPLC-MS)结合分子网络分析方法,解析藏药植物Aconitum pendulum Busch(APB)复杂的化学成分。本文提供了一套系统探索和鉴定草药复杂化学成分的详细实验方案。
本研究采用二维高效液相色谱-质谱(2D-HPLC-MS)技术结合分子网络分析,对藏药APB的复杂化学成分进行了系统解析。旨在建立一种更高效的天然药物化学成分鉴定方法。当前实验的主要挑战在于质谱部分未配备高分辨质谱仪,导致检测到的成分数量较少。
二维液相色谱-质谱联用技术(2D-LC-MS)结合样品分离与分子网络技术,能够更准确地鉴定和定量复杂化合物混合物,可更好地处理复杂的数据信息,提高分析的效率和准确性。本实验室致力于应用现有技术实现天然药物化学成分的分离。首先通过称量乌头(Aconitum pendulum bush,简称APB)开始样品制备。
使用精度为万分之一的天平,在一个3毫升的微量离心管中称取0.25克干燥的APB。加入2.5毫升甲醇,然后在240瓦功率、40千赫频率下超声处理30分钟。将超声处理后的样品在1.2G条件下离心5分钟,并收集上清液。
使用0.22微米膜过滤器进行过滤。接下来,以乙腈作为有机相(即B相),以含有0.1%甲酸的超纯水作为水相(即A相),配制二维流动相。将两相溶液经0.22微米滤膜过滤后,在40千赫兹条件下进行超声脱气15分钟。置换流动相后需排气,以去除其中的气泡。
选择C18柱作为一维色谱柱,亲水柱作为二维色谱柱,并将其安装至仪器上。为调节合适的分流比例,通过一个T型接头将二维液相色谱仪器的流出液连接至质谱进样口,T型接头的另一端连接分流管线。调节流速至合适值,以确保质谱所需的合适流速。
开始二维液相色谱(2D-LC)时,双击仪器在线图标,化学工作站将自动与1260LC通信并进入工作站界面。进行二维液相色谱方法参数设置时,单击进样器模块,右键单击“方法”,设置进样体积、流速以及一维泵的流动相时间梯度。在“停止时间”下输入样品运行时间。
单击主菜单仪器,然后在下拉菜单中单击二维液相色谱方法(2D-LC Method)。在二维液相色谱模式(2D-LC Mode)中选择“全面”(Comprehensive)。调制时间输入两分钟,二维梯度停止时间输入1.9分钟。
将流速设置为2毫升。编辑二维梯度并设定波长。编辑方法后,在方法菜单中选择“另存方法为”以命名新方法,然后单击“确定”。开始时,打开真空泵的开关,打开氩气瓶主阀和分压阀,并将压力调节至约0.3兆帕。
为建立质谱方法,将运行时间(分钟)设置为 93.00,并输入数值以配置采集时间、离子化模式、质量范围、传输值编号、传输值持续时间等参数。根据屏幕上显示的数值设置扫描事件的详细信息。在设置数据依赖参数时,将正负离子模式的独立设置禁用。
将前体离子的中性丢失数设为最多三个,产物离子质荷比列表中的峰数设为最多三个。保存以将这些设置配置为仪器方法。单击“序列设置”按钮以打开序列表格。
在表格中输入样品类型、文件名、路径、样品编号、仪器方法、位置、进样量及其他相关信息。保存信息以记录序列列表,然后单击“开始分析”按钮以设置并启动质谱采集。
开始数据准备时,导出二维高效液相色谱-质谱(2D-HPLC-MS)的原始质谱数据。接下来,为了连接到 GNPS FTP 服务器,在 WIN SCP 界面的会话配置页面中填写连接信息。填写完信息后,单击“开始”按钮以建立与 GNPS FTP 服务器的连接。
通过打开网页浏览器并访问 GNPS 网站来创建分子网络。新用户需要注册账户,然后登录。在 GNPS 网站的主界面中,点击“数据分析”下的“创建分子网络”。
在任务创建页面,点击“选择输入文件”按钮,然后选择并上传数据文件。在工作流程选项选项卡中,设置生成分子网络(MN)的各种参数。这些参数包括峰提取算法、峰过载值、相似性计算方法等。根据需要完成相应的参数设置后,点击页面底部的“提交”按钮以运行任务。
任务运行完成后,在“Jobs”选项卡中找到已创建的任务,点击工作流名称以查看分析结果。网站提供分子网络图(MN图)、替代物、共生网络及其他相关信息。通过分子网络分析鉴定出APB样本中的四种生物碱成分,分别为乌头碱(Aconitine)、14-苯甲酰乌头碱(14-Benzoylaconine)、14-Oecetalnelene和去甲乌头碱(Hypoconatine)。
这四种化合物具有相同的母核结构。乌头碱、14-苯甲酰乌头原碱、14-苯甲酰乌头原碱和去甲乌头碱结构相似,仅取代基不同。
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本研究采用二维高效液相色谱-质谱(2D-HPLC-MS)技术结合分子网络分析方法,对藏药植物Aconitum pendulum Busch(APB)的化学成分进行分析。该研究旨在提高对中药复方中复杂化学成分的鉴定能力。
对复杂天然产物进行全面的化学成分分析是早期药物发现中的一个关键转折点,特别是对于具有治疗潜力的植物类药物而言。将二维高效液相色谱-质谱联用技术(2D-HPLC-MS)与分子网络分析相结合,能够系统性地鉴定生物活性成分并绘制其结构图谱,从而直接支持靶点验证和先导化合物的发现。该方法可提高天然产物研发管线的预测可靠性,并为生物制药研发中的项目筛选决策提供依据。
这种整合的分析工作流程将二维高效液相色谱-质谱联用技术(2D-HPLC-MS)和分子网络分析置于早期发现与先导化合物鉴定的交汇点,当生物活性得到确认后,可实现向临床前研究的无缝过渡。