Technischer Ansatz zur strukturellen Analyse einer unbekannten Verbindung in der Huoxiang Zhengqi-oralen Flüssigkeit basierend auf linearer Ionenfallen-Massenspektrometrie
April 3rd, 2026
Hier zeigen wir ein Standardprotokoll, das mehrstufige Massenspektrometriebäume mit einem Fragmentierungsprozess kombiniert, der auf Huoxiang Zhengqi oraler Flüssigkeit basiert.
Eine mehrstufige Massenspektrometrie-Fragmentierungsmethode wurde entwickelt, um komplexe Bestandteile in der Huoxiang Zhengqi-oralen Flüssigkeit zu identifizieren und zu charakterisieren. Die traditionelle Tandem-Massenspektrometrie kann unbekannte Verbindungsstrukturen nicht auflösen. Die mehrstufige Massenspektrometrie bietet eine tiefere Fragmentierung für eine umfassende strukturelle Aufklärung.
Für die Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie beginnen Sie damit, auf die Xcalibur-Software zu klicken, um sie zu öffnen. Klicken Sie auf Bereit zum Download und dann auf Direct Control. Im Pop-up-Fenster klicken Sie auf die Spalte Pumpenmodul und setzen Sie Prozentsatz B auf 50, Prozentsatz C auf null und Prozentsatz D auf null.
Klicken Sie auf die Motor-Taste, um in den Ein-Zustand zu schalten. Klicken Sie auf weitere Optionen, stellen Sie den Durchfluss im Pop-up-Fenster auf fünf Milliliter pro Minute und die Zeit auf 180 Sekunden ein. Klicke auf Purge und dann auf Ausführen, obwohl im Pop-up-Fenster eine Warnung angezeigt wird.
Kehre zum Haupt-Softwarefenster zurück und klicke auf Sequence Setup View. Klicken Sie auf Öffnen, um die bearbeitete Vorlage zu importieren. Rechtsklick auf den Methodennamen und klicke auf Datei öffnen, um die Methodendatei zu öffnen.
Im Hauptfenster der Software stellen Sie das erste Masse-Ladungs-Verhältnis auf 100 Masse und das letzte auf 1200 Masse-Ladungs-Verhältnis ein. Klicken Sie auf Speichern, um die Methode zu speichern. Klicke auf Sequence ausführen, wähle Standby im After Sequence Set System und klicke dann im Pop-up-Fenster auf Okay.
Warte, bis die Probeninjektion abgeschlossen ist. Klicken Sie auf Roadmap View und dann auf das Qual Browser-Icon, um das Qual Browser-Fenster zu öffnen. Klicken Sie auf Öffnen, wählen Sie die Datendatei im RAW-Format aus und doppelklicken, um sie zu öffnen.
Rechtsklick auf das Chromatogramm-Fenster und wähle Bereiche. Im Abschnitt zum Scanfilter wählen Sie ESI Full MS. Und im Abschnitt zum Plottyp wählen Sie TIC und klicken Sie dann auf Okay. Beobachten Sie das gesamte Ionenchromatogramm.
Klicken Sie im Massenspektrum-Fenster auf den Stecknadelknopf. Im Chromatogrammfenster klicken und schieben, um eine Zeitregion mit der stärksten relativen Häufigkeit auszuwählen. Beobachten Sie die entsprechenden Massenspektrum-Ionen und zeichnen Sie die Werte des Massen-Ladungs-Verhältnisses auf.
Öffne das Instrumenten-Setup-Fenster. Suchen Sie die übergeordnete Massespalte der N gleich zwei Zeilen und geben Sie den zuvor aufgezeichneten Masse-zu-Ladungs-Verhältnis ein. Klicken Sie auf Speichern, um die Methode zu speichern.
Gehen Sie im Softwarefenster zur Sequenz-Einrichtung zurück, ändern Sie den Dateinamen und klicken Sie auf Speichern, um die Sequenz zu speichern. Klicke auf Ablaufsequenz und dann im Pop-up-Fenster auf Okay. Warte, bis die Probeninjektion abgeschlossen ist.
