全面覆盖成分,灵活组合应变

天然产物结构复杂、性质多样,从非极性到极性,从挥发性到非挥发性,对其分析往往需要不同的色谱质谱联用仪,从而给实验室带来经济上的压力,增加实验人员操作难度。

沃特世具有独特的技术,可以在一台质谱上灵活组合,实现对不同极性、不同挥发性成分的完整覆盖,并且与传统方法相比可以提供更多独特优势。

| APGC |

对于挥发性成分的分析,通常采用带EI 源的GC-MS。 但是常规带EI 源的GC-MS,不容易产生分子离子峰,定量灵敏度低,且碎片过碎难以解析,依靠搜索NIST 库的方法错误率高。 并且在实验室习惯做LC-MS 的前提下,还需另外购置一台GC-MS,无疑增加了实验室成本。

APGC 源可以将一台LC-MS 直接转化为GC-MS。 它是一种“软电离”技术,目标化合物分子经过气相色谱分离后,在大气压电离室内的电晕针放电作用下经过电荷转移或质子转移,能够一次进样获得完整的母离子及碎片信息。 相较于常规带EI 源的GC-MS 能够获得更好的定性定量效果,优势如下。

■ 一台质谱可同时实现LC-MS 和GC-MS 功能。

可连接高分辨质谱和三重四极杆质谱,实验室仅需2台质谱,即可实现4台仪器 (GC-QQQ,LC-QQQ,GC-HRMS, LC-HRMS) 的功能,从而节省成本。

■ 与EI 源相比,可得到分子离子峰,更易化合物鉴定。

如下图所示,4 种不同化合物EI 源得到谱图相似,且无分子离子峰,鉴定困难。 而APGC 源不但能获得分子离子峰,还能得到丰富碎片,更有助于化合物鉴定。

■ 与EI 源相比,灵敏度更佳,更适用于MRM 定量分析,对于低含量挥发性天然产物定量效果更好。

下图显示了来自NIST 谱库的硫丹谱图以及由APGC 获得的硫丹谱图的对比,与EI 谱图相比,APGC谱图母离子信号显著增加,更适合用于MRM 的分析,正确的母离子选择对于实现MRM 分析的灵敏度和特异性是十分必要的。

■ 可用于未知物定性,突破NIST 搜库定性限制,提高挥发性成分定性准确性。

传统GC-MS 采用EI 源,碎片繁杂、难以解析,只能通过搜索NIST 库进行化合物鉴定,对于NIST 库中没有的化合物,则难以进行准确的鉴定。 APGC 源为“软电离” 技术,能够在GC-MS 上获得与LC-MS 相似的谱图,并且通过调整电压可获得丰富子离子信息,利用LC-MS 的定性流程即可对挥发性成分进行分析,突破以往EI 源GC-MS 鉴定流程的限制,增加鉴定的准确性与可靠性。

如下图所示,A 为实测谱图,B-D 为采用常规EI 源高分辨气质联用仪搜索NIST 库的方法对羟基苯甲酸丙酯的搜库结果。 B-D 谱图相似且相似度均较高,如果按照相似度进行鉴定,则常规方法鉴定结果是错误的。 采用APGC 源 (E) ,我们可以得到分子离子峰及碎片信息,从而对化合物羟基苯甲酸丙酯进行准确的鉴定。 (Tania Portolés, et al. Journal of Chromatography A, 2014.)

■ 在同一质谱平台上同时获得挥发性与非挥发性成分信息,便于数据比对、管理、建库。

 

| UPC2 |

虽然常规UPLC/HPLC 是分析天然产物的常用手段,但是对于强极性成分、遇水不稳定性成分、手性化合物等特殊性质的成分分析,仍然较为困难。

UPC2 超高效合相色谱系统( Ultra Performance Convergence Chromatography) ,结合了小颗粒填料技术,超临界流体色谱( SFC) 技术和超高效色谱仪器平台,突破了反相液相色谱和气相色谱分离的局限。 其系统使用的流动相为具有特殊溶解性能的超临界二氧化碳( CO2) ,具有稳定、无毒、安全和绿色环保的特点,配合不同种类的色谱柱,可完成许多目前GC 和LC 分析难以胜任的分离工作。

