Identification standardisée de la structure des composés en médecine tibétaine à l’aide de la spectrométrie de masse à piège ionique et de l’analyse de fragmentation en plusieurs étapes
Summary
Ici, nous décrivons un protocole général et une conception qui pourraient être appliqués pour identifier des traces et des constituants mineurs dans les formulations complexes de produits naturels (matrices) de la médecine tibétaine.
Abstract
Les médicaments tibétains sont complexes et contiennent de nombreux composés inconnus, ce qui rend cruciale la recherche approfondie sur leurs structures moléculaires. La chromatographie liquide-spectrométrie de masse à temps de vol par ionisation par électrospray (LC-ESI-TOF-MS) est couramment utilisée pour extraire la médecine tibétaine; Cependant, de nombreux composés inconnus imprévisibles subsistent après l’utilisation de la base de données Spectrum. Le présent article a développé une méthode universelle pour identifier les composants de la médecine tibétaine en utilisant la spectrométrie de masse par piège ionique (IT-MS). La méthode comprend des protocoles normalisés et programmés pour la préparation des échantillons, le réglage de la SM, la préexécution LC, l’établissement de la méthode, l’acquisition de la SM, le fonctionnement de la SM en plusieurs étapes et l’analyse manuelle des données. Deux composés représentatifs de la médecine tibétaine Abelmoschus manihot seeds ont été identifiés en utilisant une fragmentation en plusieurs étapes, avec une analyse détaillée des structures composées typiques. En outre, l’article aborde des aspects tels que la sélection du mode ionique, le réglage de phase mobile, l’optimisation de la portée de balayage, le contrôle de l’énergie de collision, le basculement en mode de collision, les facteurs de fragmentation et les limites de la méthode. La méthode d’analyse standardisée développée est universelle et peut être appliquée à des composés inconnus dans la médecine tibétaine.
Introduction
L’analyse qualitative des composants traces en médecine traditionnelle chinoise (MTC) est devenue un sujet crucial dans la recherche. En raison du nombre élevé de composés en MTC, il est difficile de les isoler pour l’analyse par spectromètre par résonance magnétique nucléaire (RMN) ou diffractomètre à rayons X (XRD), ce qui rend de plus en plus populaires les méthodes basées sur la spectrométrie de masse (MS) qui ne nécessitent que de faibles volumes d’échantillons. De plus, la chromatographie liquide (CL) couplée à la SM a été largement utilisée dans la recherche sur la MTC ces dernières années pour améliorer la séparation d’échantillons complexes et l’analyse qualitative des composés chimiques1. Une méthode courante est la chromatographie liquide-spectrométrie de masse à temps de vol par ionisation électrospray (LC-ESI-TOF-MS), qui est largement utilisée dans la recherche qualitative sur la médecine tibétaine2. Avec cette méthode, les composants complexes sont enrichis et séparés dans une colonne LC, et le rapport masse / charge (m / z) des ions adduits est observé à l’aide d’un détecteur MS. La recherche dans les bases de données en tandem MS (MS/MS ou MS2) est actuellement l’approche la plus rapide pour des annotations de composés fiables dans l’analyse de petites molécules à l’aide du temps de vol quadripolaire (Q-TOF) MS et Orbitrap MS3. Cependant, la mauvaise qualité des bases de données et la présence de divers isomères empêchent l’identification de composés inconnus. En outre, les informations fournies par la base de données MS/MS sont limitées 4,5,6,7. Il est important d’étudier les composés chimiques de chaque MTC en utilisant un protocole général qui peut être largement appliqué à d’autres MTC.
IT-MS capture une large gamme d’ions en appliquant différentes tensions de radiofréquence (RF) aux électrodes annulaires8. IT-MS peut effectuer des séries chronologiques d’analyses MS à plusieurs étapes dans divers ordres chronologiques, fournissant une fragmentation MS à plusieurs stades (MS n) des ingrédients, oùn est le nombre d’étapes ioniques du produit9. L’IT-MS linéaire est considéré comme le meilleur pour l’identification de la structure car il peut être utilisé pour des expériences séquentielles MSn 10. Les ions ciblés peuvent être isolés et accumulés dans IT-MSlinéaire 1. Le MS n (n ≥ 3) dans IT-MS fournit plus d’informations fragmentaires que MS/MS dans Q-TOF-MS. Étant donné que l’IT-MS ne peut pas verrouiller l’ion cible et ses ions fragments, c’est un outil puissant pour l’élucidation de la structure de composés inconnus, y compris les isomères1. La technologie MSn a été largement appliquée à l’analyse structurelle de protéines, peptides et polysaccharides inconnus11,12. Le niveau d’abondance des ions fragments dans MSn fournit plus d’informations sur les fragments moléculaires sur les composés ciblés dans les échantillons complexes que MS/MS dans le Q-TOF-MS. Par conséquent, l’application de la technologie MSn à l’identification structurelle en MTC est essentielle.
La médecine tibétaine est une composante importante de la MTC13, et ces médicaments sont principalement dérivés d’animaux, de plantes et de minéraux trouvés dans la zone du plateau14. La médecine tibétaine Abelmoschus manihot seeds (AMS) est la graine d’Abelmoschus manihot (linn.) medicus. AMS est un médicament traditionnel à base de plantes utilisé pour traiter des conditions telles que la dermatite atopique, les rhumatismes et la lèpre. Il contient de la chalcone, qui possède des effets antibactériens, antifongiques, anticancéreux, antioxydants et anti-inflammatoires15. Dans la présente étude, les procédures de MS n ont été améliorées et une méthode détaillée a été développée pour identifier les structures composées dans la médecine tibétaine AMS en utilisant IT-MS et MSn. Certains paramètres MS, y compris le mode ionique, la portée de balayage et le mode collision, ont été optimisés pour surmonter les problèmes d’identification des composés traces. Cette étude vise à promouvoir l’identification normalisée de la structure des composés traces dans la MTC.
Protocol
Representative Results
Discussion
IT-MS et sa technologie MSn offrent une nouvelle approche pour identifier la structure des composés de MTC à l’état de traces. Contrairement à Q-TOF-MS, qui ne pouvait pas identifier en profondeur les ions fragments, IT-MS avec la technologie MSn excelle en raison de sa capacité à isoler et à accumuler des ions. Cet article décrit une méthode d’identification des composés traces dans la médecine tibétaine en utilisant la technique IT-MS et MSn . La méthode utilise la vale…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été financé par le Xinglin Talent Program de l’Université de TCM de Chengdu (n ° 030058191), la Fondation des sciences de la nature du Sichuan (2022NSFSC1470) et la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (82204765).
Materials
| 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 |
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