ABSCIEX串联质谱在药物研发领域新技术、新进展.pdf

1、AB SCIEX串联质谱在药物研发领域新技术新进展 、主要内容y串联质谱技术在药物研究中的应用范围y AB SCIEX串联质谱解决方案AB SCIEX三重四极杆串联质谱 三重四极杆串联质谱 AB SCIEX独特的QTRAP技术AB SCIEX高分辨质谱平台TilTOF系列 高分辨质谱平台ripleTOF系列y问题与讨论2 2011 AB SCIEX制药领域应用范围药物发现阶段靶向化合物鉴定临床前研究药代药物发展阶段临床试验0 期期(Mi d i )通通过过FDA审批，生产临床试验IV期靶向化合物验证候选化合物鉴定药动Early-ADMEcro os ng临床试验I 期临床试验II 期临 期QA

2、杂质或降解产物分析候选化合物优化毒代临床试验III 期# 样品数/ NCE 费用/ NCE QC专利保护 NCEs 数量工艺改进药品包装3 2011 AB SCIEXPharmaceutical Research and Manufacturers of America,Pharmaceutical Industry Profile 2005 (Washington, DC: PhRMA, March 2005)质谱在药物市场的主要应用质质谱主要应用化学合成/制剂小分子药代动力学中药研发生物药研发分子量测定杂质/降解产物研究先导化合物优化生物样品定量临床前DMPK活性成分分析多组分定性、定量中

3、药药代动力学完整分子量测定肽或蛋白序列测定微量成分定量药物质量控制临床前临床药代或GLP 毒代分析药物代谢研究中药代谢以及代谢组学质量控制修饰后修饰鉴定 QC DMPK定量4 2012 AB SCIEXFOR INTERNAL USE ONLY中药打假AB SCIEX 质谱提供了药物研发的先进技术平台AB SCIEX为质谱界提供最具创新的最高性能的质谱技术三重四极杆串联质谱Triple Quad 系列飞行时间质谱TripleTOF系统、术定量为主，主要应用于生物样品定量多组分定量分析高分辨质谱，同时定性、定量研究，主要应用于：杂质或降解产物分析多组分定量分析肽类或蛋白定量痕量样品定量杂质或降解

4、产物分析代谢物鉴定中药成分分析代谢组学及脂质组学研究质量控制先导化合物优化代谢组学及脂质组学研究肽类药物研究三重四极杆/线性加速离子阱质谱QTRAP系列技术平台一次进样能够同时进行定量定性分析的AB SCIEX独有质谱平台次进样能够同时进行定量定性分析的 独有质谱平台可应用于：三重四极杆系列质谱仪所有的定量工作；代谢物鉴定以及中药成分分析；脂质组学研究AB SCIEX三重四极杆串联质谱药动学（DMPK）研究中生物样品的特点及对质谱的要求生物基质复杂,内源性干扰大重现性好+高选择性+抗污染浓度低灵敏度高+低浓度样品重现性好样品量大高通量+耐用性强浓度差异大线性范围宽7 2011 AB SCIEX

5、AB SCIEX串联质谱的核心技术 术超强的稳定性、耐用性、重现性1.60E+051.80E+052.00E+054.55.5#1 #2 #34.00E+046.00E+048.00E+041.00E+051.20E+051.40E+05Response0.51.52.53.5InternalStandardArea RatioISTD Corrected 2.5%CVResponse 3.1%CVCV = 2.9%0.00E+002.00E+040 100 200 300 400 500Injection Number-0.5血浆样本中500次重复进样测定阿普唑仑，证明AB SCIEX质谱系

6、统重现性，稳定性和可靠性。在最低定量限附近即柱上进样维拉帕米120ag，重复进样三次平均标准偏差29%说明结果好的重现性120 fg/mL (1 L injection)偏差2.9%，说明结果好的重现性。数字脉冲检测器能够保证即使在低浓度时，得到的数据依然有着出色的重复性、准确度。Turbo VTM气帘气接口专利辅助气与废气排放设计两路雾化气的使用，样品喷雾流被挤压在采样锥附近-有效提高采样锥样品摄入量两路加热雾化气样品流受热更均匀两路加热雾化气，样品流受热更均匀，有效去除溶剂，离子化效率更高，可耐受更大的液相流速！离子源排气口负压使离子化气流更符合空气动力学9 2013 AB SCIEX1m

