分享一篇Analytical Chemistry上的文章，文章标题为“Novel Method for Simultaneously Untargeted Metabolome and Targeted Exposome Analysis in One Injection”，文章的通讯作者是来自于大连化物所的许国旺老师和他们组的研究组组长刘心昱研究员。许国旺老师课题组的研究方向主要包括多维色谱，极复杂样品的分离分析，靶向、非靶向的多维色谱质谱联用的代谢组学分析方法，大多以重大疾病为主要的研究对象。

环境和遗传物质对人类疾病的发生和发展有着高度的协同作用。而随着杀虫剂和农药化肥的广泛使用，这些外源性化学小分子对人体健康的影响也逐渐受到世界卫生组织的重视，目前环境外源污染物暴露已经成为公共卫生中的重要风险。全代谢组暴露组关联研究，就是用于建立暴露水平，代谢变异和疾病风险之间关联的研究手段。然而，由于外源性暴露组的浓度通常远低于内源性代谢物，因此针对暴露组学的检测往往需要使用高度针对性的检测方法，这一问题极大的限制了暴露组研究的普遍性和覆盖度。目前针对暴露组的最广泛的分析方法是借助MRM的靶向检测实现的，但是这极大的限制了暴露组的分析通量、也使得分析所需的样品量也大大增加。因此本文作者通过借助Zeno-MRMHR技术，在TOF前增加一个线性离子阱ZenoTM Trap 实现了高达90%的离子占空比，实现了在单次分析中同时采集HRMS和MRM数据，进而同时进行非靶向代谢组和靶向暴露组的分析方法，极大的提高了分析的灵敏度和速度。

研究人员首先利用质控样品优化了代谢组暴露组分离的液相色谱条件。17种内源物质和15种外源物质能够在整个色谱梯度上均匀分布，并且显著分离。然后作者分别使用DIA和DDA两种方法对质控样品进行了检测，结果表明Zeno™ SWATH® DIA模式下所鉴定到的代谢物种类数目远超DDA模式下所鉴定到的代谢物种类数。说明这一模式能够显著提高MS2的强度和片段丰度并提高对内源代谢物的鉴定能力，最终共检测到了668种代谢物和43种污染物。为了进一步的提高该方法对低丰度暴露组的检测能力，研究人员编制了一份包含205种农药的MRM清单，利用MRM，研究人员在10 ng/ml的浓度下多检测到了15种此前HRMS无法检出的外源化合物。

然后，研究人员借助Zeno SWATHTM的技术建立了一种使用HRMS-MRM MS模式的集成非靶向/靶向的检测方法。结果表明这种方法对于超过90%的代谢物RSD小于20%，超过99%的外源小分子RSD小于30%。定量下限为0.1-25ng/ml，定量上限为2.5-1000ng/ml。

最后研究人员利用这一方法，检测了包含一个226人的二型糖尿病队列。最终在疾病组中超过30%的人群中检测到了20种外源性化合物，并且鉴定到698种代谢物。结果显示甜蜜素，氢化可的松，全氟辛酸，全氟辛烷磺酰基化合物四种污染物和大多数长链脂肪酸和甘油二酯之间有着高度相关性。这一方法为讨论外源污染物和内源代谢物之间的关联性提供了方法和范例。

总的来说，作者通过来自真实样品的QC建立了一套HRMS-MRM MS的分析方法，利用Zeno™ SWATH®实现了对于内源代谢组和外源暴露组的同时高灵敏高覆盖的鉴定，显著提升了全代谢组暴露组关联研究的分析效率。

本文作者：YSB

责任编辑：TZS

DOI：10.1021/acs.analchem.4c05565

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c05565