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Towards Unbiased Evaluation of Ionization Performance in LC-HRMS Metabolomics Method Development

  • As metabolomics increasingly finds its way from basic science into applied and regulatory environments, analytical demands on nontargeted mass spectrometric detection methods continue to rise. In addition to improved chemical comprehensiveness, current developments aim at enhanced robustness and repeatability to allow long-term, inter-study, and meta-analyses. Comprehensive metabolomics relies on electrospray ionization (ESI) as the most versatile ionization technique, and recent liquid chromatography-high resolution mass spectrometry (LC-HRMS) instrumentation continues to overcome technical limitations that have hindered the adoption of ESI for applications in the past. Still, developing and standardizing nontargeted ESI methods and instrumental setups remains costly in terms of time and required chemicals, as large panels of metabolite standards are needed to reflect biochemical diversity. In this paper, we investigated in how far a nontargeted pilot experiment, consisting only of aAs metabolomics increasingly finds its way from basic science into applied and regulatory environments, analytical demands on nontargeted mass spectrometric detection methods continue to rise. In addition to improved chemical comprehensiveness, current developments aim at enhanced robustness and repeatability to allow long-term, inter-study, and meta-analyses. Comprehensive metabolomics relies on electrospray ionization (ESI) as the most versatile ionization technique, and recent liquid chromatography-high resolution mass spectrometry (LC-HRMS) instrumentation continues to overcome technical limitations that have hindered the adoption of ESI for applications in the past. Still, developing and standardizing nontargeted ESI methods and instrumental setups remains costly in terms of time and required chemicals, as large panels of metabolite standards are needed to reflect biochemical diversity. In this paper, we investigated in how far a nontargeted pilot experiment, consisting only of a few measurements of a test sample dilution series and comprehensive statistical analysis, can replace conventional targeted evaluation procedures. To examine this potential, two instrumental ESI ion source setups were compared, reflecting a common scenario in practical method development. Two types of feature evaluations were performed, (a) summary statistics solely involving feature intensity values, and (b) analyses additionally including chemical interpretation. Results were compared in detail to a targeted evaluation of a large metabolite standard panel. We reflect on the advantages and shortcomings of both strategies in the context of current harmonization initiatives in the metabolomics field.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Carsten Jaeger, Jan LisecORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Metabolites
Jahr der Erstveröffentlichung:2022
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.7 Organische Spuren- und Lebensmittelanalytik
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.8 Umweltanalytik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:MDPI
Jahrgang/Band:12
Ausgabe/Heft:5
Aufsatznummer:426
Erste Seite:1
Letzte Seite:13
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Mass Spectrometry; Method development; Non-targeted analysis
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
DOI:10.3390/metabo12050426
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-548065
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:16.05.2022
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:13.06.2022
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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