利用 JEOL msFineAnalysis AI 提升中药材化学成分分析效率

中药里有多种化学成分，要将其进行分析调查可以说比西药要难得多。在分析中药成分的初期阶段，经常会使用气相层析质谱仪(GC-MS)来分析中药原料中所含有的化学成分，也就是所谓的定性分析。然而，以往以数据库比对为主的GC-MS测定有时不能充分确定化学成分。JEOL的高解析气相层析质谱仪（GC-HRMS）JMS-T2000 GC特点日本电子JEOL的高解析气相层析质谱仪（GC-HRMS）JMS-T2000 GC具备以下几个特点：高准确度、通过电子游离法（EI）及软性游离法（SI）得到碎片离子及分子离子信息以及透过msFineAnalysis AI进行自动化数据分析，以达到确定化学组成、预测化学结构等目的。本实验呈现了利用JMS-T2000GC-TOFMS结合msFineAnalysis AI人工智能分析软件（如图一）针对中药原料中含有的化学成分进行定性分析之案例。▲图一 利用高解析质谱仪与AI人工智能技术分析中药材本实验以市售干燥的野菊花（Flos Chrysanthemi Indici）作为样品。将1.1克重样品浸泡在10 mL乙醇（≥ 99.5%）中，在室温下超音波萃取30分钟；取出萃取液中的澄清部分，加入无水硫酸钠后，静置30分钟后，将萃取液注入GC-HRTOFMS并结合使用硬性游离源EI和软性游离源FI（Field Ionization）等方法，最后由msFineAnalysis AI分析软件来做定性分析（如图二）。▲图二 实验分析流程EI和FI的总离子层析图（TICCs）如图三中所示。检测出了包括图中所示的活性化合物eucalyptol、camphor、borneol、bornyl acetate等在内的141个成分。然而，从分子离子推定的化学式确认到有81种成分和NIST数据库搜寻结果的化合物不一致，因此结合不仅有NIST数据库还具有能根据化合物结构进行AI预测的msFineAnalysis AI软件做分析，这81种成分鉴定的结果与碎片离子信息也非常一致，并且又可由分子离子再次推定出分子式，各峰主要归属于萜烯、萜烯、脂肪酸、烷烃、甾醇，图中也显示出了化合物群和检测范围。▲图三 野菊花乙醇萃取液之EI与FI总离子图图三中所示的滞留时间21.96分检测出的峰值，在FI质谱图上确认分子离子进而得到分子式为C17H18O5（图四），但在NIST数据库搜寻EI质谱的结果没有得到相似度700以上的化合物（通常相似度超过800以上才可确认），而进一步在msFineAnalysis AI的Structural Analysis结果中发现 （2R）-4,7-dimethyl-1-propan-2-yl-1,2,3,5,6,8a-hexahydronaphthalen-2-ol之AI预测质谱图和实测质谱图呈现出高分AI Score和AI probability，获得重要的化学结构信息（图五）。▲图四 野菊花乙醇萃取液之EI与FI滞留时间21.96分检测出的峰值质谱图▲图五 滞留时间21.96分检测出的峰值透过msFineAnalysis AI结构分析之结果本应用文件显示，msFineAnalysis AI不仅可以有效减少分析时间与人力资源，还可推测化学组成和预测化学结构不的定性分析工具，是中药制药和质量管理中不可或缺的工作。不仅限于本次文件所示的中药原料，对于天然物中含有的化学成分等广泛的定性分析，本系统的运用值得期待。▲JMS-T2000GC AccuTOF™GC-Alpha高解析气相色谱飞行时间质谱仪 GC-TOF