药物代谢 LCMS在药物分析中的应用-代谢产物鉴定_2016
LCMS基础1
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（1）电喷雾电离（EPI）
流出液在高电场下形成带电喷雾，在电场力作用下穿过气帘； 气帘的作用：雾化；蒸发溶剂；阻止中性溶剂分子
特点 ： 通常小分子得到[M+H]+ 、[M+Na]+ 或[M-H]-单电荷离子测定混合 物；最软的电离技术，通常只产生分子离子峰； 生物大分子产生多电荷离 子，其易形成多电荷离子的特性可分析蛋白质和DNA等生物大分子； 通过 调节离子源电压控制离子的碎裂（源内CID） 测定化合物结构。
LC-MS
分离能力优越的LC 与定 性能力优越的MS 相结 合的装置，采用扫描测 定所得的质谱,提供来自 LC 洗脱成分中的分子量 与结构信息，根据其他 LC 检测器所得的保留时 间对定性补充（图1）。 另外，在SIM（选择离 子监测）中利用质量数 的高选择性有效的进行 检测,即使LC 分离不充 分，也可进行避开杂质 影响进行定量分析。兼 备分双聚焦扇形磁场-电场串联仪器(sector). 四极质谱仪(Q). 离子阱 质谱仪（TRAP） 飞行时间质谱仪(TOF). (TOF) 傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICRMS). (MS/MS) ┏四极+TOF（Q-TOF） ┗TOF+TOF
串列式多级质谱仪┫三重四极（QqQ）
液质联用技术简介
Introduction in the Application of Liquid Chromatography－ Mass Spectrometry
s1020429 张晶晶 s1020432 焦广睿
液质联用技术简介
1
•前言
• 输入文本内容
题目
题目
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题目
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LCMS在药物代谢动力学中的应用
液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)
基本组成： HPLC装置、接口装置与离子源、质量分析器。
目前商品化LC-MS仪主要用大气压离子 化接口（API）。API不仅是一种较好的接
口技术，同时也是一种离子化方法，该技 术使样品的离子化在处于大气压条件下的 离子化室中完成。
API的操作模式分三种：
一、电喷雾离子化（ESI) 二、气动辅助电喷雾离子化 三、大气谱联用技术(LC-MS）
特点： ? 样品前处理简单，无需衍生化，适用范围
广 ? 将色谱的高分离能力与质谱的高检测灵敏
度、定性专属性集于一身 ? 随着接口装置和离子化技术的发展成熟，
该技术在体内药物分析中逐渐发展成为一 种常规的分离检测方法
LC-MS在药物动力学中的应用介绍
药物动力学研究，需对生物样品中的微 量乃至痕量成分定量分析。而当今的药物 研制日趋低剂量，使常规的分离检测技术 难以满足复杂介质中痕量成分准确定量的 要求。LC-MS技术的高灵敏度使之在这一 领域的应用日趋广泛并趋于常规化。
色谱条件：
色谱柱：C18柱(150 mm ×2 mm i. d. , 5μm) ,
流动相：甲醇/0. 01%三乙胺溶液(用甲酸
调节pH 3. 5) (60∶40, V /V )
柱温：40 ℃ 流速：0. 2 mL /min。
质谱条件：
采用电喷雾离子化方式 ,检测离子为正离子。 离子源喷射电压 5. 0 kV,毛细管电压 45 V,毛细 管温度200℃,氮气为鞘气 ,其流速40个单位,其
举例：
? 闫小华 等人用 L C/ MS 联用法测定人血浆 中氟西汀的浓度 ：
色谱条件
色谱柱：C18（250mm*4.6mm,5μm) 柱温： 30℃ 流动相：10mmol/L醋酸铵缓冲液-甲醇
药物分析中的核磁共振技术测定药物代谢产物
药物分析中的核磁共振技术测定药物代谢产物核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）技术是一种常用于药物分析领域的重要方法。
在药物研发和临床实践中，了解药物代谢产物的形成机制和药物代谢途径对于药物效果的评价和不良反应的风险评估非常重要。
本文将探讨核磁共振技术在药物代谢产物的测定中的应用。
