Name: 2D-HPLC-MS-Technologie kombiniert mit molekularem Netzwerk zur Identifizierung von Bestandteilen in der tibetischen Medizin Aconitum-Pendel (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-12-08T14:50:00.000+00:00
Duration: 7 min 50 s
Description: Lernen Sie die 2D-HPLC-MS-Technologie mit molekularem Netzwerk zur Analyse der chemischen Zusammensetzung der tibetischen Heilpflanze Aconitum pendulum kennen. Diese Methode ermöglicht eine effizientere Identifizierung komplexer Naturstoffe.

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Diese Arbeit wurde finanziert von der National Natural Science Foundation of China (82130113), der National Natural Science Foundation of China (82204765), der Nature Science Foundation of Sichuan (2022NSFSC1470), dem Sichuan Provincial Postdoctoral Special Funding Project (TB2023020) und dem Xinglin Scholars Research Promotion Program der Chengdu University of Traditional Chinese Medicine (BSH2021030). Mit diesen Mitteln werden Experimentiergeräte, experimentelle Materialien und Publikationsgebühren unterstützt.

1. Vorbereitung
<ol><li>Vorbereitung der Probe<ol><li>Verwenden Sie eine Sensitivitätswaage von 1/10.000, um 0,25 g (Trockengewicht) APB in ein 3-ml-Mikrozentrifugenröhrchen zu wiegen, fügen Sie 2,5 mL Methanol hinzu und beschallen Sie es dann 30 Minuten lang (Leistung 240 W, Frequenz 40 kHz).</li>
		<li>Führen Sie eine Zentrifugation bei 1,2 x g für 5 min durch, sammeln Sie den Überstand und filtrieren Sie durch einen Membranfilter mit einer Porengröße von 0,22 μm.</li>
	</ol></li>
	<li>Aufbereitung von Versuchsmaterialien<ol><li>Bereiten Sie die zweidimensionale mobile Phase vor, verwenden Sie Acetonitril als organische Phase B und konfigurieren Sie 0,1 % Ameisensäure Reinstwasser als wässrige Phase A.</li>
		<li>Führen Sie eine zweiphasige Filtration (0,22 μm) durch und beschallen Sie sie 15 Minuten lang mit einem Ultraschallgerät (40 kHz). Spülen Sie die ersetzte mobile Phase, um die Blasen zu entfernen. In diesem Experiment wurde die C18-Säule als 1D-Säule verwendet, die hydrophile Säule als 2D-Säule und die Säule wurde am Instrument montiert.</li>
	</ol></li>
	<li>Einstellung des passenden Shunt-Verhältnisses<ol><li>Verbinden Sie die 2D-LC-Instrumentenausgangsleitung durch ein T-Stück mit dem Masseneinlass und das andere Ende des T-Stücks mit einer Nebenrangleitung. Stellen Sie die Flussrate auf einen geeigneten Wert ein, um sicherzustellen, dass die Flussrate in das Massenspektrum 0,3-0,5 mL/min beträgt. HINWEIS: Da die zweite Dimension des 2D-LC in der Regel über 2 mL/min eingestellt ist, ist diese Durchflussrate für MS zu groß, so dass eine Teilung erforderlich ist.</li>
	</ol></li>
</ol>2. 2D-LC-Betrieb
<ol><li>Doppelklicken Sie auf das Symbol Instrument 1 Online , und die chemische Workstation kommuniziert automatisch mit dem 1260 LC und betritt die Workstation.</li>
	<li>Wählen Sie für die Einstellung der 2D-LC-Methodenparameter den Bildschirm Methoden- und Ausführungssteuerung aus dem Menü Ansicht aus, um die gewünschte Schnittstelle aufzurufen, die normalerweise standardmäßig eingegeben wird. Klicken Sie auf das Injektormodul, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Methode, stellen Sie das Einspritzvolumen, die Durchflussmenge und den mobilen Phasenzeitgradienten der 1D-Pumpe ein.</li>
	<li>Geben Sie die Beispiellaufzeit unter Stoppzeit ein. Klicken Sie auf das Hauptmenü Instrument und klicken Sie im Dropdown-Menü auf 2D-LC-Methode. Wählen Sie im 2D-LC-Modus die Option Umfassend. Geben Sie 2 Minuten bei der Modulationszeit ein, 1,9 Minuten bei der Stoppzeit für den 2D-Gradienten. Stellen Sie die Flusseinstellungen auf 2 ml ein. Bearbeiten Sie den 2D-Gradienten und stellen Sie ihn auf Wellenlängen ein. Nachdem Sie die Methode bearbeitet haben, wählen Sie im Menü Methode die Option Methode speichern unter aus, um der neuen Methode einen Namen zu geben, und klicken Sie dann auf OK. HINWEIS: Die externe Transferpumpe erfordert eine manuelle Einstellung der Durchflussmenge.</li>
</ol>3. MS-Bedienung
<ol><li>Schalten Sie den Schalter der Vakuumpumpe ein. Öffnen Sie das Hauptventil des Argonzylinders und das Druckteilerventil und stellen Sie den Druck auf ca. 0,3 MPa ein. Öffnen Sie das Stickstoffventil.</li>
	<li>Warten Sie mindestens 8 Stunden, um ein ausreichendes Vakuum für die Versuchsbedingungen zu gewährleisten. Vor der Analyse prüfen, ob der Luftdruck von Argon und Stickstoff hoch genug ist.</li>
