$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
הרפואה הטיבטית היא חלק בלתי נפרד מהרפואה הסינית המסורתית, תוך דבקות בעקרונות הרפואה הטיבטית, ומשמשת למניעת מחלות ולטיפולבהן 1. עם זאת, צמחי מרפא טיבטיים מכילים מרכיבים כימיים צמחיים מורכבים המאופיינים בתנודות משמעותיות בתוכן. הבנה מוגבלת של היסודות הביו-אקטיביים הבסיסיים הפכה לצוואר בקבוק במודרניזציה של הרפואה הטיבטית2. היישום של ספקטרומטריית מסה כרומטוגרפית נוזלית (LC-MS), המשלבת את כוח ההפרדה החזק של הכרומטוגרפיה עם הרגישות הגבוהה של ספקטרומטריית מסות (MS), נמצא בשימוש נרחב בניתוח רפואה טבעית3. עם זאת, בשל מגבלתו של מנגנון הפרדה יחיד, רכיבים בעלי מבנים דומים מאוד נוטים להתלכד בהפרדת כרומטוגרפיה נוזלית חד-ממדית. באנליזה ספקטרומטרית מסה עוקבת, קשה לזהות את הרכיבים בעלי השפע הנמוך עקב דיכוי יונים הנגרם על ידי רכיבים בעלי שפע גבוה4.
2D-HPLC, ראשי תיבות של כרומטוגרפיה נוזלית דו-ממדית בעלת ביצועים גבוהים, מייצגת שיטה כרומטוגרפית חדשנית המשלבת בהרמוניה מנגנוני הפרדה שונים באמצעות זוג עמודות. זה כולל היתוך או החלפה של כרומטוגרפיה בשלב רגיל עם כרומטוגרפיה נוזלית בשלב הפוך ואינטראקציה הידרופילית כרומטוגרפיה נוזלית עם כרומטוגרפיה נוזלית הפוכה5. על ידי מיזוג תכונות כרומטוגרפיות משלימות אלה, מושגת יכולת ההפרדה המשופרת, הנותנת מענה יעיל לאתגרים הנגרמים על ידי מטריצות מדגם מורכבות6. יתר על כן, על ידי צימוד כרומטוגרפיה דו-ממדית עם טרשת נפוצה, ניתן לשלב באופן מלא את יכולת ההפרדה החזקה של 2D-HPLC ואת יכולת זיהוי הרגישות הגבוהה של טרשת נפוצה, ולספק תמיכה בחקר מערכות תרופות מורכבות ומרכיביהן הבסיסיים 7,8,9.
הרפואה הטיבטית כוללת בדרך כלל מערך רב פנים של רכיבים ופונקציונליות, כאשר החומרים הפעילים קיימים בדרך כלל בהרכבים מורכבים ובריכוזים מינימליים. על ידי שילוב 2D-LC כמערכת הפרדה חזקה וטרשת נפוצה כגלאי רגיש במיוחד, ניתן לטפל בצורה יעילה יותר באתגרים שמציבות דגימות מורכבות במונחים של הפרדה וזיהוי 10,11,12. מיזוג זה תורם באופן משמעותי לקידום חקר ההרכב הכימי של הרפואה הטיבטית.
לא משנה אם זה LC-MS מסורתי או 2D-LC-MS, כמות עצומה של מידע ניתן להשיג. עם זאת, חילוץ מידע מבני של רכיבי מערכת מורכבים מכמות מסיבית זו של מידע תמיד היה אתגר משמעותי. לכן, חוקרים פיתחו שיטות שונות לסינון וכריית נתוני טרשת נפוצה. Global Natural Products Social Molecular Networking (GNPS) היא פלטפורמת ארגון נתונים והדמיה של MS/MS שבה ניתן להעלות נתוני ספקטרומטריית מסה 2D-LC-MS13. כל ספקטרום נחשב כווקטור ומושווה לכל הספקטרום האחר באמצעות דמיון קוסינוס (cosine similar). כאשר הדמיון בין שני ספקטרום עולה על סף, הם מחוברים ברשת מולקולרית (MN). זה יכול לשמש לזיהוי מהיר של תרכובות ידועות וקביעת מוצרים טבעיים שונים לא ידועים14.
לרפואה הטיבטית יש בדרך כלל תפקידים מרובים, אך הרכבה המורכב והבדלי הריכוז המשמעותיים מקשים על בירור יעיל של הקשר בין תפקוד לבסיס חומרי15 . מחקר מעמיק של הרפואה הטיבטית מחייב אפיון שיטתי של כמה שיותר מרכיבים. במסגרת מחקר זה, בכוונתנו להשתמש ב-APB ברפואה הטיבטית כמושא המחקר כדי להדגים את האסטרטגיה והתהליך של לימוד שיטתי של המרכיבים הכימיים המורכבים של הרפואה הטיבטית באמצעות טכנולוגיית 2D-HPLC-MS וטכנולוגיית MN. בבניית המערכת הכרומטוגרפית הדו-ממדית, שילבנו כרומטוגרפיה נוזלית הפוכה וכרומטוגרפיה נוזלית עם אינטראקציה הידרופילית עם מנגנוני הפרדה משמעותיים כדי להשיג הפרדה יעילה יותר של המרכיבים המורכבים של APB16. בנוסף, כדי להתגבר על חוסר תאימות ממס בין שני הממדים, אומץ מצב אפנון דילול בעמודה. על ידי שילוב יכולת ההפרדה רבת העוצמה של 2D-LC עם יכולת זיהוי הרגישות הגבוהה של טרשת נפוצה, המידע הספקטרלי של הרכיבים המורכבים ב- APB מתקבל בצורה יעילה ומקיפה יותר. יתר על כן, באמצעות הרשת והדמיה של מידע ספקטרלי מסיבי על ידי טכנולוגיית MN, רכיבי APB מנותחים באופן שיטתי. האסטרטגיה והתהליך שהודגמו במחקר זה צפויים להיות מיושמים בחקר תרופות טיבטיות אחרות, ולקדם את המחקר על הבסיס החומרי של הרפואה הטיבטית, שהוא בעל משמעות רבה לקידום משאבי הרפואה הטיבטית ולשיפור תקני בקרת האיכות של צמחי מרפא טיבטיים17. תהליך הניסוי הכולל מוצג באיור 1.
בניסוי המוצג כאן, אפנן דילול חדש בעמודה הוכנס למערכת הכרומטוגרפיה הנוזלית הדו-ממדית האג'ילינטית (2D-LC)18. על ידי הוספת משאבת אספקה עצמאית, נתיב הזרימה של הניתוח השתנה, וכתוצאה מכך אורתוגונליות גבוהה של ניתוח 2D-LC. הצימוד והמעבר בין שני הממדים מתבצעים באמצעות שני שסתומים בעלי שש יציאות, כפי שמוצג באיור 2. כאשר לולאת דגימה אחת מתמלאת בממד הראשון, לולאת דגימה נוספת מנותחת בממד השני. משמעות הדבר היא שזמן המילוי של הלולאה ה-1D וזמן הריצה של הדו-ממד שווים. זה דורש את השיפוע המהיר שנוצר על ידי המשאבה הבינארית בממד השני. לא הולכים לאיבוד פסגות כאשר מנתחים את כל הקולחים. זה מועיל במיוחד לניתוח של דגימות לא ידועות. התוצאה היא מספר רב של כרומטוגרמות דו-ממדיות שיש לשלב לצורך ניתוח נתונים.