Her beskriver vi en generell protokoll og design som kan brukes til å identifisere spormengder og mindre bestanddeler i de komplekse naturlige produktformuleringene (matriser) i tibetansk medisin.
Tibetanske medisiner er komplekse og inneholder mange ukjente forbindelser, noe som gjør grundig forskning på deres molekylære strukturer avgjørende. Væskekromatografi-elektrospray ionisering time-of-flight massespektrometri (LC-ESI-TOF-MS) brukes ofte til å trekke ut tibetansk medisin; Imidlertid forblir mange uforutsigbare ukjente forbindelser etter bruk av spektrumdatabasen. Denne artikkelen utviklet en universell metode for å identifisere komponenter i tibetansk medisin ved hjelp av ionefellemassespektrometri (IT-MS). Metoden inkluderer standardiserte og programmerte protokoller for prøvepreparering, MS-innstilling, LC-prerun, metodeetablering, MS-oppkjøp, flertrinns MS-drift og manuell dataanalyse. To representative forbindelser i tibetansk medisin Abelmoschus manihot frø ble identifisert ved hjelp av flertrinns fragmentering, med en detaljert analyse av typiske sammensatte strukturer. I tillegg diskuterer artikkelen aspekter som ionmodusvalg, mobil fasejustering, skanningsområdeoptimalisering, kollisjonsenergikontroll, kollisjonsmodusovergang, fragmenteringsfaktorer og begrensninger av metoden. Den utviklede standardiserte analysemetoden er universell og kan brukes på ukjente forbindelser i tibetansk medisin.
Den kvalitative analysen av sporkomponenter i tradisjonell kinesisk medisin (TCM) har blitt et avgjørende tema i forskning. På grunn av det høye antallet forbindelser i TCM, er det vanskelig å isolere dem for kjernemagnetisk resonansspektrometer (NMR) eller røntgendiffraktometer (XRD) analyse, noe som gjør massespektrometri (MS) -baserte metoder som bare krever lave prøvevolumer stadig mer populære. I tillegg har væskekromatografi (LC) kombinert med MS blitt mye brukt i TCM-forskning de siste årene for forbedret separasjon av komplekse prøver og kvalitativ analyse av kjemiske forbindelser1. En vanlig metode er væskekromatografi-elektrosprayionisering time-of-flight massespektrometri (LC-ESI-TOF-MS), som er mye brukt i kvalitativ forskning på tibetansk medisin2. Med denne metoden blir komplekse komponenter anriket og separert i en LC-kolonne, og masse-til-ladningsforholdet (m / z) av adduktionene observeres ved hjelp av en MS-detektor. Søk i tandem MS (MS / MS eller MS2) databaser er for tiden den raskeste tilnærmingen for sikre sammensatte merknader i småmolekylanalyse ved bruk av quadrupole time-of-flight (Q-TOF) MS og Orbitrap MS3. Den dårlige kvaliteten på databaser og tilstedeværelsen av forskjellige isomerer hindrer imidlertid identifiseringen av ukjente forbindelser. I tillegg er informasjonen fra MS/MS-databasen begrensettil 4,5,6,7. Det er viktig å undersøke de kjemiske forbindelsene i hver TCM ved hjelp av en generell protokoll som kan brukes mye på andre TCM.
IT-MS fanger opp et bredt spekter av ioner ved å bruke forskjellige radiofrekvensspenninger (RF) på ringelektrodene8. IT-MS kan utføre tidsserier i flere trinn MS-skanninger i forskjellige kronologiske rekkefølger, og gir ingrediens flertrinns MS (MS n) fragmentering, hvorn er antall produktiontrinn9. Lineær IT-MS regnes som den beste for strukturidentifikasjon, da den kan brukes til sekvensielle MSn-eksperimenter 10. Målrettede ioner kan isoleres og akkumuleres i lineær IT-MS1. MS n (n ≥ 3) i IT-MS gir mer fragmentinformasjon enn MS/MS i Q-TOF-MS. Siden IT-MS ikke kan låse målionet og dets fragmentioner, er det et kraftig verktøy for strukturoppklaring av ukjente forbindelser, inkludert isomerer1. MSn-teknologi har blitt mye brukt til strukturell analyse av ukjente proteiner, peptider og polysakkarider11,12. Overflodsnivået av fragmentioner i MSn gir mer molekylær fragmentinformasjon om målrettede forbindelser i komplekse prøver enn MS / MS i Q-TOF-MS. Derfor er det viktig å bruke MSn-teknologi til strukturell identifikasjon i TCM.
Tibetansk medisin er en betydelig komponent i TCM13, og disse medisinene er hovedsakelig avledet fra dyr, planter og mineraler som finnes i platåområdet14. Den tibetanske medisinen Abelmoschus manihot seeds (AMS) er frøet til Abelmoschus manihot (linn.) medicus. AMS er en tradisjonell urtemedisin som brukes til å behandle tilstander som atopisk dermatitt, revmatisme og spedalskhet. Den inneholder chalcone, som har antibakterielle, antifungale, anticancer, antioksidative og antiinflammatoriske effekter15. I denne studien ble MS n prosedyrer forbedret, og en detaljert metode ble utviklet for å identifisere sammensatte strukturer i den tibetanske medisinen AMS ved hjelp av IT-MS og MSn. Visse MS-parametere, inkludert ionmodus, skanneområde og kollisjonsmodus, ble optimalisert for å overvinne problemer med å identifisere sporforbindelser. Denne studien tar sikte på å fremme standardisert strukturidentifikasjon av sporforbindelser i TCM.
IT-MS og MSn-teknologien tilbyr en ny tilnærming til å identifisere strukturen til spor-TCM-forbindelser. I motsetning til Q-TOF-MS, som ikke kunne identifisere fragmentionene dypt, utmerker IT-MS med MSn-teknologi seg på grunn av sin evne til å isolere og akkumulere ioner. Denne artikkelen skisserer en metode for å identifisere sporforbindelser i tibetansk medisin ved hjelp av IT-MS og MSn teknikk. Metoden benytter n-verdien i MSn for å bestemme mengden fragmentioninform…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble finansiert av Xinglin Talent Program ved 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 |