Qui mostriamo un protocollo standard che combina alberi di spettrometria di massa a più stadi con un processo di frammentazione basato sul liquido orale Huoxiang Zhengqi.
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Qui mostriamo un protocollo standard che combina alberi di spettrometria di massa a più stadi con un processo di frammentazione basato sul liquido orale Huoxiang Zhengqi.
I composti erboristici cinesi (CHC) svolgono un ruolo insostituibile nella medicina cinese, e l'identificazione dei loro complessi componenti è stata un importante focus di ricerca negli ultimi anni. Il liquido orale Huoxiang Zhengqi è un classico medicinale brevettato cinese la cui composizione chimica richiede ulteriori indagini a livello molecolare. Gli spettrometri di massa tradizionali, come il tempo di volo e Orbitrap, forniscono tipicamente solo informazioni secondarie sulla frammentazione. Basandosi su uno spettrometro di massa a trappola ionica lineare, i composti potevano essere scomposti in modo più approfondito, ottenendo così informazioni più profonde sui frammenti. Questo articolo sviluppa una tecnica di esplorazione strutturale per composti sconosciuti nei CHC, comprendendo il pretrattamento del campione, la preparazione per cromatografia liquida a ultra-performance, la preparazione per la spettrometria di massa, i test a spettro completo, i test a spettrometria di massa secondaria, i test a spettrometria di massa multilivello e l'analisi dei risultati. I risultati rappresentativi dimostrano il processo di derivazione della struttura composta. Discutiamo i fattori che influenzano la tecnica sperimentale, come isomeri, composti poliidrossi e risoluzione degli strumenti. Basandosi sulla derivazione della struttura molecolare microscopica di composti sconosciuti tramite frammentazione di spettrometria di massa a più stadi, il metodo sperimentale consolidato è versatile ed applicabile per la caratterizzazione strutturale di piccole molecole bioattive nella medicina tradizionale cinese e il loro collegamento con meccanismi farmacologici.
I composti erboristici cinesi (CHC), come risorse inestimabili della medicina tradizionale cinese (MTC), hanno accumulato millenni di esperienza clinicavalidata 1. Svolgono un ruolo insostituibile nella prevenzione delle malattie, nell'intervento terapeutico e nellariabilitazione 2. Attraverso il sinergismo multi-erba, i CHC trattano il corpo umano in modo olistico, operativizzando i principi fondamentali dell'olismo e della terapia basata sulla differenziazione dellasindrome 3. All'interno dei quadri medici contemporanei, i CHC ottengono riconoscimento globale per i loro meccanismi polifarmacologici che coinvolgono vie multi-bersaglio4, con ampie applicazioni che spaziano sui disturbi digestivi, le infezioni respiratorie e l'immunomodulazione5. Il liquido orale Huoxiang Zhengqi (HXZQ) rappresenta le formulazioni classiche delCHC 6. La sua composizione integra molteplici erbe medicinali come patchouli, foglie di perilla, angelica dahurica, atractylodes, poria e buccia di mandarino essiccato. È rinomato per la sua capacità di conferire proprietà diaforetiche, di pulizia del calore, di risolvimento dell'umidità e di tonificazione allo stomacodella milza. L'HXZQ è clinicamente impiegato contro sindromi influenzali indotte dall'umidità, distensione epigastrica, vomitosi e condizionidiarreiche. I progressi tecnologici hanno spostato la ricerca sul CHC dall'osservazione fenomenologica a indagini a livello molecolare, meccanicistico ea livello di composti, come l'utilizzo di tecniche proteomica e metabolomica per identificare i componenti attivi, stabilendo così basi scientifiche per la globalizzazione della MTC. Di conseguenza, un'analisi rigorosa dei costituenti chimici e della farmacodinamica di HXZQ non solo promuove la standardizzazione del CHC, ma catalizza anche la scoperta innovativa di farmaci10.
L'HXZQ è una formulazione multi-erba la cui complessità chimica intrinseca deriva dai suoi componenti botanicicompositi 11. Caratterizzato da una vasta gamma di classi fitochimiche—inclusi oli volatili, cumarine, lignani, polisaccaridi e alcaloidi—HXZQ contiene sia composti bioattivi ben caratterizzati sia un consistente bacino di costituenti strutturalmente nonannotati 12. Fluttuazioni dinamiche in componenti chiave (ad esempio, oli volatili, flavonoidi, alcaloidi) possono verificarsi a causa di variazioni nei protocolli di estrazione e nelle condizioni di stoccaggio, sottolineando la necessità critica di una profilazione chimicasistematica 6. Nel quadro della modernizzazione della medicina tradizionale cinese (MTC), un'analisi composizionale approfondita di formulazioni classiche come HXZQ non solo chiarisce la base materiale alla base della loro efficacia terapeutica, ma fornisce anche supporto empirico per il controllo della qualità, la produzione standardizzata e il monitoraggio degli eventiavversi 10. Sebbene i composti ad alta abbondanza in HXZQ siano stati ampiamente documentati, una parte significativa della sua componente chimica rimane noncaratterizzata 13. La diversità strutturale dei suoi costituenti, unita alla bassa abbondanza di molte molecole potenzialmente bioattive, pone sfide formidabili per un'identificazione completa utilizzando tecniche analitiche convenzionali come cromatografia e spettroscopiada sole 14. In particolare, l'isomerismo è prevalente in molteplici classi fitochimiche in HXZQ, inclusi cumarine, lignani e polisaccaridi, complicando ulteriormente la differenziazionestrutturale 15. Ulteriori barriere all'annotazione accurata dei composti includono una bassa abbondanza di analiti e effetti di interferenza matriciale. Collettivamente, questi fattori mettono in evidenza una frontiera chiave nella ricerca sugli HXZQ: lo sviluppo di strategie analitiche robuste per ottenere un'identificazione precisa e ad alta copertura dell'intero suo complemento chimico.
