3.3士的寧完整裂解機理
LTQ Orbitrap XL的線性離子阱相比傳統三維離子阱具有更高的離子容量,故具有優異的多級質譜能力,能夠高效的捕獲前級離子進行碎裂,并獲得高靈敏度的碎片離子信息,在對士的寧母離子的采集過程中,獲得了其四級有效質譜信息(MS4)。通過多級質譜解析,總結出士的寧完整裂解機理,為未知代謝物檢索帶來有價值的信息(圖3)。

圖3. 士的寧MS4離子樹及完整裂解機理
3.4 碎片離子檢索(Fragment Ion Search, FISh)工作流程
碎片離子檢索功能利用母藥和代謝物的結構相關性,采用母藥的特征質譜碎片,結合代謝途徑,完成對未知代謝物的檢索。利用該功能,在完成了士的寧母藥的質譜裂解規律后,將特征碎片導入FISh模塊中,并選擇可能的代謝途徑,結合代表性組分查找,檢索士的寧未知代謝物的全面信息(圖4)。

圖4.碎片離子檢索士的寧未知代謝物工作流程
3.5 碎片離子檢索(Fragment Ion Search, FISh)結果
通過碎片離子檢索獲得準確全面的未知代謝物信息,包含未知代謝物色譜信息、一級多級質譜數據、未知代謝物代謝途徑等信息,同時FISh 解釋功能還可以通過母藥及代謝物多級質譜信息之間的比對,進一步對代謝位點進行推測(圖5)。

圖5.士的寧未知代謝物檢索鑒定結果
以RT 11.5 min的未知代謝物為例,通過FISh計算,獲知該未知代謝物為羥基化代謝產物,通過FISh解釋功能比對264.1、280.0、323.1、334.2、238.0 m/z等特征碎片,推測出該代謝物為16-Hydroxystrychnine(圖6)。

圖6.士的寧代謝物16-Hydroxystrychnine
使用相同處理方法,共檢測到士的寧26個代謝產物,其中一相代謝產物22個,二相代謝產物4個,見表1。
表1. 士的寧代謝產物鑒定結果

4. 小結:
4.1 Thermo LTQ Orbitrap XL質譜儀將線性離子阱與高分辨靜電場軌道阱Orbitrap 檢測技術相結合,提供優異的性能和出色的多功能性。線性離子阱更高的離子容量能夠高效的捕獲前級離子進行多級碎裂,獲得高質量的多級質譜圖,本實驗通過線性離子阱逐級裂解剖析了士的寧完整裂解機理。Orbitrap技術具備高分辨高質量精度(HR/AM)的能力,本實驗中士的寧代謝產物質量偏差<3 ppm,能夠有效的排除干擾,獲得代謝物準確的元素組成。
4.2 Mass Frontier為Thermo專業的結構解析軟件,利用其豐富的碎裂數據庫(Fragmentation Library),可快速的對士的寧多級碎片結構進行了準確推測和歸屬,在快速解析碎片的同時,可獲得完整的碎片裂解途徑,并可方便的調用查看所引用的文獻情況,保證了碎片解析的準確性。母藥和代謝物存在結構相關性,質譜多級碎裂后可能生成共有碎片,碎片離子檢索(FISh)功能將這種相關性與可能的代謝途徑有機的結合起來,從繁雜的基質樣品質譜信號中準確的篩選到未知代謝物信息,通過比對母藥和代謝物多級質譜信息, FISh解釋功能更可進一步對代謝位點進行推測。