Gehe zum Qual-Browser-Fenster, klicke auf Öffnen, wähle die RAW-Datendatei aus und doppelklicke, um sie zu öffnen. Rechtsklick auf das Chromatogramm-Fenster und wähle Bereiche. Im Abschnitt zum Scanfilter wählen Sie ESI full MS.In dem Abschnitt Plottyp, wählen Sie TIC und klicken Sie auf Okay, um das Chromatogramm anzuzeigen.
Im Massenspektrum-Fenster klicken Sie auf den Knopfknopf. Wählen Sie eine Zeitregion mit der stärksten relativen Häufigkeit und beobachten Sie die Massenspektrum-Ionen. Zeichnen Sie die Werte des Masse-Ladungs-Verhältnisses für die nächste Stufe der Massenspektrometrie auf.
Im Instrumenten-Setup-Fenster finden Sie die übergeordnete Massenspalte der N gleich drei Reihen und geben Sie den zuvor aufgezeichneten Masse-zu-Ladungs-Verhältnis ein. Klicken Sie auf Speichern, um die Methode zu speichern. Wie bereits demonstriert, wiederholen Sie das Datenanschauungsverfahren, um die Probeninjektion und Analyse abzuschließen.
Nachdem Sie die Rohdatendatei geöffnet haben, klicken Sie im Massenspektrumfenster auf die Pushpin-Taste und beobachten Sie die sich verändernden Fragmentionenspitzen. Im Instrumenten-Setup-Fenster gehen Sie zur Spalte Akt-Typ und klicken Sie auf CID. Wählen Sie dann PQD oder ETD aus, um den Kollisionsmodus zu ändern.
In der Spalte Normalisierte Kollisionsenergie klicken Sie auf 35 und ändern Sie sie auf 50, um die Kollisionsenergie anzupassen. Zeichnen Sie das Mutterion und die Fragmentierungsionen in der Zeichensoftware, einschließlich der Struktur des Elternionen, des Verbindungsnamens und des Masse-zu-Ladungs-Verhältniss. Als Beispiel identifizieren Sie das Fragment im Massen-Ladungs-Verhältnis 461,15 und untersuchen Sie das Vorläufer-Ion mit Masse-Ladungs-Verhältnis 623,21 im Tandem-Massenspektrometriespektrum.
Berechnen Sie den Massenunterschied. Analysieren Sie die weitere Fragmentierung des intermediären Ions mit Masse-Ladungs-Verhältnis 461,15. Um ein Produkt mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis von 315,09 im MS Quadal zu erzeugen, berechnet man den Massenunterschied anhand der Bindungsposition und der Verknüpfungsanalysen aller Fragmente.
Man leitet die Endstruktur der unbekannten Verbindung mit einem Massen-Ladungs-Verhältnis von 623,21 ab. Die unbekannte Verbindung mit einem Massen-Ladungs-Verhältnis von 623,21 verlor eine Hexoseeinheit und bildete ein Fragmention mit einem Massen-Ladungs-Verhältnis von 461,15. Die tertiäre Massenspektrometriefragmentierung des Zwischenstücks ergab Neobyakangelicol mit einem Massen-Ladungs-Verhältnis von 315,09 nach dem Verlust einer Rhamnose-Einheit.
Die vierfache Massenspektrometrie von Neobyakangelicol ergab ein Fragmention mit einem Massen-Ladungs-Verhältnis von 135,09. Die Struktur der unbekannten Verbindung wurde aus dem mehrstufigen Fragmentierungsmuster abgeleitet. Die unbekannten Verbindungen mit Masse-Ladungs-Verhältnissen von 545,41 und 365,12 wurden mit derselben Fragmentierungsmethode abgeleitet.
Dieses Protokoll ermöglicht eine detaillierte Analyse und strukturelle Charakterisierung unbekannter Verbindungen in Heilkräutern und chinesischen Patentmedikamenten. Ein klares Verständnis der Kernstruktur der Hauptkomponenten ist für eine genaue Fragmentierung und Analyse mit diesem Protokoll unerlässlich. Dieses Verfahren ermöglicht die Entwicklung einer mehrstufigen Massenspektrometriefragmentierungsdatenbank für eine verbesserte Verbindungsidentifikation und vergleichende Analyse.
