Tutaj opisujemy ogólny protokół i projekt, który może być zastosowany do identyfikacji śladowych ilości i drobnych składników w złożonych preparatach produktów naturalnych (matrycach) w medycynie tybetańskiej.
Artykuł metodologiczny
Tutaj opisujemy ogólny protokół i projekt, który może być zastosowany do identyfikacji śladowych ilości i drobnych składników w złożonych preparatach produktów naturalnych (matrycach) w medycynie tybetańskiej.
Leki tybetańskie są skomplikowane i zawierają wiele nieznanych związków, co sprawia, że dogłębne badania nad ich strukturami molekularnymi są niezbędne. Chromatografia cieczowa z jonizacją elektrorozpylania i spektrometria mas czasu przelotu (LC-ESI-TOF-MS) jest powszechnie stosowana do ekstrakcji medycyny tybetańskiej; Jednak po skorzystaniu z bazy danych Spectrum pozostaje wiele nieprzewidywalnych nieznanych związków. W artykule opracowano uniwersalną metodę identyfikacji składników medycyny tybetańskiej za pomocą spektrometrii mas z pułapką jonową (IT-MS). Metoda obejmuje znormalizowane i zaprogramowane protokoły przygotowania próbki, ustawienia MS, wstępnego uruchomienia LC, ustalenia metody, akwizycji MS, wieloetapowej operacji MS i ręcznej analizy danych. Dwa reprezentatywne związki w medycynie tybetańskiej nasiona Abelmoschus manihot zidentyfikowano za pomocą wieloetapowej fragmentacji, ze szczegółową analizą typowych struktur złożonych. Ponadto w artykule omówiono takie aspekty, jak wybór trybu jonowego, regulacja fazy ruchomej, optymalizacja zasięgu skanowania, kontrola energii kolizji, przełączanie trybu kolizji, współczynniki fragmentacji i ograniczenia metody. Opracowana ustandaryzowana metoda analizy jest uniwersalna i może być stosowana do nieznanych związków w medycynie tybetańskiej.
Jakościowa analiza śladowych składników w tradycyjnej medycynie chińskiej (TCM) stała się kluczowym tematem badań. Ze względu na dużą liczbę związków w TCM trudno jest je wyizolować do analizy spektrometrem magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) lub dyfraktometrem rentgenowskim (XRD), co sprawia, że coraz popularniejsze stają się metody oparte na spektrometrii mas (MS), które wymagają jedynie niewielkich objętości próbek. Dodatkowo, chromatografia cieczowa (LC) w połączeniu z MS była szeroko stosowana w badaniach TCM w ostatnich latach w celu poprawy separacji złożonych próbek i jakościowej analizy związków chemicznych1. Jedną z powszechnych metod jest chromatografia cieczowa z jonizacją elektrorozpylania i spektrometria mas czasu przelotu (LC-ESI-TOF-MS), która jest szeroko stosowana w badaniach jakościowych nad medycyną tybetańską2. Dzięki tej metodzie złożone składniki są wzbogacane i rozdzielane w kolumnie LC, a stosunek masy do ładunku (m/z) jonów adduktowych obserwuje się za pomocą detektora MS. Przeszukiwanie tandemowych baz danych MS (MS/MS lub MS2) jest obecnie najszybszym podejściem do pewnych adnotacji związków w analizie małych cząsteczek przy użyciu kwadrupolowego czasu przelotu (Q-TOF) MS i Orbitrap MS3. Jednak słaba jakość baz danych i obecność różnych izomerów utrudniają identyfikację nieznanych związków. Ponadto informacje dostarczane przez bazę danych MS/MS są ograniczone4,5,6,7. Istotne jest zbadanie związków chemicznych w każdym TCM przy użyciu ogólnego protokołu, który może być szeroko stosowany do innych TCM.