7、L/min的流速下ESI信号不损失！ ！T IC : fro m S a m p le 7 (1 n g /m l) o f D a ta S p e e d R O D .w iff M ax. 1.6e5 cps.from 2 (1ng/m o ta Q uantifizierung B etaagonisten.w iff 16e522.259.0e41.0e51.1e51.2e51.3e51.4e51.5e51.6e54.151.192.512.303.250991mL/min no split1ng/ml4.0e45.0e46.0e47.0e48.0e49.0e40e51e51.2e

8、51.3e54e51.5e51 . 6e16.75 22.4223.8819.4527.1015.704.963.596.3911.10200L/min1.0e42.0e43.0e44.0e45.0e46.0e47.0e48.0e42.630 . 99 1.353.491.984.666.093.072 4 6 8 1012141618202224262830Time, min0.01.0e42.0e43.0e410.75T IC : from S am ple 7 (1ng/m l) of D ata S peedR O D .w iff M ax. 1.6e5 cps.1e51.2e51.

9、3e51.4e51.5e51.6e51.192.511mL/min 不分流1234567Tim e, m in0.0TIC : from Sam ple 10 (1ng/m l_2m l/m in) of D ata SpeedR O D .w iff M ax. 9.6e4 cps.1.2e51.3e51.4e51.5e51.6e52mL/min no split2 4 6 8 1012141618202224262830Time min0.01.0e42.0e43.0e44.0e45.0e46.0e47.0e48.0e49.0e41.0e54.666.096.92 9.00 9.641mL

10、/min: 在7.0min之内完成，不损失灵敏度UFLC / MS4.0e45.0e46.0e47.0e48.0e49.0e41.0e51.1e51.771.171.012.110.601.291.650.690.502.35Tim e, 2mL/min 不分流10 2011 AB SCIEX1234567Tim e, m in0.01.0e42.0e43.0e41.561.991.483.08专利的气帘气设计高抗污染、帮助气化、气化Curtain plateOrifice plateplateOrifice plateCurtain plate气帘气Turbo V离子源+简单接口的设计大大提

11、高仪器对抗污染的能力大大提高仪器对抗污染的能力适合复杂生物基质样品的测定，并确保优异的重现性11 2011 AB SCIEX保优异的重现性维护简易方便耐用性和重复性Methomyl 3.1%2.00E+05Carbaryl 3.3%Aldicarbsulfone 3.6%Aldicarb 3.6%1.60E+051.80E+051.00E+051.20E+051.40E+05sponse6.00E+048.00E+04Res0.00E+002.00E+044.00E+040 200 400 600 800 1000 120012 2013 AB SCIEXInjection Number空白土

12、壤样品加标样(50ng/mL); 超过1200 次进样(3.5天)传统的QQQ：多反应监测(MRM)：y Q1: Filtery Q2: Fragmentationy Q3: Filter13 2011 AB SCIEX Quantitation and Targeted ScreeningSIM vs MRM (Single vs Triple Quadrupole) vs. MRM vs. Triple Quadrupole) 基质样品中，17种化合物的同时测定（1ng/mL）12 51.3e51.4e51.5e51.6e550005500600065006.96.0e47.0e48.0e

13、49.0e41.0e51.1e51.2e11.17.125003000350040004500123456789101121314Time, min0.01.0e42.0e43.0e44.0e45.0e49.60.61 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314Time, min0500100015002000y MRM具有更高的选择性和灵敏度，可检测到复杂基质中更低含量的化Selected Ion Monitoring (SIM) Multiple Reaction Monitoring (MRM)14 2011 AB SCIEX合物高灵敏度可以测到f级水平同时保证很好的重现性，g

