基于线性离子阱质谱法对藿香正气口服液中未知化合物的结构分析技术方案
2026年4月3日
本文展示了一种标准方案，该方案将多级质谱树与基于藿香正气口服液的碎裂过程相结合。
建立了一种多级质谱裂解方法，用于鉴定和表征藿香正气口服液中的复杂成分。传统的串联质谱技术无法解析未知化合物的结构，而多级质谱可提供更深入的裂解信息，实现全面的结构解析。
进行超高效液相色谱制备时，首先双击 Xcalibur 软件以打开程序。点击“准备下载”，然后点击“直接控制”。在弹出的窗口中，点击“泵模块”列，将 B 相百分比设为 50，C 相百分比设为零，D 相百分比设为零。
单击“电机”按钮，将其切换至开启状态。单击更多选项，在弹出窗口中将流速设置为每分钟五毫升，时间设置为180秒。单击“清洗”，然后在弹出窗口中忽略警告，单击“执行”。
返回主软件窗口，点击“序列设置视图”。点击“打开”以导入已编辑的模板。右键单击方法名称，然后点击“打开文件”以打开方法文件。
在软件主窗口中，将起始质量设为 100 质荷比，终止质量设为 1200 质荷比。点击“保存”以保存方法。点击“运行序列”，在序列结束后设置系统中选择“待机”，然后在弹出窗口中点击“确定”。
等待样品进样完成。单击“路线图视图”，然后单击“Qual Browser”图标以打开 Qual Browser 窗口。单击“打开”，选择 RAW 格式的数据文件，双击以打开。
右键单击色谱图窗口，然后点击“Ranges”（范围）。在扫描过滤器部分，选择 ESI full MS；在图谱类型部分，选择 TIC，然后点击“Okay”（确定）。观察显示的总离子流色谱图。
单击质谱窗口中的图钉按钮。在色谱图窗口中，点击并滑动以选择相对丰度最强的时间区间。观察对应的质谱离子，并记录质荷比数值。
打开仪器设置窗口。找到 N 等于 2 行的母离子质量列，并输入先前记录的质荷比值。点击保存以储存该方法。
返回软件窗口中的序列设置界面，修改文件名后点击“保存”以保存序列。点击“运行序列”，然后在弹出窗口中点击“确定”。等待样品注入完成。
转到“Qual浏览器”窗口，单击“打开”，选择RAW数据文件，然后双击以打开。右键单击色谱图窗口，单击“范围”。在扫描过滤器部分，选择ESI全扫描MS。在图谱类型部分，选择TIC，然后单击“确定”以显示色谱图。
在质谱图窗口中，点击图钉按钮。选择相对丰度最强的时间区域，观察质谱离子，记录下一级质谱分析所需的质荷比数值。
在仪器设置窗口中，找到 N 等于 3 的行的母离子质量列，并输入先前记录的质荷比值。点击“保存”以保存该方法。如前所述，重复数据查看步骤，完成样品进样和分析。
打开原始数据文件后，单击质谱窗口中的图钉按钮，并观察碎片离子峰的变化。在仪器设置窗口中，进入“Act Type”列并单击 CID，然后选择 PQD 或 ETD 以更改碰撞模式。
在归一化碰撞能量列中，单击 35 并将其更改为 50，以调整碰撞能量。使用绘图软件绘制母离子及碎片离子，包括母离子结构、化合物名称和质荷比数值。例如，可识别质荷比为 461.15 的碎片离子，并在串联质谱图中分析质荷比为 623.21 的前体离子。
计算质量差。分析质荷比为461.15的中间离子的进一步裂解。为了在三级质谱（MS³）中生成质荷比为315.09的产物离子，需根据所有碎片的键合位置和连接方式分析，计算其质量差。
根据质荷比为623.21的未知化合物推断其最终结构。该未知化合物在失去一个己糖单元后，生成质荷比为461.15的碎片离子。中间产物经三级质谱碎裂后，再失去一个鼠李糖单元，得到新佛手柑素（neobyakangelicol），其质荷比为315.09。
新佛手柑素的四级质谱产生了一个质荷比为135.09的碎片离子。该未知化合物的结构是根据多级碎片模式推断得出的。质荷比为545.41和365.12的未知化合物也采用相同的碎片分析方法进行了推断。
该方案可实现对药用植物和中成药中更多未知化合物的详细分析和结构表征。准确理解主要成分的核心结构对于利用本方案进行精确的碎片化分析至关重要。本方法能够建立多级质谱碎片数据库，从而提高化合物的鉴定能力及进行比较分析。
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概述
本文介绍了一种针对中药复方中未知化合物进行结构解析的综合技术，以藿香正气口服液为例进行了重点研究。该方法采用先进的质谱技术，特别是线性离子阱技术，实现了比传统方法更深入的碎片化和更详细的分子表征。所建立的工作流程适用于中药中生物活性小分子的分析。
