Approccio tecnico per l'analisi strutturale di un composto sconosciuto nel liquido orale Huoxiang Zhengqi basato sulla spettrometria di massa a trappola ionica lineare
April 3rd, 2026
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.
È stato sviluppato un metodo di frammentazione della spettrometria di massa a più stadi per identificare e caratterizzare costituenti complessi nel liquido orale Huoxiang Zhengqi. La tradizionale spettrometria di massa tandem non può risolvere strutture composte sconosciute. La spettrometria di massa multistadio fornisce una frammentazione più profonda per un'elucidazione strutturale completa.
Per la preparazione alla cromatografia liquida ultra-performante, inizia facendo doppio clic sul software Xcalibur per aprirla. Clicca su Pronto per il download, poi su Controllo diretto. Nella finestra pop-up, clicca sulla colonna Pump Module e imposta la percentuale B a 50, la percentuale C a zero e la percentuale D a zero.
Clicca sul pulsante Motore per passare allo stato acceso. Clicca su altre opzioni, imposta il flusso a cinque millilitri al minuto e il tempo a 180 secondi nella finestra pop-up. Clicca su Elimina, poi su Esegui nonostante ci sia un avviso nella finestra pop-up.
Torna alla finestra principale del software e clicca su Vista Configurazione Sequenza. Clicca su Open per importare il modello modificato. Clicca con il tasto destro sul nome del metodo e clicca su Apri file per aprire il file del metodo.
Nella finestra principale del software, imposta il primo rapporto massa/carica a 100 e l'ultimo rapporto massa/carica a 1200. Clicca su Salva per salvare il metodo. Clicca su Esegui Sequenza, seleziona Standby nel sistema di imposta sequenza dopo la sequenza, poi clicca su Ok nella finestra pop-up.
Aspettare che l'iniezione del campione venga completata. Clicca su Vista Roadmap, poi clicca sull'icona Qual Browser per aprire la finestra Quont Browser. Clicca su Open, seleziona il file dati con formato RAW e fai doppio clic per aprirlo.
Clicca con il tasto destro sulla finestra del cromatogramma e clicca su Intervalli. Nella sezione filtro di scansione, seleziona ESI full MS. E nella sezione tipo di grafica, scegli TIC, poi clicca su Ok. Osserva il cromatogramma ionico totale mostrato.
Clicca sul pulsante del perno nella finestra dello spettro di massa. Nella finestra del cromatogramma, clicca e scorre per selezionare una regione temporale con l'abbondanza relativa più forte. Osserva gli ioni corrispondenti dello spettro di massa e registra i valori del rapporto massa/carica.
Apri la finestra di configurazione degli strumenti. Individua la colonna di massa genitore di N uguale a due righe e inserisci il valore del rapporto massa/carica precedentemente registrato. Clicca su Salva per salvare il metodo.
Torna alla vista di configurazione della sequenza nella finestra del software, modifica il nome del file e clicca su Salva per salvare la sequenza. Clicca su Esegui Sequenza, poi clicca su Ok nella finestra pop-up. Aspettare che l'iniezione del campione venga completata.
Vai alla finestra del Browser Qua, clicca su Open, seleziona il file dati RAW e fai doppio clic per aprirlo. Clicca con il tasto destro sulla finestra del cromatogramma e clicca su Intervalli. Nella sezione filtro scansione, seleziona ESI completo MS.In sezione del tipo di grafico, scegli TIC e clicca su Ok per visualizzare il cromatogramma.
Nella finestra dello spettro di massa, clicca sul pulsante del perno. Seleziona una regione temporale con l'abbondanza relativa più forte e osserva gli ioni dello spettro di massa. Registra i valori del rapporto massa/carica per il livello successivo di spettrometria di massa.
Nella finestra di configurazione dello strumento, individua la colonna di massa genitore di N uguale a tre righe e inserisci il valore del rapporto massa/carica precedentemente registrato. Clicca su Salva per salvare il metodo. Come dimostrato in precedenza, ripetere la procedura di visualizzazione dei dati per completare l'iniezione e l'analisi del campione.
Dopo aver aperto il file di dati grezzo, clicca sul pulsante del perno nella finestra dello spettro di massa e osserva i picchi di ioni dei frammenti che cambiano. Nella finestra di configurazione degli strumenti, vai nella colonna Tipo di Atto e clicca su CID. Poi seleziona PQD o ETD per cambiare la modalità collisione.
Nella colonna Energia di Collisione Normalizzata, clicca su 35 e cambialo su 50 per regolare l'energia di collisione. Disegna gli ioni genitori e gli ioni di frammentazione nel software di disegno, inclusa la struttura degli ioni genitori, il nome del composto e il valore del rapporto massa/carica. Ad esempio, identificare il frammento al rapporto massa/carica 461,15 ed esaminare lo ione precursore con rapporto massa/carica 623,21 nello spettro di massa tandem.
Calcola la differenza di massa. Analizza l'ulteriore frammentazione dello ione intermedio con rapporto massa/carica di 461,15. Per generare un ione prodotto con rapporto massa/carica di 315,09 nel cubo MS, calcola la differenza di massa basandosi sulle analisi della posizione di legame e del collegamento di tutti i frammenti.
Deduci la struttura finale del composto sconosciuto con un rapporto massa/carica di 623,21. Il composto sconosciuto con un rapporto massa/carica di 623,21 ha perso un'unità esosio e ha prodotto un ione frammento con un rapporto massa/carica di 461,15. La frammentazione della spettrometria di massa terziaria dell'intermedio ha prodotto neobyakangelicol con un rapporto massa/carica di 315,09 dopo la perdita di un'unità di ramnose.
La quadrupla spettrometria di massa del neobyakangelicol ha prodotto uno ione frammento con un rapporto massa/carica di 135,09. La struttura del composto sconosciuto è stata dedotta dal pattern di frammentazione a più stadi. I composti sconosciuti con rapporti massa/carica di 545,41 e 365,12 sono stati dedotti utilizzando lo stesso metodo di frammentazione.
Questo protocollo consente un'analisi dettagliata e la caratterizzazione strutturale di composti più sconosciuti nelle erbe medicinali e nei medicinali brevettati cinesi. Una chiara comprensione della struttura centrale dei componenti principali è essenziale per una frammentazione e un'analisi accurate utilizzando questo protocollo. Questa procedura consente lo sviluppo di un database di frammentazione della spettrometria di massa a più stadi per migliorare l'identificazione dei composti e l'analisi comparativa.
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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
