Podejście techniczne do analizy strukturalnej nieznaego związku w płynie doustnym Huoxiang Zhengqi na podstawie liniowej spektrometrii mas z pułapką jonów
3 kwietnia 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
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy artykuł przedstawia kompleksową technikę badania struktury nieznanych związków w chińskich preparatach ziołowych (CHCs), ze szczególnym uwzględnieniem doustnego roztworu Huoxiang Zhengqi. Metoda ta wykorzystuje zaawansowaną spektrometrię mas, w szczególności technologię liniowej pułapki jonowej, aby uzyskać głębszą fragmentację i bardziej szczegółową charakterystykę molekularną niż w przypadku tradycyjnych podejść. Opracowany schemat postępowania znajduje zastosowanie w analizie bioaktywnych małych cząsteczek w tradycyjnej medycynie chińskiej.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Chemia analityczna
- Fitochemia
- Badania nad tradycyjną medycyną chińską
Wstęp
- CHCs są złożonymi mieszaninami o znaczącej wartości leczniczej.
- Identyfikacja składników molekularnych CHCs jest trudna ze względu na ich złożoność.
- Tradycyjne metody spektrometrii mas często dostarczają ograniczone dane dotyczące fragmentacji.
- Zaawansowane techniki spektrometrii mas mogą dostarczyć bardziej szczegółowych informacji strukturalnych.
Cel badania
- Opracowanie niezawodnej techniki ustalania struktury nieznanych związków w CHCs.
- Zastosowanie tej metody do analizy doustnego płynu Huoxiang Zhengqi.
- Wykazanie zalet wielostopniowej fragmentacji w spektrometrii mas.
Zastosowane metody
- Przygotowanie próbek CHCs.
- Przygotowanie do ultra-wydajnej chromatografii cieczowej (UPLC).
- Przygotowanie do spektrometrii mas z wykorzystaniem urządzenia z liniową pułapką jonową.
- Pełnospektralne, sekwencyjne i wielopoziomowe badania spektrometrii mas.
- Analiza wyników w celu wyprowadzenia struktury.
Główne wyniki
- Technika ta umożliwia gruntowną fragmentację związków w celu uzyskania bardziej szczegółowych informacji o fragmentach.
- Reprezentatywne wyniki ilustrują proces wyznaczania struktury.
- Na wyniki wpływają takie czynniki jak izomeria, związki polihydroksylowe oraz rozdzielczość instrumentu.
- Metoda ta jest wszechstronna w charakteryzacji bioaktywnych małych cząsteczek stosowanych w tradycyjnej medycynie chińskiej.
Wnioski
- Ustanowiona metoda dostarcza szczegółowych informacji o strukturze molekularnej nieznanych związków w CHCs.
- Znajduje ona szerokie zastosowanie w charakterystyce strukturalnej oraz w wiązaniu związków z mechanizmami farmakologicznymi.
- Podejście to poszerza zrozumienie tradycyjnej medycyny chińskiej na poziomie molekularnym.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Kompleksowe wyjaśnienie struktury nieznanych małych cząsteczek w złożonych mieszaninach ziołowych jest kluczowe dla zwiększenia pewności na etapie odkrywania terapeutyków pochodzących z medycyny tradycyjnej. Zastosowanie liniowej pułapki jonowej w spektrometrii mas umożliwia głębszą fragmentację i bardziej szczegółową charakterystykę molekularną, co bezpośrednio wspiera walidację celów oraz ograniczanie ryzyka mechanistycznego we wczesnej fazie B+R. Podejście to zwiększa zdolność do wiązania składników bioaktywnych z mechanizmami farmakologicznymi, co wpływa na decyzje dotyczące portfela projektów i ciągłość badań translacyjnych.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia szczegółową analizę struktur nieznanych związków w złożonych mieszaninach.
- Wspiera walidację funkcjonalną celów poprzez określanie tożsamości molekularnych i ścieżek fragmentacji.
- Zwiększa pewność predykcyjną w procesie wyłaniania bioaktywnych kandydatów z materiałów roślinnych.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Ułatwia przygotowanie strukturalnie zwalidowanych małych cząsteczek do późniejszych etapów procesów screeningu.
- Zwiększa standaryzację testów poprzez dostarczanie wiarygodnych i powtarzalnych danych o fragmentacji.
- Umożliwia rzetelną ocenę związków dzięki wielopoziomowym wynikom spektrometrii mas.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Umożliwia powiązanie charakterystyki molekularnej z badaniem mechanizmów farmakologicznych w badaniach nad medycyną tradycyjną.
- Zapewnia ciągłość procesu od etapu odkrycia po walidację przedkliniczną poprzez powiązanie struktury z funkcją.
- Zmniejsza niejednoznaczność mechanistyczną w procesie rozwoju kandydatów pochodzenia roślinnego.
Integracja potoku i przepływu pracy
Ta technika analizy strukturalnej znajduje zastosowanie na etapie przejściowym między wczesną fazą odkrywania a identyfikacją związku wiodącego, dostarczając podstawowych danych molekularnych dla późniejszych badań przesiewowych i translacyjnych.
- Biologia odkrywcza: Dostarcza wysokorozdzielcze dane o fragmentacji w celu wyjaśnienia tożsamości związku i wsparcia testowania hipotez.
- Przesiewanie: Dostarcza zwalidowane struktury molekularne do opracowywania testów i segregacji związków.
- Analityka: Generuje ilościowe profile fragmentacji do analizy porównawczej nieznanych substancji.
- Badania translacyjne: Umożliwia powiązanie struktury molekularnej z mechanizmem farmakologicznym w modelach przedklinicznych.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Ustanawia wszechstronny proces analityczny, który można zastosować w różnych portfolio związków ziołowych.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i zmniejsza niejednoznaczność w identyfikacji związków.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje analizę strukturalną w celu zapewnienia powtarzalności i skalowalności w różnych projektach.
- Wartość strategiczna: Dostarcza informacji dla decyzji o kontynuacji lub przerwaniu prac (go/no-go) i zmniejsza ryzyko na późniejszych etapach poprzez wyjaśnienie mechanizmów molekularnych.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację kandydatów pochodzenia roślinnego z uwzględnieniem ryzyka w celu ich dalszego rozwoju.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy specjalistycznej w zakresie zaawansowanej spektrometrii mas i wyznaczania struktury chemicznej.
- Wymaga dostępu do aparatury z liniową pułapką jonową oraz infrastruktury analitycznej.
- Konieczna jest standaryzacja międzyzespołowa w zakresie interpretacji danych i integracji przepływu pracy.
- Należy uwzględnić trudności wynikające z obecności izomerów, związków polihydroksylowych oraz rozdzielczości instrumentu.
- Można potrzebować adaptacji metody dla różnych matryc ziołowych lub klas związków.
Najczęściej zadawane pytania (FAQ) dotyczące biofarmacji
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
