한약재의 화학성분 정성분석 [GC-TOFMS 응용프로그램]
MS 팁 번호 433
개요
한약재는 여러 가지 유효성분을 함유하고 있어 서양 의약품에 비해 체계적으로 연구하기가 어렵습니다. 생약의 유효성분을 조사하는 초기 단계에는 원료에 함유된 화학성분에 대한 정성분석이 포함됩니다.
이를 위해 가스 크로마토그래피-질량 분석기(GC-MS)가 널리 사용됩니다. 그러나 GC-MS를 기반으로 한 일반적인 데이터베이스 검색에서는 이러한 화학 성분을 완전히 식별하지 못하는 경우가 많습니다.
JEOL의 GC-고분해능 질량 분석기(GC-HRMS)인 JMS-T2000GC는 다음 기능을 제공합니다. 1) 고정밀 질량 분석; 2) 전자 이온화(EI) 및 소프트 이온화(SI)를 통한 분자 및 단편 이온의 검출; 3) msFineAnalytic AI가 획득한 데이터를 자동 분석하여 화학식을 결정하고 화학 구조를 예측합니다. 본 연구에서는 JMS-T2000GC와 msFineAnalytic AI를 사용하여 생약에 포함된 화학 성분을 식별했습니다.
측량
마른 들국화 꽃 (플로스 크리산테미 인디시),
상업용 약초를 샘플로 사용했습니다. 그림 1에 표시된 단계에 따라 시료 1.1g을 에탄올(≥10%) 99.5mL에 담그고 실온에서 30분간 초음파 추출했습니다.
추출액의 상층액을 모아 무수황산나트륨을 첨가하고 30분간 방치하였다.
생성된 용액을 GC-HRTOFMS에 주입했습니다. GC-HRTOFMS 측정을 위한 이온화 방법으로 EI와 FI(Field Ionization)를 사용하였고, 이후 획득된 데이터 분석에는 msFineAnalytic AI를 사용했습니다. 표 1은 측정 조건을 보여준다.
결과 및 토론
그림 2는 EI와 FI의 총 이온 전류 크로마토그램(TICC)을 보여줍니다. 유칼립톨, 장뇌, 보르네올, 보르닐아세테이트 등 총 141가지 성분이 검출됐다. ● 그림에서.
이 4가지 구성 요소는 활성 화합물로 보고됩니다.(1).
81개 성분의 경우 분자 이온에서 예측된 화학 공식이 NIST 데이터베이스 검색 결과와 일치하지 않았습니다.
그러나 msFineAnalytic AI에는 NIST 데이터베이스 외에 화학 구조에서 추정된 EI 질량 스펙트럼의 AI 데이터베이스가 포함되어 있습니다. AI 데이터베이스에 대해 조사한 결과 81개의 구성 요소는 EI 조각 이온 패턴과 잘 일치하고 분자 이온에 의해 예측된 화학식을 갖는 화합물인 것으로 나타났습니다. 그림 4는 결과를 보여줍니다. 이러한 피크는 주로 테르펜, 테르페노이드, 지방산, 알칸 및 스테롤로 식별되었습니다. 그림은 해당 그룹과 감지 범위를 보여줍니다.
표 1. 측정 조건
| GC-HRMS | |
|---|---|
| 가스 크로마토 그래프 | 8890 GC(애질런트 테크놀로지스, Inc.) |
| 모드 | 쪼개지지 않는 |
| 입구 온도 | 280 ° C |
| 단 | DB-5MS, 30mx 0.25mm, 0.25μm (애질런트 테크놀로지스, Inc.) |
| 오븐 | 50°C(1분) → 10°C/분 → 320°C(10분) |
| 캐리어 가스 | He, 1.0mL/분 |
| 주입량 | 1 μL |
| TOFMS | JMS-T2000GC(주) |
| 이온화 | EI+: 70eV, 300μA |
| FI+: -10kV, 40mA | |
| 이온 범위 모니터링 | m / z 10-800 |
| 분석 소프트웨어 | msFineAnalysis AI(JEOL Ltd.) |
그림 1. 실험 과정
그림 2. Flos Chrysanthemi Indici 에탄올 추출물의 EI 및 FI TICC.
그림 3과 4는 각각 다음으로 표시된 피크의 질량 스펙트럼과 예상 화학 구조를 보여줍니다. ▼ 그림 2에서는 머무름 시간 21.96분에서 감지되었습니다.
그 화학식은 C로 추정되었다.17H18O5 그림 3의 FI 질량 스펙트럼에서 검증된 정확한 질량에서 나온 것입니다. EI 질량 스펙트럼에 대한 NIST 데이터베이스 검색에서는 700 이상의 유사성을 보이는 화합물이 나오지 않았습니다.
한편, 도 4는 (2R)-4,7-디메틸-1-프로판-2-일-1,2,3,5,6,8a-헥사하이드로나프탈렌-2-올의 msFineAnalytics AI 구조 분석 결과를 보여준다. AI가 예측한 화합물의 질량 스펙트럼과 측정된 질량 스펙트럼은 높은 수준의 AI 점수와 AI 확률을 갖고 있어 효과적인 구조 정보를 제공합니다.
그림 3. 머무름 시간 21.96분에서 구성 요소의 EI 및 FI 질량 스펙트럼 FlosChrysanthemi Indici 에탄올추출물.
그림 4. msFineAnlaysis AI를 통한 유지 시간 21.96분에서의 구성 요소 구조 분석 결과.
요약
이 작업의 결과는 msFineAnalytic AI의 효율성을 보여줍니다. 이는 정성 분석을 위한 강력하고 효율적인 도구로, 화학식 결정 및 화학 구조 예측에 소요되는 시간과 노동력을 절약해 줍니다. 생약 성분의 정확한 정성 분석은 생약 분야의 발굴 및 품질 관리에 유용합니다. msFineAnalytic AI를 탑재한 GC-HRMS 시스템은 한약재를 비롯한 천연자원의 화학성분에 대한 광범위한 정성분석에 활용될 것으로 기대된다.
참고자료
[1] Jiesheng Ye,. 화학 논문, 2009, 63, 5, 506-511. DOI: 10.2478:-009 ~ -0056:-0
