分析测试百科网 > 行业资讯 > 技术原理

应用LCQ 离子阱质谱仪和Mass Frontier 软件分析药物...（一）

2020.5.18

应用LCQ 离子阱质谱仪和Mass Frontier 软件分析药物中间体的痕量杂质成分

前言

由于将一个新药带入市场的成本非常高，药物公司能够开发的药物数量就会受到限制。为此，在药物研发的早期，大多使用复杂的筛选技术来剔除那些没有潜力的候选药物。若要成功，必须对代谢物和杂质的吸收、分布、代谢、排泄和毒性（简称ADME/Tox）做出快速和准确的评估来表征先导化合物。杂质样品的高通量分析对低浓度样品，尤其是生物基质中的低浓度样品提出了挑战。各种可能的修饰作用使数据解释进一步复杂化。Finnigan LCQ 系列离子阱质谱仪具有高灵敏度、高选择性和复杂数据相关等操作性能，能很好的适应于药物中杂质分析的需求。在组合化学研究中能够快速采集、解析和分析结构数据，对化合物筛选工作的顺利进行是至关重要的。Mass Frontier，是热电用于解析和处理质谱图数据的高级软件包，配置该软件包，能够对所提供分子结构的碎裂途径给出预测。在本文的研究中，使用了碎裂和机理模块来确定一个先导药物关键中间体的三个杂质的结构。

目标

对一个先导药物的关键中间体的杂质的化学结构作结构鉴定。

实验条件

用于分析的药物样品由Eisai 研究所提供。所有实验在Finnigan LCQ 离子阱质谱仪上采用APCI 模式完成。使用Finnigan SurveyorTM 液相色谱仪和AQUASIL C18 （250×2 mm）色谱柱完成液相色谱分离分析。液相色谱条件：40％水和60％乙腈的流动相,等梯度洗脱，流速为300ul/ml，不分流（进入质谱）。

Finnigan LCQ 质谱仪的离子源参数如下：

电离模式: 正离子，APCI

加热毛细管温度：175°C

蒸发温度：325°

CAPCI 电流：5μA

鞘气压力：80 个单位

辅助气压力：20 个单位

Mass Frontier 软件提供了专为提高质谱图解析速度而设计的高级分析工具包。作为八个模块其中之一的碎裂和机理模块，能够根据用户提供的化学结构自动预测碎片途径和反应机理。基于模拟单分子离子离解反应的算法，碎裂和机理模块包含了针对电子轰击电离、质子化反应和化学电离等已知的反应机理。

碎裂和机理模块的主要功能是：

● 核查所提供的化学结构与实验得到的质谱图之间的相关性

● 确认谱库检索给出的结果

● 识别在质谱图中最相关化合物的结构差异

此外，碎裂和机理模块可以模拟二级质谱实验。当用户输入指定化合物结构，就会生成一系列理论碎片离子，与二级质谱实验数据进行比较。在本研究中，对假设化学结构模拟产生的碎片离子与数据相关二级质谱实验观察到的子离子进行关联分析，确认了先导药物关键中间体中三个痕量杂质的结构。

讨论

对一个先导药物关键中间体的最近流程评价，Eisai 研究所认为在开始下一步工作前对这些中间体杂质结构的深入分析是必要的。由于产权原因，图1 仅给出了这个化合物的部分结构。注射20μL（含100ng/μL 的药物中间体和其杂质）样品到色谱系统，洗脱分离

图 1. 关键药物中间体的部分结构图

后进入质谱仪中检测。LCQ 质谱仪采用了数据相关二级质谱扫描模式，在这个模式下，一次运行分析就可以采集到全扫描质谱和二级质谱数据，而不需要预先指定二级质谱的母离子质量数。

图2a 给出了分析的总离子流图。药物中间体在质荷比m/z486处有很强的信号，对应保留时间是8.5 分钟。另外观察到背景离子（与样品不相关）m/z 391，392 和393。从总离子流图中扣除这些背景离子后，得到三个杂质m/z 分别为 538, 488 和556 的色谱图（见图2b）。根据质量数差异和同位素分布图，推断三个杂质为在药物中间体的双键上分别添加了ClOH，H2，和 Cl2（在图1 中以红色标记）。