创新的双重MRM扫描模式质谱

创新的双重MRM扫描模式质谱
用于药物定量过程中的代谢物检测
Paul D. Rainville, Jose Castro-Perez, Joanne Mather, and Robert S. Plumb
Waters Corporation, Milford, MA, U.S.

介绍
市场上的药品及其代谢物的含量水平的测定对新疗法的开发来说非常重要。体液中的药物水平被用来确定药物的生物利用率。此外，药物代谢物信息的解析也至关重要，因为在一定浓度水平下，这些代谢产物是有毒性的，且比原型药具有更强的药效活性，干扰辅药，进而影响肝脏功能。
这两块信息通常是从不同的分析实验中获取得到的，这加重了实验室的工作负担，降低了实验室的工作效率。因此，如果通过一次分析就能获得药物浓度、获取代谢物结构有关信息话，这种方式速度更快，也能节约更多成本。样品数量较少的情况下，比如说，在儿科研究中，这种能力对实验室获取必要的定量和定性数据至关重要。
沃特世® XevoTM TQ MS是一套串联四极杆质谱系统，装配有新型设计的碰撞池，可以通过一次分析过程中获取全扫描质谱和定量的多反应监测（MRM）的数据。
下面我们提供一种一次分析就可获取全扫描质谱和多反应监测质谱数据的数据采集方法， 并以此测定尿液中药物样品的含量，并利用相关全扫描数据来检测其相关的代谢产物。 

实验
尿液是从服用400毫克布洛芬八个小时之后志愿者上采集的。样品进样分析之前冷冻保存。样品的制备是样品以13000RCF的速度离心5分钟，然后用水进行稀释，再把样品注入UPLC®/MS/MS系统中。

液相色谱条件
液相色谱系统： 沃特世 ACQUITY UPLC®系统
色谱柱： ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱
2.1 x 50 mm, 1.7μm
柱温： 40℃
流速： 600 μL/min
流动相A： 0.1% NH4OH
流动相 B： ACN
梯度： 5% to 95% B/2 min

质谱条件
质谱系统： 沃特世 Xevo TQ MS
电离模式： 电喷雾（负）
毛细管电压： 2000 V
锥孔电压： 15 V
脱溶剂温度： 550℃
脱溶剂气体： 1000 L/Hr
来源温度： 150℃
扫描范围： m/z 100 to 500
碰撞能： MRM 数据 7V，全扫数据 3 V
MRM反应： m/z 205 > 161

结果
测定药物的浓度和药物的代谢产物是新药研发过程的两个重要方面。设计本实验的目的是：在依次进样中，用多反应监测质谱来测量尿液中的布洛芬的含量，用采集全扫描质谱数据来检测相关的代谢产物。
Xevo TQ MS的碰撞池不断的冲入碰撞气，其独特的碰撞池设计使得该仪器可以在MS和MS/MS数据采集过程中实现快速的切换。这个过程出现在与ACQUITY超高效液相色谱系统产生的快速色谱和其产生的窄色谱峰相一致的时间范围内：XevoTQ MS能够在10000Da/sec的采集速率下进行操作，并能准确的对UPLC产生的非常窄的色谱峰进行归属。
在本组数据中，采集到了大于12次的MRM扫描图，同时也获取了全扫描质谱数据。在峰底处测得的色谱峰宽度在2.4秒。（数据未显示）。
图2表示的是布洛芬的及其主要的体内代谢产物的化学结构式。图3显示了尿液样品中的布洛芬多反应监测数据以及同时获取得到的的全扫描数据。全扫描数据用来寻找布洛芬产生的可能的代谢产物。图4显示了的与酮葡萄糖苷酸 （m/z 411）、葡萄糖苷酸（m/z 381）以及氢氧根葡萄糖苷酸（m/z 397）相关代谢产的提取离子色谱图（XIC）。　
进一步的碎片离子质谱确认实验揭示了几个诊断碎片离子，例如：与葡萄糖苷酸部分相关的m/z 193和175，糖苷配基m/z 221，布洛芬本身的m/z 113（图5）。
这种获取方法更深一层的优势在于能够让科学家们用全扫描质谱更形象的观察到主体基体之间的差异。这些差异可能与多个因素有关：饮食、性别、年龄以及个人的健康状况。因此，完整扫描数据还用于生物标记物的检测。而且，如果将来需要关于化合物代谢机理的新的信息时，我们还可以检查全扫描数据，而不需要对样品重新进样分析。 



结论
在本应用文献中，我们已经说明：Xevo TQ MS 能够同时进行全扫描和MRM的数据采集，从而可以单次进样测定尿液中的药物成分的含量并研究其代谢物的相关信息。事实证明，Xevo TQ MS 的采集速度与高效分离的ACQUITY 超高效液相色谱系统是高度兼容的。
该项技术的优势体现在多个方面。首先，同时采集全扫描数据和MRM数据，因此科学家们便可以一次性采集有关样品的多维数据，充分利用实验室资源。否则，需要进行数次实验才能获取同样的信息。其次，将该项 MS 技术与超高效液相色谱结合，有效提高了分析速度。最后，由于全扫描 MS 获取的数据较为全面，能够以更多方式加以利用，同时让研究人员在指导药物发现和开发研究时对自己的决策更有信心。

参考文献
[1] Plumb R, Rainville P., et al. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 2007; 21: 4079-85