17_低分辨在药物发现中测定精确分子量和分子式的可行性和可靠性

2026-06-12 11:27:28, 绿绵科技北京绿绵科技有限公司

每个分子式都有其独特的精确质量数，因此通过质谱法测定精确质量能提供有关化合物身份的信息，用以鉴定反应产物，候选药物和代谢物。但在实际应用中，即使质谱的质量精度<5ppm，在缺乏分析物的化学知识的情况下，使用高分辨TOF进行分子式测定也会产生模棱两可的数据。

每个分子式都有一个独特的同位素分布。结合使用同位素分布会大大增加精确质量数据（TOF, <5ppm质量精度）的分子式测定的信心，并使得在低分辨质谱上进行分子式测定成为可能。

在下面的内容中，将使用MassWorks软件同时在三重四极杆和飞行时间TOF上进行同位素分析和谱图准确度（Spectral Accuracy）计算，并讨论低分辨和高分辨质谱法在药物发现中测定精确分子量和分子式的可行性和可靠性。

实验

1. 四极杆LC/MS的精确质量校正和分子式验证效果

选用6种化合物进行四极杆LC/MS的质量较正，MassWorks校正的结果如图1所示，6个化合物的[M+H]+的质量误差均< 8mDa（5- 17ppm），谱图准确度大于99%。对6个化合物进行了分子式的验证测定，结果显示，全部6个化合物的分子式结果均排在候选结果的前两位。

图1：使用MassWorks软件在单四极杆ZQ上的质谱校正结果

2. 四极杆LC/MS和TOF分析结果的比较

选定的15种化合物作为“未知物”，其在四极杆LC/MS和TOF的分析结果如表2所示。

表2：15种“未知物”的低分辨和高分辨质谱的分析结果

从表2可以看出，在TOF上如果仅依靠质量精度进行分子式排序（MassLynx TOF）,分子式的分析结果并不理想，仅有一个化合物的分子式排序在前5位。在结合同位素分布（MassLyn i-FIT）后，13个化合物的分子式排序都得到了极大改善。将TOF数据导入MassWorks软件，通过同位素的谱图准确度分析，得到了几乎一致的分析结果，部分化合物的排序甚至优于i-FIT。13号化合物由于高浓度导致信号饱和，轻重同位素的分布发生了失真，因此MassWorks和i-FIT的结果均较差。

将四极杆LC/MS的数据导入MassWorks软件，同样得到了较好的分析结果，除13号化合物信号饱和导致的较差排序外，其它化合物的分子式识别效果良好，准确的分子式基本排在前几位。

3. 结论

高分辨的TOF，即使是<5ppm的质量精度，在没有结合同位素分布的情况下，单凭质量质量是无法完成未知物分子式测定的。

在低分辨的LC/MS使用MassWorks校正后，其质量精度可达到< 20mDa，结合同位素的谱图准确度分析，可以实现对未知物的分子式测定。四极杆质谱的性价比高，结合MassWorks使用，可以用很低的成本实现接近TOF的未知物分析水平。

关于MassWorks 软件

MassWorks软件是由 Cerno Bioscience 公司开发的一款革命性的MS数据定性分析软件，能帮助我们在低分辨率的四极杆GC/MS、LC/MS直接测定化合物的精确质量，并通过独有的谱图准确度概念确定出准确的分子式。MassWorks软件同样适用于高分率质谱（TOF、Orbitrap）的定性分析。