减少三丁胺离子对液相色谱-质谱中的背景离子负担可提高代谢组学中的信号强度和特征覆盖率

背景化学离子是 LC-MS 代谢组学中普遍存在但常被低估的限制因素，它们可抑制分析物信号、掩盖内源性代谢物、增加光谱复杂性，并占用 MS/MS 采集事件。三丁胺（TBA）离子对反相 LC-MS 可为包括中心碳代谢中间体、核苷酸、辅因子和胆汁酸在内的多种极性阴离子代谢物提供稳定的保留和广泛覆盖，但由离子对试剂本身引入的背景负担尚未得到系统性解决。本文中，我们鉴定出商业 TBA 是非生物污染离子的主要来源，并开发了一种在保持代谢物覆盖度的同时降低背景负担的实用策略。通过使用正交反相、强阴离子交换和强阳离子交换吸附剂对 TBA 进行串联固相萃取，去除了化学性质多样的污染物，包括干扰内源性羟丁酸异构体的等质量背景离子。我们进一步通过降低 medronic acid 浓度、将 medronic acid 限定于有机流动相、用金属钝化的色谱硬件替代磷酸预处理柱条件，以及在样品复溶溶剂中加入 EDTA 以改善柠檬酸盐检测，从而优化了该流程。在小鼠肝脏提取物中，优化后的方法提高了大多数已注释代谢物的信号强度，并提升了归因于目标分析物的全扫描离子流比例。方法优化还改变了化合物特异性的保留行为，解决了部分基于共洗脱的干扰，同时也为某些分析物引入了新的抑制关系。在小鼠肝脏、人 B 淋巴细胞以及 NIST SRM 1950 血浆中，优化后的工作流程分别将总特征检测数提高了 45%、72% 和 42%，并增加了低变异特征数、具有数据依赖型 MS/MS 谱图的前体离子数以及 MS/MS 谱库匹配数。这些发现将背景离子缓解确立为 LC-MS 方法开发的核心设计原则。更广泛地说，本研究提供了一个可推广的框架，用于识别、降低并验证由试剂和添加剂衍生的背景，从而提升靶向和非靶向 LC-MS 数据质量。

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