應用TripleTOF系統和Me

2023年12月13日發(作者：藥品零售)

應用TripleTOF系統和Me...

應用TripleTOF ?系統和MetabolitePilot?軟件解決代謝物鑒定過程中的瓶頸問題

具有革新技術，擁有高性能解決方案，同時集成軟件， 提高工作效率

高分辨精確質量LC/MS/MS 已經成為代謝物鑒定的一項重要技術。在藥物發現階段，高掃描速度的MS 和MS/MS ，以及強大的全掃描能力非常適用于候選化合物優化階段主要代謝物的鑒定 。在藥物發展

階段，強大的功能如實時多重質量虧損（MMDF ）觸發IDA 和高質量準確度的MS/MS 能在表征體內代謝物的同時進行深入的結構闡明。隨著高分辨儀器功能越來越強大，手工處理和解釋大量的數據成

為極大的挑戰。為了展示高分辨數據所帶來的益處，將集成的專業軟件用于檢測代謝物，執行MS/MS 解釋和結構闡明以及比較不同樣品間代謝物的差異是必不可少的。AB SCIEX

TripleTOF ? 4600和5600+

系統結合MetabolitePilot?軟件提供了一

個直觀的、完整的硬件和軟件整體解決方案。在本篇文章中，將主要闡明TripleTOF ?系統關鍵的技術特點及其在藥物發現和發展階段代謝物鑒定的應用。

TripleTOF ?

系統和MetabolitePilot?軟件的主要特點

創新的設計，結合成熟的高性能三重四極桿的前端和最先進的精確質量分析器加速飛行時間分析器（Accelerator TOF?

Analyzer ），使TripleTOF ?系統具有前所未有的靈敏度、速度、分辨率以及質量準確度。

創新的實時多重質量虧損（MMDF ）觸發IDA ，將質量虧損運用在實時數據采集過程中，一次進樣，保證在復雜的體內基質樣品中即使是低濃度的代謝物也能獲得其MS/MS 數據。? MetabolitePilot?軟

件是一款功能豐富、簡單易用的集成軟件，其具有多種峰發現策略、結構闡明、MS/MS 碎片解釋和多樣本間相關性分析等功能。

優異的質量準確度和穩定性，提供了準確的分子組成，用于結構闡明和代謝位點的鑒定。

快的掃描速度，達到每秒100張高分辨率MS/MS ，可很好的匹配快速色譜，同時仍能在不損失分辨率的情況下獲得全面的MS 和MS/MS 數據。

高靈敏度保證能檢測到體外低濃度底物孵化后的代謝物以及標準體內PK 樣品中的代謝物。

成熟的前端技術，優異的檢測動態范圍，可將全掃描數據用于定量，而高質量準確度的MS 和MS/MS 數據可幫助完成同時定量/

定性分析。

圖1. AB SCIEX TripleTOF ?系統離子通路。成熟的前端技術，配以最先進的加速飛行時間分析器Accelerator TOF? Analyzer ，提供無與倫比的性能用于定量和定性分析。

先進的技術，在不損失任何性能的前提下，真正實現同時定量/定性分析

AB SCIEX TripleTOF ?系統在一臺儀器上結合了三重四極桿和精確質量分析器的強大功能 (圖1)。使其具有三重四極桿的寬線性范圍和高靈敏度性能用于定量分析，結合精確質量質譜儀的高掃描速度、

高質量準確度（1-2 ppm 或更小）和高分辨率用于定性分析。 從而可在IDA 模式下，匹配UHPLC 快速分離的同時也能獲得信息豐富的高分辨率TOF MS 和MS/MS 數據（圖2）。所有數據均在不犧牲速

度、靈敏度和質量準確度以及線性的條件下獲得。

Time,min

0.0e0

1.0e423456789I n t e n s t y

Survey Scan (ToF MS)

IDA Criteria

Dependent Scans (ToF MS/MS)

圖2. 全面覆蓋Ⅰ相代謝物。丙咪嗪孵化5分鐘后，疊加在一起的精確質量提取離子流色譜圖XIC's 。應用通用的TOF MS IDA 方法，2.5分鐘完成丙咪嗪Ⅰ相代謝物的全面鑒定，同時每個色譜峰均保證有足夠

的數據點用于定量。

實時多重質量虧損觸發信息關聯采集 (MMDF-IDA)

質量虧損過濾是一個功能強大的精確質量技術，用于檢測與母藥相關分子組成的Ⅰ相和Ⅱ相代謝物。該技術尤其利于分析復雜的體內樣品。傳統的方法是對采集后數據進行質量虧損過濾用于鑒定潛在的代

謝物峰。然后再重新進樣獲得這些峰的MS/MS 質譜圖。由于該方法要求進樣兩次，且有兩個數據處理階段，因此非常耗時。TripleTOF ?系統徹底改變了這個工作流程，通過把質量虧損作為實時IDA 標

準，一次進樣同時觸發MS/MS 。多重質量虧損范圍可在IDA 標準中指定（圖3）。由于TripleTOF ?系統的超快采集速度，可以在每次采集完TOF MS 后執行質量虧損過濾，與設定標準匹配的離子優先被

選擇觸發MS/MS 掃描。

圖3. 實時多重質量虧損觸發IDA 。質量虧損范圍可在Analyst 軟件方法設定界面選擇編輯，作為IDA 標準，用于選擇實時觸發MS/MS 。表1. 應用MMDF- IDA 鑒定膽汁中雙氯酚酸代謝。一次進樣分析成功采集到所有代謝物MS/MS 質譜圖1。

