Her beskriver vi en generel protokol og design, der kan anvendes til at identificere spormængder og mindre bestanddele i de komplekse naturlige produktformuleringer (matrixer) i tibetansk medicin.
Tibetanske lægemidler er komplekse og indeholder mange ukendte forbindelser, hvilket gør dybdegående forskning i deres molekylære strukturer afgørende. Væskekromatografi-elektrospray ionisering time-of-flight massespektrometri (LC-ESI-TOF-MS) er almindeligt anvendt til at ekstrahere tibetansk medicin; Imidlertid forbliver mange uforudsigelige ukendte forbindelser efter brug af spektrumdatabasen. Denne artikel udviklede en universel metode til identifikation af komponenter i tibetansk medicin ved hjælp af ionfældemassespektrometri (IT-MS). Metoden omfatter standardiserede og programmerede protokoller til prøveforberedelse, MS-indstilling, LC-prerun, metodeetablering, MS-erhvervelse, flertrins MS-drift og manuel dataanalyse. To repræsentative forbindelser i den tibetanske medicin Abelmoschus manihot frø blev identificeret ved anvendelse af flertrinsfragmentering med en detaljeret analyse af typiske sammensatte strukturer. Derudover diskuterer artiklen aspekter som valg af iontilstand, mobil fasejustering, optimering af scanningsområde, kollisionsenergikontrol, kollisionstilstandsskift, fragmenteringsfaktorer og begrænsninger ved metoden. Den udviklede standardiserede analysemetode er universel og kan anvendes på ukendte forbindelser i tibetansk medicin.
Den kvalitative analyse af sporkomponenter i traditionel kinesisk medicin (TCM) er blevet et afgørende emne i forskningen. På grund af det høje antal forbindelser i TCM er det vanskeligt at isolere dem til kernemagnetisk resonansspektrometer (NMR) eller røntgendiffraktometer (XRD) analyse, hvilket gør massespektrometri (MS) -baserede metoder, der kun kræver lave prøvevolumener, stadig mere populære. Derudover har væskekromatografi (LC) kombineret med MS været meget udbredt i TCM-forskning i de senere år til forbedret adskillelse af komplekse prøver og kvalitativ analyse af kemiske forbindelser1. En almindelig metode er væskekromatografi-elektrospray ionisering time-of-flight massespektrometri (LC-ESI-TOF-MS), som er meget udbredt i kvalitativ forskning om tibetansk medicin2. Med denne metode beriges og adskilles komplekse komponenter i en LC-kolonne, og masse-til-ladningsforholdet (m / z) af adduktionionerne observeres ved anvendelse af en MS-detektor. Søgning i tandem MS (MS / MS eller MS2) databaser er i øjeblikket den hurtigste tilgang til sikre sammensatte annoteringer i små molekyleanalyser ved hjælp af quadrupole time-of-flight (Q-TOF) MS og Orbitrap MS3. Den dårlige kvalitet af databaser og tilstedeværelsen af forskellige isomerer hindrer imidlertid identifikationen af ukendte forbindelser. Desuden er oplysningerne i MS/MS-databasen begrænsettil 4,5,6,7. Det er vigtigt at undersøge de kemiske forbindelser i hver TCM ved hjælp af en generel protokol, der kan anvendes bredt på andre TCM.
IT-MS fanger en bred vifte af ioner ved at anvende forskellige radiofrekvensspændinger (RF) på ringelektroderne8. IT-MS kan udføre tidsserier MS-scanninger i flere trin i forskellige kronologiske rækkefølger, hvilket giver ingrediensfragmentering i flere trin MS (MS n), hvorn er antallet af produktionstadier9. Lineær IT-MS betragtes som den bedste til strukturidentifikation, da den kan bruges til sekventielle MSn-eksperimenter 10. Målrettede ioner kan isoleres og akkumuleres i lineær IT-MS1. MS n (n ≥ 3) i IT-MS giver flere fragmentoplysninger end MS/MS i Q-TOF-MS. Da IT-MS ikke kan låse målionen og dens fragmentioner, er det et kraftfuldt værktøj til strukturbelysning af ukendte forbindelser, herunder isomerer1. MSn-teknologi er blevet anvendt i vid udstrækning til strukturel analyse af ukendte proteiner, peptider og polysaccharider11,12. Tæthedsniveauet af fragmentioner i MSn giver mere molekylær fragmentinformation om målrettede forbindelser i komplekse prøver end MS / MS i Q-TOF-MS. Derfor er det vigtigt at anvende MSn-teknologi til strukturel identifikation i TCM.
Tibetansk medicin er en væsentlig bestanddel af TCM13, og disse lægemidler stammer primært fra dyr, planter og mineraler, der findes i plateauområdet14. Den tibetanske medicin Abelmoschus manihot frø (AMS) er frøet af Abelmoschus manihot (linn.) medicus. AMS er en traditionel urtemedicin, der anvendes til behandling af tilstande som atopisk dermatitis, gigt og spedalskhed. Den indeholder chalcon, som besidder antibakterielle, svampedræbende, anticancer, antioxidative og antiinflammatoriske virkninger15. I denne undersøgelse blev MS n-procedurerne forbedret, og der blev udviklet en detaljeret metode til at identificere sammensatte strukturer i den tibetanske medicin AMS ved hjælp af IT-MS og MSn. Visse MS-parametre, herunder iontilstand, scanningsområde og kollisionstilstand, blev optimeret til at overvinde problemer med at identificere sporforbindelser. Denne undersøgelse har til formål at fremme standardiseret strukturidentifikation af sporstoffer i TCM.
IT-MS og dets MSn-teknologi tilbyder en ny tilgang til at identificere strukturen af spor TCM-forbindelser. I modsætning til Q-TOF-MS, som ikke dybt kunne identificere fragmentionerne, udmærker IT-MS med MSn-teknologi sig på grund af dets evne til at isolere og akkumulere ioner. Denne artikel skitserer en metode til identifikation af sporstoffer i tibetansk medicin ved hjælp af IT-MS og MS n-teknikken. Metoden anvender n-værdien i MSn til at bestemme mængden af fragmentio…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbejde blev finansieret af Xinglin Talent Program fra Chengdu University of TCM (nr. 030058191), Nature Science Foundation of Sichuan (2022NSFSC1470) og National Natural Science Foundation of China (82204765).
Acetonitrile | Thermo Scientific | CAS 75-05-8 | LC-MS grade |
Formic Acid | Knowles | CAS 64-18-6 | HPLC grade |
Linear ion trap mass spectrometer | Thermo Scientific | LTQ XL | |
liquid chromatograph | Thermo Scientific | U3000 | |
LTQ Tune | Thermo Scientific | version 2.8.0 | MS control software |
Methanol | Thermo Scientific | CAS 67-56-1 | LC-MS grade |
Pure water | Thermo Scientific | CAS 7732-18-5 | LC-MS grade |
Xcalibur | Thermo Scientific | version 2.0 | LC-IT-MS operational software |