$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Formules uit de traditionele Chinese geneeskunde (TCM) bevatten complexe chemische systemen met aanzienlijke variaties in componentconcentraties, met name de aanwezigheid van talrijke actieve ingrediënten met een lage overvloed, die ernstige uitdagingen vormen voor analytische technologieën. Huaihua Powder, een klassieke en gerenommeerde formule uit de traditionele Chinese geneeskunde, is samengesteld uit vier geneeskrachtige kruiden: Sophora japonica, Platycladus orientalis bladeren, Schizonepeta tenuifolia spikes en Citrus aurantium schil. Deze formule bevat een breed scala aan bioactieve stoffen, waaronder flavonoïden, alkaloïden en vluchtige oliën, met aanzienlijke variaties in hun concentraties. Het dient als een representatief model van complexe systemen1 voor het bestuderen van de materiële basis van TCM-formules. Nauwkeurige, uitgebreide en betrouwbare karakterisering van de chemische samenstelling is een cruciale voorwaarde voor het ophelderen van de farmacodynamische materiaalbasis en het verbeteren van de kwaliteitscontrolenormen.
Ultra-High Performance Vloeistofchromatografie-Quadrupool-Elektrostatisch Veld Orbitrap High-Resolution Mass Spectrometry (UPLC-QE-Orbitrap MS) is naar voren gekomen als een kernplatform voor het analyseren van chemische componenten in complexe TCM-systemen, vanwege de uitzonderlijke resolutie, gevoeligheid en massanauwkeurigheid. In termen van data-acquisitiestrategieën zijn Data-Dependent Acquisition (DDA) en Data-Independent Acquisition (DIA) twee gangbare modi 2,3,4 (Figuur 1). De DDA-modus activeert selectief de fragmentatie van ionen met een hoge abundantie op basis van vooraf ingestelde regels (bijv. drempels voor de intensiteit van precursorionen, dynamische uitsluiting), wat gerichte MS/MS-spectra van hoge kwaliteit oplevert die structurele opheldering vergemakkelijken. Het heeft echter beperkingen 5,6,7,8 bij het bedekken van ionen met een lage abundantie. Daarentegen voert de DIA-modus een niet-discriminerende fragmentatie uit van alle voorloperionen binnen een gespecificeerd massa-tot-ladingsverhoudingsbereik met behulp van continue of variabele vensters. Theoretisch vangt het alle detecteerbare ionen op, waardoor de breedte en reproduceerbaarheid van de detectie aanzienlijk worden verbeterd, met name geschikt voor ongerichte wereldwijde analyse, hoewel de resulterende gemengde MS/MS-spectra complexer zijn om te interpreteren 5,9.
Hoewel DDA- en DIA-technieken momenteel afzonderlijk zijn toegepast in TCM-analyse, blijven systematische, empirische vergelijkende studies over kernprestatie-indicatoren, zoals identificatiebreedte (vooral voor componenten met een lage abundantie), MS/MS-spectrumkwaliteit en detectiegevoeligheid, binnen hetzelfde complexe TCM-formulesysteem (bijv. Huaihua-poeder) onvoldoende. Het verduidelijken van de toepasselijke scenario's, voordelen en beperkingen van deze twee modi in complexe TCM-matrices is cruciaal voor onderzoekers om de strategieselectie te optimaliseren op basis van specifieke experimentele doelstellingen10.
De belangrijkste parameters en beperkingen worden hier samengevat om lezers te begeleiden bij de toepasbaarheid van dit protocol. De methode is zeer effectief voor het profileren van complexe kruidenmatrices, met geoptimaliseerde parameters voor een systeem dat flavonoïden en alkaloïden bevat. Het kritische DIA-variabelevenster werd na empirische tests ingesteld op 30 m/z; Deze parameter moet worden afgestemd op monsters met verschillende fysisch-chemische eigenschappen. De methode detecteert op betrouwbare wijze ionen met een lage abundantie (piekgebied ~10,5), maar vereist acquisitie in afzonderlijke positieve en negatieve ionisatiemodi om de gegevenskwaliteit te garanderen. Een primaire beperking is de afhankelijkheid van DIA van spectrale bibliotheken en geavanceerde deconvolutiesoftware voor betrouwbare identificaties, wat van invloed is op de vereisten voor rekenkracht.
Daarom heeft deze studie tot doel een diepgaande en systematische vergelijking uit te voeren van de uitgebreide prestaties van DDA- en DIA-scanmodi op het UPLC-QE-Orbitrap MS-platform, met behulp van de klassieke formule Huaihua Powder als casestudy. Er zullen geoptimaliseerde DDA- en DIA-scanmethoden worden ontwikkeld die zijn afgestemd op Huaihua-poederanalyse. Gegevensverwerking zal worden uitgevoerd met behulp van Compound Discoverer-software om de twee modi in de volgende dimensies te evalueren en te vergelijken: (1) totaal aantal geïdentificeerde verbindingen; (2) kwaliteit van verworven MS/MS-spectra; (3) reproduceerbaarheid van piekgebieden en retentietijden van representatieve verbindingen; en 4) detectiegevoeligheid voor actieve componenten met een lage abundantie. Dit onderzoek zal naar verwachting solide experimenteel bewijs en gegevensondersteuning opleveren voor het selecteren van scanmodi voor massaspectrometrie met hoge resolutie in studies van complexe TCM-systemen, waarbij het potentieel voor complementaire voordelen van DDA en DIA wordt onderzocht om een "evenwicht tussen breedte en diepte" te bereiken en TCM-modernisering te bevorderen.
Tijdens het experiment, met betrekking tot de parameterinstelling van het gesegmenteerde variabelevenster in de DIA-acquisitiemodus, stellen we voor om deze in te stellen op 30 m/z. Tegelijkertijd is het opvangeffect van positieve en negatieve ionen afzonderlijk beter.