目录 为什么要做代谢产物鉴定? 3 代谢产物鉴定的难点 3 什么是 UNIFI? 3 UNIFI 代谢产物鉴定方案的组成 3 UNIFI 代谢产物工作流程的组成 4 UNIFI 代谢产物鉴定之超高效液相方法开发 4 UNIIFI 代谢产物鉴定之 UPLC/MS E 数据采集 4 UNIFI 代谢产物

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1 完整解决方案 UNIFI 代谢产物鉴定

2 目录 为什么要做代谢产物鉴定? 3 代谢产物鉴定的难点 3 什么是 UNIFI? 3 UNIFI 代谢产物鉴定方案的组成 3 UNIFI 代谢产物工作流程的组成 4 UNIFI 代谢产物鉴定之超高效液相方法开发 4 UNIIFI 代谢产物鉴定之 UPLC/MS E 数据采集 4 UNIFI 代谢产物鉴定之数据处理 5 UNIFI 代谢产物鉴定之数据浏览 8 UNIFI 代谢产物鉴定之生成报告 8 UNIFI 进行中药等多组分代谢物鉴定研究 9 UNIFI 的工作组实现数据共享及保证数据安全 9 总结 9

3 为什么要做药物代谢产物鉴定? 药物的代谢产物研究对于药物的安全性及新药的研发起着至关重要的作用 药物进入动物体内后, 经过体内酶的代谢后会产生代谢物, 这些代谢物或是安全的, 或是有助于药效的, 或是有毒的 国家 CFDA 针对代谢产物的研究有特定的指导原则 药物代谢产物研究安全性试验技术指导原则 因此, 药物代谢产物的研究是药物安全性评价非常重要的部分 药物代谢产物鉴定的难点代谢产物鉴定有很多难点, 比如, 代谢产物在复杂基质中的分离, 代谢产物的批数据处理和代谢产物的结构确认及代谢位点确认及将结果生成报告等 药物的代谢物极性, 与母药相比, 大部分会极性变大, 特别是二相代谢产物, 极性更大, 从而在色谱柱上很难保留 ; 代谢产物的样品基质非常复杂, 要得到 UNIFI 代谢产物鉴定方案的组成 UNIFI 代谢物鉴定方案包括 : 系统状态测试的标准品 超高效液相分离系统 ACQUITY UPLC I-Class 超高灵敏度的 Xevo G2-XS QTof 高分辨质谱及 UNIFI 数据采集及处理软件 系统的测试标准品确保采集数据前, 仪器处在最佳状态 超高效液相色谱结合超高灵敏度 Xevo G2-XS QTof 高分辨质谱采集数据, 可在最短的分离时间内检测到更多的代谢物 UNIIFI 软件可以高效地处理数据并生成报告, 实现了在一个平台上得到代谢产物鉴定所需要的全部工具 UNIFI 软件不仅支持单个母药的代谢物鉴定, 还可支持多个母药的代谢物鉴定, 对于联合给药的代谢物鉴定或中药代谢物鉴定提供了有利的工具, 改变了逐个母药进行代谢物分析的鉴定模式, 有效节约了分析时间, 提高了效率 好的分离结果, 需要很长的分离时间 ; 而且由于基质复杂, 很难用肉眼看出给药样品与空白样品的不同, 如果手动提取数据进行代谢物产物的查找, 将会花费很长时间 近几年来, 随着中药研究的不断深入, 中药的多组分代谢物研究越来越多, 怎样能进行多组分的代谢物数据处理, 也成为中药研究的一个必须解决的问题 沃特世 UNIFI 代谢产物鉴定平解决方案可以很好地解决代谢产物鉴定的以上难点 代谢产物鉴定系统测试标准品 确保系统达到最佳状态 ACQUITY UPLC I-Class 快速高效, 重现好的超高效液相分离 Xevo G2-XS QTOF 质谱 超高灵敏度的高分辨质谱 什么是 UNIFI? UNIFI 是基于 Oracle 数据库的软件, 它既可以控制仪器采集数据, UNIFI Scienti fic Information System 法规依从的代谢物鉴定软件 又可以进行数据的处理及管理 UNIFI 既有单机版, 也有工作组 版 ( 小的网络版 ), 工作组版不仅可以进行数据的备份, 还可以实现不同区域的数据共享及保证数据的安全性 图 1. UNIIFI 代谢产物鉴定平台的组成 3

