Metabolite identification is one of the major bottlenecks in liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS)-based untargeted metabolomics owing to the difficulty of acquiring MS/MS information of most metabolites detected. Data dependent acquisition (DDA) has been currently used to acquire MS/MS data in untargeted metabolomics. When dealing with the complex biological samples, top-n-based DDA method selects only a small fraction of the ions for fragmentation, leading to low MS/MS coverage of metabolites in untargeted metabolomics. In this study, we proposed a novel DDA method to improve the performance of MS/MS acquisition in LC-MS-based untargeted metabolomics using target-directed DDA (t-DDA) with time-staggered precursor ion lists (ts-DDA). Full scan-based untargeted analysis was applied to extract the target ions. After peak alignment, ion filtration, and ion fusion, the target precursor ion list was generated for subsequent t-DDA and ts-DDA. Compared to the conventional DDA, the ts-DDA exhibits the better MS/MS coverage of metabolomes in a plasma sample, especially for the low abundant metabolites. Even in high co-elution zones, the ts-DDA also showed the superiority in acquiring MS/MS information of co-eluting ions, as evidenced by better MS/MS coverage and MS/MS efficiency, which was mainly attributed to the pre-selection of precursor ion and the reduced number of concurrent ions. The newly developed method might provide more informative MS/MS data of metabolites, which will be helpful to increase the confidence of metabolite identification in untargeted metabolomics.

中文翻译：

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在基于 LC-MS 的非靶向代谢组学中，通过具有时间交错母离子列表的靶向数据相关采集，增强了 MS/MS 对代谢物鉴定的覆盖率

由于难以获取大多数检测到的代谢物的 MS/MS 信息，代谢物鉴定是基于液相色谱-质谱 (LC-MS) 的非靶向代谢组学的主要瓶颈之一。数据相关采集 (DDA) 目前已用于在非靶向代谢组学中采集 MS/MS 数据。在处理复杂的生物样品时，基于 top-n 的 DDA 方法仅选择一小部分离子进行碎裂，导致非靶向代谢组学中代谢物的 MS/MS 覆盖率较低。在本研究中，我们提出了一种新的 DDA 方法，以使用具有时间交错母离子列表 (ts-DDA) 的靶向 DDA (t-DDA) 来提高基于 LC-MS 的非靶向代谢组学中 MS/MS 采集的性能。应用基于全扫描的非靶向分析来提取目标离子。峰对齐后，离子过滤和离子融合，为后续的 t-DDA 和 ts-DDA 生成目标母离子列表。与传统 DDA 相比，ts-DDA 表现出更好的 MS/MS 覆盖血浆样品中的代谢组，尤其是对于低丰度代谢物。即使在高共洗脱区域，ts-DDA 在获取共洗脱离子的 MS/MS 信息方面也表现出优势，这可以从更好的 MS/MS 覆盖率和 MS/MS 效率中得到证明，这主要归功于预选择母离子和减少并发离子的数量。新开发的方法可能会提供更丰富的代谢物 MS/MS 数据，这将有助于提高非靶向代谢组学中代谢物鉴定的可信度。与传统 DDA 相比，ts-DDA 表现出更好的 MS/MS 覆盖血浆样品中的代谢组，尤其是对于低丰度代谢物。即使在高共洗脱区，ts-DDA 在获取共洗脱离子的 MS/MS 信息方面也表现出优势，这可以从更好的 MS/MS 覆盖率和 MS/MS 效率中得到证明，这主要归功于预选择母离子和减少并发离子的数量。新开发的方法可能会提供更丰富的代谢物 MS/MS 数据，这将有助于提高非靶向代谢组学中代谢物鉴定的可信度。与传统 DDA 相比，ts-DDA 表现出更好的 MS/MS 覆盖血浆样品中的代谢组，尤其是对于低丰度代谢物。即使在高共洗脱区域，ts-DDA 在获取共洗脱离子的 MS/MS 信息方面也表现出优势，这可以从更好的 MS/MS 覆盖率和 MS/MS 效率中得到证明，这主要归功于预选择母离子和减少并发离子的数量。新开发的方法可能会提供更丰富的代谢物 MS/MS 数据，这将有助于提高非靶向代谢组学中代谢物鉴定的可信度。ts-DDA 还显示出在获取共流出离子的 MS/MS 信息方面的优势，这可以从更好的 MS/MS 覆盖率和 MS/MS 效率中得到证明，这主要归功于母离子的预选和减少的数量并发离子。新开发的方法可能会提供更丰富的代谢物 MS/MS 数据，这将有助于提高非靶向代谢组学中代谢物鉴定的可信度。ts-DDA 还显示出在获取共流出离子的 MS/MS 信息方面的优势，这可以从更好的 MS/MS 覆盖率和 MS/MS 效率中得到证明，这主要归功于母离子的预选和减少的数量并发离子。新开发的方法可能会提供更丰富的代谢物 MS/MS 数据，这将有助于提高非靶向代谢组学中代谢物鉴定的可信度。