$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Formuły tradycyjnej medycyny chińskiej (TCM) charakteryzują się złożonymi układami chemicznymi ze znacznymi różnicami w stężeniach składników, w szczególności obecnością licznych składników aktywnych o niskiej ilości, co stanowi poważne wyzwanie dla technologii analitycznych. Huaihua Powder, klasyczna i renomowana formuła tradycyjnej medycyny chińskiej, składa się z czterech ziół leczniczych: Sophora japonica, liści Platycladus orientalis, kolców Schizonepeta tenuifolia i skórki Citrus aurantium. Formuła ta zawiera różnorodną gamę substancji bioaktywnych, w tym flawonoidy, alkaloidy i olejki lotne, o znacznych różnicach w ich stężeniach. Służy jako reprezentatywny model układów złożonych1do badania materialnych podstaw formuł TCM. Dokładny, kompleksowy i wiarygodny charakterystyk jego składu chemicznego jest krytycznym warunkiem wstępnym dla wyjaśnienia podstaw materiału farmakodynamicznego i poprawy standardów kontroli jakości.
Ultra-High Performance Liquid Chromatography-Quadrupole-Electrostatic Field Orbitrap High-Resolution Mass Spectrometry (UPLC-QE-Orbitrap MS) stała się podstawową platformą do analizy składników chemicznych w złożonych systemach TCM, ze względu na wyjątkową rozdzielczość, czułość i dokładność masy. Jeśli chodzi o strategie pozyskiwania danych, akwizycja zależna od danych (DDA) i akwizycja niezależna od danych (DIA) to dwa główne tryby 2,3,4 (rysunek 1). Tryb DDA selektywnie wyzwala fragmentację jonów o wysokiej obfitości w oparciu o wstępnie ustawione reguły (np. progi intensywności jonów prekursorowych, dynamiczne wykluczenie), dając ukierunkowane widma MS/MS o wysokiej jakości, które ułatwiają wyjaśnienie strukturalne. Ma jednak ograniczenia 5,6,7,8 w pokrywaniu jonów o niskiej obfitości. W przeciwieństwie do tego, tryb DIA wykonuje niedyskryminacyjną fragmentację wszystkich jonów prekursorowych w określonym zakresie stosunku masy do ładunku przy użyciu ciągłych lub zmiennych okien. Teoretycznie wychwytuje wszystkie wykrywalne jony, znacznie zwiększając zakres i odtwarzalność detekcji, szczególnie nadaje się do nieukierunkowanej analizy globalnej, chociaż wynikowe mieszane widma MS/MS są bardziej skomplikowane do interpretacji 5,9.
Obecnie, podczas gdy techniki DDA i DIA są indywidualnie stosowane w analizie TCM, systematyczne, empiryczne badania porównawcze podstawowych wskaźników wydajności, takich jak szerokość identyfikacji (szczególnie dla składników o niskiej obfitości), jakość widma MS/MS i czułość wykrywania, w ramach tego samego złożonego systemu formuł TCM (np. Proszek Huaihua) pozostają niewystarczające. Wyjaśnienie mających zastosowanie scenariuszy, zalet i ograniczeń tych dwóch trybów w złożonych matrycach TCM ma kluczowe znaczenie dla badaczy w celu optymalizacji wyboru strategii w oparciu o konkretne cele eksperymentalne10.
Kluczowe parametry i ograniczenia zostały podsumowane tutaj, aby poprowadzić czytelników przez możliwość zastosowania tego protokołu. Metoda jest wysoce skuteczna w profilowaniu złożonych matryc ziołowych, z parametrami zoptymalizowanymi dla systemu zawierającego flawonoidy i alkaloidy. Krytyczne okno zmiennej DIA zostało ustawione na 30 m/z po testach empirycznych; Parametr ten musi być dostrojony do próbek o różnych właściwościach fizykochemicznych. Metoda niezawodnie wykrywa jony o niskiej obfitości (obszar piku ~10,5), ale wymaga akwizycji w oddzielnych trybach jonizacji dodatniej i ujemnej, aby zapewnić jakość danych. Podstawowym ograniczeniem jest zależność DIA od bibliotek spektralnych i zaawansowanego oprogramowania do dekonwolucji w celu pewnej identyfikacji, co wpływa na wymagania dotyczące zasobów obliczeniowych.
W związku z tym badanie to ma na celu przeprowadzenie dogłębnego i systematycznego porównania kompleksowej wydajności trybów skanowania DDA i DIA na platformie UPLC-QE-Orbitrap MS, wykorzystując klasyczną formułę Huaihua Powder jako studium przypadku. Opracowane zostaną zoptymalizowane metody skanowania DDA i DIA dostosowane do analizy proszku Huaihua. Przetwarzanie danych będzie odbywać się przy użyciu oprogramowania Compound Discoverer w celu oceny i porównania dwóch modów w następujących wymiarach: (1) całkowita liczba zidentyfikowanych związków; (2) jakość pozyskanych widm MS/MS; (3) odtwarzalność powierzchni pików i czasy retencji reprezentatywnych związków; oraz 4) czułość wykrywania składników aktywnych o niskiej liczebności. Oczekuje się, że badania te dostarczą solidnych dowodów eksperymentalnych i wsparcia danych dla wyboru trybów skanowania spektrometrii mas o wysokiej rozdzielczości w badaniach złożonych systemów TCM, badając potencjał uzupełniających się zalet DDA i DIA w celu osiągnięcia "równowagi między szerokością a głębokością" i przyspieszenia modernizacji TCM.
W trakcie eksperymentu, jeśli chodzi o ustawienie parametrów okna zmiennej segmentowej w trybie akwizycji DIA, sugerujemy ustawienie go na 30 m/z. Jednocześnie efekt zbierania jonów dodatnich i ujemnych osobno jest lepszy.