Le piattaforme contemporanee di spettrometria di massa (MS) incontrano limitazioni intrinseche nella caratterizzazione di matrici complesse, inclusi artefatti di coeluzione ionica e copertura incompleta di databasespettrali 16. In questo contesto, la spettrometria di massa tandem (MS/MS) e la spettrometria di massa multistadio (MSn) sono emerse come strategie analitiche indispensabili per l'elucidazione strutturale de novo di composti sconosciuti17. Sebbene i sistemi MS convenzionali ad alta risoluzione come il quadrupole time-of-flight (Q-TOF) MS e Orbitrap MS generano dati di frammenti MS/MS di alta qualità, la loro utilità è limitata a eventi di frammentazione a singolo stadio. Nonostante questa limitazione, queste piattaforme offrono ricche intuizioni strutturali con sensibilità e risoluzione eccezionali, in particolare nell'analisi di miscelecomplesse 18. Al contrario, la sclerosi multipla a trappola ionica lineare (LIT) impiega una modalità di dissociazione indotta da collisione (CID) a più stadi che consente la frammentazione sequenziale e iterativa degli ioni molecolari. Questa capacità unica consente la dissezione a passo di scheletri composti e gruppi funzionali, facilitando l'identificazione qualitativa e inequivocabile di analiti sconosciuti strutturalmentediversi 19. Per rispondere alla necessità non soddisfatta di caratterizzazione completa delle matrici CHC complesse, questo studio presenta un flusso di lavoro analitico basato su LIT-MS, pensato per l'identificazione di composti sconosciuti. Sfruttando l'elevata efficienza di cattura ionica e la rapida velocità di scansione del LIT, questo approccio migliora la capacità e la precisione dell'annotazione strutturale de novo . L'applicazione di questo flusso di lavoro a HXZQ mira: (1) integrare le metodologie esistenti per il profilaggio dei costituenti chimici non caratterizzati in HXZQ; (2) stabilire un quadro tecnico per supportare la ricerca di standardizzazione per altre formulazioni di CHC; e (3) accelerare la traduzione della MTC dalla pratica empirica a una medicina di precisione basata sulle evidenze.
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1. Pretrattamento del campione
2. Preparazione della cromatografia liquida ultra-performante (UPLC)
3. Preparazione alla sclerosi multipla
4. Test completo per la sclerosi multipla
5. Test MS/MS
6. Test MSn
7. Ottimizzazione dei parametri
8. Analisi dei risultati
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Abbiamo suggerito che tutte le informazioni m/z dovessero essere prima raccolte, e poi calcolare il valore della differenza di massa tra lo ione genitore e quello del frammento. Ho trovato il composto riportato nel database o nella letteratura, e poi ho dedotto la struttura del composto sconosciuto in modo inverso basandosi su questa struttura nota.
Tutti i composti rilevati e i relativi ioni frammenti erano presentati tramite valori m/z. Un sottoinsieme di questi ioni frammenti poteva essere ...
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La combinazione di LIT-MS e la sua tecnologia di frammentazione MSn fornisce un metodo per identificare composti sconosciuti nei CHC. A differenza delle modalità MS tandem tradizionali in Orbitrap e Q-TOF MS, la trappola ionica lineare può catturare specificamente ioni bersaglio, evitando efficacemente l'interferenza degli ioni co-eluzionanti23. Questo metodo raggiunge una precisione a livello molecolare, fornendo informazioni strutturali chimiche relat...
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Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.
Questo lavoro è stato finanziato da un progetto speciale per incentivi alla performance e guida dell'Istituto di Ricerca Scientifica di Chongqing (cstc2022jxjl120005). Progetto di ricerca scientifica e tecnologica della Commissione Municipale per l'Istruzione di Chongqing (KJZD-K202315102). Progetto di Ricerca Scientifica Medica di Chongqing (Progetto congiunto tra la Commissione Sanitaria di Chongqing e l'Ufficio Scienza e Tecnologia (2022DBXM007). Studente Speciale dell'Ospedale Xinglin dell'Università di Chengdu della MTC (YYZX202160).
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Acetonitrile | Thermo Scientific | CAS 75-05-8 | Stato liquido |
| Acido formico | Thermo Scientific | CAS 64-18-6 | Stato liquido |
| Huoxiang Zhengqi Liquido orale | Chongqing Taiji Industry (Group) Co., Ltd. | Codice standard di droga di Stato Z50020409 | Oggetto di studio |
| Spettrometro di massa a trappola ionica lineare | Thermo Scientific | LTQ XL | Strumento IT-MS |
| Cromatografo liquido | Thermo Scientific | U3000 | Strumento UPLC |
| Xcalibur | Thermo Scientific | versione 2.0 | Software operativo UPLC-IT-MS |
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