線形イオントラップ質量分析法に基づく、ホオシャン正奇口腔液体中の未知化合物の構造解析の技術的アプローチ
April 3rd, 2026
ここでは、多段階質量分析木と火翔正奇経口液体に基づく断片化プロセスを組み合わせた標準プロトコルを示します。
多段階質量分析断片法を開発し、火翔正気口腔液体中の複雑な成分を同定・特徴付けました。従来のタンデム質量分析法では未知の化合物構造を分解できません。多段階質量分析は、包括的な構造解明のためのより深い断片化を提供します。
超高性能液体クロマトグラフィー準備の場合は、まずXcaliburソフトウェアをダブルクリックして開いてください。「ダウンロード準備」をクリックし、次に「ダイレクトコントロール」をクリックしてください。ポップアップウィンドウでポンプモジュールの列をクリックし、パーセンテージBを50、パーセンテージCを0、パーセンテージDをゼロに設定します。
モーターボタンをクリックしてオン状態に切り替えます。「さらにオプション」をクリックし、ポップアップウィンドウで流量を1分間5ミリリットル、時間を180秒に設定してください。「パージ」をクリックし、ポップアップウィンドウの警告にもかかわらず実行をクリックします。
メインのソフトウェアウィンドウに戻り、「シーケンスセットアップビュー」をクリックします。編集済みのテンプレートをインポートするには「開く」をクリックしてください。メソッド名を右クリックして「ファイルを開く」をクリックするとメソッドファイルが開きます。
ソフトウェアのメインウィンドウで、最初の質量を100の質量対電荷比、最後の質量を1200の質量対電荷比に設定します。保存をクリックして方法を保存してください。「シーケンスを実行」をクリックし、アフターシーケンスセットシステムで「スタンバイ」を選択し、ポップアップウィンドウで「OKAY」をクリックしてください。
サンプル注入が完了するまで待ちましょう。「ロードマップビュー」をクリックし、次に「Qual Browser」のアイコンをクリックするとQual Browserウィンドウが開きます。「開く」をクリックし、RAW形式のデータファイルを選択してダブルクリックで開きます。
クロマトグラムウィンドウを右クリックして「範囲」をクリックします。スキャンフィルターセクションでESIフルMSを選択してください。プロットタイプセクションでTICを選択し、OKをクリックします。表示された全イオンクロマトグラムを観察してください。
質量スペクトルウィンドウのプッシュピンボタンをクリックしてください。クロマトグラムウィンドウでクリックしてスライドし、相対的な存在比が最も強い時間領域を選択します。対応する質量スペクトルイオンを観測し、質量と電荷の比率値を記録します。
計器の設定ウィンドウを開いてください。Nの親質量列を2行に等しく位置し、以前に記録した質量対電荷比の値を入力します。保存をクリックして方法を保存してください。
ソフトウェアウィンドウのシーケンスセットアップビューに戻り、ファイル名を変更して「保存」をクリックしてシーケンスを保存します。「シーケンスを実行」をクリックし、ポップアップウィンドウで「OK」をクリックします。サンプル注入が完了するまで待ちましょう。
Qualブラウザのウィンドウに行き、「開く」をクリックし、RAWデータファイルを選択してダブルクリックで開きます。クロマトグラムウィンドウを右クリックして「範囲」をクリックします。スキャンフィルターセクションでプロットタイプセクション MS.In ESIフルを選択し、TICを選択して「OKY」をクリックするとクロマトグラムが表示されます。
マススペクトラムウィンドウでプッシュピンボタンをクリックします。相対的な存在比が最も強い時間領域を選び、質量スペクトルイオンを観測します。次の質量分析レベルのために質量対電荷比の値を記録します。
機器セットアップウィンドウで、Nの親質量列を3行に等しくし、以前に記録した質量と電荷の比率値を入力します。保存をクリックして方法を保存してください。前述の通り、サンプル注入と解析を完了するためにデータ閲覧手順を繰り返します。
生データファイルを開くと、質量スペクトルウィンドウのプッシュピンボタンをクリックして、変化する断片イオンピークを観察します。計測器の設定ウィンドウで「Act Type」列に移動し、「CID」をクリックします。次にPQDまたはETDを選択して衝突モードを変更します。
「ノーマライズド衝突エネルギー」欄で「35」をクリックして50に変更すると衝突エネルギーを調整します。描画ソフトウェアで親イオンと断片イオンを描き、親イオン構造、化合物名、質量対電荷比の値も含めて描画します。例として、質量対電荷比461.15の断片を特定し、タンデム質量分析スペクトルの前駆体イオンを質量対電荷比623.21で検証します。
質量差を計算してください。中間イオンのさらなる断片化を質量対電荷比461.15で解析します。質量対電荷比が315.09の生成イオンを生成するために、すべての断片の結合位置と結合解析に基づいて質量差を計算します。
未知化合物の最終構造を質量対電荷比623.21で導き出します。質量対電荷比623.21の未知化合物は1つのヘキソース単位を失い、質量対電荷比461.15の断片イオンを生成しました。中間体の三次質量分析による断片化により、ラムノーゼ単位1個を失った後、質量対電荷比315.09のネオビヤカンジェリコルが産生されました。
ネオビヤカンジェリコルの四重質量分析により、質量対電荷比135.09の断片イオンが生成されました。未知化合物の構造は多段階断片パターンから推測されました。質量対電荷比が545.41および365.12の未知化合物も同じ断片化法で導出されました。
このプロトコルにより、薬用ハーブや中国特許医薬品中の未知化合物の詳細な解析と構造的特徴付けが可能になります。主要な構成要素のコア構造を明確に理解することは、このプロトコルを用いた正確な断片化と解析に不可欠です。この手法により、化合物同定と比較分析の改善を目的とした多段階質量分析断片データベースの開発が可能となります。
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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