UPC2 系统在手性化合物、异构体分离方面具有显著技术优势,它很好地克服了正相色谱的弱点,因此可取代正相色谱进行相应的分析工作。 除此以外,其在强极性成分、挥发性成分、脂溶性成分、遇水不稳定成分的分析上也很有优势。

■ UPC2 分析地黄中极性成分

天然产物中常存在一些极性强的成分,常规方法难以分析。 如下图对于地黄中的极性成分,常规LC方法无法分离,利用UPC2 串联质谱,可对地黄中极性成分进行很好的分离与鉴定。

■ UPC2 分析葫芦巴中手性化合物

天然产物中存在很多同分异构体,常规分析方法分析困难。 如下图,葫芦巴中手性化合物,常规HPLC难以分离,而UPC2 可实现良好分离。

■ UPC2 分析八角茴香油中的挥发性成分反式茴脑

天然产物中的挥发性成分,常规GC 方法分析时间长,且无法收集制备关键性的挥发性成分。 如下图,对八角茴香油中的反式茴脑进行分析,常规GC需30 min ;而UPC2 仅需2.5 min,极大缩短了分析时间,提高了检测效率。

并且,UPC2 结果可直接放大到制备型SFC 上对挥发性成分进行制备,从而在短时间内获得高纯度挥发性化合物。

■ UPC2 分析大叶钩藤中水不稳定性成分螺环吲哚碱

大叶钩藤中螺环吲哚碱在极性及含水溶剂中很容易产生异构化。 利用UPC2 可采用不含水系统的特点,可以将两对螺环吲哚碱差向异构体分别分离,后将其转移到制备型SFC 上进行进一步的分离纯化,最终得到纯度95% 以上的rhynchophylline、isorhynchophylline 和corynoxine、corynoxine B。(Yang W, et al. Journal of pharmaceutical and biomedical analysis, 2017.)

 

应用案例

中药

  • 中药成分表征
  1. UPC2 结合RPLC 离线二维色谱全面表征风藤成分(Xin, Huaxia, et al. The Journal of Supercritical Fluids, 2017.)
  • 中药组学
  1. UPC2 结合离子淌度高分辨质谱分析人参、西洋参和三七脂质组学(Shi, Xiaojian, et al. Journal of Chromatography A, 2018.)
  • 中药质量控制
  1. UPC2 进行地椒中指标成分质量控制(Chang, Xiaoqiang, et al. Molecules, 2020.)

 

植物

  • 植物中成分分析
  1. APGC 结合GC-O-HRMS 分析美洲辐尾藻产生异味成分( Shinfuku, Yuta, et al. Chemosphere, 2020.)
  2. APGC 分析苔藓中污染物多环芳烃 (PAHs) 及硝基多环芳烃( NPAHs)(Domeno, Celia, et al. Journal of Chromatography A, 2012.)
  3. UPC2 进行黄花鸢尾中酚酸和异黄酮类成分定量(Qing-Qing, Zhu, et al. IOP Conference Series: Earth and EnvironmentalScience. 2019.)
  • 植物育种
  1. APGC 研究环境及基因对番茄种子代谢物及发芽率影响(Rosental, Leah, et al. BMC genomics, 2016.)
  • 植物疾病与保护
  1. UPC2 研究除草剂异丙甲草胺异构体对抗野稗效果(Zhao, Lu, et al. Science of The Total Environment, 2019.)
  • 农林作物品质研究
  1. UPC2 分析茶叶中色素(Yu, Weisong, et al. Analytical Letters, 2020.)

 

微生物

  • 微生物与人体疾病及营养研究
  1. APGC 研究尿路细菌感染的代谢组(Pacchiarotta, Tiziana, et al. Analyst, 2015.)
  • 微生物与环境生态
  1. APGC 研究细菌生化降解除草剂(Zhao, Huanhuan, et al. Applied microbiologyand biotechnology, 2016.)
`

联系沃特世

本地办公室