	<li>Um die MS-Steuerungssoftware zu starten, klicken Sie im Software-Panel auf die Heiz-SEI-Quelle und geben Sie die MS-Parameter ein, einschließlich der Heiztemperatur (350 °C), der Manteldurchflussrate (35 arb), des Zusatzluftdurchflusses (15 arb), der Sprühspannung (3,8 kV im positiven Modus, -2,5 kV im negativen Modus) und der Kapillartemperatur (275 °C). Klicken Sie auf die Schaltfläche Anwenden , um die Ionenquelle zu aktivieren.</li>
	<li>Um die MS-Methode einzurichten, geben Sie Werte ein, um die Erfassungszeit, die Polarität, den Massenbereich, die Anzahl der Übertragungswerte, die Dauer des Übertragungswerts und vieles mehr zu konfigurieren. MS-Laufzeit einstellen (min): 93.00. ScanEvent-Details einrichten: ITMS + c norm o (100.0-1200.0), CV=0.0v. ITMS + c Norm Dep MS/MS, intensivstes Ion aus (1): Aktivierungstyp: CID, Min. Signal erforderlich: 500, Isolationsbreite: 2.00, Normalisierte Coll. Energie: 35.0, Standardladezustand: 3, Aktivierung Q: 0.250, Aktivierungszeit: 93.000. Um datenabhängige Einstellungen vorzunehmen, verwenden Sie separate Polaritätseinstellungen als deaktiviert, Neutralverlust oben: 3, Produkt oben: 3. Klicken Sie auf Speichern , um die Einstellungen als Gerätemethode zu konfigurieren. HINWEIS: Das Ende der Laufzeit stimmt mit dem des 2D-LC überein.</li>
	<li>Klicken Sie auf die Schaltfläche Sequenz einrichten , um die Sequenztabelle zu öffnen. Geben Sie den Probentyp, den Dateinamen, den Pfad, die Proben-ID, die Gerätemethode, den Ort, die Injektionsmenge und andere Informationen in das Formular ein.</li>
	<li>Klicken Sie auf die Schaltfläche Speichern , um die Sequenzliste aufzuzeichnen, und klicken Sie dann auf die Schaltfläche Analyse starten , um die MS-Erfassung einzurichten und zu starten. Klicken Sie auf Run Control (Steuerung ausführen ) auf dem 2D-LC-Instrument (Run Control) und wählen Sie Run Method (Laufmethode). Gleichzeitig klickt das MS-Instrument auch auf die Schaltfläche Run . HINWEIS: Da 2D-LC und MS in diesem Experiment nicht von derselben Software gesteuert werden, müssen sie auf beiden Instrumenten separat eingerichtet werden.</li>
</ol>4. Funktionsweise des molekularen Netzwerks
<ol><li>Datenaufbereitung: Exportieren Sie 2D-HPLC-MS-Massenspektraldaten und konvertieren Sie sekundäre Massenspektraldaten in mzXML- oder mzML-Daten über Msconvert von ProteoWizard. (http://proteowizard.sourceforge.net/).</li>
	<li>Um Daten hochzuladen, laden Sie die WinSCP-Software von der offiziellen Website herunter und laden Sie mzML-Daten über das FTP-Protokoll auf das von GNPS erstellte Konto hoch. Sobald die Installation abgeschlossen ist, starten Sie WinSCP.</li>
	<li>Verbindung zum GNPS-FTP-Server herstellen: Geben Sie in der WinSCP-Benutzeroberfläche auf der Sitzungskonfigurationsseite die folgenden Verbindungsinformationen ein: Dateiprotokoll: Wählen Sie FTP aus. Für Hostname: Geben Sie massive.ucsd.edu. ein, für Portnummer: Behalten Sie den Standardwert 22 bei.</li>
	<li>Geben Sie die Kontonummer und das Passwort ein. Nachdem Sie die obigen Informationen eingegeben haben, klicken Sie auf die Schaltfläche Anmelden , um eine Verbindung zum GNPS-FTP-Server herzustellen.</li>
	<li>Erstellen Sie molekulare Netzwerke, indem Sie einen Webbrowser öffnen und die GNPS-Website (https://gnps.ucsd.edu/) besuchen. Neue Benutzer müssen sich für ein Konto anmelden und sich dann anmelden.</li>
	<li>Klicken Sie auf der Hauptoberfläche der GNPS-Website in der oberen Navigationsleiste auf die Registerkarte Aufgaben und wählen Sie im Dropdown-Menü die Option Neue Aufgabe erstellen aus. Klicken Sie auf der Seite zur Aufgabenerstellung auf die Schaltfläche Dateien hinzufügen , wählen Sie die Datendatei aus und laden Sie sie hoch. (z. B. mzML-Format).</li>
	<li>Legen Sie auf der Registerkarte Task-Parameter die verschiedenen Parameter fest, mit denen der MN generiert wird. Zu diesen Parametern gehören der Peak-Extraktionsalgorithmus, der Peak-Überlaufwert, die Ähnlichkeitsberechnungsmethode usw. Nehmen Sie bei Bedarf die entsprechenden Parametereinstellungen vor. Klicken Sie unten auf der Seite auf die Schaltfläche Analyse starten , um die Aufgabe auszuführen.</li>
	<li>Suchen Sie nach dem Ausführen der Aufgabe die erstellte Aufgabe in der Aufgabenliste, und klicken Sie auf den Dienstnamen , um die Analyseergebnisse anzuzeigen. Die Website bietet MN-Diagramme, Substitute, symbiotische Netzwerke und andere verwandte Informationen.</li>
</ol>

