$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
לפורמולות של הרפואה הסינית המסורתית (TCM) יש מערכות כימיות מורכבות עם שונות משמעותית בריכוזי הרכיבים, במיוחד נוכחות של חומרים פעילים רבים בשפע נמוך, המציבים אתגרים חמורים לטכנולוגיות אנליטיות. אבקת Huaihua, נוסחה קלאסית וידועה לרפואה סינית מסורתית, מורכבת מארבעה צמחי מרפא: סופורה יפנית, עלי Platycladus orientalis, קוצים של Schizonepeta tenuifolia וקליפת אורנטיום הדרים. נוסחה זו מכילה מגוון רחב של חומרים ביו-אקטיביים, כולל פלבנואידים, אלקלואידים ושמנים נדיפים, עם הבדלים משמעותיים בריכוזים שלהם. הוא משמש כמודל מייצג של מערכות מורכבות1 לחקר הבסיס החומרי של נוסחאות TCM. אפיון מדויק, מקיף ואמין של ההרכב הכימי שלו הוא תנאי מוקדם קריטי להבהרת בסיס החומר הפרמקודינמי ולשיפור תקני בקרת האיכות.
כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים במיוחד-שדה מרובע-אלקטרוסטטי אורביטראף ספקטרומטריית מסה ברזולוציה גבוהה (UPLC-QE-Orbitrap MS) התגלתה כפלטפורמת ליבה לניתוח רכיבים כימיים במערכות TCM מורכבות, בשל הרזולוציה, הרגישות ודיוק המסה יוצאי הדופן שלה. במונחים של אסטרטגיות רכישת נתונים, רכישה תלויה-נתונים (DDA) ורכישה בלתי תלויה-בנתונים (DIA) הם שני אופני מיינסטרים 2,3,4 (איור 1). מצב DDA מפעיל באופן סלקטיבי פיצול של יונים בשפע גבוה על סמך כללים מוגדרים מראש (למשל, סף עוצמת יונים מבשר, הרחקה דינמית), ומניב ספקטרום MS/MS ממוקד באיכות גבוהה המאפשר הבהרה מבנית. עם זאת, יש לו מגבלות 5,6,7,8 בכיסוי יונים בשפע נמוך. לעומת זאת, מצב DIA מבצע פיצול לא מפלה של כל יוני המבשר בטווח יחס מסה למטען מוגדר באמצעות חלונות רציפים או משתנים. תיאורטית, הוא לוכד את כל היונים הניתנים לזיהוי, ומשפר משמעותית את הרוחב ואת יכולת השחזור של הזיהוי, מתאים במיוחד לניתוח גלובלי לא ממוקד, אם כי ספקטרום MS/MS המעורב המתקבל מורכב יותר לפירוש 5,9.
נכון לעכשיו, בעוד שטכניקות DDA ו-DIA יושמו בנפרד בניתוח TCM, מחקרים השוואתיים שיטתיים ואמפיריים על מדדי ביצועים מרכזיים, כגון רוחב זיהוי (במיוחד עבור רכיבים בעלי שפע נמוך), איכות ספקטרום MS/MS ורגישות לזיהוי, בתוך אותה מערכת נוסחאות TCM מורכבת (למשל, אבקת Huaihua) נותרו לא מספיקים. הבהרת התרחישים, היתרונות והמגבלות הישימים של שני המצבים הללו במטריצות TCM מורכבות היא חיונית לחוקרים כדי לייעל את בחירת האסטרטגיה על סמך יעדי ניסוי ספציפיים10.
פרמטרים ומגבלות עיקריים מסוכמים כאן כדי להדריך את הקוראים לגבי תחולת פרוטוקול זה. השיטה יעילה ביותר לאפיון מטריצות צמחים מורכבות, עם פרמטרים אופטימליים למערכת המכילה פלבנואידים ואלקלואידים. חלון משתנה ה-DIA הקריטי הוגדר ל-30 m/z לאחר בדיקה אמפירית; יש לכוון פרמטר זה לדגימות בעלות תכונות פיזיקוכימיות שונות. השיטה מזהה באופן אמין יונים בשפע נמוך (אזור שיא ~ 105) אך דורשת רכישה במצבי יינון חיוביים ושליליים נפרדים כדי להבטיח את איכות הנתונים. מגבלה עיקרית היא התלות של DIA בספריות ספקטרליות ובתוכנת דה-קונבולוציה מתקדמת לזיהויים בטוחים, מה שמשפיע על דרישות המשאבים החישוביים.
בהתאם לכך, מחקר זה נועד לערוך השוואה מעמיקה ושיטתית של הביצועים המקיפים של מצבי סריקה DDA ו-DIA בפלטפורמת UPLC-QE-Orbitrap MS, תוך שימוש בנוסחה הקלאסית Huaihua Powder כמקרה מבחן. יפותחו שיטות סריקה מותאמות DDA ו-DIA המותאמות לניתוח אבקת Huaihua. עיבוד הנתונים יבוצע באמצעות תוכנת Compound Discoverer כדי להעריך ולהשוות את שני המצבים בממדים הבאים: (1) המספר הכולל של תרכובות שזוהו; (2) איכות ספקטרום MS/MS שנרכש; (3) יכולת שחזור של אזורי שיא וזמני שימור של תרכובות מייצגות; ו-4) רגישות לזיהוי רכיבים פעילים בשפע נמוך. מחקר זה צפוי לספק ראיות ניסיוניות מוצקות ותמיכה בנתונים לבחירת מצבי סריקה של ספקטרומטריית מסה ברזולוציה גבוהה במחקרים של מערכות TCM מורכבות, תוך בחינת הפוטנציאל ליתרונות משלימים של DDA ו-DIA להשגת "איזון בין רוחב ועומק" ולקידום מודרניזציה של TCM.
במהלך הניסוי, לגבי הגדרת הפרמטר של חלון המשתנה המפולח במצב רכישת DIA, אנו מציעים להגדיר אותו ל-30 m/z. יחד עם זאת, אפקט האיסוף של יונים חיוביים ושליליים בנפרד טוב יותר.