IT-MS przechwytuje szeroki zakres jonów, przykładając różne napięcia o częstotliwości radiowej (RF) do elektrod pierścieniowych8. IT-MS może wykonywać wieloetapowe skany MS w szeregach czasowych w różnych porządkach chronologicznych, zapewniając wieloetapową fragmentację MS składników (MSn), gdzie n to liczba etapów jonów produktu9. Liniowy IT-MS jest uważany za najlepszy do identyfikacji struktury, ponieważ może być używany do sekwencyjnych eksperymentów MSn10. Docelowe jony mogą być izolowane i akumulowane w liniowym IT-MS1. MSn (n ≥ 3) w IT-MS dostarcza więcej informacji fragmentarycznych niż MS/MS w Q-TOF-MS. Ponieważ IT-MS nie może zablokować docelowego jonu i jego jonów fragmentacyjnych, jest to potężne narzędzie do wyjaśniania struktury nieznanych związków, w tym izomerów1. Technologia MSn jest szeroko stosowana do analizy strukturalnej nieznanych białek, peptydów i polisacharydów11,12. Poziom obfitości jonów fragmentacyjnych w MSn dostarcza więcej informacji o fragmentach molekularnych na docelowych związkach w złożonych próbkach niż MS/MS w Q-TOF-MS. W związku z tym zastosowanie technologii MSn do identyfikacji strukturalnej w TCM jest niezbędne.
Medycyna tybetańska jest znaczącym składnikiem TCM13, a leki te pochodzą głównie ze zwierząt, roślin i minerałów występujących na obszarze płaskowyżu14. Medycyna tybetańska Nasiona Abelmoschus manihot (AMS) jest nasieniem Abelmoschus manihot (linn.) medicus. AMS to tradycyjny lek ziołowy stosowany w leczeniu stanów takich jak atopowe zapalenie skóry, reumatyzm i trąd. Zawiera chalkon, który ma działanie przeciwbakteryjne, przeciwgrzybicze, przeciwnowotworowe, przeciwutleniające i przeciwzapalne15. W niniejszym badaniu udoskonalono procedurydotyczące stwardnienia rozsianego i opracowano szczegółową metodę identyfikacji złożonych struktur w AMS medycyny tybetańskiej za pomocą IT-MS i MSn. Niektóre parametry MS, w tym tryb jonowy, zasięg skanowania i tryb zderzenia, zostały zoptymalizowane w celu przezwyciężenia problemów z identyfikacją związków śladowych. Badanie to ma na celu promowanie standaryzowanej identyfikacji struktury związków śladowych w TCM.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Przygotowanie próbki
2. Ustawienia MS
3. Wstępny przebieg LC, ustanowienie metody i akwizycja MS
4. Obsługa wielostopniowej spektrometrii mas
5. Ręczna analiza danych MSn
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Celobioza została użyta jako model do sprawdzenia wykonalności MSn w trybie jonów dodatnich. Jak pokazano w Rysunek 2A, ESI-MS (tryb jonów dodatnich) celobiozy [C12H22O11]+ wytworzył protonowaną cząsteczkę [M+H]+ przy m/z 365. Skan jonów produktu (CID-MS/MS) [M+H]+ przy m/z 365 dał w wyniku drugi jon fragmentacyjny na m/z 305 (Rysunek 2B), który był dalej analizowany za pomocą analiz MS3 i MS
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
IT-MS i jego technologia MSn oferują nowe podejście do identyfikacji struktury śladowych związków TCM. W przeciwieństwie do Q-TOF-MS, który nie był w stanie dogłębnie zidentyfikować jonów fragmentacyjnych, IT-MS z technologią MSn wyróżnia się zdolnością do izolowania i akumulacji jonów. W artykule przedstawiono metodę identyfikacji związków śladowych w medycynie tybetańskiej przy użyciu techniki IT-MS i MSn . Metoda wykorzystuje wartość n w MSn do określenia ilości dostarczonyc...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy deklarują brak sprzecznych interesów finansowych.
Ta praca została sfinansowana przez Xinglin Talent Program Uniwersytetu Chengdu TCM (nr 030058191), Nature Science Foundation of Sichuan (2022NSFSC1470) oraz National Natural Science Foundation of China (82204765).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Acetonitryl | Thermo Scientific | CAS 75-05-8 | |
| Kwas mrówkowy | Knowles | CAS 64-18-6 | Klasa HPLC |
| Liniowy spektrometr masowy z pułapką jonową | Chromatograf cieczowy Thermo Scientific | LTQ XL | |
| Thermo Scientific | U3000 | ||
| LTQ Tune | Thermo Scientific | wersja 2.8.0 | MS oprogramowanie |
| Metanol | Thermo Scientific | CAS 67-56-1 | LC-MS klasa |
| Czysta woda | Thermo Scientific | CAS 7732-18-5 | LC-MS klasa |
| Xcalibur | Thermo Scientific | wersja 2.0 | Oprogramowanie operacyjne LC-IT-MS |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie