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島津特色質(zhì)譜技術(shù)丨多維液相色譜質(zhì)譜解決復(fù)雜體系分離難點
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藥物分析方法開發(fā)共性難點
島津技術(shù)團(tuán)隊在與行業(yè)用戶專家和用戶交流中，收集以下共性難點反饋：
1、基質(zhì)化合物組成極性范圍寬，色譜峰容量不夠。
2、中藥基質(zhì)復(fù)雜，在對特征峰鑒定時可能受到目標(biāo)物附近其他峰干擾，影響鑒定準(zhǔn)確度。
3、聚合物雜質(zhì)檢測通常采用排阻色譜法，對聚合物雜質(zhì)進(jìn)行籠統(tǒng)的總量控制，定量不準(zhǔn)確，且無法鑒定聚合物雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)。
4、采用HPLC-UV法進(jìn)行雜質(zhì)測定，但該方法無法將HPLC中使用的不揮發(fā)性流動相直接應(yīng)用到LC/MS分析中，或者流動相與質(zhì)譜不匹配。
針對以上行業(yè)分析難點，島津多年來持續(xù)致力于多維色譜質(zhì)譜聯(lián)用解決方案開發(fā)，將多類型色譜分離優(yōu)勢和質(zhì)譜分析優(yōu)勢進(jìn)行結(jié)合。
島津多維液相色譜質(zhì)譜解決方案
全二維液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)&中心切割
1二維液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)
Nexera-e 全二維液相色譜儀
《中國藥典》0512高效液相色譜法通則：二維液相色譜可以分為差異顯著的兩種主要類型：中心切割式二維色譜和全二維色譜。
中心切割式二維色譜是通過接口將前一級色譜中某一（些）組分傳遞到后一級色譜中繼續(xù)分離，面對復(fù)雜基質(zhì)環(huán)境時，將一維目標(biāo)峰切到二維進(jìn)行更好的分析。
全二維色譜是通過接口將前一級色譜中的全部組分連續(xù)地傳遞到后一級色譜中進(jìn)行分離，如此兩個獨立的分離模式正交組合可實現(xiàn)盡可能高的峰容量。
二維色譜可以是相同的分離模式和類型，也可以是不同的分離模式和類型，二維色譜可以和質(zhì)譜聯(lián)用。
2全譜二維液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)
極性覆蓋范圍寬:可一針實現(xiàn)寬極性多目標(biāo)物的同時分析，可以勝任絕大多數(shù)分析項目中寬極性、多組分分析的要求。該系統(tǒng)和島津最新推出的LCMS-9050高分辨質(zhì)譜正負(fù)極離子同時采集功能結(jié)合，能得到4in1技術(shù)優(yōu)勢--相比島津前一代方案，可以節(jié)省3/4的樣品、分析時間，并減少3/4的質(zhì)譜污染。
3 SEC-RPLC-QTOF二維液相色譜-高分辨質(zhì)譜
為了解決前述聚合物雜質(zhì)鑒定難題，島津與北京新領(lǐng)先醫(yī)藥科技發(fā)展有限公司合作搭建了SEC-RPLC-QTOF二維液相色譜-高分辨質(zhì)譜檢測平臺。基于該平臺二維雜質(zhì)動態(tài)上樣、在線脫鹽等技術(shù)，以及島津高分辨質(zhì)譜儀的高質(zhì)量準(zhǔn)確度和高質(zhì)量穩(wěn)定性等性能特點，目前雙方的研發(fā)人員共同參與完成了十四種β-內(nèi)酰胺類抗生素的聚合物雜質(zhì)的全面解析，并建立質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫。
4 Trap-Free 二維液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)
Trap-Free 2DLC系統(tǒng)是一套支持在線流動相轉(zhuǎn)換的二維液相與色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的組合系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見圖 1。本系統(tǒng)的第一維液相色譜系統(tǒng)，可使用非揮發(fā)性流動相或者與質(zhì)譜分析不匹配的流動相體系，通過系統(tǒng)中切換閥、程序命令的組合,對第一維液相色譜系統(tǒng)分離的組分進(jìn)行分餾。本系統(tǒng)的第二維液相色譜系統(tǒng),可以采用適合 LCMS 分析的液相色譜條件，針對分餾的組分，進(jìn)行針對性的質(zhì)量分析。
