A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
تستخدم هذه الدراسة تقنية قياس الطيف الكتلي للكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء ثنائية الأبعاد (2D-HPLC-MS) جنبا إلى جنب مع الشبكات الجزيئية لكشف التركيب الكيميائي المعقد للنبات الطبي التبتي Aconitum pendulum Busch (APB). توفر المقالة بروتوكولا مفصلا للاستكشاف المنهجي وتحديد المكونات الكيميائية المعقدة للأدوية العشبية.
في هذه الدراسة ، تم استخدام نهج شامل ، باستخدام تقنية 2D-HPLC-MS جنبا إلى جنب مع الشبكة الجزيئية لكشف التركيب الكيميائي المعقد للنباتات الطبية التبتية APB. من خلال تنفيذ 2D-HPLC ، تم تحقيق فصل معزز للمخاليط المعقدة ، مما مكن من عزل المركبات الفردية لتحليلها لاحقا. ساعد نهج الشبكة الجزيئية أيضا في توضيح العلاقات الهيكلية بين هذه المركبات ، مما ساهم في تحديد الجزيئات النشطة بيولوجيا المحتملة. حددت هذه الاستراتيجية المتكاملة بكفاءة مجموعة واسعة من المكونات الكيميائية الموجودة داخل المصنع. كشفت النتائج عن مجموعة متنوعة من المكونات الكيميائية داخل APB ، بما في ذلك قلويدات ، من بين أمور أخرى. لا يعزز هذا البحث فهم الملف الكيميائي النباتي لهذا الطب التبتي التقليدي فحسب ، بل يوفر أيضا رؤى قيمة حول خصائصه العلاجية المحتملة. يثبت تكامل 2D-HPLC-MS والشبكة الجزيئية أنه أداة قوية لاستكشاف وتحديد التركيبات الكيميائية المعقدة في الأدوية العشبية بشكل منهجي ، مما يمهد الطريق لمزيد من البحث والتطوير في مجال اكتشاف المنتجات الطبيعية.
الطب التبتي هو جزء لا يتجزأ من الطب الصيني التقليدي ، والتمسك بمبادئ الممارسات الطبية التبتية ، ويستخدم للوقاية من الأمراض وعلاجها1. ومع ذلك ، يحتوي طب الأعشاب التبتي على مكونات كيميائية نباتية معقدة تتميز بتقلبات كبيرة في المحتوى. أصبح الفهم المحدود للعناصر الأساسية النشطة بيولوجيا عنق الزجاجة في تحديث الطب التبتي2. تم استخدام تطبيق قياس الطيف الكتلي اللوني السائل (LC-MS) ، الذي يجمع بين قوة الفصل القوية للكروماتوغرافيا والحساسية العالية لقياس الطيف الكتلي (MS) ، على نطاق واسع في تحليل الطب الطبيعي3. ومع ذلك ، نظرا لمحدودية آلية فصل واحدة ، تميل المكونات ذات الهياكل المتشابهة للغاية إلى الذوبان في فصل كروماتوغرافيا سائلة أحادية البعد. في التحليل الطيفي الكتلي اللاحق ، يصعب اكتشاف المكونات ذات الوفرة المنخفضة بسبب قمع الأيونات الناجم عن المكونات عالية الوفرة4.
يمثل 2D-HPLC ، الذي يرمز إلى اللوني السائل عالي الأداء ثنائي الأبعاد ، طريقة كروماتوغرافية جديدة تجمع بشكل متناغم بين آليات الفصل المختلفة باستخدام زوج من الأعمدة. وهذا يشمل اندماج أو تناوب كروماتوغرافيا الطور العادي مع كروماتوغرافيا سائلة معكوسة الطور وكروماتوغرافيا سائلة للتفاعل المائي مع كروماتوغرافيا سائلة عكسيةالطور 5. من خلال دمج هذه الخصائص الكروماتوغرافية التكميلية ، يتم تحقيق قدرة الفصل المحسنة ، والتصدي بفعالية للتحديات التي تسببها مصفوفات العينات المعقدة6. علاوة على ذلك ، من خلال اقتران اللوني ثنائي الأبعاد مع مرض التصلب العصبي المتعدد ، يمكن دمج قدرة الفصل القوية ل 2D-HPLC وقدرة الكشف عن الحساسية العالية لمرض التصلب العصبي المتعدد بشكل كامل ، مما يوفر الدعم لدراسة أنظمة الأدوية المعقدة ومكوناتها الأساسية7،8،9.
