一种准确鉴定化合物碎片离子结构的质谱技术及应用制造技术

本发明专利技术属于分析化学技术领域，具体涉及一种准确鉴定化合物碎片离子结构的质谱技术及应用。更为具体的，本发明专利技术涉及一种利用具有两个碰撞池的质谱系统，采集经第一个碰撞池碰撞诱导解离后产生的结构组成单元碎片离子在第二个碰撞池内的质谱裂解曲线，拟合子离子的半数响应激发能量(AF2

【技术实现步骤摘要】
一种准确鉴定化合物碎片离子结构的质谱技术及应用


[0001]本专利技术属于分析化学
，具体涉及一种准确鉴定化合物碎片离子结构的质谱技术及应用。更为具体的，本专利技术涉及一种利用具有两个碰撞池的质谱系统，采集经第一个碰撞池碰撞诱导解离后产生的结构单元碎片离子在第二个碰撞池内的质谱裂解曲线，拟合子离子的半数响应激发能量(AF2
50
)、碎片离子最佳激发能量(OAF2)和相对丰度(RII
OAF2
)参数，与系列候选结构单元化合物获得的裂解曲线对比，实现碎片离子结构解析的方法。

技术介绍

[0002]中药等复杂基质样品中化合物结构的准确鉴定是后续定量表征和药效研究的重要基础，其中液相色谱串联质谱联用(LC
‑
MS/MS)系统由于高分辨率、高灵敏度、高通量等优势已经成为了定性分析中常用工具之一。样品中各分析物经色谱分离和离子化后，进入质量分析器，获取包含前体离子及其碎裂产生的碎片离子的质荷比(m/z)等信息的图谱。从图谱到结构(spectrum
‑
to
‑
structure)的数据解析包括三个步骤：将m/z值转化为前体离子和碎片离子的元素组成；解析碎片离子的结构；确定各碎片结构之间的连接方式和位点信息，最终确定化合物的结构。常用的多种高分辨质谱仪(Qtof
‑
MS、QExtractive
‑
MS和FT
‑
ICR
‑
MS等)均可以提供离子精确的m/z值，确定前体离子和碎片离子的元素组成并不困难。因此，图谱到结构的实现受限于碎片离子结构的确认和结构单元的连接方式。在线能量分辨质谱(Online ER
‑
MS)是研究前体离子及相应碎片离子在系列碰撞能量下离子丰度的变化模式。近年来通过Online ER
‑
MS获取前体离子和碎片离子的裂解曲线，拟合半数响应碰撞能(CE
50
)、最佳碰撞能参数(OCE)，结合量子化学计算裂解相关化学键的键长、键能参数，发现OCE与相应化学键的键长负相关，与键能正相关，从而确定碎片离子之间的连接方式，实现多种同分异构体之间的区分。在此基础上提出全碰撞能二级质谱(Full collision energy ramp
‑
MS2，FCER
‑
MS2)策略，尽可能全面的获取全部碎片离子在不同碰撞能量下的裂解曲线，并增加了碎片离子在OCE下的相对响应丰度(RII
max
)维度，以获取更多碎片离子之间的连接方式和位点信息。
[0003]碎片离子结构的准确鉴定是较为薄弱的环节。将结构复杂的化合物分解为结构较为简单的、标准品容易获得的组成单元化合物，可以降低结构鉴定的难度，提高鉴定可信度。例如，通过酸、碱水解和酶水解破坏糖苷键，产生相应的苷元，将糖苷的结构鉴定简化为苷元结构的鉴定。在LC
–
MS/MS系统中引入色谱柱后水解模块，可以实现复杂体系化合物经色谱分离后，在线发生水解反应，简化结构鉴定。然而，除目标产物外，水解反应易产生各类副产物，甚至无法生成目标产物。离子在质谱仪中裂解产生碎片离子的本质是气相离子化学键的断裂反应。碰撞诱导解离(collision
‑
induced dissociation，CID)是气相离子在飞行过程中与中性碰撞气体发生碰撞，化学键发生断裂，产生相应的碎片离子。这种碰撞模式下往往是较弱的化学键优先发生裂解，与化学水解反应相似。前期，本专利技术人利用三重四级杆复合线性离子阱质谱仪(Qtrap
‑
MS)的双碰撞池功能，提出了多级能量分辨质谱法(square energy
‑
resolvedmass s pectrometry，ER2‑
MS)，该策略由online ER
‑
MS和碰撞
后能量分辨质谱(post
‑
CID ER
‑
MS)两部分组成。首先，通过online ER
‑
MS获取第一维度前体离子裂解相关参数CE
