質譜儀-Mass 利用 JEOL msFineAnalysis AI 提升中藥材化學成分分析效率

中藥裡有多種化學成分，要將其進行分析調查可以說比西藥要難得多。在分析中藥成分的初期階段，經常會使用氣相層析質譜儀(GC-MS)來分析中藥原料中所含有的化學成分，也就是所謂的定性分析。然而，以往以資料庫比對為主的GC-MS測定有時不能充分確定化學成分。

JEOL的高解析氣相層析質譜儀（GC-HRMS）JMS-T2000 GC特點

日本電子JEOL的高解析氣相層析質譜儀（GC-HRMS）JMS-T2000 GC具備以下幾個特點：高準確度、通過電子游離法（EI）及軟性游離法（SI）得到碎片離子及分子離子資訊以及透過msFineAnalysis AI進行自動化數據分析，以達到確定化學組成、預測化學結構等目的。本實驗呈現了利用JMS-T2000GC-TOFMS結合msFineAnalysis AI人工智慧分析軟體（如圖一）針對中藥原料中含有的化學成分進行定性分析之案例。

▲圖一利用高解析質譜儀與AI人工智慧技術分析中藥材

本實驗以市售乾燥的野菊花（Flos Chrysanthemi Indici）作為樣品。將1.1克重樣品浸泡在10 mL乙醇（≥ 99.5%）中，在室溫下超音波萃取30分鐘；取出萃取液中的澄清部分，加入無水硫酸鈉後，靜置30分鐘後，將萃取液注入GC-HRTOFMS並結合使用硬性游離源EI和軟性游離源FI（Field Ionization）等方法，最後由msFineAnalysis AI分析軟體來做定性分析（如圖二）。

▲圖二實驗分析流程

EI和FI的總離子層析圖（TICCs）如圖三中所示。檢測出了包括圖中所示的活性化合物eucalyptol、camphor、borneol、bornyl acetate等在內的141個成分。然而，從分子離子推定的化學式確認到有81種成分和NIST資料庫搜尋結果的化合物不一致，因此結合不僅有NIST資料庫還具有能根據化合物結構進行AI預測的msFineAnalysis AI軟體做分析，這81種成分鑑定的結果與碎片離子資訊也非常一致，並且又可由分子離子再次推定出分子式，各峰主要歸屬於萜烯、萜烯、脂肪酸、烷烴、甾醇，圖中也顯示出了化合物群和檢測範圍。

▲圖三野菊花乙醇萃取液之EI與FI總離子圖

圖三中所示的滯留時間21.96分檢測出的峰值，在FI質譜圖上確認分子離子進而得到分子式為C17H18O5（圖四），但在NIST資料庫搜尋EI質譜的結果沒有得到相似度700以上的化合物（通常相似度超過800以上才可確認），而進一步在msFineAnalysis AI的Structural Analysis結果中發現（2R）-4,7-dimethyl-1-propan-2-yl-1,2,3,5,6,8a-hexahydronaphthalen-2-ol之AI預測質譜圖和實測質譜圖呈現出高分AI Score和AI probability，獲得重要的化學結構資訊（圖五）。


▲圖四野菊花乙醇萃取液之EI與FI滯留時間21.96分檢測出的峰值質譜圖	▲圖五滯留時間21.96分檢測出的峰值透過msFineAnalysis AI結構分析之結果