يتميز الطب التبتي عادة بمجموعة متعددة الأوجه من المكونات والوظائف ، حيث توجد المكونات النشطة عادة في تركيبات معقدة وبتركيزات قليلة. من خلال دمج 2D-LC كنظام فصل قوي و MS ككاشف حساس للغاية ، يمكن معالجة التحديات التي تفرضها العينات المعقدة من حيث الفصل وتحديد الهوية بشكل أكثر فعالية10،11،12. يساهم هذا الاندماج بشكل كبير في تطوير استكشاف التركيب الكيميائي للطب التبتي.
بغض النظر عما إذا كان LC-MS تقليديا أو 2D-LC-MS ، يمكن الحصول على كمية هائلة من المعلومات. ومع ذلك ، فإن استخراج المعلومات الهيكلية لمكونات النظام المعقدة من هذا الكم الهائل من المعلومات كان دائما تحديا كبيرا. لذلك ، طور الباحثون طرقا مختلفة لفحص بيانات مرض التصلب العصبي المتعدد واستخراجها. الشبكات الجزيئية الاجتماعية للمنتجات الطبيعية العالمية (GNPS) هي عبارة عن منصة لتنظيم بيانات MS / MS وتصورها حيث يمكن تحميل بيانات قياس الطيف الكتلي 2D-LC-MS13. يعتبر كل طيف متجه ومقارنته بجميع الأطياف الأخرى باستخدام تشابه جيب التمام. عندما يتجاوز التشابه بين طيفين عتبة ، يتم توصيلهما في شبكة جزيئية (MN). يمكن استخدام هذا للتعرف السريع على المركبات المعروفة وتحديد مختلف المنتجات الطبيعية غير المعروفة14.
عادة ما يكون للطب التبتي وظائف متعددة ، لكن تركيبته المعقدة واختلافات تركيزه الكبيرة تجعل من الصعب توضيح العلاقة بين الوظيفة والأساس المادي بشكل فعال15. تتطلب الدراسة المتعمقة للطب التبتي التوصيف المنهجي لأكبر عدد ممكن من المكونات. في إطار هذه الدراسة ، نعتزم استخدام APB في الطب التبتي كهدف بحثي لتوضيح استراتيجية وعملية الدراسة المنهجية للمكونات الكيميائية المعقدة للطب التبتي باستخدام تقنية 2D-HPLC-MS وتقنية MN. في بناء نظام الكروماتوغرافيا 2D ، قمنا بدمج الكروماتوغرافيا السائلة ذات الطور العكسي والكروماتوغرافيا السائلة للتفاعل المائي مع آليات فصل كبيرة لتحقيق فصل أكثر فعالية للمكونات المعقدة ل APB16. بالإضافة إلى ذلك ، للتغلب على عدم توافق المذيبات بين البعدين ، تم اعتماد وضع تعديل التخفيف في العمود. من خلال الجمع بين قدرة الفصل القوية ل 2D-LC مع قدرة الكشف عالية الحساسية ل MS ، يتم الحصول على المعلومات الطيفية للمكونات المعقدة في APB بشكل أكثر فعالية وشمولية. علاوة على ذلك ، من خلال الشبكة وتصور المعلومات الطيفية الضخمة بواسطة تقنية MN ، يتم تحليل مكونات APB بشكل منهجي. من المتوقع أن يتم تطبيق الاستراتيجية والعملية الموضحة في هذه الدراسة على دراسة الأدوية التبتية الأخرى ، وتعزيز البحث على الأساس المادي للطب التبتي ، وهو أمر ذو أهمية كبيرة للنهوض بموارد الطب التبتي وتحسين معايير مراقبة الجودة للأعشاب التبتية17. يوضح الشكل 1 العملية التجريبية الإجمالية.