一、核磁共振技术简介核磁共振技术是通过测定样品中原子核的自旋磁矩与外加静磁场的相互作用得到信息的方法。
核磁共振技术包括质子核磁共振（Proton Nuclear Magnetic Resonance，1H NMR）、碳核磁共振（Carbon Nuclear Magnetic Resonance，13C NMR）等。
在药物分析中，常用的是质子核磁共振技术。
二、核磁共振技术在药物代谢产物测定中的应用1. 结构鉴定核磁共振技术可以通过观察样品中的H NMR信号，鉴别药物代谢产物的化学结构。
通过对化学位移和耦合常数的解读，可以准确确定分子中各个基团的存在形式，从而了解药物代谢产物的结构。
2. 定量分析核磁共振技术可以通过对药物代谢产物的基本信号进行积分法定量分析。
通过对比不同样品中信号的差异，可以确定药物代谢产物的含量变化，从而评估药物代谢过程中的转化率和产量。
3. 反应动力学研究核磁共振技术可以通过连续监测药物代谢产物的信号强度随时间的变化，得到代谢反应的动力学信息。
通过对反应速率常数和反应级数的计算，可以评估药物代谢的速率和影响因素。
4. 代谢途径研究核磁共振技术可以通过观察不同代谢产物的信号差异，推断药物代谢的途径和代谢酶的类型。
通过研究药物代谢途径，可以提前预测可能存在的药物相互作用和不良反应。
三、核磁共振技术的应用案例1. 葡萄糖代谢产物测定核磁共振技术可以通过测定葡萄糖代谢产物中的亚甲基和羟基的NMR信号，确定代谢途径和代谢产物的相对含量，从而评估葡萄糖代谢过程中的变化。
2. 对比药物代谢产物核磁共振技术可以通过对比不同药物代谢产物的NMR信号差异，鉴别和区分不同药物或药物代谢物。
LCMS在药物分析中的应用
Mono-ms #257-271 RT: 5.65-5.97 AV: 14 NL: 5.45E6 F: + c Full ms3 388.00@23.00 358.00@26.00 [ 95.00-500.00] 274.2 100 90 80
Relative Abundance
70 60 50 40 30 20 10 0 100 162.5 192.5 150 200
358.0
70 60 50 40 30 20 10 0 163.1 192.2 238.3 150 200 274.1 256.1 250 288.1 300 m/z 357.2 350 388.0 400 440.7 450 492.7 500
药物代谢与药物动力学实验室
阿地福韦单吡呋酯三级全扫描质谱图
合成产物结构鉴定
西地那非衍生物结构鉴定
衍生物 A
衍生物 B
药物代谢与药物动力学实验室
西地那非衍生物 A 的多级质谱
A b u n d a n c e
R e la tiv e A b u n d a n c e
39 # R T 0 .0 6 N L 2 .3 8 E 7 F : - c F u ll m s [ 5 0 .0 0 - 1 2 0 0 .0 0 ] 4 8 6 .9 100 80 60 40 20 0 200 400 600 m /z 800 1000 1200 3 3 8 .9 4 8 8 .0 9 7 4 .3 9 7 5 .6
# R T :2 .4 A V :1 N L 7 .6 4 E 4 39F : - c F u l l m s 4 4 8 7 .0 0 @ 2 2 .0 0 3 8 9 .0 0 @ 3 0 .0 0 3 2 5 .0 0 @ 3 4 .0 0 [ 8 5 .0 0 - 5 0 0 .0 0 ] 3 1 0 .1 100 80
药物代谢 LCMS在药物分析中的应用-代谢产物鉴定_2016
100
TIC
1.57e5
TIC图上显示的两个接近的流 出峰，每个峰是具有不同质
谱指纹的不同化合物...
%
0
49
11.00
12.00
Time
数据观察 -选择离子色谱图
254.2 100
%
0 100
507.3
194.2
334.3 399.7
200 300 400 500
m/z 600
100
194.2
100 %
40
质谱图和色谱图
?
41
色谱图?
TIC 100
如果我们注意这个区域...
%
50 Time
1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00 3.25 42
色谱图 - 放大
100
TIC
在此的细微观察是由许 多点组成的...
