Технический подход к структурному анализу неизвестного соединения в пероральной жидкости Хуосян Чжэнци на основе масс-спектрометрии линейной ионной ловушки
April 3rd, 2026
Здесь мы показываем стандартный протокол, который сочетает многоступенчатые масс-спектрометрические деревья с процессом фрагментации на основе оральной жидкости Huosiang Zhengqi.
Был разработан многоступенчатый метод фрагментации масс-спектрометрии для идентификации и характеристики сложных составляющих в ротовой жидкости Хуосян Чжэнци. Традиционная тандемная масс-спектрометрия не может определить неизвестные составные структуры. Многоступенчатая масс-спектрометрия обеспечивает более глубокую фрагментацию для всестороннего разъяснения структуры.
Для ультраэффективной подготовки к жидкостной хроматографии начните с двойного клика по программе Xcalibur, чтобы открыть его. Нажмите «Готовы к загрузке», затем нажмите «Прямой контроль». В всплывающем окне нажмите на столбец Pump Module и установите процент B на 50, процент C к нулю и процент D к нулю.
Нажмите кнопку «Мотор», чтобы переключиться в включённое состояние. Нажмите «Больше опций», установите поток на пять миллилитров в минуту и время на 180 секунд в всплывающем окне. Нажмите «Очищение», затем нажмите «Выполнить», несмотря на предупреждение в окне.
Вернитесь в основное окно программного обеспечения и нажмите View Sequence Setup View. Нажмите «Открыть», чтобы импортировать отредактированный шаблон. Кликните правой кнопкой мыши по имени метода и выберите «Открыть файл», чтобы открыть файл метода.
В главном окне программного обеспечения установите первое отношение массы к заряду 100, а последнее — на 1200 массы к заряду. Нажмите «Сохранить», чтобы сохранить метод. Нажмите «Запустить последовательность», выберите «Ожидать» в системе после последовательности, затем нажмите «Хорошо» в всплывающем окне.
Дождитесь, пока инъекция образца будет завершена. Нажмите «Просмотр дорожной карты», затем нажмите значок «Qual Browser», чтобы открыть окно «Qual Browser». Нажмите «Открыть», выберите файл данных в формате RAW, и дважды кликайте для открытия.
Кликните правой кнопкой мыши по окну хроматограммы и выберите «Диапазоны». В разделе фильтра сканирования выберите ESI full MS. В разделе типа сюжета выберите TIC, затем нажмите Окей. Наблюдайте за полной ионной хроматограммой, которая отображается.
Нажмите кнопку pin в окне масс-спектра. В окне хроматограммы нажмите и скользите, чтобы выбрать временной регион с наибольшим относительным содержанием. Наблюдайте соответствующие ионы масс-спектра и записывайте значения соотношения массы к заряду.
Откройте окно настройки приборов. Определите исходный столбец массы N равного двум строкам и введите ранее зафиксированное значение соотношения массы к заряду. Нажмите «Сохранить», чтобы сохранить метод.
Вернитесь в режим настройки последовательности в окне программного обеспечения, измените имя файла и нажмите «Сохранить» для сохранения последовательности. Нажмите «Запустить последовательность», затем нажмите «Хорошо» в всплывающем окне. Дождитесь, пока инъекция образца будет завершена.
Зайдите в окно Qual Browser, нажмите «Открыть», выберите RAW-файл и дважды кликните, чтобы открыть его. Кликните правой кнопкой мыши по окну хроматограммы и выберите «Диапазоны». В разделе фильтра сканирования выберите ESI full MS.In разделе типа графика, выберите TIC и нажмите Okay, чтобы отобразить хроматограмму.
В окне масс-спектра нажмите кнопку PIN. Выберите временную область с самым сильным относительным содержанием и наблюдайте ионы масс-спектра. Запишите значения соотношения массы к заряду для следующего уровня масс-спектрометрии.
В окне настройки прибора найдите родительский столбец массы N с тремя строками, и введите ранее зафиксированное значение соотношения массы к заряду. Нажмите «Сохранить», чтобы сохранить метод. Как уже было показано, повторите процедуру просмотра данных для завершения инъекции образца и анализа.
После открытия исходного файла данных нажмите кнопку нажатия в окне масс-спектра и наблюдайте за изменяющимися пиками ионов фрагментов. В окне настройки приборов перейдите в колонку Act Type и нажмите CID. Затем выберите PQD или ETD, чтобы изменить режим столкновения.
В столбце «Нормализованная энергия столкновения» нажмите 35 и измените её на 50, чтобы отрегулировать энергию столкновения. Рисуйте родительские ионы и фрагментационные ионы в программном обеспечении для рисования, включая структуру родительского иона, название состава и значение отношения массы к заряду. В качестве примера определите фрагмент при соотношении массы к заряду 461,15 и изучите ион-предшественник с отношением массы к заряду 623,21 в спектре тандемной масс-спектрометрии.
Вычислите разницу масс. Проанализируйте дальнейшую фрагментацию промежуточного иона с соотношением массы к заряду 461,15. Для получения продукта иона с отношением массы к заряду 315,09 в кубическом МС вычисляется разница масс на основе положения соединения и анализа связей всех фрагментов.
Выведите окончательную структуру неизвестного соединения с отношением массы к заряду 623,21. Неизвестное соединение с соотношением массы к заряду 623,21 потеряло одну гексозную единицу и дало ион фрагмента с соотношением массы к заряду 461,15. Третичная масс-спектрометрическая фрагментация промежуточного вещества получила необьякантеликол с соотношением массы к заряду 315,09 после потери одного рамнозного блока.
Четырёхкратная масс-спектрометрия необякангеликола дала фрагментный ион с соотношением массы к заряду 135,09. Структура неизвестного соединения была выведена из многоступенчатого фрагментационного паттерна. Неизвестные соединения с соотношением массы к заряду 545,41 и 365,12 были выведены тем же методом фрагментации.
Этот протокол позволяет проводить детальный анализ и структурную характеристику более неизвестных соединений в лекарственных травах и китайских патентованных лекарствах. Четкое понимание основной структуры основных компонентов необходимо для точной фрагментации и анализа с использованием этого протокола. Эта процедура позволяет разработать многоступенчатую базу данных фрагментации масс-спектрометрии для улучшения идентификации соединений и сравнительного анализа.
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