Analyse der tibetischen Heilpflanze APB mittels 2D-HPLC-MS mit molekularer Vernetzung

<ol><li>Luo, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+between+Tibetan+and+traditional+Chinese+medicine+body+constitutions%3A+A+cross-sectional+study+of+Tibetan+college+students+in+the+Tibet+Autonomous+Region%5BTitle%5D)+AND+%22J+Tradl+Chinese+Med+Sci%22%5BJournal%5D)">Correlation between Tibetan and traditional Chinese medicine body constitutions: A cross-sectional study of Tibetan college students in the Tibet Autonomous Region.</a> J Tradl Chinese Med Sci. 5 (3), 215-221 (2018).</li>
<li>Fu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standardized+identification+of+compound+structure+in+Tibetan+medicine+using+ion+trap+mass+spectrometry+and+multiple-stage+fragmentation+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Standardized identification of compound structure in Tibetan medicine using ion trap mass spectrometry and multiple-stage fragmentation analysis.</a> J Vis Exp. (193), 65054(2023).</li>
<li>Kumar, P. R., Dinesh, S. R., Rini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((LCMS-a+review+and+a+recent+update%5BTitle%5D)+AND+%22J+Pharm+Pharm+Sci%22%5BJournal%5D)">LCMS-a review and a recent update.</a> J Pharm Pharm Sci. 5, 377-391 (2016).</li>
<li>Yan, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strategy+for+the+identification+and+quantitative+analysis+of+the+phytochemicals+of+traditional+Chinese+medicine+by+LC-MS%2FMS%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Pharm+Sinica%22%5BJournal%5D)">Strategy for the identification and quantitative analysis of the phytochemicals of traditional Chinese medicine by LC-MS/MS.</a> Acta Pharm Sinica. 55 (7), 1494-1503 (2020).</li>
<li>Iguiniz, M., Heinisch, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-dimensional+liquid+chromatography+in+pharmaceutical+analysis.+Instrumental+aspects%2C+trends+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J+Pharma+Biomed+Anal%22%5BJournal%5D)">Two-dimensional liquid chromatography in pharmaceutical analysis. Instrumental aspects, trends and applications.</a> J Pharma Biomed Anal. 145, 482-503 (2017).</li>
<li>Ye, C. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+progress+of+2D-LC+in+analysis+and+quality+control+of+traditional+Chinese+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Reag%22%5BJournal%5D)">Application progress of 2D-LC in analysis and quality control of traditional Chinese medicine.</a> Chem Reag. 44 (8), 1103-1110 (2022).</li>
<li>Cao, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Online+comprehensive+two-dimensional+hydrophilic+interaction+chromatography+x+reversed-phase+liquid+chromatography+coupled+with+hybrid+linear+ion+trap+Orbitrap+mass+spectrometry+for+the+analysis+of+phenolic+acids+in+Salvia+miltiorrhiza%5BTitle%5D)+AND+%22J+Chromatogr+A%22%5BJournal%5D)">Online comprehensive two-dimensional hydrophilic interaction chromatography x reversed-phase liquid chromatography coupled with hybrid linear ion trap Orbitrap mass spectrometry for the analysis of phenolic acids in Salvia miltiorrhiza.</a> J Chromatogr A. 1536, 216-227 (2018).</li>
<li>Cao, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Qualitative+and+quantitative+characterization+of+phenolic+and+diterpenoid+constituents+in+Danshen+%28Salvia+miltiorrhiza%29+by+comprehensive+two-dimensional+liquid+chromatography+coupled+with+hybrid+linear+ion+trap+Orbitrap+mass%5BTitle%5D)+AND+%22J+Chromatogr%22%5BJournal%5D)">Qualitative and quantitative characterization of phenolic and diterpenoid constituents in Danshen (Salvia miltiorrhiza) by comprehensive two-dimensional liquid chromatography coupled with hybrid linear ion trap Orbitrap mass.</a> J Chromatogr. 1427, 79-89 (2016).</li>
<li>Wang, J., Ren, X., Wen, C., Xu, Y., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Separation+and+characterization+of+unknown+impurities+in+rutin+tablets+using+trap-free+two-dimensional+liquid+chromatography+coupled+with+ion+trap%2Ftime-of-flight+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Commun+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Separation and characterization of unknown impurities in rutin tablets using trap-free two-dimensional liquid chromatography coupled with ion trap/time-of-flight mass spectrometry.</a> Rapid Commun Mass Spectrom. 34 (10), e8739(2020).</li>
<li>Ma, L. J., Ma, N., Cao, J. L., Wan, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterizing+the+influence+of+different+drying+methods+on+chemical+components+of+Panax+notoginseng+leaves+by+heart-cutting+two-dimensional+liquid+chromatography+coupled+to+orbitrap+high-resolution+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Chem%22%5BJournal%5D)">Characterizing the influence of different drying methods on chemical components of Panax notoginseng leaves by heart-cutting two-dimensional liquid chromatography coupled to orbitrap high-resolution mass spectrometry.</a> Food Chem. 369, 130965(2022).</li>
<li>Wong, Y. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Untargeted+profiling+of+Glycyrrhiza+glabra+extract+with+comprehensive+two-dimensional+liquid+chromatography-mass+spectrometry+using+multi-segmented+shift+gradients+in+the+second+dimension%3A+Expanding+the+metabolic+coverage%5BTitle%5D)+AND+%22Electrophoresis%22%5BJournal%5D)">Untargeted profiling of Glycyrrhiza glabra extract with comprehensive two-dimensional liquid chromatography-mass spectrometry using multi-segmented shift gradients in the second dimension: Expanding the metabolic coverage.</a> Electrophoresis. 39 (15), 1993-2000 (2018).</li>