%
78
Time
2.12 2.14 2.16 2.18 2.20 2.22 2.24 2.26 2.28
Selected ion monitoring (SIM) (Q3)
= scanned;
= selected m/z; blank = complete transmission
•当全扫描无法满足灵敏度的要求时 •适合于基质不是很复杂的样品的定量分析
30
扫描模式 – SRM/MRM（选择/多级反应监测）
选择离子色谱图（XIC） 观察某一化合物的最好方法
53
LC/MS不同扫描方式
m/z 100-500
（A）
全扫描总离子流色谱图
从TIC图中提取离子色谱图
（B）
药物分析中的药物代谢酶研究
药物分析中的药物代谢酶研究药物分析是药学领域中的重要分支之一，主要研究药物的成分、性质、质量和药理作用等方面。
在药物的代谢过程中，药物代谢酶起着关键的作用。
本文将对药物分析中的药物代谢酶研究进行探讨。
一、药物代谢酶的概述药物代谢酶是在人体内参与代谢反应的酶，能够催化药物的分解、转化和排出。
药物代谢酶主要分布在肝脏和肠道黏膜等组织中，包括细胞色素P450 (CYP) 酶、脱氢酶、醛脱氢酶等。
其中，CYP酶是最广泛研究的一类药物代谢酶，参与药物代谢反应的约80%。
二、药物代谢酶的研究方法在药物分析中，研究药物代谢酶是非常重要的。
研究药物代谢酶可以帮助了解药物的代谢途径、代谢产物和代谢速率等信息。
常用的研究方法包括体外实验、体内实验和计算机模拟。
1.体外实验体外实验通常采用离体酶法或重组酶法。
离体酶法是将药物代谢酶从人体获得，通过体外实验来研究药物代谢的过程。
而重组酶法则是通过基因工程技术将药物代谢酶基因克隆并表达，得到具有活性的药物代谢酶。
2.体内实验体内实验是将药物在动物体内进行代谢研究。
常见的体内实验方法包括体内动力学研究和体内分布研究。
通过体内实验，可以更真实地模拟人体内药物代谢过程，获取更准确的数据。
3.计算机模拟计算机模拟是一种基于数学模型和计算机算法的研究方法。
通过建立药物代谢酶的数学模型，可以预测药物代谢反应的速率、代谢产物和代谢途径等信息。
计算机模拟方法可以节约时间和成本，并提供更全面的药物代谢酶研究数据。
三、药物代谢酶与药物相互作用的研究药物代谢酶在药物治疗中的相互作用研究是药物分析的重要内容之一。
药物代谢酶与药物相互作用可以影响药物的疗效、毒副作用和耐药性等方面。
为了准确评估药物代谢酶与药物的相互作用，常采用体内研究和体外研究相结合的方法。
体内研究通过观察给药后血药浓度的变化来评估药物代谢酶与药物的相互作用。
体外研究则通过体外实验和计算机模拟等方法，从分子水平上研究药物代谢酶与药物的相互作用机制。
LC-MS在药物有关物质分析中的应用研究
LC-MS在药物有关物质分析中的应用研究摘要】本文主要对液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）在药物有关物质分析中的作用进行研究分析。
液相色谱联合质谱具有非常高的分离能力，同时具有非常高的分辨率，在药物分析中应用非常广泛。
本文主要从串联四级杆质谱仪、四极离子阱质谱仪以及四极杆-飞行时间质谱仪几个方面对液相色谱联合质谱在药物分析中的应用情况进行研究。
【关键词】液相色谱；质谱；药物分析【中图分类号】R927.1 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2014）36-0059-01药品是人们治疗、预防疾病的主要物质，与人们的健康和生命息息相关，因此对药物质量进行监控是非常有必要的。
药物的安全性与药物中成分和含量有着非常大的联系，目前多采用液相色谱-质谱联合应用的方式对药物的质量和安全性进行分析鉴定。
液相色谱联合质谱能够对不挥发的化合物、不稳定性化合物进行分析，且其操作方式非常简便，无需进行衍生化。
同时其还是非常好的结构解析工具，具有非常强的特异性和灵敏度，因此在药物分析鉴定中应用非常广泛。