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和OCE，结合量子化学揭示碎片结构的连接方式，进一步基于第二维度的online ER
‑
MS，即post
‑
CID ER
‑
MS策略采集子离子裂解产生孙离子相关的参数AF2
50
和OAF2，与候选的结构组成单元对比，确定碎片的结构。基于多级能量分辨质谱法，实现了磺酸化和葡萄糖醛酸化胆汁酸的结构简化鉴定(参见CN115184530A)。本专利技术在此基础上，一方面引入了碎片离子相对丰度信息，构建全激发能量三级质谱(full excitation energy ramp
‑
MS3，FEER
‑
MS3)，尽可能全面的采集所有MS3离子在各AF2设置下的响应变化，以提供更多结构信息用于碎片离子的结构确认，尤其适用于OAF2差异不明显的同分异构体，另一方面将post
‑
CID ER
‑
MS策略扩展到酯类等具有两个组成单元的复杂化合物结构鉴定中。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种碰撞后能量分辨质谱策略实现质谱内碎片离子结构准确鉴定的方法，使未知化合物结构注释简化为组成单元碎片离子的结构鉴定，以提高鉴定可信度。
[0005]具体地，通过以下几个方面的技术方案实现了本专利技术：
[0006]在第一个方面中，本专利技术提供了一种准确鉴定化合物碎片离子结构的质谱法，所述质谱法采用具有双碰撞池的质谱系统，所述质谱法包括以下步骤：
[0007](1)在第一个碰撞池中，化合物前体离子经碰撞诱导解离(collision
‑
induced dissociation，CID)后化学键发生裂解，产生碎片离子，即结构组成单元碎片离子；
[0008](2)在第二个碰撞池中，步骤(1)中产生的结构组成单元碎片离子，通过全激发能量三级质谱(full excitation energy ramp
‑
MS3，FEER
‑
MS3)获得孙离子的质谱裂解曲线；
[0009](3)将步骤(2)中获得的质谱裂解曲线与系列候选结构单元化合物的FEER
‑
MS3裂解曲线进行对比；
[0010](4)实现所述结构组成单元碎片离子的结构解析。
[0011]作为可选的方式，在上述质谱法中，在步骤(2)中，所述质谱裂解曲线中包含半数响应激发能量(AF2
50
)、碎片离子最佳激发能量(OAF2)和相对丰度(RII
OAF2
)参数。
[0012]作为可选的方式，在上述质谱法中，在步骤(1)中，所述化合物为含酯键的化合物，发生断裂的化学键为酯键，产生两部分结构组成单元碎片离子，所述裂解与化合物水解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种准确鉴定化合物碎片离子结构的质谱法，其特征在于：所述质谱法采用具有双碰撞池的质谱系统，所述质谱法包括以下步骤：(1)在第一个碰撞池中，化合物前体离子经碰撞诱导解离(collision
‑
induced dissociation，CID)后化学键发生裂解，产生碎片离子，即结构组成单元碎片离子；(2)在第二个碰撞池中，步骤(1)中产生的结构组成单元碎片离子继续发生裂解，产生孙离子，获得全激发能量三级质谱(fullexcitationenergyramp
‑
MS3，FEER
‑
MS3)裂解曲线；(3)将步骤(2)中获得的质谱裂解曲线与系列候选结构单元化合物的FEER
‑
MS3裂解曲线进行对比；(4)实现所述结构组成单元碎片离子的结构解析。2.根据权利要求1所述的质谱法，其特征在于：在步骤(2)中，所述质谱裂解曲线中包含半数响应激发能量(AF2
50
)、碎片离子最佳激发能量(OAF2)和相对丰度(RII
OAF2
)参数。3.根据权利要求1所述的质谱法，其特征在于：在步骤(1)中，所述化合物为含酯键的化合物，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋月林，张珂，李军，李婷，刘文静，屠鹏飞，
申请(专利权)人：北京中医药大学，
类型：发明
国别省市：