<li>Cao, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comprehensively+qualitative+and+quantitative+analysis+of+ginsenosides+in+Panax+notoginseng+leaves+by+online+two-dimensional+liquid+chromatography+coupled+to+hybrid+linear+ion+trap+Orbitrap+mass+spectrometry+with+deeply+optimized+dilution+and+modulation+system%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chim+Acta%22%5BJournal%5D)">Comprehensively qualitative and quantitative analysis of ginsenosides in Panax notoginseng leaves by online two-dimensional liquid chromatography coupled to hybrid linear ion trap Orbitrap mass spectrometry with deeply optimized dilution and modulation system.</a> Anal Chim Acta. 1079, 237-251 (2019).</li>
<li>Nothias, L. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feature-based+molecular+networking+in+the+GNPS+analysis+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+methods%22%5BJournal%5D)">Feature-based molecular networking in the GNPS analysis environment.</a> Nat methods. 17 (9), 905-908 (2020).</li>
<li>Qin, G. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MS%2FMS-based+molecular+networking%3A+an+efficient+approach+for+natural+products+Dereplication%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules%22%5BJournal%5D)">MS/MS-based molecular networking: an efficient approach for natural products Dereplication.</a> Molecules. 28 (1), 157(2023).</li>
<li>Qu, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combining+multidimensional+chromatography-mass+spectrometry+and+feature-based+molecular+networking+methods+for+the+systematic+characterization+of+compounds+in+the+supercritical+fluid+extract+of+Tripterygium+wilfordii+Hook+F%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Combining multidimensional chromatography-mass spectrometry and feature-based molecular networking methods for the systematic characterization of compounds in the supercritical fluid extract of Tripterygium wilfordii Hook F.</a> Analyst. 148 (1), 61-73 (2023).</li>
<li>Li, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+enhanced+analytical+strategy+integrating+offline+two-dimensional+liquid+chromatography+with+high-resolution+accurate+mass+spectrometry+and+molecular+networking%3A+Comprehensive+characterization+of+HuangLian+JieDu+Decoction+as+a+case+study%5BTitle%5D)+AND+%22J+Sep+Sci%22%5BJournal%5D)">An enhanced analytical strategy integrating offline two-dimensional liquid chromatography with high-resolution accurate mass spectrometry and molecular networking: Comprehensive characterization of HuangLian JieDu Decoction as a case study.</a> J Sep Sci. 45 (14), 2734-2745 (2022).</li>
<li>Dai, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comprehensive+profiling+of+Sanguisorba+officinalis+using+offline+two-dimensional+mixed-mode+liquid+chromatography+%C3%97+reversed-phase+liquid+chromatography%2C+tandem+high-resolution+mass+spectrometry%2C+and+molecular+network%5BTitle%5D)+AND+%22J+Sep+Sci%22%5BJournal%5D)">Comprehensive profiling of Sanguisorba officinalis using offline two-dimensional mixed-mode liquid chromatography × reversed-phase liquid chromatography, tandem high-resolution mass spectrometry, and molecular network.</a> J Sep Sci. 45 (10), 1727-1736 (2022).</li>
<li>Chen, Y., Montero, L., Luo, J., Li, J., Schmitz, O. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+the+new+at-column+dilution+%28ACD%29+modulator+for+the+two-dimensional+RP%C3%97+HILIC+analysis+of+Buddleja+davidii%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Bioanal+Chem%22%5BJournal%5D)">Application of the new at-column dilution (ACD) modulator for the two-dimensional RP× HILIC analysis of Buddleja davidii.</a> Anal Bioanal Chem. 412 (7), 1483-1495 (2020).</li>
<li>Zhou, Y. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pharmacological+action+and+toxicity+of+Aconite+and+its+main+components%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Pharm+Sinica%22%5BJournal%5D)">Pharmacological action and toxicity of Aconite and its main components.</a> Acta Pharm Sinica. (05), 394-400 (1983).</li>
<li>Shao, X., Liu, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progress+in+the+role+of+14-Benzoylaconine+in+rheumatoid+arthritis%5BTitle%5D)+AND+%22Chinese+J+Pharmacol+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Progress in the role of 14-Benzoylaconine in rheumatoid arthritis.</a> Chinese J Pharmacol Toxicol. 33 (10), 917(2019).</li>
<li>Hao, W. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHao%2C+WJ+%22Study+on+the+chemical+constituents+of+the+alkaloids+from+the+root+of+Aconitum+flavum+HandMazz+and+its+anti-tumor+activities%22">Study on the chemical constituents of the alkaloids from the root of Aconitum flavum HandMazz and its anti-tumor activities</a>. , Ningxia Medical University. (2015).</li>
<li>Han, X., Hou, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Research+progress+on+the+pharmacological+effects+and+toxicity+of+Aconitine%5BTitle%5D)+AND+%22J+China+Prescrip+Drug%22%5BJournal%5D)">Research progress on the pharmacological effects and toxicity of Aconitine.</a> J China Prescrip Drug. 12 (12), 149-150 (2014).</li>
</ol>