1.药物中的有关物质药物中的有关物质主要是指药物中的有机杂质，其主要来自于药物活性物质制备和存储的过程中。
对药物中的有关物质进行检测能够改了解药物合成的方式和实验条件等因素，进而对其合成方法进行改进，降低相关物质的产生率。
在FDA指南中指出药物中的杂质含量低于0.1%可不予进行检测鉴定。
但对于含量低于0.1%也会对人体产生影响的药物必须要进行鉴定[1]。
2.液相色谱-质谱联用技术液相色谱-质谱联用技术在药物有关成分鉴定的过程中不需要进行真空处理，不仅减少了操作的繁杂性，同时了减少了成本，因此使用率非常高。
在药物分析的过程中可将色质联合技术分为单级和多级两种技术，相对于单级技术来说，多级技术会产生更多的离子碎片，因此能够提供更多的结构信息，进一步提升鉴定的准确性。
液相色谱联合质谱仪可以分为时间串联和空间串联两种模式。
LC-MS在现代药物分析中的应用
LC-MS在现代药物分析中的应用S0950751 江丽摘要：随着现代色谱技术的应用发展，色谱联用技术应运而生。
LC-MS技术将LC 的高分离效能和MS的高灵敏度、高选择性结合起来，成为药物研究的有力工具。
本文主要从LC-MS技术的优势、特点、发展以及应用等方面对该技术作详细介绍。
关键词：液相-质谱联用；药物分析；应用；分离现代色谱技术是药物分析领域重要的分离分析手段，随着其研究工作的迅速发展，各种新的色谱方法和检测技术也日趋成熟，色谱联用技术随之应运而生，因其具有高速、高效、高分辨、微量检测及分析自动化的性能和技术趋势，而显示出广阔的应用前景。
LC-MS技术将LC的高分离效能和MS的高灵敏度、高选择性结合起来，成为了药物研究中强有力的工具，得到了普遍应用。
本文主要从液质联用的优势、发展、特点以及各方面的应用进行综述。
1.LC-MS的优势LC-MS技术是以HPLC为分离手段，MS 为检测器的一门综合性分析技术,它集LC 的高分离能力与MS 的高灵敏度、极强的定性专属特异性于一体,成为体内药物分析研究中不可或缺的有效工具，弥补了传统LC检测器的不足[1]。
与气相色谱-质谱联用技术相比，GC样品要求有一定的蒸汽压，导致在实际应用中，只有少部分样品可以不经处理达到GC的要求，大多数情况下都需要做预处理或衍生化使之易气化才能进行GC-MS分析；而液相色谱不受上述限制,可分离高极性的和热不稳定的化合物，从而能得到更广泛的应用。
2.LC-MS的发展1977年,LC-MS开始投放市场;1978年,LC-MS首次用于生物样品的药物分析;1989 年,LC-MS-MS取得成功;1991年,API LC-MS用于药物开发;1997年,LC- MS 用于药物动力学筛选;1999年,API Q-TOF LC-MS-MS投放市场[2];到2000年时,LC-MS在药物色谱分析中的应用比例就已经占到了80%左右。
大气压离子化(API) 接口的应用,彻底改变了LC-MS的面貌[3]。
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飞行时间质谱仪
Resolution：high Mass range: unlimited Scan speed: 106 u/sec Vacuum requirement: 10-7 Torr or greater
24
质谱扫描模式
25
扫描模式 – Full Scan（全扫描）
MS Mode Full scan (Q1)
LC/MS技术原理及应用
——药物代谢产物结构鉴定
2016-12-3
质谱技术与诺贝尔奖
If the periodic table is the “alphabet” of chemistry, then molecules are “words”, and chemical reactions and interactions are “sentences”. One important tool to observe the language of chemistry is liquid chromatography/mass spectrometry (LC/MS).