في التجربة المقدمة هنا ، تم إدخال معدل تخفيف جديد في العمود في نظام الكروماتوغرافيا السائلة ثنائية الأبعاد Agilent (2D-LC)18. عن طريق إضافة مضخة توصيل مستقلة ، تم تغيير مسار تدفق التحليل ، مما أدى إلى تعامد عال لتحليل 2D-LC. يتم إنجاز الاقتران والتبديل بين البعدين بواسطة صمامين من ستة منافذ ، كما هو موضح في الشكل 2. عندما يتم ملء حلقة عينة واحدة في البعد الأول ، يتم تحليل حلقة عينة أخرى في البعد الثاني. هذا يعني أن وقت ملء حلقة 1D ووقت تشغيل 2D متساويان. وهذا يتطلب التدرج السريع الناتج عن المضخة الثنائية في البعد الثاني. لا تضيع أي قمم عند تحليل النفايات السائلة بأكملها. هذا مفيد بشكل خاص لتحليل العينات غير المعروفة. ينتج عنه عدد كبير من كروماتوجرام 2D التي تحتاج إلى دمجها لتحليل البيانات.
1. التحضير
2. عملية 2D-LC
3. عملية مرض التصلب العصبي المتعدد
4. تشغيل الشبكة الجزيئية
تم استخدام APB ككائن نموذجي للتحقق من جدوى تقنية 2D-HPLC-MS بالاقتران مع طريقة MN. من خلال استيراد بيانات MS الأولية إلى MN مع تعيين المعلمات إلى الافتراضي ، تم إنشاء MN. MN هي استراتيجية حسابية بصرية تصور جميع الأيونات الجزيئية المكتشفة في تجربة LC-MS-MS كاملة والعلاقات الكيميائية بين هذه الأيونات الجز?...
كان التركيز الأساسي لهذه التجربة هو تحسين طريقة جزئية في إطار فصل الطور السائل ثنائي الأبعاد. لتحقيق ذلك ، تم دمج معدل تخفيف جديد في العمود بسلاسة في نظام كروماتوغرافيا السائل ثنائي الأبعاد (2D-LC). كان هذا التعديل الفني ذا أهمية قصوى لأنه رفع بشكل كبير من الكفاءة في تحديد المكونات الكيميائي?...
يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود مصالح مالية متنافسة.
تم تمويل هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (82130113) ، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (82204765) ، ومؤسسة علوم الطبيعة في سيتشوان (2022NSFSC1470) ، ومشروع التمويل الخاص لما بعد الدكتوراه في مقاطعة سيتشوان (TB2023020) وبرنامج تعزيز أبحاث علماء Xinglin بجامعة تشنغدو للطب الصيني التقليدي (BSH2021030). توفر هذه الأموال الدعم من حيث المعدات التجريبية والمواد التجريبية ورسوم النشر.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Acetonitrile | Fisher chemical | F22M81203 | Mobile phase |
Aconitum pendulum | / | / | Herb medicine |
Agilent 1290 Infinity (II) 2D-LC | Agilent Technologies | G2198-90001 | Liquid chromatography |
Disposable syringes | Chengdu Keen experimental equipment | / | 1ml |
EP tube | Chengdu Keen experimental equipment | / | 3ml |
Liquid phase injection bottle | Chengdu Keen experimental equipment | / | 1.5ml |
LTQ XL Mass Spectrometer | Thermo Fisher | LTQ21991 | Mass Spectrometer |
Microporous membranes | Chengdu Keen experimental equipment | / | 0.22μm |
Ultimate XB-C18,5 μm,2.1 x 200 mm | Welch | 00201-31015 | Reversed-phase column |
Ultrasonic Cleaner | GT Sonic | UGT20DEC048Y | Ultrasonic Cleaner 240W 40KHz |
XAmide,3 μm,100A | Dalian Mondi Technology | D2019110601 | Hydrophilic column |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved