天然产物中定性分析检测方案(液质联用仪)

智能文字提取功能测试中

ApplicationNewsLabSolutions Insight ExploreTM ApplicationNews ApplicationNews 液相色谱质谱仪 LCMSTM-9030 通过数据非依赖采集工作流程简化天然产物分析 Chua Chun Kiang，Udi Jumhawan， Chia Shao Hua'， Doriane Toinon² 04-JMST-207 CN 岛津(亚太)私人有限公司，²日本株式会社岛津制作所 用户获益 岛津LCMS-9030 Q-TOF 的数据非依赖采集模式可实现天然产物研究中化合物的全面覆盖 LabSolutionsTM LCMS 简化了数据非依赖采集模式的设置 LabSolutions Insight ExploreTM 可提供无缝的数据处理工具，用以分析数据非依赖采集数据 引言 天然产物是一个能够提供药理作用的化学多样性的丰富来源，因此被人们广泛深入的研究。四极杆飞行时间(Q-TOF) 等高分辨质谱仪(HRMS) 被广泛应用于未知天然产物的鉴定。此外，天然产物化学家同样致力于获得所有的化合物，以便减少假阴性的鉴定。 因此，在 HRMS仪器上进行的数据非依赖采集 (DIA)方法旨在最大限度地涵盖未知化合物并对其进行鉴定。 DIA 方法可在不预先知道目标前体信息的情况下，系统地获取MS/MS扫描信息。在 DIA分析中，由于前体和碎片离子之间的独立性，必须有一个强大的数据分析解决方案，用以对数据进行严谨且可获益的分析。 在本文中，我们将阐述在岛津 LCMS-9030 Q-TOF上使用 DIA方法的采集和数据处理工作流程解决方案。我们将使用一个传统的中草药样品(乌头)来说明工作流程。 测定条件和样品 样品制备。将 500 mg 乌头块放入至70%甲醇中，搅拌30min，制备乌头提取物。提取物用0.2 um 注射器过滤器过滤并直接注入 LCMS-9030 QTOF 质谱仪中。 分析系统。使用岛津 NexeraTM X2系统进行色谱分析， 该系统配有两个二元泵、脱气机、自动进样器和一个柱温箱。色谱分离在岛津Velox C18柱(2.1 mm x100 mm，粒径2.7 um) 上进行。柱温保持在40℃。流动相包括(A)0.1%甲酸水溶液和(B)乙腈。流动相的梯度洗脱程序为： 0-8 min (5%-40%B) ， 8-10 min (40%B)，10-17.5 min (40-60%B)， 17.5-21.5 min (60%-95%B)，21.5-23.5 min (95%B)，23.5-24.5 min (95%-5%B)， 24.5-30 min (5%B)。流速设定为 0.4 mL/min。进样量为 10 uL。 使用的质谱仪是 LCMS-9030 Q-TOF， 一个四极杆飞行时间质谱系统。 图 1 LabSolutionsTM LCMS 软件对话框，用于数据非依赖采集模式参数设置和LCMS-9030 的 DIA 数据采集结构。 去卷积 ■分析工具可自动执行组分检测及 MS/MS 去卷积 碎片离子与其各自的前体离子相关 可疑筛查 计算机模拟碎片 ■根据从公共数据库自动检索的 MOL 文件进行计算机模拟碎片分析，并基于此给出分配分数，以便帮助分析员注释未知化合物 108.08025 167.08466219.11622 Deconvoluted Components 376.21114 436.26880 108.08026 167.08466 Response 358.20074 436.26884 Target Formula | Target m/z 去卷积的MS/MS 谱图 Y 454.27952 Y 11 1亓 11 454.27952 Fuziline C24H39N07 454.27993 2.780 378.26359 14172 378.26359 Karacoline/aco... C22H35N04 378.26389 2.888 438.28464 1444335 438.28464 Bullatine B/10-h... C24H39NO6 438.28502 MSMS(+)[454.2795] CE：15.0-55.0 RT：[2.505-2.904]Scan：[#7517-#8713](Dec...3.01e5 附子宁碱 MS (+) RT：0.000 9.99e2 MSMS(+)[454.2795]CE：15.0-55.0RT：[2.505-2.904]Scan：[#7517-#8713](De... 3.01e5 图2用于分析乌头提取物的 DIA-MS/MS 事件的总离子流图。 数据非依赖采集模式在以下条件下进行：前体离子范围为 m/z 100-1000，分离窗宽度为 20 m/z， 动态碰撞能量范围为15-55eV，正离子模式下的产物离子范围为 m/z 100-1000。