4 UNIFI 代谢产物鉴定的工作流程组成 代谢产物鉴定之超高效液相方法开发 UNIFI 代谢产物鉴定之 UPLC/MS E 数据采集 UPLC/MS E 是一种简单实用的专利技术 通过在低能量通道和高 代谢产物的基质 血浆 胆汁等 是非常复杂的 如果分离不 能量通道之间快速切换 实现一次进样采集 UPLC/MS E 色谱峰的 好 会有很强的基质效应 代谢产物的极性往往是比较大的 一级质谱图和二级质谱图 ( 如下图所示 ) 为您快速简单地提 特别是二相代谢产物 有时很难在普通的 C18 色谱柱上保留 供高质量的 清晰的子离子扫描 母离子扫描 中性丢失扫描 Waters ACQUITY UPLC I-Class 结合 HSS T3 对极性大的化合物有很 的全部质谱信息 好的保留 色谱柱可以很好地解决以上难点 不仅降低了基质 代谢产物鉴定中的基质是非常复杂的 代谢产物的含量非常低 效应 提高了灵敏度 而且节约了分析时间 基质中响应高的离子往往不是关注的代谢物 因此传统的数据 UNIFI 采集数据时 可以将温度 溶剂和梯度作为可变条件进行 依赖型的采集方式肯定会漏掉数据 损失代谢物 UPLC/MS E 是 优化 如下图所示 使用者可以建立实验室方法开发的固定 非数据依赖型的离子扫描技术 它不损失任何数据 更适合进 模板 保证每个人都能开发出最佳的液相方法 行复杂基质的代谢物研究 空白样本 给药样本 图 2. UNIFI 软件液相方法开发的模板 ( 上 ) 及粪便中超高效液相的分离 结果 ( 下 ) 图 3. UPLC/MS E 低能通道与高能通道之间快速切换得到的一级质谱图和 二级质谱图 图 4. 实际样品 UPLC/MS E 技术得到的一级和二级质谱图 4

5 UNIFI 代谢产物鉴定之数据处理 UNIFI 软件在进行数据处理时 将 MDF 和智能化的 Dealkylation 有 UNIFI 采用 3D 数据处理方式 机结合在一起 进行代谢产物的处理 避免丢失代谢物 降低 UNIFI 采用 3D 数据采集方式 ( 如下图所示 ) 因此每个色谱峰包含 了假阳性 如下图所示的结果 1) 保留时间和峰宽 2) 质荷比和质谱峰宽 3) 色谱峰强度 MS E 结 合 UNIFI 3D 数据处理方式 可更加有效地进行数据处理 实现 1) 降低假阳性 2) 谱图更加干净 3) 可有效进行高低能量谱图的 匹配 4) 可有效进行同位素 加合离子和多聚体的匹配 图 6. 萘法唑酮的去烷基化的部分结果 图 5. 某药物给药后胆汁中的 3D 数据 智能化的去烷基化功能 dealkylation 结合智能化的质量缺 损过滤器 MDF 数据处理方式 有效锁定可能的代谢物 避 免假阳性和假阴性 代谢产物鉴定的基质非常复杂 可能的代谢物往往隐藏在基质 的背景离子中 因此 如果能准确锁定可能的代谢物 将会 图 7. 方法中 MDF 的设置 图 8 显示了 UNIFI 软件 MDF 结合 Dealkyaltion 功能有效锁定维拉帕 米的可能的代谢物 绿色标识的为可能的代谢物分布区间 大大提高软件处理数据的效率 在准确锁定可能的代谢物时 MDF(Mass Defect Filter, 质量缺损过滤 ) 是最有效的方式 MDF 利用 了可能的代谢物质量数的小数部分与母药质量数的小数部分的 差异进行过滤 进而有效地锁定可能的代谢物 当可能的代谢 物质量数的整数部分与母药质量数的整数部分差距在 50 Da 以 内时 那可能的代谢物质量数的小数部分与母药质量数的小 数部分差距则在 50 mda 当母药可能发生化学键断裂时 ( 代谢 物与母药的差距大于 50 Da 直接对母药做 MDF 设置时 肯 定会漏掉代谢物 这时需要对母药化学键断裂 (dealkylation) 后 的部分进行 MDF 设置 才会锁定所有可能的代谢物 详细的 原理介绍可参考文献 : Mass defectfilter technique and its applications to 图 8. 维拉帕米的质量缺损过滤结合去烷基化有效的锁定可能的代谢物 区间 drug metabolite identification by high-resolution mass spectrometry; Journal of Mass Spectrometry

