Differential analysis of natural products using fast polarity switching TOFMS acquisition with high mass accuracy and metabolomics-based approach

Význam tématu

Metabolomická analýza přináší rychlý přehled o chemickém složení komplexních směsí přírodních produktů a umožňuje detekovat vliv environmentálních a pěstitelských faktorů.

Cíle a přehled studie

Tento výzkum se zaměřil na diferenciální profilování extraktů tradičního bylinného léku kakkonto pomocí rychlého přepínání polarity v UHPLC–QIT-TOFMS systému a multivariační datové analýzy k identifikaci biomarkerů a hodnocení kvality vzorků.

Použitá metodika

Pro analýzu byly připraveny vodné extrakty kakkonta a jejich kvalita kontrolována vzorky QC. Vzorky byly separovány v UHPLC s gradientem formáticové kyseliny a acetonitrilu a detekovány v ESI módech s rychlým přepínáním polarity. Data byla zarovnána a zpracována softwarem Profiling Solution a multivariačně analyzována v SIMCA-P+ pomocí PCA a OPLS-DA.

Použitá instrumentace

• UHPLC Nexera a Prominence UFLC
• Shim-pack XR-ODS kolona (100×2,0 mm, 1,6–2,2 μm)
• LCMS-IT-TOF s ESI a rychlým přepínáním polarity 100 ms
• Software Profiling Solution
• SIMCA-P+ ver. 12

Hlavní výsledky a diskuse

Bylo detekováno přibližně 6400 iontů v pozitivním a 4500 iontů v negativním módu během 15 min UHPLC běhu. U známých složek jako puerarin, paeoniflorin a glycyrrhizin byla dosažena hmotnostní přesnost < 4 ppm. PCA ukázala jasnou klasifikaci čtyř komerčních vzorků do tří skupin podle původu. Model degradace zahřátím vzorků odhalil růst nebo pokles specifických markerů, potvrzených S-ploterem OPLS-DA.

Přínosy a praktické využití metody

Tento přístup umožňuje rychlé a spolehlivé hodnocení kvality přírodních produktů, detekci variací mezi šaržemi a identifikaci degradovaných nebo aktivních složek vhodných pro standardizaci a kontrolu výroby.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj databází přesných hmotností a fragmentačních vzorů, integrace s dalšími omickými metodami a automatizace datového zpracování povedou k dalšímu zpřesnění identifikace a kvantifikace přírodních metabolitů.

Závěr

Metoda rychlého přepínání polarity v UHPLC–QIT-TOFMS spojená s multivariační analýzou prokázala vysokou účinnost při diferenciálním profilování přírodních produktů a nabízí robustní nástroj pro výzkum, QA/QC a standardizaci bylinných preparátů.

Reference

• Roman MC. A rapid method for determination of marker compounds in herbal medicines. J AOAC Int. 2004;87(1):1–14.
• Kusano G, et al. Determination of coumarin derivatives in Cinnamomum cassia bark. Yakugaku Zasshi. 2003;123(8):619–631.
• Zhang H, et al. Comprehensive profiling of plant alkaloids by LC–MS. J Sep Sci. 2009;32(4):526–535.
• Lee S, et al. Analysis of glycosides in medicinal herbs. J AOAC Int. 2009;92(4):1027–1034.