Podejście techniczne do analizy strukturalnej nieznaego związku w płynie doustnym Huoxiang Zhengqi na podstawie liniowej spektrometrii mas z pułapką jonów
April 3rd, 2026
Tu przedstawiamy standardowy protokół, który łączy wieloetapowe drzewa spektrometrii masowej z procesem fragmentacji opartym na peroralnym płynie Huoxiang Zhengqi.
Opracowano wieloetapowy metodę fragmentacji spektrometrii masowej w celu identyfikacji i charakteryzacji złożonych składników w płynie doustnym Huoxiang Zhengqi. Tradycyjna tandemowa spektrometria masowa nie pozwala na rozdzielcze nieznanych struktur związków. Wieloetapowa spektrometria masowa zapewnia głębszą fragmentację dla kompleksowej identyfikacji strukturalnej.
W przypadku przygotowania ultra-wydajnej chromatografii cieczowej, zacznij od dwukrotnego kliknięcia na oprogramowanie Xcalibur, aby je otworzyć. Kliknij Gotowy do pobrania, a następnie kliknij Sterowanie bezpośrednie. W wyskakującym oknie kliknij kolumnę Moduł Pompy i ustaw procent B na 50, procent C na zero i procent D na zero.
Kliknij przycisk Motor, aby włączyć go. Kliknij więcej opcji, ustaw przepływ na pięć mililitrów na minutę, a czas na 180 sekund w wyskakującym oknie. Kliknij Opróżnij, a następnie kliknij Wykonaj pomimo ostrzeżenia w wyskakującym oknie.
Wróć do głównego okna programu i kliknij Widok ustawienia sekwencji. Kliknij Otwórz, aby zaimportować edytowany szablon. Kliknij prawym przyciskiem myszy nazwę metody i kliknij Otwórz plik, aby otworzyć plik metody.
W głównym oknie programu ustaw pierwszą masę na 100 stosunek masy do ładunku i ostatnią masę na 1200 stosunek masy do ładunku. Kliknij Zapisz, aby zapisać metodę. Kliknij Uruchom sekwencję, wybierz Gotowy w systemie po sekwencję, a następnie kliknij OK w wyskakującym oknie.
Poczekaj na zakończenie wstrzyknięcia próbki. Kliknij Widok mapy, a następnie kliknij ikonę Przeglądarki Qual, aby otworzyć okno Przeglądarki Qual. Kliknij Otwórz, wybierz plik danych z formatem RAW i kliknij dwukrotnie, aby go otworzyć.
Kliknij prawym przyciskiem myszy na oknie chromatogramu i kliknij Zakresy. W sekcji filtra skanowania wybierz ESI full MS. A w sekcji typu wykresu wybierz TIC, a następnie kliknij OK. Obserwuj wyświetlany chromatogram całkowitego jonu.
Kliknij przycisk Załącznik w oknie spektrum masy. W oknie chromatogramu kliknij i przesuń, aby wybrać region czasu z najsilniejszą relacją obfitości. Obserwuj odpowiadające jony spektrum masy i zapisz wartości stosunku masy do ładunku.
Otwórz okno ustawień instrumentu. Znajdź kolumnę masy macierzystej wiersza N równego dwóm i wprowadź wcześniej zapisaną wartość stosunku masy do ładunku. Kliknij Zapisz, aby zapisać metodę.
Wróć do widoku ustawienia sekwencji w oknie programu, zmodyfikuj nazwę pliku i kliknij Zapisz, aby zapisać sekwencję. Kliknij Uruchom sekwencję, a następnie kliknij OK w wyskakującym oknie. Poczekaj na zakończenie wstrzyknięcia próbki.
Przejdź do okna Przeglądarki Qual, kliknij Otwórz, wybierz plik danych RAW i kliknij dwukrotnie, aby go otworzyć. Kliknij prawym przyciskiem myszy na oknie chromatogramu i kliknij Zakresy. W sekcji filtra skanowania wybierz ESI full MS. W sekcji typu wykresu wybierz TIC i kliknij OK, aby wyświetlić chromatogram.
W oknie spektrum masy kliknij przycisk Załącznik. Wybierz region czasu z najsilniejszą relacją obfitości i obserwuj jony spektrum masy. Zapisz wartości stosunku masy do ładunku dla kolejnego poziomu spektrometrii masowej.
W oknie ustawień instrumentu znajdź kolumnę masy macierzystej wiersza N równego trzem i wprowadź wcześniej zapisaną wartość stosunku masy do ładunku. Kliknij Zapisz, aby zapisać metodę. Jak pokazano wcześniej, powtórz procedurę wyświetlania danych, aby ukończyć wstrzyknięcie i analizę próbki.
Po otwarciu pliku danych RAW kliknij przycisk Załącznik w oknie spektrum masy i obserwuj zmieniające się szczyty jonów fragmentów. W oknie ustawień instrumentu przejdź do kolumny Typ aktywacji i kliknij CID. Następnie wybierz PQD lub ETD, aby zmienić tryb zderzeń.
W kolumnie Znormalizowana energia zderzenia kliknij 35 i zmień ją na 50, aby dostosować energię zderzenia. Narysuj jona macierzystego i jony fragmentacji w programie do rysowania, w tym strukturę jona macierzystego, nazwę związku i wartość stosunku masy do ładunku. Na przykład zidentyfikuj fragment o stosunku masy do ładunku 461,15 i sprawdź jona prekursora o stosunku masy do ładunku 623,21 w spektrum tandemowej spektrometrii masowej.
Oblicz różnicę mas. Przeanalizuj dalszą fragmentację jonu pośredniego o stosunku masy do ładunku 461,15. Aby wygenerować jona produktu o stosunku masy do ładunku 315,09 w MS cubed, oblicz różnicę mas na podstawie analiz położenia wiązań i łączy wszystkich fragmentów.
Wywnioskuj końcową strukturę nieznanego związku o stosunku masy do ładunku 623,21. Nieznany związek o stosunku masy do ładunku 623,21 stracił jedną jednostkę heksozy i wytworzył jona fragmentu o stosunku masy do ładunku 461,15. Trzeciostopniowa fragmentacja spektrometrii masowej pośrednika wytworzyła neobyakangelicol o stosunku masy do ładunku 315,09 po utracie jednej jednostki ramnozy.
Czterokrotna spektrometria masy neobyakangelicol wytworzyła jona fragmentu o stosunku masy do ładunku 1
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
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