6 自动进行特征性子离子和中性丢失的查找 便于代谢物结构 的进一步确认 在代谢产物鉴定中 所关注的母药中往往会含有特征性的碎片 离子或者二相代谢产物的特征性中性丢失 这些物质对于代谢 产物的确认有很好的指导作用 UNIFI 软件在处理数据时 可以 对这些特征性离子或特征性的中性丢失进行查找 方便进行代 谢产物的鉴定 图 10. MassFragment 自动解析的二级碎片 MS E 的二级碎片 结果 Location 功能自动进行反应位点确认 通过母药和代谢产物的二级碎片的对比 UNIFI 软件可智能地进 行代谢物反应位点的确认 如下图所示 萘法唑酮的氧化反应 位点的确认 如图所示的颜色越浅 可能性越高 结果显示 氧化发生在支链的乙基上 图 9. 特征性离子及中性丢失方法设置 上 和结果浏览界面的特征性 离子和中性丢失的结果浏览 下 MassFragment 智能地进行母药和代谢产物的二级碎片解析 用 于结构确认 在进行代谢产物鉴定时 对母药或代谢物的二级碎片的解析对 于代谢产物鉴定有着重要的作用 UNIFI 软件的 MassFragment 功 能可根据化学键断裂的键能的大小 智能地进行母药及代谢物 的二级碎片的解析及结构确认 将您从繁琐的碎片解析中解脱 出来 提高工作效率 如下图所示的 MassFragment 自动解析 MS E 得到的二级碎片结果 6 图 11. UNIFI Location 功能对萘法唑酮的氧反应位点确认的结果

7 UNIFI 在进行定性数据的同时 还可以对代谢物进行定量分析 或半定量分析 UNIFI 采集的 MS E 数据没有数据点的损失 因此可以在定性的同 时 对母药和代谢物进行定量分析 如下图所示的母药及代谢 物 M1-M5 在不同时间点的含量变化趋势可以一目了然 当您有 标准品时 还可以使用标准曲线进行定量 如图 13 所示 图 13. Xevo G2-XS QTof 的线性拟合结果 柱上质量 0.5fg 最智能的元素组成分析 在对未知代谢物进行元素组成时 UNIFI 软件独创的使用母离子 碎片离子 同位素匹配和质量数偏差进行元素组成分析 得到 准确的分子式 便于进一步的结构解析 如下图所示的结果 图 14. UNIFI 软件智能地进行元素组成分析 使用 UNIFI 代谢产物的智能鉴定平台 可轻松得到可能的代谢 产物的列表及可能的代谢途径 将您从繁琐的结构解析中解脱 出来 如下图所示的 UNIFI 软件处理后自动给出的代谢物鉴定 的可能的结构 图 12. 母药和代谢产物 M1-M5 在不同时间点的变化趋势 图 15. UNIFI 软件分析后得到的可能的代谢物的组分列表及可能的结构 7