13
哪种离子化方式？
14
质量分析器
15
质量分析器
离子阱质量分析器 (Ion trap, IT) 四极杆质量分析器 (Quadrupole, Q) 飞行时间质量分析器 (Time-of-flight, TOF) 扇形磁场和静电场 (Sector, E & B) 傅里叶变换离子回旋共振 (FT-ICR) 真空区工作 电场或磁场（控制离子的运行轨道） 根据m/z不同，实现离子分离
6
质谱仪的特点
大气
atmospheric pressure ionization
样品入口
离子源
真空系统
质量分析器
检测器
数据系统
离子源 质量分析器 检测器
离子生成 离子分离 离子收集
7
真空对质谱有何重要性？
检测器
检测器
气体分子
低真空
高真空
带电离子
8
离子源
9
色谱-质谱联用技术接口（离子化方法）
2
质谱原理简介
质谱分析是先将物质离子化，按离子的质荷比分离， 然后测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的的一种 分析方法。以检测器检测到的离子信号强度为纵坐标， 离子质荷比为横坐标所作的棒图就是我们常见的质谱 图。
常见术语
质荷比: 离子质量(以相对原子量单位计)与它所带电荷(以电 子电量为单位计)的比值,写作m/z (mass-to-charge ratio ).
Resolution example
[Q1] 要鉴别化合物A(m/z为235.1077，C12H14N2O3) 和B(m/z为235.0713， C11H10N2O4)两个峰，仪器的分辨率至少是多少？
20
离子阱质量分析器（IT）
时间上串联质谱 全扫描 选择离子监测 (SIM) 产物离子全扫描 选择反应监测 (SRM) 多级全扫描（n = 3 10) 定性分析
峰: 质谱图中的离子信号通常称为离子峰或简称峰. 离子丰度: 检测器检测到的离子信号强度. 基峰: 在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的离子峰称
作基峰. 总离子流图；准分子离子；碎片离子；多电荷离子；同位素
离子
质谱检测
MS: Mass Spectrometry
回答分析化学中最常见的问题 定性 - 样品中有什么? 定量 - 样品中有多少?
21
离子阱质谱仪（IT）
Resolution：Low, unit Mass range: 4000 u Scan speed: 4000 u/sec Vacuum requirement: 10-3 Torr
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四极杆-飞行时间质谱 (Q-TOF)
杂交质谱 全扫描 选择离子监测 产物离子扫描 准确分子量测定（元素组成） 生物大分子检测 定性分析
16
三重四极杆串联质谱仪（triple-quadrupole, tandem MS）
空间上串联质谱 全扫描 选择离子监测 (SIM) 产物离子扫描 选择反应监测 (SRM) 母离子扫描 中性丢失扫描 定量分析
四极杆
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四级杆质量分析器
Resolution：Low, unit Mass range: 25-2000 u Scan speed: 4000 u/sec max Vacuum requirement: 10-4 10-5 Torr
GC/MS
电子轰击离子化
EI
化学电离离子化
CI
• 正化学电离离子化 PCI
• 负化学电离离子化 NCI
LC/MS 大气压离子化
API: atmospheric pressure ionization
电喷雾离子化 (ESI: electrospray ionization) 大气压化学电离离子化 (APCI: atmospheric pressure chemical ionization) 大气压光电电离 (APPI: atmospheric pressure photo ionization)
18
质量分析器性能指标
分辨率：是指质谱仪分开相邻质量数离子的能力，一般定义是：对两个相等强度 的相邻峰，当两峰间的峰谷不大于其峰高10%时，则认为两峰已经分开，其分辨 率为 其中m1和m2为质量数，且m1<m2 故在两峰质量数差别越小时，要求仪器分辨率越大
M. Holˇcapek et al. / J. Chromatogr. A 1259 (2012) 13–9 15
Q1
Q2
Q3
Full scan (Q3)
10
电喷雾离子化（ESI）过程
11
大气压化学离子化（APCI）过程
12
ESI和APCI离子化方式对比
1. 生成离子的方式不同：ESI：液相离子化；APCI：气相离子化 2. 样品兼容性
ESI：极性化合物和生物大分子 APCI：非极性，小分子化合物（相对ESI而言），热稳定，具有挥发性 3. 流速兼容性 ESI-0.001到1ml/min APCI-0.2到2ml/min 4. ESI的适用范围要远远大于APCI 5. 复杂样品分析时，APCI相对于ESI不易受到基质效应影响