Die Autoren erklären, dass keine konkurrierenden finanziellen Interessen bestehen.

Der Schwerpunkt dieses Versuchs lag auf der Optimierung eines partiellen Verfahrens im Rahmen der zweidimensionalen Flüssigphasentrennung. Um dies zu erreichen, wurde ein neuartiger At-Säulen-Verdünnungsmodulator nahtlos in das zweidimensionale Flüssigkeitschromatographie-System (2D-LC) integriert. Diese technische Anpassung war von größter Bedeutung, da sie die Fähigkeit zur Profilierung der chemischen Bestandteile der tibetischen Medizin, bekannt als APB, erheblich verbesserte. Die Integration der 2D-HPLC-MS-Technologi...

Die tibetische Medizin ist ein integraler Bestandteil der traditionellen chinesischen Medizin, die sich an die Prinzipien der tibetischen Medizin hält und zur Vorbeugung und Behandlung von Krankheiten eingesetztwird 1. Die tibetische Kräutermedizin enthält jedoch komplexe pflanzliche chemische Bestandteile, die durch erhebliche Gehaltsschwankungen gekennzeichnet sind. Das begrenzte Verständnis der grundlegenden bioaktiven Elemente ist zu einem Engpass bei der Modernisierung der tibetischen Medizin geworden2. Die Anwendung der Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS), die die starke Trennkraft der Chromatographie mit der hohen Empfindlichkeit der Massenspektrometrie (MS) kombiniert, ist in der naturmedizinischen Analytik weit verbreitet3. Aufgrund der Beschränkung auf einen einzigen Trennmechanismus neigen Komponenten mit sehr ähnlichen Strukturen jedoch dazu, bei der eindimensionalen Flüssigkeitschromatographie-Trennung zu koelutieren. In der anschließenden massenspektrometrischen Analyse sind die koeluierten Komponenten mit geringer Abundanz aufgrund der Ionensuppression, die durch Komponenten mit hoher Abundanz verursacht wird, schwer zu detektieren4.
Die 2D-HPLC, die Abkürzung für zweidimensionale Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, stellt ein neuartiges chromatographisches Verfahren dar, das verschiedene Trennmechanismen mittels eines Säulenpaares harmonisch miteinander verbindet. Dies umfasst die Fusion oder Abwechslung der Normalphasenchromatographie mit der Umkehrphasenflüssigkeitschromatographie und der hydrophilen Wechselwirkungsflüssigkeitschromatographie mit der Umkehrphasenflüssigkeitschromatographie5. Durch die Zusammenführung dieser komplementären chromatographischen Eigenschaften wird die verbesserte Trennfähigkeit erreicht, wodurch die Herausforderungen, die durch komplexe Probenmatrizen verursacht werden, effektiv bewältigtwerden 6. Darüber hinaus können durch die Kopplung der zweidimensionalen Chromatographie mit MS die leistungsstarke Trennfähigkeit der 2D-HPLC und die hochempfindliche Detektionsfähigkeit der MS vollständig integriert werden, was die Untersuchung komplexer Wirkstoffsysteme und ihrer grundlegenden Bestandteile unterstützt 7,8,9.
Die tibetische Medizin zeichnet sich im Allgemeinen durch eine facettenreiche Palette von Komponenten und Funktionalitäten aus, wobei die Wirkstoffe in der Regel in komplizierten Zusammensetzungen und in minimalen Konzentrationen vorliegen. Durch die Integration von 2D-LC als robustem Trennsystem und MS als äußerst empfindlichem Detektor können die Herausforderungen, die komplizierte Proben in Bezug auf Trennung und Identifizierung mit sich bringen, effektiver bewältigt werden 10,11,12. Diese Verschmelzung trägt wesentlich dazu bei, die Erforschung der chemischen Zusammensetzung der tibetischen Medizin voranzutreiben.