全譜二維液相色譜與四極桿飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用分析不同產(chǎn)地當(dāng)歸的活性成分
a) 正模式火山圖結(jié)果 b)負(fù)模式火山圖結(jié)果
根據(jù)多元統(tǒng)計分析OPLS-DA 結(jié)果的 VP 值，可以初步篩選出甘肅產(chǎn)當(dāng)歸和云南產(chǎn)當(dāng)歸的差異活性物質(zhì)，進(jìn)一步篩選則通過結(jié)合單變量統(tǒng)計火山圖結(jié)果(P-value 與Fold change) 進(jìn)行。最終正模式下篩選得到 1351 個差異物質(zhì)，負(fù)模式下篩選得到1716 個差異物質(zhì)。
通過 MSDIAL軟件，對化合物進(jìn)行鑒定，共鑒定出 43種差異性化合物,包括藁苯內(nèi)酯類有機(jī)酸類等天然活性物質(zhì)，下表為部分差異性化合物鑒定結(jié)果表。
島津攜手陽光諾和揭示頭孢西丁鈉新穎聚合方式
圖1 頭孢西丁鈉破壞樣品檢測色譜圖
本方案一維采用HPSEC系統(tǒng)，磷酸鹽流動相定位頭孢西丁鈉中的聚合物雜質(zhì)，然后采用閥切換技術(shù)，使用500 μL定量環(huán)將聚合物峰全部轉(zhuǎn)移至二維反相色譜，脫鹽、分離并質(zhì)譜鑒定。其中聚合物C1分子量較2分子頭孢西丁少2個H（Mr. 852.09），根據(jù)其同位素比例和特征碎片離子信息，推斷其為一分子頭孢西丁7-位側(cè)鏈與另一分子頭孢西丁7-位噻吩環(huán)聯(lián)結(jié)形成的，該新穎聚合方式尚未見文獻(xiàn)報道。本研究建立了注射用頭孢西丁鈉聚合物檢測的反相色譜方法，并探索其用于日常檢驗的可能性。
C1一級質(zhì)譜圖（A）和母離子m/z 870的二級質(zhì)譜圖(B)（ESI+）
詳情參考：
《Characterization of polymerized impurities in cefoxitin sodium for injection by two-dimensional chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry》.
https://doi.org/10.1016/j.talanta.2023.125378
二維液相色譜聯(lián)用四極桿飛行時間質(zhì)譜儀對赤芍配方顆粒特征圖譜2號峰鑒定
配方顆粒特征圖譜（1D） 配方顆粒特征圖譜（2D）
一維液相特征圖譜中的2號特征峰切入至 50 μL定量環(huán)進(jìn)行收集，再由二維流動相進(jìn)行洗脫，該組分在二維液相上的保留時間為 35.267 min。
采用島津 2DLC+LCMS-QTOF對赤芍配方顆粒特征圖譜中2號特征峰進(jìn)行了高分辨質(zhì)譜定性研究。經(jīng) MS1、MS2質(zhì)譜圖信息、相關(guān)文獻(xiàn)信息以及標(biāo)準(zhǔn)品確認(rèn)，最終鑒定2號特征峰為原花青素 B1。本研究為中藥配方顆粒特征成分研究提供了思路，為赤芍中藥配方顆粒特征圖譜標(biāo)準(zhǔn)制定提供參考依據(jù)。
Trap-Free 2D LC Q-TOF 定性分析宮縮抑制劑阿托西班中的多聚體雜質(zhì)
阿托西班二聚體的[M+3H]3+峰分子式預(yù)測結(jié)果 阿托西班二聚體解卷積分析結(jié)果
阿托西班三聚體的[M+2H]2+峰分子式預(yù)測結(jié)果 阿托西班三聚體解卷積分析結(jié)果
針對多肽藥物中的由兩個或多個多肽組成的穩(wěn)定的多聚體雜質(zhì)，可利用體積排阻色譜法(SEC)分離相關(guān)雜質(zhì)。本案例采用島津Trap-free 2DLC+LCMS-9030，既能避免SEC的色譜條件與質(zhì)譜離子源不匹配，也能有效解決液相色譜分析濃度過高而導(dǎo)致的質(zhì)譜信號飽的問題。結(jié)果顯示阿托西班二聚體和三聚體的 MS1的離子質(zhì)荷比同理論值均小于1mDa。使用 Insight Explore 軟件中解卷積功能預(yù)測目標(biāo)物的分子量，預(yù)測分子量和理論分子量的誤差小于3ppm。
注：本文中所用數(shù)據(jù)均為島津?qū)嶒炇姨囟l件下的測試數(shù)據(jù)，結(jié)果可能隨實際情況變動
文中涉及最佳、最低類描述，限于實驗組別對比結(jié)果。
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