Information-Dependent Acquisition (IDA)Methods Peak Intensity Dynamic Background

Subtraction

(DBS)MMDF +DBS Metabolites detected by processing full MS data

313131MS/MS spectra of metabolites acquired 172731Success rate (%)

53

87

100

集成MS/MS 碎片歸屬功能

在代謝物鑒定數據解釋中，歸屬MS/MS 碎片并闡明代謝的結構無疑是最費力和最耗時的一項任務。通常情況下，這些工作需要不同的軟件來完成，并且常無法將儲存、結果報告、結構推測以及支持結構

推測的MS/MS 碎片解析等功能整合在一起。MetabolitePilot? 軟件有強大的MS/MS 碎片解析功能，并直接將該功能整合在結果工作區中。瀏覽潛在的代謝物時，科研工作者能編輯結構，并自動進行碎片

歸屬（圖4）。結構和碎片歸屬結果保存在結果表中，數據瀏覽時可直接調用，同時軟件能自動產生報告。

實時多重質量虧損觸發IDA ，保證即便是體內復雜基質樣品

和一些低濃度的代謝物也能一次進樣獲得高分辨的MS 和MS/MS 數

據。（表1）。這不僅僅提高通量，而且使得數據分析和瀏覽更加快速、簡便。

被選擇的碎片自動高亮顯示在結構上。軟件也會自動顯示所選碎片可能的中性丟失，并在MS/MS質譜圖上展示與其他子離子的關系。為了便于瀏覽，對每個碎片的歸屬進行打分。質譜圖能自動標注碎片

結構和分子組成（圖4）。由于在MS/MS模式下TripleTOF?系統的高分辨和高質量準確度，軟件可準確計算出碎片離子的分子組成。集成的功能使得科研工作者能夠在友好的界面下，快速評估所預測不

同代謝物的結構。結構和整個的碎片解析自動保存在結果界面中（圖5）。

多樣品相關性分析

隨著MIST指導原則越來越多的強調，多個樣本間代謝物的相關性分析和相對量的評估已經成為數據解釋的一個重要組成部分。例如，代謝輪廓分析需要比較不同物種之間代謝物，并盡可能早的發現高比

例的代謝物。

體外-體內相關性以及不同時間點代謝物動力學的研究也要求多樣本相關性分析。在傳統的軟件中，因為一次只能處理一個樣品/對照，需要把數據輸出后再進行進一步的相關性分析。MetabolitePilot?軟

件能非常容易的執行多樣本之間代謝物相關性分析，在一個界面中，自動產生多個樣品代謝物的趨勢圖，疊加的色譜圖，MS和MS/MS質譜圖。

圖6展示了對丙咪嗪微粒體孵育樣品不同時間點的相關性分析。在批處理模式下自動處理所有時間點數據，產生結果列表，然后選擇所有樣品的結果進行相關性分析。軟件自動生成列表，并顯示出所有樣

品中每個代謝物的豐度值，圖上顯示所有樣品中丙咪嗪二氧化代謝物的疊加色譜圖、MS和MS/MS質譜圖。軟件能夠對MS、UV以及其他類型的模擬信號進行分析處理。軟件還能基于UV的信號來校正不

同代謝物的MS響應，并能將相對校正因子逐

一應用到每個代謝物上。

圖4. 整合的MS/MS解釋功能。在結果界面中，可直接對預測的代謝物進行

結構編輯和自動的碎片解析。選擇離子的碎片自動分配并在結構上高亮顯

示出來（黃色高亮顯示）。

圖5. 結果界面。作為結果表中的一部分，當選擇到某代謝物時，軟件會自

動顯示其結構。

在軟件中選擇一個或多個代謝物，產生其峰面積的輪廓圖，用戶還能夠在折線圖和條形圖之間輕松切換（圖7），在比較不同種屬之間的代謝物時，這是非常有用的功能。同時軟件也能產生代謝物的峰面

積自動匯總表，匯總表中顯示所有樣品中每個代謝物存在與否。此外，軟件還能自動產生相關性分析報告，其中所有的圖表能非常容易的從工作區中復制粘貼，以用于準備演示文稿。

結論

TripleTOF 系統和MetabolitePilot?軟件顯著改善了從復雜樣品的分析到結構闡明等代謝物鑒定的瓶頸問題。

實時多重質量虧損觸發IDA 是一個功能強大的數據采集，即便是復雜基質樣品以及低濃度代謝物，一次進樣就可完成MS/MS 數據的采集。

集成MS/MS 碎片解析功能，提高了比較耗時的代謝物數據分析的效率，在一個界面中即可完成推測代謝物結構的碎片解析。? 在一個結果工作區中自動進行UV ，MS 和MS/MS 數據的相關性分析，并

能夠快速、簡便的進行數據瀏覽。

多樣本之間相關性分析，非常容易地進行多樣本之間代謝物的比較，超越了傳統的單個樣品/對照處理，不需要在另外的軟件中手動處理。

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圖6. 相關性分析界面。MetabolitePilot?軟件用于多樣本之間相關性分析以及不同時間點代謝物的比較。除了自動繪制選擇的代謝物輪廓圖外，色譜圖和MS/MS

數據也會疊加顯示。

圖7. 靈活的數據圖表。用戶能對所選代謝物在折線圖和柱狀圖之間快速切換，用于不同時間點代謝物研究和種屬之間代謝物的比較。

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