Unabhängig davon, ob es sich um eine traditionelle LC-MS oder 2D-LC-MS handelt, kann eine große Menge an Informationen gewonnen werden. Die Extraktion von Strukturinformationen komplexer Systemkomponenten aus dieser riesigen Informationsmenge war jedoch schon immer eine große Herausforderung. Daher haben die Forscher verschiedene Methoden entwickelt, um MS-Daten zu screenen und zu verwerten. Global Natural Products Social Molecular Networking (GNPS) ist eine MS/MS-Datenorganisations- und Visualisierungsplattform, auf der 2D-LC-MS-Massenspektrometriedaten hochgeladen werden können13. Jedes Spektrum wird als Vektor betrachtet und mit allen anderen Spektren unter Verwendung der Kosinusähnlichkeit verglichen. Wenn die Ähnlichkeit zwischen zwei Spektren einen Schwellenwert überschreitet, werden sie in einem molekularen Netzwerk (MN) verbunden. Dies kann für die schnelle Identifizierung bekannter Verbindungen und die Bestimmung verschiedener unbekannter Naturstoffe verwendet werden14.
Die tibetische Medizin hat in der Regel mehrere Funktionen, aber ihre komplexe Zusammensetzung und ihre signifikanten Konzentrationsunterschiede machen es schwierig, den Zusammenhang zwischen Funktion und materieller Basis effektiv aufzuklären15. Eine vertiefte Beschäftigung mit der tibetischen Medizin erfordert die systematische Charakterisierung möglichst vieler Komponenten. Im Rahmen dieser Studie beabsichtigen wir, APB in der tibetischen Medizin als Forschungsobjekt zu verwenden, um die Strategie und den Prozess der systematischen Untersuchung der komplexen chemischen Komponenten der tibetischen Medizin mit Hilfe der 2D-HPLC-MS-Technologie und der MN-Technologie zu demonstrieren. Bei der Konstruktion des 2D-chromatographischen Systems haben wir die Umkehrphasen-Flüssigchromatographie und die hydrophile Wechselwirkungsflüssigkeitschromatographie mit signifikanten Trennmechanismen kombiniert, um eine effektivere Trennung der komplexen Komponenten von APB16 zu erreichen. Um die Lösungsmittelinkompatibilität zwischen den beiden Dimensionen zu überwinden, wurde außerdem ein Verdünnungsmodulationsmodus an der Säule eingeführt. Durch die Kombination der leistungsstarken Trennfähigkeit von 2D-LC mit der hochempfindlichen Detektionsfähigkeit von MS werden die spektralen Informationen der komplexen Komponenten in APB effektiver und umfassender erhalten. Darüber hinaus werden durch die Vernetzung und Visualisierung massiver spektraler Informationen durch die MN-Technologie die Komponenten von APB systematisch analysiert. Es wird erwartet, dass die in dieser Studie gezeigte Strategie und der Prozess auf die Erforschung anderer tibetischer Arzneimittel angewendet werden und die Forschung über die materiellen Grundlagen der tibetischen Medizin fördern, was für die Förderung der Ressourcen der tibetischen Medizin und die Verbesserung der Qualitätskontrollstandards für tibetische Kräuter von großer Bedeutung ist17. Der gesamte Versuchsprozess ist in Abbildung 1 dargestellt.
In dem hier vorgestellten Experiment wurde ein neuer At-Säulen-Verdünnungsmodulator in das zweidimensionale Flüssigkeitschromatographie-System (2D-LC) von Agilent18 eingeführt. Durch das Hinzufügen einer unabhängigen Förderpumpe wurde der Strömungsweg der Analyse verändert, was zu einer hohen Orthogonalität der 2D-LC-Analyse führte. Das Ankuppeln und Umschalten zwischen den beiden Dimensionen erfolgt durch zwei Sechswegeventile, wie in Abbildung 2 dargestellt. Wenn eine Probenschleife in der ersten Dimension gefüllt ist, wird eine andere Probenschleife in der zweiten Dimension analysiert. Das bedeutet, dass die Füllzeit der 1D-Schleife und die Laufzeit der 2D gleich sind. Dies erfordert den schnellen Gradienten, der von der binären Pumpe in der zweiten Dimension erzeugt wird. Bei der Analyse des gesamten Abwassers gehen keine Spitzen verloren. Dies ist besonders hilfreich für die Analyse unbekannter Proben. Das Ergebnis ist eine große Anzahl von 2D-Chromatogrammen, die für die Datenanalyse kombiniert werden müssen.