14、，#1 #2 #3CV = 2.9%120 fg/mL (1 L injection)15 2013 AB SCIEXAB SCIEX串联质谱：制药工业生物分析黄金标准阿普唑仑血浆药物浓度测定大于5个数量级的动态范围研究药物在动物或人体内的毒代和药代对药物研发具有非常重要的意义，生物分析方法面临严峻的挑战Ratio阿普唑仑血浆药物浓度测定，大于个数量级的动态范围，出色的灵敏度，以及测定结果的准确性和重现性。物分析方法面临严峻的挑战。Area RActual Conc Num. Values Mean Standard %CV Accuracy Value #1 Value #2 Value #

15、3(fg on column) Deviation1.88 3 of 3 1.86 0.12 6.2 99.0 1.99 1.76 1.845.65 3 of 3 5.89 0.23 3.9 104.3 6.08 5.64 5.9616.9 3 of 3 16.7 0.60 3.6 98.4 17.1 16.0 16.950.8 3 of 3 49.0 1.07 2.2 96.3 48.4 48.2 50.2152 3 of 3 145 4.65 3.2 95.3 140 149 147457 3 of 3 423 20.0 4.7 92.5 422 403 4431372 3 of 3 13

16、19 37.7 2.9 96.2 1294 1363 13014115 3 of 3 4004 80.1 2.0 97.3 4080 3920 401112346 3of3 12391 191 6 15 100 4 12283 12278 126123 of . 1.5 .37037 3 of 3 41317 1311 3.2 111.6 39896 42479 41576111111 3 of 3 126138 2684 2.1 113.5 123526 125999 128888500000 3 of 3 476169 18206 3.8 95.2 495981 460175 472349

17、AB SCIEX串联质谱：制药工业生物分析黄金标准符合FDA 21CFR Part 11MultiQuant 和软件符合Analyst21 CFR Part 11Next generation data iftAudit Trailprocessing software from AB SCIEXPowerful small molecule and peptide quantitation capabilityTrail 21 CFR Part 11是美国食品药品管理局（FDA）所制定的法规中的一项标准主 Part 11是美国食品药品管理局（）所制定的法规中的项标准，主要规定内容涉及电子记录

18、和电子签名。采用Part11 法规目的是严格要求电子档案的管理过程，保障电子记录的真实性，17 2013 AB SCIEX使电子记录更具可信力，无法篡改、造假或轻易复制。AB SCIEX独特的串联四极杆-线性离子阱Qtrap技术串联四极杆线性离子阱质谱QTRAP系统谱一台仪器，两种质谱，三类功能19 2011 AB SCIEXQ TRAP系统: 引领质谱发展技术一台仪器，两种质谱，三类功能三重四极杆串联质谱线性离子阱质谱三重四极杆串联质谱质谱线性离子阱质谱QTrap多反应离子监测MRM子离子扫描母离子扫描中性丢失扫描全扫描SIM增强子离子扫描(EPI)MS3增强全扫描(EMS)增强多电荷扫描(

19、EMC)增强高分辨扫描(R=6000)时间延迟碎裂扫描(TDF) MRM3 MRM-EPI MRM-MS3MRM-母离子扫描 MRM-中性丢失扫描中性丢失扫描MRM-优于或相同市场上主流产品的灵敏度性能更优的MRM速度、稳定性、接口技术20 2011 AB SCIEX独特的Qtrap技术，定量&定性、数据库Qtrap的性能要优于同系列的QQQMRM3 定量Above and Beyond MRMSelection of 1stprecursor ion in Q1Fragmentation in Q2gQProduct ions trapped in Q3 (Linear Ion Trap L

20、IT)Isolation of 2ndprecursor ion in LITFragmentation in LIT21 2011 AB SCIEXin LIT2ndgeneration of product ions scanned out定量测定血浆中的艾塞那肽y MRM 检测在血浆样品中有很大的干扰MRM838 396y MRM3 完全消除干扰，提高了灵敏度Yan Xu et al, “Quantitation of Exenatide in MRM3,QHuman Plasma Using LC-MS/MS/MS on a Linear QTRAP 5500 System” Medp