加热ESI源的条件如下：干燥气(N)流速 10.0 L/min，雾化气(N，)流速3.0 L/min， 加热气(零级空气)流速 10.0 L/min， 加热块温度400℃， DL温度250℃，接口温度300℃。使用岛津LabSolutions LCMS v5.99 和 LabSolutions Insight Explore软件进行数据处理。 用含有化合物名称、准确质量和化学式的可疑筛查表进行靶向筛查。 NIST 2020 MS/MS 数据库条目用于数据库匹配。 结果和讨论 DIA数据采集 在LabSolutionsTM LCMS v.5.99 软件中， DIA数据的采集得以大大简化。利用LCMS-9030 QTOF， 通过分配一个特定的质荷比(m/z)窗口，并在一个周期内采集 MS/MS数据，由此收集DIA数据。图1显示了设置 DIA 参数的软件界面。该界面系统地指导用户设置前体离子 m/z 范围、窗口宽度、预期循环/周期时间、碰撞能量范围、采集时间和产物离子 m/z 范围。值得注意的是，高达100 Hz的高速数据采集和宽碰撞能量范围可用于 DIA分析。采用通用的 DIA 方法对乌头提取物进行了分析。图2显示了 DIA-MS/MS 事件所得总离子色谱图中保留时间在0-12分钟的一个片段。 DIA数据处理 DIA数据的分析通常比常规的 MS数据分析更为严格。因此，LabSolutions Insight Explore 软件专门设计用于简化 Q-TOF数据的定性分析。这样可以节省时间并避免繁琐的数据处理。 LabSolutions Insight Explore 由一系列支持定性数据分析的工具组成，如分析仪、分子式预测器、数据库搜索工具和分配工具。DIA数据分析工作流程如方案1所示。 分析工具包含了增强的的分检测以及用于 DIA数据的去卷积算法。因此，去卷积过程重新建立了前体和碎片离子之间的联系。然后将去卷积组分的前体离子与目标列表进行比较，从而定位可疑目标。随后，使用分子式预测工具预测分析工具所生成的结果的化学分子式。计算每个预测分子式的同位素得分，用以增加筛查可信度。此外，还可以直观地比较获得和预测的质量峰的同位素模式。使用数据库搜索工具，将去卷积的 MS/MS 谱图与本地MS/MS数据库进行匹配，从而帮助鉴定未知化合物。如果本地MS/MS 数据库的条目有限，则可以使用精确的质量或化学式，使用分配工具在公共数据库(如 PubChem 和 ChemSpider) 上进行搜索。分配工具中构建的计算机模拟碎片算法可根据可疑化合物的化学结构对 MS/MS 碎片离子进行注释。该工具还可以提供碎片离子注释的优度得分，从而进一步帮助鉴定未知化合物。 在对乌头提取物进行的分析中，在0-12分钟的保留时间内共检测到5150个组分，发现了260个独特的前体离子。其中，前体离子为 m/z 454.2797 的去卷积组分被注释为附子宁碱，种甾体生物碱(方案1)。它与 NIST 2020 MS/MS 数据库条目成功匹配，匹配得分为89。此外，分配工具以88分的分配得分将附子宁碱列为可能的目标。 基于计算机模拟碎片计算，可以对去卷积的 MS/MS 谱图中的碎片离子进行结构注释，从而支持未知组分的鉴定。 结论 天然产物研究极大地受益于 DIA模式的开发。这种分析模式增加了化合物发现的覆盖范围，并且简化了发现工作。LCMS-9030 Q-TOF系统甚至可以分析最复杂的天然产物。 LabSolutionsInsight Explore 作为一个专用的软件，可以为 DIA 数据提供数据处理解决方案。在该软件的支持下，天然产物发现的工作流程得以大大简化。 LCMS、Nexera、LabSolutions 和 LabSolutions Insight Explore 是岛津制作所或其附属公司在日本和/或其他国家的商标。 背 ( 岛津企业管理(中国)有限公司岛津(香港)有限公司 ) ( *本资料未经许可不得擅自修改、转载、销售； ) ( *本资料中的所有信息仅供参考，不予任何保证。 ) ( 如有变动，恕不另行通知。 ) 方案使用 LabSolutions Insight ExploreTM 的 DIA 数据处理工作流程。 岛津SHIMADZUhttp：//www.shimadzu.com.cn用户服务热线电话： 发行行： 天然产物是一个能够提供药理作用的化学多样性的丰富来源，因此被人们广泛深入的研究。四极杆飞行时间（Q-TOF）等高分辨质谱仪（HRMS）被广泛应用于未知天然产物的鉴定。此外，天然产物化学家同样致力于获得所有的化合物，以便减少假阴性的鉴定。因此，在HRMS仪器上进行的数据非依赖采集（DIA）方法旨在最大限度地涵盖未知化合物并对其进行鉴定。DIA方法可在不预先知道目标前体信息的情况下，系统地获取MS/MS扫描信息。在DIA分析中，由于前体和碎片离子之间的独立性，必须有一个强大的数据分析解决方案，用以对数据进行严谨且可获益的分析。在本文中，我们将阐述在岛津LCMS-9030 Q-TOF上使用DIA方法的采集和数据处理工作流程解决方案。我们将使用一个传统的中草药样品（乌头）来说明工作流程。