<table><tbody><tr><td>Acetonitril</td><td>Fisher chemisches</td><td>F22M81203</td><td></td></tr><tr><td>Aconitum Pendel</td><td></td>/<td>/</td><td>Kräutermedizin</td></tr><tr><td>Agilent 1290 Infinity (II) 2D-LC&nbsp;</td><td>Agilent Technologies</td><td>G2198-90001</td><td>Flüssigchromatographie</td></tr><tr><td>Einwegspritzen</td><td>Chengdu Keen Versuchsausrüstung</td> <td>/</td> <td>1 ml</td></tr><tr><td>EP-Röhrchen</td><td>Chengdu Keen Versuchsausrüstung</td> <td>/</td> <td>3 ml</td></tr><tr><td>Flüssigphasen-Injektionsflasche</td><td>Chengdu Keen Versuchsausrüstung</td> <td>/</td> <td>1,5 ml</td></tr><tr><td>LTQ XL Massenspektrometer</td><td>Thermo Fisher</td><td>LTQ21991</td><td>Massenspektrometer</td></tr><tr><td>Mikroporöse Membranen&nbsp;</td><td>Chengdu Keen experimentelle Ausrüstung</td><td>/</td><td>0.22&mu; m</td></tr><tr><td>Ultimate XB-C18,5 &mu; m,2,1 x 200 mm</td><td>Welch</td><td>00201-31015</td><td>Umkehrphasen-Säulen-Ultraschallreiniger</td></tr><tr><td></td><td>GT Sonic</td><td>UGT20DEC048Y</td><td>Ultraschallreiniger 240W 40KHz</td></tr><tr><td>XAmide,3 &mu; m,100A</td><td>Dalian Mondi Technology</td><td>D2019110601</td><td>Hydrophile Säule</td></tr></tbody></table>

2d-hplc-ms-technologie kombiniert mit molekularem netzwerk zur identifizierung von bestandteilen in der tibetischen medizin aconitum-pendel

2D-HPLC-MS Technology Combined with Molecular Network for the Identification of Components in Tibetan Medicine Aconitum pendulum

In dieser Studie wurde ein umfassender Ansatz verfolgt, bei dem die 2D-HPLC-MS-Technologie in Verbindung mit dem molekularen Netzwerk verwendet wurde, um die komplizierte chemische Zusammensetzung der tibetischen Heilpflanze APB zu entschlüsseln. Durch die Implementierung der 2D-HPLC wurde eine verbesserte Trennung komplexer Gemische erreicht, die die Isolierung einzelner Verbindungen für die anschließende Analyse ermöglicht. Der Ansatz des molekularen Netzwerks trug weiter zur Aufklärung der strukturellen Beziehungen zwischen diesen Verbindungen bei und trug zur Bestimmung potenzieller bioaktiver Moleküle bei. Diese integrierte Strategie identifizierte effizient eine breite Palette chemischer Komponenten, die in der Anlage vorhanden sind. Die Ergebnisse zeigten ein vielfältiges Spektrum chemischer Bestandteile innerhalb von APB, darunter Alkaloide. Diese Forschung fördert nicht nur das Verständnis des phytochemischen Profils dieser traditionellen tibetischen Medizin, sondern liefert auch wertvolle Einblicke in ihre potenziellen therapeutischen Eigenschaften. Die Integration von 2D-HPLC-MS und molekularem Netzwerk erweist sich als leistungsfähiges Werkzeug zur systematischen Erforschung und Identifizierung komplexer chemischer Zusammensetzungen in pflanzlichen Arzneimitteln und ebnet den Weg für weitere Forschung und Entwicklung im Bereich der Naturstoffentdeckung.

APB wurde als Modellorganismus verwendet, um die Machbarkeit der 2D-HPLC-MS-Technologie in Verbindung mit der MN-Methode zu validieren. Durch den Import der MS-Rohdaten in die MN mit den standardmäßig eingestellten Parametern wurde eine MN generiert. MN ist eine visuelle Rechenstrategie, die alle molekularen Ionen, die in einem vollständigen LC-MS-MS-Experiment nachgewiesen wurden, und die chemischen Beziehungen zwischen diesen molekularen Ionen visualisiert13.
MN basie...

