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在非靶向代谢组学中，采用质谱（MS）进行代谢物检测受到代谢物浓度范围宽广的限制；其中，高丰度信号在MS1扫描中占主导地位，并抑制低丰度特征的检测。这会降低代谢物覆盖度，并掩盖具有生物学相关性的信号，尤其是在复杂细胞系统中更为明显。全扫描增强动态范围（enhanced Dynamic Range, eDR）MS通过将MS1质量范围划分为多个子扫描和质量窗口来应对这些限制，从而减弱优势离子引起的饱和效应。在本研究中，我们系统评估了不同eDR采集策略在非靶向代谢组学中的表现。 在四种肝细胞癌细胞系中，与全扫描MS相比，全扫描eDR MS使可检测特征数最高增加约3.5倍。在等距窗口配置中，12个窗口产生了最高的特征数量和最宽的动态范围，而自定义窗口分布则进一步提升了离子密集区域中的检测能力。尤其是，在低m/z区域分配更小的窗口尺寸，可选择性提高低质量特征的检测，同时保持对较高质量离子的检测性能。 全扫描eDR MS还提高了数据质量，降低了变异并提高了信噪比，尤其对低丰度代谢物更为明显。MS2覆盖度和代谢物鉴定数量也显著增加，从而实现了对与癌症相关代谢物的特异性检测。重要的是，代谢物检测深度的增加提升了不同癌细胞系之间的区分能力，从而支持对代谢异质性进行更深入的解析。 总体而言，这些结果确立了全扫描eDR MS作为一种灵活策略，可用于提高非靶向代谢组学中的灵敏度和代谢组覆盖度。通过对窗口大小和分布进行定制，可以在预定义的质量区域内有针对性地扩展动态范围，从而使MS采集能够根据样本复杂性和目标代谢物进行优化。
在非靶向代谢组学中，利用质谱（MS）进行代谢物检测受到代谢物浓度范围极广的限制，其中高丰度信号在MS1扫描中占主导地位，并抑制低丰度特征的检测。这会降低代谢物覆盖度，并掩盖具有生物学意义的信号，尤其是在复杂细胞系统中更为明显。全扫描增强动态范围（enhanced Dynamic Range, eDR）MS通过将MS1质量范围划分为多个子扫描和质量窗口，减弱优势离子导致的饱和效应，从而应对这些限制。在此，我们系统评估了不同eDR采集策略在非靶向代谢组学中的表现。在四种肝细胞癌细胞系中，与全扫描MS相比，全扫描eDR MS将可检测特征数最多提高至约3.5倍。在等距窗口配置中，12个窗口获得了最高的特征数量和最宽的动态范围，而自定义窗口分布则进一步改善了离子密集区域中的检测效果。特别是，在低m/z区域分配更小的窗口尺寸，可选择性提高低质量特征的检测，同时保持对较高质量离子的检测性能。全扫描eDR MS还提高了数据质量，降低了变异并提高了信噪比，尤其对低丰度代谢物更为显著。MS2覆盖度和代谢物鉴定数量也显著增加，从而实现了对癌症相关代谢物的特异性检测。重要的是，代谢物检测深度的提升增强了不同癌细胞系之间的区分能力，支持对代谢异质性开展更深入的研究。总体而言，这些结果确立了全扫描eDR MS作为一种灵活策略，可用于提高非靶向代谢组学中的灵敏度和代谢组覆盖度。通过对窗口大小和分布进行定制，可在预定义质量区域内有针对性地扩展动态范围，从而使MS采集能够根据样本复杂性和目标代谢物进行调整。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.11.731534v1?rss=1
🏷️ 非靶向代谢组学 质谱分析 增强动态范围 代谢物覆盖率 肝细胞癌细胞系