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将离子淌度质谱（IMS）与液相色谱-质谱（LC-MS）相结合，有望改进非靶向代谢组学工作流程。然而，由于缺乏能够以支持LC-IMS-MS数据与LC-MS数据直接比较的方式处理原始LC-IMS-MS数据的软件解决方案，IMS所带来的益处一直难以评估。我们开发了XCiMS软件，将四维（4D）数据压缩为伪三维（pseudo-3D）数据。随后，在伪三维空间中进行峰检测，并根据由三维数据引导确定的感兴趣区域，对四维信号进行靶向提取。在本研究中，我们将XCiMS应用于人血浆分析，以评估IMS在非靶向代谢组学中的潜力。首先，我们评估了仅由LC-IMS-MS而非LC-MS特异性分辨的代谢物数量。尽管在使用高分辨率IMS时，多达50%的三维峰可产生多个四维峰，但其中仅有少数代表新近分辨出的结构异构体。我们发现，IMS导致特征数量增加，主要是由电荷异构体和离子簇引起的。其次，我们研究了IMS对代谢物鉴定的影响。在采用16分钟色谱分离的情况下，我们发现IMS可将嵌合MS/MS的发生频率降低约一半。我们得出结论：尽管与标准LC-MS实验相比，IMS在未能分辨出大量额外结构异构体的同时，却显著增加了非靶向代谢组学数据的复杂性，但它能够通过减少嵌合谱并为数据库检索提供碰撞截面（CCS）值，促进代谢物鉴定。
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将离子淌度谱（IMS）与液相色谱-质谱（LC-MS）相结合，有望改进非靶向代谢组学流程。然而，由于缺乏能够以便于直接比较 LC-IMS-MS 数据与 LC-MS 数据的方式处理原始 LC-IMS-MS 数据的软件解决方案，评估 IMS 的优势一直颇具挑战。我们开发了 XCiMS 软件，将四维数据压缩为伪三维数据。随后，在伪三维空间中进行峰检测，并从由三维数据引导的感兴趣区域中针对性地提取四维信号。在本研究中，我们将 XCiMS 应用于分析人血浆，以评估 IMS 在非靶向代谢组学中的潜在价值。首先，我们评估了通过 LC-IMS-MS 能够实现唯一分辨、而 LC-MS 无法分辨的代谢物数量。尽管采用高分辨率 IMS 时，多达 50% 的三维峰会产生多个四维峰，但其中只有少数代表新近分辨出的结构异构体。我们发现，生物学意义可能……
由于IMS导致的特征增加，主要是由电荷异构体和离子簇造成的。其次，我们考察了IMS对代谢物鉴定的影响。在采用16分钟色谱分离时，我们发现，IMS可将嵌合MS/MS谱图的出现频率降低约一半。我们得出结论：尽管与标准LC-MS实验相比，IMS并未解析出大量额外的结构异构体，却为非靶向代谢组学数据增加了相当大的复杂性，但它确实能够通过减少嵌合谱图并为基于谱库的检索提供CCS值来促进代谢物鉴定。
利益冲突声明
Patti实验室与Agilent Technologies、Waters和Bruker签署了科研合作协议。G.J.P.担任Cambridge Isotope Laboratories的科学顾问，同时担任Panome Bio的首席科学官。
基金资助信息声明
NIEHS
，R35ES028365
版权
本预印本的版权持有人为作者/资助方，其已授予bioRxiv一项永久展示该预印本的许可。
该预印本依据CC-BY-NC-ND 4.0国际许可协议提供。
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发布于2026年10月26日。
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Erin
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Gary J
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2026.10.21.760801；
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https://doi.org/10.64898/2026.10.21.760801
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关键词：离子淌度质谱 · 非靶向代谢组学 · XCiMS软件 · 液相色谱-质谱 · 代谢物鉴定 · 碰撞截面
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.21.760801v1?rss=1