8 UNIFI 代谢产物鉴定的数据浏览 UNIFI 自动生成报告 UNIFI 软件处理完数据后 按照设定的处理方法处理完数据后 使用 UNIFI 软件处理并分析后 需要将最后的结果生成报告 可使用 UNIFI 代谢产物数据浏览的工作流程 work f low 对数据 UNIFI 软件可以轻松使用 UNIFI 的报告模板生成报告 或者根据 进行浏览 简化了数据浏览的过程 如下图所示的数据浏览的 您的需要个性化编辑报告模板 生成报告 完成代谢产物鉴定 部分截图 的最后一步 如下图所示的选取 UNIFI 报告模板并生成报告的 部分截图 图 16. UNIFI 软件数据浏览的工作流程 work flow 图 17. UNIFI 软件数据浏览的工作流程 work flow 之代谢途径 8 图 18. 选取使用 UNIFI 软件的报告模板 上 及 UNIFI 生成报告的部分截 图 下

9 UNIFI 实现中药等多组分母药的代谢物鉴定 UNIFI 工作组可实现数据共享及保证数据安全 随着中药研究的深入 对于中药代谢物的研究也越来越受到关 在信息化如此发达的社会 制药公司在不同部门及不同实验室 注 然而中药代谢物鉴定又与普通的代谢物鉴定不同 中药是 之间的数据共享是非常有利于药物的研究进展 UNIFI 软件的 多种成分联合起作用 因此在进行中药代谢物研究时 往往需 工作组可以实现不同实验室之间数据共享 用户只要登陆到 要研究多种组分的代谢物研究 UNIFI 软件的代谢物研究平台 UNIIFI 客户端就可实现数据共享 另外 工作组版本的服务器 可支持多种组分的代谢物鉴定 轻松解决中药等多组分研究的 有强大的数据备份功能 保证了数据的安全性 代谢物鉴定 以下是 UNIIFI 在方法中进行多组分的设定及 UNIFI 软件处理后的数据倒入 Excel 的结果图 图 21. UNIFI 工作组的构架 图 19. UNIFI 代谢物鉴定方法中多组分的设定 沃特世 UNIFI 代谢产物鉴定的解决方案 包含 了系统测试的标准品 超高效液相色谱系统 图 20. UNIFI 鉴定的中药多组分的代谢物列表 UNIFI 导出成 Excel 格式 结合 Xevo G2-XS QTof 数据的采集 UNIFI 智能化 的数据处理及生成报告一整套方案 将您从 繁琐的手动数据解析中解脱出来 是药物代 谢产物鉴定的最佳解决方案 当您将代谢产 物鉴定完毕后 还可以利用 UNIFI 软件来查看 代谢物在不同时间点的量的变化趋势 真正 实现了代谢产物定性和定量同时进行 达到 了代谢物鉴定的理想境界 9

10 沃特世科技 ( 上海 ) 有限公司地址 : 上海市浦东新区金海路 1000 号金领之都 13 栋邮编 : 电话 : 传真 : 北京分公司地址 : 北京市朝阳区铜牛国际大厦光华路 15 号院 2 号楼 9 层邮编 : 电话 : 传真 : 广州分公司地址 : 广州市荔湾区中山七路 50 号西门口广场 室邮编 : 电话 : 传真 : 成都分公司地址 : 成都市高新区科园南路 88 号天府生命科技园孵化楼 C1 栋 411 室邮编 : 电话 : 传真 : 沃特斯中国有限公司地址 : 香港新界沙田香港科学园科技大道西 2 号生物资讯中心 6 楼 608 室电话 : 传真 : 全国免费售后服务热线 : 800(400) Waters,The Science of What's Possible,ACQUITY UPLC,UPLC,Xevo 和 UNIFI 是沃特世公司的注册商标 MassFragment 是沃特世公司的商标 其它所有商标均归各自的拥有者所有 2015 沃特世公司中国印刷 2015 年 10 月

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