Technischer Ansatz zur strukturellen Analyse einer unbekannten Verbindung in der Huoxiang Zhengqi-oralen Flüssigkeit basierend auf linearer Ionenfallen-Massenspektrometrie
3. April 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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Übersicht
Dieser Artikel stellt eine umfassende Technik zur strukturellen Erforschung unbekannter Verbindungen in chinesischen Kräuterpräparaten (CHCs) vor, mit einem Schwerpunkt auf Huoxiang Zhengqi-Orallösung. Die Methode nutzt die fortschrittliche Massenspektrometrie, insbesondere die lineare Ionenfallentechnologie, um tiefere Fragmentierungen und eine detailliertere molekulare Charakterisierung zu erreichen als herkömmliche Ansätze. Der entwickelte Arbeitsablauf eignet sich für die Analyse bioaktiver kleiner Moleküle in der traditionellen Chinesischen Medizin.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Analytische Chemie
- Phytochemie
- Forschung zur Traditionellen Chinesischen Medizin
Hintergrund
- CHCs sind komplexe Gemische mit erheblichem medizinischem Wert.
- Die Identifizierung der molekularen Bestandteile von CHCs ist aufgrund ihrer Komplexität herausfordernd.
- Herkömmliche Methoden der Massenspektrometrie liefern oft nur begrenzte Fragmentierungsdaten.
- Fortgeschrittene Massenspektrometrie-Techniken können detailliertere strukturelle Informationen liefern.
Zweck der Studie
- Entwicklung einer robusten Technik zur strukturellen Aufklärung unbekannter Verbindungen in CHCs.
- Anwendung dieser Methode auf Huoxiang Zhengqi orale Flüssigkeit.
- Aufzeigen der Vorteile der mehrstufigen Massenspektrometrie-Fragmentierung.
Verwendete Methoden
- Vorbehandlung der CHCs.
- Vorbereitung der Ultra-Performance-Flüssigkeitschromatographie (UPLC).
- Vorbereitung der Massenspektrometrie mittels eines linearen Ionenfallen-Instruments.
- Durchführung der Massenspektrometrie mit vollem Spektrum, sekundärer und mehrstufiger Analyse.
- Ergebnisanalyse zur Ableitung der Struktur.
Hauptergebnisse
- Die Technik ermöglicht einen vollständigen Zerfall von Verbindungen zur detaillierteren Fragmentinformation.
- Repräsentative Ergebnisse veranschaulichen den Prozess der Strukturableitung.
- Faktoren wie Isomerie, mehrfach hydroxylierte Verbindungen und die Auflösung des Instruments beeinflussen die Ergebnisse.
- Die Methode eignet sich vielseitig zur Charakterisierung bioaktiver kleiner Moleküle in der traditionellen Chinesischen Medizin.
Schlussfolgerungen
- Die etablierte Methode liefert detaillierte Informationen zur molekularen Struktur unbekannter Verbindungen in CHCs.
- Sie ist weitgehend anwendbar für die strukturelle Charakterisierung und die Zuordnung von Verbindungen zu pharmakologischen Wirkmechanismen.
- Der Ansatz vertieft das Verständnis traditioneller chinesischer Arzneimittel auf molekularer Ebene.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Eine umfassende strukturelle Aufklärung unbekannter kleiner Moleküle in komplexen pflanzlichen Gemischen ist entscheidend, um das Vertrauen in therapeutische Wirkstoffe aus der traditionellen Medizin im Entdeckungsstadium zu stärken. Der Einsatz der linearen Ionenfallen-Massenspektrometrie ermöglicht tiefere Fragmentierung und eine detailliertere molekulare Charakterisierung, was die Zielvalidierung und die Absicherung mechanistischer Risiken in der frühen Forschung und Entwicklung direkt unterstützt. Dieser Ansatz verbessert die Fähigkeit, bioaktive Inhaltsstoffe mit pharmakologischen Wirkmechanismen zu verknüpfen, und liefert damit Grundlagen für Portfolio-Entscheidungen sowie die kontinuierliche translationale Forschung.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht eine detaillierte Untersuchung unbekannter Verbindungsstrukturen in komplexen Gemischen.
- Unterstützt die funktionelle Target-Validierung durch Klärung molekularer Identitäten und Fragmentierungswege.
- Erhöht die Vorhersagesicherheit bei der Weiterentwicklung bioaktiver Kandidaten aus pflanzlichen Quellen.
Screening und Assay-Entwicklung
- Erleichtert die Herstellung strukturell validierter kleiner Moleküle für nachgeschaltete Screening-Workflows.
- Verbessert die Assay-Standardisierung durch robuste und reproduzierbare Fragmentierungsdaten.
- Ermöglicht eine zuverlässige Verbindungsbewertung durch massenspektrometrische Ausgaben auf mehreren Ebenen.
Translationale und präklinische Forschung
- Verknüpft die molekulare Charakterisierung mit der Erforschung pharmakologischer Wirkmechanismen in der traditionellen Medizin.
- Ermöglicht Kontinuität von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung durch die Zuordnung von Struktur zu Funktion.
- Verringert die Unschärfe bezüglich der Wirkmechanismen bei der Weiterentwicklung pflanzlich gewonnener Kandidaten.
Pipeline- und Workflow-Integration
Diese strukturelle Analysetechnik verbindet die frühe Entdeckungsphase mit der Identifizierung von Leitverbindungen und liefert grundlegende molekulare Daten für nachfolgende Screening- und translationsmedizinische Studien.
- Entdeckungsbiochemie: Liefert Fragmentierungsdaten mit hoher Auflösung, um die Identität von Verbindungen zu klären und Hypothesentests zu unterstützen.
- Screening: Stellt validierte molekulare Strukturen für die Entwicklung von Assays und die Priorisierung von Verbindungen bereit.
- Analytik: Erzeugt quantitative Fragmentierungsprofile für den vergleichenden Nachweis unbekannter Substanzen.
- Translationale Forschung: Ermöglicht die Verknüpfung molekularer Struktur mit pharmakologischem Wirkmechanismus in präklinischen Modellen.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft einen vielseitigen analytischen Workflow, der auf verschiedene Portfolios pflanzlicher Wirkstoffe anwendbar ist.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert Mehrdeutigkeiten bei der Identifizierung von Verbindungen.
- Operationaler Wert: Standardisiert die strukturelle Analyse, um Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit über Projekte hinweg zu gewährleisten.
- Strategischer Wert: Unterstützt Go/No-Go-Entscheidungen und reduziert späte Risiken, indem molekulare Mechanismen geklärt werden.
- Portfolio-Wirkung: Fördert die risikoadjustierte Priorisierung pflanzlich gewonnener Kandidaten für die Weiterentwicklung.
Durchführungsüberlegungen
- Erfordert Fachkenntnisse in fortgeschrittener Massenspektrometrie und Strukturaufklärung.
- Setzt Zugang zu Linear-Ionenfallen-Instrumentierung und analytischer Infrastruktur voraus.
- Erfordert eine standardisierte Vorgehensweise über Teamgrenzen hinweg zur Dateninterpretation und Integration in Arbeitsabläufe.
- Muss Herausforderungen berücksichtigen, die durch Isomere, polyhydroxylierte Verbindungen und die instrumentelle Auflösung entstehen.
- Kann je nach pflanzlicher Matrix oder Verbindungsklasse Anpassungen erfordern.
Biopharma-Häufig gestellte Fragen
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
