Применение тандемной масс-спектрометрии с помощью жидкостной хроматографии в исследованиях природных продуктов: тропановые алкалоиды на примере

Summary

Мы представляем метод быстрой масс-спектрометрии (МС)/масс-спектрометрии (МС) аннотации и классификации тропановых алкалоидов, полезный как для предварительной дерепликации образцов, содержащих тропан, так и для обнаружения новых алкалоидов для выделения.

Abstract

Несмотря на то, что многие лекарства, используемые сегодня, имеют синтетическое происхождение, натуральные продукты по-прежнему являются богатым источником нового химического разнообразия и биологической активности, а также могут дать многообещающие результаты в борьбе с устойчивыми или новыми заболеваниями. Проблема, однако, двоякая: исследователи должны не только найти натуральные продукты и выяснить их структуру, но и определить, что стоит выделить и проанализировать (и что уже известно – процесс, известный как дерепликация). С появлением современных аналитических приборов темпы обнаружения и дерепликации натуральных продуктов ускорились. Жидкостная хроматография-тандемная масс-спектрометрия (ЖХ-МС/МС) стала особенно ценным методом для идентификации и классификации химических структур. Тропановые алкалоиды (ТА) являются соединениями растительного происхождения, имеющими большое медицинское и токсикологическое значение. В этом исследовании мы разработали процесс скрининга на основе LC-MS/MS, используя несколько конфигураций MS/MS, доступных на тройном квадрупольном масс-спектрометре (QQQ), для аннотирования и классификации структур TA на основе их различных паттернов фрагментации. Используя комбинацию сканирования ионов, зависящих от данных (DD), сканирования ионов-предшественников (PrIS) и сканирования нейтральных потерь (NLS), мы применили этот метод к богатым TA экстрактам пасленовых Datura stramonium и Datura metel. Этот метод является быстрым, чувствительным и был успешно использован как для предварительной дерепликации сложных образцов, содержащих ТА, так и для открытия нового кандидата для выделения, очистки (и последующего биоанализа).

Introduction

Несмотря на то, что в последние десятилетия полностью синтетические молекулы стали играть все более заметную роль в разработке лекарств, почти две трети всех одобренных лекарств за последние 39 лет являются натуральными продуктами или продуктами, вдохновленными натуральными ^{продуктами,1,2}  что подчеркивает сохраняющуюся важность исследований в области натуральных продуктов. Алкалоиды, некоторые азотсодержащие природные продукты, особенно ценятся за свои лечебные свойства. Тропановые алкалоиды (ТА), содержащие [3.2.1.]-бициклические азотсодержащие системы, продуцирую....

Protocol

ВНИМАНИЕ: Пожалуйста, ознакомьтесь со всеми соответствующими паспортами безопасности материалов (MSDS) перед использованием перечисленных химикатов.

1. Подготовка образцов

ВНИМАНИЕ: Жидкий азот может вызвать криогенные ожоги. Исп.......

Discussion

Несмотря на то, что параметры прибора, представленные в протоколе, позволяют обеспечить удовлетворительную производительность, успешное использование этого метода может потребовать тщательного внимания или оптимизации нескольких критических этапов. Хотя градиент.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acetonitrile, For UHPLC, suitable for mass spectometry	Sigma-Aldrich	900667	HPLC solvent
Argon gas	AirGas	AR UHP300	CID gas
Formic acid, 99% for analysis	Thermo Scientific	AC270480010	HPLC additive
Guard column holder	Restek	25812
HPLC, Shimadzu LC-2030C 3D Plus	Shimadzu	228-65802-58	HPLC column
LCMS, Shimdazu LCMS-8045	Shimadzu	225-31800-44	Mass spectrometer; we ran LabSolutions software, which is standard for Shimadzu instruments
Liquid nitrogen	AirGas	NI 180LT22
Methanol, for HPLC/UHPLC/LCMS	VWR	BDH 85800.400	For making extraction solvent
Microcentrifuge	VWR	2400-37
Microcentrifuge tubes, 1.5 mL	Fisher Scientific	05-408-129
Mortar	Fisher Scientific	FB961C	For grinding plant tissues
Pestle	Fisher Scientific	FB961M	For grinding plant tissues
Pipette 1000 mL	Gilson	F144059M
Pipette tip 1000 mL	Fisher scientific	02-707-404
Plant tissues	Various sources	N/A	Can be anything wild or cultivated
Polypropylene conical tubes, 15 mL	Fisher Scientific	05-539-4
Polystyrene cooler	ULINE	S-18312	The type of coolers that reagents for molecular biology are shipped in would be appropriate
Roc C18 3 µm, 100 mm x 4.6 mm	Restek	9534315	HPLC column
Roc C18, 10 mm x 4 mm	Restek	953450210	Guard column
Rocking shaker	Themo Scientific	11-676-680
Screw thread vial convenience kit (9 mm)	Fisher scientific	13-622-190	LCMS autosampler vials
Syringe, 3 mL	Fisher Scientific	03-377-27
Syringe filter 0.45 µm	Avantor/VWR	76479-008
Water, for use in liquid chromatography and mass spectrometry	JT Baker	9831-03	For making extraction solvent
Water solution, contains 0.1% v/v formic acid, For UHPLC, suitable for mass spectometry	Sigma-Aldrich	900687-1L	HPLC solvent