Diese Studie nutzt die zweidimensionale Hochleistungsflüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie (2D-HPLC-MS) Technologie in Verbindung mit molekularen Netzwerken, um die komplizierte chemische Zusammensetzung der tibetischen Heilpflanze Aconitum pendulum Busch (APB) zu entschlüsseln. Der Artikel enthält ein detailliertes Protokoll für die systematische Erforschung und Identifizierung komplexer chemischer Bestandteile pflanzlicher Arzneimittel.

2D-HPLC-MS-Technologie kombiniert mit molekularem Netzwerk zur Identifizierung von Bestandteilen in der tibetischen Medizin Aconitum-Pendel

In this study, a comprehensive approach was employed, utilizing 2D-HPLC-MS technology in conjunction with the molecular network to unravel the intricate ...

In dieser Studie haben wir einen umfassenden Ansatz unter Verwendung der 2D-HPLC-MS-Technologie in Verbindung mit molekularen Netzwerken verwendet, um die komplexe chemische Zusammensetzung der tibetischen Heilpflanze APB zu entschlüsseln. Wir wollen eine effizientere Methode zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Naturheilmitteln etablieren. Die größte Herausforderung der aktuellen Experimente besteht darin, dass die Massenspektrometrie-Sektion nicht mit hochauflösender Massenspektrometrie ausgestattet ist, was dazu führt, dass verschiedene Komponenten detektiert werden können.2D-LC-MS ermöglicht eine genauere Identifizierung und Quantifizierung der Verbindungen. Komplexe Gemische auf der Grundlage der Probentrennung, kombiniert mit molekularer Netzwerktechnologie, können komplexe Dateninformationen besser verarbeitet werden und verbessern die Effizienz und Genauigkeit jeder Größe. Unser Labor wird sich auf die Anwendung bestehender Technologien konzentrieren, um die Trennung von natürlichen, medizinischen und chemischen Bestandteilen zu erreichen.

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Hier beschreiben wir ein allgemeines Protokoll und Design, das angewendet werden könnte, um Spuren und Nebenbestandteile in den komplexen Naturstoffformulierungen (Matrixen) in der tibetischen Medizin zu identifizieren.

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Wir beschreiben ein allgemeines Protokoll, das hochauflösende Massenspektrometrie, Analyse und molekulares Docking in der Forschung der traditionellen chinesischen Medizin integriert.

Hochauflösende Tandem-Massenspektrometrie zur Untersuchung chemischer Bestandteile von Gynura bicolor DC

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Eine effiziente und schnelle HPLC-QQQ-MS-Methode zur Quantifizierung von Tropanalkaloiden in Heilpflanzen

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Eine Kombination aus Tensidauswaschung mit 0,9% Kochsalzlösung (35 ml/kg Körpergewicht, 37 °C) und beatmet mit hohem Gezeitenvolumen mit niedrigem PEEP, um eine moderate beatmungsinduzierte Lungenverletzung (VILI) zu verursachen, führt zu einem experimentellen akuten Atemnotsyndrom (ARDS). Diese Methode bietet ein Modell der Lungenverletzung mit geringer / begrenzter Rekrutierbarkeit, um die Wirkung verschiedener Beatmungsstrategien über längere Zeiträume zu untersuchen.

Tensidmangel in Kombination mit schädlicher Beatmung führt zu einem reproduzierbaren Modell des akuten Atemnotsyndroms (ARDS)

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Dieser Artikel gibt einen Überblick darüber, wie synchrone webbasierte virtuelle Reichweite verwendet werden kann, um Schüler der 6. bis 12. Klasse fortschrittlichen Bildgebungstechnologien wie Ultraschall, Computertomographie und Elektroenzephalographie auszusetzen. Das Papier diskutiert die Methoden und Geräte, die für das Livestreamen integrierter Bildungssitzungen für ein effektives Engagement der Schüler in MINT erforderlich sind.

Überbrückung der Technologiekluft in der COVID-19-Ära: Nutzung virtueller Öffentlichkeitsarbeit, um Schüler der Mittel- und Oberstufe der Bildgebungstechnologie auszusetzen

Lernen Sie die 2D-HPLC-MS-Technologie mit molekularem Netzwerk zur Analyse der chemischen Zusammensetzung der tibetischen Heilpflanze Aconitum pendulum kennen. Diese Methode ermöglicht eine effizientere Identifizierung komplexer Naturstoffe.

2D-HPLC-MS-Technologie kombiniert mit molekularem Netzwerk zur Identifizierung von Bestandteilen in der tibetischen Medizin Aconitum-Pendel (Video) | JoVE Journal

2D-HPLC-MS-Technologie kombiniert mit molekularem Netzwerk zur Identifizierung von Bestandteilen in der tibetischen Medizin Aconitum-Pendel

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