关键研究组成部分
科学领域
- 分析化学
- 植物化学
- 中医药研究
背景
- 中药复方是具有重要药用价值的复杂混合物。
- 由于中药复方的复杂性，鉴定其分子组分具有挑战性。
- 传统的质谱方法通常提供的碎片信息有限。
- 先进的质谱技术可获得更详细的结构信息。
研究目的
- 建立一种用于解析未知化合物在中药复方中结构的可靠技术。
- 将该方法应用于藿香正气口服液的分析。
- 展示多级质谱碎裂技术的优势。
使用方法
- CHCs 样品预处理。
- 超高效液相色谱（UPLC）制备。
- 使用线性离子阱仪器进行质谱制备。
- 全扫描、二级及多级质谱检测。
- 结构推导的结果分析。
主要结果
- 该技术可实现化合物的彻底裂解，从而获得更深入的碎片信息。
- 代表性结果展示了结构推导的过程。
- 异构现象、多羟基化合物及仪器分辨率等因素会影响分析结果。
- 该方法适用于表征中药中的生物活性小分子，具有良好的通用性。
结论
- 该既定方法可为昆虫表皮碳氢化合物（CHCs）中未知化合物提供详细的分子结构信息。
- 该方法广泛适用于化合物的结构表征及其与药理学机制的关联研究。
- 该方法推动了对中药在分子水平上的深入理解。
常见问题
执行层面的行业相关性
对复杂草药混合物中未知小分子进行全面的结构解析，对于提升源自传统医学的治疗药物在发现阶段的可信度至关重要。线性离子阱质谱技术的应用能够实现更深入的碎片化和更详细的分子表征，从而直接支持早期研发中的靶点验证和作用机制风险排除。该方法增强了将生物活性成分与药理学机制相关联的能力，为研发管线决策和转化研究的连续性提供依据。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 能够对复杂混合物中未知化合物的结构进行详细解析。
- 通过明确分子身份和碎片化途径，支持功能靶点的验证。
- 提高从草药来源推进生物活性候选物的预测可信度。
筛选与检测方法开发
- 促进制备结构经过验证的小分子，用于下游筛选工作流程。
- 通过提供稳定且可重复的裂解数据，增强检测方法的标准化。
- 借助多级质谱输出，实现对化合物的可靠评估。
转化与临床前研究
- 将传统药物研究中的分子表征与药理机制探索相结合。
- 通过关联结构与功能，支持从发现到临床前验证的连续性研究。
- 在推进植物来源候选药物的过程中，减少机制上的不确定性。
流程与工作流整合
这种结构分析技术位于早期发现与先导化合物鉴定的交汇点，为后续的筛选和转化研究提供基础的分子数据。
- 发现生物学：提供高分辨率的裂解数据，以明确化合物身份并支持假设验证。
- 筛选：提供经过验证的分子结构，用于检测方法开发和化合物初筛。
- 分析：生成定量的裂解谱图，用于对未知物进行比较分析。
- 转化研究：在临床前模型中实现分子结构与药理机制之间的关联。
- 企业级复用：建立一种通用的分析工作流程，适用于多种天然产物化合物组合。
运营与企业影响
- 科学价值：提高化合物鉴定的预测置信度，降低结果不确定性。
- 操作价值：标准化结构分析流程，确保不同项目间的可重复性与可扩展性。
- 战略价值：通过阐明分子机制，支持推进或终止决策，降低后期研发风险。
- 组合影响：支持对源自草药的候选化合物进行基于风险调整的优先排序。
实施注意事项
- 需要具备高级质谱技术和结构解析的专业知识。
- 需要配备线性离子阱仪器及相关分析基础设施。
- 需要跨团队在数据解释和工作流程整合方面实现标准化。
- 必须考虑异构体、多羟基化合物及仪器分辨率带来的挑战。
- 针对不同的草药基质或化合物类别，可能需要进行方法调整。
生物制药常见问题
Chapters in this video
0:00
Introduction
0:29
Sample Pretreatment and Ultra-Performance Liquid Chromatography Preparation
1:12
Mass Spectrometry (MS) Preparation and Full Scan MS Test
2:40
MS/MS (Tandem Mass Spectrometry)
3:54
Multistage Mass Spectrometry Test and Parameter Optimization
4:47
Annotation of Parent and Fragment Ions and Structural Elucidation
5:57
Results
7:04
Conclusion