21、ace Bioanalytical Laboratories, APA 2009 Poster838 396 20222 2011 AB SCIEXQTRAP 仪器的多级扫描功能：MS3辅助结构解析MS1EPIMS3MS3MS323 2012 AB SCIEXQTRAP分析三萜皂苷类化合物的裂解规律定量和定性一次完成（IDA工作流程）次完成 （ ）MRM ,PREC, EMS, NL, EMC扫描可作为IDA预扫描PREC, NL扫描可以发现特征性的离子，然后触发EPI扫描，在线采集MS/MS图谱用于确证利用MRM的高选择性和高灵敏度，可发现低浓度的预测性的化合物或代谢物，然后触发EPI扫描，

22、在线采集MS/MS图谱用于确证 MRM 数据仍能用于定量EMS，EMC可以发现非目标性的化合物，然后在线采集MS/MS图谱用于确证IDA(Information Dependent Acquisition，信息相关采集)线采集图谱用于确证24 2011 AB SCIEX药物打假减肥药中违禁化合物的筛查药减查MRM提取离子流色谱图EPI图EPI图EPI图样品EPI二级谱图谱库中的二级谱图谱库检索谱库检索:西布曲明25 2011 AB SCIEX杂质分析XIC of +EMS: 325.7 to 326.7 Da from Sample 3 (Base degraded (1 hour) of O

23、meprazole degradates PO4 02May06.wiff (Turbo Spray) Max. 4.8e8 cps40 84.2e84.4e84.6e84.8e826.53EMS2.0e82.2e82.4e82.6e82.8e83.0e83.2e83.4e83.6e83.8e84.0eXIC色谱图2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 340.02.0e74.0e76.0e78.0e71.0e81.2e81.4e81.6e81.8e827.96Time, min+EPI (326.24) CE (25) CES (10): Pe

24、riod 9, 27.977 to 28.154 min from Sample 7 (Ba. Max. 9.5e5 cps7.0e58.0e59.0e59.5e5325.9OCH3CH3NOSMS/MS3.0e54.0e55.0e56.0e5310.9N+CH3NCH326 2011 AB SCIEX80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320m/z, Da0.01.0e52.0e5295.8285.0267.9QTRAP系统结合LightSight软件进行代谢物鉴定工作流程系结gg行代谢物定作程y目标代谢物鉴定(pMRM-IDA-EP

25、I)y高通量GSH反应性代谢物筛查(+NL/-PREC-IDA-EPI)：快速母离子和中性丢失扫描软件自动方法建立- LightSight软件软件自动方法建立软件y非目标代谢物鉴定(MIM-IDA 和(+/-) Q3-IDA-EPI) 27 2012 AB SCIEX什么是“pMRM”? pMRM = “predictive MRM”pedctpMRM是新一代理论预测式搜索代谢物工具MRMs 到IDA最好的查找代谢物结合产物涉及和包含全部的体内和体外生物转化28 2011 AB SCIEX4个MRM扫描即可完全检测Ox & De-Me的生物转化 个 De Q1 Q3457165 Q3 no t

26、ransformation457151 Q3 with De-Me457181Q3 with Ox457167Q3 with Ox & De Me29 2011 AB SCIEXDe-目标代谢物的鉴定：预测的MRM触发IDA（pMRM-IDA-EPI）目：（）XIC 427/165XIC 441/151 pMRMIDA(+)EPI(+)EPI选择母药维拉帕米MRM 455/165通过LightSight软件选择可能的生物转化类型软件自动建立30 2012 AB SCIEX选择母药维拉帕米 ，通过软件，选择可能的生物转化类型，软件自动建立好pMRM-IDA-EPI的方法，检测大鼠尿液中维拉帕米的代谢鉴定，发现代谢物的同时，根据MS/MS进一步的鉴定和确证。