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Overview
This article presents a comprehensive technique for the structural exploration of unknown compounds in Chinese herbal compounds (CHCs), with a focus on Huoxiang Zhengqi oral liquid. The method leverages advanced mass spectrometry, particularly linear ion trap technology, to achieve deeper fragmentation and more detailed molecular characterization than traditional approaches. The developed workflow is applicable to the analysis of bioactive small molecules in traditional Chinese medicine.
Key Study Components
Area of Science
- Analytical Chemistry
- Phytochemistry
- Traditional Chinese Medicine Research
Background
- CHCs are complex mixtures with significant medicinal value.
- Identifying the molecular constituents of CHCs is challenging due to their complexity.
- Traditional mass spectrometry methods often provide limited fragmentation data.
- Advanced mass spectrometry techniques can yield more detailed structural information.
Purpose of Study
- To develop a robust technique for structural elucidation of unknown compounds in CHCs.
- To apply this method to Huoxiang Zhengqi oral liquid.
- To demonstrate the advantages of multi-level mass spectrometry fragmentation.
Methods Used
- Sample pretreatment of CHCs.
- Ultra-performance liquid chromatography (UPLC) preparation.
- Mass spectrometry preparation using a linear ion trap instrument.
- Full-spectrum, secondary, and multi-level mass spectrometry testing.
- Result analysis for structural derivation.
Main Results
- The technique enables thorough breakdown of compounds for deeper fragment information.
- Representative results illustrate the process of structural derivation.
- Factors such as isomerism, polyhydroxy compounds, and instrument resolution influence outcomes.
- The method is versatile for characterizing bioactive small molecules in traditional Chinese medicine.
Conclusions
- The established method provides detailed molecular structure information for unknown compounds in CHCs.
- It is broadly applicable for structural characterization and linking compounds to pharmacological mechanisms.
- The approach advances the molecular-level understanding of traditional Chinese medicines.
Frequently Asked Questions
Executive Industry Relevance
Comprehensive structural elucidation of unknown small molecules in complex herbal mixtures is critical for advancing discovery-stage confidence in traditional medicine-derived therapeutics. The use of linear ion trap mass spectrometry enables deeper fragmentation and more detailed molecular characterization, directly supporting target validation and mechanistic de-risking in early R&D. This approach enhances the ability to link bioactive constituents to pharmacological mechanisms, informing portfolio decisions and translational research continuity.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables detailed interrogation of unknown compound structures in complex mixtures.
- Supports functional target validation by clarifying molecular identities and fragmentation pathways.
- Improves predictive confidence for advancing bioactive candidates from herbal sources.
Screening & Assay Development
- Facilitates preparation of structurally validated small molecules for downstream screening workflows.
- Enhances assay standardization by providing robust, reproducible fragmentation data.
- Enables reliable compound evaluation through multi-level mass spectrometry outputs.
Translational & Preclinical Research
- Aligns molecular characterization with pharmacological mechanism exploration in traditional medicine research.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation by linking structure to function.
- Reduces mechanistic ambiguity in advancing herbal-derived candidates.
Pipeline & Workflow Integration
This structural analysis technique fits at the interface of early discovery and lead identification, providing foundational molecular data for subsequent screening and translational studies.
- Discovery Biology: Delivers high-resolution fragmentation data to clarify compound identity and support hypothesis testing.
- Screening: Supplies validated molecular structures for assay development and compound triage.
- Analytics: Generates quantitative fragmentation profiles for comparative analysis of unknowns.
- Translational Research: Enables linkage of molecular structure to pharmacological mechanism in preclinical models.
- Enterprise Reuse: Establishes a versatile analytical workflow applicable across diverse herbal compound portfolios.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces ambiguity in compound identification.
- Operational Value: Standardizes structural analysis for reproducibility and scalability across projects.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and reduces late-stage risk by clarifying molecular mechanisms.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of herbal-derived candidates for advancement.
Implementation Considerations
- Requires expertise in advanced mass spectrometry and structural elucidation.
- Demands access to linear ion trap instrumentation and analytical infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization for data interpretation and workflow integration.
- Must account for challenges posed by isomers, polyhydroxy compounds, and instrument resolution.
- Adaptation may be needed for different herbal matrices or compound classes.
Biopharma FAQs
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
