Enfoque técnico para el análisis estructural de un compuesto desconocido en el líquido oral Huoxiang Zhengqi basado en espectrometría de masas con trampa de iones lineales
3 de abril de 2026
Aquí mostramos un protocolo estándar que combina árboles de espectrometría de masas de varias etapas con un proceso de fragmentación basado en el líquido oral Huoxiang Zhengqi.
Se desarrolló un método de fragmentación por espectrometría de masas en varias etapas para identificar y caracterizar componentes complejos en el líquido oral Huoxiang Zhengqi. La espectrometría de masas tradicional en tándem no puede resolver estructuras compuestas desconocidas. La espectrometría de masas de varias etapas proporciona una fragmentación más profunda para una elucidación estructural completa.
Para la preparación de cromatografía líquida de ultra alto rendimiento, empieza haciendo doble clic en el software Xcalibur para abrirla. Haz clic en Listo para descargar y luego en Control Directo. En la ventana emergente, haz clic en la columna Módulo de Bombeo y pon el porcentaje B en 50, el porcentaje C en cero y el porcentaje D en cero.
Haz clic en el botón Motor para cambiarlo al estado encendido. Haz clic en más opciones, ajusta el flujo a cinco mililitros por minuto y el tiempo a 180 segundos en la ventana emergente. Haz clic en Purgar y luego en Ejecutar a pesar de la advertencia en la ventana emergente.
Vuelve a la ventana principal del software y haz clic en Vista de configuración de secuencias. Haz clic en Abrir para importar la plantilla editada. Haz clic derecho en el nombre del método y haz clic en Abrir archivo para abrir el archivo del método.
En la ventana principal del software, establece la primera masa en 100 masa-carga y la última masa en 1200 masa-carga. Haz clic en Guardar para guardar el método. Haz clic en Ejecutar secuencia, selecciona Esperar en el sistema de secuencia después de establecer la secuencia, y luego haz clic en Aceptar en la ventana emergente.
Espera a que se complete la inyección de la muestra. Haz clic en Vista de hoja de ruta y luego haz clic en el icono de Navegador de Qualificación para abrir la ventana del Navegador de Quali. Haz clic en Abrir, selecciona el archivo de datos con formato RAW y haz doble clic para abrirlo.
Haz clic derecho en la ventana del cromatograma y haz clic en Rangos. En la sección de filtro de escaneo, selecciona ESI MS completo. Y en la sección de tipos de trama, elige TIC y luego haz clic en Vale. Observa el cromatograma total de iones que se muestra.
Haz clic en el botón de pasador en la ventana del espectro de masas. En la ventana del cromatograma, haz clic y desliza para seleccionar una región temporal con la abundancia relativa más fuerte. Observa los iones del espectro de masas correspondientes y registra los valores de la relación masa-carga.
Abre la ventana de configuración del instrumento. Localiza la columna de masa padre de la N igual a dos filas e introduce el valor de la relación masa-carga previamente registrado. Haz clic en Guardar para guardar el método.
Vuelve a la vista de configuración de secuencias en la ventana del software, modifica el nombre del archivo y haz clic en Guardar para guardar la secuencia. Haz clic en Ejecutar secuencia y luego en Aceptar en la ventana emergente. Espera a que se complete la inyección de la muestra.
Ve a la ventana del Navegador de Qua, haz clic en Abrir, selecciona el archivo de datos RAW y haz doble clic para abrirlo. Haz clic derecho en la ventana del cromatograma y haz clic en Rangos. En la sección de filtro de escaneo, selecciona ESI completo MS.In la sección de tipo de gráfico, selecciona TIC y haz clic en Vale para mostrar el cromatograma.
En la ventana del espectro de masas, haz clic en el botón de pasador. Selecciona una región temporal con la mayor abundancia relativa y observa los iones del espectro de masas. Registra los valores de la relación masa-carga para el siguiente nivel de espectrometría de masas.
En la ventana de configuración del instrumento, localiza la columna de masa principal de la fila N igual a tres filas e introduce el valor de la relación masa/carga previamente registrado. Haz clic en Guardar para guardar el método. Como se ha demostrado anteriormente, se repite el procedimiento de visualización de datos para completar la inyección y análisis de la muestra.
Tras abrir el archivo de datos en bruto, haz clic en el botón de pasador en la ventana del espectro de masas y observa los picos cambiantes de iones fragmentados. En la ventana de configuración del instrumento, ve a la columna de Tipo de Acto y haz clic en CID. Luego selecciona PQD o ETD para cambiar el modo de colisión.
En la columna de Energía de Colisión Normalizada, haz clic en 35 y cámbiala a 50 para ajustar la energía de colisión. Dibuja el ion padre y los iones de fragmentación en el software de dibujo, incluyendo la estructura de iones padre, el nombre del compuesto y el valor de la relación masa-carga. Por ejemplo, identifica el fragmento en la relación masa-carga 461,15 y examina el ion precursor con la relación masa-carga 623,21 en el espectro de espectrometría de masas en tándem.
Calcula la diferencia de masa. Analizar la fragmentación adicional del ion intermedio con la relación masa-carga de 461,15. Para generar un ion producto con la relación masa-carga 315,09 en el cubo MS, calcular la diferencia de masa basándose en los análisis de posición de enlace y de enlace de todos los fragmentos.
Deduce la estructura final del compuesto desconocido con una relación masa-carga de 623,21. El compuesto desconocido con una relación masa-carga de 623,21 perdió una unidad hexosa y produjo un fragmento de ion con una relación masa-carga de 461,15. La fragmentación por espectrometría de masas terciaria del intermedio produjo neobyakangelicol con una relación masa-carga de 315,09 tras la pérdida de una unidad de ramos.
La espectrometría de masas cuádruple de neobyakangelicol produjo un fragmento de ion con una relación masa-carga de 135,09. La estructura del compuesto desconocido se dedujo del patrón de fragmentación en varias etapas. Los compuestos desconocidos con relaciones masa-carga de 545,41 y 365,12 se deduzieron utilizando el mismo método de fragmentación.
Este protocolo permite un análisis detallado y la caracterización estructural de compuestos más desconocidos en hierbas medicinales y medicamentos patentados por China. Una comprensión clara de la estructura central de los componentes principales es esencial para una fragmentación y análisis precisos utilizando este protocolo. Este procedimiento permite el desarrollo de una base de datos de fragmentación de espectrometría de masas en varias etapas para mejorar la identificación de compuestos y el análisis comparativo.
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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
